CN104469187A - 固体摄像装置以及相机 - Google Patents

Abstract

一种固体摄像装置以及相机，该固体摄像装置具备：图像传感器，包括具有多个有效像素的有效像素区域以及具有多个遮光像素的遮光像素区域，该图像传感器根据上述多个有效像素以及上述多个遮光像素的输出信号生成图像信号；以及至少1个钳位电路，检测信号电荷从上述有效像素向上述遮光像素的溢出，并使用根据上述多个遮光像素的信号生成的参数，执行相对于上述图像信号的黑电平的信号处理。

Description

固体摄像装置以及相机

本申请享受以日本专利申请2013－189816号（申请日：2013年9月12日）为基础申请的优先权。本申请通过参照该基础申请而包含基础申请的全部内容。

技术领域

本发明的实施方式涉及固体摄像装置。

背景技术

包括CCD图像传感器、COMS图像传感器的固体摄像装置以数码相机、摄像机或者监视摄像机等多样的用途被使用。

对于固体摄像装置，要求画质的提高。

发明内容

本发明所要解决的课题是，提供一种能够提高画质的固体摄像装置以及相机。

一实施方式的固体摄像装置具备：

图像传感器，包括具有多个有效像素的有效像素区域以及具有多个遮光像素的遮光像素区域，该图像传感器根据上述多个有效像素以及上述多个遮光像素的输出信号生成图像信号；以及

至少1个钳位电路，检测信号电荷从上述有效像素向上述遮光像素的溢出，并使用根据上述多个遮光像素的信号生成的参数，执行相对于上述图像信号的黑电平的信号处理，

上述钳位电路，

使用向从上述遮光像素区域朝向上述有效区域的方向所积分的上述多个遮光像素的信号的积分值，检测上述信号电荷的溢出，

基于上述信号电荷的溢出的检测结果，设定根据实质上没有受到上述信号电荷的溢出的影响的上述多个遮光像素的输出信号生成的上述参数。

另一的实施方式的相机，包括：

上述技术方案的固体摄像装置；以及

将来自被摄体的光聚光于上述固体摄像元件上的一个光学透镜单元。

根据上述结构的固体摄像装置以及相机，能够提高画质。

附图说明

图1为表示固体摄像装置的结构例的框图。

图2为表示固体摄像装置的内部结构例的等效电路图。

图3为表示固体摄像装置的内部结构例的框图。

图4为表示第一实施方式的固体摄像装置的内部结构例的框图。

图5为表示第一实施方式的固体摄像装置的动作例的示意图。

图6为表示第二实施方式的固体摄像装置的内部结构例的框图。

图7为表示第二实施方式的固体摄像装置的动作例的示意图。

图8为表示第三实施方式的固体摄像装置的内部结构例的框图。

图9为表示第三实施方式的固体摄像装置的动作例的示意图。

图10为表示第四实施方式的固体摄像装置的内部结构例的框图。

图11为表示第四实施方式的固体摄像装置的动作例的示意图。

图12以及图13为表示实施方式的固体摄像装置的变形例的框图。

图14为表示实施方式的固体摄像装置的应用例的框图。

具体实施方式

以下，参照附图，对本实施方式进行详细地说明。在以下的说明中，对具有相同的功能以及结构的要素标记相同的符号，并根据需要进行重复的说明。

一般来说，一实施方式的固体摄像装置具备：

图像传感器，包括具有多个有效像素的有效像素区域以及具有多个遮光像素的遮光像素区域，该图像传感器根据上述多个有效像素以及上述多个遮光像素的输出信号生成图像信号；以及

至少1个钳位电路，检测信号电荷从上述有效像素向上述遮光像素的溢出，并使用根据上述多个遮光像素的信号生成的参数，执行相对于上述图像信号的黑电平的信号处理，

上述钳位电路，

使用向从上述遮光像素区域朝向上述有效区域的方向所积分的上述多个遮光像素的信号的积分值，检测上述信号电荷的溢出，

基于上述信号电荷的溢出的检测结果，设定根据实质上没有受到上述信号电荷的溢出的影响的上述多个遮光像素的输出信号生成的上述参数。

（1）第一实施方式

参照图1～图5，对第一实施方式涉及的固体摄像装置以及其动作进行说明。

（a）结构

用图1～图4对第一实施方式的固体摄像装置进行说明。

图1为示意性地表示本实施方式的固体摄像装置的整体结构的框图。

如图1所示，本实施方式的固体摄像装置包括作为摄像设备的图像传感器10以及信号处理电路11。图像传感器10为例如背面照射式CMOS图像传感器。但是，图像传感器10也可以是CCD图像传感器。图像传感器10也可以是正面照射式CMOS（或者CCD）图像传感器。

图像传感器10包括像素阵列12、垂直移位寄存器13、控制电路15、相关双采样电路（CDS电路）16、模数转换电路（ADC电路）17以及行存储器18。

像素阵列12设置于图像传感器10的摄像区域。像素阵列12包括沿着像素阵列12的水平方向（行方向、X方向）以及垂直方向（列方向、Y方向）配置成阵列状的多个像素。在图像传感器10的像素阵列12内设置有，接收来自被摄体的光的有效像素区域VA以及用于生成用于信号处理的基准电位（例如，黑电平）的光学黑体（遮光像素）区域（以下，称为OB区域）OBA1、OBA2。

垂直移位寄存器13为了控制像素阵列12内的各像素的读取，在垂直方向上依次扫描像素阵列12的行。

各像素包括作为光电转换元件的光电二极管。光电二极管生成与射入到各像素的光量对应的信号电荷。生成了的信号电荷通过CDS电路16以及ADC电路17实施噪声的消除、AD转换，向数字数据（数字信号）转换。数字数据被输出至信号处理电路11。

行存储器18保持像素阵列的1行的量的像素的信号（数字数据）。

控制电路15控制图像传感器10内的各电路13、16、17、18的动作定时。

信号处理电路11对来自图像传感器10的数字数据进行例如镜头阴影修正、缺陷修正、噪声减少处理。

上述的信号处理后的数据例如被输出至固体摄像装置的外部，并且在图像传感器10内被反馈控制。

图2为表示图像传感器10的像素阵列12的结构例的等效电路图。

图2为示意性地表示本实施方式的图像传感器10的像素阵列的内部结构的等效电路图。在图2中，表示出像素阵列12的有效像素区域VA的内部结构。

如图2所示，在本实施方式的图像传感器的像素阵列12内，多个像素1A、1B配置成矩阵状。

在本实施方式中，图像传感器10的像素阵列12具有2像素1单元构造。2像素1单元构造具有1个单位单元含有2个像素的电路结构。

多个单位单元UC在像素阵列12内配置成矩阵状。各单位单元UC设置于像素阵列12内的控制线RD1、RD2、RST、ADR与信号线VSL的交叉位置。为了将用于控制单位单元UC的动作（导通/截止）的信号供给至单位单元UC，控制线RD1、RD2、RST、ADR设置于像素阵列12内。为了将通过光电二极管（像素）1A、1B光电转换后的信号输出至单位单元UC的外部，信号线VSL设置于像素阵列12内。

在2像素1单元构造的单位单元UC中，相对2个光电二极管1A、1B，像素（单位单元）的作为信号检测部6的1个浮动传播区6被共有化。单位单元UC除了光电二极管1A、1B以及浮动传播区6，还包括例如2个读出晶体管2A、2B、复位晶体管3、寻址晶体管4以及放大晶体管5。

在2像素1单元构造的单位单元UC中，2个读出晶体管2A、2B以分别与各光电二极管1A、1B对应的方式设置于单位单元UC内。在2像素1单元构造的单位单元UC中，复位晶体管3、寻址晶体管4以及放大晶体管5由2个光电二极管1A、1B共有。

光电二极管1A、1B的阳极与固定电位连接，例如，被接地。光电二极管1A、1B的阴极经由读出晶体管2A、2B的电流路径，分别与作为信号检测部的浮动传播区6连接。

光电二极管1A、1B将从微透镜以及滤色器通过且被射入到光电二极管的某波长区域的光转换成信号电荷（电信号），并积聚该电荷。例如，滤色器具有如拜耳图案、RGBW图案那样的色素膜的排列图案。在下面，在不区分光电二极管1A、1B的情况下，表述为光电二极管1。

各读出晶体管2A、2B控制各光电二极管1A、1B的信号电荷的积聚以及传送。读出晶体管2A、2B的栅极分别与读取控制线RD1、RD2连接。读出晶体管2A、2B的电流路径的一端分别与光电二极管1A、1B的阴极连接。读出晶体管2A、2B的电流路径的另一端与浮动传播区6连接。在下面，在不区分读出晶体管2A、2B的情况下，表述为读出晶体管2。

复位晶体管3复位浮动传播区6的电位（放大晶体管5的栅极电位）。复位晶体管3的栅极与复位控制线RST连接。复位晶体管3的电流路径的一端与浮动传播区6连接，复位晶体管3的电流路径的另一端与例如电源线（电源端子）VDD连接。浮动传播区6被复位后时，从单位单元UC输出的复位状态的浮动传播区的检测信号叫做复位信号（或者复位电压）。

寻址晶体管4作为用于选择单位单元UC（激活）的选择元件而发挥作用。寻址晶体管4的栅极与地址控制线ADR连接。寻址晶体管4的电流路径的一端与放大晶体管5的电流路径的另一端连接，寻址晶体管4的电流路径的另一端与电源线VDD连接。

