JP2008172493A - フロントエンド信号処理方法およびフロントエンド信号処理装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】イメージセンサからの信号を処理するフロントエンド信号処理において、イメージセンサの画素混合駆動時もしくは間引き駆動時に少ないOB部画素数となる場合においても安定した黒レベルの信号出力を得る。
【解決手段】イメージセンサ1から検出したOB部画素のデジタル輝度信号とOB部画素数を検出/保持し、画素数カウント部4のカウント数が任意の値に達したときに、クランプを行うことにより、少ないOB部画素数となる場合でも安定した黒レベルの信号出力を得る。
【選択図】図1
【解決手段】イメージセンサ1から検出したOB部画素のデジタル輝度信号とOB部画素数を検出/保持し、画素数カウント部4のカウント数が任意の値に達したときに、クランプを行うことにより、少ないOB部画素数となる場合でも安定した黒レベルの信号出力を得る。
【選択図】図1
Description
本発明はイメージセンサのフロントエンド信号処理方法および装置に関するものである。
従来、イメージセンサからの信号を処理するフロントエンド信号処理装置としては、図4に示したような構成が使用されている。
以下、図4を参照しながら、従来技術の例として特開2001−189892号公報に示されたフロントエンド信号処理装置について説明する。
この従来のフロントエンド信号処理装置は、イメージセンサ51からの輝度信号を、相関二重標本化器52(CDS)で検出してサンプリングした後、A/Dコンバータ53(ADC)によりデジタル化する。
次に、このA/Dコンバータ53から得られるデジタル輝度信号54から基準レベル信号55を減算することにより、ゼロ基準のデジタル輝度信号56が得られる。このデジタル輝度信号56をD/Aコンバータ57(DAC)によりアナログ信号に変換し、クランプスイッチ58をイメージセンサ51のOB(オプティカルブラック)部期間のみオンすることによって、容量59にクランプレベルを保持し、バッファ60にて相関二重標本化器52に戻す。
このクランプのフィードバックループを構成する相関二重標本化器52、A/Dコンバータ53、およびD/Aコンバータ57等の各ブロックにDCオフセットがない理想条件下では、デジタル輝度信号56の基準レベルはゼロにクランプされる。
さらに、デジタル輝度信号56はデジタルゲイン可変アンプ61によりゲイン制御信号(デジタル値)62で設定されたゲインで増幅され、加算器64によってOBレベル基準信号63が加算され、最終のフロントエンド出力輝度信号が得られる。上記理想条件下でオフセットがない場合、この最終のフロントエンド出力輝度信号の黒レベルはOBレベル基準信号63に一致する。
この例では、デジタル輝度信号56をそのままD/A変換しているが、クランプスイッチ58がオンしているときのみクランプレベルがフィードバックされるため、先にイメージセンサ51のOB部期間の輝度信号のみ加算平均した信号をD/A変換する構成とする場合もある。
上記、特開2001−189892号公報では、相関二重標本化器52、A/Dコンバータ53、およびD/Aコンバータ57により構成されるフィードバックループにより黒レベルクランプを行うが、クランプレベルの精度を上げるため、さらにフィードフォワードループを構成する例もある。
以下、図5を参照しながら、従来技術の例として特開2006−072348号公報に示されたフロントエンド信号処理装置について説明する。
このフロントエンド信号処理装置は、(a)輝度検出/デジタル化部と、(b)黒レベルクランプ部と、(c)オフセット検出部と、(d)オフセット補正部と、(e)信号処理部とを備え、出力の黒レベルのオフセットを補正するものである。
(a) 輝度検出/デジタル化部は、イメージセンサ71からの出力信号に含まれた輝度情報を検出する相関二重標本化装置(CDS)72と、A/Dコンバータ(ADC)73とによって構成される。
(b) 黒レベルクランプ部は、OB部画素のデジタル輝度信号期間にオンするスイッチ74と、低域デジタルフィルタ75と、低域デジタルフィルタ75の出力から基準黒レベル76を減算する減算器77と、D/Aコンバータ78(DAC)と、クランプレベルを保持するための容量79と、任意の充電期間のみオンするスイッチ80と、バッファ81とによって構成される。
