(57)【要約】【課題】スミアが発生していない部分での縦筋の発生を防ぎながらスミア補正を十分に行うことが可能なスミア補正装置を提供する。【解決手段】スミア補正用の光電変換素子２１以外の各光電変換素子２２に対応する光電変換素子２１から得られる撮像信号である対応スミア補正用信号に基づいて、各光電変換素子２１から得られた撮像信号にスミア成分が含まれているか否かを判定する判定部４と、各光電変換素子２２から得られた撮像信号のうちの少なくともスミア成分が含まれていると判定された撮像信号のスミア補正処理を対応スミア補正用信号に基づいて行う減算器８と、判定部４によって撮像信号にスミア成分が含まれていると判定された場合、減算器８によってスミア補正処理された撮像信号を出力し、判定部４によって撮像信号にスミア成分が含まれていないと判定された場合、撮像信号をそのまま出力するセレクタ９とを備える。【選択図】図１
2007110375.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スミア補正用の光電変換素子を含む多数の光電変換素子を有するＣＣＤ型の撮像素子から得られた撮像信号のスミア補正を行うスミア補正装置であって、
前記スミア補正用の光電変換素子以外の各光電変換素子に対応する前記スミア補正用の光電変換素子から得られる撮像信号である対応スミア補正用信号に基づいて、前記各光電変換素子から得られた撮像信号にスミア成分が含まれているか否かを判定する判定手段と、
前記各光電変換素子から得られた撮像信号のうちの少なくとも前記スミア成分が含まれていると判定された撮像信号のスミア補正処理を前記対応スミア補正用信号に基づいて行うスミア補正処理手段と、
前記判定手段によって前記撮像信号にスミア成分が含まれていると判定された場合、前記スミア補正処理手段によってスミア補正処理された前記撮像信号を出力し、前記判定手段によって前記撮像信号にスミア成分が含まれていないと判定された場合、前記撮像信号をそのまま出力する出力手段とを備えるスミア補正装置。
【請求項２】
請求項１記載のスミア補正装置であって、
前記各光電変換素子に対応する前記スミア補正用の光電変換素子が複数存在し、
複数の前記対応スミア補正用信号の平均値を算出する平均値算出手段を備え、
前記判定手段は、前記平均値が閾値よりも大きい場合に、前記撮像信号にスミア成分が含まれていると判定するスミア補正装置。
【請求項３】
請求項２記載のスミア補正装置であって、
前記撮像信号にスミア成分が含まれると判定された場合に、当該撮像信号のスミア成分を補正するためのスミア補正用信号を、当該判定に用いた前記平均値を用いて生成するスミア補正用信号生成手段を備え、
前記スミア補正処理手段は、前記撮像信号にスミア成分が含まれると判定された場合にのみ、前記スミア補正用信号を用いて当該撮像信号のスミア補正処理を行うスミア補正装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スミア補正用の光電変換素子を含む多数の光電変換素子を有するＣＣＤ型の撮像素子から得られた撮像信号のスミア補正を行うスミア補正装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＣＣＤ型の撮像素子から得られる撮像信号のスミア補正は、撮像素子のスミア補正用の光電変換素子から得られた複数ライン分の撮像信号を、列単位で加算平均して１ライン分の平均値を求め、この１ライン分の平均値を、撮像素子のスミア補正用の光電変換素子以外の光電変換素子から得られる１ライン分の撮像信号から減算することで行っている（例えば特許文献１，２参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−５０１６５号公報
【特許文献１】特開平７−６７０３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来のスミア補正では、スミア成分の含まれていない撮像信号からも上記平均値が減算されてしまう。このため、高感度撮影時等のようにスミア補正用の光電変換素子から得られた撮像信号のうちスミア成分が含まれていない信号のＳ／Ｎ比が劣化し、スミア補正用の光電変換素子から得られた撮像信号にノイズ成分が含まれてしまうと、スミア補正後の画像において、スミアが発生していない部分に縦筋が発生してしまう。
【０００５】
