JPH03145286A - イメージセンサの出力信号補正方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、例えば、ＣＣＤ　（ｃｈａｒｇｅ　ｃｏｕｐ
ｌｅｄｄｅｖｉｃｅ）などの光電変換素子を用いたイメ
ージセンサの出力信号補正方法に関する。

〈従来の技術〉 一般に、ＣＣＤイメージセンサは遮光状態にあるときで
も微小レベルの信号（暗電流信号）を出力しており、原
画像を走査して得られた画像信号レヘル中には、その暗
電流信号の成分が含まれている。このため、正確な画像
信号レベルを得るのに、画像信号に対して前記暗電流補
正値を補正する手法がとられている。

従来手法で用いられるＣＣＤイメージセンサ１１は、第
５図に示すように、受光部の端部画素がアルミ層などで
覆われて遮光状態となっている遮光画素領域２と、画像
読み取り用の有効画素領域３とを備えている。このよう
なＣＣＤイメージセンサ１１によって得られた画像信号
は、第６図（ａ）に示すように差動増幅器１２に負入力
として与えられるとともに、スイッチＳＷを介してサン
プルホールド回路Ｉ４に与えられる。スイッチＳＷはタ
イミング信号を与えられている期間中、遮光画素領域２
から出力される暗電流信号をサンプルホールド回路１４
に出力する。サンプルホールド回路１４は、この暗７ｒ
Ｌ流信号を１ライン分の読み取り期間乙こわたって、差
動増幅器１２に正人力として与える。差動増幅器１２は
前記暗電流信号と有効画素領域３からの画像信号との差
分信号を増幅することにより、画像信号から暗電流信号
成分を除去した補正法画像信号を出力する。

また、上記のようなサンプルホールド方式以外に、第６
図中）に示すように、クランプ回路１５を用いて暗電流
信号を補正する方法が知られている。

クランプ回路１５は、クランプパルスが印加されている
１ライン読み取り期間中、暗電流信号レベルが零レベル
になるように画像信号をクランプして出力することによ
り、暗電流信号成分を除去した補正法画像信号を出力す
る。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、このような方法による従来技術には、次
のような問題点がある。

暗電流信号を得るために、ＣＣＤイメージセンサ１１の
端部画素をアルミ層などで遮光しているが、通常、この
ようなアルミ層などは薄膜であるため、完全な遮光がで
きず、遮光画素領域２には遮光漏れによる若干の光が入
射する。また、遮光膜が劣化や歪を生して、遮光状態が
変化し、光漏れを生しる場合もある。このため、得られ
た暗電流信号レベルは遮光漏れ分だけ増加したものとな
る。しかも、このような遮光漏れによる暗電流信号レベ
ルの増加量は、読み取られる原画像のパターンに応して
変動するという不都合がある。以下、第７図を参照して
説明する。同図（ａ）は、原画像であり、図中の斜辺領
域は黒色パターンを、白領域は白色パターンを示してい
る。このような原画像上のラインのを読み取った場合、
ＣＣＤイメージセンサ１１の受光部の端部にある遮光画
素領域２には黒色パターンからの光が入射しても、遮光
画素領域２の遮光漏れは実用上問題ないので、遮光画素
領域２からは本来の暗電流信号１１Ｐが出力される。こ
のときの遮光画素領域２からの出力レベルＢＬを黒基準
値とした補正法画像信号を同図（ｄ）に示す。

なお、同図（ｄ）におけるＳは、補正消画像信号中の白
レベルを示している。

一方、同図（ａ）に示す原画像上のライン■を読み取っ
た場合、遮光画素領域２には白色パターンからの光が入
射するので、遮光画素領域２の出力信号には、本来の暗
電流信号Ｉ□に、遮光漏れによっ□て生じた信号１．′
が加算される。このときの遮光画素領域２からの出力レ
ベルＢＬ’を黒基準値として画像信号を補正すると、同
図（ｅ）に示すように、補正消画像信号中の白レベルＳ
′が、本来の白レベルＳよりも遮光漏れによる信号増加
分Ｉ、１だけ小さい値になる。もちろん、このような走
査線ごとの信号レベルの変動は、白レベルに限らず、中
間レベルにおいても生しる。

このように、従来方法によれば、画像信号補正用の暗電
流信号のレベルが、原画像のパターンの影響を受けて、
走査線ごとに変動することがあるので、ＣＣＤイメージ
センサの出力信号の補正精度が悪くなるという問題点が
ある。