(c) オフセット検出部は、OB部画素のデジタル輝度信号期間にオンするスイッチ74の出力を入力とする低域デジタルフィルタ82によって構成される。
(d) オフセット補正部は、A/Dコンバータ73の出力から低域デジタルフィルタ82の出力を減算する減算器83によって構成される。
(e) 信号処理部は、ゲイン制御信号(デジタル値)84で制御されるデジタルゲイン可変アンプ85と、OB基準レベル86を加算する加算器87とによって構成される。
本従来例では、A/Dコンバータ73のデジタル輝度信号出力から低域デジタルフィルタ82の出力を減算することで、後段の信号処理部に入る輝度信号の黒レベルがゼロとなるようオフセットが補正されるため、OBクランプのフィードバックループを構成する相関二重標本化装置72と、A/Dコンバータ73およびD/Aコンバータ78等の各ブロックのDCオフセットに影響されず、安定した黒レベルの輝度信号出力を得ることができる。
特開2001−189892号公報
特開2006−072348号公報
イメージセンサの高フレームレート撮影への市場の要求から、複数画素信号を混合し出力する画素混合駆動や画素間引き駆動が行われている。これらの駆動は、イメージセンサの高画素数化に伴い、さらに高い間引き率が要求されている。
しかし、画素混合駆動もしくは画素間引き駆動を行う場合、画像として出力されるイメージセンサの有効画素領域のみならず、黒レベルクランプに必要なOB部画素についても間引かれる。そのため、クランプレベルの決定に使用されるOB部画素数が少なくなるにつれ、輝度情報が少なくなり、クランプレベルに十分な精度が得られなくなる。その結果、毎水平ラインのクランプレベル誤差から、撮影画像に横線等の画質劣化が生じる。
このようにOB部からの輝度情報の精度が悪い場合、図4の従来例や図5の従来例では、OB部毎にOB部輝度情報から黒レベルクランプを行うため、クランプレベルを保持するための容量値もしくはフィルタの時定数を最適化し、レベル変動を抑制するしかない。しかしこの方法では、単純にクランプ引き込み時間が大きくなるため、高輝度からのクランプ引き込みや、電源起動時から撮影開始までの時間が長くなってしまう等の欠点がある。
したがって、本発明の目的は、イメージセンサの画素混合駆動時もしくは間引き駆動時に少ないOB部画素数となる場合においても安定した黒レベルの信号出力を得ることができるフロントエンド信号処理方法およびフロントエンド信号処理装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明のフロントエンド信号処理方法は、イメージセンサからの信号を処理するフロントエンド信号処理方法であって、(a)輝度検出/デジタル化ステップと、(b)黒レベル輝度検出ステップと、(c)画素数カウントステップと、(d)クランプ制御ステップと、(e)黒レベルクランプステップとを含む。
(a) 輝度検出/デジタル化ステップでは、イメージセンサからの出力信号に含まれる輝度情報を検出してデジタル輝度信号を発生する。
(b) 黒レベル輝度検出ステップでは、イメージセンサのOB部画素のデジタル輝度信号に基づき、輝度信号の黒レベルを検出する。
(c) 画素数カウントステップでは、イメージセンサのOB部画素数を積算する。
(d) クランプ制御ステップでは、画素数カウントステップのカウント数が任意の値に達したことを検出してクランプ制御信号を生成する。
(e) 黒レベルクランプステップでは、クランプ制御信号に応答して輝度検出/デジタル化ステップのデジタル輝度信号の黒レベルをクランプする。
この構成によれば、イメージセンサのOB部画素数を積算し、カウント数が任意の値に達したことを検出してクランプ制御信号を生成し、クランプ制御信号に応答してデジタル輝度信号の黒レベルをクランプするので、イメージセンサの画素混合駆動時もしくは間引き駆動時に少ないOB部画素数となる場合においても安定した黒レベルの信号出力を得ることができる。
上記のフロントエンド信号処理方法においては、オフセット検出ステップと、オフセット補正ステップとをさらに含むことが好ましい。
(f)オフセット検出ステップでは、黒レベルクランプステップに起因する基準黒レベルからの誤差を検出する。
(g)オフセット補正ステップではオフセット検出ステップによって得られるオフセット値を、イメージセンサのデジタル輝度信号から減算する。
