專利名稱：攝像裝置和圖像數(shù)據(jù)的修正方法
技術(shù)領(lǐng)場(chǎng)本發(fā)明涉及具有從光電轉(zhuǎn)換元件所生成并能驅(qū)動(dòng)垂直傳輸寄存器的圖像數(shù)據(jù)中消除固定型干擾功能的攝像裝置和干擾消除方法。特別涉及由垂直傳輸寄存器中產(chǎn)生的電荷引起的固定型干擾的消除。
背景技術(shù)：
以往，作為消除CCD圖像傳感器中產(chǎn)生的干擾的攝像裝置和方法，已知例如專利文獻(xiàn)1所記載的技術(shù)。在專利文獻(xiàn)1中，公開有通過向CCD圖像傳感器投影被攝像體而獲得圖像數(shù)據(jù)，在未向CCD圖像傳感器射入光的狀態(tài)下驅(qū)動(dòng)垂直傳輸寄存器而獲得黑色電平信息的基礎(chǔ)上，從圖像數(shù)據(jù)減去黑色電平信息，從而修正圖像數(shù)據(jù)。
根據(jù)這種的現(xiàn)有技術(shù)，在未向CCD圖像傳感器射入光的狀態(tài)下通過驅(qū)動(dòng)垂直傳輸寄存器，從而可以獲得黑色電平信息，如果從圖像數(shù)據(jù)減去黑色電平信息就可以消除干擾，可以獲得真正的圖像數(shù)據(jù)。
利用于上述減法運(yùn)算處理的黑色電平信息存儲(chǔ)在幀存儲(chǔ)器中。這是因?yàn)楹谏娖叫畔⒕哂?幀份的每一個(gè)像素的信息，在修正時(shí)，從圖像數(shù)據(jù)的每一個(gè)像素信息減去黑色電平信息的每一個(gè)像素信息，所以作為存儲(chǔ)、保持黑色電平信息的存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)的存儲(chǔ)容量，需要能夠存儲(chǔ)1幀份的圖像數(shù)據(jù)的容量的緣故。
但是，CCD圖像傳感器所產(chǎn)生的干擾分為固定型干擾(Fixed PatternNoise(FPN)固定型干擾)和隨機(jī)干擾。所謂固定型干擾是指把圖像數(shù)據(jù)映現(xiàn)在畫面上時(shí)，每一個(gè)像素的特性偏差所引起而產(chǎn)生的干擾顯示在畫面中固定位置的干擾。與此不同，隨機(jī)干擾是指與畫面的位置無關(guān)而顯示的干擾。
另外，CCD圖像傳感器中所產(chǎn)生的干擾可以分類為由于光電轉(zhuǎn)換元件中產(chǎn)生的電荷所引起的干擾成分和由于垂直傳輸寄存器中產(chǎn)生的電荷所引起的干擾成分。在本說明書中，為了方便，把光電轉(zhuǎn)換元件中產(chǎn)生的電荷所引起的干擾成分稱之為元件干擾成分，把垂直傳輸寄存器中產(chǎn)生的電荷所引起的干擾成分稱之為傳輸干擾成分。并且，將傳輸干擾成分中的固定型干擾稱之為傳輸固定干擾成分。垂直傳輸寄存器中產(chǎn)生的暗電流是傳輸固定干擾成分的主要原因。
上述現(xiàn)有技術(shù)的黑色電平信息，是在CCD圖像傳感器沒有射入光的狀態(tài)下通過進(jìn)行從光電轉(zhuǎn)換元件的電荷讀出和平常的垂直傳輸而獲得的信息，所以是包含固定型干擾和隨機(jī)干擾、包含元件干擾成分和傳輸干擾成分的信息。
因此，由于現(xiàn)有技術(shù)是從圖像信息中減去黑色電平信息，故可以同時(shí)消除這些各種干擾，所以看起來是優(yōu)越的。
專利文獻(xiàn)1特開平6-54261號(hào)公報(bào)然而，如果連隨機(jī)干擾也減去的話，則產(chǎn)生新的干擾，而不夠理想。詳細(xì)敘述這一點(diǎn)的話，即使黑色電平信息里包含隨機(jī)干擾，但也并不一定是在圖像數(shù)據(jù)里包含其隨機(jī)干擾。這是因?yàn)殡S機(jī)干擾是時(shí)時(shí)刻刻出現(xiàn)在畫面的任意位置的干擾的緣故。因此，如果黑色電平信息里包含隨機(jī)干擾，就變?yōu)閺脑瓉聿话蓴_的圖像數(shù)據(jù)中減去干擾的結(jié)果，由于其減法運(yùn)算就產(chǎn)生新的干擾。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種攝像裝置，其可以減少作為修正圖像數(shù)據(jù)用的修正信號(hào)里包含隨機(jī)干擾所引起的干擾的圖像數(shù)據(jù)修正時(shí)新產(chǎn)生的干擾。
在本發(fā)明的第一形態(tài)中，攝像裝置包括攝像機(jī)構(gòu)，其具有矩陣狀配置的多個(gè)光電轉(zhuǎn)換元件、鄰接配置在光電轉(zhuǎn)換元件的每一列并傳輸來自所述光電轉(zhuǎn)換元件的信號(hào)電荷的多個(gè)垂直傳輸寄存器；存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)，其對(duì)在將來自所述光電轉(zhuǎn)換元件的信號(hào)電荷未讀出到所述垂直傳輸寄存器的狀態(tài)下、驅(qū)動(dòng)垂直傳輸寄存器而獲得的修正信號(hào)進(jìn)行存儲(chǔ)；減法運(yùn)算器，其從在將來自所述光電轉(zhuǎn)換元件的信號(hào)電荷已讀出到所述垂直傳輸寄存器的狀態(tài)下驅(qū)動(dòng)垂直傳輸寄存器而獲得圖像數(shù)據(jù)中減去所述修正信號(hào)。
根據(jù)此構(gòu)成，由于在未將來自光電轉(zhuǎn)換元件的信號(hào)電荷讀出到垂直傳輸寄存器的狀態(tài)下，通過驅(qū)動(dòng)垂直傳輸寄存器來獲得修正信號(hào)，所以修正信號(hào)不包含光電轉(zhuǎn)換元件中產(chǎn)生的電荷。另一方面，隨機(jī)干擾大多包含在光電轉(zhuǎn)換元件所產(chǎn)生的電荷中。因此，可以減少作為修正信號(hào)里包含隨機(jī)干擾所引起的干擾的圖像數(shù)據(jù)修正時(shí)新產(chǎn)生的干擾。
并且，本發(fā)明的攝像裝置把1幀份的圖像數(shù)據(jù)分為多個(gè)場(chǎng)(field)，在每一個(gè)場(chǎng)獲得圖像信號(hào)的情況下，修正信號(hào)是可以通過將垂直傳輸寄存器驅(qū)動(dòng)1場(chǎng)期間來獲得。
根據(jù)此構(gòu)成，因?yàn)榭梢酝ㄟ^讀出1場(chǎng)份的信號(hào)來生成修正信號(hào)，所以和通過讀出1幀份來生成修正信號(hào)的現(xiàn)有技術(shù)相比，可以縮短用于生成修正信號(hào)的時(shí)間。并且，因?yàn)樽鳛樾拚盘?hào)只要存儲(chǔ)保持1場(chǎng)份的數(shù)據(jù)就可以，所以存儲(chǔ)修正信號(hào)的存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)可以利用存儲(chǔ)容量小的存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)。具體地，可以使所述存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)的容量為相當(dāng)于1場(chǎng)份的圖像數(shù)據(jù)的容量以上、小于相當(dāng)于2場(chǎng)份的圖像數(shù)據(jù)的容量。
另外，本發(fā)明的攝像裝置，作為存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)可以利用存儲(chǔ)1行份的修正信號(hào)的行存儲(chǔ)器，該情況下，在用于獲得修正信號(hào)的垂直傳輸寄存器的驅(qū)動(dòng)后，通過繼續(xù)以獲得修正信號(hào)時(shí)的相同速度驅(qū)動(dòng)垂直傳輸寄存器來獲得圖像數(shù)據(jù)。
根據(jù)此構(gòu)成，在所輸出的畫面的每一列，可以使傳輸固定干擾成分恒定。因此，只利用1行份的修正信號(hào)就可以消除傳輸固定干擾成分。因此，可以使存儲(chǔ)修正信號(hào)的存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)的存儲(chǔ)容量變小。
并且，在該情況下，1行份的修正信號(hào)，可以對(duì)在將來自光電轉(zhuǎn)換元件的信號(hào)電荷未讀出到垂直傳輸寄存器的狀態(tài)下、驅(qū)動(dòng)垂直傳輸寄存器而獲得多行份的偽信號(hào)，進(jìn)行加法運(yùn)算平均或加權(quán)平均而獲得。
另外，本發(fā)明的攝像裝置也可以具備低通濾波器，其使在將來自光電轉(zhuǎn)換元件的信號(hào)電荷未讀出到垂直傳輸寄存器的狀態(tài)下、驅(qū)動(dòng)垂直傳輸寄存器而直接從攝像機(jī)構(gòu)獲得的偽信號(hào)的低頻成分透過；修正信號(hào)可以是從低通濾波器的輸出獲得的信號(hào)。根據(jù)此構(gòu)成，可以防止在修正信號(hào)里包含隨機(jī)干擾的現(xiàn)象。
并且，本發(fā)明的攝像裝置也可以具備能夠遮光攝像機(jī)構(gòu)的遮光機(jī)構(gòu)。此種情況下，在攝像機(jī)構(gòu)被遮光機(jī)構(gòu)遮光的狀態(tài)下、清除垂直傳輸寄存器的拖尾(smear)電荷后，驅(qū)動(dòng)垂直傳輸寄存器而獲得修正信號(hào)。根據(jù)此構(gòu)成，可以防止曝光中所產(chǎn)生的拖尾或暗電流混入修正信號(hào)的現(xiàn)象。并且，可以防止垂直傳輸寄存器的驅(qū)動(dòng)中產(chǎn)生拖尾并混入修正信號(hào)的現(xiàn)象。
另外，本發(fā)明的攝像裝置還可以包括檢測(cè)溫度的溫度傳感器和/或控制攝像機(jī)構(gòu)的輸出增益的增益控制機(jī)構(gòu)。該情況下，根據(jù)溫度傳感器所檢測(cè)的溫度和/或所述增益控制機(jī)構(gòu)的增益，決定是否要進(jìn)行對(duì)圖像數(shù)據(jù)的利用修正信號(hào)的修正。并且，也可以是，按照溫度傳感器所檢測(cè)的溫度和/或增益控制機(jī)構(gòu)的增益大小，增減修正信號(hào)的大小。根據(jù)此結(jié)構(gòu)，因?yàn)榘凑招拚谋匾裕梢詻Q定是否要進(jìn)行修正或修正信號(hào)的大小，所以可以避免在修正必要性低的情況下，由于攝像時(shí)間的增長(zhǎng)或干擾的產(chǎn)生等、由于修正所引起的副作用。
另外，本發(fā)明的攝像裝置可以具備連續(xù)攝像多幀的圖像數(shù)據(jù)的連續(xù)攝像模式，該情況下，在連續(xù)攝像模式中，作為從當(dāng)前幀的圖像數(shù)據(jù)減法運(yùn)算的修正信號(hào)，可以利用前一個(gè)幀中所利用的修正信號(hào)。根據(jù)此構(gòu)成，由于在當(dāng)前幀的攝像時(shí)可以消除偽場(chǎng)期間，所以可以縮短攝像期間。
在本發(fā)明的第二形態(tài)中，攝像裝置包括攝像機(jī)構(gòu)，其具有矩陣狀配置的多個(gè)光電轉(zhuǎn)換元件、鄰接配置在光電轉(zhuǎn)換元件的每一列并傳輸來自光電轉(zhuǎn)換元件的信號(hào)電荷的多個(gè)垂直傳輸寄存器，交替重復(fù)圖像數(shù)據(jù)排出動(dòng)作和偽信號(hào)排出動(dòng)作以輸出運(yùn)動(dòng)圖像數(shù)據(jù)，所述圖像數(shù)據(jù)排出動(dòng)作是在未將來自光電轉(zhuǎn)換元件的信號(hào)電荷讀出到所述垂直傳輸寄存器的狀態(tài)下、驅(qū)動(dòng)垂直傳輸寄存器而排出圖像數(shù)據(jù)，所述偽信號(hào)排出動(dòng)作是在未將來自光電轉(zhuǎn)換元件的信號(hào)電荷讀出到所述垂直傳輸寄存器的狀態(tài)下、驅(qū)動(dòng)垂直傳輸寄存器而排出偽信號(hào)；修正信號(hào)生成機(jī)構(gòu)，其根據(jù)攝像機(jī)構(gòu)的偽信號(hào)排出動(dòng)作所排出的偽信號(hào)，生成修正信號(hào)；存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)，其存儲(chǔ)所生成的修正信號(hào)；減法運(yùn)算器，其從圖像數(shù)據(jù)排出動(dòng)作所排出的圖像數(shù)據(jù)中減去所述修正信號(hào)。
根據(jù)此構(gòu)成，由于在未將來自光電轉(zhuǎn)換元件的信號(hào)電荷讀出到垂直傳輸寄存器的狀態(tài)下，通過驅(qū)動(dòng)垂直傳輸寄存器來獲得修正信號(hào)，所以修正信號(hào)里不包含光電轉(zhuǎn)換元件中產(chǎn)生的電荷。另一方面，隨機(jī)干擾大多包含在光電轉(zhuǎn)換元件所產(chǎn)生的電荷中。因此，可以減少作為修正信號(hào)里包含隨機(jī)干擾所引起的干擾的圖像數(shù)據(jù)修正時(shí)新產(chǎn)生的干擾。
另外，攝像機(jī)構(gòu)也可以接收周期性輸出的讀出脈沖，在每次接收讀出脈沖時(shí)，將來自光電轉(zhuǎn)換元件的信號(hào)電荷讀出到垂直傳輸寄存器，進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)排出動(dòng)作和偽信號(hào)排出動(dòng)作。根據(jù)此構(gòu)成，因?yàn)槊恳淮谓邮兆x出脈沖時(shí)可以獲得偽信號(hào)，所以可以頻繁生成修正信號(hào)。
并且，修正信號(hào)生成機(jī)構(gòu)可以通過對(duì)根據(jù)以不同定時(shí)接收的讀出脈沖所排出的多個(gè)偽信號(hào)進(jìn)行加法運(yùn)算平均或加權(quán)平均，從而生成修正信號(hào)。根據(jù)此構(gòu)成，由于根據(jù)以多個(gè)定時(shí)獲得的偽信號(hào)生成修正信號(hào)，所以即使每一次接收讀出脈沖的偽信號(hào)多少有點(diǎn)偏差，也可以獲得穩(wěn)定的修正信號(hào)。
另外，本發(fā)明的攝像裝置也可以把運(yùn)動(dòng)圖像中的1幀份的圖像數(shù)據(jù)分為多個(gè)場(chǎng)份，每1場(chǎng)期間驅(qū)動(dòng)垂直傳輸寄存器時(shí)，攝像機(jī)構(gòu)進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)排出動(dòng)作和偽信號(hào)排出動(dòng)作。根據(jù)此構(gòu)成，因?yàn)槊繄?chǎng)中可以獲得偽信號(hào)，所以可以生成適合于每個(gè)場(chǎng)的修正信號(hào)。
并且，修正信號(hào)生成機(jī)構(gòu)也可以通過加法運(yùn)算平均或加權(quán)平均不同場(chǎng)中所排出的多個(gè)偽信號(hào)來生成修正信號(hào)。根據(jù)此構(gòu)成，因?yàn)楦鶕?jù)多個(gè)場(chǎng)中所獲得的偽信號(hào)來生成修正信號(hào)，所以每一個(gè)場(chǎng)中的偽信號(hào)即使存在少許偏差，也可以獲得穩(wěn)定的修正信號(hào)。
另外，存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)也可以是，在修正信號(hào)生成機(jī)構(gòu)每一次生成修正信號(hào)時(shí)，以新生成的修正信號(hào)來更新修正信號(hào)。根據(jù)此構(gòu)成，存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)沒有必要存儲(chǔ)以前所生成的修正信號(hào)，所以可以使存儲(chǔ)容量變小。
此外，還可以具備檢測(cè)前一次從攝像機(jī)構(gòu)排出的偽信號(hào)電平與這一次所排出的偽信號(hào)電平之間的變化量的變化量檢測(cè)機(jī)構(gòu)。該情況下，存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)可以在變化量檢測(cè)機(jī)構(gòu)所檢測(cè)出的變化量超過規(guī)定值的情況下，不進(jìn)行修正信號(hào)的更新。根據(jù)此構(gòu)成，在偽信號(hào)產(chǎn)生拖尾且偽信號(hào)的電平超過規(guī)定值的情況下，存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)中的修正信號(hào)是不會(huì)變更的，所以可以防止拖尾對(duì)修正信號(hào)造成影響的現(xiàn)象。因此，可以防止拖尾混入到偽信號(hào)的情況下在圖像數(shù)據(jù)中產(chǎn)生新的干擾。