放大晶体管5放大浮动传播区6保持的来自光电二极管1的信号。放大晶体管5的栅极与浮动传播区6连接。放大晶体管5的电流路径的一端与垂直信号线VSL连接。放大晶体管5的电流路径的另一端与寻址晶体管4的电流路径的一端连接。由放大晶体管5放大后的信号经由接通状态的放大晶体管5，作为单位单元（或者像素）UC的信号被输出至垂直信号线VSL。

图像传感器的像素阵列12的各单位单元UC也可以不包括寻址晶体管4。在这种情况下，在单位单元UC中，放大晶体管5的电流路径的另一端与复位晶体管3的电流路径的另一端或者电源端子连接。在单位单元UC不包括寻址晶体管4的情况下，也不设置地址信号线ADR。

单位单元UC也可以是含有1个像素的1像素1单元构造，也可以是如4像素1单元构造或8像素1单元构造那样，1个单位单元含有3个以上的像素（光电二极管）的电路结构（多像素1单元构造）。在含有多个像素的单位单元内，3个以上的光电二极管共有1个浮动传播区以及复位晶体管、放大晶体管以及寻址晶体管。在含有多个像素的单位单元中，对每个光电二极管设置有1个读出晶体管。

2根读取控制线RD1、RD2、地址控制线ADR以及复位控制线RST与垂直移位寄存器13连接。读取控制线RD1、RD2、地址控制线ADR以及复位控制线RST的电位（信号电平）通过垂直移位寄存器13来控制。像素阵列12内的多个单位单元UC（以及像素）以行单位来控制以及选择。

负载晶体管134作为相对垂直信号线VSL的电流源而被使用。负载晶体管134的电流路径的一端经由垂直信号线VSL与放大晶体管5的电流路径的一端连接。负载晶体管134的电流路径的另一端与接地线Vss连接。负载晶体管134以二极管接法连接，负载晶体管134的栅极与负载晶体管134的电流路径连接。

垂直信号线VSL分别与CDS电路16以及ADC电路17连接。通过CDS电路16以及ADC电路17，输出至垂直信号线VSL的来自单位单元UC的信号被消除噪声，来自单位单元UC的信号从模拟信号向数字信号（数字数据）转换。

通过水平移位寄存器（未图示）在水平方向依次扫描垂直信号线VSL，输出至各垂直信号线的信号经由水平信号线（未图示），以规定的定时传送到后级的电路。作为由图像传感器10生成的图像信号RS的数字数据输出至信号处理电路11。例如，滤色器的排列图案为拜耳图案时，从图像传感器10输出的图像信号（数字数据）RS也叫做RAW信号（RAW数据）。

本实施方式的固体摄像装置5能够根据通过图像传感器10摄像的图像信号RS来生成YUV方式或者RGB方式的信号。

另外，像素阵列12内的OB区域OBA1、OBA2中，具有与有效区域VA的单位单元相同的电路结构的单位单元排列成阵列状。但是，OB区域OBA1、OBA2内的单位单元由遮光膜覆盖，以便光不射入OB区域OBA1、OBA2内的单位单元。

图3为用于说明对从本实施方式的固体摄像装置内所含有的图像传感器输出的信号进行处理的电路的框图。

如图3所示，本实施方式的固体摄像装置5中，作为对图像传感器10的输出信号（图像信号、RAW信号）进行处理的电路，包括黑电平补偿电路（也叫做反馈钳位电路）101、光学黑体钳位电路102、增益调整电路103、色分离/格式转换电路104、曝光量调整电路（也叫做自动电平控制电路）105以及定时控制电路106。上述的电路101、102、103、104、105、106设置于信号处理电路11内。

在下面，将黑电平补偿电路101表述为FBC电路，将光学黑体钳位电路102表述为OB钳位电路102，将曝光量调整电路105表述为ALC电路105，将定时控制电路106表述为定时发生器106。

如图1所示，图像传感器10的像素阵列12中，作为OB区域OBA1、OBA2，包括OB钳位电路102的处理所使用的水平遮光像素区域（在下面，叫做HOB像素区域）OBA1以及FBC电路101的处理所使用的水平遮光像素区域（在下面，叫做FBC像素区域）OBA2。HOB像素区域OBA1在像素阵列12的水平方向（行方向）与有效像素区域VA相邻。遮光像素区域（在下面，叫做VOB遮光像素区域）例如，以在FBC像素区域的水平方向上相邻的方式，设置于像素阵列12内。

HOB像素区域OBA1以及FBC像素区域OBA2是光不直接射入的遮光像素区域。在光的受光面侧，HOB／FBC像素区域OBA1、OBA2内的像素由金属膜（遮光膜）覆盖，从而防止光的射入。

FBC电路101用来自FBC像素区域OBA2的输出信号来控制钳位参数pCLP，该钳位参数pCLP是用于进行作为摄影时的像素信号的基准的黑电平基准的调整。钳位参数pCLP是用于决定将像素信号进行CDS处理以及A／D转换时的基准电压Vref的系数。钳位参数pCLP被供给至CDS电路16以及ADC电路17。

为了决定钳位参数pCLP，FBC电路101监视从图像传感器10读取出的FBC像素区域OBA2的像素信号（在下面，叫做FBC像素信号）的信号电平，计算FBC像素信号的平均值。

在FBC像素信号的平均值与预先设定的黑电平基准值之间产生差分时，FBC电路101控制钳位参数pCLP的大小，并将该钳位参数pCLP的值反馈到图像传感器10，以便FBC像素信号的平均值接近黑电平基准。图像传感器10用反馈后的钳位参数pCLP将调整后的信号向FBC电路101输出。这样的图像传感器10与FBC电路102之间的反馈处理按照每1条水平线（1行）重复进行。

在FBC电路101中，通过FBC像素区域OBA2的输出信号控制钳位参数pCLP的动作（在下面，叫做FBC动作）在输出有有效像素的信号（以下，叫做有效像素信号）前的读取期间内执行。用于FBC动作的FBC像素区域OBA2的输出信号的读取期间基于任意的线数（属于某行的FBC像素的个数，或者，水平线的根数）来设定，基于FBC电路101的钳位参数pCLP的反馈按照每1条线（1水平线／1行，例如，1根读取控制线）执行1次。因此，FBC动作的读取期间内所读取的水平线数越多，FBC动作的次数越增加。

OB钳位电路102读入1个水平线内的水平遮光像素（HOB像素）以及HOB像素后续的有效像素信号，对有效像素信号执行使用了从HOB像素生成了的参数的OB钳位处理。例如，OB钳位电路102通过将1水平线内的图像信号的位于最前头的HOB像素的信号电平的平均值，从该1水平线内的有效图像信号减去或者加到有效图像信号，从而在1水平线单位中修正图像信号（有效像素信号）的黑电平。

增益调整电路103调整图像信号（数字数据）的白平衡、数字增益DG。增益调整电路103通过对有效图像信号执行使用了某参数的处理（例如，参数的乘法处理），从而调整有效图像信号的各电平（例如，色调）。对用于调整有效图像信号的电平的参数，使用基于指令的设定值，或者，通过曝光量调整电路105计算出的系数。

色分离／格式转换电路104对调整了增益的图像信号RS进行色分离，将图像信号RS转换成RGB信号、YUV信号。另外，色分离／格式转换电路104从色分离时的像素提取亮度信号YS。

曝光量调整电路（ALC电路）105生成用于对图像（画面）的亮度的调节进行控制的控制信号。曝光量调整电路105根据通过色分离／格式转换电路105提取出的亮度信号的FBC读取期间内的积分值来判断图像的明暗度调整数字增益DG以及模拟增益AG。

定时控制电路106控制图像传感器10以及信号处理电路11的动作定时。定时控制电路106生成电子快门的控制定时ES、图像传感器10的垂直方向的图像信号的读取定时的控制信号VR、图像传感器10的水平方向的图像信号的读取定时的控制信号HR以及模拟增益AG等的变更定时的控制信号。定时控制电路106将生成了的控制信号（脉冲信号）输出至图像传感器10以及FBC电路101等的信号处理电路11内的电路。

图4为表示本实施方式的固体摄像装置的OB钳位电路102的结构例的框图。

OB钳位电路102包括HOB信号处理电路201。

HOB信号处理电路201包括限幅电路210、HOB像素信号积分电路211A以及HOB信号平均值计算电路212。

HOB信号处理电路201对1水平线（行）的采样期间的每个期间，执行相对来自图像传感器10的图像信号（RAW数据）RS的最前头所含有的HOB像素的输出信号（在下面，叫做HOB像素信号）的计算处理。例如，供给至HOB信号处理电路201的图像信号RS是利用到图像传感器10的信号的反馈而实施有FBC处理的图像信号RS。但是，也有没有实施FBC处理的图像信号RS供给至OB钳位电路102的情况。

在相对1根水平线的1次采样期间内，HOB像素区域OBA1的1水平线内的HOB像素数所对应的多个HOB像素信号依次输入到HOB信号处理电路201。在本实施方式中，例如，128像素分量的HOB像素信号作为HOB像素区域OBA1的1水平线的HOB像素信号而供给至HOB信号处理电路201。

限幅电路210相对积分前的HOB像素信号，进行基于通过指令预先设定了的黑电平基准值RefBL的限幅。为了限幅，将振幅值Vamp供给至限幅电路210。例如，黑电平基准值RefBL设定为d48时，限幅电路210在d24～d72的范围限制振幅。