また、上記構成のフロントエンド信号処理方法においては、画素数カウントステップのカウント数が任意の値に達したときに、クランプ制御ステップでクランプ制御信号を出力することにより、画素数カウントステップのカウント数が任意の数に達したときに黒レベルクランプステップで輝度検出/デジタル化ステップの黒レベルをクランプすることが好ましい。
さらに、上記構成のフロントエンド信号処理方法においては、画素数カウントステップのカウント数が任意の値に達した後の次の水平または垂直ブランキング期間に、クランプ制御ステップでクランプ制御信号を出力することにより、画素数カウントステップのカウント数が任意の値に達した後の次の水平または垂直ブランキング期間に黒レベルクランプステップで輝度検出/デジタル化ステップの黒レベルをクランプするようにしてもよい。
ここで、画素数カウントステップのカウント数が任意の値に達した後すぐにクランプを行う場合と、次の水平または垂直ブランキング期間まで待って行う場合との作用効果の違いについて説明する。例えばクランプをすぐ行う場合、応答性はよいが、クランプタイミングが有効画素やOB画素期間である場合、その期間の画像に影響が出る。一方、ブランキング期間にクランプした場合は、画像への影響はないが、応答性は悪くなる。したがって、状況に応じて使い分けが必要となる。
さらに、上記構成のフロントエンド信号処理方法においては、オフセット検出ステップにおけるオフセット検出を黒レベルクランプステップにおけるクランプタイミングと独立したタイミングで行うようにしてもよい。
上記課題を解決するために、本発明のフロントエンド信号処理装置は、イメージセンサからの信号を処理するフロントエンド信号処理装置であって、(a)輝度検出/デジタル化部と、(b)黒レベル輝度検出部と、(c)画素数カウント部と、(d)クランプ制御部と、(e)黒レベルクランプ部とを備えている。
(a)輝度検出/デジタル化部は、イメージセンサからの出力信号に含まれる輝度情報を検出してデジタル輝度信号を発生する。
(b)黒レベル輝度検出部は、イメージセンサのOB部画素のデジタル輝度信号に基づき、輝度信号の黒レベルを検出する。
(c)画素数カウント部は、イメージセンサのOB部画素数を積算する。
(d)クランプ制御部は、画素数カウント部のカウント数が任意の値に達したことを検出してクランプ制御信号を生成する。
(e)黒レベルクランプ部は、クランプ制御信号に応答して輝度検出/デジタル化部のデジタル輝度信号の黒レベルをクランプする。
この構成によれば、イメージセンサのOB部画素数を積算し、カウント数が任意の値に達したことを検出してクランプ制御信号を生成し、クランプ制御信号に応答してデジタル輝度信号の黒レベルをクランプするので、イメージセンサの画素混合駆動時もしくは間引き駆動時に少ないOB部画素数となる場合においても安定した黒レベルの信号出力を得ることができる。
上記のフロントエンド信号処理装置においては、オフセット検出部と、オフセット補正部とをさらに備えることが好ましい。
(f)オフセット検出部は、黒レベルクランプ部に起因する基準黒レベルからの誤差を検出する。
(g)オフセット補正部は、オフセット検出部によって得られるオフセット値を、イメージセンサのデジタル輝度信号から減算する。
上記のフロントエンド信号処理装置においては、クランプ制御部は、画素数カウント部のカウント数が任意の値に達したときに、クランプ制御信号を出力することにより、画素数カウント部のカウント数が任意の数に達したときに黒レベルクランプ部が輝度検出/デジタル化部のデジタル輝度信号の黒レベルをクランプすることが好ましい。
また、上記のフロントエンド信号処理装置においては、クランプ制御部は、画素数カウント部のカウント数が任意の値に達した後の次の水平または垂直ブランキング期間にクランプ制御信号を出力することにより、画素数カウント部のカウント数が任意の値に達した後の次の水平または垂直ブランキング期間に黒レベルクランプ部が輝度検出/デジタル化部のデジタル輝度信号の黒レベルをクランプするようにしてもよい。
さらに、上記構成のフロントエンド信号処理装置においては、オフセット検出部がオフセット検出を黒レベルクランプ部によるクランプタイミングと独立したタイミングで行うようにしてもよい。
本発明によれば、イメージセンサの画素混合駆動時もしくは間引き駆動時に少ないOB部画素数となる場合においても安定した黒レベルの信号出力を得ることができる。その実現に際し、外付け容量値の増大等の欠点や、高輝度からのクランプ引き込み時間や、電源起動時から撮影開始までの時間が長くなるという欠点なしに実現することができる。
