JPS62108668A - 蓄積型イメ−ジセンサの画像情報検出方法 - 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】 （発明の技術分野） この発明は、光源で照明された画像をレンズ系を通して
蓄積型イメージセンサ上に結像させ画像情報を検出する
際に、イメージ七／すの暗電流を含むオフセット成分を
補１Ｆ−シてＳ／Ｎを改善し、ダイナミックレンジを広
くとれるように′した画像情報読取方法に関する。

（発明の技術的背景とその問題点） 蓄積型イメージセンサはＦＪＩｌ像光を光電変換・蓄積
、転送、保持及び、読出Ｌ７のサイクルで画像情報を検
出するものであるが、イメージセンサからの読出出力は
第２図（八）に小す−ように、画像の濃度情報にのみ対
応した信号成分ＳＧと１．記サイクル中に生じるＨＨ（
ｒ、電流成分ＤＣとに分けられる。そして、暗電流成分
ＤＣはイメージセンサの蓄積時間や環境温度によって変
動し、１■〆１電流成分ＤＣが第２図（Ａ）から同図（
ｎ）に小すように変動すると、信号成分ＳＧが回・であ
るにもかかわらず、イメージセッサからの読出出力か５
−なった値となってしまう。したかつて、イメージセン
サで画像情報を検出する場合は、イメージセンサの暗電
流成分ＤＣを検出し、その餡゛屯流成分ＤＣを読出出力
から除去して４’ｊ　’Ｊ成分ＳＧのみとする必要があ
る。すなわち、蓄積型イメージセンサにより画像データ
を検出する場合、そのセンサの出力には暗電流成分を含
むオフセット成分が存在する。特にスイッチングノイズ
のないＣＣＤで画像を読取る場合、暗電流によるオフセ
ットによりダイナミックレンジが制限されるので、この
オフセット成分を減らせば画像読取時のダイナミックレ
ンジを広くすることができる。Ｐ？積梨型イメージセン
サオフセット成分は、蓄積時間によらない主に出力アン
プの特性の不一致による固定的なものと、蓄積時間に比
例し、かつ温度を約８℃上げると倍に増大する暗電流成
分とから成る。

従来かかるオフセットの補正には、可変抵抗器で一定値
を信号出力から差引く様にしていた。この場合、蓄積時
間や温度を変えても、その変化量まで補正できない。

このため、従来は第３図（Ａ）に示すように非測定対象
物である例えばネガフィルム１を光源２で照明し、ネガ
フィルムｌからの透過光をレンズ系３で結像してイメー
ジセンサ４のイメージ部に照射する。この場合、ネガフ
ィルムｌのイメージセンサ４に対する受光領域は、イメ
ージ部を有効に使うために第３図（Ｅｌ）に示すように
イメージセンサ４の領域よりも大きい領域ＩＢとなって
おり、ネガフィルムｌの必要な画像情報を検出すべき有
効領域ＩＡがイメージセンサ４の中に来るようにレンズ
系３が調整されている。従って、イメージセンサ４内の
有効領域ＩＡの外側は画像情報としては不要な領域とな
っており、この不要領域にいわゆるオプチカルブラック
と称される遮光部材５を貼設して、この遮光部材５にお
けるイメージセンサ４からの情報を読取って暗電流成分
ＤＣとし、この暗電流成分ＤＣをイメージセンサからの
読出出力から差引いて、実際の画像の信号成分としてい
る。このように、オプティカルブラックを、投けこのレ
ベルに信号のＯレベルをもっていく方法、つまりオプテ
ィカルブラックでクランプをかける方Ｖ、は、新たにク
ランプ回路が必要であるのと、工１測器等で高精１■の
測定をしたい場合にクランプ回路で高精度を実現するの
はかなり困難である。