HOB积分电路211A对限幅后的HOB像素信号进行积分。HOB像素信号积分电路211A对1水平线（行）的采样期间的每个，积分图像信号RS含有的多个（例如，128像素量）HOB像素信号，生成HOB像素信号的积分值（在下面，叫做HOB积分值或者HOB像素信号积分值）。

HOB平均值计算电路212用HOB积分值itgHOB计算HOB像素信号的平均值（在下面，叫做HOB平均值或者HOB像素信号平均值）avHOB。HOB平均值计算电路212将HOB平均值avHOB输出至后级的计算电路203。

HOB像素平均值avHOB输入到计算电路203的加法电路232。经由逆变器231，将黑电平基准值refBL供给至加法电路232。加法电路232将黑电平基准值RefBL的反转值与HOB平均值avHOB相加。

通过计算电路203的处理，从HOB平均值avHOB减去黑电平基准值RefBL，生成第一HOB差分值dHOB1。

本实施方式的固体摄像装置的OB钳位电路102具有用于检测从有效像素区域到OB区域（在此，为HOB像素区域）的信号电荷的溢出的电路（在下面，为检测电路）290。

第一保持电路（HOLD1）204在保持信号HD有效的定时，保持来自HOB积分电路的HOB积分值itgHOB。

例如，保持电路204在每16像素的定时（16像素的像素间隔），保持HOB积分值itgHOB的值。另外，在本实施方式中，保持信号HD的有效间隔设为每16像素，但考虑到图像传感器的规格（例如，1水平线内的HOB像素的个数）、信号处理的精度以及效率，也能够设定成其它的值（例如，8像素，或者，24像素）。

第一保持电路204的信号保持状态（HOLD状态）在水平线的最前头的输入（HOB像素区域的第1像素的输入前）的定时，通过来自定时控制电路106的保持复位信号HRT而被复位。

第二保持电路（HOLD2）205在保持信号HD有效的定时（例如，16像素的像素间隔），保持第一保持电路204的输出信号。第二保持电路205保持的HOB积分值itgHOB相对第一保持电路204保持着的HOB积分值itgHOB，偏移与积分值的保持的定时对应的像素数的量（在此，为16像素的量）。例如，在第一保持电路204保持着到48像素为止的HOB积分值itgHOB时，第二保持电路205保持着到32像素为止的HOB积分值itgHOB。第二保持电路205的信号保持状态在水平线的最前头的输入（HOB像素区域的第1像素的输入前）的定时，通过保持复位信号HRT而被复位。

第一比较电路206比较2个保持电路204、205的输出信号HOP1、HOP2（HOB积分值itgHOB）的大小。

在第一保持电路204的输出信号HOP1比第二保持电路205的输出信号HOP2大时，第一比较电路206使表示比较结果的输出信号CR有效，例如，将H电平（1）的信号输出至计数器207。在第一保持电路204的输出信号HOP1为第二保持电路205的输出信号HOP2以下时，比较电路206将L电平（0）的信号CR输出至计数器207，作为比较结果CR。

计数器207对比较电路206中的第一保持电路204的输出信号HOP1比第二保持电路205的输出信号HOP2大的比较结果CR的数进行计数。在下面，对比较结果进行计数的计数器207也叫做比较结果计数器207。

计数器207的计数动作通过比较电路206的输出信号（比较结果）CR和保持复位信号HRT来控制。计数器207的控制信号通过OR栅极209而被生成。比较电路206的输出信号（HOB积分值的比较结果）CR经由逆变器208而被供给至OR栅极209的一方的输入端子，保持复位信号HRT被供给至OR栅极209的另一方的输入端子。

例如，HOB像素信号的积分处理（计数器207的计数动作）中，保持复位信号HRT设定为L（0）电平。在表示第一保持电路204的输出信号HOP1比第二保持电路205的输出信号HOP2大的H电平的信号CR从比较电路206输出了时，通过逆变器208将L电平的信号供给至OR栅极209。通过L电平的保持复位信号HRT和L电平的信号，OR栅极209将L电平的信号输出至计数器207。

另外，在表示第一保持电路204的输出信号HOP1为第二保持电路205的输出信号HOP2以下的L电平的信号CR从比较电路206输出了时，H电平的信号从逆变器208供给至OR栅极209。通过L电平的保持复位信号HRT和H电平的信号，OR栅极209将H电平的信号输出至计数器207。

这样，在计数器207的动作时，根据比较电路206的比较结果CR，通过OR栅极209生成不同的信号电平的信号。

比较结果计数器207在保持信号HD有效的定时，在2个保持电路204、205的输出信号HOP1、HOP2的比较结果CR有效时，使保持着的计数值Vcnt计数递增。比较结果计数器207在2个保持电路204、205的输出信号HOP1、HOP2的比较结果CR无效时，基于来自OR栅极209的H电平的信号，使保持着的计数值Vcnt复位。

第二比较电路（在下面，也叫做判断电路）218比较事先设定了的比较值Vcmp与比较结果计数器207的计数值Vcnt。在比较结果计数器207的计数值Vcnt为比较值Vcmp以上时，第二比较电路207使用于控制将HOB差分值保持的定时的信号（在下面，叫做保持定时信号或者差分值保持信号）HT有效。第二比较电路218将保持定时信号供给至第三保持电路221。

另外，作为判断值的比较值Vcmp是根据基于图像传感器的测试结果以及规格等而预先计算出的允许值而设定的值，例如，设定为2或者3。但是，根据HOB像素区域OBA1的尺寸（1水平线的HOB像素数），比较值Vcmp的值能够变更。

移位寄存器220在例如与保持信号HD同步的定时、在此是在16像素的像素间隔中，保持从计算电路203供给的第一HOB差分值dHOB1。移位寄存器220将第一HOB差分值dHOB1移位以比较值Vcmp指定的量，作为第二HOB差分值dHOB2而保持。移位寄存器220内所保持的差分值以读入来自计算电路203的输出信号的定时（每16像素的像素间隔）进行更新，随着HOB信号的积分处理进展，被依次重写。

移位寄存器220作为延迟电路（缓冲区、定时调整电路）而发挥作用，该延迟电路用于调整从第一计算电路203到第三保持电路221的计算电路203的计算结果的输出定时。即，通过移位寄存器220，信号向第三保持电路221的发送定时与来自第一计算电路203的信号的接收定时（或者，比较电路206、218的判断定时）相比，延迟与比较值Vcmp对应的值的量。

第三保持电路（HOLD3）221在比较电路218的输出信号（保持定时信号）HT有效时，保持从移位寄存器220输出的第二HOB差分值dHOB2。第三保持电路221在比较电路218的输出信号无效时，不读入来自移位寄存器220的输出。

向第三保持电路221供给的第二HOB差分值dHOB2是根据由移位寄存器220供给的比较值Vcmp来指定的值而移位后的定时的第一HOB差分值dHOB1。例如，在比较值Vcmp设定为“2”时，从移位寄存器220向保持电路221输出的第二HOB差分值dHOB2是与比较电路206、218检测出信号电荷的溢出的HOB积分值的生成定时相比，在2次前的定时生成了的HOB差分值。

另外，第三保持电路221在相对1水平线的处理中，一旦保持HOB差分值时，保持了的值不被更新地继续该值的保持状态。

第三保持电路221将保持了的第二HOB差分值dHOB2作为第三HOB差分值dHOB3向第二计算电路213输出。

第二以及第三HOB差分值dHOB2、dHOB3是在到检测出从有效像素向HOB像素的信号电荷的溢出前（计数值变成比较值以上之前）为止的期间所积分了的值。即，第二以及第三HOB差分值dHOB2、dHOB3是根据没有来自有效像素的信号电荷的溢出的影响或者该影响小的遮光像素的输出信号而生成的值。

从水平线（行）的最前头（像素阵列的末端）朝着HOB像素区域OBA1与有效像素区域VA的边界，积分HOB像素信号。因此，在从有效像素区域VA到HOB像素区域OBA1的信号电荷的溢出（或者，光泄漏）发生时，HOB像素信号积分值itgHOB随着积分处理进展，HOB积分值itgHOB急剧地增加，与此相伴地，HOB平均值avHOB也变大。

比较电路206中的第一保持电路204的输出信号HOP1比第二保持电路205的输出信号HOP2大的比较结果CR的连续是表示：通过从水平线的最前头（远离有效像素区域的区域）向有效像素区域与HOB像素区域的边界接近，从而信号的积分所使用的HOB像素受到信号电荷的溢出的影响的可能性高。

在计数器207的计数值Vcnt的计数递增连续，计数值Vcnt变成比较值Vcmp以上时，生成含有受到了从有效像素区域VA到HOB像素区域OBA1的信号电荷的溢出的影响的HOB像素的输出信号的HOB积分值（平均值）itgHOB以及使用了该积分值（平均值）itgHOB的HOB差分值dHOB1的可能性高。因此，基于计数值Vcnt与比较值的判断结果，控制OB钳位处理所使用的HOB差分值dHOB3的设定定时。这样，能够检测从有效像素到HOB像素的信号电荷的溢出，并基于该检测结果，能够选择性地取得根据来自有效像素的信号电荷的溢出的影响几乎没有的HOB像素得到的参数。

第二计算电路213对第三HOB差分值dHOB3和像素信号RS实施计算处理，生成实施OB钳位处理后的图像信号RS（CLP＿RS）。

例如，计算电路213包括逆变器235以及加法器236。第三HOB差分值dHOB3经由逆变器235，供给至第二计算电路213内的加法电路236。加法电路236将第三HOB差分值dHOB3的反转值与像素信号（有效像素信号）RS的值相加。即，通过计算电路213，从图像信号（例如，FBC处理后的有效图像信号）RS减去第三HOB差分值dHOB3。第二计算电路也叫做处理电路。