また、製版用スキャナなどでは、黒基準値よりの信号領
域（シャド一部）を強調処理することがあるので、遮光
漏れによる僅かな画像信号レベルの変動であっても、強
調処理後の画質を著しく低下させることになる。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであっ
て、遮光画素領域に遮光漏れがあってもイメージセンサ
の出力信号を正確に補正することができるイメージセン
サの出力信号補正方法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〉 本発明は、このような目的を達成するために、次のよう
な方法をとる。

即ち、本発明は、イメージセンサの受光部の一部の画素
を遮光して得られた暗電流信号に基づいて、遮光されて
いない有効画素から出力される画像信号を補正するイメ
ージセンサの出力信号補正方法において、 前記イメージセンサ中の少なくとも遮光画素領域に並設
した補助センサの出力信号から暗電流補正値を求め、こ
の暗電流補正値と前記暗電流信号との差分信号を用いて
、前記画像信号を補正することを特徴としている。

く作用〉 本発明によれば、少なくとも遮光画素領域に並設した補
助センサが、遮光画素に照射される光量に応した信号を
出力すると、この出力信号に基づいて暗電流補正値が求
められ、この暗電流補正値と、イメージセンサの遮光画
素から出力される暗電流信号値との差分値を算出するこ
とによって、遮光漏れの影響のない暗電流信号が得られ
、この暗電流信号に基づいて画像信号が補正される。

〈実施例〉 以下、本発明の実施例を第１図ないし第４図を基に説明
する。

第１図はこの実施例に係るＣＣＤイメージセンサ１の概
略構造を示す平面図、第２図はＣＣＤイメージセンサｌ
の出力信号補正部の概略構成を示したブロック図、第３
図は第２図中のＲＯＭテーブル６の説明図、第４図（ａ
）は補正前の画像信号波形図、同図中）は補正後の画像
信号波形図である。

第１図に示すように、この実施例に係るＣＣＤイメージ
センサ１は、原画像読み取り用の一次元の主イメージセ
ンサ１０に加え、補助イメージセンサ４を付加して構成
されている。補助イメージセンサ４は、主イメージセン
サｌＯ中の遮光画素領域２と好ましくは同し画素数を有
しており、前記遮光画素領域２と平行した状態で設けら
れている。

このような構成によるＣＣＤイメージセンナｌで第２図
に示すような原稿Ｓの読み取り走査を行うと、（ｍ助イ
メージセンサ４は主イメージセンサ１０による走査より
も先行して、後に遮光画素領域２が通過する原稿Ｓの領
域上の画像を読み取る。

補助イメージセンサ４の読み取り走査によって出力され
る入射光信号■は、第２図に示すように、Ａ／Ｄ変換器
５に与えられ、ここでデジタル信号に変換された後、Ｒ
ＯＭテーブル６に送出される。

ＲＯＭテーブル６には、第３図に示すように入射光信号
Ｔと、そのときの遮光画素領域２の遮光漏れ分による出
力信号値（以下、透過光出力値Ｉ＠と称する）との関係
情報が予め格納されている。

透過光出力値■、′は、遮光画素領域２へ光を照射した
ときに出力される暗電流信号値と、光を全く照射しない
ときの遮光画素領域２の出力信号値（真の暗電流信号値
）との差分値として与えられ、遮光画素領域２への照射
光量に応じて増減する。

このような情報をもつＲＯＭテーブル６は、補助イメー
ジセンサ４から与えられた入射光信号Ｉをアドレス指定
信号として受は入れ、その入射光信号Ｉに応した透過光
出力値１％をラインメモＩ７７に出力する。

ラインメモリ７は、補助イメージセンサ４と主イメージ
センサ１０との距離に応じた走査時間の差異を調整する
もので、複数個のＦＩＦＯ（ｆｉｒｓｔ　１ｎｆｉｒｓ
ｔ　ｏｕｔ）型のメモリで構成されている。いま、補助
イメージセンサ４と主イメージセンサｌＯとの距離が５
ライン分に相当していたとすると、ラインメモリ７は、
補助イメージセンサ４の５ライン分の入射光信号値■に
対する各透過光出力値■。