一方、センサの出力信号の受けとなる差動増幅器にも通
常オフセットが生じ、高精度が必要な場合、やはりこの
差動増幅器のオフセット補正が必要となる。これも可変
抵抗器等で行なうことができるが、調整がめんどうなこ
とから最近ではマイクロコンピュータと結合して自動で
調整する様にしている。すなわち、第４図の様にＤ／Ａ
変換器１２を設け、補正量をコンピュータより・ディジ
タルデータで出力して自動で補正するものである。従っ
て、ＣＯＤイメージセンサ１０のオフセットを補正する
のに新たにクランプ回路を使用しなくても、このＣＰＵ
よりのデジタルデータで動＜　Ｄ／Ａ変換器１２を使用
すれば、ＣＣＤのオフセットの補正も行なえる。しかし
ながら、従来技術では蓄積時間を変えた場合、蓄積時間
の変化により変動する暗電流成分も補正してやることが
必要がある。

（発明の目的） この発明は−１−述のような・ハ情からなされたもので
あり、この発明の目的は、新たにクランプ回路を設ける
ことなしに、簡易なＬ法で有効にかつ正確にイメージセ
ンサの１６電流成分によるオフセットを除去できる画像
情ｔｖの検出力Ｖ：を提供することにある。

（発す１の概要） この発明は、画像を光学レンズ系を通して蓄積型イメー
ジセンサに＆ｌｌ像し画像情報を読取る方法において、
蓄積型イメージセンサの暗電流によるオフセット成分を
火なる蓄積１１！ｆ間及び異なる温度にわたって補ＩＩ
−する力υ、である。そのために、予め蓄積時間の変化
に対する１「７′屯流の増加の割合を求めておき、これ
と温１？を変化の割合に対する１府電流変化の１１３合
から（Ｆ意の蓄積時間と温度の時の暗電流を求め、これ
により暗電流によるオフセラＩ・の成分をキャンセルす
る。

回路としては、蓄積型イメージセンサの出力の受けであ
る差動アンプのオフセントを補ＩＬするＤ／Ａ変換器を
利用する。この様にすれば新たにクランプ回路を設ける
ことなく、しかも簡易で高粘度の蓄積時間と温度に対応
した暗電流によるオフセットを補正することができる。

（発明の実施例） 第１図はこの発明方法を実現する装置の一例を示してお
り、イメージセンサ２０は写真焼付装置の焼付部にネガ
フィルム測光できるように取付けられている。メージセ
ンサ２０は所定周波数のクロックパルスを出力する発振
器２２及びイメージセンサドライバ２１で駆動され、イ
メージセンサ２０の出力は差動増幅器２３でＤ／Ａ変換
器２６の出力との差がとられてＡ／Ｄ変換器２４に人力
され、このＡ／Ｄ出力値が対数テーブル２５で濃度デー
タに変換される。また、イメージセンサドライバ２１は
蓄積時間コントローラ２７によって蓄積時間を制御され
、温度センサ３０の出力は増幅器３１で増幅された後、
Ａ／Ｄ変換器３２でＡ／Ｄ変換され、ＣＰＵに取込まれ
るようになっている。

このような構成において、イメージセンサ２０の蓄積時
間は対数テーブル２５内の対数ページに対応しており、
各対数ページの蓄積時間がギヤリプレージョンにより決
まるので、キャリブレーションを行なった時に、以前に
求めておいた傾きより暗電流補止ｉ＃ｉ、　（実際はＩ
ｔ／Ａ変換器２６にセットするＣＰＵからのディジタル
データ）を各対数ページ毎に計算して、メモリにテーブ
ル化して保存しておく。また、暗電流補正量の傾きは、
光源のランプを消した状Ｆｉで２種の蓄積時間で測光し
、その１＋１１光１ｆｔより傾きを求める。

次に、テーブルの設Ｗ方Ｖ、を説明する。まずオフセッ
ト補ＩＦルーチンを実行する。これは４ｔｆ朝等の如＜
　Ｉ　ＩＩに１回程爪又は部品笠をイ・］け科えた場合
に行なう。機能としては一定のノ、（準蓄積時間（たと
えばＴＳ＝１０１１Ｓ　）でランプを消し、蓄積型イメ
ージセンサ２０の出力のＡＩＤ変換値がＯになる様にオ
フセット補Ｉｔ’　ＩＩＩ　Ｏ／Ａにデータをセットす
る。このデータはある初期イ〆１よりスタートし、補正
が足りなければ少し増加し、多すぎた場合に減らすとい
う様に試行錯誤で行ない、丁度Ａ／口の出力がＯとなる
所のデータＸｉを探し、このデータをメモリＬに記憶し
ておく。