另外，也可以具備檢測(cè)從攝像機(jī)構(gòu)排出的偽信號(hào)電平的電平檢測(cè)機(jī)構(gòu)。該情況下，存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)在電平檢測(cè)機(jī)構(gòu)所檢測(cè)出的電平超過規(guī)定值的情況下，可以不更新修正信號(hào)。根據(jù)此構(gòu)成，在偽信號(hào)產(chǎn)生拖尾且偽信號(hào)的電平超過規(guī)定值的情況下，不更新存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)中的修正信號(hào)，所以可以防止拖尾對(duì)修正信號(hào)造成影響的現(xiàn)象。因此，在拖尾混入到偽信號(hào)的情況下，可以防止在圖像數(shù)據(jù)中產(chǎn)生新的干擾。
此外，本發(fā)明的攝像裝置還可以具備檢測(cè)溫度的溫度傳感器和/或控制攝像機(jī)構(gòu)的輸出增益的增益控制機(jī)構(gòu)。該情況下，根據(jù)溫度傳感器所檢測(cè)出的溫度和/或增益控制機(jī)構(gòu)的增益，決定是否要進(jìn)行對(duì)圖像數(shù)據(jù)的、利用修正信號(hào)的修正。另外，也可以是，按照溫度傳感器所檢測(cè)出的溫度和/或增益控制機(jī)構(gòu)的增益大小，增減修正信號(hào)的大小。根據(jù)此構(gòu)成，因?yàn)榭梢园凑招拚谋匾詠頉Q定是否進(jìn)行修正或修正信號(hào)的大小，所以可以避免在修正的必要性小的情況下，攝像時(shí)間的增長(zhǎng)或新干擾的產(chǎn)生等、由于修正所引起的副作用。
本發(fā)明的攝像裝置也可以是能夠攝像運(yùn)動(dòng)圖像和靜止圖像的攝像裝置。該情況下，可以具備對(duì)運(yùn)動(dòng)圖像攝像時(shí)修正信號(hào)生成機(jī)構(gòu)生成并存儲(chǔ)在存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)中的修正信號(hào)乘以規(guī)定值，而生成靜止圖像用修正信號(hào)的乘法運(yùn)算器；減法運(yùn)算器可以在靜止圖像攝像時(shí)，進(jìn)行從圖像數(shù)據(jù)排出動(dòng)作所排出的圖像數(shù)據(jù)中減去靜止圖像用修正信號(hào)的減法運(yùn)算。根據(jù)此構(gòu)成，在靜止圖像攝像時(shí)，因?yàn)槔眠\(yùn)動(dòng)圖像攝像時(shí)所利用的修正信號(hào)，可以進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)的修正，所以沒有必要生成靜止圖像用修正信號(hào)。因此，沒有必要確保修正信號(hào)生成所需要的時(shí)間，可以縮短靜止圖像攝像時(shí)的時(shí)間。
在本發(fā)明的第三形態(tài)中，攝像裝置包括攝像機(jī)構(gòu)，其具有矩陣狀配置的多個(gè)光電轉(zhuǎn)換元件、鄰接配置在光電轉(zhuǎn)換元件的每一列并能將來自光電轉(zhuǎn)換元件的信號(hào)電荷讀出的讀出區(qū)域、不能將來自光電轉(zhuǎn)換元件的信號(hào)電荷讀出的偽區(qū)域、傳輸讀出區(qū)域中所讀出的信號(hào)電荷的多個(gè)垂直傳輸寄存器；修正信號(hào)生成機(jī)構(gòu)，其驅(qū)動(dòng)垂直傳輸寄存器，將偽區(qū)域中產(chǎn)生的電荷作為偽信號(hào)而獲得，并根據(jù)該偽信號(hào)生成修正信號(hào)；存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)，其存儲(chǔ)已經(jīng)生成的修正信號(hào)；減法運(yùn)算器，通過驅(qū)動(dòng)垂直傳輸寄存器、從而作為圖像數(shù)據(jù)獲得讀出區(qū)域所讀出的信號(hào)電荷，從該圖像數(shù)據(jù)中減去修正信號(hào)。根據(jù)此構(gòu)成，因?yàn)閭螀^(qū)域不能進(jìn)行來自光電轉(zhuǎn)換元件的信號(hào)電荷的讀出，所以可以可靠地防止偽信號(hào)里包含元件干擾成分。
本發(fā)明的攝像裝置可以減少作為修正圖像數(shù)據(jù)用的修正信號(hào)里包含隨機(jī)干擾所引起的干擾的圖像數(shù)據(jù)修正時(shí)新產(chǎn)生的干擾。


圖1是表示本發(fā)明第一實(shí)施方式的攝像裝置的構(gòu)成的框圖。
圖2是表示本發(fā)明第一～第四實(shí)施方式的CCD圖像傳感器的構(gòu)成的示意圖。
圖3是表示本發(fā)明第一實(shí)施方式的攝像裝置的動(dòng)作的流程圖。
圖4是表示本發(fā)明第一實(shí)施方式的攝像裝置的動(dòng)作定時(shí)的時(shí)間圖。
圖5是表示本發(fā)明第一實(shí)施方式的攝像裝置的連續(xù)攝像模式時(shí)的動(dòng)作時(shí)間的時(shí)間圖。
圖6是表示本發(fā)明第二實(shí)施方式的攝像裝置的構(gòu)成的框圖。
圖7是表示本發(fā)明第二實(shí)施方式的攝像裝置的動(dòng)作的流程圖。
圖8是表示本發(fā)明第二實(shí)施方式的攝像裝置的動(dòng)作定時(shí)的時(shí)間圖。
圖9是表示本發(fā)明第二實(shí)施方式的攝像裝置的連續(xù)攝像模式時(shí)的動(dòng)作定時(shí)的時(shí)間圖。
圖10是表示本發(fā)明第三實(shí)施方式的攝像裝置的構(gòu)成的框圖。
圖11是表示本發(fā)明第三實(shí)施方式的攝像裝置的動(dòng)作程序圖。
圖12是表示本發(fā)明第三實(shí)施方式的攝像裝置的有修正模式時(shí)的動(dòng)作的流程圖。
圖13是表示本發(fā)明第三實(shí)施方式的、攝像裝置的沒有修正模式時(shí)的動(dòng)作的流程圖。
圖14是表示本發(fā)明第五實(shí)施方式的攝像裝置的構(gòu)成的框圖。
圖15是表示本發(fā)明第五實(shí)施方式的攝像裝置的動(dòng)作的流程圖。
圖16是表示本發(fā)明第五實(shí)施方式的攝像裝置的動(dòng)作定時(shí)的時(shí)間圖。
圖17是表示本發(fā)明第六實(shí)施方式的攝像裝置的構(gòu)成的框圖。
圖18是表示本發(fā)明第七實(shí)施方式的攝像裝置的構(gòu)成的框圖。
圖19是表示本發(fā)明第八實(shí)施方式的攝像裝置的構(gòu)成的框圖。
圖20是表示本發(fā)明第八實(shí)施方式的攝像裝置的動(dòng)作的流程圖。
圖21是表示本發(fā)明第八實(shí)施方式的、攝像裝置的有修正模式時(shí)的動(dòng)作的流程圖。
圖22是表示本發(fā)明第八實(shí)施方式的、攝像裝置的沒有修正模式時(shí)的動(dòng)作的流程圖。
圖23是表示本發(fā)明第九實(shí)施方式的攝像裝置的構(gòu)成的框圖。
圖24是表示本發(fā)明第九實(shí)施方式的攝像裝置的靜止圖像攝像時(shí)的動(dòng)作的流程圖。
圖25是表示本發(fā)明第九實(shí)施方式的攝像裝置的靜止圖像攝像時(shí)的動(dòng)作定時(shí)的時(shí)間圖。
圖26是表示本發(fā)明第十實(shí)施方式的攝像裝置的動(dòng)作定時(shí)的時(shí)間圖。
具體實(shí)施例方式
下面，結(jié)合附圖，說明本發(fā)明的實(shí)施方式。
(發(fā)明的概要1)首先，說明本發(fā)明的第一至第四實(shí)施方式所示的攝像裝置的概略。本發(fā)明的攝像裝置在未將來自CCD圖像傳感器的光電轉(zhuǎn)換元件的信號(hào)電荷讀出到CCD圖像傳感器的垂直傳輸寄存器的狀態(tài)下，驅(qū)動(dòng)垂直傳輸寄存器。由此獲得修正信號(hào)之后，從在未將來自光電轉(zhuǎn)換元件的信號(hào)電荷讀出到垂直傳輸寄存器的狀態(tài)下驅(qū)動(dòng)垂直傳輸寄存器而獲得的圖像數(shù)據(jù)中減去該修正信號(hào)。通過在未將來自光電轉(zhuǎn)換元件的信號(hào)電荷讀出到垂直傳輸寄存器的狀態(tài)下驅(qū)動(dòng)垂直傳輸寄存器，從而垂直傳輸寄存器所傳輸?shù)碾姾衫锊话怆娹D(zhuǎn)換元件所引起的干擾。因此，可以獲得主要以傳輸干擾成分為成分的修正信號(hào)。然后，通過從圖像數(shù)據(jù)減法運(yùn)算該修正信號(hào)，從而可以消除傳輸干擾成分并修正圖像數(shù)據(jù)。
在此說明傳輸干擾成分中的傳輸固定干擾成分所引起的干擾。傳輸固定干擾成分由于在垂直傳輸中被加法運(yùn)算平均，所以從讀出到垂直傳輸寄存器至輸出為止的時(shí)間，如果在全體像素中恒定，則在畫面全體中變?yōu)橐粯拥钠谩Ｅc此不同，如果這個(gè)時(shí)間在每一個(gè)水平行不同的情況下，變?yōu)榇怪狈较蜃兓墓潭ㄐ透蓴_來表現(xiàn)。另外，隨著CCD圖像傳感器的微細(xì)化，每一個(gè)垂直傳輸寄存器的暗電流的偏差變?yōu)椴荒芎鲆?。如果垂直傳輸此已偏離的傳輸固定干擾成分，則在每一列、干擾的電平不同，表現(xiàn)為縱向鋼筋狀的固定型干擾。
第一實(shí)施方式至第四實(shí)施方式中所說明的攝像裝置主要減少靜止圖像的這種縱向鋼筋狀的固定型干擾。
(第一實(shí)施方式)1-1攝像裝置的構(gòu)成圖1是表示本發(fā)明第一實(shí)施方式的攝像裝置的構(gòu)成的框圖。
攝像裝置是把透鏡1所聚光的圖像的光學(xué)信號(hào)，在CCD圖像傳感器3中轉(zhuǎn)換為電信號(hào)而生成圖像數(shù)據(jù)。在透鏡1中所聚光的光學(xué)信號(hào)可以用遮光機(jī)構(gòu)2來遮光。遮光機(jī)構(gòu)2例如是機(jī)械快門等。所生成的圖像數(shù)據(jù)在增益控制部(以下稱「AGC」)5中調(diào)整增益，在A/D轉(zhuǎn)換器6中被數(shù)字化。場(chǎng)存儲(chǔ)器7存儲(chǔ)修正信號(hào)。減法運(yùn)算器8從A/D轉(zhuǎn)換器6中被數(shù)字化的圖像數(shù)據(jù)減去場(chǎng)存儲(chǔ)器7所存儲(chǔ)的修正信號(hào)。這樣，從減法運(yùn)算器8輸出的圖像數(shù)據(jù)是利用修正信號(hào)消除了傳輸干擾成分的數(shù)據(jù)，畫面質(zhì)量良好。從減法運(yùn)算器8輸出的圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在圖像存儲(chǔ)器20中。
微型電子計(jì)算機(jī)9是控制遮光機(jī)構(gòu)2、CCD圖像傳感器3、AGC5、場(chǎng)存儲(chǔ)器7等并控制攝像裝置全體動(dòng)作的控制機(jī)構(gòu)。
其次，說明CCD圖像傳感器3的構(gòu)成。圖2是表示CCD圖像傳感器的構(gòu)成的示意圖。
CCD圖像傳感器3具備矩陣狀配置的多個(gè)光電轉(zhuǎn)換元件301、鄰接配置在光電轉(zhuǎn)換元件301的每一列并傳輸信號(hào)電荷的多個(gè)垂直傳輸寄存器302。并且，CCD圖像傳感器3還具備用于向水平方向傳輸多個(gè)垂直傳輸寄存器302所傳輸信號(hào)電荷的水平傳輸寄存器303。
在此例子中，相對(duì)每一個(gè)光電轉(zhuǎn)換元件301存在兩個(gè)垂直傳輸寄存器302。在垂直傳輸寄存器302中，以向每一行提供相同電位變化的方式配設(shè)有電極。向垂直傳輸寄存器302讀出積存在鄰接的光電轉(zhuǎn)換元件301中的電荷后，通過以幾種驅(qū)動(dòng)模式向垂直方向提供電位(φV1～V6)的變化，從而向垂直方向傳輸，最后從水平傳輸寄存器303輸出。根據(jù)對(duì)垂直傳輸寄存器302提供的驅(qū)動(dòng)模式，電荷的被讀出方式變化，干擾的表現(xiàn)方式也在變化。
另外，CCD圖像傳感器3具有光電轉(zhuǎn)換元件301存在的區(qū)域304。CCD圖像傳感器3在水平傳輸寄存器303一側(cè)還可以具有作為不存在光電轉(zhuǎn)換元件301的區(qū)域的偽區(qū)域307。存在光電轉(zhuǎn)換元件301的區(qū)域304包括圖像形成區(qū)域306和位于其周圍的遮光區(qū)域305。該遮光區(qū)域305是利用于光學(xué)性黑色電平的檢測(cè)。CCD圖像傳感器3是攝像機(jī)構(gòu)的一例。
另外，本實(shí)施方式的攝像裝置把1幀份的圖像數(shù)據(jù)分為多個(gè)場(chǎng)份來獲得。例如，光電轉(zhuǎn)換元件301的第1、第4、第7、......第(3n-2)行所構(gòu)成的圖像作為第一場(chǎng)，第2、第5、第8......第(3n-1)行所構(gòu)成的圖像作為第二場(chǎng)，第3、第6、第9......第3n行所構(gòu)成的圖像作為第三場(chǎng)(n是正整數(shù))。利用于數(shù)碼相機(jī)等的CCD圖像傳感器正在向高像素化發(fā)展，如果經(jīng)過1幀份將所有像素一次性讀出到垂直傳輸寄存器302而垂直傳輸，則會(huì)增加所必要的垂直傳輸寄存器302的數(shù)目，所以存在從讀出信號(hào)電荷到傳輸結(jié)束為止需要時(shí)間長(zhǎng)的問題。本實(shí)施方式的攝像裝置為了解決此問題，分為多個(gè)場(chǎng)來讀出1幀份的圖像數(shù)據(jù)?？墒?，本發(fā)明不限于這些，也可以應(yīng)用在把1幀份的圖像數(shù)據(jù)不分為多個(gè)場(chǎng)而讀出的攝像裝置。
1-2單一攝像模式時(shí)的動(dòng)作下面，結(jié)合圖3、4說明有關(guān)本實(shí)施方式攝像裝置的動(dòng)作中、攝像1張圖像時(shí)的動(dòng)作(「單一攝像模式」)。另外，時(shí)間性地連續(xù)攝像多張圖像的模式稱為「連續(xù)攝像模式」。
圖3是表示本實(shí)施方式的攝像裝置的動(dòng)作的流程圖。另外，圖4是表示其動(dòng)作的動(dòng)作定時(shí)的時(shí)間圖。圖4(a)是表示遮光機(jī)構(gòu)2的狀態(tài)的圖，高時(shí)為曝光狀態(tài)，低時(shí)為表示遮光狀態(tài)。圖4(b)是表示將電荷從光電轉(zhuǎn)換元件301讀出到垂直傳輸寄存器302的定時(shí)的圖，高時(shí)表示進(jìn)行讀出。
圖4(c)是表示在垂直傳輸寄存器302中的進(jìn)行交錯(cuò)(行間)傳輸?shù)亩〞r(shí)的圖；高時(shí)表示進(jìn)行交錯(cuò)傳輸。圖4(d)是表示垂直傳輸寄存器302中的進(jìn)行高速傳輸?shù)亩〞r(shí)的圖；高時(shí)表示進(jìn)行高速傳輸。另外，所謂高速傳輸是指為了進(jìn)行下一個(gè)攝像動(dòng)作，排出積存在垂直傳輸寄存器302的電荷而進(jìn)行的傳輸。圖4(e)是把一個(gè)畫面中的任意列的傳輸固定干擾成分的值作為代表一個(gè)畫面份而示意性表示的圖。圖4(f)是表示相對(duì)場(chǎng)存儲(chǔ)器7的允許寫入(WE)信號(hào)，高時(shí)為場(chǎng)存儲(chǔ)器7存儲(chǔ)輸入信號(hào)。
圖4(g)是表示本實(shí)施方式的攝像裝置的動(dòng)作狀態(tài)的圖。時(shí)刻T1～T2期間是進(jìn)行曝光動(dòng)作的期間。時(shí)刻T3～T5期間是偽場(chǎng)期間，是生成修正信號(hào)并存儲(chǔ)的期間。時(shí)刻T5～T7、T7～T9、T9～T11分別是第一～第三場(chǎng)期間，是生成、修正、存儲(chǔ)第一～第三場(chǎng)的圖像數(shù)據(jù)的期間。