这样，通过第二计算电路213生成对参数使用第三HOB差分值dHOB3并进行了OB钳位处理的像素信号CLP＿RS。

实施了与黑电平有关的信号处理的图像信号CLP＿RS从OB钳位电路102输出至后级的电路（例如，增益调整电路103）。

为了执行高精度的OB钳位处理，优选使用不存在更多信号电荷的溢出影响的HOB像素的输出信号，设定用于OB钳位处理的参数（在此，为HOB差分值）。

另外，在OB钳位电路102内的相对1水平线的HOB像素的像素信号的处理期间中，在计数值没有变得比判断值Vcmp大时，例如，通过定时控制电路106的控制，在相对1水平线内含有的多个（在此，为128像素）HOB像素的像素信号的计算处理结束的定时，第三保持电路221读入移位寄存器220保持着的HOB差分值（在此，从128像素量的HOB像素信号得到的值），将该值供给至后级的计算电路213。

在高亮度的光（例如，超过光电二极管的饱和光量的光）照射到有效像素区域内、或由于像素的微细化而使有效像素与OB像素的间隔小的情况下，在有效像素区域与遮光像素区域（HOB像素区域）的边界附近的区域，信号电荷从有效像素区域向遮光像素区域溢出，通过有效像素区域的像素进行了光电转换的信号电荷存在积聚到遮光像素区域的像素内的可能性。

从有效像素区域溢出到遮光像素区域内的信号电荷积聚到有效像素区域与遮光像素区域的边界附近的遮光像素内时，积聚了从有效像素溢出的信号电荷的遮光像素的输出信号变大，遮光像素的信号电平的积分值以及平均值变大。因此，遮光像素受到在有效像素区域与遮光像素区域的边界附近的信号电荷的溢出的影响，相对用遮光像素的输出信号所生成的有效像素区域的图像信号的钳位处理的参数的值变大。

由于该原因，实施了OB钳位处理的图像信号的信号电平下降，成为暗图像。

本实施方式的固体摄像装置的OB钳位电路具有通过相对遮光像素（HOB像素）的输出信号的信号处理（计算处理），判断从有效像素区域到遮光像素（例如，HOB像素区域）的信号电荷溢出发生的有无的功能（电路、块）。

在本实施方式中，OB钳位电路通过对根据有效像素区域与遮光像素区域的边界侧的遮光像素的输出信号所得到的值（在此，为HOB像素信号积分值）和根据与该边界侧相反的一侧（水平线的最前头侧）的遮光像素的输出信号所得到的值进行比较，由此，检测受到了来自有效像素的信号电荷的溢出的影响的遮光像素。

在判断为对遮光像素产生来自有效像素的信号电荷的溢出的影响的可能性高的情况下，本实施方式的固体摄像装置内的OB钳位电路使用从判断为没有信号电荷溢出的影响的遮光像素的输出信号所得到的值所生成的参数（在此，为HOB差分值），对图像信号执行OB钳位处理。

这样，本实施方式的固体摄像装置能够通过检测从有效像素到遮光像素的信号电荷的溢出的发生，使用从多个遮光像素之中的、在有效像素区域与遮光像素区域的边界附近的不存在从有效像素对遮光像素的信号电荷溢出的影响的遮光像素所得到的参数，执行OB钳位处理。作为该结果，本实施方式的固体摄像装置能够抑制实施了OB钳位处理的图像信号的信号电平的下降以及暗色调的图像的生成。

如上所述，根据第一实施方式的固体摄像装置，能够提高由固体摄像装置形成的图像的画质。

（b）动作

参照图5，对第一实施方式的固体摄像装置的动作（控制方法）进行说明。在此，除了图5，也适当地使用图1～图4，对本实施方式的固体摄像装置的动作进行说明。

图5为用于说明本实施方式的固体摄像装置的OB钳位电路的动作的图。图5的横轴与1水平线内的遮光像素的个数以及信号的采样定时（时间）对应，图5的纵轴与各信号的大小对应。

例如，固体摄像装置内的图像传感器的光电二极管对从来自被摄体的光生成的电信号，实施CDS处理以及ADC处理，生成图像传感器的图像信号RS。图像信号RS包括HOB像素区域OBA1内的HOB像素信号以及有效像素区域VA内的有效像素信号。例如，图像信号RS包括128像素量的HOB像素信号。

另外，在相对含有HOB像素信号以及有效像素信号的图像信号RS执行对于使用了HOB像素信号的图像信号的信号处理前，将OB区域OBA2内的FBC像素信号从图像传感器10供给至信号处理电路11，执行基于FBC电路101的FBC处理。由此，控制用于决定用于CDS／ADC处理的基准电压的钳位参数pCLP值。因此，在本实施方式中，含有HOB像素信号以及有效像素信号的图像信号RS成为FBC处理后的信号。

将含有HOB像素信号以及有效像素信号的图像信号RS供给至OB钳位电路102。

通过OB钳位电路102，执行使用了被供给的图像信号RS的OB钳位处理。

如图5所示，在图像信号RS的HOB像素信号被供给至OB钳位电路102的定时，H电平的保持复位信号HRT被供给至OB钳位电路。由此，在使用了HOB像素信号的OB钳位电路102的处理之前，OB钳位电路102的检测电路内的保持电路204、205以及计数器207设为复位状态。

图像信号RS内的位于1水平线的最前头的HOB像素信号sigHOB被供给至HOB像素信号处理电路201。HOB像素区域OBA1内的各HOB像素的信号sigHOB基于黑电平基准值RefBL以及振幅值Vamp，通过限幅电路210被限幅。

限幅了的HOB像素信号sigHOB被供给至HOB积分电路211，且被依次积分。由此，生成HOB积分值（HOB像素信号积分值）itgHOB。

生成的HOB积分值itgHOB被供给至HOB平均值计算电路212。HOB积分值itgHOB除以积分数（像素数），对1水平线内的HOB像素的信号电平进行平均化。由此，通过HOB平均值计算电路生成HOB平均值（HOB像素信号平均值）avHOB。

HOB平均值avHOB从HOB像素信号处理电路201供给至后级的计算电路203。相对HOB平均值avHOB以及黑电平基准值RefBL，实施基于计算电路203的计算处理。通过计算电路203，从HOB平均值avHOB减去黑电平基准值RefBL，生成HOB差分值（HOB像素信号差分值）dHOB1。

与HOB平均值avHOB的计算处理并行，HOB积分值itgHOB被供给至第一以及第二保持电路204、205。

在生成16像素量的HOB像素信号的HOB积分值itgHOB的定时，使保持信号HD有效。对每16个HOB像素，使保持信号HD有效，H电平的信号被供给至第一以及第二保持电路204、205。

在使保持信号HD有效的定时，在第一保持电路204内，将每16像素的HOB积分值itgHOB读入至保持电路204内。

进一步，在使保持信号HD有效的定时，在之前的定时由第一保持电路204所保持的HOB积分值itgHOBx被读入至第二保持电路205内。

在第一保持电路204所保持的HOB积分值（保持值）与在第二保持电路205所保持的HOB积分值（保持值）偏移16像素量。例如，在第一保持电路204内的HOB积分值itgHOB为到1水平线的80像素为止的HOB像素的积分值时，第二保持电路205内的HOB积分值itgHOBx为到1水平线的64像素为止的HOB像素的积分值。第一保持电路204内所保持的HOB像素信号积分值itgHOB为，与第二保持电路204内所保持的HOB像素信号积分值itgHOBx相比，含有与有效像素区域VA与HOB像素区域OBA1的边界侧（HOB像素区域的终端侧）的HOB像素内所积聚的信号电荷对应的信号值的积分值。

在每16像素的定时，第一保持电路204内所保持的HOB积分值被读入至第二保持电路205内，通过HOB积分电路211A生成了的积分值被重新读入至第一保持电路204内。另外，在相对1水平线的处理中，第1次的HOB积分值在第一保持电路204内被保持时，与其同步地，从第一保持电路205输出至第二保持电路205内的值为第一保持电路204的复位状态的值（例如，为零）。

在与HOB积分值itgHOB、itgHOBx被保持于第一以及第二保持电路204、205的情况实质上同时，在保持信号HD有效的定时，来自计算电路203的第一HOB差分值dHOB1被读入至移位寄存器220内。每16像素的值被更新后的第一HOB差分值dHOB1被保持到移位寄存器220内。

第一保持电路204的输出信号（保持值）HOP1和第二保持电路205的输出信号（保持值）HOP2被供给至比较电路206。2个保持电路204、205的输出信号HOP1、HOP2的大小关系通过比较电路206进行比较。

在第一保持电路204的输出信号HOP1比第二保持电路205的输出信号HOP2大的情况下，表示比较电路206的比较结果CR的输出信号CR有效，H电平的信号被供给至计数器207。

另一方面，在第一保持电路204的输出信号HOP1为第二保持电路205的输出信号HOP2以下的情况下，表示基于比较电路206的比较结果CR的输出信号CR无效，L电平的信号被供给至计数器207。

比较电路206的比较结果CR被供给至计数器207，并且经由逆变器208被供给至OR栅极209。比较结果CR的反转信号和保持复位信号HRT被输入至OR栅极209。OR栅极209的输出信号作为计数器207的控制信号被供给至计数器207。