次に、蓄積時間を伸ばして（たとえばＴ＋　＝１００ｍ
ｓ）　、先と同様のことを行ない、１００ｍ５時のＤ／
Ａ変換にセットすべきデータを求め、前のデータとより
傾きを求める（たとえば 通常の測光時はプレスキャンと１本スキャンがある。プ
レスキャンではキャリブレーション時に求めたＴｏで測
光し、本スキャンではプレスキャンで求めたＴで測光す
る。それぞれ次式でオフセットデータを決めれば良い。

また、温度に関しては蓄積時間をＴｓとして温度を例え
ば４℃間隔でふって見て、その各々についての前記Ａ／
Ｄ値を求めてメモリに記憶しておき、通常測光時は温度
を温室して、それに対する＾／Ｄ変換値を使用すれば良
い。補正データを各画素ごとに処理すれば画素間の暗電
流のｌｉｌの補正ができるので、オプティカルブラック
のレベルのクランプによる補１１゛（画素間の暗電流の
パテツキ補正は行なえない）以１、に、暗？ｊ（流によ
るオフセットをキャンセルできＳ／Ｎの改り。

ダイナミックレンジの改〆１が１１丁能となる。

（発明の効果） 以」二のようにこの発明の画像情報検出方法によれば、
異なる蓄積時［１１１及び温Ｉ￥に対する暗゛屯流に基
づくオフセット成分を確実にキャンセルでき、新たにク
ランプ回路を設ける６貿もない、また、オプティカルブ
ラックを用いた場合のクランプより高い精度の補正がで
きるので、各画素毎の補正データを使用すれば、画素Ｕ
ｎの暗電流のバラツキをも補＋ＴＥすることができる。

これは、クランプ回路によっては不可能なことである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明方法を実現する装置の概略構成図、第
２図（Ａ）及び（Ｂ）は蓄積型イメージセンサの信号成
分と暗電流成分との関係を示す図、第３１４（Ａ）は従
来の暗電流成分の除去方法を実現する装置の構成図、同
図（Ｂ）はその平面構成図、第４図はオフセ・ントの除
去例を示す回路図である。 １・・・ネガフィルム、２・・・光源、３，３Ａ・・・
レンズ系、４・・・イメージセンサ、５・・・遮光部材
、ｌＯ・・・ＣＣロイメージセンサ、１１・・・差動増
幅器、１２・・・Ｄ／Ａ変換器。 出願人代理人　　安　形　雄　三 ＰＵ 薬　ｆ　図 Ｌ　２　図 ■〜２’／Ｂ （，４）　　　、　　　　　　（Ｂ） Ｌ　Ｊ　図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）画像を光学レンズ系を通して蓄積型イメージセン
   サに結像し画像情報を読取る場合、前記イメージセンサ
   のオフセット成分を補正する際に、予め求められている
   温度又は蓄積時間に対する暗電流特性よりオフセット成
   分を算出し、画像測光時は画像データより前記算出分を
   差引いて前記画像データとするようにしたことを特徴と
   する蓄積型イメージセンサの画像情報検出方法。
2. （２）前記暗電流特性の蓄積時間依存分は、あらかじめ
   基準の蓄積時間における暗電流成分の測定値と、蓄積時
   間を一定量長くして測定した時の前記暗電流成分の測定
   値とから、蓄積時間を変化させた時の前記暗電流成分の
   変化の割合を求めておき、画像測光時はその時の蓄積時
   間と前記変化の割合とから求めるようにした特許請求の
   範囲第１項に記載の蓄積型イメージセンサの画像情報検
   出方法。
3. （３）前記暗電流成分の測定には前記蓄積型イメージセ
   ンサのオプティカルブラックの出力を使用するようにし
   た特許請求の範囲第１項に記載の蓄積型イメージセンサ
   の画像情報検出方法。
4. （４）前記暗電流成分の測定には画像の周辺にマスクを
   設け、このマスクが投影された前記蓄積型イメージセン
   サの画素データを使用するようにした特許請求の範囲第
   １項に記載の蓄積型イメージセンサの画像情報検出方法
   。