を暗電流補正値として格納する。そして、主イメージセ
ンサ１０が１ライン目の原画像を読み取るときにコント
ローラ８からのタイミング信号に応して、最初に格納さ
れたｌライン目の各透過光出力値１．Ｆを順番に暗電流
信号補正回路９に出力す一方、主イメージセンサ１０は
、原稿Ｓの最初の１ラインの読み取り走査によって、第
４図（ａ）に示すような画像信号■、をＡ／Ｄ変換器５
に順次出力する。Ａ／Ｄ変換２３５は、これらの信号を
デジタル信号に変換し、遮光画素領域２からの各暗電流
信号Ｉ８を暗電流信号補正回路９に送出するとともに、
画像信号りを画像信号補正回路１６に送出する。このと
き、遮光画素領域２の出力信号中には、第４図（ａ）に
示すように真の暗電流信号１８Ｐと透過光出力値１．／
とが含まれたものとなっている。

１Ｉｆｔ電流信電流圧回路９は、与えられた各暗電流信
号ｌ、と、ラインメモリ７から順次出力される各透過光
出力値１．／との各差分値を算出し、各差分値の平均値
を補正法暗電流信号１１１Ｐとして画像信号補正回路１
６に送出する。

画像信号補正回路１６は、この補正法暗電流信号１１１
Ｐを１ライン分保持し、これを画像信号Ｉ、から減算す
ることによって、真の暗電流信号を差し引いた補正法画
像信号Ｉｓ　　　（第４図（ｂ）参照）を出力する。

以下同様にして、主イメージセンサ１０の遮光画素領域
２から出力される各ラインの暗電流信号ｌ、が、補助イ
メージセンサ４の出力信号に基づいて前記各ラインごと
に設定される透過光出力値ＩＢ′で補正されるので、主
イメージセンサ１０の有効画素領域３から出力された各
ラインの画像信号■、は、遮光画素領域２の遮光漏れの
影響が除かれた本来の補正法暗電流信号Ｉ０で補正され
る。

なお、上述した実施例では、遮光画素領域２の画素数と
同し画素数をもつ補助イメージセンサ４を設けたが、こ
れは１画素で構成される補助センサを設け、この補助セ
ンサからの出力信号値を入射光信号（１！　＋の代表値
として用いて、上述した暗電流信号の補正処理を行うよ
うにしてもよい。

また、ＣＣＤなどの光電変換素子は、周囲温度によって
その出力値が変化することが知られているが、前述のＲ
ＯＭテーブル６を周囲温度に応して複数個備えておき、
図示しない温度センサで周囲温度を検出し、その検出信
号に基づいてＲＯＭテーブル６を選択するようにしても
よい。このようにすることで、周囲温度による暗電流信
号の誤差分を補正することができ、より正確な画像信号
を得ることができる。

〈発明の効果〉 本発明によれば、次の効果が発揮される。

まず、遮光漏れによる透過光出力値を暗電流信号中から
除去することで暗電流信号を補正し、正確な暗電流信号
を用いて画像信号を補正するようにしたので、遮光漏れ
分による誤差を無くすことができ、イメージセンサの出
力信号を正確に補正することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は本発明の第１実施例に係り、第１
図はＣＣＤイメージセンサの概略構造を示した平面図、
第２図はＣＣＤイメージセンサの出力信号補正部の概略
構成を示したブロック図、第３図はＲＯＭテーブルの説
明図、第４図（ａ）は補正前の画像信号波形図、第４図
（ｂ）は補正後の画像信号波形図である。 また、第５図ないし第７図は従来例に係り、第５図はイ
メージセンサの概略構造を示した平面図、第６図（ａ）
はサンプルホールド回路を用いた画像信号の補正処理回
路の概略構成図、第６図（ｂ）はクランプ回路を用いた
画像信号の補正処理回路の概略構成図、第７図は従来の
補正方法による問題点の説明図である。 ■・・・ＣＣＤイメージセンサ　２・・・遮光画素領域
３・・・有効画素領域　　４・・・補助イメージセンサ
６・・・ＲＯＭテーブル　７・パ・ラインメモリ９・・
・暗電流補正回路 １０・・・主イメージセンサ １６・・・画像信号補正回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）イメージセンサの受光部の一部の画素を遮光して
   得られた暗電流信号に基づいて、遮光されていない有効
   画素からの画像信号を補正するイメージセンサの出力信
   号補正方法において、 前記イメージセンサ中の少なくとも遮光画素領域に並設
   した補助センサの出力信号から暗電流補正値を求め、こ
   の暗電流補正値と前記暗電流信号との差分信号を用いて
   、前記画像信号を補正することを特徴とするイメージセ
   ンサの出力信号補正方法。