例如，如生成有到第16像素为止的HOB像素的输出信号（信号电荷）的积分值的定时那样，在第一保持电路204的输出信号HOP1比第二保持电路205的输出信号HOP2大的情况下，通过来自比较电路207的有效状态的信号CR，计数器207的计数值Vcnt计数递增。

在从比较电路207输出有无效状态的信号CR时，通过作为控制信号的OR栅极209的L电平的输出信号，计数器207的计数值Vcnt复位。例如，如生成有到第32像素的HOB像素的信号的积分值的定时那样，在第一保持电路204的输出信号HOP1为第二保持电路205的输出信号HOP2以下的情况下，计数器207的计数值Vcnt复位。

计数器207的计数值Vcnt被供给至比较电路（判断电路）218。计数值Vcnt与比较电路218的比较值Vcmp进行比较。

在计数值Vcnt比比较值Vcmp小的情况下，与比较电路218的比较结果对应的保持定时信号HT无效。

在计数值Vcnt为比较值Vcmp以上时，保持定时信号HT有效。

在如图5所示的例子中，从有效像素到HOB像素的信号电荷的溢出（或者光泄漏）的影响从第64像素以后的HOB像素开始产生，各HOB像素信号的信号电平（输出信号）sigHOB缓缓地变大。相对第64像素以前的HOB像素，来自有效像素的信号电荷的溢出（或者光泄漏）的影响几乎不产生。

如在比较值Vcmp设定成“2”的情况下、到第80像素为止以及到第96像素为止的HOB积分值itgHOB那样，在第一保持电路204的输出信号HOP1比第二保持电路205的输出信号HOP2大的状态连续了2次的情况下（计数值Vcnt为2的情况），通过检测电路290判断为在有效像素区域与HOB像素区域的边界附近的HOB像素产生了来自有效像素区域的信号电荷的泄漏。

通过被有效了的保持定时信号HT，与比较值Vcmp对应地定时被移位了的移位寄存器220内的HOB差分值作为第二HOB差分值dHOB2，被读入到第三保持电路221内。例如，在从到第96像素为止的HOB像素生成的积分值中，在计数值Vcnt变成比较值Vcmp时，在移位了比较值Vcmp的值的量的定时生成的差分值，在此，为根据到第64像素为止的HOB像素信号生成的HOB差分值被供给至第三保持电路221。例如，信号处理电路11内的定时控制电路106能够识别在第三保持电路221内存入有HOB差分值的情况。

第三保持电路221保持着的值作为第三HOB差分值dHOB3，被供给至后级的计算电路213。例如，在HOB差分值dHOB2被读入至第三保持电路221的定时，开始相对图像信号RS的钳位处理。

通过计算电路213的计算处理，从图像信号（例如，FBC处理后的图像信号）RS的有效像素信号减去第三HOB差分值dHOB3，生成OB钳位处理后的图像信号CLP＿RS。

另外，在相对1水平线的OB钳位处理时，即使2个保持电路204、205的输出信号HOP1、HOP2的比较被继续，当HOB差分值一旦被读入至第三保持电路221时，则读入至第三保持电路221内的HOB差分值不被更新为读入至移位寄存器220内的来自计算电路203的HOB差分值。

从第三保持电路221供给至计算电路213的HOB差分值dHOB3是根据HOB像素的信号生成的值（参数），该HOB像素的信号几乎不读入从有效像素区域VA溢出到HOB像素区域OBA1的信号电荷。

因此，通过本实施方式的固体摄像装置的OB钳位电路102生成的OB钳位处理后的图像信号CLP＿RS受到的从有效像素区域VA到HOB像素区域OBA1的信号电荷的溢出的影响小。

另外，在计数值Vcnt不超过比较值Vcmp的情况下，不产生从有效像素区域到HOB像素区域的信号电荷溢出的影响的可能性高。因此，例如，通过定时控制电路106的控制，从1水平线内含有的所有的HOB像素的输出信号得出的HOB差分值dHOB1被直接读入至第三保持电路213内。该值从第三保持电路221供给至计算电路213，执行相对于图像信号RS的信号处理。

OB钳位处理后的图像信号CLP＿RS被供给至后级的增益调整电路103。

如以上那样的各1水平线的OB钳位处理直到形成图像传感器的1帧量的图像信号为止，重复执行。

在本实施方式的固体摄像装置内的OB钳位电路的动作中，对从有效像素区域VA与遮光像素区域（在此，为HOB像素区域）OBA1的边界侧的遮光像素的输出信号所得到的值（在此，为HOB像素信号积分值）和从与该边界侧相反的一侧（水平线的最前头侧）的遮光像素的输出信号所得到的值进行比较。

由此，在本实施方式中，检测在有效像素区域VA与遮光像素区域OBA1的边界区域的从有效像素到遮光像素的信号电荷的溢出的影响。

在本实施方式中，在检测到从有效像素到遮光像素的信号电荷的溢出的影响的情况下，使用以信号电荷的溢出的影响被检测出之前的处理通过OB钳位电路102生成的参数（HOB差分值），执行相对于图像信号的OB钳位处理。

因此，在本实施方式的固体摄像装置的动作中，能够使用根据几乎没有因较大的光量、元件的微细化等引起的从有效像素区域VA到HOB像素区域OBA1的信号电荷的溢出的影响的HOB像素的信号生成的值，执行相对于图像信号的OB钳位处理。

作为该结果，在本实施方式中，抑制由从有效像素区域VA到HOB像素区域OBA1的信号电荷溢出的影响造成的OB钳位处理后的图像信号的电平的过度下降、暗色调的图像形成。

因此，根据第一实施方式的固体摄像装置的控制方法，能够提高由固体摄像装置形成的图像的画质。

（2）第二实施方式

参照图6以及图7，对第二实施方式的固体摄像装置进行说明。

在本实施方式中，省略与第一实施方式的固体摄像装置实质相同的结构、功能以及动作所相关的说明。

图6为表示本实施方式的固体摄像装置内含有的OB钳位电路的内部结构的框图。

第二实施方式的固体摄像装置的OB钳位电路102通过相对2个保持电路204、205分别保持的HOB积分值的计算结果与某阈值的比较结果来判断有无从有效像素区域向遮光像素区域（HOB像素区域）的信号电荷的泄漏，这与第一实施方式的固体摄像装置不同。

如图6所示，在OB钳位电路102内含有的检测电路290中，第一以及第二保持电路204、205的输出信号HOP1、HOP2被输出至第三计算电路215。

第三计算电路215为例如，减法电路215，执行使用了第一保持电路204的输出信号HOP1以及第二保持电路205的输出信号HOP2的减法处理。例如，减法电路215从第二保持电路205的输出信号HOP2减去第一保持电路204的输出信号HOP1。表示计算电路（减法电路）215的计算结果CR的差分值d1被输出至比较电路216。

比较电路216对计算电路215的输出信号（计算结果）d1与所设定的阈值Vth进行比较。阈值Vth基于黑电平基准值RefBL与HOB像素的信号电平的差分值的允许差来设定。另外，作为判断值的阈值Vth是根据基于图像传感器的测试结果以及规格等而预先计算出的允许值来设定的值。

在本实施方式中，代替保持第一计算电路203的计算结果（HOB差分值dHOB1）的移位寄存器，第四保持电路（HOLD4）220A设置于OB钳位电路102内。作为定时调整电路（缓冲区）的第四保持电路220A被设置为用于调整从计算电路203相对第三保持电路221的HOB差分值的输出定时。第四保持电路220A连接于第一计算电路203与第三保持电路221之间。

第四保持电路220A将保持信号HD作为控制信号，保持来自第一计算电路203的第一HOB差分值dHOB1。第四保持电路220A在基于保持信号HD的定时，保持来自计算电路203的HOB差分值dHOB1，将读入至该保持电路220A内的差分值作为第二HOB差分值dHOB2，向后级的第三保持电路221输出。第四保持电路220A内所保持的差分值在读入来自计算电路203的输出信号的定时（每16像素的像素间隔）被更新，随着HOB信号的积分处理进展，被依次重写。

第三保持电路221在比较电路216的输出有效的定时，保持来自第四保持电路220A的第二HOB差分值dHOB2。进而，第三保持电路221将保持的第二HOB差分值dHOB2作为第三HOB差分值dHOB3而输出。

作为由于信号电荷的溢出的影响而第一保持电路204保持的HOB积分值变大的结果，计算电路215的输出信号d1，换句话说，为第一以及第二保持电路204、205的输出信号HOP1、HOP2的差分值变得比阈值Vth大时，比较电路216使保持定时信号HT有效。通过该比较电路216的有效信号HT，保持电路221被激活。

在减法电路215的输出信号d1为阈值Vth以下的情况下，比较电路216使保持定时信号HT无效。

进而，执行HOB差分值dHOB3与图像信号（有效像素信号）RS的计算处理，例如，从像素信号RS减去HOB差分值dHOB3。

由此，使用根据几乎没有在有效像素区域VA与遮光像素区域OBA1的边界附近的向遮光像素区域的信号电荷溢出的影响的遮光像素（在此，为HOB像素）的输出信号生成的参数，执行OB钳位处理。

图7为用于说明本实施方式的固体摄像装置的OB钳位电路的动作的图。图7的横轴与1水平线内的遮光像素的个数以及信号的采样定时（时间）对应，图7的纵轴与各信号的大小对应。

如图7所示，与第一实施方式相同，HOB积分值在保持信号HD有效的定时被分别读入至保持电路204、205内后，相对第一保持电路204内的HOB积分值itgHOB以及第二保持电路205内的HOB积分值itgHOBx的计算处理通过计算电路215来执行。