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
(実施の形態1)
図1は本発明の実施の形態1に係るフロントエンド信号処理装置の基本構成を示すブロック図である。本フロントエンド信号処理装置は、(a)輝度検出/デジタル化部2と、(b)輝度信号の黒レベルを検出する黒レベル輝度検出部3と、(c)画素数カウント部4と、(d)クランプ制御部5と、(e)黒レベルクランプ部6とを備え、出力の黒レベルを所定値にクランプするものである。
図1は本発明の実施の形態1に係るフロントエンド信号処理装置の基本構成を示すブロック図である。本フロントエンド信号処理装置は、(a)輝度検出/デジタル化部2と、(b)輝度信号の黒レベルを検出する黒レベル輝度検出部3と、(c)画素数カウント部4と、(d)クランプ制御部5と、(e)黒レベルクランプ部6とを備え、出力の黒レベルを所定値にクランプするものである。
(a) 輝度検出/デジタル化部2は、イメージセンサ1からの出力信号に含まれた輝度情報を検出してデジタル輝度信号を発生する。
(b) 黒レベル輝度検出部3は、イメージセンサ1のOB部画素のデジタル輝度信号に基づき、輝度信号の黒レベルを検出する。
(c) 画素数カウント部4は、OB部画素数を積算する。
(d) クランプ制御部5は、画素数カウント部4のカウント数が任意の値に達したことを検出してクランプ制御信号を生成する。
(e) 黒レベルクランプ部6は、クランプ制御信号によって輝度検出/デジタル化部2のデジタル輝度信号の黒レベルをクランプする。
イメージセンサ1としては、CCDイメージセンサやCMOSイメージセンサの他、任意のイメージセンサを使用することができる。
イメージセンサ1からの信号は、センサ中央の受光部の有効画素部からの輝度信号と、受光部周辺に配置された遮光部(OB部)からの輝度信号とに大別される。輝度信号検出/デジタル化部2はこれら有効画素信号やOB部画素信号の輝度を検出しデジタル輝度信号に変換する。
黒レベル輝度検出部3は、OB部画素の輝度情報を蓄え、黒レベルクランプ部6にその輝度情報を出力する。ここで出力される輝度情報は蓄えたOB部画素の平均値またはそれ以外の任意の算出方法によって算出することもできる。
画素数カウント部4は、黒レベル輝度検出部に蓄えたOB画素数を積算し、その値をクランプ制御部5に出力する。
クランプ制御部5は積算された画素数が任意の数に達したときに黒レベルクランプ部6にクランプ動作開始のためのクランプ制御信号を出力する。
黒レベルクランプ部6は、上記のクランプ動作開始のためのクランプ制御信号により、黒レベル輝度検出部3からのOB部輝度情報と基準黒レベルとの差を0にするように輝度信号検出/デジタル化部2にフィードバックする。
ここで、クランプ制御信号は画素数が任意の数に達した直後に出力するか、または画素数が任意の数に達した後、次の水平または垂直ブランキング期間に出力することもできる。
1水平ラインのOB部画素数が所定の任意の数に満たない場合、その水平ラインではクランプ制御信号は出力されず、OB部の積算された画素数と輝度情報は次の水平ラインに持ち越され、その水平ラインの画素数と輝度情報を積算する。このようにして画素数が任意の数に達するまで積算を繰り返した後、クランプ動作開始のためのクランプ制御信号を出力する。
また、1水平ラインのOB部画素数が任意の数(予め決められた数)以上ある場合には、その時点で積算を打ち切ってもよいが、よりOB部輝度情報の精度を上げるためその水平ラインのOB部の画素を全て積算した後にクランプ動作を行うこともできる。
このように、本発明の実施の形態によるフロントエンド信号処理装置では、イメージセンサの画素混合駆動時または間引き駆動時などOB部画素数が少ない場合でも、OB部画素数が任意の数に達した場合にのみクランプ動作が行われるため、積算画素数不足によるクランプ精度の劣化が生じず、またクランプ精度の劣化に起因する横線発生による画質劣化を防ぐことができる。
また、十分な水平OB部画素数がある場合や、垂直OBラインに十分なOB部画素数がある場合には毎OB部にクランプ動作を行うことができるため高輝度からのクランプ引き込み時や電源オン時の引き込みは従来通り行うことができ、引き込み時間が長くなるという欠点がない。
(実施の形態2)
