JP2010200109A - Imaging device, control method, and program - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an imaging device capable of reducing strip-like noise due to power fluctuation or the like occurring in an imaging element while suppressing influence of increase of sensitivity of the imaging element, and improving image quality in the imaging device; a control method; and a program. <P>SOLUTION: This imaging device includes: the imaging element 1 having a horizontal OB region 51, a vertical OB region 52 and an effective pixel region 53; a memory 4; and a control part 6. The control part 6 executes a process of reducing noise by an image processing part 5 to a pixel output value of the horizontal OB region 51 of the imaging element 1, and determines whether the output level of the pixel output value after the process is within a set range. When there is a pixel output value of which the output level exceeds the set range, the control part 6 calculates a correction value for bringing the output level exceeding the set range of the pixel output value close to a reference output level, and corrects the pixel output value of which the output level exceeds the set range based on the correction value. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、撮像素子を用いて被写体の画像を撮像する撮像装置、制御方法、及びプログラムに関する。   The present invention relates to an imaging apparatus that captures an image of a subject using an imaging element, a control method, and a program.

近年、撮像素子(CCDイメージセンサ、CMOSイメージセンサ等)を用いて被写体の画像を撮像する撮像装置(デジタルカメラ、ビデオカメラ等)が普及している。この種の撮像素子を備えた撮像装置においては、撮像素子による電荷の蓄積、電荷の転送、及び後段の回路への電荷の読み出しという一連の動作により撮像動作が行われていることは一般的に知られているところである。   In recent years, imaging devices (digital cameras, video cameras, etc.) that capture an image of a subject using an imaging device (CCD image sensor, CMOS image sensor, etc.) have become widespread. In an image pickup apparatus provided with this type of image pickup device, an image pickup operation is generally performed by a series of operations of charge accumulation by the image pickup device, charge transfer, and charge read-out to a subsequent circuit. It is known.

また、撮像素子の多くは、撮影に使用する光の影響を受けない基準画素から構成された領域を備えている。基準画素の出力をもって暗レベルとするため、基準画素の出力を後段の回路でクランプし、撮像に使用する有効画素領域の基準として略一定に調整させるクランプ動作を行っている撮像素子が多い。基準画素は、有効画素領域と同一の構造の画素に対してアルミニウム膜等による遮光を施したオプティカルブラック(OB)画素と呼ばれる画素を使用することが一般的である。   In addition, many of the image pickup devices include a region composed of reference pixels that are not affected by light used for shooting. In order to set the output of the reference pixel to the dark level, there are many image pickup devices that perform a clamping operation in which the output of the reference pixel is clamped by a circuit at a subsequent stage and is adjusted to be substantially constant as a reference of an effective pixel region used for imaging. As the reference pixel, it is common to use a pixel called an optical black (OB) pixel in which a pixel having the same structure as the effective pixel region is shielded by an aluminum film or the like.

まず、CMOS型撮像素子と該撮像素子を備えた撮像装置について説明する。CMOS型撮像素子は、画素が遮光されている公知の水平OB領域(HOB)、画素が遮光されている公知の垂直OB領域(VOB)、画素が遮光されていない有効画素領域から構成されている。また、撮像装置は、撮像素子、アナログフロントエンド(AFE)、画像処理部、制御部、タイミング発生部、メモリ等を備えている。   First, a CMOS type image pickup device and an image pickup apparatus including the image pickup device will be described. The CMOS type image sensor is composed of a known horizontal OB area (HOB) where pixels are shielded from light, a known vertical OB area (VOB) where pixels are shielded from light, and an effective pixel area where pixels are not shielded from light. . In addition, the imaging apparatus includes an imaging element, an analog front end (AFE), an image processing unit, a control unit, a timing generation unit, a memory, and the like.

図14は、従来例に係る撮像装置のAFEの内部構成を示すブロック図である。   FIG. 14 is a block diagram illustrating an internal configuration of the AFE of the imaging apparatus according to the conventional example.

図14において、AFE100は、ゲインコントロールアンプ101、水平OBクランプ・ローパスフィルタ102、A/D変換器103を備える。ゲインコントロールアンプ101は、感度調整に使われる。水平OBクランプ・ローパスフィルタ102は、撮像素子の水平OB領域の各行のOB出力と黒レベルとのオフセットに係数を掛けて徐々に追随させる。これは本来微小かつ緩やかなダークシェーディングを補正するものである。A/D変換器103は、ゲインコントロールアンプ101から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換する。   In FIG. 14, the AFE 100 includes a gain control amplifier 101, a horizontal OB clamp / low pass filter 102, and an A / D converter 103. The gain control amplifier 101 is used for sensitivity adjustment. The horizontal OB clamp / low-pass filter 102 gradually follows the offset between the OB output and the black level of each row in the horizontal OB region of the image sensor by a coefficient. This is intended to correct minute and gentle dark shading. The A / D converter 103 converts the analog signal output from the gain control amplifier 101 into a digital signal.

次に、CMOS型撮像素子の撮像動作における電荷の蓄積・転送・読み出しについて図15及び図16を用いて説明する。   Next, charge accumulation, transfer, and readout in the imaging operation of the CMOS image sensor will be described with reference to FIGS.

図15は、CMOS型撮像素子の画素部回路の一般的な構成例を示す図である。   FIG. 15 is a diagram illustrating a general configuration example of a pixel unit circuit of a CMOS image sensor.

図15において、画素内には、フォトダイオード(PD)114−1、転送スイッチ(TX)114−2、リセットスイッチ(TRES)114−3が設けられている。更に、画素アンプを構成するソースフォロア(SF)114−10、行選択スイッチ(TSEL)114−6が設けられている。転送スイッチ(TX)114−2のゲートは、垂直走査回路114−14からのΦTX(n、n+1)に接続されている。リセットスイッチ114−3のゲートは、垂直走査回路114−14からのΦRES(n、n+1)に接続されている。行選択スイッチ114−6のゲートは、垂直走査回路114−14からのΦSEL(n、n+1)に接続されている。   In FIG. 15, a photodiode (PD) 114-1, a transfer switch (TX) 114-2, and a reset switch (TRES) 114-3 are provided in the pixel. Further, a source follower (SF) 114-10 and a row selection switch (TSEL) 114-6 constituting a pixel amplifier are provided. The gate of the transfer switch (TX) 114-2 is connected to ΦTX (n, n + 1) from the vertical scanning circuit 114-14. The gate of the reset switch 114-3 is connected to ΦRES (n, n + 1) from the vertical scanning circuit 114-14. The gate of the row selection switch 114-6 is connected to ΦSEL (n, n + 1) from the vertical scanning circuit 114-14.

光電変換はフォトダイオード114−1で行われ、受光した光量に応じた電荷の蓄積期間中は転送スイッチ114−2はオフ状態である。ソースフォロア114−10のゲート114−11(フローティングディフュージョン(FD))には、フォトダイオード114−1で光電変換された電荷は転送されない。   Photoelectric conversion is performed by the photodiode 114-1, and the transfer switch 114-2 is in the OFF state during the charge accumulation period corresponding to the received light quantity. The charge photoelectrically converted by the photodiode 114-1 is not transferred to the gate 114-11 (floating diffusion (FD)) of the source follower 114-10.

ソースフォロア114−10のゲート114−11は、基本的には、電荷の蓄積開始前にリセットスイッチ114−3がオンすることで、適当な電圧に初期化されている。即ち、これがダークレベルとなる。次に、リセットスイッチ114−3と同時に(または)行選択スイッチ114−6がオンになると、負荷電流源114−7とソースフォロア114−10で構成されるソースフォロア回路が動作状態になる。ソースフォロア回路で転送スイッチ114−2をオンさせることで、フォトダイオード114−1に蓄積されていた電荷はソースフォロア114−10のゲート114−11に転送される。尚、114−4はリセット電源、114−5はソースフォロア114−10を駆動する電源である。   The gate 114-11 of the source follower 114-10 is basically initialized to an appropriate voltage by turning on the reset switch 114-3 before the start of charge accumulation. That is, this is a dark level. Next, when the row selection switch 114-6 is turned on simultaneously with the reset switch 114-3 (or), the source follower circuit constituted by the load current source 114-7 and the source follower 114-10 enters an operating state. By turning on the transfer switch 114-2 in the source follower circuit, the charge accumulated in the photodiode 114-1 is transferred to the gate 114-11 of the source follower 114-10. In addition, 114-4 is a reset power source, and 114-5 is a power source for driving the source follower 114-10.

ここで、選択行の出力が垂直出力線114−13上に発生する。この出力は転送ゲート114−15a、114−15bを介して、信号蓄積部15に蓄積される。信号蓄積部114−15に一時記憶された出力は水平走査回路114−16により順次、出力アンプ部(不図示)へ読み出される。   Here, the output of the selected row is generated on the vertical output line 114-13. This output is accumulated in the signal accumulation unit 15 via the transfer gates 114-15a and 114-15b. The output temporarily stored in the signal storage unit 114-15 is sequentially read out to an output amplifier unit (not shown) by the horizontal scanning circuit 114-16.

図16は、CMOS型撮像素子の一般的な動作タイミングの例を示す図である。   FIG. 16 is a diagram illustrating an example of general operation timing of the CMOS image sensor.

図16において、まず、T0のタイミングで画素部のリセットを開始する。T0でΦTX(n)、ΦTX(n+1)及びΦRES(n)、ΦRES(n+1)をアクティブとする。この状態は、フォトダイオード114−1のカソード電荷がソースフォロア114−10のゲートに移って平均化された状態であるが、ソースフォロア114−10のゲートのキャパシタ114−9の容量成分を大きくする。これにより、フォトダイオード114−1のカソードをリセットしたレベルと同様になる。   In FIG. 16, first, resetting of the pixel portion is started at the timing of T0. At T0, ΦTX (n), ΦTX (n + 1), ΦRES (n), and ΦRES (n + 1) are activated. In this state, the cathode charge of the photodiode 114-1 is shifted to the gate of the source follower 114-10 and averaged, but the capacitance component of the capacitor 114-9 at the gate of the source follower 114-10 is increased. . As a result, the level is the same as the level at which the cathode of the photodiode 114-1 is reset.

続いて、T1のタイミングでΦTX(n)、ΦTX(n+1)及びΦRES(n)、ΦRES(n+1)をオフする。この段階で画素部への電荷の蓄積動作が開始される(但し、不図示のメカシャッタは閉じられた状態である)。次に、T2のタイミングで対象画像の光量を導光するメカシャッタが開口し、実際の露光動作が開始される。メカシャッタはT3のタイミングで閉じる。即ち、T2−T3間が撮像装置としての露光期間(電荷蓄積期間)となる。   Subsequently, ΦTX (n), ΦTX (n + 1), ΦRES (n), and ΦRES (n + 1) are turned off at the timing of T1. At this stage, an operation for accumulating charges in the pixel portion is started (however, a mechanical shutter (not shown) is closed). Next, a mechanical shutter that guides the light amount of the target image is opened at the timing of T2, and an actual exposure operation is started. The mechanical shutter is closed at timing T3. That is, an interval between T2 and T3 is an exposure period (charge accumulation period) as the imaging device.

尚、露光期間(電荷蓄積期間)に、高輝度被写体の露光のためにソースフォロア114−10のゲート114−11への電荷漏れが発生し、所定以上の電荷となった場合、判定部(比較器、比較用電位及び論理和回路)は、メモリ制御回路22に情報を伝達する。これにより、電荷漏れがあった行(≒飽和行)がメモリに記憶される。   In the exposure period (charge accumulation period), if a leakage of charge to the gate 114-11 of the source follower 114-10 occurs due to exposure of a high-brightness object, and the charge exceeds a predetermined value, a determination unit (comparison) The comparator, the comparison potential, and the OR circuit) transmits information to the memory control circuit 22. As a result, the row in which the charge leaked (≈saturated row) is stored in the memory.

T4のタイミング以降、各行毎の電荷転送動作を開始する。即ち、n行目、n+1行目と順次、電荷を読み出す。T4のタイミングでΦSEL(n)がアクティブになり行選択スイッチ114−6がオンし、n行目につながっている全ての画素のソースフォロア114−10で構成されるソースフォロア回路が動作状態になる。同時にΦTN(n)をアクティブにし、転送ゲート114−15bはT7のタイミングまでオンする。このタイミングで転送ゲート114−15bは信号蓄積部114−15への電荷の転送を開始する。   After the timing of T4, the charge transfer operation for each row is started. That is, the charges are read sequentially from the nth row and the (n + 1) th row. At the timing of T4, ΦSEL (n) becomes active, the row selection switch 114-6 is turned on, and the source follower circuit composed of the source followers 114-10 of all the pixels connected to the nth row is activated. . At the same time, ΦTN (n) is activated, and the transfer gate 114-15b is turned on until the timing of T7. At this timing, the transfer gate 114-15b starts transferring charges to the signal storage unit 114-15.