通过从有效像素区域VA向HOB像素区域OBA1的信号电荷的溢出，与第二保持电路205相比保持到有效像素区域VA与HOB像素区域OBA1边界侧为止的HOB像素信号的积分值的第一保持电路204的输出信号HOP1变得比第二保持电路205的输出HOP2大时，基于减法电路215的计算处理的保持电路204的输出信号HOP1与第二保持电路205的输出信号HOP2的差分值d1变大。

另外，通过从有效像素区域VA到HOB像素区域OBA1的信号电荷的溢出，HOB积分值itgHOB变大时，随着HOB像素区域OBA1与有效像素区域VA的边界附近的HOB像素信号的采样，从减法电路215输出的差分值d1有增加的趋势。

减法电路215的作为输出信号CR的差分值d1被供给至比较电路（判断电路）216，对差分值d1与阈值Vth进行比较。

在差分值d1比阈值Vth大的情况下，即，检测到从有效像素区域VA向HOB像素区域OBA1的信号电荷的溢出的情况下，比较电路216的输出信号（保持定时信号）HT有效，保持电路221被激活。由此，来自第四保持电路（定时调整电路）220A的HOB差分值dHOB2被第三保持电路221保持。

因此，在比较电路216的输出信号有效时，根据信号电荷溢出的影响小的HOB像素的输出信号生成的HOB差分值dHOB2被读入至向用于OB钳位处理的计算电路213供给参数的第三保持电路221。

保持电路221内所保持的HOB差分值dHOB3作为用于OB钳位处理的HOB差分值dHOB3，被输出至计算电路213。

因此，使用HOB差分值dHOB3，执行相对于有效图像信号（例如，FBC处理后的有效图像信号）RS的OB钳位处理，该HOB差分值dHOB3使用了几乎没有从有效像素区域VA向HOB像素区域OBA1的信号电荷溢出的影响的HOB像素信号。

因此，根据第二实施方式的固体摄像装置，能够提高由固体摄像装置形成的图像的画质。

（3）第三实施方式

参照图8以及图9，对第三实施方式的固体摄像装置进行说明。

在本实施方式中，省略与第一以及第二实施方式的固体摄像装置实质相同的结构、功能以及动作所相关的说明。

在第三实施方式的固体摄像装置的OB钳位电路102中，对于几乎不产生从有效像素区域与遮光像素区域（例如，HOB像素区域）的边界远离的区域内的信号电荷溢出的影响的遮光像素，不执行信号电荷的溢出检测，这与第一以及第二实施方式不同。

换句话说，本实施方式的固体摄像装置的OB钳位电路102通过相对固体摄像装置（或者图像传感器）的测试工序，从预先预想出来自有效像素的信号电荷的溢出发生的可能性高的情况的遮光像素，开始信号电荷的溢出检测。

图8为表示第三实施方式的固体摄像装置的OB钳位电路的内部结构例的框图。

如图8所示，在OB钳位电路102内设置有2个HOB积分电路211A、211B。

第一HOB积分电路211A在1水平线（行）的规定的采样期间的每个期间（例如，每16像素的定时），积分图像信号RS含有的HOB像素信号，生成HOB像素信号积分值itgHOB1。

与第一以及第二实施方式相同，HOB平均值计算电路212根据来自第一HOB积分电路211A的HOB积分值itgHOB1计算HOB平均值avHOB。进而，得出的HOB平均值avHOB与黑电平基准值RefBL通过计算电路203进行计算处理，生成HOB差分值dHOB1。

第二HOB积分电路211B积分图像信号RS含有的HOB像素信号sigHOB，生成第二HOB积分值itgHOB2。第一以及第二保持信号HD1、HD2以及保持复位信号HRT被供给至第二HOB积分电路211B。通过保持信号HD1、HD2以及保持复位信号HRT，控制第二HOB积分电路211B的动作。例如，通过使保持信号HD1、HD2以及保持复位信号HRT的任意一个有效，从而使第二HOB积分电路211B成为复位状态。

另外，如本实施方式的OB钳位电路那样，在设置有2个HOB积分电路211A、211B的情况下，例如，如上述那样，将黑电平基准值设为d48时，对积分前的HOB像素信号实施d24～d72的范围的限幅。

来自第二HOB积分电路211B的HOB积分值itgHOB2被供给至第一以及第二保持电路204、205。

保持复位信号HRT与第一保持信号HD1被供给至第一保持电路（HOLD1）204，通过上述的信号HRT、HD1控制保持电路204的动作。第一保持电路204在像素阵列12的水平线的最前头的定时通过保持复位信号HRT被复位，在保持信号HD1有效的定时保持HOB积分值itgHOB2。

例如，在HOB像素区域OBA1的1水平线内设置有128个像素的情况下，在到远离HOB像素区域OBA1与有效像素区域VA的边界的从第1～第48像素的HOB像素为止的区域，信号电荷的溢出产生的可能性低时，在第48像素的HOB像素的输出信号的采样时，保持信号HD1有效，基于有效的保持信号HD1，第一保持电路204保持HOB积分值itgHOB2的值。第一保持电路204到相对于1水平线的OB钳位处理完成为止，继续保持第一保持信号HD1有效时所读入的值，将一定的HOB积分值（在此，为到第48像素的HOB像素为止的HOB积分值）itgHOB2供给至后级的比较电路206。

保持复位信号HRT与第二保持信号HD2被供给至第二保持电路（HOLD2）205，通过上述的信号HRT、HD2控制保持电路205的动作。

第二保持电路205在像素阵列12的水平线最前头的定时通过保持复位信号HRT被复位，在保持信号HD2有效的定时，保持HOB积分值itgHOB2。例如，在HOB像素区域OBA1的1水平线内设置有128个像素的情况下，该1水平线的第56像素以后，以每8像素的像素间隔，第二保持信号HD2有效。基于以该像素间隔而有效的保持信号HD2，第二保持电路205保持HOB积分值itgHOB2的值。

这样，第一以及第二保持电路204、205保持来自第二HOB积分电路211B的HOB积分值itgHOB2的定时不同。

第二保持电路205的输出信号HOP2被输出至乘法电路219。某系数Vcon被供给至乘法器219。乘法电路219将HOB信号积分值itgHOB2乘以系数倍，将乘以系数后的HOB积分值itgHOB2（＝mOP）供给至比较电路206。在此，系数Vcon的值设定为由保持信号HD1保持的HOB像素的位置（在此，为第48像素）与由保持信号HD2保持的HOB像素的像素间隔（在此，为每8像素的保持周期）的比。例如，在本实施方式中，系数Vcon的值设定为6（＝48／8）。

比较电路206对保持电路204的输出信号HOP1与乘法电路219的输出信号mOP（乘以系数Vcon后的第二保持电路205的输出信号）进行比较。

在保持电路204的输出信号HOP1比乘法电路219的输出信号mOP小的情况下，比较电路206使基于比较结果的比较电路206的输出信号CR有效。其另一方面，在保持电路204的输出信号HOP1为乘法电路219的输出信号mOP以上的情况下，比较电路206使基于比较结果的比较电路206的输出信号CR无效。

这样，第一保持电路204保持的积分值（没有来自有效像素的信号电荷的溢出的影响的积分值）作为用于检测从有效像素向遮光像素（HOB像素）的信号电荷的溢出的基准值的1个而被使用。

进而，与第一实施方式相同，计数器207根据第一比较电路206的输出信号CR，执行计数动作。第二比较电路（判断电路）218对比较值Vcmp与计数器207的计数值Vcnt进行比较，使保持定时信号HT有效或者无效。在计数值Vcnt为比较次数Vcmp以上的情况下，比较电路218使保持定时信号HT有效。

移位寄存器220在例如基于保持信号HD2的定时，读入来自计算电路203的HOB差分值dHOB1。移位寄存器220使读入的HOB差分值dHOB1的发送定时移位以比较次数Vcmp指定的量，作为HOB差分值dHOB2，输出至第三保持电路221。

第三保持电路221在保持定时信号HT有效的定时，读入从移位寄存器220供给的第二HOB差分值dHOB2，作为第三HOB差分值dHOB3，输出至计算电路213。

在保持定时信号HT无效时，第三保持电路221不读入在该定时的从移位寄存器220输出的值。将第三保持电路221内所保持的值作为第三HOB差分值dHOB3而输出。

用图9对本实施方式的固体摄像装置的动作进行说明。

图9为用于说明第三实施方式的固体摄像装置的动作（信号处理）的示意图。图9的纵轴表示各信号的大小，图9的横轴表示1水平线内的遮光像素的个数以及信号的采样定时（时间）。

例如，如图9所示，通过相对图像传感器（固体摄像装置）的事先的测试工序，识别出HOB像素区域OBA1内的1水平线内的第1像素～第47像素的范围中不产生来自有效像素区域VA的信号电荷的泄漏的影响的情况下，从HOB像素区域的1水平线的第48以后的像素开始使用了HOB积分值的信号电荷的溢出检测。

通过保持复位信号HRT，第一以及第二保持电路204、205被复位后，将HOB像素的信号的电平积分以及平均化，生成HOB差分值dHOB1。

与基于第一HOB积分电路211A的HOB像素信号的积分处理并行，执行基于第二HOB积分电路211B的HOB像素信号的积分处理。但是，在此期间的HOB信号积分值itgHOB2不被第一以及第二保持电路204、205保持。

在第48像素的HOB像素的信号的输入定时，第一保持信号HD1有效，通过H电平的第一保持信号HD1，来自第二HOB积分电路211B的HOB积分值itgHOB2被第一保持电路204保持。