1-2-1曝光期間首先，說明曝光期間。在圖3中，微型電子計(jì)算機(jī)9監(jiān)視快門開關(guān)10是否被按下(S101)，如果被按下，則控制遮光機(jī)構(gòu)2而變?yōu)槠毓鉅顟B(tài)(S102、圖4的T1)。曝光延續(xù)到時(shí)刻T2，如果結(jié)束曝光，則微型電子計(jì)算機(jī)9控制遮光機(jī)構(gòu)2而變?yōu)檎诠鉅顟B(tài)。然后，CCD驅(qū)動(dòng)部4為了清除曝光期間中積存在垂直傳輸寄存器302內(nèi)的暗電流，控制CCD圖像傳感器3以便進(jìn)行高速傳輸(S103、圖4的T3～T4)。
在此，所謂高速傳輸是指為了清除曝光期間中在垂直傳輸寄存器302中產(chǎn)生的拖尾或暗電流，而高速驅(qū)動(dòng)垂直傳輸寄存器302的傳輸方法。
1-2-2偽場(chǎng)期間說明偽場(chǎng)期間。在未將來自光電轉(zhuǎn)換元件301的信號(hào)電荷讀出到垂直傳輸寄存器302的狀態(tài)下，為了讀出1場(chǎng)份的信號(hào)電荷，在垂直傳輸寄存器302中進(jìn)行交錯(cuò)傳輸。其結(jié)果，把從CCD圖像傳感器3獲得的信號(hào)電荷稱為「?jìng)涡盘?hào)」。另外，把生成此偽信號(hào)的期間稱為「?jìng)螆?chǎng)」。
偽信號(hào)從CCD圖像傳感器3向AGC5輸出，進(jìn)一步地向A/D轉(zhuǎn)換器6輸出，在A/D轉(zhuǎn)換器6中被數(shù)字化之后，作為修正信號(hào)存儲(chǔ)在場(chǎng)存儲(chǔ)器7(S104、圖4的T4～T5)。在場(chǎng)存儲(chǔ)器7存儲(chǔ)此修正信號(hào)時(shí)，微型電子計(jì)算機(jī)9對(duì)場(chǎng)存儲(chǔ)器7輸出允許寫入信號(hào)。因此，如圖4(f)所示，時(shí)刻T4～T5期間是允許寫入信號(hào)變?yōu)楦?有效)。
在此，說明圖4(e)所示的傳輸固定干擾成分的隨時(shí)間的變化。如上所述，傳輸固定干擾成分的主要原因是由于暗電流而產(chǎn)生的電荷。此電荷量成正比于每一個(gè)垂直傳輸寄存器302上殘留的時(shí)間而變大。由于高速傳輸之后馬上被傳輸?shù)臅r(shí)間短，所以每一個(gè)垂直傳輸寄存器302上的電荷量小。因此，讀出脈沖出現(xiàn)之后馬上(T4)，包含在從CCD圖像傳感器3輸出信號(hào)中的傳輸固定干擾成分小。之后，隨著行間傳輸中的時(shí)間的經(jīng)過，由于暗電流的電荷積存在垂直傳輸寄存器302，所以傳輸固定干擾成分逐漸增加，最后，從CCD圖像傳感器3輸出的行中變?yōu)樽畲?。由于這樣的理由，通常畫面上部的信號(hào)被首先讀出，所以，如果看修正前的圖像，則包含在圖像中的干擾向著畫面的下方逐漸增加其電平。
由于偽信號(hào)是在未將來自光電轉(zhuǎn)換元件301的信號(hào)電荷讀出到垂直傳輸寄存器302的狀態(tài)下，通過驅(qū)動(dòng)垂直傳輸寄存器302而獲得的，所以不包含積存在光電轉(zhuǎn)換元件301內(nèi)的信號(hào)電荷，只包含垂直傳輸寄存器302中產(chǎn)生的信號(hào)電荷。因此，如果使用根據(jù)偽信號(hào)而生成的修正信號(hào)來修正圖像數(shù)據(jù)，則不會(huì)產(chǎn)生連光電轉(zhuǎn)換元件301所引起的干擾也被修正的現(xiàn)象。因此，在光電轉(zhuǎn)換元件301所引起的干擾小、垂直傳輸寄存器302所引起的干擾大的情況下，可以有效消除應(yīng)修正的干擾，所以，可以獲得良好的圖像數(shù)據(jù)。
并且，因?yàn)榭梢酝ㄟ^讀出1場(chǎng)份的偽信號(hào)來生成修正信號(hào)，所以，比讀出1幀份來生成修正信號(hào)的現(xiàn)有技術(shù)相比，可以縮短生成修正信號(hào)的時(shí)間。因此，可以縮短快門的時(shí)滯作用(time lag)或攝像間隔。而且，因?yàn)槊恳粋€(gè)場(chǎng)的圖像數(shù)據(jù)對(duì)于傳輸固定干擾成分都變?yōu)閹缀跸嗤闹?，所以即使利用根?jù)1場(chǎng)份的偽信號(hào)而生成的修正信號(hào)來修正每一個(gè)場(chǎng)的圖像數(shù)據(jù)也不會(huì)有問題。
并且，由于作為修正信號(hào)，只要存儲(chǔ)保持1場(chǎng)份的數(shù)據(jù)就可以，所以存儲(chǔ)修正信號(hào)的存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)可以利用存儲(chǔ)容量小的存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)。具體地，存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)的容量只要是相當(dāng)于1場(chǎng)份的圖像數(shù)據(jù)的容量以上就可以，即使小于與2場(chǎng)份的圖像數(shù)據(jù)相當(dāng)?shù)娜萘恳矡o妨。
另外，作為減少存儲(chǔ)修正信號(hào)的存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)的存儲(chǔ)容量的方法，以往提出有在已經(jīng)遮光的狀態(tài)下，把信號(hào)電荷讀出到垂直傳輸寄存器并傳輸而獲得的信號(hào)中的1列份的信號(hào)、作為修正信號(hào)存儲(chǔ)的方法。可是，在這種方法中，由于對(duì)1行的每一個(gè)像素減法運(yùn)算相同的修正信號(hào)，所以不能對(duì)應(yīng)縱向鋼筋狀的固定型干擾。
另外，如上所述，也可以構(gòu)成為在CCD圖像傳感器3被遮光機(jī)構(gòu)2遮光的狀態(tài)下，利用高速傳輸來清除垂直傳輸寄存器302的拖尾電荷之后，驅(qū)動(dòng)垂直傳輸寄存器302來獲得修正信號(hào)。根據(jù)此構(gòu)成，可以防止曝光中產(chǎn)生的拖尾或暗電流混入到修正信號(hào)。并且，可以防止垂直傳輸寄存器302驅(qū)動(dòng)中產(chǎn)生拖尾，并混入到修正信號(hào)的現(xiàn)象。
1-2-3第一～第三場(chǎng)期間接著，說明第一～第三場(chǎng)期間。如果偽場(chǎng)期間結(jié)束，則CCD驅(qū)動(dòng)部4驅(qū)動(dòng)CCD圖像傳感器3，以便進(jìn)行高速傳輸(S105、圖4的T5～T6)。由于此高速傳輸，積存在垂直傳輸寄存器302的暗電流被清除。然后，CCD驅(qū)動(dòng)部4驅(qū)動(dòng)CCD圖像傳感器3，以便將信號(hào)電荷從光電轉(zhuǎn)換元件301讀出到垂直傳輸寄存器302(S106、圖4的T6)。被讀出到垂直傳輸寄存器302的信號(hào)電荷由垂直傳輸寄存器302進(jìn)行交錯(cuò)傳輸，通過水平傳輸寄存器303，從CCD圖像傳感器3向AGC輸出(S107)。此信號(hào)電荷作為圖像數(shù)據(jù)，在A/D轉(zhuǎn)換器6中被數(shù)字化。然后，減法運(yùn)算器8從該已經(jīng)數(shù)字化的圖像數(shù)據(jù)中減去存儲(chǔ)在場(chǎng)存儲(chǔ)器7內(nèi)的修正信號(hào)。于是，最后把消除了干擾的圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在圖像存儲(chǔ)器20中。
通過進(jìn)行這樣的減法運(yùn)算處理，從而可以從垂直傳輸寄存器302獲得的圖像數(shù)據(jù)中消除傳輸干擾成分。如果更詳細(xì)地說明的話，在每一個(gè)場(chǎng)的干擾消除前的圖像數(shù)據(jù)里，包含垂直傳輸寄存器302中產(chǎn)生的電荷所引起的干擾。垂直傳輸寄存器中產(chǎn)生的電荷所引起的干擾和上述偽信號(hào)相同。因此，通過由減法運(yùn)算器8從每一個(gè)場(chǎng)的圖像數(shù)據(jù)中減去從場(chǎng)存儲(chǔ)器7讀出的修正信號(hào)，從而可以消除傳輸干擾成分。
對(duì)1場(chǎng)份的圖像數(shù)據(jù)實(shí)施了上述處理后，微型電子計(jì)算機(jī)9確認(rèn)對(duì)1幀份的圖像數(shù)據(jù)即3場(chǎng)份的圖像數(shù)據(jù)是否進(jìn)行了上述處理，在所有場(chǎng)份的處理沒有結(jié)束的情況下，返回到步驟S105，對(duì)第二場(chǎng)、第三場(chǎng)的圖像數(shù)據(jù)，進(jìn)行生成、修正、存儲(chǔ)的處理(圖4的T7～T9、T9～T11)。另一方面，在所有場(chǎng)份的處理結(jié)束的情況下(第三場(chǎng)的處理結(jié)束的情況下)，結(jié)束處理。
1-3連續(xù)攝像模式時(shí)的動(dòng)作接著，結(jié)合圖5，說明連續(xù)攝像模式時(shí)的動(dòng)作。所謂連續(xù)攝像模式是指連續(xù)攝像多個(gè)幀的圖像數(shù)據(jù)的動(dòng)作模式。圖5是表示連續(xù)攝像模式時(shí)的攝像裝置的動(dòng)作定時(shí)的時(shí)間圖。圖5(a)～(g)分別對(duì)應(yīng)圖4(a)～(g)。并且，圖5只表示多個(gè)幀的攝像動(dòng)作中、第二幀的攝像時(shí)的動(dòng)作定時(shí)。連續(xù)攝像模式的第一幀攝像時(shí)的動(dòng)作定時(shí)和單一攝像模式的攝像時(shí)的動(dòng)作定時(shí)同樣，所以省略其說明。
在連續(xù)攝像模式中，如果第一幀的攝像結(jié)束，則變?yōu)樵趫D像存儲(chǔ)器20中存儲(chǔ)已經(jīng)消除了傳輸干擾成分的第一幀的圖像數(shù)據(jù)；在場(chǎng)存儲(chǔ)器7中存儲(chǔ)第一幀的攝像時(shí)的偽場(chǎng)期間所生成的修正信號(hào)的狀態(tài)。該狀態(tài)和單一攝像模式中的攝像結(jié)束時(shí)的狀態(tài)同樣。
微型電子計(jì)算機(jī)9以從這個(gè)狀態(tài)開始變?yōu)槠毓鉅顟B(tài)的方式控制遮光機(jī)構(gòu)2(T12)，而轉(zhuǎn)移到第二幀的攝像。如果結(jié)束曝光，則微型電子計(jì)算機(jī)9不進(jìn)行修正信號(hào)的生成、存儲(chǔ)而立即轉(zhuǎn)移到第一場(chǎng)期間(T14)。在第一場(chǎng)期間中，如果結(jié)束高速傳輸(T15)，則將信號(hào)電荷從光電轉(zhuǎn)換元件301讀出到垂直傳輸寄存器302而生成圖像數(shù)據(jù)，減法運(yùn)算器8進(jìn)行從該圖像數(shù)據(jù)中減去存儲(chǔ)在場(chǎng)存儲(chǔ)器7的修正信號(hào)的減法運(yùn)算。這樣，已經(jīng)消除了傳輸固定干擾成分的圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在圖像存儲(chǔ)器20中。對(duì)第二場(chǎng)和第三場(chǎng)也重復(fù)該動(dòng)作。
這些動(dòng)作雖然和第一幀的攝像的情況同樣，但在第二幀的情況下，作為修正信號(hào)，是利用第一幀中已經(jīng)利用的修正信號(hào)來進(jìn)行干擾消除的。同樣，在第三幀的攝像時(shí)，利用第一和第二幀中已經(jīng)利用的修正信號(hào)。即，作為從當(dāng)前幀的圖像數(shù)據(jù)減去的修正信號(hào)，利用前面幀中已經(jīng)利用過的修正信號(hào)。這樣的處理成為可能是因?yàn)楫?dāng)前幀中產(chǎn)生的傳輸固定干擾成分和前面幀中產(chǎn)生的傳輸固定干擾成分幾乎相同。
另外，不限于連續(xù)攝像模式，在當(dāng)前的攝像幀和前面的攝像幀中，傳輸固定干擾成分的值幾乎相同的情況下，通過利用相同的修正信號(hào)，從而在當(dāng)前幀的攝像時(shí)，可以消除偽場(chǎng)期間，所以可以縮短攝像期間。特別是在連續(xù)攝像模式中，可以使幀間的連續(xù)攝像間隔變短。
1-4匯總本實(shí)施方式的攝像裝置包括CCD圖像傳感器3，其具有矩陣狀配置的多個(gè)光電轉(zhuǎn)換元件301、鄰接配置在光電轉(zhuǎn)換元件301的每一列并傳輸信號(hào)電荷的多個(gè)垂直傳輸寄存器302；場(chǎng)存儲(chǔ)器7，其對(duì)在未將來自光電轉(zhuǎn)換元件301的信號(hào)電荷讀出到垂直傳輸寄存器302的狀態(tài)下、驅(qū)動(dòng)垂直傳輸寄存器302而獲得的修正信號(hào)進(jìn)行存儲(chǔ)；減法運(yùn)算器8，其從在將來自光電轉(zhuǎn)換元件301的信號(hào)電荷讀出到垂直傳輸寄存器302的狀態(tài)下、驅(qū)動(dòng)垂直傳輸寄存器302而獲得圖像數(shù)據(jù)中減去修正信號(hào)的減法運(yùn)算。根據(jù)此構(gòu)成，可以減少在修正信號(hào)里包含隨機(jī)干擾所引起的圖像數(shù)據(jù)的修正時(shí)新產(chǎn)生的干擾。對(duì)于這一點(diǎn)進(jìn)行更詳細(xì)的說明。
如上所述，如果從圖像數(shù)據(jù)連隨機(jī)干擾也減去的話，則會(huì)產(chǎn)生新的干擾，所以不理想。此隨機(jī)干擾是在光電轉(zhuǎn)換元件301中多產(chǎn)生的干擾(元件干擾成分)。因此，可以考慮從圖像數(shù)據(jù)中只減去傳輸固定干擾成分而不減去元件干擾成分?？墒?，那樣的話，就變?yōu)閷?duì)光電轉(zhuǎn)換元件301中產(chǎn)生的固定型干擾不能進(jìn)行修正。
因此，從提高圖像質(zhì)量的觀點(diǎn)來看，應(yīng)該適當(dāng)選擇如下兩種方法中的一種方法。
——通過不減去元件干擾成分來防止因?yàn)樵谛拚盘?hào)里包含隨機(jī)干擾而引起的新的干擾的產(chǎn)生。
——通過減去元件干擾成分來修正光電轉(zhuǎn)換元件中所產(chǎn)生的固定型干擾。
考慮最近的狀況來研討這一點(diǎn)的話，伴隨近幾年的CCD圖像傳感器3的微細(xì)化，傳輸固定干擾成分的比例逐漸變大。這是因?yàn)殡S著光電轉(zhuǎn)換元件301面積的縮小化的發(fā)展，光電轉(zhuǎn)換元件輸出電荷量變小，對(duì)此，傳輸固定干擾成分的減少程度少于光電轉(zhuǎn)換元件輸出電荷量減少比例、的緣故。伴隨這些，即使在以往不需要修正的條件下，也有必要進(jìn)行傳輸固定干擾成分的修正。
包含在攝像元件輸出的傳輸固定干擾成分的大小，如果垂直傳輸速度相同則由溫度來決定。溫度越高傳輸固定干擾成分越變大。另一方面，元件干擾成分是由溫度以及積存時(shí)間(曝光時(shí)間)來決定。例如，夜景攝像時(shí)，如果長(zhǎng)時(shí)間曝光，則元件干擾成分增加。因此，在傳輸固定干擾成分和元件干擾成分中，所需要修正的條件是不同的。
如果這樣，高溫時(shí)，即使在需要進(jìn)行傳輸固定干擾成分的修正的情況下，如果曝光時(shí)間短，則有時(shí)也存在不需要進(jìn)行元件干擾成分的修正的情況。盡管如此，如果在不需要進(jìn)行元件干擾成分修正的條件下，進(jìn)行元件干擾成分的修正，則會(huì)導(dǎo)致元件干擾成分中的隨機(jī)干擾所引起的新的干擾的產(chǎn)生，所以不理想。
因此，在沒有必要進(jìn)行元件干擾成分的修正的條件下，通過使光電轉(zhuǎn)換元件301中產(chǎn)生的電荷不包含在修正信號(hào)中，從而可以減少在修正信號(hào)里包含隨機(jī)干擾所引起的、修正圖像數(shù)據(jù)時(shí)新產(chǎn)生的干擾。