続いて、T5のタイミングでΦRES(n)がアクティブになり、リセットスイッチ114−3がオンとなり、ソースフォロア114−10のゲート114−11の電荷は初期化=ダークレベル化される。リセットスイッチ114−3は、T6のタイミングでオフされるが、T6−T7までの期間Tnでソースフォロア114−10のゲート114−11の電荷が(ダークレベルに)安定するのを待つ。   Subsequently, at the timing of T5, ΦRES (n) becomes active, the reset switch 114-3 is turned on, and the charge of the gate 114-11 of the source follower 114-10 is initialized to the dark level. The reset switch 114-3 is turned off at the timing of T6, but waits for the charge of the gate 114-11 of the source follower 114-10 to be stabilized (to the dark level) in the period Tn from T6 to T7.

次に、T7のタイミングでΦTN(n)をオフする。このタイミングによる電荷が信号蓄積部114−15へ転送された最終電荷となる。この動作はn行につながっている全ての画素に対して同時並列に実行される。ダークレベルの信号を信号蓄積部114−15に転送し安定するのを待ち保持する(安定待ち期間Tnを含んだ)T4−T7までの期間を、「N読み」と称する。   Next, ΦTN (n) is turned off at the timing of T7. The electric charge due to this timing becomes the final electric charge transferred to the signal storage unit 114-15. This operation is performed simultaneously in parallel for all pixels connected to n rows. A period from T4 to T7 (including a stabilization waiting period Tn) in which a dark level signal is transferred to the signal storage unit 114-15 and held stable is called “N reading”.

信号蓄積部114−15に対するダークレベルの信号の転送(N読み)が終了した(T7)後、T8のタイミングで、ΦTSがT5−T6期間だけアクティブになり、転送ゲート114−15aはT11のタイミングまでオンする。このタイミングで転送ゲート114−15bは信号蓄積部114−15への電荷の転送を開始する。   After the dark level signal transfer (N reading) to the signal storage unit 114-15 is completed (T7), ΦTS is activated only during the period T5-T6 at the timing T8, and the transfer gate 114-15a is at the timing T11. Turn on until. At this timing, the transfer gate 114-15b starts transferring charges to the signal storage unit 114-15.

続いて、T9のタイミングでΦTX(n)をアクティブとし、転送スイッチ114−2をオンすることで、フォトダイオード114−1に蓄積されていた電荷(信号電荷)を、ソースフォロア114−10のゲート114−11に転送する。この時、ソースフォロア114−10のゲート114−11は、転送されてきた電荷に見合う分だけ初期化レベル(ダークレベル)から電位が変動し信号レベルが確定する。転送スイッチ114−2は、T10のタイミングでオフされるが、T10−T11までの期間Tsでソースフォロア114−10のゲート114−11の電荷が(出力信号レベルに)安定するのを待つ。   Subsequently, ΦTX (n) is activated at the timing of T9 and the transfer switch 114-2 is turned on, whereby the charge (signal charge) accumulated in the photodiode 114-1 is changed to the gate of the source follower 114-10. 114-11. At this time, the potential of the gate 114-11 of the source follower 114-10 changes from the initialization level (dark level) by an amount corresponding to the transferred charge, and the signal level is determined. The transfer switch 114-2 is turned off at the timing of T10, but waits for the charge of the gate 114-11 of the source follower 114-10 to be stabilized (to the output signal level) in the period Ts until T10-T11.

次に、T11のタイミングでΦTS(n)をオフする。このタイミングによる電荷量が信号蓄積部114−15へ転送された信号出力レベルの最終電荷量となる。この動作はn行につながっている全ての画素に対して同時並列に実行される。該信号レベルの信号出力を信号蓄積部114−15に転送し安定するのを待ち保持する(安定待ち期間Tsを含んだ)T8−T11までの期間を、「S読み」という。「N読み」の期間と「S読み」の期間を合わせて「電荷転送期間」と称する。   Next, ΦTS (n) is turned off at the timing of T11. The amount of charge due to this timing becomes the final amount of charge at the signal output level transferred to the signal storage unit 114-15. This operation is performed simultaneously in parallel for all pixels connected to n rows. A period from T8 to T11 in which the signal output of the signal level is transferred to the signal accumulating unit 114-15 to be stabilized and held (including the stabilization waiting period Ts) is referred to as “S reading”. The “N reading” period and the “S reading” period are collectively referred to as a “charge transfer period”.

電荷転送期間の動作を終了した時点(T11)で、信号蓄積部114−15には、n行につながっている全ての画素のダークレベルと信号レベルを保持している。各画素間でのダークレベルと信号レベルの比較差分をとることで以下の信号が得られる。ソースフォロアのスレッシュホールド電圧(閾値電圧)Vthのバラツキによる固定パターンノイズ(FPN)や、リセットスイッチ114−3がリセット時に発生するKTCノイズをキャンセルし、S/Nの高いノイズ成分を除去した信号が得られる。   When the operation of the charge transfer period is completed (T11), the signal accumulation unit 114-15 holds the dark level and the signal level of all the pixels connected to the n rows. The following signals are obtained by taking the comparison difference between the dark level and the signal level between the pixels. A signal obtained by canceling fixed pattern noise (FPN) due to variations in the threshold voltage (threshold voltage) Vth of the source follower and KTC noise generated when the reset switch 114-3 is reset, and removing a noise component having a high S / N. can get.

水平走査回路114−16により、信号蓄積部114−15に蓄積されたダークレベルと信号レベルの差信号を水平走査する。これにより、時系列的にT11−T12のタイミングで信号が出力される。これでn行目の信号の出力が終了する。同様に、図16に示すようにΦSEL(n+1)、ΦRES(n+1)、ΦTX(n+1)、ΦTN、ΦTSをn行目と同様に駆動することで、n+1行目の信号を読み出すことができる。   The horizontal scanning circuit 114-16 horizontally scans the difference signal between the dark level and the signal level accumulated in the signal accumulation unit 114-15. As a result, a signal is output in time series at the timing of T11-T12. This completes the output of the nth row signal. Similarly, as shown in FIG. 16, by driving ΦSEL (n + 1), ΦRES (n + 1), ΦTX (n + 1), ΦTN, and ΦTS in the same manner as the nth row, the signal of the n + 1th row can be read out.

上記技術分野の関連技術としては以下のような技術が提案されている(例えば、特許文献1、特許文献2参照)。   The following technologies have been proposed as related technologies in the above technical fields (see, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2).

特開2001−230974号公報JP 2001-230974 A 特開2007−300179号公報JP 2007-300999 A

しかしながら、上述した駆動を行うCMOS型撮像素子を備える撮像装置では、電荷転送期間中に、転送スイッチのオン/オフにより変動してしまう電源電圧の安定待ち時間を含んでいる。そのため、電荷転送期間が短い状況では電源変動が収まりきれず、不安定な状態での電荷転送となってしまい、撮像装置で撮像し記録した画像の画質が劣化する場合がある。   However, an image pickup apparatus including a CMOS image pickup element that performs the above-described driving includes a power supply voltage stabilization waiting time that fluctuates due to ON / OFF of the transfer switch during the charge transfer period. Therefore, in a situation where the charge transfer period is short, the power supply fluctuation cannot be settled and charge transfer occurs in an unstable state, and the image quality of the image captured and recorded by the imaging device may deteriorate.

特に、CMOS型撮像素子の有効画素領域における撮影対象の高輝度被写体に対応した高輝度部は電荷の移動が多く、電源変動が多く発生しやすいため、例えば暗い背景の中で一部だけ高輝度の被写体があるシーンを撮影した場合、次の問題が生じる。電荷転送期間が短いと、電源が安定しない状態でN読み・S読みを行うため、ダーク画素・OB部に、高輝度部のある行とそうでない行での出力電圧レベル差が生じる。その結果、CMOS型撮像素子の高輝度部の近辺に帯状の出力変動が発生してしまう(上記特許文献1「発明が解決しようとする課題」を参照)。   In particular, a high-intensity part corresponding to a high-intensity subject to be photographed in an effective pixel area of a CMOS image sensor has a large amount of charge movement and a large amount of power fluctuation. When a scene with a subject is photographed, the following problem occurs. If the charge transfer period is short, N reading and S reading are performed in a state where the power supply is not stable, and therefore, there is a difference in output voltage level between the dark pixel / OB portion and the row with the high luminance portion. As a result, a belt-like output fluctuation occurs in the vicinity of the high-luminance portion of the CMOS image sensor (see Patent Document 1 “Problem to be Solved by the Invention”).

CMOS型撮像素子の出力変動は、例えばCCD型撮像素子で発生するスミア現象に似ているが、構成及び発生要因が異なる。CCD型撮像素子では縦方向(垂直方向)の帯びとなるが、CMOS型撮像素子では横方向(水平方向)の帯びとなる。   The output fluctuation of the CMOS image sensor is similar to, for example, a smear phenomenon that occurs in a CCD image sensor, but the configuration and generation factors are different. The CCD type image sensor has a vertical (vertical) band, but the CMOS type image sensor has a horizontal (horizontal) band.

例えば図17に示すようにCMOS型撮像素子120の有効画素領域121に撮影対象の高輝度被写体に対応した高輝度部122があった場合、有効部・OB部の出力を変動させ、基準となるOB出力が基準レベル(暗レベル)から大きくズレてしまう。結果として、高輝度被写体に対応した高輝度部のある行だけ出力が上昇したり下降したりするオフセットした画像となってしまう。尚、123は演算領域を示す。   For example, as shown in FIG. 17, when there is a high brightness portion 122 corresponding to a high brightness subject to be photographed in the effective pixel region 121 of the CMOS type image sensor 120, the output of the effective portion / OB portion is changed to become a reference. The OB output greatly deviates from the reference level (dark level). As a result, an offset image in which the output increases or decreases only in a row having a high luminance portion corresponding to the high luminance subject is obtained. Reference numeral 123 denotes a calculation area.

撮像素子の縦方向(垂直方向)のシェーディングの影響を低減するため、CMOS型撮像素子の遮光された基準画素(OB画素)の出力レベルを、後段の回路にて所定のレベルにクランプするOBクランプにより対応する方法もある。しかし、OBクランプはシェーディングの低周波成分抑制を目的としており、ランダムノイズ等での出力変動を避けるため、各行の出力レベルと所定レベルのズレに対して、所定の係数(フィードバック係数)を掛けた追従を行うのが一般的である。上記のような高輝度部近辺の帯状の出力変動のように所定レベルに対してのズレが大きい場合には、(上記追従がフィードバック係数の影響で)出力変動を抑制しきれない場合が多い。   In order to reduce the effect of shading in the vertical direction (vertical direction) of the image sensor, an OB clamp that clamps the output level of the light-shielded reference pixel (OB pixel) of the CMOS image sensor to a predetermined level in a subsequent circuit There is also a corresponding method. However, the OB clamp is intended to suppress low frequency components of shading, and in order to avoid output fluctuations due to random noise etc., a predetermined coefficient (feedback coefficient) is applied to the deviation between the output level of each row and the predetermined level. It is common to follow. When the deviation from a predetermined level is large, such as the band-like output fluctuation in the vicinity of the high-luminance part as described above, the output fluctuation cannot often be suppressed (because of the influence of the feedback coefficient).

また、OBクランプを行うが故に、上記追従が遅れるために、CMOS型撮像素子では高輝度部近辺で一定方向の出力変動にならず、基準に対して浮き方向に変動した後に沈み方向に転じるもの等もある。   In addition, since the follow-up is delayed due to the OB clamping, the CMOS image sensor does not change in the output in a certain direction in the vicinity of the high-luminance part, and changes to the sinking direction after changing in the floating direction with respect to the reference. Etc.

上述した帯状の出力変動に対応する技術としては、CMOS型撮像素子とは異なるものの、CCD型撮像素子を使用した撮像装置において次の技術が提案されている(上記特許文献2を参照)。即ち、撮像素子の縦方向(垂直方向)に発生するスミア(smear:高輝度被写体を撮影した時に現れる光の筋のようなノイズ)に対応する技術としては、水平方向の基準レベルを参照し、所定レベル以上になったらオフセット処理を行う技術が提案されている。   As a technique for dealing with the above-described band-shaped output fluctuation, the following technique has been proposed in an image pickup apparatus using a CCD image pickup element, although it is different from a CMOS image pickup element (see Patent Document 2). That is, as a technique corresponding to smear (smear: noise such as light streaks appearing when a high-luminance subject is photographed) generated in the vertical direction (vertical direction) of the image sensor, refer to the horizontal reference level, There has been proposed a technique for performing an offset process when a predetermined level is exceeded.