通过使保持信号HD1有效，第二HOB积分电路211B成为复位状态。另外，此时，由于保持信号HD2无效，所以第二HOB积分电路211B的输出信号itgHOB2在第二保持电路205内不被保持。

在输入第48像素的HOB像素的信号、第一保持电路204保持HOB积分值之后，在8像素的像素间隔中，使第二保持信号HD2有效，第二保持电路205读入HOB积分值itgHOB2。在此以后，在每8像素的HOB像素的输入定时（第56、第64、第72、……），第二HOB积分值itgHOB2被依次读入到第二保持电路205。

另外，在每次使第二保持信号HD2有效时，第二HOB积分电路211B都成为复位状态，所以第二保持电路205内所读入的积分值itgHOB2是8像素量的HOB像素信号的积分值。

第一保持电路204在第48像素的HOB像素的信号的输入定时，在读入HOB积分值后，直到变成下一水平线的处理序列为止，不读入由积分处理更新了的HOB积分值itgHOB2，继续保持在第48像素的HOB像素信号的输入定时读入的值，直到相对于1水平线的处理完成。

另外，在本实施方式中，使第一保持信号HD1有效的定时设定为第48像素的定时，使第二保持信号HD2有效的定时的间隔设定为每8像素的定时，但也能够根据像素阵列以及HOB像素区域的尺寸（像素数），设定为其他的值。

第二保持电路205的输出信号HOP2被供给至乘法电路219，对第二保持电路205的输出信号HOP2乘以系数Vcon。

第一保持电路204的输出信号（到第48像素的HOB信号的积分值）HOP1与乘法电路219的输出信号mOP被供给至比较电路206，上述的信号HOP1、mOP的大小在每次第二保持电路205内的积分值被更新时（每8像素的定时），通过比较电路206而进行比较。

在乘法电路219的输出信号mOP为第一保持电路的输出信号HOP1以下的情况下（例如，第64像素的HOB像素的输入时），比较电路206的输出信号CR无效，通过OR栅极209的输出信号，计数器207的计数值Vcnt复位。

在乘法电路219的输出信号mOP比第一保持电路204的输出信号HOP1大的情况下（例如，第72像素的HOB像素的输入时），比较电路206的输出信号CR有效，H电平的输出信号CR被供给至计数器207。计数器207的计数值Vcnt计数递增。即，通过使乘法电路219的输出信号mOP比保持电路204的输出信号HOP1大的状态连续，从而计数值Vcnt变大。

与第一实施方式相同，通过比较电路218，计数器207的计数值Vcnt与规定的比较值Vcmp进行比较。

计数值Vcnt为比较值Vcmp的值（在此，为2）以上时，使保持定时信号HT有效。

通过有效的保持定时信号（例如，H电平的信号）HT，移位寄存器220保持的HOB差分值dHOB2被读入第三保持电路221。另外，移位寄存器220的保持值dHOB2被第三保持电路221保持后，即使计数值Vcnt变得比比较值Vcmp小，在1水平线的OB钳位处理中，保持电路221内所读入的值也不被更新成移位寄存器220内所保持的值。

通过相对于使用了保持电路221的输出信号dHOB3的图像信号（例如，FBC处理后的图像信号）RS的计算处理，执行有效像素信号的OB钳位处理。

如上所述，第三实施方式的固体摄像装置的OB钳位电路的信号处理与第一以及第二实施方式相同，使用没有来自有效像素的信号电荷溢出的影响或者该影响小的遮光像素的输出信号来执行。

因此，根据第三实施方式的固体摄像装置，能够提高由固体摄像装置形成的图像的画质。

（4）第四实施方式

参照图10以及图11，对第四实施方式的固体摄像装置进行说明。

在本实施方式中，省略与第一～第三实施方式的固体摄像装置实质相同的结构、功能以及动作所相关的说明。

图10为用于说明第四实施方式的固体摄像装置的电路结构的框图。在图10中，示出了在本实施方式中固体摄像装置内的OB钳位电路的内部结构。

如图10所示，第四实施方式的图像传感器通过将相对于第一保持电路204的输出信号与第二保持电路205的输出信号的计算处理的结果与规定的阈值进行比较，对图像信号决定用于OB钳位处理的值，这与第三实施方式不同。

例如，相对第一保持电路204的输出信号与第二保持电路205的输出信号的处理与第二实施方式的固体摄像装置的OB钳位电路的处理类似。

与第三实施方式实质上相同，来自第二HOB积分电路211B的HOB积分值itgHOB2在规定的定时被分别供给至第一以及第二保持电路204、205。第二保持电路205内所保持的每8像素的HOB积分值itgHOB2通过乘法电路219，乘以系数Vcon。

减法电路215执行使用了第一保持电路204的输出信号HOP1的值与乘法电路219的输出信号mOP（＝Vcon×itgHOB2）的值的减法处理。减法电路215将减法处理的结果CR输出至比较电路216。

比较电路（判断电路）216将来自减法电路215的输出信号（减算结果）CR与被供给的阈值Vth进行比较。比较电路216在来自减法电路215的输出信号CR比阈值Vth大的情况下，比较电路216使保持定时信号HT有效。

图11为用于说明第四实施方式的固体摄像装置的动作（信号处理）的示意图。图11的纵轴表示各信号的大小，图11的横轴表示1水平线内的遮光像素的个数以及信号的采样定时（时间）。

如图11所示，在生成了到第48像素为止的HOB像素信号的积分值itgHOB2的定时，使第一保持信号HD1有效，HOB积分值itgHOB2被供给至第一保持电路204内，第一保持电路204直到相对于1水平线的OB钳位处理完成为止，继续保持到第48像素为止的HOB像素的HOB积分值itgHOB2。

HOB像素信号积分值itgHOB2被第一保持电路204保持后，在从第56像素开始每8像素的定时，使第二保持信号HD2有效，HOB像素信号积分值itgHOB2被供给至第二保持电路205内，保持值被依次更新。

进而，第二保持电路205的输出信号HOP2通过乘法电路219与系数Vcon相乘，与第二实施方式相同，乘法电路219的输出信号mOP与第一保持电路204的输出信号HOP1一起被供给至减法电路215。

第一保持电路204的输出信号HOP1与乘法电路219的输出信号mOP（HOP2×Vcon）的减法处理的计算结果d1（CR）被供给至比较电路216，该计算结果d1（CR）与阈值Vth进行比较。

在减法电路215的输出信号（计算结果）d1（CR）比阈值Vth大的情况下，使保持定时信号HT有效。由此，在保持定时信号HT有效的定时的保持电路220A内的HOB像素信号dHOB2被供给至第三保持电路221。

第三保持电路221所保持的HOB差分值dHOB3被用于执行相对于图像信号RS的OB钳位处理的参数所使用，执行相对于图像信号（例如，FBC处理后的有效图像信号）RS的处理。

如上所述，在第四实施方式的固体摄像装置以及其动作中，也与第一～第三实施方式相同，使用没有从有效像素区域向遮光像素区域的信号电荷溢出的影响（或者该影响小）的遮光像素，执行相对于图像信号的信号处理。

因此，根据第四实施方式的固体摄像装置，能够提高由固体摄像装置形成的图像的画质。

（5）变形例

参照图12以及图13，对实施方式的固体摄像装置（图像传感器）的变形例进行说明。

图12以及图13为表示实施方式的图像传感器的变形例的结构的框图。

如图12所示，包括第一以及第二实施方式所述的OB钳位电路的固体摄像装置5也可以包括缺陷修正电路107。

缺陷修正电路107修正从图像传感器10输出的图像信号的有效像素区域、FBC区域以及HOB像素区域内的缺陷。这样，通过缺陷修正电路107，对像素阵列12内的因缺陷引起的噪声被消除了的信号执行OB钳位处理，从而，提高由固体摄像装置5形成的图像的画质。

如图12所示，上述的第1或者第二实施方式的多个OB钳位电路102A、102B也可以设置于1个固体摄像装置内。在图12所示的例子中，2个OB钳位电路102A、102B设置于固体摄像装置内。

保持复位信号HRT以及保持信号HD被分别供给至2个OB钳位电路102A、102B。

对2个OB钳位电路102A、102B设定了相互不同的限幅。例如，固体摄像装置内的2个OB钳位电路之中，前级（图像传感器侧）的OB钳位电路102A的振幅值Vamp1设定为较大的值（宽的限制宽度），后级的OB钳位电路102B的振幅值Vamp2设定为比前级的OB钳位电路102A的振幅值Vamp1小的值（窄的限制宽度）。

在前级的OB钳位电路102A的OB钳位处理中，通过使用宽范围的限幅，HOB差分值成为较大的值。由此，即使黑电平（HOB平均值）较大地变动，也能够较强地引入HOB差分值以及有效像素的黑电平。

另一方面，在后级的OB钳位电路102B的钳位处理中，通过使用窄范围的振幅值Vamp2，向黑电平基准的引入变成高精度。

如图13所示，第三或者第四实施方式的多个（在此，为2个）OB钳位电路102A、102B也可以设置于固体摄像装置5内。对各OB钳位电路102A、102B，从定时控制电路106供给保持复位信号HRT以及2个保持信号HD1、HD2。另外，对各OB钳位电路102A、102B，分别供给不同大小的振幅值Vamp1、Vamp2。

