(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像センサの暗レベル中央値を決定するための回路であって、
（ａ）現在のピクセル値と暗レベル累積中央値とを比較するための第１回路と、
（ｂ）前記暗レベル累積中央値を記憶するための記憶素子と、
（ｃ）前記第１回路の比較結果を利用することにより、前記暗レベル累積中央値を更新する前記現在のピクセル値の入力に基づき、前記暗レベル累積中央値を調整する第２回路と、
を含み、
前記第１回路、記憶素子、および第２回路は、それぞれの機能を１回以上繰り返す、
ことを特徴とする回路。
【請求項２】
請求項１に記載の回路であって、
前記第２回路は、前記第１回路の比較結果に基づき、前記現在のピクセル値が前記暗レベル累積中央値より低ければ、前記記憶素子に記憶されている暗レベル累積中央値から所定量を減算し、前記現在のピクセル値が前記暗レベル累積中央値より高ければ、前記記憶素子に記憶されている暗レベル累積中央値に所定量を加算する、
ことを特徴とする回路。
【請求項３】
請求項１または２に記載の回路であって、
前記記憶素子はコンデンサであり、
前記第２回路は、
前記コンデンサから電荷を流出させる第１の電流源と、
前記コンデンサに電荷を加える第２の電流源と、
前記現在のピクセル値が前記暗レベル累積中央値より低ければ、前記コンデンサに前記第１の電流源を接続し、前記現在のピクセル値が前記暗レベル累積中央値より高ければ、前記コンデンサに前記第２の電流源を接続するスイッチ回路と、
を備えている、
ことを特徴とする回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像センサのための暗レベルの取得に関し、より詳細にはこのような画像センサのための暗レベル中央値の取得に関する。
【０００２】
【従来の技術】
当業者には周知であるが、画像センサには暗さに対するピクセルの感度を表す暗レベル信号を取得するために、特別に指定されたピクセルの所定の部分がある。この信号は、画像を表す実際の信号を較正するのに、引き続いて使用される。代表的には、このようなセンサはピクセルの指定された部分の平均値を使用する。しかしながら、能動ピクセルセンサにおけるピクセルの平均暗レベル出力は、プロセスの変化、温度などに依存してかなり変化しよう。この点に関連して、能動ピクセルセンサは、代表的にはピクセル配列、アナログ処理回路、およびアナログデジタル（Ａ／Ｄ）変換器を備えている。Ａ／Ｄ変換器の入力で有用な信号振幅を最大にするためには、多数の暗ピクセルにわたる平均暗レベルを生成するためにフレームレートクランプが良く用いられ、生成された暗レベルはフレーム読み出し操作の間、ピクセル出力信号から差し引かれる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
暗レベル信号を取得するため、現在知られており用いられている回路は、満足すべきものではあるが、欠点もある。暗レベルのために平均値を用いることは、センサの較正を欠陥のあるピクセルなどの極端な値に曝すことになる。
【０００４】
本発明は、上述の一二の問題を克服することに向けられたものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上述の欠点を克服するために、暗レベル取得のためピクセル中央値を用いる。簡単に要約すると、本発明の一つの態様に従うと、本発明は画像センサの暗レベル中央値を決定するための回路にあり、前記回路は（ａ）現行ピクセル値と累積中央値とを比較するための第１回路と、（ｂ）累積中央値レベルを記憶するための記憶素子と、（ｃ）暗レベル累積中央値を更新するため、現行ピクセルレベル入力に基づく累積中央値を調整するのに、第１回路を利用する第２回路と、から成る。
【０００６】
これらと本発明の他の態様、対象、特徴と利点は、好ましい実施様態についての以下の詳細な記述と、付加された請求項を検討し、さらに添付された図面を参照することによって、より明確に理解され、認識されよう。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１および図２によれば、暗レベル取得のため中央値レベル信号を得るための回路が図１に示され、それに対応するタイミング図が図２に示される。この関連では、暗レベル取得信号５は、アンドゲート６，７，８、比較器９およびＤフリップフロップ１０を動作可能にして、暗レベル信号の取得を開始するため、高状態に変わる。Ｐ1はピクセルレートクロックで、Ｐ2はピクセルレートクロックの反転信号である。Ｐ1が高状態、すなわち「Ｈ(high)」になると、暗レベル取得のために設計された、所定のピクセルの一つ（示されず）からのピクセル暗レベル電圧が、Ｖoutで読み込まれ、アナログスイッチ１２を通過し、ピクセル信号記憶コンデンサＣ1の接続点１６に記憶される。比較器９は、Ｃ1に記憶されたピクセル暗レベル電圧を、Ｃ2に記憶された暗レベル累積中央値電圧と比較する。Ｃ1におけるピクセル暗レベル電圧が、Ｃ2における累積中央値よりも大きければ、比較器は論理「Ｈ」（正の結果）を出力し、ピクセル暗レベル電圧が累積中央値よりも小さければ、比較器は論理「Ｌ(low)」（負の結果）を出力する。Ｐ1が「Ｌ」になると、比較器の出力は一定であろう。この点でＰ2が「Ｈ」になり、比較器の結果を同期してＤフリップフロップ１０の出力に出力する。