しかしながら、CCD型撮像素子を使用した撮像装置に関わる上記提案では、CMOS型撮像素子で発生する水平方向の帯状変動を抑制することはできないという問題がある。また、所定レベル以上に対しての補正処理であるため、基準に対しての浮き・沈みが変動する帯状の出力変動に対して、片側の補正しか行わないので、補正効果が不充分であるという問題がある。   However, the above proposal relating to an image pickup apparatus using a CCD type image pickup device has a problem that it is not possible to suppress horizontal band fluctuations that occur in a CMOS type image pickup device. Further, since the correction processing is performed for a predetermined level or more, only one side of the band-like output fluctuation in which the floating / sinking with respect to the reference fluctuates is corrected, so that the correction effect is insufficient. There's a problem.

また、後段の回路での補正を行う場合には、基準画素であるOB画素領域を使用する。しかし、昨今の高感度化により発生するランダムノイズが多くなる影響で、単純に同一行のOB画素領域の値に対しての補正を行うと、ランダムノイズ成分を含んで補正してしまうため、過補正となる可能性が高い。その結果、水平方向の縞状ノイズを増加させてしまうことになる可能性がある。特に、近年の高感度化に対して、その傾向は顕著に発生してしまうという問題がある。   In addition, when correction is performed in a subsequent circuit, an OB pixel region that is a reference pixel is used. However, due to the effect of increasing random noise due to the recent increase in sensitivity, if the correction is simply performed on the value of the OB pixel area in the same row, the correction includes a random noise component. There is a high possibility of correction. As a result, horizontal stripe noise may increase. In particular, there is a problem that the tendency is remarkably generated with the recent increase in sensitivity.

本発明の目的は、撮像素子で発生する電源変動等による帯状ノイズを、撮像素子の高感度化の影響を抑えつつ低減し、撮像装置における画質向上を図ることを可能とした撮像装置、制御方法、及びプログラムを提供することにある。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an image pickup apparatus and a control method capable of reducing band-like noise caused by power supply fluctuation or the like generated in the image pickup element while suppressing the influence of high sensitivity of the image pickup element and improving the image quality in the image pickup apparatus. And providing a program.

上記目的を達成するために、本発明は、複数の画素が二次元的に配された有効画素領域と前記有効画素領域に隣接して配置され基準信号を得るための基準画素領域とを有する撮像素子を備えた撮像装置であって、前記基準画素領域の画素出力値を記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶された画素出力値に対しノイズを低減する処理を行う処理手段と、前記処理手段により処理された前記基準画素領域の画素出力値の出力レベルが設定範囲にあるか否かを判定する出力判定手段と、前記出力判定手段により出力レベルが前記設定範囲を超えている画素出力値があると判定された場合、前記設定範囲を超えている画素出力値について基準出力レベルに近づけるための補正値を算出し、前記補正値に基づき前記設定範囲を超えている画素出力値を補正する補正手段と、を備えることを特徴とする。   In order to achieve the above object, the present invention provides an imaging having an effective pixel region in which a plurality of pixels are two-dimensionally arranged and a reference pixel region arranged adjacent to the effective pixel region to obtain a reference signal An image pickup apparatus including an element, a storage unit that stores a pixel output value of the reference pixel region, a processing unit that performs a process of reducing noise on the pixel output value stored in the storage unit, and the processing Output determination means for determining whether or not the output level of the pixel output value of the reference pixel area processed by the means is within a set range, and a pixel output value whose output level exceeds the set range by the output determination means When it is determined that there is a pixel output value that exceeds the set range, a correction value for approximating the reference output level is calculated, and a pixel output value that exceeds the set range based on the correction value Characterized in that it comprises a correction means for correcting.

本発明によれば、出力レベルが設定範囲を超えている画素出力値について基準出力レベルに近づけるための補正値を算出し、補正値に基づき設定範囲を超えている画素出力値を補正する。これにより、撮像素子で発生する電源変動等による帯状ノイズを、撮像素子の高感度化の影響を抑えつつ低減することが可能となる。これにより、撮像装置で撮影した画像の画質向上を図ることが可能となる。   According to the present invention, a pixel output value whose output level exceeds the set range is calculated as a correction value for approaching the reference output level, and the pixel output value that exceeds the set range is corrected based on the correction value. As a result, it is possible to reduce the band-like noise caused by the power supply fluctuation or the like generated in the image sensor while suppressing the influence of the high sensitivity of the image sensor. As a result, it is possible to improve the image quality of the image captured by the imaging apparatus.

本発明の第1の実施の形態に係る撮像装置が備えるCMOS型撮像素子の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the CMOS type image pick-up element with which the imaging device which concerns on the 1st Embodiment of this invention is provided. 撮像装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of an imaging device. 撮像装置の撮影動作時の概略シーケンスを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the schematic sequence at the time of imaging | photography operation | movement of an imaging device. 図3のステップS107の画像処理における帯状の出力変動に対する補正処理の詳細を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the detail of the correction process with respect to the strip | belt-shaped output fluctuation | variation in the image processing of step S107 of FIG. (a)は、CMOS型撮像素子の演算領域を示す図である。(b)は、CMOS型撮像素子の水平OB領域から読み出した各行の値の平均値において上限値または下限値に固定(クリップ)した状態を示す図である。(c)は、水平OB領域の平均値の垂直方向の移動平均を取った状態を示す図である。(d)は、帯状の出力変動を補正するための補正値を示す図である。(A) is a figure which shows the calculation area | region of a CMOS type image pick-up element. (B) is a figure which shows the state fixed to the upper limit or the lower limit in the average value of the value of each row read from the horizontal OB area | region of a CMOS type image pick-up element. (C) is a figure which shows the state which took the moving average of the orthogonal | vertical direction of the average value of a horizontal OB area | region. (D) is a figure which shows the correction value for correct | amending a strip | belt-shaped output fluctuation | variation. 第1の実施の形態の変形例1に係る帯状の出力変動に対する補正処理の詳細を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the detail of the correction process with respect to the strip | belt-shaped output fluctuation | variation which concerns on the modification 1 of 1st Embodiment. (a)は、第1の実施の形態に係る撮像素子で発生する帯状出力変動を補正するための補正値を示す図である。(b)は、変形例1に係る撮像素子で発生する帯状出力変動を補正するための補正値を示す図である。(c)は、変形例2に係る撮像素子で発生する帯状出力変動を補正するための補正値を示す図である。(A) is a figure which shows the correction value for correct | amending the strip | belt-shaped output fluctuation | variation which generate | occur | produces with the image pick-up element which concerns on 1st Embodiment. (B) is a figure which shows the correction value for correct | amending the strip | belt-shaped output fluctuation | variation which generate | occur | produces with the image pick-up element which concerns on the modification 1. FIG. (C) is a figure which shows the correction value for correct | amending the strip | belt-shaped output fluctuation | variation which generate | occur | produces with the image pick-up element which concerns on the modification 2. FIG. 本発明の第2の実施の形態に係る撮像装置の撮影準備動作時の概略シーケンスを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the schematic sequence at the time of imaging | photography preparation operation | movement of the imaging device which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 撮像装置の撮影動作時の概略シーケンスを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the schematic sequence at the time of imaging | photography operation | movement of an imaging device. 本発明の第3の実施の形態に係る撮像装置が備えるCMOS型撮像素子の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the CMOS type image pick-up element with which the imaging device which concerns on the 3rd Embodiment of this invention is provided. 撮像装置の撮影動作時の概略シーケンスを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the schematic sequence at the time of imaging | photography operation | movement of an imaging device. 図11のステップS608の画像処理における帯状出力変動に対する補正処理の詳細を示すフローチャートである。12 is a flowchart showing details of correction processing for band-like output fluctuation in the image processing in step S608 of FIG. (a)は、CMOS型撮像素子の演算領域を示す図である。(b)は、第1の水平OB領域の値と第2の水平OB領域の値に相関がある場合を示す図である。(c)は、第1の水平OB領域の値と第2の水平OB領域の値に相関がない場合を示す図である。(A) is a figure which shows the calculation area | region of a CMOS type image pick-up element. (B) is a diagram showing a case where there is a correlation between the value of the first horizontal OB area and the value of the second horizontal OB area. (C) is a diagram showing a case where there is no correlation between the value of the first horizontal OB area and the value of the second horizontal OB area. 従来例に係る撮像装置のアナログフロントエンド(AFE)の内部構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the internal structure of the analog front end (AFE) of the imaging device which concerns on a prior art example. CMOS型撮像素子の画素部回路の一般的な構成例を示す図である。It is a figure which shows the general structural example of the pixel part circuit of a CMOS type image pick-up element. CMOS型撮像素子の一般的な動作タイミングの例を示す図である。It is a figure which shows the example of the general operation | movement timing of a CMOS type image pick-up element. CMOS型撮像素子の帯状の出力変動の例とCMOS型撮像素子の演算領域を示す図である。It is a figure which shows the example of the strip | belt-shaped output fluctuation | variation of a CMOS type image sensor, and the calculation area | region of a CMOS type image sensor.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

〔第1の実施の形態〕
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る撮像装置が備えるCMOS型撮像素子の概略構成を示す図である。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a CMOS type image sensor provided in the imaging apparatus according to the first embodiment of the present invention.

図1において、CMOS型撮像素子(以下撮像素子)1は、水平OB領域(基準画素領域)51、垂直OB領域(基準画素領域)52、有効画素領域53を備えている。水平OB領域51と垂直OB領域52は、有効画素領域53に隣接して配置されている。また、水平OB領域51と垂直OB領域52は、基準信号を得るための画素領域であり、いずれも画素の前面がアルミニウム膜等により遮光された複数の基準画素から構成されている。有効画素領域53は、有効な信号電荷を取り出すための画素領域であり、遮光されていない二次元的に配された有効画素から構成されている。尚、水平OB領域51には、演算領域(図5(a)参照)が含まれる。   In FIG. 1, a CMOS image sensor (hereinafter referred to as an image sensor) 1 includes a horizontal OB area (reference pixel area) 51, a vertical OB area (reference pixel area) 52, and an effective pixel area 53. The horizontal OB area 51 and the vertical OB area 52 are disposed adjacent to the effective pixel area 53. Further, the horizontal OB area 51 and the vertical OB area 52 are pixel areas for obtaining a reference signal, and each is composed of a plurality of reference pixels whose front face is shielded by an aluminum film or the like. The effective pixel region 53 is a pixel region for extracting effective signal charges, and is composed of two-dimensionally arranged effective pixels that are not shielded from light. The horizontal OB area 51 includes a calculation area (see FIG. 5A).

図2は、撮像装置の構成を示すブロック図である。   FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of the imaging apparatus.

図2において、撮像装置は、撮像素子1、アナログフロントエンド(AFE)2、メモリ4、画像処理部5、制御部6、操作部7、表示部8、記録部9、タイミング発生部10、撮影レンズ、メカニカルシャッタ(不図示)を備えている。撮像素子1は、撮像装置による撮影対象の被写体の光学像を電気信号に光電変換する。AFE2は、感度調整、ダークシェーディング補正、撮像素子1の出力のアナログ/デジタル変換等を行う。   In FIG. 2, the imaging device includes an imaging device 1, an analog front end (AFE) 2, a memory 4, an image processing unit 5, a control unit 6, an operation unit 7, a display unit 8, a recording unit 9, a timing generation unit 10, and an imaging. A lens and a mechanical shutter (not shown) are provided. The imaging element 1 photoelectrically converts an optical image of a subject to be photographed by the imaging device into an electrical signal. The AFE 2 performs sensitivity adjustment, dark shading correction, analog / digital conversion of the output of the image sensor 1, and the like.

メモリ4(記憶手段)は、各種データ(撮像素子1の画素出力値を含む)を保存するものであり、後述する複数の記憶領域を有する。画像処理部5は、AFE2の出力に対し補正・現像等の画像処理を実行する。制御部6(処理手段、出力判定手段、補正手段、露出判定手段、相関判定手段)は、撮像装置の各部の制御を司る。また、制御部6は、プログラムに基づき後述の各フローチャートに示す処理を実行する。   The memory 4 (storage means) stores various data (including pixel output values of the image sensor 1), and has a plurality of storage areas described later. The image processing unit 5 performs image processing such as correction and development on the output of the AFE 2. The control unit 6 (processing unit, output determination unit, correction unit, exposure determination unit, correlation determination unit) controls each unit of the imaging apparatus. Moreover, the control part 6 performs the process shown to each below-mentioned flowchart based on a program.

操作部7は、操作者が撮像装置に各種指示を行うためのものであり、撮影の開始を指示する撮影開始スイッチ、電源のオン/オフを指示する電源スイッチ、各種モード(AFモード、ストロボモード、連写モード等)の切り替えを指示する切替スイッチ等を備える。表示部8は、画像処理部5により現像処理が行われた画像等を表示する。記録部9は、撮影された被写体の画像等を保存する。タイミング発生部10は、撮像素子1、AFE2等に駆動用のタイミング信号を供給する。メカニカルシャッタは、制御部6により開閉が制御される。   The operation unit 7 is for an operator to give various instructions to the imaging apparatus. A shooting start switch for instructing start of shooting, a power switch for instructing power on / off, and various modes (AF mode, strobe mode) , A continuous shooting mode, etc.). The display unit 8 displays an image or the like that has been developed by the image processing unit 5. The recording unit 9 stores an image of the photographed subject. The timing generator 10 supplies a driving timing signal to the image sensor 1, the AFE 2, and the like. The mechanical shutter is controlled to be opened and closed by the control unit 6.