図2は本発明の実施の形態2に係るフロントエンド信号処理装置の基本構成を示すブロック図である。本フロントエンド信号処理装置は、(a)輝度検出/デジタル化部12と、(b)輝度信号の黒レベルを検出する黒レベル輝度検出部13と、(c)画素数カウント部14と、(d)クランプ制御部15と、(e)黒レベルクランプ部16と、(f)オフセット検出部17と、(g)オフセット補正部18を備え、出力の黒レベルを所定値にクランプするものである。
図2は本発明の実施の形態2に係るフロントエンド信号処理装置の基本構成を示すブロック図である。本フロントエンド信号処理装置は、(a)輝度検出/デジタル化部12と、(b)輝度信号の黒レベルを検出する黒レベル輝度検出部13と、(c)画素数カウント部14と、(d)クランプ制御部15と、(e)黒レベルクランプ部16と、(f)オフセット検出部17と、(g)オフセット補正部18を備え、出力の黒レベルを所定値にクランプするものである。
図2のフロントエンド信号処理装置においては、(a)輝度検出/デジタル化部12と、(b)輝度信号の黒レベルを検出する黒レベル輝度検出部13と、(c)画素数カウント部14と、(d)クランプ制御部15と、(e)黒レベルクランプ部16とは、図1のフロントエンド信号処理装置と同様である。(f)オフセット検出部17と、(g)オフセット補正部18とが更に備えている点が、実施の形態1とは異なる。
(f) オフセット検出部17は、黒レベルクランプ部16または輝度検出/デジタル化部12に起因する基準黒レベルからの誤差を検出する。
(g) オフセット補正部18は、オフセット検出部17によって得られるオフセット値を、イメージセンサ11のデジタル輝度信号から減算する。
(g) オフセット補正部18は、オフセット検出部17によって得られるオフセット値を、イメージセンサ11のデジタル輝度信号から減算する。
ここで、輝度信号検出/デジタル化部12と黒レベル輝度検出部13と黒レベルクランプ部16とで構成されるフィードバックループは、各部を構成するアナログブロックのもつオフセットに起因して、基準黒レベルとの間にオフセットが生じることがあるが、オフセット検出部17はそのオフセットを検出するものである。
オフセット値は、黒レベル輝度検出部13からの輝度情報と基準黒レベルとの差により算出されるが、このオフセット値は画素数カウント部14による積算画素数が所定の任意の値に達してから算出され、オフセット補正部18に出力される。ここで黒レベル輝度検出部13からの輝度情報はOB部画素の輝度の平均値をとることで算出できるが、または、任意の低域デジタルフィルタにより算出した値を使用することもできる。
オフセット補正部18は、輝度信号検出/デジタル化部12から出力されるデジタル輝度信号から、オフセット検出部17により検出されたオフセットをデジタル的に減算する。これによってオフセット補正後のデジタル輝度信号は黒レベルがゼロにクランプされた信号となる。
オフセット検出に使用するOB画素数は黒レベルクランプ部16を制御するのに使用するOB画素数と同じである必要はなく、前段の黒レベルクランプのためのフィードバックループおよび後段のオフセット補正のためのフィードフォワードループの特性に応じてそれぞれ独立なタイミングでクランプ制御およびオフセット補正を行うことができる。
このように本発明は、安定化された黒レベルを有する輝度信号出力を得るために黒レベルクランプのフィードバックループで生じるオフセットを補正するフロントエンド信号処理装置においても適用できる。
(実施の形態3)
図3は図2の構成をより具体化したフロントエンド信号処理装置を示すブロック図である。本フロントエンド信号処理装置は、(a)輝度検出/デジタル化部と、(b)画素カウンタ/クランプ制御部と、(c)画素加算平均部29と、(d)黒レベルクランプ部と、(e)オフセット検出部と、(f)オフセット補正部と、(g)信号処理部とを備え、出力の黒レベルを安定に基準黒レベルに補正するものである。
図3は図2の構成をより具体化したフロントエンド信号処理装置を示すブロック図である。本フロントエンド信号処理装置は、(a)輝度検出/デジタル化部と、(b)画素カウンタ/クランプ制御部と、(c)画素加算平均部29と、(d)黒レベルクランプ部と、(e)オフセット検出部と、(f)オフセット補正部と、(g)信号処理部とを備え、出力の黒レベルを安定に基準黒レベルに補正するものである。
(a)輝度検出/デジタル化部は、イメージセンサ21からの出力信号に含まれた輝度情報を検出する相関二重標本化装置(CDS)22と、A/Dコンバータ(ADC)23と、によって構成される。