另外，在包括第三或者第四实施方式所述的OB钳位电路102A、102B的固体摄像装置5内，也可以设置缺陷修正电路107。

在如图13所示的包括第三或者第四实施方式所述的OB钳位电路的固体摄像装置5中，也能得到与图12所示的固体摄像装置实质相同的效果。

如上所述，实施方式的变形例的固体摄像装置能够提高画质。

（6）应用例

参照图14，对各实施方式的固体摄像装置的应用例进行说明。

例如，实施方式的固体摄像装置被模块化，且搭载于数码相机内。在下面，将包括本实施方式的固体摄像装置的模块叫做相机模块。

如图14所示，包括本实施方式的固体摄像装置5的相机模块CM搭载于数码相机900内。数码相机900包括图像处理电路（ISP）902、存储器903、显示器904以及控制器905。

图14的相机模块CM除了包括固体摄像装置5，还包括光学透镜单元（摄像光学系统）901。

光学透镜单元901将入射光（来自被摄体的光）聚光于本实施方式的固体摄像装置5，使与入射光对应的被摄体像在固体摄像装置5的图像传感器10上成像。光学透镜单元901包括多个透镜。通过对各透镜的机械控制或者电控制，能够控制光学透镜单元901的光学特性（例如，焦距）。

ISP902处理通过相机模块CM的摄像而得到的图像信号。通过ISP902而信号处理后的数据向相机模块CM内反馈控制。在ISP902内，也可以设置信号处理电路11。

存储器903存储来自ISP902的信号。存储器903也能够存储从外部给予的信号以及数据。

来自ISP902的信号或者来自存储器903的信号被显示到显示器（例如，液晶显示器）904。从ISP902以及存储器903输出至显示器904的信号是固体摄像装置5取得的来自被摄体的光所对应的图像数据（静态图像数据或者动态图像数据）。控制器905控制数码相机900内的各构成部5、901～904的动作。

除了数码相机900以外，相机模块CM还能够应用于例如带有相机的便携终端，带有相机的个人计算机、以及车载相机等的电子设备。

如上所述，实施方式的固体摄像装置5能够应用于相机模块CM以及数码相机900。

对本发明的几个实施方式进行了说明，但这些实施方式是仅作为例子而提出的，并没有意图限定发明的范围。实际上，这些实施方式可以以其他各种方式进行实施，进而在不超出发明主旨的范围内，可进行各种省略、置换以及变更。这些实施方式及其变形包括在发明的范围和主旨内，同样，也包括在权利要求书和与其等同的范围内。

Claims (20)

1.一种固体摄像装置，具备：

图像传感器，包括具有多个有效像素的有效像素区域以及具有多个遮光像素的遮光像素区域，该图像传感器根据上述多个有效像素以及上述多个遮光像素的输出信号生成图像信号；以及

至少1个钳位电路，检测信号电荷从上述有效像素向上述遮光像素的溢出，并使用根据上述多个遮光像素的信号生成的参数，执行相对于上述图像信号的黑电平的信号处理，

上述钳位电路，

使用向从上述遮光像素区域朝向上述有效区域的方向所积分的上述多个遮光像素的信号的积分值，检测上述信号电荷的溢出，

基于上述信号电荷的溢出的检测结果，设定根据实质上没有受到上述信号电荷的溢出的影响的上述多个遮光像素的输出信号生成的上述参数。

2.如权利要求1所述的固体摄像装置，其中，

上述钳位电路包括：

第一积分电路，生成上述多个遮光像素的信号的上述积分值；

平均值计算电路，根据上述积分值生成上述多个遮光像素的输出信号的平均值；

第一计算电路，执行相对于上述平均值和黑电平基准值的计算处理；

第一保持电路，将上述积分值按照每第一像素间隔保持；

第二保持电路，将上述第一保持电路的输出信号按照每上述第一像素间隔保持；

判断电路，基于上述第一保持电路的输出信号以及上述第二保持电路的输出信号，检测到上述信号电荷的溢出时，输出有效信号；

定时调整电路，将上述第一计算电路的输出信号按照每上述第一像素间隔保持；

第三保持电路，在被供给了上述有效信号时，保持上述定时调整电路的输出信号；以及

处理电路，将上述第三保持电路的输出信号用作上述参数，执行相对于上述图像信号的处理。

3.如权利要求2所述的固体摄像装置，其中，

上述判断电路包括：

第一比较电路，比较上述第一保持电路的输出信号与上述第二保持电路的输出信号；

计数器，在上述第一保持电路的输出信号比上述第二保持电路的输出信号大时，基于上述第一比较电路的输出信号，增加计数值；以及

第二比较电路，比较上述计数值与判断值，在上述计数值比上述判断值大时，输出上述有效信号。

4.如权利要求3所述的固体摄像装置，其中，

上述定时调整电路为移位寄存器。

5.如权利要求4所述的固体摄像装置，其中，

上述判断值被供给至上述移位寄存器，

上述移位寄存器将根据通过上述判断值指定的值而被移位了的定时的上述第一计算电路的输出信号输出至第三保持电路。

6.如权利要求2所述的固体摄像装置，其中，

上述判断电路包括：

第二计算电路，对上述第一保持电路的输出信号和上述第二保持电路的输出信号实施计算处理；

比较电路，比较上述第二计算电路的输出信号与判断值，在上述第二计算电路的输出信号比上述判断值大时，输出有效信号；

定时调整电路，将上述第一计算电路的输出信号按照每上述第一像素间隔保持；

第三保持电路，在被供给了上述有效信号时，保持上述定时调整电路的输出信号；以及

处理电路，将上述第三保持电路的输出信号用作上述参数，执行相对于上述图像信号的处理。

7.如权利要求6所述的固体摄像装置，其中，

上述第二计算电路使用上述第一保持电路的输出信号和上述第二保持电路的输出信号进行减法处理。

8.如权利要求2所述的固体摄像装置，其中，

上述第二保持电路的输出信号以上述第一像素间隔从上述第一保持电路的输出信号偏移。

9.如权利要求1所述的固体摄像装置，其中，

上述钳位电路包括：

第一积分电路以及第二积分电路，生成上述多个遮光像素的输出信号的积分值；

平均值计算电路，根据由上述第一积分电路生成的上述积分值，生成上述多个遮光像素的输出信号的平均值；

第一计算电路，执行相对于上述平均值和黑电平基准值的计算处理；

第一保持电路，保持由上述第二积分电路生成的m个遮光像素的上述积分值；

第二保持电路，将由上述第二积分电路生成的n个遮光像素的上述积分值按照每上述n个像素间隔保持；

第二计算电路，对上述第二保持电路的输出信号，执行使用了第一系数的计算处理；

判断电路，基于上述第一保持电路的输出信号和上述第二计算电路的输出信号，检测到上述信号电荷的溢出时，输出有效信号；

定时调整电路，将上述第一计算电路的输出信号按照每上述n个像素间隔保持；

第三保持电路，在被供给了上述有效信号时，保持上述定时调整电路的输出信号；以及

处理电路，将上述第三保持电路的输出信号用作上述参数，执行相对于上述图像信号的处理。

10.如权利要求9所述的固体摄像装置，其中，

上述判断电路包括：

第一比较电路，比较上述第一保持电路的输出信号与上述第二计算电路的输出信号；

计数器，在上述第二计算电路的输出信号比上述第一保持电路的输出信号大时，基于上述第一比较电路的输出信号，增加计数值；以及

第二比较电路，比较上述计数值与判断值，在上述计数值比上述判断值大时，输出上述有效信号。

11.如权利要求10所述的固体摄像装置，其中，

上述定时调整电路为移位寄存器。

12.如权利要求11所述的固体摄像装置，其中，

上述判断值被供给至上述移位寄存器，

上述移位寄存器将根据通过上述判断值指定的值而被移位了的定时的上述第一计算电路的输出信号输出至第三保持电路。

13.如权利要求9所述的固体摄像装置，其中，

上述判断电路包括：

第三计算电路，执行相对于上述第一保持电路的输出信号和上述第二计算电路的输出信号的计算处理；

比较电路，比较上述第三计算电路的输出信号与判断值，在上述第三计算电路的输出信号比上述判断值大时，输出有效信号；

定时调整电路，将上述第一计算电路的输出信号按照每上述n个像素间隔保持；

第三保持电路，在被供给了上述有效信号时，保持上述定时调整电路的输出信号；以及

处理电路，将上述第三保持电路的输出信号用作上述参数，执行相对于上述图像信号的处理。

14.如权利要求13所述的固体摄像装置，其中，

第三计算电路进行上述第一保持电路的输出信号和上述第二计算电路的输出信号的减法处理。

15.如权利要求9所述的固体摄像装置，其中，

第二计算电路对上述第二保持电路的输出信号乘以第一系数。

16.如权利要求9所述的固体摄像装置，其中，

上述第一系数为上述m与上述n的比。

17.如权利要求9所述的固体摄像装置，其中，

上述第一保持电路的输出为恒定值，上述第二保持电路的输出为从m个遮光像素的积分以n个像素的像素间隔更新后的值。

18.如权利要求1所述的固体摄像装置，其中，

还包括修正电路，该修正电路设置于上述图像传感器与上述钳位电路之间，并进行上述图像信号所包含的缺陷的修正处理。

19.如权利要求1所述的固体摄像装置，其中，

上述至少1个钳位电路包括被供给第一限幅的第一钳位电路以及被供给第二限幅的第二钳位电路，

上述第一限幅比上述第二限幅宽。

20.一种相机，包括：

权利要求1所述的固体摄像装置；以及

将来自被摄体的光聚光于上述固体摄像元件上的一个光学透镜单元。