次に、上記の構成を備える本実施の形態の撮像装置の動作について図3乃至図13を参照しながら説明する。   Next, the operation of the imaging apparatus of the present embodiment having the above configuration will be described with reference to FIGS.

まず、撮像装置の撮影動作時の概略シーケンスについて図3に基づき説明する。   First, a schematic sequence during the shooting operation of the imaging apparatus will be described with reference to FIG.

図3は、撮像装置の撮影動作時の概略シーケンスを示すフローチャートである。尚、通常、撮像装置の撮影動作で行われる測光・測距等の動作は公知であるため、本実施の形態では説明を省略する。   FIG. 3 is a flowchart illustrating a schematic sequence during the shooting operation of the imaging apparatus. In addition, since operations such as photometry and distance measurement that are normally performed in the imaging operation of the imaging apparatus are known, the description thereof is omitted in the present embodiment.

図3において、撮像装置の制御部6は、タイミング発生部10を介して撮像素子1における電荷(信号電荷)の蓄積を開始させ(ステップS101)、メカニカルシャッタを開き、撮像素子1に対する露光を行う(ステップS102)。次に、制御部6は、メカニカルシャッタを閉じると共に、撮像素子103における電荷の蓄積を終了させ(ステップS103)、撮像素子1に蓄積された電荷を後段の回路への読出しを行う(ステップS104)。読み出し動作時には、AFE2により撮像素子1の水平OB領域51の出力に対するクランプ動作とA/D変換等を行い、後段の回路へ出力する。   In FIG. 3, the control unit 6 of the imaging apparatus starts to accumulate charges (signal charges) in the imaging device 1 via the timing generation unit 10 (step S <b> 101), opens the mechanical shutter, and performs exposure on the imaging device 1. (Step S102). Next, the control unit 6 closes the mechanical shutter, ends charge accumulation in the image sensor 103 (step S103), and reads out the charge accumulated in the image sensor 1 to a subsequent circuit (step S104). . During the read operation, the AFE 2 performs a clamp operation and A / D conversion on the output of the horizontal OB region 51 of the image sensor 1, and outputs the result to a subsequent circuit.

次に、制御部6は、撮像素子1の水平ラインVにおける水平OB領域51の所定領域の画素出力値を平均化し、該平均化した画素出力値(各行のOB平均値)をメモリ4における第1の記憶領域M1に記憶する(ステップS105)。ここで、水平OB領域51の所定領域の画素出力値の平均値を求める際、所定レベルを超えるもしくは所定レベルを下回る画素出力値については算出値として除外するか、もしくは画素出力値の上限と下限にクリップ等の制限をかける。これにより、算出値がランダムノイズ等で大きくばらつく場合にも補正に対して及ぼす影響を低減させる。   Next, the control unit 6 averages the pixel output values of a predetermined region of the horizontal OB region 51 in the horizontal line V of the image sensor 1, and the averaged pixel output value (OB average value of each row) in the memory 4. 1 is stored in the storage area M1 (step S105). Here, when obtaining the average value of the pixel output values in the predetermined area of the horizontal OB area 51, the pixel output values that exceed the predetermined level or fall below the predetermined level are excluded as calculated values, or the upper and lower limits of the pixel output value Apply clip restrictions. As a result, even when the calculated value varies greatly due to random noise or the like, the influence on the correction is reduced.

次に、制御部6は、撮像素子1に蓄積された電荷の読み出し動作が最終行まで終了したか否かを判定する(ステップS106)。電荷の読み出し動作が最終行まで終了していない場合は、ステップS104へ戻り、制御部6は、次の行の電荷の読み出し動作を行う。電荷の読み出し動作が最終行まで終了している場合は、制御部6は、画像処理部5により次の画像処理を行う(ステップS107)。即ち、制御部6は、読み出しが終了した画素出力値に対して、画像処理部5によりノイズを低減する補正処理(スミア補正処理・正常でない部分の補間処理等)や現像処理等の画像処理を行う。これにより、本処理(一連の撮影動作に関わる処理)を終了する。   Next, the control unit 6 determines whether or not the reading operation of the charge accumulated in the image sensor 1 has been completed up to the last row (step S106). If the charge reading operation has not been completed until the last row, the process returns to step S104, and the control unit 6 performs the charge reading operation for the next row. If the charge reading operation has been completed up to the last row, the control unit 6 performs the next image processing by the image processing unit 5 (step S107). In other words, the control unit 6 performs image processing such as correction processing (smear correction processing, interpolation processing of an abnormal portion, etc.) and development processing for reducing noise by the image processing unit 5 with respect to the pixel output value that has been read out. Do. Thereby, this process (process related to a series of photographing operations) is completed.

次に、図3のステップS107の画像処理における撮像素子1で発生する帯状の出力変動に対する補正処理の詳細と帯状の出力変動を補正するための補正値について図4及び図5に基づき説明する。   Next, details of the correction processing for the band-shaped output fluctuation generated in the image sensor 1 in the image processing in step S107 of FIG. 3 and the correction value for correcting the band-shaped output fluctuation will be described with reference to FIGS.

図4は、図3のステップS107の画像処理における帯状の出力変動に対する補正処理の詳細を示すフローチャートである。図5(a)は、撮像素子1の演算領域を示す図、図5(b)は、撮像素子1の水平OB領域51から読み出した各行の値の平均値において上限値または下限値に固定(クリップ)した状態を示す図である。図5(c)は、水平OB領域51の平均値の垂直方向の移動平均を取った状態を示す図、図5(d)は、帯状の出力変動を補正するための補正値を示す図である。   FIG. 4 is a flowchart showing details of the correction processing for the belt-like output fluctuation in the image processing in step S107 of FIG. FIG. 5A is a diagram showing a calculation area of the image sensor 1, and FIG. 5B is fixed to an upper limit value or a lower limit value in the average value of the values of each row read from the horizontal OB area 51 of the image sensor 1. It is a figure which shows the state which carried out the clip. FIG. 5C is a diagram showing a state in which the average value of the horizontal OB area 51 is taken in the vertical direction, and FIG. 5D is a diagram showing a correction value for correcting the belt-like output fluctuation. is there.

図4において、撮像装置の制御部6は、図3のステップS105にてメモリ4の第1の記憶領域M1に記憶した水平OB領域51の画素出力値を平均化した値(各行のOB平均値)を読み出す(ステップS201、図5(b)参照)。次に、制御部6は、読み出した水平OB領域51の各行の平均値の各々が予め定められた設定範囲内であるか否かのチェック(上限下限チェック)を行う(ステップS202)。   4, the control unit 6 of the imaging apparatus averages the pixel output values of the horizontal OB area 51 stored in the first storage area M1 of the memory 4 in step S105 of FIG. 3 (OB average value of each row). ) (See step S201, FIG. 5B). Next, the control unit 6 performs a check (upper limit / lower limit check) as to whether or not each of the read average values of each row of the horizontal OB area 51 is within a predetermined setting range (step S202).

水平OB領域51の各行の平均値の各々が設定範囲内である場合は、ステップS204へ移行する。水平OB領域51の各行の平均値のうち設定範囲を超えている画素出力値に関しては、制御部6は、設定範囲の上限値もしくは下限値に画素出力を固定(クリップ)した値にデータを差替える差替処理を行う(ステップS203、図5(b)の矢印参照)。その後、ステップS204へ移行する。   If each of the average values of each row in the horizontal OB area 51 is within the set range, the process proceeds to step S204. For pixel output values that exceed the set range among the average values of each row in the horizontal OB area 51, the control unit 6 sets the data to a value obtained by fixing (clipping) the pixel output to the upper limit value or lower limit value of the set range. Replacement processing is performed (see the arrow in step S203, FIG. 5B). Thereafter, the process proceeds to step S204.

次に、制御部6は、ステップS201乃至ステップS203で求めた、上限値もしくは下限値に出力がクリップされている水平OB領域51の各行の平均値の垂直方向の移動平均を取り、データにスムージング処理を行う(図5(c)参照)。更に、スムージング処理したデータを補正演算用データとしてメモリ4に記憶する(ステップS204)。ステップS201乃至ステップS204の処理を行うことで、撮像素子1における正常でない画素やランダムノイズ成分により局所的に変動する成分を除外し、帯状ノイズ(スミア)の成分を効果的に見つけることができる。   Next, the control unit 6 takes the moving average in the vertical direction of the average value of each row of the horizontal OB area 51 whose output is clipped to the upper limit value or the lower limit value obtained in steps S201 to S203, and smooths the data. Processing is performed (see FIG. 5C). Further, the smoothed data is stored in the memory 4 as correction calculation data (step S204). By performing the processing from step S201 to step S204, components that fluctuate locally due to abnormal pixels or random noise components in the image sensor 1 can be excluded, and a band-shaped noise (smear) component can be found effectively.

次に、制御部6は、ステップS204でメモリ4に記憶した補正演算用データについて1行ずつ、予め設定した補正判定範囲を外れているか否かを判定し、判定対象行の補正演算用データを補正するか否かを決定する(ステップS205)。判定対象行の補正演算用データが補正判定範囲内の場合は、制御部6は、判定対象行の補正演算用データをそのまま補正値として(補正なしとして)メモリ4に記憶し、ステップS207へ移行する。   Next, the control unit 6 determines whether or not the correction calculation data stored in the memory 4 in step S204 is out of the preset correction determination range for each row, and sets the correction calculation data in the determination target row. It is determined whether or not to correct (step S205). If the correction calculation data of the determination target row is within the correction determination range, the control unit 6 stores the correction calculation data of the determination target row as it is in the memory 4 as a correction value (no correction), and the process proceeds to step S207. To do.

判定対象行の補正演算用データが補正判定範囲を外れている場合は、制御部6は、補正演算用データに基づき補正値を算出する演算を行い、演算後の補正値をメモリ4に記憶する(ステップS206、図5(d)参照)。その後、ステップS207へ移行する。ここで、補正値とは、撮像素子1における設定範囲を超えている画素出力値について基準出力レベルに近づけるための値である。   When the correction calculation data in the determination target row is out of the correction determination range, the control unit 6 performs a calculation to calculate a correction value based on the correction calculation data, and stores the calculated correction value in the memory 4. (See step S206, FIG. 5 (d)). Thereafter, the process proceeds to step S207. Here, the correction value is a value for bringing the pixel output value exceeding the set range in the image sensor 1 close to the reference output level.

演算方法の一例としては、暗時出力設計値と補正演算用データの差分に対して過補正抑制係数を掛けた値を求め、その値を補正演算用データに対して加算もしくは減算し、暗時出力設計値に近づけるデータとする方法がある。具体的には、補正量Xは、基準値A、移動平均を取った画素出力値d、過補正抑制係数cとした場合に、(A−d)×cで求めればよい。補正量Xは、補正値を算出するための(撮像素子における帯状出力変動による基準出力レベルのズレを抑制するための)量である。   As an example of the calculation method, find the value obtained by multiplying the difference between the dark output design value and the correction calculation data by the overcorrection suppression coefficient, and add or subtract that value from the correction calculation data. There is a method for making the data close to the output design value. Specifically, the correction amount X may be obtained by (A−d) × c when the reference value A, the pixel output value d obtained by taking a moving average, and the overcorrection suppression coefficient c are used. The correction amount X is an amount for calculating a correction value (for suppressing a deviation of the reference output level due to a band-like output fluctuation in the image sensor).

次に、制御部6は、補正値算出が補正演算用データの最終行まで終了したか否かを判定する(ステップS207)。補正値算出が補正演算用データの最終行まで終了していない場合は、補正演算用データにおける判定対象の次の行を設定してステップS205へ戻る。補正値算出が補正演算用データの最終行まで終了している場合は、制御部6は、ステップS206乃至ステップS207で算出し記憶した補正値を用いて、各行毎に有効画素領域の暗レベルを補正する(ステップS208)。これにより、本処理を終了する。   Next, the control unit 6 determines whether or not the correction value calculation has been completed up to the last line of the correction calculation data (step S207). If the correction value calculation has not been completed up to the last line of the correction calculation data, the next line to be determined in the correction calculation data is set, and the process returns to step S205. When the correction value calculation has been completed up to the last line of the correction calculation data, the control unit 6 uses the correction values calculated and stored in steps S206 to S207 to set the dark level of the effective pixel area for each line. Correction is performed (step S208). Thereby, this process is complete | finished.

図4で示したように、撮像素子1で発生する帯状出力変動に対する補正処理を行うことで、帯状出力変動による基準出力レベルのズレを抑制し、画質への影響を低減することができる。   As shown in FIG. 4, by performing correction processing on the band-like output fluctuation that occurs in the imaging device 1, it is possible to suppress the deviation of the reference output level due to the band-like output fluctuation and reduce the influence on the image quality.