(b)画素カウンタ/クランプ制御部は、OB部画素のデジタル輝度信号期間にオンするスイッチ24と、OB部画素数を積算する画素カウンタ25と、積算画素数が所定の任意の数に達したときにクランプ開始信号26およびオフセット補正開始信号27を発生するクランプ制御回路28とによって構成される。
(c)画素加算平均部29は、スイッチ24がオンしている期間のOB部画素信号を加算平均する。
(d)黒レベルクランプ部は、クランプ開始信号によってオンするスイッチ30と、低域デジタルフィルタ31と、フィルタ出力から基準黒レベル32を減算する減算器33と、D/Aコンバータ34(DAC)と、クランプレベルを保持するための容量35と、クランプ開始信号26によって任意の充電期間のみオンするスイッチ36と、バッファ37とによって構成される。
(e)オフセット検出部は、オフセット補正開始信号27によってオンするスイッチ38と、OB部画素加算平均部29の出力を入力とする低域デジタルフィルタ39によって構成される。
(f)オフセット補正部は、A/Dコンバータ23の出力から低域デジタルフィルタ39出力を減算する減算器40によって構成される。
(g)信号処理部は、ゲイン制御信号41で制御されるデジタルゲイン可変アンプ42と、OB基準レベル43を加算する加算器44とによって構成される。
ここで、クランプ開始信号26とオフセット補正開始信号27とは同一である必要はなく、それぞれに任意のOB画素数が蓄積された時点で発生することにしてもよい。このように独立にタイミングを設定できることによりクランプループおよびオフセット補正ループのそれぞれの特性に応じて最適な画素数を選択することができる。
またOB期間の画素数が十分でない場合はクランプ動作を行わず、所定の画素数が蓄積されてからクランプ動作を行うためクランプ精度の劣化を生じない。
このように、本発明の実施の形態によれば、少ないOB部画素数しかない場合でも安定した黒レベルの輝度信号出力を得るフロントエンド信号処理装置が提供される。
以上のような構成のフロントエンド信号処理によって、以下に示すようなフロントエンド信号処理方法が実施される。
(1)
イメージセンサからの信号を処理するフロントエンド信号処理方法であって、
(a)前記イメージセンサからの出力信号に含まれる輝度情報を検出してデジタル輝度信号を発生する輝度検出/デジタル化ステップと、
(b)前記イメージセンサのOB部画素の前記デジタル輝度信号に基づき、前記輝度信号の黒レベルを検出する黒レベル輝度検出ステップと、
(c)前記イメージセンサの前記OB部画素数を積算する画素数カウントステップと、
(d)前記画素数カウントステップのカウント数が任意の値に達したことを検出してクランプ制御信号を生成するクランプ制御ステップと、
(e)前記クランプ制御信号に応答して前記輝度検出/デジタル化ステップのデジタル輝度信号の黒レベルをクランプする黒レベルクランプステップとを含むフロントエンド信号処理方法。
イメージセンサからの信号を処理するフロントエンド信号処理方法であって、
(a)前記イメージセンサからの出力信号に含まれる輝度情報を検出してデジタル輝度信号を発生する輝度検出/デジタル化ステップと、
(b)前記イメージセンサのOB部画素の前記デジタル輝度信号に基づき、前記輝度信号の黒レベルを検出する黒レベル輝度検出ステップと、
(c)前記イメージセンサの前記OB部画素数を積算する画素数カウントステップと、
(d)前記画素数カウントステップのカウント数が任意の値に達したことを検出してクランプ制御信号を生成するクランプ制御ステップと、
(e)前記クランプ制御信号に応答して前記輝度検出/デジタル化ステップのデジタル輝度信号の黒レベルをクランプする黒レベルクランプステップとを含むフロントエンド信号処理方法。
(2)
(f)前記黒レベルクランプステップに起因する基準黒レベルからの誤差を検出するオフセット検出ステップと、
(g)前記オフセット検出ステップによって得られるオフセット値を、前記イメージセンサの前記デジタル輝度信号から減算するオフセット補正ステップとをさらに含むフロントエンド信号処理方法。
(f)前記黒レベルクランプステップに起因する基準黒レベルからの誤差を検出するオフセット検出ステップと、
(g)前記オフセット検出ステップによって得られるオフセット値を、前記イメージセンサの前記デジタル輝度信号から減算するオフセット補正ステップとをさらに含むフロントエンド信号処理方法。
(3)