この縦筋を無くすために、上記平均値を予めコアリング減算してノイズ成分を除去しておくことが有効である。しかし、スミア補正用の光電変換素子から得られた撮像信号のうち、スミア成分が含まれている信号についてはＳ／Ｎ比の劣化が少ないため、スミア成分が含まれていない信号と同一条件でコアリング減算すると、スミア成分が含まれている信号の平均値が減少してしまい、スミアが発生している部分のスミア補正が不十分となってしまう。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、画像のスミアが発生していない部分での縦筋の発生を防ぎながらスミア補正を十分に行うことが可能なスミア補正装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のスミア補正装置は、スミア補正用の光電変換素子を含む多数の光電変換素子を有するＣＣＤ型の撮像素子から得られた撮像信号のスミア補正を行うスミア補正装置であって、前記スミア補正用の光電変換素子以外の各光電変換素子に対応する前記スミア補正用の光電変換素子から得られる撮像信号である対応スミア補正用信号に基づいて、前記各光電変換素子から得られた撮像信号にスミア成分が含まれているか否かを判定する判定手段と、前記各光電変換素子から得られた撮像信号のうちの少なくとも前記スミア成分が含まれていると判定された撮像信号のスミア補正処理を前記対応スミア補正用信号に基づいて行うスミア補正処理手段と、前記判定手段によって前記撮像信号にスミア成分が含まれていると判定された場合、前記スミア補正処理手段によってスミア補正処理された前記撮像信号を出力し、前記判定手段によって前記撮像信号にスミア成分が含まれていないと判定された場合、前記撮像信号をそのまま出力する出力手段とを備える。
【０００８】
本発明のスミア補正装置は、前記各光電変換素子に対応する前記スミア補正用の光電変換素子が複数存在し、複数の前記対応スミア補正用信号の平均値を算出する平均値算出手段を備え、前記判定手段は、前記平均値が閾値よりも大きい場合に、前記撮像信号にスミア成分が含まれていると判定する。
【０００９】
本発明のスミア補正装置は、前記撮像信号にスミア成分が含まれると判定された場合に、当該撮像信号のスミア成分を補正するためのスミア補正用信号を、当該判定に用いた前記平均値を用いて生成するスミア補正用信号生成手段を備え、前記スミア補正処理手段は、前記撮像信号にスミア成分が含まれると判定された場合にのみ、前記スミア補正用信号を用いて当該撮像信号のスミア補正処理を行う。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、画像のスミアが発生していない部分での縦筋の発生を防ぎながらスミア補正を十分に行うことが可能なスミア補正装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００１２】
図１は、本発明の実施形態を説明するためのスミア補正装置の概略構成を示す図である。図２は、図１に示すスミア補正装置でスミア補正を行う対象となる撮像信号を出力する固体撮像素子の概略構成を示す平面図である。
【００１３】
図２に示す固体撮像素子は、デジタルカメラ等に搭載されるものであり、半導体基板２６上の行方向（図２中のＸ方向）とこれに直交する列方向（図２中のＹ方向）に正方格子状に配列された多数の光電変換素子（光電変換素子２１と光電変換素子２２）と、多数の光電変換素子の各々に蓄積された電荷を列方向に転送する列方向ＣＣＤ（Charge Coupled Device）２３と、列方向ＣＣＤ２３から転送されてきた電荷を行方向に転送する行方向ＣＣＤ２５と、行方向ＣＣＤ２５から転送されてきた電荷に応じた撮像信号を出力する出力アンプ２４とを備える。
【００１４】
多数の光電変換素子の配列は、行方向に配列された多数の光電変換素子からなる行を、列方向に多数配列した配列、又は、列方向に配列された多数の光電変換素子からなる列を、行方向に多数配列した配列となっている。尚、多数の光電変換素子の配列は正方格子状に限らず、ハニカム配列としても良い。
【００１５】
光電変換素子２２は、画像を生成するためのものであり、入射光に応じた電荷を発生し、蓄積する。
【００１６】