(第二實(shí)施方式)2-1攝像裝置的概要本發(fā)明的第二實(shí)施方式的攝像裝置，構(gòu)成為在畫面的垂直方向產(chǎn)生一定大小的傳輸固定干擾成分，利用1行份的修正信號(hào)來消除那種干擾。在第一實(shí)施方式中，作為修正信號(hào)利用了1場(chǎng)份的數(shù)據(jù)，但是在第二實(shí)施方式中，因?yàn)槔?行份的數(shù)據(jù)，所以使存儲(chǔ)修正信號(hào)的存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)的存儲(chǔ)容量可以變得更小。
2-2攝像裝置的構(gòu)成圖6是表示本實(shí)施方式攝像裝置的構(gòu)成的框圖。不同于圖1所示的構(gòu)成的主要方面是利用了行存儲(chǔ)器27的方面和具備了以行存儲(chǔ)器27的輸出作為輸出的IIR型低通濾波器的方面。該低通濾波器由減法運(yùn)算器12、乘法運(yùn)算器13、加法運(yùn)算器14和行存儲(chǔ)器27構(gòu)成，使偽信號(hào)的低頻成分通過。低通濾波器是在垂直方向進(jìn)行從A/D轉(zhuǎn)換器6輸出的多行偽信號(hào)的加法運(yùn)算或加權(quán)平均，具有如下所示的傳遞函數(shù)。
(k×z)-1/{1-(1-k)×z-1}......(1)在式(1)中，k是乘法運(yùn)算器13的增益、在0～1之間變動(dòng)，其值越小就低通濾波器的效果越變大，在加權(quán)平均中，可以減小相對(duì)于從A/D轉(zhuǎn)換器6輸出的新的信號(hào)的加權(quán)量。另外，在式(1)中，z-1意味著延遲1行。
在此說明設(shè)置這種低通濾波器的理由。偽信號(hào)不僅包含傳輸固定干擾成分還包含隨機(jī)干擾。如果把包含隨機(jī)干擾成分的信號(hào)作為修正信號(hào)來使用，則變?yōu)閺牟划a(chǎn)生隨機(jī)干擾的像素中也減去隨機(jī)干擾成分。由此，消除干擾后的圖像數(shù)據(jù)里會(huì)產(chǎn)生由于減去修正信號(hào)所引起的新的縱向鋼筋狀干擾。因此，為了防止在修正信號(hào)里包含隨機(jī)干擾成分，對(duì)CCD圖像傳感器3的輸出進(jìn)行低通濾波處理。
另外，加權(quán)平均處理偽信號(hào)的理由如下。為了充分排除隨機(jī)干擾對(duì)修正信號(hào)的影響，在上述的式(1)中，優(yōu)選設(shè)定充分小的k值，對(duì)多行偽信號(hào)進(jìn)行加權(quán)平均。因此，在本實(shí)施方式中，通過加權(quán)平均多行偽信號(hào)而生成1行的修正信號(hào)。
2-3攝像裝置的動(dòng)作下面，結(jié)合圖7和圖8，說明本實(shí)施方式的攝像裝置的動(dòng)作。圖7是表示第二實(shí)施方式攝像裝置的動(dòng)作的流程圖。和本發(fā)明第一實(shí)施方式的攝像裝置相比，步驟S204中的修正信號(hào)生成方法不同，并且，步驟S208的修正信號(hào)的減法運(yùn)算方法不同。另外，在第一實(shí)施方式中，是在每一個(gè)場(chǎng)進(jìn)行高速傳輸(圖3的S105)，但在第二實(shí)施方式中，只是在偽場(chǎng)中進(jìn)行高速傳輸(S103)而在每一個(gè)場(chǎng)中不進(jìn)行高速傳輸。
圖8是表示第二實(shí)施方式攝像裝置的動(dòng)作定時(shí)的時(shí)間圖。圖8(a)～(g)分別對(duì)應(yīng)圖4(a)～(g)。
在圖7中，步驟S101～S103為止的動(dòng)作和第一實(shí)施方式同樣，所以省略其說明。通過高速傳輸，轉(zhuǎn)移到偽場(chǎng)期間(T33)，如果結(jié)束偽場(chǎng)期間(T34)，則在未將來自光電轉(zhuǎn)換元件301的信號(hào)電荷讀出到垂直傳輸寄存器302的狀態(tài)下為了輸出1場(chǎng)份的信號(hào)電荷，在垂直傳輸寄存器302中交錯(cuò)傳輸(T34～T35)。
在這樣獲得的偽信號(hào)內(nèi)包含傳輸固定干擾成分。如圖8(e)所示，雖然此傳輸固定干擾成分值隨著時(shí)間的經(jīng)過逐漸增加，但在已經(jīng)進(jìn)行1場(chǎng)份的交錯(cuò)傳輸?shù)臅r(shí)刻、即已經(jīng)進(jìn)行平常的垂直傳輸寄存器302的級(jí)數(shù)份的垂直傳輸?shù)臅r(shí)刻(T35)，其值變?yōu)楹愣?。下面說明其理由。在時(shí)刻T35以前，像素的電荷在垂直傳輸寄存器302中被傳輸?shù)拇螖?shù)和傳輸時(shí)間因像素位置的不同而不同，所以傳輸固定干擾成分的值追從時(shí)間而上升。可是，在時(shí)刻T35以后，與每一個(gè)像素的位置無關(guān)而傳輸次數(shù)和傳輸時(shí)間變?yōu)楹愣?，所以傳輸固定干擾成分的值也變?yōu)楹愣?。即，利用了如果交錯(cuò)傳輸時(shí)間變?yōu)槟撤N程度長(zhǎng)時(shí)間，則傳輸固定干擾成分變?yōu)楹愣ǖ默F(xiàn)象。
在傳輸固定干擾成分的值變?yōu)楹愣ê?，進(jìn)一步地交錯(cuò)傳輸規(guī)定行數(shù)的偽信號(hào)并從CCD圖像傳感器3讀出(T35～T36)。在此期間，通過由減法運(yùn)算器12、乘法運(yùn)算器13、加法運(yùn)算器14和行存儲(chǔ)器27構(gòu)成的低通濾波器，對(duì)從CCD圖像傳感器3讀出的多行偽信號(hào)，一邊消除隨機(jī)干擾成分一邊實(shí)施加權(quán)平均。然后，將最終獲得的平均值作為修正信號(hào)存儲(chǔ)在行存儲(chǔ)器27中(S103、時(shí)刻T36)。為了進(jìn)行這樣的動(dòng)作，如圖8(f)所示，微型電子計(jì)算機(jī)9在時(shí)刻T35～T36期間，對(duì)行存儲(chǔ)器27輸出允許寫入信號(hào)。
如果結(jié)束偽場(chǎng)期間，則CCD驅(qū)動(dòng)部24不進(jìn)行高速傳輸，而驅(qū)動(dòng)CCD圖像傳感器3，以便從光電轉(zhuǎn)換元件301向垂直傳輸寄存器302讀出信號(hào)電荷(S106、圖8的T36)。這樣，通過以和獲得修正信號(hào)時(shí)的速度相同且恒定的速度驅(qū)動(dòng)畫面的全傳輸級(jí)數(shù)份的垂直傳輸寄存器302后，繼續(xù)以相同的速度驅(qū)動(dòng)垂直傳輸寄存器302，而獲得圖像數(shù)據(jù)。即，通過使清除前一次電荷到清除這一次電荷為止的時(shí)間，在一個(gè)畫面的全像素范圍內(nèi)變?yōu)楹愣?，從而可以使傳輸固定干擾成分恒定。因此，有必要獲得修正信號(hào)后，不經(jīng)過高速驅(qū)動(dòng)垂直傳輸寄存器302的高速傳輸方式而獲得圖像數(shù)據(jù)。
由于該CCD圖像傳感器3的驅(qū)動(dòng)，所輸出的圖像數(shù)據(jù)被輸出到減法運(yùn)算器8(S107)。在減法運(yùn)算器8中，從所輸入的圖像數(shù)據(jù)中減去從行存儲(chǔ)器27讀出的修正信號(hào)(S208)。此時(shí)，如上所述，減法運(yùn)算的修正信號(hào)是在每一行利用共同的信號(hào)。然后，將最后被消除了干擾的圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在圖像存儲(chǔ)器20中(S109)。和第一實(shí)施方式同樣，重復(fù)上述處理全部場(chǎng)份，結(jié)束一系列的攝像動(dòng)作(S110)。
另外，在上述的實(shí)施方式中說明了單一攝像模式時(shí)的動(dòng)作，但本實(shí)施方式的思想也可以應(yīng)用在連續(xù)攝像模式。但在本實(shí)施方式中，和第一實(shí)施方式不同，攝像第二幀時(shí)以后需要在第一場(chǎng)的攝像前利用交錯(cuò)傳輸，只驅(qū)動(dòng)全部行級(jí)數(shù)份的垂直傳輸寄存器302。這是因?yàn)闉榱税褌鬏敼潭ǜ蓴_成分提升為恒定電平。即，在第一場(chǎng)的攝像前，有必要設(shè)置偽場(chǎng)期間。
下面，結(jié)合圖9說明連續(xù)攝像模式時(shí)的動(dòng)作。圖9是表示連續(xù)攝像模式時(shí)的攝像裝置動(dòng)作定時(shí)的時(shí)間圖。圖9(a)～(g)對(duì)應(yīng)圖8(a)～(g)。并且，圖9只表示多幀的攝像動(dòng)作中的第二幀攝像時(shí)的動(dòng)作定時(shí)。連續(xù)攝像模式中的第一幀攝像時(shí)的動(dòng)作定時(shí)和單一攝像模式中的攝像時(shí)的動(dòng)作定時(shí)同樣，所以省略其說明。
在連續(xù)攝像模式中，如果結(jié)束第一幀的攝像，則微型電子計(jì)算機(jī)9控制遮光機(jī)構(gòu)2以便變?yōu)槠毓鉅顟B(tài)，并轉(zhuǎn)移到第二幀的攝像(T40)。如果結(jié)束曝光，則微型電子計(jì)算機(jī)9不進(jìn)行修正信號(hào)的生成、存儲(chǔ)?？墒?，不是立即轉(zhuǎn)移到第一場(chǎng)期間而是經(jīng)由偽場(chǎng)期間。該偽場(chǎng)期間不是以生成修正信號(hào)為目的，而是以使傳輸固定干擾成分值變?yōu)楹愣ㄖ禐槟康亩O(shè)置的。這一點(diǎn)和第一實(shí)施方式不同。
如果只是驅(qū)動(dòng)全部行級(jí)數(shù)份的垂直傳輸寄存器302，則和第一幀攝像時(shí)不同，不設(shè)多行份讀出傳輸固定干擾成分恒定的偽信號(hào)的期間(圖8的T35～T36期間)，立即結(jié)束偽場(chǎng)期間，并轉(zhuǎn)移到第一場(chǎng)期間。因此，轉(zhuǎn)移到第二幀的攝像可以以短于第一幀攝像的時(shí)間來攝像。
第一～第三場(chǎng)期間(T44～T47)的動(dòng)作和第一幀攝像時(shí)的第一～第三場(chǎng)期間(T36～T39)的動(dòng)作同樣，所以省略其說明。
另外，由減法運(yùn)算器12、乘法運(yùn)算器13、加法運(yùn)算器14和行存儲(chǔ)器27構(gòu)成的低通濾波器是本發(fā)明的修正信號(hào)生成機(jī)構(gòu)的一例。修正信號(hào)生成機(jī)構(gòu)是加法運(yùn)算平均或加權(quán)平均多個(gè)偽信號(hào)的機(jī)構(gòu)，但不限于這些，即使在不處理偽信號(hào)而按原來狀態(tài)作為修正信號(hào)來利用的情況下，也包含在修正信號(hào)的生成的概念中。該情況下，從CCD圖像傳感器3讀出偽信號(hào)之后供給到行存儲(chǔ)器27的機(jī)構(gòu)就相當(dāng)于修正信號(hào)生成機(jī)構(gòu)。另外，行存儲(chǔ)器27是存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)7的一例。
(第三實(shí)施方式)攝像裝置的概要在第一、第二實(shí)施方式中，構(gòu)成為不顧溫度或AGC5的增益而進(jìn)行修正處理。與此不同，本實(shí)施方式的攝像裝置根據(jù)溫度和/或AGC5的增益來決定是否進(jìn)行修正處理。
傳輸固定干擾成分的值隨著CCD圖像傳感器3的溫度或相對(duì)CCD圖像傳感器3的輸出的增益的大小而變動(dòng)。在高溫或增益大的情況下，傳輸固定干擾成分的值變大。在此，所謂增益大的情況就是指高靈敏度中的攝像的情況。在這種情況下，因?yàn)閭鬏敼潭ǜ蓴_成分大，所以消除這些的修正的必要性變大。另一方面，在低溫或增益小的情況下，傳輸固定干擾成分值變小。該情況下，有時(shí)存在沒有必要進(jìn)行這種修正的情況。如果連那種情況也進(jìn)行修正處理，則會(huì)產(chǎn)生由于設(shè)置偽場(chǎng)所引起的攝像時(shí)間的增長(zhǎng)或在低通濾波器處理中沒有完全消除的隨機(jī)干擾成分所引起的新干擾的產(chǎn)生等副作用。本發(fā)明的第三實(shí)施方式的目的在于，防止產(chǎn)生這樣的副作用。
3-2攝像裝置的構(gòu)成在圖10中表示本實(shí)施方式的攝像裝置構(gòu)成的框圖。本實(shí)施方式的攝像裝置是在圖1所示的構(gòu)成的基礎(chǔ)上，還具備溫度傳感器17和開關(guān)16。
溫度傳感器17是檢測(cè)溫度的傳感器。開關(guān)16具備連接端子a～連接端子c，通過微型電子計(jì)算機(jī)9的控制，使連接端子a連接到連接端子b或連接端子c。連接端子a連接在A/D轉(zhuǎn)換器6的輸出上，連接端子b連接減法運(yùn)算器8，連接端子c連接在圖像存儲(chǔ)器20上。在連接端子a與連接端子b連接時(shí)，從CCD圖像傳感器3獲得的圖像數(shù)據(jù)在減法運(yùn)算器8中被修正，并向圖像存儲(chǔ)器20輸出。另一方面，在連接端子a與連接端子c連接時(shí)，圖像數(shù)據(jù)沒有在減法運(yùn)算器8中修正、就向圖像存儲(chǔ)器20輸出。
微型電子計(jì)算機(jī)9監(jiān)視溫度傳感器17所檢測(cè)的溫度和AGC5的增益。并且，在那些值是滿足式(2)那樣的大值的情況下，控制開關(guān)16，以便使連接端子a與連接端子b連接，而修正圖像數(shù)據(jù)。另一方面，在那些值是不滿足式(2)那樣的小值的情況下，控制開關(guān)16，以便使連接端子a與連接端子c連接，而不修正圖像數(shù)據(jù)。
G×(T-Tref)/4＞Th......(2)在此，G是AGC5的增益，T是溫度傳感器17中所檢測(cè)出的溫度，Tref是規(guī)定的基準(zhǔn)溫度，Th是規(guī)定值。此式(2)是考慮暗電流的量相對(duì)8度的溫度上升而變?yōu)榧s2倍的性質(zhì)而決定的。
3-3攝像裝置的動(dòng)作圖11是表示本實(shí)施方式的攝像裝置動(dòng)作的流程圖。圖12是表示在圖11中轉(zhuǎn)移到有修正的模式情況下的動(dòng)作的流程圖；圖13是表示在圖11中轉(zhuǎn)移到?jīng)]有修正的模式情況下的動(dòng)作的流程圖。
在圖11中，步驟S101～S103的動(dòng)作和第一實(shí)施方式的步驟S101～S103同樣，所以省略其說明。在步驟S301中，微型電子計(jì)算機(jī)9監(jiān)視溫度傳感器17的檢測(cè)溫度和AGC5的增益，判定那些值是否滿足式(2)。然后，在那些值滿足式(2)的情況下，轉(zhuǎn)移到有修正的模式(S302)，在那些值不滿足式(2)的情況下，轉(zhuǎn)移到?jīng)]有修正的模式(S303)。
在轉(zhuǎn)移到有修正的模式的情況下，按圖12所示的流程動(dòng)作。即，和第一實(shí)施方式的攝像裝置進(jìn)行相同的動(dòng)作。
另一方面，在轉(zhuǎn)移到?jīng)]有修正的模式的情況下，按圖13所示的流程動(dòng)作。即，在第一實(shí)施方式的攝像裝置中，不生成、不存儲(chǔ)修正信號(hào)、不修正圖像數(shù)據(jù)的動(dòng)作。該情況下，沒有必要設(shè)置生成修正信號(hào)的偽場(chǎng)期間，所以和第一實(shí)施方式的攝像裝置相比，可以縮短攝像時(shí)間。并且，由于不進(jìn)行修正，所以不會(huì)產(chǎn)生低通濾波器處理中沒有完全消除的隨機(jī)干擾成分所引起的新的干擾。
(第四實(shí)施方式)對(duì)上述的第一～第三實(shí)施方式的幾個(gè)變形例進(jìn)行說明。
i)在第二實(shí)施方式中，如式(1)所表示的，雖然進(jìn)行對(duì)圖像下方的像素進(jìn)行大的加權(quán)的加權(quán)平均處理，但也可以進(jìn)行對(duì)加法運(yùn)算的所有信號(hào)進(jìn)行相同加權(quán)的加法運(yùn)算平均處理。這樣，通過進(jìn)行相同的加權(quán)，從而可以使抑制隨機(jī)干擾的效果增大，所以可以減少生成修正信號(hào)所需的偽信號(hào)的行數(shù)。