<変形例1>
次に、本実施の形態の変形例1について説明する。
<Modification 1>
Next, Modification 1 of the present embodiment will be described.

本実施の形態では、図4のステップS205で補正判定範囲(閾値)を超えた補正演算用データに対して一律に同様の補正を行う手法について説明した。該手法で補正を行った場合、補正判定範囲(閾値)の近傍で補正されなかった出力と、補正がかかって基準値に近づける補正が行われた出力とでレベルが異なる。そのため、帯状出力変動に対しては補正効果があるが、補正領域に隣接している箇所との出力差がエッジとして線状のノイズを生じさせてしまう(図5(d)の破線円を参照)。   In the present embodiment, the method of uniformly performing the same correction on the correction calculation data that exceeds the correction determination range (threshold value) in step S205 of FIG. 4 has been described. When correction is performed by this method, the level differs between the output that has not been corrected in the vicinity of the correction determination range (threshold) and the output that has been corrected and corrected to approach the reference value. Therefore, although there is a correction effect on the belt-like output fluctuation, the output difference from the location adjacent to the correction region causes linear noise as an edge (see the broken line circle in FIG. 5D). ).

これに対し、変形例1では、上記の問題を回避するため、撮像素子1の画素出力値の出力レベルが補正判定範囲(閾値)を超えている場合、補正判定範囲を超えているレベル(量)に応じて補正量を変化させる重み付け処理を行うものである。   On the other hand, in the first modification, in order to avoid the above problem, when the output level of the pixel output value of the image sensor 1 exceeds the correction determination range (threshold), the level (amount) exceeding the correction determination range. ) To perform a weighting process for changing the correction amount.

図6は、本実施の形態の変形例1に係る帯状の出力変動に対する補正処理の詳細を示すフローチャートである。   FIG. 6 is a flowchart showing details of the correction process for the belt-like output fluctuation according to the first modification of the present embodiment.

図6において、撮像装置の制御部6は、図3のステップS105でメモリ4の第1の記憶領域M1に記憶した水平OB領域の各行の平均値を読み出す(ステップS301)。次に、制御部6は、読み出した水平OB領域の各行の平均値の各々が設定範囲内であるか否かのチェック(上限下限チェック)を行う(ステップS302)。   In FIG. 6, the control unit 6 of the imaging apparatus reads the average value of each row in the horizontal OB area stored in the first storage area M1 of the memory 4 in step S105 of FIG. 3 (step S301). Next, the control unit 6 performs a check (upper / lower limit check) as to whether or not each of the read average values of each row in the horizontal OB area is within the set range (step S302).

水平OB領域51の各行の平均値の各々が設定範囲内である場合は、ステップS304へ移行する。水平OB領域51の各行の平均値のうち設定範囲を超えている画素出力値に関しては、制御部6は、設定範囲の上限値もしくは下限値に画素出力を固定(クリップ)した値にデータを差替える差替処理を行う(ステップS303)。その後、ステップS304へ移行する。   If each of the average values of each row in the horizontal OB area 51 is within the set range, the process proceeds to step S304. For pixel output values that exceed the set range among the average values of each row in the horizontal OB area 51, the control unit 6 sets the data to a value obtained by fixing (clipping) the pixel output to the upper limit value or lower limit value of the set range. A replacement process is performed (step S303). Thereafter, the process proceeds to step S304.

次に、制御部6は、ステップS301乃至ステップS303で求めた、上限値もしくは下限値に出力がクリップされている水平OB領域51の各行の平均値の垂直方向の移動平均を取り、データにスムージング処理を行う。更に、スムージング処理したデータを補正演算用データとしてメモリ4に記憶する(ステップS304)。ステップS301乃至ステップS304の処理を行うことで、撮像素子1における正常でない画素やランダムノイズ成分により局所的に変動する成分を除外し、帯状ノイズ(スミア)の成分を効果的に見つけることができる。   Next, the control unit 6 takes the moving average in the vertical direction of the average value of each row of the horizontal OB area 51 whose output is clipped to the upper limit value or the lower limit value obtained in steps S301 to S303, and smoothes the data. Process. Further, the smoothed data is stored in the memory 4 as correction calculation data (step S304). By performing the processing from step S301 to step S304, components that fluctuate locally due to abnormal pixels or random noise components in the image sensor 1 can be excluded, and a band-shaped noise (smear) component can be found effectively.

次に、制御部6は、ステップS304でメモリ4に記憶した補正演算用データについて1行ずつ、予め設定した第1の補正判定範囲L0を外れているか否かを判定(出力判定0)する(ステップS305)。判定対象行の補正演算用データが第1の補正判定範囲L0内の場合は、ステップS312へ移行する。判定対象行の補正演算用データが第1の補正判定範囲L0を外れている場合は、制御部6は次の判定を行う。ステップS304でメモリ4に記憶した補正演算用データについて1行ずつ、予め設定した第2の補正判定範囲L1を外れているか否かを判定(出力判定1)する(ステップS306)。   Next, the control unit 6 determines whether or not the correction calculation data stored in the memory 4 in step S304 is out of the first correction determination range L0 set in advance for each row (output determination 0) ( Step S305). When the correction calculation data in the determination target row is within the first correction determination range L0, the process proceeds to step S312. When the correction calculation data in the determination target row is out of the first correction determination range L0, the control unit 6 performs the following determination. It is determined whether the correction calculation data stored in the memory 4 in step S304 is out of the preset second correction determination range L1 line by line (output determination 1) (step S306).

判定対象行の補正演算用データが第2の補正判定範囲L1内の場合は、制御部6は、補正値の算出に使用する補正係数c1を設定する(ステップS308)。判定対象行の補正演算用データが第2の補正判定範囲L1を外れている場合は、制御部6は次の判定を行う。ステップS304でメモリ4に記憶した補正演算用データについて1行ずつ、予め設定した第3の補正判定範囲L2を外れているか否かを判定(出力判定2)する(ステップS307)。   When the correction calculation data of the determination target row is within the second correction determination range L1, the control unit 6 sets the correction coefficient c1 used for calculating the correction value (step S308). When the correction calculation data in the determination target row is out of the second correction determination range L1, the control unit 6 performs the following determination. It is determined whether the correction calculation data stored in the memory 4 in step S304 is out of the preset third correction determination range L2 line by line (output determination 2) (step S307).

判定対象行の補正演算用データが第3の補正判定範囲L2内の場合は、制御部6は、補正値の算出に使用する補正係数c2を設定する(ステップS309)。判定対象行の補正演算用データが第3の補正判定範囲L2を外れている場合は、制御部6は、補正値の算出に使用する補正係数c3を設定する(ステップS310)。尚、補正判定範囲は基準値に対して近い順からL0、L1、L2となる。また、補正係数は小さい順からc1、c2、c3となる。   When the correction calculation data of the determination target row is within the third correction determination range L2, the control unit 6 sets the correction coefficient c2 used for calculating the correction value (step S309). When the correction calculation data of the determination target row is out of the third correction determination range L2, the control unit 6 sets a correction coefficient c3 used for calculating the correction value (step S310). Note that the correction determination ranges are L0, L1, and L2 from the closest order to the reference value. The correction coefficients are c1, c2, and c3 in ascending order.

次に、制御部6は、上記のステップS308またはステップS309またはステップS310で設定した補正係数に基づき補正値を算出する演算を行い、演算後の補正値をメモリ4に記憶する(ステップS311)。その後、ステップS312へ移行する。   Next, the control unit 6 performs a calculation for calculating a correction value based on the correction coefficient set in the above step S308, step S309, or step S310, and stores the calculated correction value in the memory 4 (step S311). Thereafter, the process proceeds to step S312.

演算方法の一例としては、暗時出力設計値と補正演算用データの差分に対して過補正抑制係数を掛けた値を求め、その値を補正演算用データに対して加算もしくは減算し、暗時出力設計値に近づけるデータとする方法がある。具体的には、補正量Xは、基準値A、移動平均を取った画素出力値d、過補正抑制係数C(設定されている補正係数c1、c2、c3のいずれか)とした場合に、(A−d)×Cで求めればよい。   As an example of the calculation method, find the value obtained by multiplying the difference between the dark output design value and the correction calculation data by the overcorrection suppression coefficient, and add or subtract that value from the correction calculation data. There is a method for making the data close to the output design value. Specifically, when the correction amount X is a reference value A, a pixel output value d obtained by taking a moving average, and an overcorrection suppression coefficient C (any one of the set correction coefficients c1, c2, and c3), What is necessary is just to obtain | require by (Ad) * C.

次に、制御部6は、補正値算出が補正演算用データの最終行まで終了したか否かを判定する(ステップS312)。補正値算出が補正演算用データの最終行まで終了していない場合は、補正演算用データにおける判定対象の次の行を設定してステップS305へ戻る。補正値算出が補正演算用データの最終行まで終了している場合は、制御部6は、ステップS311で算出し記憶した補正値を用いて、各行毎に有効画素領域の暗レベルを補正する(ステップS313)。これにより、本処理を終了する。   Next, the control unit 6 determines whether or not the correction value calculation has been completed up to the last line of the correction calculation data (step S312). If the correction value calculation has not been completed up to the last line of the correction calculation data, the next line to be determined in the correction calculation data is set, and the process returns to step S305. When the correction value calculation has been completed up to the last row of the correction calculation data, the control unit 6 corrects the dark level of the effective pixel area for each row using the correction value calculated and stored in step S311 ( Step S313). Thereby, this process is complete | finished.

図7(a)は、本実施の形態に係る撮像素子で発生する帯状出力変動を補正するための補正値を示す図である(図5(d)の再掲図)。図7(a)では、補正を行わない未補正領域と補正を行った補正領域の境界で出力の逆転によるエッジが発生しており、エッジが発生したデータを使用して補正を行うと水平方向に線状のノイズが生じてしまうという面がある。   FIG. 7A is a diagram showing correction values for correcting the belt-like output fluctuation that occurs in the image sensor according to the present embodiment (reprinted in FIG. 5D). In FIG. 7A, an edge due to the reverse of the output is generated at the boundary between the uncorrected area where correction is not performed and the correction area where correction is performed. When correction is performed using data in which the edge is generated, the horizontal direction In other words, linear noise is generated.

図7(b)は、変形例1に係る撮像素子で発生する帯状出力変動を補正するための補正値を示す図である。図7(b)では、撮像素子1の未補正領域に近い(上記の基準値Aに近い)箇所の補正量は少なく、基準値Aからのズレが大きいほど補正量を大きくする。これにより、撮像素子1で発生する帯状出力変動による基準レベルのズレを抑制しつつ、未補正領域と補正領域の境界を円滑にし、エッジ(線状のノイズ)を抑制することができている。   FIG. 7B is a diagram illustrating a correction value for correcting the belt-like output fluctuation that occurs in the image sensor according to the first modification. In FIG. 7B, the correction amount at a location near the uncorrected area of the image sensor 1 (close to the reference value A) is small, and the correction amount is increased as the deviation from the reference value A is larger. Thereby, while suppressing the shift | offset | difference of the reference level by the strip | belt-shaped output fluctuation | variation which generate | occur | produces in the image pick-up element 1, the boundary of an uncorrected area | region and a correction | amendment area | region can be made smooth and the edge (linear noise) can be suppressed.

尚、変形例1では、複数段階の補正判定範囲(閾値)を設けることで補正値算出の重み付けを行ったが、これに限定されるものではない。例えば近似式等による補正値算出で重み付けを行っても何ら問題はない。   In the first modification, the correction value calculation is weighted by providing a plurality of correction determination ranges (threshold values), but the present invention is not limited to this. For example, there is no problem even if weighting is performed by calculating a correction value using an approximate expression or the like.

<変形例2>
次に、本実施の形態の変形例2について説明する。
<Modification 2>
Next, a second modification of the present embodiment will be described.

変形例1と同様の目的で、撮像素子1の未補正領域と補正領域の境界のエッジ(線状のノイズ)を抑制する方法として、補正量の目標を設計基準(基準値A)と異なる値に設定する方法がある。変形例2では、補正量の目標を基準値以外に設定するものである。   As a method of suppressing the edge (linear noise) between the uncorrected area and the correction area of the image sensor 1 for the same purpose as that of the first modification, the correction amount target is a value different from the design standard (reference value A). There is a way to set. In Modification 2, the correction amount target is set to a value other than the reference value.

本実施の形態では、補正量X、基準値A、移動平均を取った画素出力値d、過補正抑制係数cとした場合に、X=(A−d)×cとして求めていた。   In the present embodiment, the correction amount X, the reference value A, the pixel output value d obtained by taking a moving average, and the overcorrection suppression coefficient c are obtained as X = (A−d) × c.