【０００８】
正の結果（Ｑ出力「Ｈ」）は、アナログスイッチ１５を起動してＣ2に電荷を加え、累積中央値電圧を増加させる。負の結果（Ｑ出力「Ｌ」）は、アナログスイッチ２０を起動し、累積中央値電圧を低下させる。例えばピクセル暗レベルが暗レベル累積中央値より低ければ、Ｄフリップフロップ１０からのＱバー（Ｑ）出力は、「Ｈ」になり、アンドゲート７を通して、電流源３０によりＣ2からの電流を流出させ、暗レベル中央値を減少させる（図２の領域１）。ピクセル暗レベルが暗レベル中央値よりも高ければ、Ｄフリップフロップ１０からのＱ出力は「Ｈ」になり、アンドゲート６を通して電流源２５によりＣ2に電流を加え、暗レベル中央値を増加させる（図２の領域２）。このプロセスは、暗レベル取得モード、すなわち暗レベル取得信号５が「Ｈ」の時、サンプリングされた各ピクセルに対して繰り返される。各々の比較の結果、一定量の電荷がＣ2に加算または減算されるが、電荷量は電流源２５，３０およびピクセルの時間周期によって定められる。
【０００９】
全ての暗ピクセル値を取得した後、暗レベル取得信号５は「Ｌ」になり、取得プロセスは終了する。暗レベルピクセルの中央値は、センサによって画像を取得するため、引き続くピクセル値の較正に使用される（示されず）。
【００１０】
微／粗調整信号３５が、電流源による電流供給の度合いを調整するため、電流源２５，３０の両者に接続されていることに、注意することは有益である。これは、中央値（粗い値）を速やかに決定したり、より正確な中央値を得るためにより微細な刻みでの調整したりすることを可能にする。
【００１１】
図３を参照して、図１の構成をデジタル化した実施例が示される。その動作は、カウンタ４０とデジタルアナログ変換器（ＤＡＣ）４５によって、Ｃ2および電流源２５，３０が置き換えられている以外は、実質的に図１と同様である。暗レベル中央値はカウンタ４０に記憶され、ＤＡＣ４５によってアナログ信号に変換される。Ｃ1に記憶されたピクセル暗レベルが暗レベル累積中央値よりも低ければ、カウンタ４０は減少され、ピクセル暗レベルが累積中央値よりも高ければ、カウンタ４０は増加される。
【００１２】
【発明の効果】
本発明は、暗レベル中央値を発展させるもので、欠陥のあるピクセルが存在する場合、暗レベルの平均値よりも正確であろう。欠陥ピクセルは、ピクセルの数学的平均値を著しく歪めるおそれのある極端な値を取り得ようが、このような極端な値でも中央値の計算には小さい影響しかないであろう。
【００１３】
本発明は、比較器を主要アナログ部品として使用する利点を有し、ＣＭＯＳで実現でき、比較的早い速度と高い確度を達成できる。対称的に、アナログ平均操作法を用いる回路は、高性能直線増幅器を必要としようが、これを実現するのはもっと難しい。直線増幅器に於けるオフセットや設定時間問題による誤差は、本発明によって取り除かれるであろう。
【００１４】
さらに、暗レベル中央値取得のための本発明による回路は、最小の監視制御しか必要としない。チップに実装されたマイクロプロセッサ制御器は必要ないであろうし、これは単独型ＣＭＯＳ撮像装置にとっての利点である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明による暗レベル取得のための、アナログ回路実施例を示す概略図である。
【図２】  図１の回路の動作を示す概略のタイミング図である。
【図３】  本発明による暗レベル取得のための、デジタル回路実施例を示す概略図である。
【符号の説明】
１  暗レベル取得信号、６，７，８  アンドゲート、９  比較器、１０  Ｄフリップフロップ、１２，１５  スイッチ、１６  接続点、２５，３０  電流源、３５  微／粗調整信号、４０  カウンタ、４５  ＤAＣ（デジタルアナログ変換器）。
【図１】
0003985897.tif 000002
【図２】
0003985897.tif 000003
【図３】
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