ii)另外，在第二實(shí)施方式中，微型電子計(jì)算機(jī)9以等待偽信號(hào)的傳輸固定干擾成分變?yōu)楹愣ㄖ箝_始生成修正信號(hào)的形態(tài)進(jìn)行控制，但也可以是以偽信號(hào)的傳輸固定干擾成分變?yōu)楹愣ㄖ伴_始生成修正信號(hào)的形態(tài)進(jìn)行控制。通過變?yōu)檫@樣，從而可以使IIR濾波器的聚束速度加快。因此，可以縮短攝像所需的時(shí)間。
iii)此外，在第二實(shí)施方式中，遮光之后立即進(jìn)行用于清除拖尾的高速傳輸(圖8(d)的時(shí)刻T33～T34)，但是，省略此高速傳輸也無妨。是因?yàn)樵谑÷粤舜烁咚賯鬏數(shù)那闆r下，在傳輸干擾的值逐漸增加的期間(圖8(f)的時(shí)刻T34～T35)中可以清除拖尾電荷的緣故。這種情況可以同時(shí)并行拖尾電荷的清除和傳輸固定干擾成分的恒定值化，所以可以縮短相應(yīng)量的攝像時(shí)間。
iv)在第三實(shí)施方式中，按照溫度和增益來決定是否進(jìn)行修正，但也可以根據(jù)溫度或增益的其中一個(gè)來進(jìn)行該決定。
v)另外，在第三實(shí)施方式中，說明了生成1場(chǎng)份的修正信號(hào)的情況，但是，按照溫度和/或增益來決定是否進(jìn)行修正的本發(fā)明也可以應(yīng)用在如本發(fā)明的第二實(shí)施方式的、生成1行份的修正信號(hào)的情況。
vi)此外，在第三實(shí)施方式中，按照溫度和/或增益來決定是否要進(jìn)行修正，但也可以按照溫度和/或增益，增減減法運(yùn)算的修正信號(hào)的大小。該情況下，隨著溫度和/或增益的大小的增大，使修正信號(hào)的大小變大，而提高消除干擾的效果。但是，也可以設(shè)定對(duì)修正信號(hào)的大小設(shè)定上、下限，即使溫度和/或增益的大小變化、修正信號(hào)的大小也不增減的區(qū)域。另外，溫度和/或增益的大小與修正信號(hào)的大小的相關(guān)可以是線形關(guān)系，也可以是其他函數(shù)關(guān)系。并且，也可以針對(duì)修正信號(hào)的大小的增減設(shè)置滯后作用(hysteresis)。具體地，考慮在場(chǎng)存儲(chǔ)器7或行存儲(chǔ)器27與減法運(yùn)算器8之間具備放大器，以微型電子計(jì)算機(jī)9來控制該放大器的增益的實(shí)施方式。
(發(fā)明的概要2)在第一實(shí)施方式至第四實(shí)施方式中，說明了減少靜止圖像的縱向鋼筋狀的固定型干擾的攝像裝置，但是，在下面的第五至第十一實(shí)施方式中，要說明減少運(yùn)動(dòng)圖像中的縱向鋼筋狀的固定型干擾的攝像裝置。
在下面所說明的攝像裝置中，CCD圖像傳感器3交替重復(fù)進(jìn)行「圖像數(shù)據(jù)排出動(dòng)作」和「?jìng)涡盘?hào)排出動(dòng)作」，然后輸出運(yùn)動(dòng)圖像，所述「圖像數(shù)據(jù)排出動(dòng)作」在將來自光電轉(zhuǎn)換元件301的信號(hào)電荷讀出到垂直傳輸寄存器302的狀態(tài)下驅(qū)動(dòng)垂直傳輸寄存器302而排出圖像數(shù)據(jù)，所述「?jìng)涡盘?hào)排出動(dòng)作」在未將來自光電轉(zhuǎn)換元件301的信號(hào)電荷讀出到垂直傳輸寄存器302的狀態(tài)下驅(qū)動(dòng)垂直傳輸寄存器302而排出偽信號(hào)。攝像裝置根據(jù)偽信號(hào)排出動(dòng)作所排出的偽信號(hào)來生成修正信號(hào)，從圖像數(shù)據(jù)排出動(dòng)作所排出的圖像數(shù)據(jù)中減去該修正信號(hào)。偽信號(hào)排出動(dòng)作所排出的偽信號(hào)不包含光電轉(zhuǎn)換元件301所引起的干擾，所以，可以獲得以傳輸干擾成分為主成分的修正信號(hào)。通過從圖像數(shù)據(jù)中減去此修正信號(hào)，從而可以消除傳輸干擾成分并修正圖像數(shù)據(jù)。
(第五實(shí)施方式)5-1攝像裝置的構(gòu)成圖14是表示本發(fā)明第五實(shí)施方式的攝像裝置構(gòu)成的框圖。本實(shí)施方式的攝像裝置是在CCD圖像傳感器3把透鏡1所聚光的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，以生成圖像數(shù)據(jù)。透鏡1所聚光的光信號(hào)能夠由遮光機(jī)構(gòu)2進(jìn)行遮光。遮光機(jī)構(gòu)2比如是機(jī)械快門等。所生成的圖像數(shù)據(jù)在AGC5中被調(diào)整增益，在A/D轉(zhuǎn)換器6中被數(shù)字化。行存儲(chǔ)器27和減法運(yùn)算器12、乘法運(yùn)算器13、加法運(yùn)算器14一起構(gòu)成以行存儲(chǔ)器27的輸出作為輸出的IIR型低通濾波器。該低通濾波器使偽信號(hào)的低頻成分通過。低通濾波器在垂直方向加法運(yùn)算或加權(quán)平均從A/D轉(zhuǎn)換器6輸出的多行偽信號(hào)。低通濾波器具有式(1)所示的傳遞函數(shù)，以生成并輸出修正信號(hào)。
行存儲(chǔ)器27存儲(chǔ)修正信號(hào)。行存儲(chǔ)器27可以是在每一次生成修正信號(hào)，通過用新生成的修正信號(hào)覆蓋以前存儲(chǔ)的修正信號(hào)來更新修正信號(hào)。由于這樣的方法，可以頻繁生成修正信號(hào)，所以隨時(shí)可以獲得最佳的修正信號(hào)。
另外，本實(shí)施方式的運(yùn)動(dòng)圖像可以是最終作為圖像數(shù)據(jù)記錄在存儲(chǔ)卡等中的圖像，也可以是暫時(shí)保存在圖像存儲(chǔ)器20后，作為直通圖像顯示在顯示機(jī)構(gòu)上的圖像。
5-2攝像裝置的動(dòng)作結(jié)合圖15、16說明本實(shí)施方式的攝像裝置的動(dòng)作。圖15是表示其動(dòng)作的流程圖。另外，圖16是表示其動(dòng)作中的動(dòng)作定時(shí)的時(shí)間圖。圖16(a)是表示遮光機(jī)構(gòu)2的狀態(tài)的圖，高時(shí)表示曝光狀態(tài)，低時(shí)表示遮光狀態(tài)。圖16(b)是表示從光電轉(zhuǎn)換元件301向垂直傳輸寄存器302讀出電荷的定時(shí)的圖，高時(shí)表示進(jìn)行讀出。圖16(c)是表示垂直傳輸寄存器302的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)的時(shí)間圖，高時(shí)驅(qū)動(dòng)，低時(shí)停止驅(qū)動(dòng)。圖16(d)是表示從光電轉(zhuǎn)換元件301向垂直傳輸寄存器302讀出的信號(hào)電荷的傳輸狀態(tài)的狀態(tài)圖，高時(shí)表示正在傳輸那樣的信號(hào)電荷。圖16(e)是將一個(gè)畫面中的幾列的傳輸固定干擾成分的值代表一個(gè)畫面份而示意性表示的圖。圖16(f)是表示相對(duì)行存儲(chǔ)器27的允許寫入(WE)信號(hào)，高時(shí)為行存儲(chǔ)器27存儲(chǔ)輸入信號(hào)。圖16(g)是表示本實(shí)施方式攝像裝置的動(dòng)作狀態(tài)的圖。期間T1～T4、T4～T5、T5～T6分別是同一幀的第一～第三場(chǎng)期間，是生成、修正、存儲(chǔ)第一～第三場(chǎng)的圖像數(shù)據(jù)的期間。另外，期間T6～T7是下一個(gè)幀的第一場(chǎng)期間，是生成、修正、存儲(chǔ)下一個(gè)幀的圖像數(shù)據(jù)的期間。
在本實(shí)施方式中，CCD圖像傳感器3接收周期性輸出的讀出脈沖信號(hào)，在每一次接收該讀出脈沖時(shí)，將來自光電轉(zhuǎn)換元件301的信號(hào)電荷讀出到垂直傳輸寄存器302，進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)排出動(dòng)作(時(shí)刻T1～T3之間)和偽信號(hào)排出動(dòng)作(時(shí)刻T3～T4之間)。CCD圖像傳感器3在每1場(chǎng)期間驅(qū)動(dòng)垂直傳輸寄存器302時(shí)，進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)排出動(dòng)作(時(shí)刻T1～T3之間)和偽信號(hào)排出動(dòng)作(時(shí)刻T3～T4之間。
如圖16所示，本實(shí)施方式的攝像裝置構(gòu)成為每場(chǎng)重復(fù)相同的動(dòng)作，所以，作為代表，說明第一場(chǎng)期間(T1～T4)的動(dòng)作。
5-2-1圖像數(shù)據(jù)的排出和修正首先，說明圖像數(shù)據(jù)的排出和修正。在此所說明的，在圖15中是步驟S1101～S1104的動(dòng)作，在圖16中是期間T1～T3的動(dòng)作。
在圖15中，如果接通攝像裝置的電源，則只要沒有按下快門開關(guān)10的動(dòng)作，就開始運(yùn)動(dòng)圖像攝像。這樣，CCD圖像傳感器3接收外部生成的或內(nèi)部生成的讀出脈沖，如圖16(b)所示，從光電轉(zhuǎn)換元件301向垂直傳輸寄存器302讀出信號(hào)電荷(S1101、圖16的T1)。在此，所謂讀出脈沖是給出CCD圖像傳感器3的控制定時(shí)的定時(shí)信號(hào)，是指成為從光電轉(zhuǎn)換元件301向垂直傳輸寄存302讀出信號(hào)電荷的觸發(fā)器的信號(hào)。在本實(shí)施方式中，讀出脈沖雖然是周期性輸出，但也可以構(gòu)成為根據(jù)CCD圖像傳感器3動(dòng)作來變更該周期性頻率。CCD圖像傳感器3每一次接收讀出脈沖時(shí)，將來自光電轉(zhuǎn)換元件301的信號(hào)電荷讀出到垂直傳輸寄存器302，以進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)排出動(dòng)作(時(shí)刻T1～T3之間)。
另外，如圖16(a)所示，在本實(shí)施方式中，運(yùn)動(dòng)圖像的期間平時(shí)是使遮光機(jī)構(gòu)2變?yōu)槠毓鉅顟B(tài)，但不限于這些，也可以是使運(yùn)動(dòng)圖像攝像期間中的一定期間脫離曝光狀態(tài)而變?yōu)檎诠鉅顟B(tài)。
接著，讀出到垂直傳輸寄存器302的信號(hào)電荷在垂直傳輸寄存器302之間交錯(cuò)傳輸(S1102)，通過水平傳輸寄存器303，從CCD圖像傳感器3向AGC5輸出。該被輸出的信號(hào)電荷作為圖像數(shù)據(jù)，在A/D轉(zhuǎn)換器6中被數(shù)字化。然后，減法運(yùn)算器8進(jìn)行從該被數(shù)字化的圖像數(shù)據(jù)中減去存儲(chǔ)在行存儲(chǔ)器27內(nèi)的修正信號(hào)的減法運(yùn)算(S1103)。然后，將最后已經(jīng)消除干擾的圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在圖像存儲(chǔ)器20中。
通過進(jìn)行這樣的減法運(yùn)算處理，從而可以從由CCD圖像傳感器3獲得的圖像數(shù)據(jù)中消除傳輸干擾成分。更詳細(xì)地說明的話，在消除干擾之前的每場(chǎng)的圖像數(shù)據(jù)里，包含垂直傳輸寄存器302中產(chǎn)生的電荷所引起的干擾。垂直傳輸寄存器302中產(chǎn)生的電荷所引起的干擾和上述偽信號(hào)相同。因此，通過利用減法運(yùn)算器8從每場(chǎng)的圖像數(shù)據(jù)中減去從行存儲(chǔ)器27讀出的修正信號(hào)，從而可以消除傳輸干擾成分。
如果針對(duì)1場(chǎng)份的所有圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行了這樣的動(dòng)作，則結(jié)束圖像數(shù)據(jù)的排出(S104、圖16的T3)。
5-2-2修正信號(hào)的生成和存儲(chǔ)接著，說明修正信號(hào)的生成和存儲(chǔ)的動(dòng)作。在此要說明的，在圖15中是步驟S1105～S1108的動(dòng)作，在圖16中是時(shí)刻T3～T4之間的動(dòng)作。
如圖16(c)和(d)所示，即使是圖像數(shù)據(jù)的排出結(jié)束(S1104)后，CCD圖像傳感器3也繼續(xù)驅(qū)動(dòng)垂直傳輸寄存器302。利用這樣的方法，從而在此期間(時(shí)刻T3～T4)，從CCD圖像傳感器3排出的電荷不包含光電轉(zhuǎn)換元件301中產(chǎn)生的電荷，只包含垂直傳輸寄存器302中產(chǎn)生的電荷。將由這樣的電荷構(gòu)成的信號(hào)稱之為「?jìng)涡盘?hào)」，將該排出動(dòng)作稱之為「?jìng)涡盘?hào)排出動(dòng)作」。從該偽信號(hào)生成修正信號(hào)。
在時(shí)刻T3～T4的期間，利用減法運(yùn)算器12、乘法運(yùn)算器13、加法運(yùn)算器14和行存儲(chǔ)器27所構(gòu)成的低通濾波器，對(duì)從CCD圖像傳感器3讀出的偽信號(hào)和以前的場(chǎng)中所讀出的偽信號(hào)，一邊消除隨機(jī)干擾成分一邊實(shí)施加權(quán)平均。即，低通濾波器對(duì)在接收互相不同的讀出脈沖時(shí)所排出的多個(gè)偽信號(hào)進(jìn)行加權(quán)平均。另外，此時(shí)的同一場(chǎng)內(nèi)所讀出的偽信號(hào)可以是單行份的、也可以是多行份的。
并且，作為修正信號(hào)，在行存儲(chǔ)器27中存儲(chǔ)最終獲得的平均值(S1105、圖8的時(shí)刻T4)。為了進(jìn)行這樣的動(dòng)作，如圖16(f)所示，微型電子計(jì)算機(jī)9在時(shí)刻T3～T4期間，對(duì)行存儲(chǔ)器27輸出允許寫入信號(hào)。
然后，結(jié)束垂直傳輸寄存器302的驅(qū)動(dòng)(S106)，如果由用戶等有運(yùn)動(dòng)圖像結(jié)束的指示，則結(jié)束一系列的動(dòng)作；如果沒有指示，則轉(zhuǎn)移到下一個(gè)場(chǎng)的攝像動(dòng)作(S1107、S1108)。
通過按照如上的動(dòng)作，進(jìn)行第一第三場(chǎng)的圖像數(shù)據(jù)的生成、修正、存儲(chǔ)，從而針對(duì)運(yùn)動(dòng)圖像中的1幀份，可以生成圖像數(shù)據(jù)。通過在運(yùn)動(dòng)圖像攝像中繼續(xù)這樣的動(dòng)作并結(jié)合各幀，從而作為運(yùn)動(dòng)圖像可以記錄能夠再生的圖像數(shù)據(jù)。
如上所述，圖16(e)所示的傳輸固定干擾成分的主要原因是在垂直傳輸寄存器302上因暗電流而產(chǎn)生的電荷。該電荷量成正比于電荷積存在垂直傳輸寄存器302的時(shí)間而變大。在本實(shí)施方式中，攝像運(yùn)動(dòng)圖像的情況下，由于相對(duì)全部場(chǎng)以一定間隔讀出，所以在運(yùn)動(dòng)圖像攝像中傳輸固定干擾成分不隨著時(shí)間而變化。
偽信號(hào)不包含光電轉(zhuǎn)換元件301中產(chǎn)生的電荷，所以如上所述，如果利用基于偽信號(hào)而生成的修正信號(hào)來修正圖像數(shù)據(jù)，則不會(huì)發(fā)生連光電轉(zhuǎn)換元件301所引起的干擾也被修正的現(xiàn)象。因此，在光電轉(zhuǎn)換元件301所引起的干擾小而垂直傳輸寄存器302所引起的干擾大的情況下等，可以有效消除應(yīng)修正的干擾，可以獲得良好質(zhì)量的圖像數(shù)據(jù)。