これに対し、変形例2では、補正量の目標を判定閾値L(基準画素領域出力レベルを判定する際の設定範囲を規定する閾値)として設定し、判定閾値Lを超えた分は全て判定閾値Lにクリップする。具体的には、補正量X、基準値A、閾値L(基準値Aからの差分)、移動平均を取った画素出力値dとした場合、X=((A+L)−d)として求め、閾値までの差分をそのまま加減算して補正する。   On the other hand, in the second modification, the correction amount target is set as the determination threshold L (threshold that defines the setting range for determining the reference pixel region output level), and all of the portions exceeding the determination threshold L are the determination threshold. Clip to L. Specifically, when a correction amount X, a reference value A, a threshold value L (difference from the reference value A), and a pixel output value d obtained by taking a moving average, X = ((A + L) −d) is obtained. The difference up to is corrected by adding or subtracting as it is.

図7(c)は、上記の算出方法で求めた変形例2に係る撮像素子で発生する帯状出力変動を補正するための補正値を示す図である。図7(c)では、変形例1と同様に、撮像素子1の未補正領域と補正領域の境界で出力の逆転によるエッジは発生していない。これにより、未補正領域と補正領域の境界が円滑で、エッジ(線状のノイズ)を抑制することができている。   FIG. 7C is a diagram illustrating a correction value for correcting the belt-like output fluctuation that occurs in the imaging device according to the second modification obtained by the above calculation method. In FIG. 7C, as in the first modification, an edge due to the reverse of the output does not occur at the boundary between the uncorrected area and the corrected area of the image sensor 1. As a result, the boundary between the uncorrected area and the corrected area is smooth, and edges (linear noise) can be suppressed.

以上詳細に説明したように、本実施の形態によれば、撮像素子で発生する電源変動等による帯状ノイズを、撮像素子の高感度化の影響を抑えつつ低減することが可能となる。これにより、撮像装置で撮影した画像の画質向上を図ることが可能となる。   As described above in detail, according to the present embodiment, it is possible to reduce the band-like noise caused by the power supply fluctuation or the like generated in the image sensor while suppressing the effect of increasing the sensitivity of the image sensor. As a result, it is possible to improve the image quality of the image captured by the imaging apparatus.

〔第2の実施の形態〕
本発明の第2の実施の形態は、上記第1の実施の形態に対して、下記で示す点において相違する。本実施の形態のその他の要素は、上記第1の実施の形態(図1、図2)の対応するものと同一なので説明を省略する。
[Second Embodiment]
The second embodiment of the present invention is different from the first embodiment in the following points. Since the other elements of the present embodiment are the same as the corresponding ones of the first embodiment (FIGS. 1 and 2), description thereof is omitted.

本実施の形態では、撮像素子で発生する帯状の出力変動の補正を行うにあたり、第1の実施の形態のように補正によるエッジ等が発生する可能性を回避するため、次のように制御を行う。即ち、帯状の出力変動が画質として影響が少ないと想定される状況では補正を行わないようにする制御するものである。   In this embodiment, when correcting the belt-like output fluctuation generated in the image sensor, the control is performed as follows in order to avoid the possibility of an edge or the like due to the correction as in the first embodiment. Do. That is, control is performed so that correction is not performed in a situation where it is assumed that the belt-like output fluctuation has little influence on the image quality.

図8は、本実施の形態に係る撮像装置の撮影準備動作時の概略シーケンスを示すフローチャートである。   FIG. 8 is a flowchart showing a schematic sequence during the shooting preparation operation of the imaging apparatus according to the present embodiment.

図8において、撮像装置の制御部6は、操作者により撮影準備スイッチ(不図示)がオン操作されると本処理を開始する。まず、制御部6は、公知の測光回路により撮影対象となる被写体の輝度を測光する(ステップS401)。測光回路は、一般的に、撮像素子で撮像した画像領域を複数に分割すると共に複数に分割した測光領域ごとの測光出力を基に露出制御項目(シャッタ秒時・絞り・ISO感度等)を決定する。次に、制御部6は、測光した被写体の輝度の露出を判定する(ステップS402)。   In FIG. 8, the control unit 6 of the imaging apparatus starts this processing when an imaging preparation switch (not shown) is turned on by the operator. First, the control unit 6 measures the luminance of a subject to be photographed using a known photometry circuit (step S401). In general, a photometry circuit divides an image area captured by an image sensor into a plurality of areas and determines exposure control items (shutter time, aperture, ISO sensitivity, etc.) based on the photometry output for each of the divided photometry areas. To do. Next, the control unit 6 determines the exposure of the brightness of the subject that has been measured (step S402).

尚、被写体の輝度の露出を判定する際は、複数に分割した測光領域のうち予め定められた設定値を超えている測光領域の数を基に露出を判定してもよいし、平均値での露出が所定露出値を超えているか否かを判定してもよい。また、被写体の輝度の露出の判定には、測光領域の全域を使用してもよいし、測光領域の一部のみを使用してもよい。   When determining the exposure of the luminance of the subject, the exposure may be determined based on the number of photometric areas that exceed a predetermined set value among the plurality of divided photometric areas, or the average value may be determined. It may be determined whether or not the exposure exceeds a predetermined exposure value. Further, in determining the exposure of the luminance of the subject, the entire photometric area may be used, or only a part of the photometric area may be used.

被写体の輝度の露出が設定値以上(所定より明るい露出)であると判定した場合は、制御部6は、撮影対象被写体が明るく且つ帯状出力変動が画質として認識しにくい被写体であると判断する。そして、制御部6は、帯状出力変動の補正を行わないための補正判定フラグ“0”をメモリ4の所定領域に記憶する(ステップS403)。   When it is determined that the luminance exposure of the subject is equal to or higher than the set value (exposure brighter than the predetermined value), the control unit 6 determines that the subject to be photographed is a bright subject and the band-like output variation is difficult to recognize as the image quality. Then, the control unit 6 stores a correction determination flag “0” for not correcting the belt-like output fluctuation in a predetermined area of the memory 4 (step S403).

露出が設定値未満(所定より暗い露出)であると判定した場合は、制御部6は、撮影対象被写体が暗く且つ帯状出力変動が画質として認識しやすい被写体であると判断する。そして、制御部6は、帯状出力変動の補正を行うための補正判定フラグ“1”をメモリ4の所定領域に記憶する(ステップS404)。   When it is determined that the exposure is less than the set value (exposure darker than the predetermined value), the control unit 6 determines that the subject to be imaged is dark and the band-like output fluctuation is easily recognized as the image quality. Then, the control unit 6 stores a correction determination flag “1” for correcting the belt-like output fluctuation in a predetermined area of the memory 4 (step S404).

ステップS403の処理もしくはステップS404の処理を終了すると、制御部6は、公知の測距回路による被写体距離を測定する(ステップS405)。次に、制御部6は、撮影レンズの焦点をステップS405で測定した被写体距離に合わせるために撮影レンズを駆動し、焦点調整を行う(ステップS406)。これにより、本処理を終了する。   When the process of step S403 or the process of step S404 ends, the control unit 6 measures the subject distance by a known distance measuring circuit (step S405). Next, the control unit 6 drives the photographic lens to adjust the focus of the photographic lens to the subject distance measured in step S405, and performs focus adjustment (step S406). Thereby, this process is complete | finished.

図9は、撮像装置の撮影動作時の概略シーケンスを示すフローチャートである。   FIG. 9 is a flowchart illustrating a schematic sequence during the shooting operation of the imaging apparatus.

図9において、図3と共通する処理のうち撮像装置の基本的な動作に関わる処理については説明を簡略化する。撮像装置の制御部6は、撮像素子1における電荷(信号電荷)の蓄積を開始させ(ステップS501)、露光を行い(ステップS502)、電荷の蓄積を終了させる(ステップS503)。次に、制御部6は、撮像素子1に蓄積された電荷の読出しを行う(ステップS504)。   In FIG. 9, the processing related to the basic operation of the imaging apparatus among the processes common to FIG. 3 is simplified. The control unit 6 of the imaging apparatus starts accumulation of charges (signal charges) in the imaging device 1 (step S501), performs exposure (step S502), and ends the accumulation of charges (step S503). Next, the control unit 6 reads out the charges accumulated in the image sensor 1 (step S504).

次に、制御部6は、撮像素子1の水平ラインVにおける水平OB領域51の所定領域の画素出力値を平均化し、該平均化した画素出力値をメモリ4における第1の記憶領域M1に記憶する(ステップS505)。ここで、水平OB領域51の所定領域の画素出力値の平均値を求める際、所定レベルを超えるもしくは所定レベルを下回る画素出力値については算出値として除外するか、もしくは画素出力値の上限と下限にクリップ等の制限をかける。これにより、算出値がランダムノイズ等で大きくばらつく場合にも補正に対して及ぼす影響を低減させる。   Next, the control unit 6 averages the pixel output values of a predetermined area of the horizontal OB area 51 in the horizontal line V of the image sensor 1, and stores the averaged pixel output value in the first storage area M 1 in the memory 4. (Step S505). Here, when obtaining the average value of the pixel output values in the predetermined area of the horizontal OB area 51, the pixel output values that exceed the predetermined level or fall below the predetermined level are excluded as calculated values, or the upper and lower limits of the pixel output value Apply clip restrictions. As a result, even when the calculated value varies greatly due to random noise or the like, the influence on the correction is reduced.

次に、制御部6は、撮像素子1に蓄積された電荷の読み出し動作が最終行まで終了したか否かを判定する(ステップS506)。電荷の読み出し動作が最終行まで終了していない場合は、ステップS504へ戻り、制御部6は、次の行の電荷の読み出し動作を行う。電荷の読み出し動作が最終行まで終了している場合は、制御部6は、図8のステップS403またはステップS404でメモリ4に記憶した補正判定フラグを確認する(ステップS507)。   Next, the control unit 6 determines whether or not the reading operation of the charge accumulated in the image sensor 1 has been completed up to the last row (step S506). If the charge reading operation is not completed up to the last row, the process returns to step S504, and the control unit 6 performs the charge reading operation for the next row. If the charge read operation has been completed up to the last row, the control unit 6 checks the correction determination flag stored in the memory 4 in step S403 or step S404 in FIG. 8 (step S507).

補正判定フラグが帯状出力変動の補正を行わないための補正判定フラグ“0”の場合は、補正を行わずステップS509へ移行する。補正判定フラグが帯状出力変動の補正を行うための補正判定フラグ“1”の場合は、補正を行うために次の画像処理を行う(ステップS508)。即ち、制御部6は、読み出しが終了した画素出力値に対して帯状出力変動補正(スミア補正)を行う。帯状出力変動補正については第1の実施の形態で説明済みのため、詳細説明は省略する。   If the correction determination flag is the correction determination flag “0” for not correcting the belt-like output fluctuation, the process proceeds to step S509 without performing correction. If the correction determination flag is the correction determination flag “1” for correcting the belt-like output fluctuation, the next image processing is performed to perform correction (step S508). That is, the control unit 6 performs band-shaped output fluctuation correction (smear correction) on the pixel output value for which reading has been completed. Since the belt-like output fluctuation correction has been described in the first embodiment, a detailed description thereof will be omitted.

次に、制御部6は、ノイズを低減する補正処理(正常でない部分の補間処理等)や現像処理等の画像処理を行う(ステップS509)。これにより、本処理(一連の撮影動作に関わる処理)を終了する。   Next, the control unit 6 performs image processing such as correction processing for reducing noise (interpolation processing for an abnormal portion or the like) and development processing (step S509). Thereby, this process (process related to a series of photographing operations) is completed.

以上詳細に説明したように、本実施の形態によれば、被写体の明るさに応じて帯状出力変動の補正を行うか否か判定し、画像として帯状出力変動が認識しにくい状況では補正を行わないよう制御する。これにより、補正によるよくない影響が発生することを低減することが可能となる。   As described above in detail, according to the present embodiment, it is determined whether or not to correct the belt-like output fluctuation according to the brightness of the subject, and correction is performed in a situation where the belt-like output fluctuation is difficult to recognize as an image. Control not to. Thereby, it is possible to reduce the occurrence of an unfavorable effect due to the correction.

〔第3の実施の形態〕
本発明の第3の実施の形態は、上記第1の実施の形態に対して、下記で示す点において相違する。本実施の形態のその他の要素は、上記第1の実施の形態(図2)の対応するものと同一なので説明を省略する。
[Third Embodiment]
The third embodiment of the present invention is different from the first embodiment in the following points. Since the other elements of the present embodiment are the same as the corresponding ones of the first embodiment (FIG. 2), description thereof is omitted.

本実施の形態では、最近、撮像素子において基準画素領域を左右両側に備えた構造が多く存在するという点から、次のように制御を行う。撮像素子で帯状の出力変動が発生しているか、他の要因(ランダムノイズ等)による基準画素の変動が発生しているかを判断し、第2の実施の形態と同様に、帯状の出力変動が画質として影響が少ないと想定される状況では補正を行わないよう制御するものである。   In the present embodiment, the following control is performed in view of the fact that there are many structures having the reference pixel region on both the left and right sides in the image sensor recently. It is determined whether a band-like output fluctuation has occurred in the image sensor or a fluctuation in the reference pixel due to other factors (random noise or the like), and the band-like output fluctuation has occurred, as in the second embodiment. The control is performed so that the correction is not performed in a situation where the influence on the image quality is assumed to be small.