スミアは、同一の列において発生する。このため、同一の列に含まれる光電変換素子２２から得られる撮像信号のスミア補正を行うためには、各列の光電変換素子２２に対応させて少なくとも１つ、スミア補正用の光電変換素子２１を設ける必要がある。光電変換素子２１は遮光されており、黒レベルを検出することが可能である。図２の例では、光電変換素子２１が、半導体基板２６の上端の２行と、半導体基板２６の下端の２行の計４行分設けられている。
【００１７】
図２に示す固体撮像素子から出力された撮像信号は、デジタルカメラ内で所定のアナログ信号処理が施された後、デジタル変換され、いわゆるＲＡＷデータとしてデジタルカメラ内部のデジタル信号処理部へ出力される。ＲＡＷデータは、固体撮像素子からの撮像信号の形式のままデジタル化したデータである。ＲＡＷデータは、デジタルカメラの外部機器に出力することも可能である。以下では、光電変換素子２１から得られてデジタル化された撮像信号のことをＯＢ（Optical Black）データと言い、光電変換素子２２から得られてデジタル化された撮像信号のことを撮像データと言う。
【００１８】
図１に示すスミア補正装置１００は、上述したデジタル信号処理部に設けられるが、コンピュータで実現することも可能である。
【００１９】
スミア補正装置１００は、ＯＢデータ加算部１と、ラインメモリ２と、ＯＢデータ平均算出部３と、判定部４と、コアリング減算部５と、リミット回路６と、ゲイン乗算部７と、減算器８と、セレクタ９とを備える。ＯＢデータ平均算出部３は、特許請求の範囲の平均値算出手段に相当する。コアリング減算部５、リミット回路６、及びゲイン乗算部７は、特許請求の範囲のスミア補正用信号生成手段を構成する。減算器８は、特許請求の範囲のスミア補正処理手段に相当する。セレクタ９は、特許請求の範囲の出力手段に相当する。
【００２０】
ＯＢデータ加算部１は、光電変換素子２１から得られた４行分のＯＢデータがスミア補正装置１００に入力されると、この４行分のＯＢデータを、列単位で加算する。
【００２１】
ラインメモリ２は、ＯＢデータ加算部１で加算後の１行分のＯＢデータを記憶する。
【００２２】
ＯＢデータ平均算出部３は、ラインメモリ２に記憶されている１行分の各ＯＢデータを、そのＯＢデータを得るために加算したライン数である４で割って、各列に含まれる光電変換素子２１から得られたＯＢデータの平均値を算出する。ＯＢデータ平均算出部３は、ある光電変換素子２２から得られた撮像データがスミア補正装置１００に入力されたときに、その光電変換素子に対応する光電変換素子２１から得られたＯＢデータの平均値を算出し、算出した平均値を判定部４及びコアリング減算部５に出力する。
【００２３】
コアリング減算部５は、入力されたＯＢデータの平均値から所定のコアリング値を減算してリミット回路６に出力する。
【００２４】
リミット回路６は、入力されたＯＢデータの平均値を所定のリミット値と比較し、ＯＢデータの平均値がリミット値よりも大きい場合に、ＯＢデータの平均値を、そのリミット値以下に抑える処理を行い、処理後のＯＢデータの平均値をゲイン乗算部７に出力する。リミット回路６は、ＯＢデータの平均値がリミット値よりも小さい場合、入力されたＯＢデータの平均値をそのまま出力する。
【００２５】
ゲイン乗算部７は、入力されたＯＢデータの平均値に所定のゲイン値を乗算して減算器８に出力する。
【００２６】
減算器８は、スミア補正装置１００に入力された撮像データから、ゲイン乗算部７から入力されたＯＢデータの平均値を減算して、その撮像データのスミア補正処理を行い、スミア補正処理後の撮像データをセレクタ９に出力する。
【００２７】
セレクタ９は、スミア補正装置１００に入力された撮像データと、減算器８から出力されたスミア補正後の撮像データとを保持し、判定部４からのセレクタ信号によって、いずれかの撮像データを出力する。
【００２８】
判定部４は、スミア補正装置１００に入力された撮像データにスミア成分が含まれているか否かを判定し、その判定結果に応じて、セレクタ９からスミア補正した撮像データとスミア補正していない撮像データとのどちらを出力させるかを指示する。
【００２９】
図３は、固体撮像素子のＡ／Ｄ変換部から出力されるＲＡＷデータのイメージを示す図である。図３に示すようにスミアが発生しているとすると、図４に示すように、スミアが発生している列から得られたＯＢデータの平均値は、その他の列から得られたＯＢデータの平均値よりも大きくなることが分かる。このため、入力された撮像データの生成元の光電変換素子２２に対応する光電変換素子２１から得られたＯＢデータの平均値を見ることで、その撮像データにスミア成分が含まれているか否かを判定することができる。