另外，可以通過讀出1行份或多行份的偽信號(hào)來生成修正信號(hào)，所以和通過讀出1幀份來生成修正信號(hào)的現(xiàn)有技術(shù)相比，可以縮短用于生成修正信號(hào)的時(shí)間。因此，可以縮短快門時(shí)滯作用或攝像間隔。并且，因?yàn)樯尚拚盘?hào)的時(shí)間短，所以在運(yùn)動(dòng)圖像攝像中可以防止產(chǎn)生彗差。這樣，根據(jù)基于1場(chǎng)以下的偽信號(hào)而生成的修正信號(hào)，來修正各場(chǎng)的圖像數(shù)據(jù)是因?yàn)楦鲌?chǎng)的圖像數(shù)據(jù)相對(duì)傳輸固定干擾成分幾乎變?yōu)橄嗤闹档木壒省?br> 此外，因?yàn)樽鳛樾拚盘?hào)只要存儲(chǔ)并保存1幀份的數(shù)據(jù)就可以，所以存儲(chǔ)修正信號(hào)的存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)可以利用存儲(chǔ)容量小的存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)。具體地，存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)的容量只要相當(dāng)于1行份的容量以上就可以，小于相當(dāng)于2行份的圖像數(shù)據(jù)的容量也無妨。
另外，作為存儲(chǔ)修正信號(hào)的存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)的存儲(chǔ)容量的削減方法，以往提出有在遮光狀態(tài)下，把信號(hào)電荷讀出到垂直傳輸寄存器并進(jìn)行傳輸而獲得的信號(hào)中、1列份的信號(hào)作為修正信號(hào)來存儲(chǔ)的方法。在這種方法中，由于相對(duì)1行的每一個(gè)像素減去相同的修正信號(hào)，所以，不能對(duì)應(yīng)縱向鋼筋狀的固定型干擾。
5-3總結(jié)根據(jù)本實(shí)施方式的攝像裝置，一邊交替重復(fù)「圖像數(shù)據(jù)排出動(dòng)作」和「?jìng)涡盘?hào)排出動(dòng)作」，一邊從CCD圖像傳感器3輸出運(yùn)動(dòng)圖像，所述「圖像數(shù)據(jù)排出動(dòng)作」在將來自光電轉(zhuǎn)換元件301的信號(hào)電荷讀出到垂直傳輸寄存器302的狀態(tài)下、驅(qū)動(dòng)垂直傳輸寄存器302而排出圖像數(shù)據(jù)，所述「?jìng)涡盘?hào)排出動(dòng)作」在未將來自光電轉(zhuǎn)換元件301的信號(hào)電荷讀出到垂直傳輸寄存器302的狀態(tài)下、驅(qū)動(dòng)垂直傳輸寄存器302而排出偽信號(hào)。根據(jù)CCD圖像傳感器3的偽信號(hào)排出動(dòng)作所排出的偽信號(hào)，生成修正信號(hào)。從圖像數(shù)據(jù)排出動(dòng)作所排出的圖像數(shù)據(jù)中減去修正信號(hào)。由此，可以減少在修正信號(hào)里包含隨機(jī)干擾所引起并在圖像數(shù)據(jù)修正時(shí)新產(chǎn)生的干擾。
(第六實(shí)施方式)在第五實(shí)施方式中，構(gòu)成為不管修正信號(hào)的變化，用新生成的修正信號(hào)來更新行存儲(chǔ)器27。因此，由于攝影了高亮度的被攝像體，故產(chǎn)生拖尾，即使在拖尾混入偽信號(hào)的情況下，生成利用了該偽信號(hào)的修正信號(hào)，并利用它來進(jìn)行修正。如果是這樣的構(gòu)成，則在修正圖像數(shù)據(jù)時(shí)，對(duì)實(shí)際上沒有產(chǎn)生干擾的圖像數(shù)據(jù)也進(jìn)行拖尾份的修正，從而在圖像數(shù)據(jù)中產(chǎn)生新的干擾。
因此，在本實(shí)施方式中，為了防止拖尾混入修正信號(hào)的現(xiàn)象，其構(gòu)成為具備檢測(cè)前一次從CCD圖像傳感器3排出的偽信號(hào)電平和這一次所排出的偽信號(hào)電平的變化量的變化量檢測(cè)機(jī)構(gòu)；并且，行存儲(chǔ)器27在變化量檢測(cè)機(jī)構(gòu)所檢測(cè)出的變化量超過規(guī)定值的情況下，不進(jìn)行修正信號(hào)的更新。
圖17是表示本實(shí)施方式攝像裝置構(gòu)成的框圖。本實(shí)施方式的攝像裝置是在第五實(shí)施方式的構(gòu)成中還具備削波電路(clip circuit)15。削波電路15和減法運(yùn)算器12、乘法運(yùn)算器13、加法運(yùn)算器14及行存儲(chǔ)器27一起構(gòu)成變化量檢測(cè)機(jī)構(gòu)。變化量檢測(cè)機(jī)構(gòu)可以是其他的構(gòu)成。
在圖17中，從CCD圖像傳感器3排出的偽信號(hào)通過AGC5、A/D轉(zhuǎn)換器6、減法運(yùn)算器12向削波電路15輸入。
削波電路15輸入減法運(yùn)算器12的輸出信號(hào)，如果輸入值不超過規(guī)定值就按原來狀態(tài)輸出其輸入值；在超過規(guī)定值的情況下，輸出0。另外，行存儲(chǔ)器27在削波電路15輸出某個(gè)值時(shí)，把修正信號(hào)更新為從加法運(yùn)算器14輸出的新的修正信號(hào)，輸出0時(shí)不進(jìn)行那樣的更新。
減法運(yùn)算器12的輸出表示偽信號(hào)的變化量，在有電平大的拖尾的情況下，從減法運(yùn)算器12輸出超過規(guī)定值的值，所以削波電路15的輸出值變?yōu)?，由于行存儲(chǔ)器27中的修正信號(hào)不被更新，所以可以防止拖尾對(duì)修正信號(hào)造成影響的現(xiàn)象。因此，可以防止拖尾混入偽信號(hào)的情況下，在圖像數(shù)據(jù)中產(chǎn)生新的干擾的現(xiàn)象。
另外，在本實(shí)施方式中，變化量檢測(cè)機(jī)構(gòu)可以是求出前一次為止所求出的偽信號(hào)的加法運(yùn)算平均值或加權(quán)平均值即求出修正信號(hào)與這一次偽信號(hào)之間的變化量的構(gòu)成；但也可以是求出前一次偽信號(hào)與這一次偽信號(hào)之間的變化量的構(gòu)成。本發(fā)明的所謂前一次從攝像機(jī)構(gòu)排出的偽信號(hào)電平與這一次所排出的偽信號(hào)電平之間的變化量，是包含上述兩種變化量的概念。即，本發(fā)明所說的變化量是包含前一次偽信號(hào)與這一次偽信號(hào)之間的變化量的概念，并且是也包含前一次為止所求出的修正信號(hào)與這一次偽信號(hào)之間的變化量的概念。
(第七實(shí)施方式)在本實(shí)施方式中，也和第六實(shí)施方式同樣，以防止拖尾混入到修正信號(hào)為目的。在圖18中表示本實(shí)施方式的攝像裝置的構(gòu)成。
本實(shí)施方式的攝像裝置是在第五實(shí)施方式的攝像裝置的構(gòu)成的基礎(chǔ)上，還具備檢測(cè)從CCD圖像傳感器3排出的偽信號(hào)電平的電平檢測(cè)部21；和對(duì)向行存儲(chǔ)器27的輸入信號(hào)進(jìn)行切換的開關(guān)22。行存儲(chǔ)器27在電平檢測(cè)部21所檢測(cè)出的電平超過規(guī)定值的情況下，不進(jìn)行修正信號(hào)的更新。
電平檢測(cè)部21輸入偽信號(hào)之后，比較偽信號(hào)與規(guī)定的閾值，并按照比較結(jié)果控制開關(guān)22。在偽信號(hào)小于閾值的情況下，控制開關(guān)22，以便使連接端子a與連接端子b連接。其結(jié)果是，向行存儲(chǔ)器27輸入加法運(yùn)算器14的輸出，所以新的修正信號(hào)被輸入。行存儲(chǔ)器27存儲(chǔ)該信號(hào)，這就意味著行存儲(chǔ)器27更新修正信號(hào)。
另一方面，在偽信號(hào)大于閾值的情況下，控制開關(guān)22，以便使連接端子a與連接端子c連接。其結(jié)果是，向行存儲(chǔ)器27輸入行存儲(chǔ)器27的輸出，所以前一次的修正信號(hào)被輸入。行存儲(chǔ)器27存儲(chǔ)所輸入的修正信號(hào)，這就意味著行存儲(chǔ)器27不更新修正信號(hào)。
如上所述，因?yàn)樵趥涡盘?hào)中產(chǎn)生拖尾、偽信號(hào)電平超過規(guī)定值的情況下，行存儲(chǔ)器27中的修正信號(hào)不被更新，所以，可以防止拖尾對(duì)修正信號(hào)造成影響的現(xiàn)象。因此，可以防止在拖尾混入到偽信號(hào)的情況下，在圖像數(shù)據(jù)中產(chǎn)生新的干擾的現(xiàn)象。
(第八實(shí)施方式)8-1攝像裝置的概要在第五～第七實(shí)施方式的攝像裝置中，構(gòu)成為不管溫度或AGC5的增益而進(jìn)行修正處理。與此不同，本實(shí)施方式的攝像裝置考慮溫度或AGC5的增益后來決定是否要進(jìn)行修正處理。
傳輸固定干擾成分的值隨著CCD圖像傳感器3的溫度或相對(duì)CCD圖像傳感器3的輸出的增益的大小而變動(dòng)。在高溫或增益大的情況下，傳輸固定干擾成分的值變大。在此，所謂增益大的情況是指高靈敏度中的攝像的情況。在這種情況下，因?yàn)閭鬏敼潭ǜ蓴_成分大，所以消除這些的修正的必要性變大。另一方面，在低溫或增益小的情況下，傳輸固定干擾成分值變小。該情況下，有時(shí)存在沒有必要進(jìn)行這種修正的情況。如果連那種情況也進(jìn)行修正處理，則會(huì)產(chǎn)生用于求取修正信號(hào)的攝像時(shí)間的增張或在低通濾波器處理中沒有完全消除的隨機(jī)干擾成分所引起的新干擾的產(chǎn)生等副作用。本實(shí)施方式的目的在于，防止產(chǎn)生這樣的副作用。
8-2攝像裝置的構(gòu)成在圖19中表示本實(shí)施方式的攝像裝置構(gòu)成的框圖。本實(shí)施方式的攝像裝置是在第五實(shí)施方式的構(gòu)成的基礎(chǔ)上，還具備溫度傳感器17和開關(guān)16。
溫度傳感器17是檢測(cè)溫度的傳感器。開關(guān)16具備連接端子a～連接端子c，通過微型電子計(jì)算機(jī)9的控制，使連接端子a連接到連接端子b或連接端子c。連接端子a連接A/D轉(zhuǎn)換器6的輸出，連接端子b連接減法運(yùn)算器8，連接端子c連接圖像存儲(chǔ)器20。即，在連接端子a與連接端子b連接時(shí)，從CCD圖像傳感器3所獲得的圖像數(shù)據(jù)是在減法運(yùn)算器8中被修正之后，向圖像存儲(chǔ)器20輸出。另一方面，在連接端子a與連接端子c連接時(shí)，圖像數(shù)據(jù)在減法運(yùn)算器8中沒有被修正，就向圖像存儲(chǔ)器20輸出。
微型電子計(jì)算機(jī)9監(jiān)視溫度傳感器17中所檢測(cè)出的溫度和AGC5的增益。并且，在那些值為滿足式(3)那樣的大值的情況下進(jìn)行控制，以便使連接端子a與連接端子b連接，而修正圖像數(shù)據(jù)。另一方面，在那些值為不滿足式(3)那樣的小值的情況下進(jìn)行控制，以便使連接端子a與連接端子c連接，而不修正圖像數(shù)據(jù)。
G×(T-Tref)/4＞Th......(3)在此，G是AGC5的增益，T是溫度傳感器17中所檢測(cè)出的溫度，Tref是規(guī)定的基準(zhǔn)溫度，Th是規(guī)定值。此式(3)是考慮暗電流的量相對(duì)8度的溫度上升而變?yōu)榧s2倍的性質(zhì)后決定的。
8-3攝像裝置的動(dòng)作圖20是表示本實(shí)施方式的攝像裝置動(dòng)作的流程圖。圖21是表示在圖20中轉(zhuǎn)移到有修正的模式情況下的動(dòng)作的流程圖。另一方面，圖22是表示在圖20中轉(zhuǎn)移到?jīng)]有修正的模式情況下的動(dòng)作的流程圖。
在圖20中，如果開始運(yùn)動(dòng)圖像攝像，則微型電子計(jì)算機(jī)9監(jiān)視溫度傳感器17的檢測(cè)溫度和AGC5的增益，并判斷這些值是否滿足式(3)(S1201)。然后，在這些值滿足式(3)的情況下，轉(zhuǎn)移到有修正的模式(S1202)；在這些值不滿足式(3)的情況下，轉(zhuǎn)移到?jīng)]有修正的模式(S1203)。
本實(shí)施方式的攝像裝置在轉(zhuǎn)移到有修正的模式的情況下，按照?qǐng)D21所示的流程來動(dòng)作。即，進(jìn)行和第五實(shí)施方式的攝像裝置相同的動(dòng)作。
另一方面，在轉(zhuǎn)移到?jīng)]有修正的模式的情況下，按照?qǐng)D21所示的流程來動(dòng)作。即，進(jìn)行在第五實(shí)施方式的攝像裝置中，不生成、不存儲(chǔ)修正信號(hào)且不修正圖像數(shù)據(jù)的動(dòng)作(S1205)。該情況下，由于沒有必要生成修正信號(hào)，所以比第五實(shí)施方式還要縮短攝像時(shí)間。并且，因?yàn)椴贿M(jìn)行修正，所以不會(huì)產(chǎn)生低通濾波器處理中沒有完全消除的隨機(jī)干擾成分所引起的新的干擾。
(第九實(shí)施方式)9-1攝像裝置的概要在本實(shí)施方式中，說明利用運(yùn)動(dòng)圖像攝像時(shí)的修正信號(hào)，也修正靜止圖像攝像時(shí)的圖像數(shù)據(jù)的攝像裝置。
一般地，運(yùn)動(dòng)圖像攝像時(shí)的傳輸固定干擾成分和靜止圖像攝像時(shí)的傳輸固定干擾成分是不一致。那是因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)圖像攝像時(shí)，傳輸固定干擾成分變?yōu)楹愣ㄖ?；與此不同，靜止圖像攝像時(shí)，其在變動(dòng)的緣故。如上所述，運(yùn)動(dòng)圖像攝像時(shí)傳輸固定干擾成分變?yōu)楹愣ǖ睦碛墒请姾稍诖怪眰鬏敿拇嫫?02滯留的時(shí)間越長(zhǎng)傳輸固定干擾成分就越多，但是在運(yùn)動(dòng)圖像攝像時(shí)的情況下，滯留時(shí)間在整個(gè)畫面相等的緣故。與此不同，靜止圖像攝像時(shí)傳輸固定干擾成分變動(dòng)的理由是由于接近水平傳輸寄存器303的像素中所產(chǎn)生的電荷是立即排出，所以滯留時(shí)間短、傳輸固定干擾成分小，而遠(yuǎn)離水平傳輸寄存器303的像素中所產(chǎn)生的電荷到排出時(shí)間為止需要時(shí)間，所以滯留時(shí)間長(zhǎng)、傳輸固定干擾成分大的緣故。另外，傳輸固定干擾成分即使隨著垂直傳輸速度或1像素的傳輸上所使用的垂直傳輸寄存器302的個(gè)數(shù)等也有所變動(dòng)。
由于這些原因，包含傳輸固定干擾成分的修正信號(hào)在運(yùn)動(dòng)圖像攝像時(shí)和靜止圖像攝像時(shí)也是不一致的。另外，在修正信號(hào)的情況下，隨著AGC5的增益也在變動(dòng)。
如上所述，修正信號(hào)在運(yùn)動(dòng)圖像攝像時(shí)和靜止圖像攝像時(shí)不一致，但是至少有比例關(guān)系。利用這個(gè)關(guān)系，在本實(shí)施方式中，從運(yùn)動(dòng)圖像攝像時(shí)的修正信號(hào)，通過運(yùn)算可以求出靜止圖像攝像時(shí)的修正信號(hào)。
9-2攝像裝置的構(gòu)成圖23是表示本實(shí)施方式攝像裝置構(gòu)成的框圖。本實(shí)施方式的攝像裝置是在第五實(shí)施方式的攝像裝置的基礎(chǔ)上，還具備對(duì)從行存儲(chǔ)器27輸出的修正信號(hào)乘以規(guī)定值的乘法運(yùn)算器23。乘法運(yùn)算器23在運(yùn)動(dòng)圖像攝像時(shí)乘以1、在靜止圖像攝像時(shí)乘以規(guī)定值。運(yùn)動(dòng)圖像攝像時(shí)乘以1的意思就是減法運(yùn)算器8從圖像數(shù)據(jù)中直接減去修正信號(hào)。并且，在靜止圖像攝像時(shí)乘以規(guī)定值的乘法運(yùn)算的意思就是減法運(yùn)算器8在使修正信號(hào)變大或變小后從圖像數(shù)據(jù)中減去。另外，靜止圖像攝像時(shí)的規(guī)定值由運(yùn)動(dòng)圖像攝像時(shí)的傳輸固定干擾成分電平與靜止圖像攝像時(shí)的傳輸固定干擾成分電平之比來決定。