図10は、本実施の形態に係る撮像装置が備えるCMOS型撮像素子の概略構成を示す図である。   FIG. 10 is a diagram illustrating a schematic configuration of a CMOS type image pickup element provided in the image pickup apparatus according to the present embodiment.

図10において、CMOS型撮像素子(以下撮像素子)11は、水平OB領域(基準画素領域)51、垂直OB領域(基準画素領域)52、有効画素領域53を備えている。更に、水平OB領域51は、第1の水平OB領域51aと第2の水平OB領域51bから構成されている。第1の水平OB領域51a、第2の水平OB領域51b、垂直OB領域52は、有効画素領域53に隣接して配置されている。第1の水平OB領域51aと第2の水平OB領域51bは、有効画素領域53を挟んで対向する位置に配置されている。   In FIG. 10, a CMOS image sensor (hereinafter referred to as an image sensor) 11 includes a horizontal OB area (reference pixel area) 51, a vertical OB area (reference pixel area) 52, and an effective pixel area 53. Further, the horizontal OB area 51 is composed of a first horizontal OB area 51a and a second horizontal OB area 51b. The first horizontal OB area 51 a, the second horizontal OB area 51 b, and the vertical OB area 52 are disposed adjacent to the effective pixel area 53. The first horizontal OB area 51 a and the second horizontal OB area 51 b are arranged at positions facing each other with the effective pixel area 53 interposed therebetween.

第1の水平OB領域51a、第2の水平OB領域51b、垂直OB領域52は、基準信号を得るための画素領域であり、いずれも画素の前面がアルミニウム膜等により遮光された複数の基準画素から構成されている。有効画素領域53は、有効な信号電荷を取り出すための画素領域であり、遮光されていない二次元的に配された有効画素から構成されている。尚、第1の水平OB領域51aと第2の水平OB領域51bには、それぞれ演算領域(図13(a)参照)が含まれる。   The first horizontal OB area 51a, the second horizontal OB area 51b, and the vertical OB area 52 are pixel areas for obtaining a reference signal, and each of the plurality of reference pixels has its front face shielded by an aluminum film or the like. It is composed of The effective pixel region 53 is a pixel region for extracting effective signal charges, and is composed of two-dimensionally arranged effective pixels that are not shielded from light. Note that each of the first horizontal OB area 51a and the second horizontal OB area 51b includes a calculation area (see FIG. 13A).

図11は、撮像装置の撮影動作時の概略シーケンスを示すフローチャートである。   FIG. 11 is a flowchart illustrating a schematic sequence during a shooting operation of the imaging apparatus.

図11において、図3と共通する処理のうち撮像装置の基本的な動作に関わる処理については説明を簡略化する。撮像装置の制御部6は、撮像素子1における電荷(信号電荷)の蓄積を開始させ(ステップS601)、露光を行い(ステップS602)、電荷の蓄積を終了させる(ステップS603)。次に、制御部6は、撮像素子1に蓄積された電荷の読出しを行う(ステップS604)。   In FIG. 11, among the processes common to FIG. 3, the processes related to the basic operation of the imaging apparatus are simplified. The control unit 6 of the imaging apparatus starts accumulation of charges (signal charges) in the imaging element 1 (step S601), performs exposure (step S602), and ends the accumulation of charges (step S603). Next, the control unit 6 reads out the charges accumulated in the image sensor 1 (step S604).

次に、制御部6は、撮像素子1の水平ラインVにおける第1の水平OB領域51aの所定領域の画素出力値を平均化し、該平均化した画素出力値をメモリ4における第1の記憶領域M1に記憶する(ステップS605)。ここで、第1の水平OB領域51aの所定領域の画素出力値の平均値を求める際、所定レベルを超えるもしくは所定レベルを下回る画素出力値については算出値として除外するか、もしくは画素出力値の上限と下限にクリップ等の制限をかける。これにより、算出値がランダムノイズ等で大きくばらつく場合にも補正に対して及ぼす影響を低減させる。   Next, the control unit 6 averages the pixel output values of the predetermined area of the first horizontal OB area 51 a in the horizontal line V of the image sensor 1, and the averaged pixel output value is the first storage area in the memory 4. Store in M1 (step S605). Here, when calculating the average value of the pixel output values in the predetermined area of the first horizontal OB area 51a, the pixel output values that exceed the predetermined level or fall below the predetermined level are excluded as calculated values, or the pixel output values Apply clip restrictions to the upper and lower limits. As a result, even when the calculated value varies greatly due to random noise or the like, the influence on the correction is reduced.

次に、上記のステップS605と同様の処理を行う。即ち、制御部6は、撮像素子1の水平ラインVにおける第2の水平OB領域51bの所定領域の画素出力値を平均化し、該平均化した画素出力値をメモリ4における第2の記憶領域M2に記憶する(ステップS606)。ここで、第2の水平OB領域51bの所定領域の画素出力値の平均値を求める際、所定レベルを超えるもしくは所定レベルを下回る画素出力値については算出値として除外するか、もしくは画素出力値の上限と下限にクリップ等の制限をかける。これにより、算出値がランダムノイズ等で大きくばらつく場合にも補正に対して及ぼす影響を低減させる。   Next, the same processing as in step S605 is performed. That is, the control unit 6 averages the pixel output values in a predetermined area of the second horizontal OB area 51 b in the horizontal line V of the image sensor 1, and uses the averaged pixel output value in the second storage area M 2 in the memory 4. (Step S606). Here, when obtaining the average value of the pixel output values in the predetermined area of the second horizontal OB area 51b, pixel output values that exceed the predetermined level or fall below the predetermined level are excluded as calculated values, or Apply clip restrictions to the upper and lower limits. As a result, even when the calculated value varies greatly due to random noise or the like, the influence on the correction is reduced.

次に、制御部6は、撮像素子1に蓄積された電荷の読み出し動作が最終行まで終了したか否かを判定する(ステップS607)。電荷の読み出し動作が最終行まで終了していない場合は、ステップS604へ戻り、制御部6は、次の行の電荷の読み出し動作を行う。電荷の読み出し動作が最終行まで終了している場合は、制御部6は、次の画像処理を行う(ステップS608)。即ち、制御部6は、読み出しが終了した画素出力値に対して、ノイズを低減する補正処理(スミア補正処理・正常でない部分の補間処理等)や現像処理等の画像処理を行う。これにより、本処理(一連の撮影動作に関わる処理)を終了する。   Next, the control unit 6 determines whether or not the reading operation of the charge accumulated in the image sensor 1 has been completed up to the last row (step S607). If the charge reading operation is not completed until the last row, the process returns to step S604, and the control unit 6 performs the charge reading operation for the next row. If the charge read operation has been completed up to the last row, the control unit 6 performs the next image processing (step S608). That is, the control unit 6 performs image processing such as correction processing (smear correction processing / interpolation processing of a non-normal part) or development processing on the pixel output value that has been read out. Thereby, this process (process related to a series of photographing operations) is completed.

次に、図11のステップS608の画像処理における撮像素子11で発生する帯状の出力変動に対する補正処理の詳細と帯状の出力変動を補正するための補正値について図12及び図13に基づき説明する。   Next, the details of the correction processing for the band-like output fluctuation generated in the image sensor 11 in the image processing in step S608 of FIG. 11 and the correction value for correcting the band-like output fluctuation will be described with reference to FIGS.

図12は、図11のステップS608の画像処理における帯状出力変動に対する補正処理の詳細を示すフローチャートである。図13(a)は、CMOS型撮像素子の演算領域を示す図である。図13(b)は、第1の水平OB領域の値と第2の水平OB領域の値に相関がある場合を示す図である。図13(c)は、第1の水平OB領域の値と第2の水平OB領域の値に相関がない場合を示す図である。   FIG. 12 is a flowchart showing details of correction processing for band-like output fluctuation in the image processing in step S608 of FIG. FIG. 13A is a diagram illustrating a calculation area of the CMOS image sensor. FIG. 13B is a diagram illustrating a case where there is a correlation between the value of the first horizontal OB region and the value of the second horizontal OB region. FIG. 13C is a diagram illustrating a case where there is no correlation between the value of the first horizontal OB area and the value of the second horizontal OB area.

図12において、撮像装置の制御部6は、図11のステップS605及びステップS606にてメモリ4に記憶した値を読み出す。即ち、メモリ4の第1の記憶領域M1に記憶した第1の水平OB領域51a、メモリ4の第2の記憶領域M2に記憶した第2の水平OB領域51bの各々の画素出力値を平均化した値を読み出す(ステップS701)。次に、制御部6は、読み出した第1の水平OB領域51aと第2の水平OB領域51bの各行の平均値の各々が設定範囲内であるか否かのチェック(上限下限チェック)を行う(ステップS702)。   In FIG. 12, the control unit 6 of the imaging apparatus reads the value stored in the memory 4 in step S605 and step S606 in FIG. That is, the pixel output values of the first horizontal OB area 51a stored in the first storage area M1 of the memory 4 and the second horizontal OB area 51b stored in the second storage area M2 of the memory 4 are averaged. The read value is read (step S701). Next, the control unit 6 performs a check (upper limit / lower limit check) as to whether or not each of the read average values of the first horizontal OB area 51a and the second horizontal OB area 51b is within the set range. (Step S702).

第1の水平OB領域51aと第2の水平OB領域51bの各行の平均値の各々が設定範囲内である場合は、ステップS704へ移行する。第1の水平OB領域51aと第2の水平OB領域51bの各行の平均値のうち設定範囲を超えた画素出力値に関しては、制御部6は、設定範囲の上限値もしくは下限値に画素出力を固定(クリップ)した値にデータを差替える差替処理を行う(ステップS703)。その後、ステップS704へ移行する。   When each of the average values of the respective rows of the first horizontal OB area 51a and the second horizontal OB area 51b is within the set range, the process proceeds to step S704. Regarding the pixel output value that exceeds the set range among the average values of the rows of the first horizontal OB region 51a and the second horizontal OB region 51b, the control unit 6 outputs the pixel output to the upper limit value or the lower limit value of the set range. A replacement process for replacing the data with the fixed (clip) value is performed (step S703). Thereafter, the process proceeds to step S704.

次に、制御部6は、ステップS701乃至ステップS703で求めた、上限値もしくは下限値に出力がクリップされている第1の水平OB領域51aと第2の水平OB領域51bの各行の平均値の垂直方向の移動平均を取り、データにスムージング処理を行う。更に、スムージング処理した各々のデータを補正演算用データとしてメモリ4に記憶する(ステップS704)。ステップS701乃至ステップS704の処理を行うことで、撮像素子1における正常でない画素やランダムノイズ成分により局所的に変動する成分を除外し、帯状ノイズ(スミア)の成分を効果的に見つけることができる。   Next, the control unit 6 calculates the average value of each row of the first horizontal OB area 51a and the second horizontal OB area 51b whose output is clipped to the upper limit value or the lower limit value obtained in steps S701 to S703. The moving average in the vertical direction is taken and the data is smoothed. Further, each data subjected to the smoothing process is stored in the memory 4 as correction calculation data (step S704). By performing the processing from step S701 to step S704, it is possible to exclude components that fluctuate locally due to abnormal pixels or random noise components in the image sensor 1, and to effectively find a band noise (smear) component.

次に、制御部6は、ステップS704でメモリ4に記憶した第1の水平OB領域51aの補正演算用データについて1行ずつ、予め設定した補正判定範囲を外れているか否かを判定する(ステップS705)。更に、制御部6は、判定対象行の補正演算用データを補正するか否かを決定する。判定対象行の補正演算用データが補正判定範囲内の場合は、制御部6は、判定対象行の補正演算用データをそのまま補正値として(補正なしとして)メモリ4に記憶し、ステップS708へ移行する。   Next, the control unit 6 determines whether or not the correction calculation data of the first horizontal OB area 51a stored in the memory 4 in step S704 is out of the preset correction determination range line by line (step S704). S705). Furthermore, the control unit 6 determines whether or not to correct the correction calculation data in the determination target row. When the correction calculation data of the determination target row is within the correction determination range, the control unit 6 stores the correction calculation data of the determination target row as it is in the memory 4 as a correction value (without correction), and the process proceeds to step S708. To do.