前記画素数カウントステップのカウント数が任意の値に達したときに、前記クランプ制御ステップで前記クランプ制御信号を出力することにより、前記画素数カウントステップのカウント数が任意の数に達したときに前記黒レベルクランプステップで前記輝度検出/デジタル化ステップのデジタル輝度信号の黒レベルをクランプするフロントエンド信号処理方法。
前記画素数カウントステップのカウント数が任意の値に達したときに、前記クランプ制御ステップで前記クランプ制御信号を出力することにより、前記画素数カウントステップのカウント数が任意の数に達したときに前記黒レベルクランプステップで前記輝度検出/デジタル化ステップのデジタル輝度信号の黒レベルをクランプするフロントエンド信号処理方法。
(4)
前記画素数カウントステップのカウント数が任意の値に達した後の次の水平または垂直ブランキング期間に、前記クランプ制御ステップで前記クランプ制御信号を出力することにより、前記画素数カウントステップのカウント数が任意の値に達した後の次の水平または垂直ブランキング期間に前記黒レベルクランプステップで前記輝度検出/デジタル化ステップのデジタル輝度信号の黒レベルをクランプするフロントエンド信号処理方法。
前記画素数カウントステップのカウント数が任意の値に達した後の次の水平または垂直ブランキング期間に、前記クランプ制御ステップで前記クランプ制御信号を出力することにより、前記画素数カウントステップのカウント数が任意の値に達した後の次の水平または垂直ブランキング期間に前記黒レベルクランプステップで前記輝度検出/デジタル化ステップのデジタル輝度信号の黒レベルをクランプするフロントエンド信号処理方法。
(5)
オフセット検出ステップにおけるオフセット検出を前記黒レベルクランプステップにおけるクランプタイミングと独立したタイミングで行うフロントエンド信号処理方法。
オフセット検出ステップにおけるオフセット検出を前記黒レベルクランプステップにおけるクランプタイミングと独立したタイミングで行うフロントエンド信号処理方法。
以上説明したように、本発明は、イメージセンサのフロントエンド信号処理方法、もしくは信号処理装置、およびこれらを備えた信号処理システムや半導体集積装置システムに有用である。
11、21、51、71 イメージセンサ
12 輝度検出/デジタル化部
13 黒レベル輝度検出部
4、14、25 画素数カウント部
5、15、28 クランプ制御部
6、16 黒レベルクランプ部
17 オフセット検出部
18 オフセット補正部
22、52、72 相関二重標本化器(CDS)
23、53、73 A/Dコンバータ(ADC)
24、30、36、38、58、74、80 スイッチ
26 クランプ開始信号
27 オフセット補正開始信号
29 画素信号加算平均回路
31、39、75、82 デジタルフィルタ
32、55、76 基準レベル信号
33、40、77、83 減算器
34、57、78 D/Aコンバータ(DAC)
35、59、79 容量
37、60、81 バッファ
41、62、84 ゲイン制御信号
42、61、85 デジタル・プログラマブル・ゲイン増幅器
43、63、86 基準OBレベル信号
44、64、87 加算器
54、56 デジタル輝度信号
12 輝度検出/デジタル化部
13 黒レベル輝度検出部
4、14、25 画素数カウント部
5、15、28 クランプ制御部
6、16 黒レベルクランプ部
17 オフセット検出部
18 オフセット補正部
22、52、72 相関二重標本化器(CDS)
23、53、73 A/Dコンバータ(ADC)
24、30、36、38、58、74、80 スイッチ
26 クランプ開始信号
27 オフセット補正開始信号
29 画素信号加算平均回路
31、39、75、82 デジタルフィルタ
32、55、76 基準レベル信号
33、40、77、83 減算器
34、57、78 D/Aコンバータ(DAC)
35、59、79 容量
37、60、81 バッファ
41、62、84 ゲイン制御信号
42、61、85 デジタル・プログラマブル・ゲイン増幅器
43、63、86 基準OBレベル信号
44、64、87 加算器
54、56 デジタル輝度信号
Claims (10)
- イメージセンサからの信号を処理するフロントエンド信号処理方法であって、
(a)前記イメージセンサからの出力信号に含まれる輝度情報を検出してデジタル輝度信号を発生する輝度検出/デジタル化ステップと、
(b)前記イメージセンサのOB部画素の前記デジタル輝度信号に基づき、前記輝度信号の黒レベルを検出する黒レベル輝度検出ステップと、
(c)前記イメージセンサの前記OB部画素数を積算する画素数カウントステップと、