【００３０】
そこで、判定部４は、ＯＢデータ平均算出部３から入力されたＯＢデータの平均値を閾値と比較し、ＯＢデータの平均値が閾値よりも大きい場合は、入力された撮像データにスミア成分が含まれると判定して、スミア補正後の撮像データをセレクタ９から出力させるためのセレクタ信号を出力する。一方、判定部４は、ＯＢデータの平均値が閾値以下の場合は、入力された撮像データにスミア成分が含まれていないと判定して、スミア補正されていない撮像データをセレクタ９から出力させるためのセレクタ信号を出力する。
【００３１】
以上のような構成のスミア補正装置１００の動作を説明する。
まず、固体撮像素子からＲＡＷデータに含まれるＯＢデータがＯＢデータ加算部１に入力され、各列毎に、光電変換素子２１から得られたＯＢデータが加算されてラインメモリ２に記憶される。次に、撮像データの入力が開始される。ある光電変換素子２２からの撮像データが入力されると、その撮像データはセレクタ９に保持されると共に、その光電変換素子２２に対応する光電変換素子２１（その光電変換素子２２を含む列に含まれる光電変換素子２１）から得られたＯＢデータの平均値を基に、スミア補正を行うためのスミア補正用のＯＢデータがコアリング減算部５、リミット回路６、ゲイン乗算部７で生成され、生成されたＯＢデータが、入力された撮像データから減算され、スミア補正された撮像データがセレクタ９に保持される。一方、判定部４は、入力された撮像データにスミア成分が含まれているか否かを判定し、スミア成分が含まれていると判定した場合、セレクタ９からスミア補正後の撮像データを出力させ、スミア成分が含まれていないと判定した場合、セレクタ９から、入力された撮像データをそのまま出力させる。スミア補正装置１００は、光電変換素子２２から得られる全ての撮像データにこのような処理を行う。
【００３２】
このように、スミア補正装置１００によれば、入力された撮像データにスミア成分が含まれている場合は、その撮像データからスミア成分を減算した撮像データを出力し、入力された撮像データにスミア成分が含まれていない場合は、その撮像データをそのまま出力することができる。スミア成分が含まれない撮像データにはスミア補正処理がなされないため、スミアが発生していない部分における縦筋の発生を防ぐことができる。又、スミア補正装置１００によれば、入力された撮像データに対応するＯＢデータの平均値毎にコアリング減算処理を行っているため、スミア成分が含まれるＯＢデータの平均値のコアリング減算を最適に行うことができ、スミア補正を十分に行うことができる。
【００３３】
尚、スミア補正装置１００では、１つの撮像データが入力される毎に、その撮像データにスミア補正処理を行っているが、これに限らない。例えば、コアリング減算部５、リミット回路６、ゲイン乗算部７、及び減算器８を、入力された撮像データにスミア成分が含まれていると判定された場合にのみ動作させるようにしても構わない。このようにすれば、スミア成分が含まれている撮像データに対してのみスミア補正処理を行うため、消費電力を削減することができる。上述したように、１つの撮像データが入力される毎に、その撮像データにスミア補正処理を行う場合は、撮像データにスミア成分が含まれるか否かの判定とスミア補正処理とを同時に行うことができるため、処理時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施形態を説明するためのスミア補正装置の概略構成を示す図
【図２】図１に示すスミア補正装置でスミア補正を行う対象となる撮像データを出力する固体撮像素子の概略構成を示す平面図
【図３】固体撮像素子のＡ／Ｄ変換部から出力されるＲＡＷデータのイメージを示す図
【図４】ＯＢデータの平均値を示す図
【符号の説明】
【００３５】
１  ＯＢデータ加算部
２  ラインメモリ
３  ＯＢデータ平均算出部
４  判定部
５  コアリング減算部
６  リミット回路
７  ゲイン乗算部
８  減算器
９  セレクタ
２１  スミア補正用の光電変換素子
２２  画像生成用の光電変換素子
２３  列方向ＣＣＤ
２４  出力アンプ
２５  行方向ＣＣＤ
２６  半導体基板
１００  スミア補正装置
【図１】
2007110375.tif 000003
【図２】
2007110375.tif 000004
【図３】
2007110375.tif 000005
【図４】
2007110375.tif 000006