9-3攝像裝置的動(dòng)作對(duì)本實(shí)施方式的攝像裝置的動(dòng)作進(jìn)行說明。
首先，說明運(yùn)動(dòng)圖像攝像時(shí)的動(dòng)作。在運(yùn)動(dòng)圖像攝像中，本實(shí)施方式的攝像裝置是在乘法運(yùn)算器23中對(duì)修正信號(hào)乘以1。因此，此時(shí)的動(dòng)作變?yōu)楹偷谖鍖?shí)施方式的動(dòng)作同樣。
其次，說明靜止圖像攝像時(shí)的動(dòng)作。
圖24是表示靜止圖像攝像時(shí)的動(dòng)作的流程圖。另外，圖25是表示其動(dòng)作的動(dòng)作定時(shí)的時(shí)間圖。圖25(a)是表示遮光機(jī)構(gòu)2的狀態(tài)的圖，高時(shí)為曝光狀態(tài)，低時(shí)表示遮光狀態(tài)。圖25(b)是表示從光電轉(zhuǎn)換元件301向垂直傳輸寄存器302讀出電荷的定時(shí)的圖，高時(shí)表示進(jìn)行讀出。圖25(c)是表示在垂直傳輸寄存器302中進(jìn)行交錯(cuò)(行間)傳輸?shù)亩〞r(shí)的圖，高時(shí)表示進(jìn)行交錯(cuò)傳輸。圖25(d)是表示在垂直傳輸寄存器302中進(jìn)行高速傳輸?shù)亩〞r(shí)的圖，高時(shí)為表示進(jìn)行高速傳輸。圖25(e)是把一個(gè)畫面中的任意列的傳輸固定干擾成分的值代表一個(gè)畫面份而示意性表示的圖。圖25(f)是表示相對(duì)場(chǎng)存儲(chǔ)器7的允許寫入(WE)信號(hào)，高時(shí)場(chǎng)存儲(chǔ)器7存儲(chǔ)輸入信號(hào)。
圖25(g)是表示第五實(shí)施方式攝像裝置的動(dòng)作狀態(tài)的圖。到時(shí)刻T11為止是運(yùn)動(dòng)圖像攝像期間。時(shí)刻T12～T19期間是靜止圖像攝像期間。時(shí)刻T12～T13期間是進(jìn)行曝光動(dòng)作的期間。時(shí)刻T14～T16期間是偽場(chǎng)期間，是用于使靜止圖像中的傳輸固定干擾成分恒定化的期間。時(shí)刻T16～T17、T17～T18、T18～T19分別是第一～第三場(chǎng)期間，是生成、修正、存儲(chǔ)第一～第三場(chǎng)的各個(gè)圖像數(shù)據(jù)的期間。
9-3-1從運(yùn)動(dòng)圖像攝像向靜止圖像攝像的轉(zhuǎn)移期間到時(shí)刻T11為止是平常的運(yùn)動(dòng)圖像攝像(S1301)。如第五實(shí)施方式所敘述，在該期間內(nèi)，向行存儲(chǔ)器27輸出允許寫入信號(hào)而更新修正信號(hào)(T10～T11)。
在本實(shí)施方式中，在時(shí)刻T11，如果接收表示用戶半按下快門開關(guān)10的操作信號(hào)(S1302)，則微型電子計(jì)算機(jī)9進(jìn)行自動(dòng)焦點(diǎn)控制(AF)或自動(dòng)曝光控制(AE)，以進(jìn)行靜止圖像攝像的準(zhǔn)備(S1303)。
9-3-2曝光期間接著，在時(shí)刻T12，如果接收表示用戶全按下快門開關(guān)10的操作信號(hào)，則如圖25(a)所示，微型電子計(jì)算機(jī)9控制遮光機(jī)構(gòu)2，變?yōu)槠毓鉅顟B(tài)(S1305)。曝光繼續(xù)到時(shí)刻T13為止，如果結(jié)束曝光，則微型電子計(jì)算機(jī)9控制遮光機(jī)構(gòu)2而變?yōu)槠毓鉅顟B(tài)。然后，為了清除曝光期間中積存在垂直傳輸寄存器302中的暗電流，CCD驅(qū)動(dòng)部4控制CCD圖像傳感器3，以便進(jìn)行高速傳輸(S1306、圖25的T14～T15)。
在此，所謂高速傳輸就意味著為了消除曝光期間中在垂直傳輸寄存器302中產(chǎn)生的拖尾或暗電流，高速驅(qū)動(dòng)垂直傳輸寄存器302的傳輸方法。
9-3-3偽場(chǎng)期間接著，說明偽場(chǎng)期間。通過高速傳輸，轉(zhuǎn)移到偽場(chǎng)期間(T14)。如果結(jié)束偽場(chǎng)期間(T15)，則為了輸出1場(chǎng)份的信號(hào)電荷而在垂直傳輸寄存器302中進(jìn)行交錯(cuò)傳輸(T15～T16)。此時(shí)的垂直傳輸中，可以是在將光電轉(zhuǎn)換元件301中所產(chǎn)生的電荷讀出到垂直傳輸寄存器302的狀態(tài)下進(jìn)行傳輸，也可以在不讀出到的狀態(tài)下進(jìn)行傳輸。這樣所獲得的信號(hào)里包含傳輸固定干擾成分。如圖25(e)所示，此傳輸固定干擾成分的值雖然逐漸增加，但在已經(jīng)進(jìn)行1場(chǎng)份的交錯(cuò)傳輸?shù)臅r(shí)刻、即已經(jīng)進(jìn)行垂直傳輸寄存器302的級(jí)數(shù)份的平常的垂直傳輸?shù)臅r(shí)刻(T16)，其值變?yōu)楹愣?。詳?xì)說明其理由。
在時(shí)刻T16以前，由于因像素(列)的位置不同、滯留在垂直傳輸寄存器302的時(shí)間不同，所以傳輸固定干擾成分的值隨著時(shí)間而上升。可是，在時(shí)刻T16以后，不管每一個(gè)像素(列)的位置，滯留時(shí)間變?yōu)楹愣ǎ詡鬏敼潭ǜ蓴_成分的值變?yōu)楹愣ā?br> 偽場(chǎng)期間不是以生成修正信號(hào)為目的的，而是以使傳輸固定干擾成分的值變?yōu)楹愣槟康牡摹Ｔ诒緦?shí)施方式中，靜止圖像攝像時(shí)的傳輸固定干擾成分的電平變?yōu)閔2，運(yùn)動(dòng)圖像攝像時(shí)的傳輸固定干擾成分的電平變?yōu)閔1。
9-3-4第一～第三場(chǎng)期間如果結(jié)束偽場(chǎng)期間，則CCD驅(qū)動(dòng)部4不進(jìn)行高速傳輸而驅(qū)動(dòng)CCD圖像傳感器3，以便從光電轉(zhuǎn)換元件301向垂直傳輸寄存器302讀出信號(hào)電荷(S1307、圖25的時(shí)刻T16)。這樣，在靜止圖像攝像中，以相同的恒定速度來驅(qū)動(dòng)畫面的全部傳輸級(jí)數(shù)份的垂直傳輸寄存器302后，繼續(xù)以相同的速度來驅(qū)動(dòng)垂直傳輸寄存器302。即，通過使從前一次的電荷的清除到這一次的電荷的清除為止的時(shí)間，在一個(gè)畫面的所有像素變?yōu)楹愣ǖ?，從而可以使靜止圖像攝像時(shí)的傳輸固定干擾成分變?yōu)楹愣āＲ虼?，有必要在進(jìn)入靜止圖像的攝像后，不經(jīng)過高速驅(qū)動(dòng)垂直傳輸寄存器302的高速傳輸方式來獲得圖像數(shù)據(jù)。由此，可以使運(yùn)動(dòng)圖像攝像時(shí)的傳輸固定干擾成分的電平h1與靜止圖像攝像時(shí)的傳輸固定干擾成分的電平h2之比保持恒定。
由于該CCD圖像傳感器3的驅(qū)動(dòng)，所輸出的圖像數(shù)據(jù)被輸出到減法運(yùn)算器8輸出(S1308)。在減法運(yùn)算器8中從所輸入的圖像數(shù)據(jù)減去從行存儲(chǔ)器27讀出的修正信號(hào)(S1309)。
此時(shí)，進(jìn)行減法運(yùn)算的修正信號(hào)，利用于運(yùn)動(dòng)圖像攝像時(shí)的修正信號(hào)也利用于靜止圖像攝像時(shí)。并且，在每一行都利用相同的修正信號(hào)。但是，靜止圖像攝像時(shí)和運(yùn)動(dòng)圖像攝像時(shí)中，傳輸固定干擾成分的電平不同(在本實(shí)施方式中，靜止圖像攝像時(shí)為h2，運(yùn)動(dòng)圖像攝像時(shí)為h1)，修正信號(hào)的電平也不同。因此，在靜止圖像攝像時(shí)，不是直接利用從行存儲(chǔ)器27輸出的修正信號(hào)，而是將在乘法運(yùn)算器23中乘以了規(guī)定系數(shù)的信號(hào)作為修正信號(hào)，在減法運(yùn)算器8中從圖像數(shù)據(jù)減去。作為規(guī)定的系數(shù)，例如，利用h2/h1。
如果進(jìn)行減法運(yùn)算器8中的減法運(yùn)算，則在圖像存儲(chǔ)器20中存儲(chǔ)最后消除了干擾的圖像數(shù)據(jù)(S1310)。
對(duì)1場(chǎng)份的圖像數(shù)據(jù)實(shí)施了上述的處理后，微型電子計(jì)算機(jī)9確認(rèn)對(duì)1幀份的圖像數(shù)據(jù)、即3場(chǎng)份的圖像數(shù)據(jù)是否進(jìn)行了上述處理(S1311)，在對(duì)全部場(chǎng)份的處理沒有結(jié)束的情況下，返回到步驟S1307，對(duì)第二場(chǎng)、第三場(chǎng)的圖像數(shù)據(jù)，進(jìn)行生成、修正、存儲(chǔ)的處理(圖25的T17～T18、T18～T19)。另一方面，在結(jié)束了全部場(chǎng)份的處理的情況下(結(jié)束第三場(chǎng)的處理的情況下)，結(jié)束靜止圖像攝像處理，返回到運(yùn)動(dòng)圖像攝像處理(S1312、時(shí)刻T19)。
9-4總結(jié)如上所述，在本實(shí)施方式中，除了運(yùn)動(dòng)圖像以外還能夠攝像靜止圖像。并且，設(shè)置乘法運(yùn)算器23，其在運(yùn)動(dòng)圖像攝像時(shí)，對(duì)低通濾波器中生成并存儲(chǔ)在行存儲(chǔ)器27中的修正信號(hào)乘以規(guī)定值，以生成靜止圖像用的修正信號(hào)；使減法運(yùn)算器8在靜止圖像攝像時(shí)，從圖像數(shù)據(jù)排出動(dòng)作所排出的圖像數(shù)據(jù)中減去靜止圖像用修正信號(hào)。因此，在靜止圖像攝像時(shí)，因?yàn)榭梢岳眠\(yùn)動(dòng)圖像攝像時(shí)所利用的修正信號(hào)來修正圖像數(shù)據(jù)，所以沒有必要生成靜止圖像攝像用的修正信號(hào)。因此，根據(jù)本實(shí)施方式的攝像裝置，由于沒有必要確保修正信號(hào)的生成上所需要的時(shí)間，所以可以縮短靜止圖像攝像的時(shí)間。
(第十實(shí)施方式)在第九實(shí)施方式中，把圖2的讀出區(qū)域304和偽區(qū)域307的任意區(qū)域中產(chǎn)生的電荷作為偽信號(hào)，根據(jù)此偽信號(hào)生成修正信號(hào)。與此不同，在本實(shí)施方式中，不是把讀出區(qū)域304中所產(chǎn)生的電荷作為偽信號(hào)而是將偽區(qū)域307中產(chǎn)生的電荷作為偽信號(hào)。由于在偽區(qū)域307不存在光電轉(zhuǎn)換元件301而只存在垂直傳輸寄存器302，所以可以可靠地防止偽信號(hào)里包含元件干擾成分。因此，可以確實(shí)達(dá)到作為本發(fā)明目的的、減少傳輸固定干擾成分的目的。
本實(shí)施方式的攝像裝置的構(gòu)成和第五實(shí)施方式的攝像裝置同樣。結(jié)合圖26說明本實(shí)施方式的攝像裝置的動(dòng)作。
圖26是表示本實(shí)施方式的攝像裝置的動(dòng)作定時(shí)的時(shí)間圖。由于偽區(qū)域307接近水平傳輸寄存器303，所以如果發(fā)出讀出脈沖發(fā)出，則CCD圖像傳感器3立即排出偽信號(hào)。低通濾波器根據(jù)此偽信號(hào)生成修正信號(hào)，行存儲(chǔ)器27存儲(chǔ)所生成的修正信號(hào)。因此，發(fā)出讀出脈沖之后(時(shí)刻T21)，允許寫入信號(hào)立即變高。
至于其他動(dòng)作就和第五實(shí)施方式的攝像裝置同樣。
如上所述，在本實(shí)施方式中，使CCD圖像傳感器3構(gòu)成為包括能夠讀出來自光電轉(zhuǎn)換元件301的信號(hào)電荷的讀出區(qū)域304和不能讀出來自電變換元件301的信號(hào)電荷的偽區(qū)域307。并且，在偽區(qū)域307中，驅(qū)動(dòng)垂直傳輸寄存器302，作為偽信號(hào)獲得偽區(qū)域307中所產(chǎn)生的電荷，根據(jù)此偽信號(hào)生成修正信號(hào)。
根據(jù)此構(gòu)成，因?yàn)樵趥螀^(qū)域307中不存在光電轉(zhuǎn)換元件301而只存在垂直傳輸寄存器302，所以可以可靠地防止偽信號(hào)里包含元件干擾成分的現(xiàn)象。
(第十一實(shí)施方式)下面，綜合說明第五實(shí)施方式～第十實(shí)施方式的幾個(gè)變形例。
i)在第五～第十實(shí)施方式中，如式(1)所表示的，雖然進(jìn)行對(duì)圖像下方的像素進(jìn)行大的加權(quán)的加權(quán)平均處理，但也可以進(jìn)行對(duì)加法運(yùn)算的所有信號(hào)進(jìn)行相同加權(quán)的加法運(yùn)算平均處理。這樣，通過進(jìn)行相同的加權(quán)，從而可以使抑制隨機(jī)干擾的效果增大，所以可以減少生成修正信號(hào)所需的偽信號(hào)的行數(shù)。
ii)在第十實(shí)施方式中，靜止圖像攝像時(shí)，微型電子計(jì)算機(jī)9以等待偽信號(hào)的傳輸固定干擾成分變?yōu)楹愣ㄖ箝_始生成修正信號(hào)的形態(tài)來進(jìn)行控制，但也可以是以偽信號(hào)的傳輸固定干擾成分變?yōu)楹愣ㄖ伴_始生成修正信號(hào)的形態(tài)來進(jìn)行控制。由于變?yōu)檫@樣的方法，從而可以使IIR濾波器的聚束速度加快。因此，可以縮短攝像所需的時(shí)間。
iii)在第十實(shí)施方式中，靜止圖像攝像時(shí)，遮光之后立即進(jìn)行用于清除拖尾的高速傳輸，但是，省略此高速傳輸也無妨。這是因?yàn)樵谑÷源烁咚賯鬏數(shù)那闆r下，在傳輸干擾的值逐漸增加的期間，可以清除拖尾電荷的緣故。這種情況因?yàn)榭梢酝瑫r(shí)并行拖尾電荷的清除和傳輸固定干擾成分的恒定值化，所以可以縮短相應(yīng)量的攝像時(shí)間。
iv)在第八實(shí)施方式中，可以按照溫度和/或增益來決定是否要進(jìn)行修正，但也可以是根據(jù)溫度或增益的一個(gè)來進(jìn)行該決定。
v)在第八實(shí)施方式中，也可以按照溫度和/或增益來增減減法運(yùn)算的修正信號(hào)的大小。該情況下，隨著溫度和/或增益的大小的增大，使修正信號(hào)的大小變大，以提高消除干擾的效果。但也可以設(shè)定對(duì)修正信號(hào)的大小設(shè)定上、下限，即使溫度和/或增益的大小變化，修正信號(hào)的大小也不會(huì)增減的區(qū)域。另外，溫度和/或增益的大小與修正信號(hào)的大小的相關(guān)可以是線形關(guān)系、也可以用其他函數(shù)來表示。并且，也可以針對(duì)修正信號(hào)的大小的增減設(shè)置滯后作用。具體地，考慮在行存儲(chǔ)器27與減法運(yùn)算器8之間，具備放大器，用微型電子計(jì)算機(jī)9控制該放大器的增益的實(shí)施方式。
本發(fā)明雖然針對(duì)特定的實(shí)施方式進(jìn)行了說明，但是，對(duì)本領(lǐng)域的記述人員來說，其他很多變形例、修正、其他利用是清楚的。所以，本發(fā)明不是由在此的特定公開來限定的，只能由技術(shù)方按的范圍來限定。另外，本申請(qǐng)關(guān)聯(lián)于日本國(guó)專利申請(qǐng)、特愿2004-243351號(hào)(2004年8月24日提出)和特愿2004-246708號(hào)(2004年8月26日提出)，那些內(nèi)容是通過參照而插入到本文中的。
(工業(yè)上的可利用性)因?yàn)楸景l(fā)明可以減少作為修正圖像數(shù)據(jù)用的修正信號(hào)里包含隨機(jī)干擾所引起的干擾的、圖像數(shù)據(jù)修正時(shí)新產(chǎn)生的干擾，所以可以應(yīng)用在數(shù)碼相機(jī)或視頻影片、監(jiān)視相機(jī)、附帶相機(jī)的移動(dòng)電話終端等具有照相機(jī)功能的電子儀器中。