(d)前記画素数カウントステップのカウント数が任意の値に達したことを検出してクランプ制御信号を生成するクランプ制御ステップと、
(e)前記クランプ制御信号に応答して前記輝度検出/デジタル化ステップのデジタル輝度信号の黒レベルをクランプする黒レベルクランプステップと、
を含むフロントエンド信号処理方法。 - (f)前記黒レベルクランプステップに起因する基準黒レベルからの誤差を検出するオフセット検出ステップと、
(g)前記オフセット検出ステップによって得られるオフセット値を、前記イメージセンサの前記デジタル輝度信号から減算するオフセット補正ステップと、
をさらに含む請求項1記載のフロントエンド信号処理方法。 - 前記画素数カウントステップのカウント数が任意の値に達したときに、前記クランプ制御ステップで前記クランプ制御信号を出力することにより、前記画素数カウントステップのカウント数が任意の数に達したときに前記黒レベルクランプステップで前記輝度検出/デジタル化ステップのデジタル輝度信号の黒レベルをクランプする請求項1または2に記載のフロントエンド信号処理方法。
- 前記画素数カウントステップのカウント数が任意の値に達した後の次の水平または垂直ブランキング期間に、前記クランプ制御ステップで前記クランプ制御信号を出力することにより、前記画素数カウントステップのカウント数が任意の値に達した後の次の水平または垂直ブランキング期間に前記黒レベルクランプステップで前記輝度検出/デジタル化ステップのデジタル輝度信号の黒レベルをクランプする請求項1または2に記載のフロントエンド信号処理方法。
- 前記オフセット検出ステップにおけるオフセット検出を前記黒レベルクランプステップにおけるクランプタイミングと独立したタイミングで行う請求項2記載のフロントエンド信号処理方法。
- イメージセンサからの信号を処理するフロントエンド信号処理装置であって、
(a)前記イメージセンサからの出力信号に含まれる輝度情報を検出してデジタル輝度信号を発生する輝度検出/デジタル化部と、
(b)前記イメージセンサのOB部画素の前記デジタル輝度信号に基づき、前記輝度信号の黒レベルを検出する黒レベル輝度検出部と、
(c)前記イメージセンサの前記OB部画素数を積算する画素数カウント部と、
(d)前記画素数カウント部のカウント数が任意の値に達したことを検出してクランプ制御信号を生成するクランプ制御部と、
(e)前記クランプ制御信号に応答して前記輝度検出/デジタル化部のデジタル輝度信号の黒レベルをクランプする黒レベルクランプ部と、
を備えたフロントエンド信号処理装置。 - (f)黒レベルクランプ部に起因する基準黒レベルからの誤差を検出するオフセット検出部と、
(g)前記オフセット検出部によって得られるオフセット値を、前記イメージセンサの前記デジタル輝度信号から減算するオフセット補正部と、
をさらに備えた請求項6記載のフロントエンド信号処理装置。 - 前記クランプ制御部は、前記画素数カウント部のカウント数が任意の値に達したときに、前記クランプ制御信号を出力することにより、前記画素数カウント部のカウント数が任意の数に達したときに前記黒レベルクランプ部が前記輝度検出/デジタル化部のデジタル輝度信号の黒レベルをクランプする請求項6または7に記載のフロントエンド信号処理装置。
- 前記クランプ制御部は、前記画素数カウント部のカウント数が任意の値に達した後の次の水平または垂直ブランキング期間に前記クランプ制御信号を出力することにより、前記画素数カウント部のカウント数が任意の値に達した後の次の水平または垂直ブランキング期間に前記黒レベルクランプ部が前記輝度検出/デジタル化部のデジタル輝度信号の黒レベルをクランプする請求項6または7に記載のフロントエンド信号処理装置。
- 前記オフセット検出部がオフセット検出を前記黒レベルクランプ部によるクランプタイミングと独立したタイミングで行う請求項7記載のフロントエンド信号処理装置。
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-
2008
- 2008-01-09 US US11/971,865 patent/US20080170086A1/en not_active Abandoned
- 2008-01-10 TW TW097100958A patent/TW200840345A/zh unknown
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