權(quán)利要求
1.一種攝像裝置，其中包括攝像機(jī)構(gòu)，其具有矩陣狀配置的多個(gè)光電轉(zhuǎn)換元件、鄰接配置在所述光電轉(zhuǎn)換元件的每一列并傳輸來自所述光電轉(zhuǎn)換元件的信號(hào)電荷的多個(gè)垂直傳輸寄存器；存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)，其把在未將來自所述光電轉(zhuǎn)換元件的信號(hào)電荷讀出到所述垂直傳輸寄存器的狀態(tài)下、驅(qū)動(dòng)所述垂直傳輸寄存器而獲得的圖像信號(hào)，作為修正信號(hào)來存儲(chǔ)；減法運(yùn)算器，其從將來自所述光電轉(zhuǎn)換元件的信號(hào)電荷讀出到所述垂直傳輸寄存器的狀態(tài)下、驅(qū)動(dòng)所述垂直傳輸寄存器而獲得的圖像數(shù)據(jù)中減去所述修正信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的攝像裝置，其特征在于，所述攝像機(jī)構(gòu)把1幀份的圖像數(shù)據(jù)分為多個(gè)場(chǎng)，按每一個(gè)場(chǎng)輸出圖像信號(hào)；所述修正信號(hào)是通過在1場(chǎng)期間驅(qū)動(dòng)所述垂直傳輸寄存器而獲得的信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的攝像裝置，其特征在于，所述存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)的容量為1場(chǎng)份圖像數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量以上、且不足2場(chǎng)份的圖像數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的攝像裝置，其特征在于，所述存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)是把在未將來自所述光電轉(zhuǎn)換元件的信號(hào)電荷讀出到所述垂直傳輸寄存器的狀態(tài)下、驅(qū)動(dòng)所述垂直傳輸寄存器而獲得的1行份的圖像信號(hào)，作為修正信號(hào)存儲(chǔ)的行存儲(chǔ)器；通過以恒定速度驅(qū)動(dòng)所述垂直傳輸寄存器而獲得所述修正信號(hào)，通過在用于獲得所述修正信號(hào)的所述垂直傳輸寄存器的驅(qū)動(dòng)后，繼續(xù)以獲得所述修正信號(hào)的相同速度驅(qū)動(dòng)所述垂直傳輸寄存器來獲得所述圖像數(shù)據(jù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的攝像裝置，其特征在于，對(duì)未將來自所述光電轉(zhuǎn)換元件的信號(hào)電荷讀出到所述垂直傳輸寄存器的狀態(tài)下、驅(qū)動(dòng)所述垂直傳輸寄存器而獲得的多行份偽信號(hào)進(jìn)行加法運(yùn)算平均或加權(quán)平均，從而獲得所述1行份的修正信號(hào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的攝像裝置，其特征在于，還包括能夠遮光所述攝像機(jī)構(gòu)的遮光機(jī)構(gòu)；在所述攝像機(jī)構(gòu)被所述遮光機(jī)構(gòu)遮光的狀態(tài)下，清除所述垂直傳輸寄存器的拖尾電荷后，驅(qū)動(dòng)所述垂直傳輸寄存器而獲得所述修正信號(hào)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的攝像裝置，其特征在于，具備檢測(cè)溫度的溫度傳感器和/或控制所述攝像機(jī)構(gòu)的輸出增益的增益控制機(jī)構(gòu)；所述減法運(yùn)算器根據(jù)所述溫度傳感器所檢測(cè)的溫度和/或所述增益控制機(jī)構(gòu)的增益，決定是否要進(jìn)行相對(duì)所述圖像數(shù)據(jù)的利用所述修正信號(hào)的修正。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的攝像裝置，其特征在于，具備檢測(cè)溫度的溫度傳感器和/或控制所述攝像機(jī)構(gòu)的輸出增益的增益控制機(jī)構(gòu)；按照所述溫度傳感器所檢測(cè)的溫度和/或所述增益控制機(jī)構(gòu)的增益的大小，增減所述修正信號(hào)的大小。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的攝像裝置，其特征在于，具有連續(xù)攝像多幀圖像數(shù)據(jù)的連續(xù)攝像模式；在所述連續(xù)攝像模式中，作為從當(dāng)前幀的圖像數(shù)據(jù)中減去的修正信號(hào)，利用前面幀中已經(jīng)利用的修正信號(hào)。
10.一種圖像數(shù)據(jù)的修正方法，其是具備攝像機(jī)構(gòu)的攝像裝置中的圖像數(shù)據(jù)的修正方法，所述攝像機(jī)構(gòu)具有矩陣狀配置的多個(gè)光電轉(zhuǎn)換元件、鄰接配置在所述光電轉(zhuǎn)換元件的每一列并傳輸來自所述光電轉(zhuǎn)換元件的信號(hào)電荷的多個(gè)垂直傳輸寄存器，其中，在未將來自所述光電轉(zhuǎn)換元件的信號(hào)電荷讀出到所述垂直傳輸寄存器的狀態(tài)下、驅(qū)動(dòng)所述垂直傳輸寄存器而獲得修正信號(hào)；在將來自所述光電轉(zhuǎn)換元件的信號(hào)電荷讀出到所述垂直傳輸寄存器的狀態(tài)下、驅(qū)動(dòng)所述垂直傳輸寄存器而獲得圖像數(shù)據(jù)；從所述圖像數(shù)據(jù)中減去所述修正信號(hào)。
11.一種攝像裝置，其中包括攝像機(jī)構(gòu)，其具有矩陣狀配置的多個(gè)光電轉(zhuǎn)換元件、鄰接配置在所述光電轉(zhuǎn)換元件的每一列并傳輸來自所述光電轉(zhuǎn)換元件的信號(hào)電荷的多個(gè)垂直傳輸寄存器，交替重復(fù)進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)排出動(dòng)作和偽信號(hào)排出動(dòng)作，并輸出運(yùn)動(dòng)圖像數(shù)據(jù)，所述圖像數(shù)據(jù)排出動(dòng)作是在將來自所述光電轉(zhuǎn)換元件的信號(hào)電荷讀出到所述垂直傳輸寄存器的狀態(tài)下、驅(qū)動(dòng)所述垂直傳輸寄存器而排出圖像數(shù)據(jù)的，所述偽信號(hào)排出動(dòng)作是在未將來自所述光電轉(zhuǎn)換元件的信號(hào)電荷讀出到所述垂直傳輸寄存器的狀態(tài)下、驅(qū)動(dòng)所述垂直傳輸寄存器而排出偽信號(hào)的；修正信號(hào)生成機(jī)構(gòu)，其根據(jù)所述攝像機(jī)構(gòu)的偽信號(hào)排出動(dòng)作所排出的偽信號(hào)來生成修正信號(hào)；存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)，其存儲(chǔ)所述所生成的修正信號(hào)；減法運(yùn)算器，其從所述圖像數(shù)據(jù)排出動(dòng)作所排出的圖像數(shù)據(jù)中減去所述修正信號(hào)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的攝像裝置，其特征在于，所述攝像機(jī)構(gòu)接收周期性輸出的讀出脈沖，在每一次接收所述讀出脈沖時(shí)，將來自所述光電轉(zhuǎn)換元件的信號(hào)電荷讀出到所述垂直傳輸寄存器，以進(jìn)行所述圖像數(shù)據(jù)排出動(dòng)作和所述偽信號(hào)排出動(dòng)作。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的攝像裝置，其特征在于，所述修正信號(hào)生成機(jī)構(gòu)通過對(duì)按照不同定時(shí)接收的讀出脈沖而排出的多個(gè)偽信號(hào)進(jìn)行加法運(yùn)算平均或加權(quán)平均，從而生成所述修正信號(hào)。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的攝像裝置，其特征在于，是把運(yùn)動(dòng)圖像中的1幀份的圖像數(shù)據(jù)分為多個(gè)場(chǎng)并在每一個(gè)場(chǎng)獲得圖像信號(hào)的攝像裝置；在每次驅(qū)動(dòng)所述垂直傳輸寄存器1場(chǎng)期間時(shí)，所述攝像機(jī)構(gòu)進(jìn)行所述圖像數(shù)據(jù)排出動(dòng)作和所述偽信號(hào)排出動(dòng)作。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的攝像裝置，其特征在于，所述修正信號(hào)生成機(jī)構(gòu)通過對(duì)不同場(chǎng)中排出的多個(gè)偽信號(hào)進(jìn)行加法運(yùn)算平均或加權(quán)平均，從而生成所述修正信號(hào)。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的攝像裝置，其特征在于，所述存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)在所述修正信號(hào)生成機(jī)構(gòu)每次生成修正信號(hào)時(shí)，用新生成的修正信號(hào)來更新所存儲(chǔ)的修正信號(hào)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的攝像裝置，其特征在于，具備變化量檢測(cè)機(jī)構(gòu)，其檢測(cè)前一次從所述攝像機(jī)構(gòu)排出的偽信號(hào)電平和這一次所排出的偽信號(hào)電平之間的變化量；所述存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)在所述變化量檢測(cè)機(jī)構(gòu)所檢測(cè)出的變化量超過規(guī)定量的情況下，不進(jìn)行修正信號(hào)的更新。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的攝像裝置，其特征在于，具備電平檢測(cè)機(jī)構(gòu)，其檢測(cè)從所述攝像機(jī)構(gòu)排出的偽信號(hào)的電平；所述存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)在所述電平檢測(cè)機(jī)構(gòu)所檢測(cè)出的電平超過規(guī)定值的情況下，不進(jìn)行修正信號(hào)的更新。
19.根據(jù)權(quán)利要求11所述的攝像裝置，其特征在于，具備檢測(cè)溫度的溫度傳感器和/或控制所述攝像機(jī)構(gòu)的輸出增益的增益控制機(jī)構(gòu)；所述減法運(yùn)算器根據(jù)所述溫度傳感器所檢測(cè)的溫度和/或所述增益控制機(jī)構(gòu)的增益，決定是否要進(jìn)行相對(duì)所述圖像數(shù)據(jù)的、利用所述修正信號(hào)的修正。
20.根據(jù)權(quán)利要求11所述的攝像裝置，其特征在于，還是也能攝像靜止圖像的攝像裝置，還具備乘法運(yùn)算器，其對(duì)攝像運(yùn)動(dòng)圖像時(shí)所述修正信號(hào)生成機(jī)構(gòu)生成并存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)中的修正信號(hào)乘以規(guī)定值，以生成靜止圖像用修正信號(hào)；所述減法運(yùn)算器在靜止圖像攝像時(shí)，從所述圖像數(shù)據(jù)排出動(dòng)作所排出的圖像數(shù)據(jù)中減去所述靜止圖像用修正信號(hào)。
21.一種攝像裝置，其中包括攝像機(jī)構(gòu)，其具有矩陣狀配置的多個(gè)光電轉(zhuǎn)換元件、鄰接配置在所述光電轉(zhuǎn)換元件的每一列并能夠讀出來自所述光電轉(zhuǎn)換元件的信號(hào)電荷的讀出區(qū)域、不能讀出來自所述光電轉(zhuǎn)換元件的信號(hào)電荷的偽區(qū)域、傳輸所述讀出區(qū)域所讀出的信號(hào)電荷的多個(gè)垂直傳輸寄存器；修正信號(hào)生成機(jī)構(gòu)，其驅(qū)動(dòng)所述垂直傳輸寄存器而將所述偽區(qū)域中產(chǎn)生的電荷作為偽信號(hào)獲得，并根據(jù)該偽信號(hào)生成修正信號(hào)；存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)，其存儲(chǔ)所述已經(jīng)生成的修正信號(hào)；減法運(yùn)算器，通過驅(qū)動(dòng)所述垂直傳輸寄存器，從而作為圖像數(shù)據(jù)獲得所述讀出區(qū)域中所讀出的信號(hào)電荷，從該圖像數(shù)據(jù)中減去所述修正信號(hào)。
22.一種圖像數(shù)據(jù)的修正方法，其特征在于，是具備攝像機(jī)構(gòu)的攝像裝置中的圖像數(shù)據(jù)修正方法，所述攝像機(jī)構(gòu)具有矩陣狀配置的多個(gè)光電轉(zhuǎn)換元件、鄰接配置在所述光電轉(zhuǎn)換元件的每一列并傳輸來自所述光電轉(zhuǎn)換元件的信號(hào)電荷的多個(gè)垂直傳輸寄存器，其中，進(jìn)行在將來自所述光電轉(zhuǎn)換元件的信號(hào)電荷讀出到所述垂直傳輸寄存器的狀態(tài)下、驅(qū)動(dòng)所述垂直傳輸寄存器而排出圖像數(shù)據(jù)的圖像數(shù)據(jù)排出動(dòng)作；進(jìn)行在未將來自所述光電轉(zhuǎn)換元件的信號(hào)電荷讀出到所述垂直傳輸寄存器的狀態(tài)下、驅(qū)動(dòng)所述垂直傳輸寄存器而排出偽信號(hào)的偽信號(hào)排出動(dòng)作；交替重復(fù)圖像數(shù)據(jù)排出動(dòng)作和偽信號(hào)排出動(dòng)作，輸出運(yùn)動(dòng)圖像；根據(jù)所述攝像機(jī)構(gòu)的偽信號(hào)排出動(dòng)作所排出的偽信號(hào)，生成修正信號(hào)；存儲(chǔ)所述所生成的修正信號(hào)；通過從所述圖像數(shù)據(jù)排出動(dòng)作所排出的圖像數(shù)據(jù)中減去所述修正信號(hào)，從而修正所述圖像數(shù)據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種攝像裝置，其可以減少作為用于修正圖像數(shù)據(jù)的修正信號(hào)里包含隨機(jī)干擾所引起的干擾的、圖像數(shù)據(jù)的修正時(shí)新產(chǎn)生的干擾。該攝像裝置在未將來自光電轉(zhuǎn)換元件(301)的信號(hào)電荷讀出到垂直傳輸寄存器(302)的狀態(tài)下、驅(qū)動(dòng)垂直傳輸寄存器(302)而獲得修正信號(hào)，并存儲(chǔ)在場(chǎng)存儲(chǔ)器(7)中。然后，利用減法運(yùn)算器(8)，從圖像數(shù)據(jù)中減去修正信號(hào)。
文檔編號(hào)H04N5/335GK1741584SQ20051009219
公開日2006年3月1日 申請(qǐng)日期2005年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月24日
發(fā)明者谷添幸弘, 山本靖利, 岡部吉正, 船越裕正 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社