判定対象行の補正演算用データが補正判定範囲を外れている場合は、制御部6は、ステップS704でメモリ4に記憶した第1の水平OB領域51aと第2の水平OB領域51bの各々の補正演算用データを比較する(ステップS706)。更に、制御部6は、両方の補正演算用データが所定レベル以内であるか否かの相関を判定(相関確認)する。両方の補正演算用データに相関がない場合は、ステップS708へ移行する。両方の補正演算用データに相関がある場合は、制御部6は、補正演算用データに基づき補正値を算出してメモリ4に記憶し(ステップS707)、ステップS708へ移行する。   When the correction calculation data of the determination target row is out of the correction determination range, the control unit 6 stores each of the first horizontal OB area 51a and the second horizontal OB area 51b stored in the memory 4 in step S704. The correction calculation data are compared (step S706). Further, the control unit 6 determines a correlation (correlation confirmation) as to whether or not both correction calculation data are within a predetermined level. If there is no correlation between the two correction calculation data, the process proceeds to step S708. When there is a correlation between both the correction calculation data, the control unit 6 calculates a correction value based on the correction calculation data, stores the correction value in the memory 4 (step S707), and proceeds to step S708.

相関判定については、例えば、図13(b)及び図13(c)で示すように、第1の水平OB領域51aの値と第2の水平OB領域51bの値が、両方ともステップS705で設定している補正判定範囲を外れているか否かの判定を行う。両方とも補正判定範囲を外れていれば相関ありと判定し(図13(b)参照)、第2の水平OB領域51bの値だけ外れていなければ相関なしと判定すればよい(図13(c)参照)。   Regarding the correlation determination, for example, as shown in FIGS. 13B and 13C, the value of the first horizontal OB area 51a and the value of the second horizontal OB area 51b are both set in step S705. It is determined whether or not the current correction determination range is outside. If both are out of the correction determination range, it is determined that there is a correlation (see FIG. 13B), and if both are not out of the value of the second horizontal OB area 51b, it is determined that there is no correlation (FIG. 13C). )reference).

尚、相関判定は上記に限定されるものではない。例えば第1の水平OB領域51aの値を基準として、第2の水平OB領域51bの値が所定比率以内(例えば第1の水平OB領域±0.25%以内)か否かで判定してもよい。または、設定値以内(例えば第1の水平OB領域±AFE2によるA/D変換後の2カウント以内等)か否か等で判定してもよい。   Note that the correlation determination is not limited to the above. For example, the determination may be made based on whether the value of the second horizontal OB area 51b is within a predetermined ratio (for example, within the first horizontal OB area ± 0.25%) with reference to the value of the first horizontal OB area 51a. Good. Alternatively, the determination may be made based on whether or not the value is within a set value (for example, within the first horizontal OB region ± 2 counts after A / D conversion by AFE2).

次に、制御部6は、補正値算出が補正演算用データの最終行まで終了したか否かを判定する(ステップS708)。補正値算出が補正演算用データの最終行まで終了していない場合は、補正演算用データにおける判定対象の次の行を設定してステップS705へ戻る。補正値算出が補正演算用データの最終行まで終了している場合は、制御部6は、ステップS707乃至ステップS708で算出し記憶した補正値を用いて、各行毎に有効画素領域の暗レベルを補正する(ステップS709)。これにより、本処理を終了する。   Next, the control unit 6 determines whether or not the correction value calculation has been completed up to the last line of the correction calculation data (step S708). If the correction value calculation has not been completed up to the last line of the correction calculation data, the next line to be determined in the correction calculation data is set, and the process returns to step S705. When the correction value calculation has been completed up to the last row of the correction calculation data, the control unit 6 uses the correction values calculated and stored in steps S707 to S708 to set the dark level of the effective pixel area for each row. Correction is performed (step S709). Thereby, this process is complete | finished.

尚、第1の水平OB領域51aと第2の水平OB領域51b(左右水平OB領域)の演算を行う際に、撮像素子や周辺回路の構成によってはノイズの受け方に左右水平OB領域で差が発生する場合がある。そのため、上記の相関確認を行う際に、左右水平OB領域のノイズ強度を加味した係数掛けをする等の処理を行っても何ら問題はない。   When calculating the first horizontal OB area 51a and the second horizontal OB area 51b (left and right horizontal OB area), depending on the configuration of the image sensor and the peripheral circuit, there is a difference in how the noise is received in the left and right horizontal OB area. May occur. For this reason, when performing the above correlation check, there is no problem even if processing such as multiplying by a coefficient taking into account the noise intensity of the left and right horizontal OB regions is performed.

以上詳細に説明したように、本実施の形態によれば、撮像素子11の第1の水平OB領域51aと第2の水平OB領域51bでの変動に相関がある場合にのみ、帯状出力変動があるとして補正を行うことが可能となる。また、相関がない場合には、補正を行わないように制限をかけることが可能となる。   As described above in detail, according to the present embodiment, the band-like output fluctuation is generated only when the fluctuations in the first horizontal OB area 51a and the second horizontal OB area 51b of the image sensor 11 are correlated. It is possible to perform correction as if there is. Further, when there is no correlation, it is possible to limit so as not to perform correction.

〔他の実施の形態〕
また、本発明の目的は、以下の処理を実行することにより達成される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体を、システム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ(又はCPUやMPU等)が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出す処理である。
[Other Embodiments]
The object of the present invention is achieved by executing the following processing. That is, a storage medium in which a program code of software that realizes the functions of the above-described embodiments is supplied to a system or apparatus, and a computer (or CPU, MPU, etc.) of the system or apparatus is stored in the storage medium. This is the process of reading the code.

この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施の形態の機能を実現することになり、そのプログラムコード及びプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。   In this case, the program code read from the storage medium itself realizes the functions of the above-described embodiments, and the storage medium storing the program code and the program code constitutes the present invention.

また、プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、次のものを用いることができる。例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、光磁気ディスク、CD−ROM、CD−R、CD−RW、DVD−ROM、DVD−RAM、DVD−RW、DVD+RW、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ROM等である。または、プログラムコードをネットワークを介してダウンロードしてもよい。   Moreover, the following can be used as a storage medium for supplying the program code. For example, a flexible disk, hard disk, magneto-optical disk, CD-ROM, CD-R, CD-RW, DVD-ROM, DVD-RAM, DVD-RW, DVD + RW, magnetic tape, nonvolatile memory card, ROM, etc. . Alternatively, the program code may be downloaded via a network.

また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、上記実施の形態の機能が実現される場合も本発明に含まれる。加えて、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているOS(オペレーティングシステム)等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理により前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれる。   Further, the present invention includes a case where the function of the above embodiment is realized by executing the program code read by the computer. In addition, an OS (operating system) running on the computer performs part or all of the actual processing based on an instruction of the program code, and the functions of the above-described embodiments are realized by the processing. Is also included.

更に、前述した実施形態の機能が以下の処理により実現される場合も本発明に含まれる。即ち、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれる。その後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるCPU等が実際の処理の一部または全部を行う場合である。   Furthermore, the present invention includes a case where the functions of the above-described embodiment are realized by the following processing. That is, the program code read from the storage medium is written in a memory provided in a function expansion board inserted into the computer or a function expansion unit connected to the computer. Thereafter, based on the instruction of the program code, the CPU or the like provided in the function expansion board or function expansion unit performs part or all of the actual processing.

1、11 CMOS型撮像素子
4 メモリ
6 制御部
51 水平OB領域
51a 第1の水平OB領域
51b 第2の水平OB領域
53 有効画素領域
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 11 CMOS type image pick-up element 4 Memory 6 Control part 51 Horizontal OB area | region 51a 1st horizontal OB area | region 51b 2nd horizontal OB area | region 53 Effective pixel area | region

Claims (8)

複数の画素が二次元的に配された有効画素領域と前記有効画素領域に隣接して配置され基準信号を得るための基準画素領域とを有する撮像素子を備えた撮像装置であって、
前記基準画素領域の画素出力値を記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶された画素出力値に対しノイズを低減する処理を行う処理手段と、
前記処理手段により処理された前記基準画素領域の画素出力値の出力レベルが予め定められた設定範囲にあるか否かを判定する出力判定手段と、
前記出力判定手段により出力レベルが前記設定範囲を超えている画素出力値があると判定された場合、前記設定範囲を超えている画素出力値について基準出力レベルに近づけるための補正値を算出し、前記補正値に基づき前記設定範囲を超えている画素出力値を補正する補正手段と、
を備えることを特徴とする撮像装置。
An imaging apparatus comprising an imaging device having an effective pixel area in which a plurality of pixels are arranged two-dimensionally and a reference pixel area arranged adjacent to the effective pixel area to obtain a reference signal,
Storage means for storing a pixel output value of the reference pixel region;
Processing means for performing noise reduction processing on the pixel output value stored in the storage means;
Output determination means for determining whether or not the output level of the pixel output value of the reference pixel region processed by the processing means is within a predetermined setting range;
When it is determined by the output determination means that there is a pixel output value whose output level exceeds the set range, a correction value for calculating a pixel output value that exceeds the set range is approximated to a reference output level, Correction means for correcting a pixel output value exceeding the set range based on the correction value;
An imaging apparatus comprising:
前記処理手段は、前記設定範囲を超えている画素出力値を前記設定範囲の上限値または下限値に固定する処理、水平方向および垂直方向の複数の画素出力値を平均化する処理を行うことを特徴とする請求項1記載の撮像装置。   The processing means performs a process of fixing a pixel output value exceeding the set range to an upper limit value or a lower limit value of the set range, and a process of averaging a plurality of pixel output values in the horizontal direction and the vertical direction. The imaging apparatus according to claim 1, characterized in that: 前記補正手段は、前記出力判定手段により出力レベルが前記設定範囲を超えていると判定された画素出力値の前記設定範囲を超えているレベルに応じて補正量を変化させる重み付け処理を行うことを特徴とする請求項1記載の撮像装置。   The correction means performs a weighting process for changing a correction amount in accordance with a level of the pixel output value that is determined by the output determination means to exceed the set range and that exceeds the set range. The imaging apparatus according to claim 1, characterized in that: 前記補正手段は、前記補正量の目標を、前記出力判定手段で用いる前記設定範囲を規定する閾値に設定することを特徴とする請求項3記載の撮像装置。   The imaging apparatus according to claim 3, wherein the correction unit sets the target of the correction amount to a threshold value that defines the setting range used by the output determination unit. 撮影対象の被写体の輝度の露出を判定する露出判定手段を更に備え、
前記補正手段は、前記露出判定手段により露出が予め定められた設定値未満と判定された場合は前記補正を行い、前記露出判定手段により露出が設定値以上と判定された場合は前記補正を行わないことを特徴とする請求項1記載の撮像装置。
Exposure determining means for determining the brightness exposure of the subject to be photographed;
The correction means performs the correction when the exposure determination means determines that the exposure is less than a predetermined set value, and performs the correction when the exposure determination means determines that the exposure is equal to or greater than the set value. The imaging apparatus according to claim 1, wherein the imaging apparatus is not provided.
前記基準画素領域は、前記有効画素領域を挟んで対向する位置に配置された複数の基準画素領域として構成され、
前記複数の基準画素領域の各々の画素出力値の出力レベルの相関を判定する相関判定手段を更に備え、
前記補正手段は、前記相関判定手段により相関があると判定された場合は前記補正を行い、前記相関判定手段により相関がないと判定された場合は前記補正を行わないことを特徴とする請求項1記載の撮像装置。
The reference pixel region is configured as a plurality of reference pixel regions arranged at positions facing each other across the effective pixel region,
Correlation determining means for determining a correlation between output levels of pixel output values of each of the plurality of reference pixel regions,
The correction means performs the correction when the correlation determination means determines that there is a correlation, and does not perform the correction when the correlation determination means determines that there is no correlation. The imaging apparatus according to 1.
複数の画素が二次元的に配された有効画素領域と前記有効画素領域に隣接して配置され基準信号を得るための基準画素領域とを有する撮像素子を備えた撮像装置の制御方法であって、
前記基準画素領域の画素出力値を記憶する記憶ステップと、
前記記憶ステップで記憶された画素出力値に対しノイズを低減する処理を行う処理ステップと、
前記処理ステップにより処理された前記基準画素領域の画素出力値の出力レベルが予め定められた設定範囲にあるか否かを判定する出力判定ステップと、
前記出力判定ステップにより出力レベルが前記設定範囲を超えている画素出力値があると判定された場合、前記設定範囲を超えている画素出力値について基準出力レベルに近づけるための補正値を算出し、前記補正値に基づき前記設定範囲を超えている画素出力値を補正する補正ステップと、を有することを特徴とする制御方法。
A control method for an image pickup apparatus including an image pickup device having an effective pixel region in which a plurality of pixels are two-dimensionally arranged and a reference pixel region arranged adjacent to the effective pixel region for obtaining a reference signal. ,
Storing a pixel output value of the reference pixel region;
A processing step for performing a process of reducing noise on the pixel output value stored in the storing step;
An output determination step for determining whether or not the output level of the pixel output value of the reference pixel region processed by the processing step is within a predetermined setting range;
When it is determined in the output determination step that there is a pixel output value whose output level exceeds the set range, a correction value for calculating a pixel output value that exceeds the set range is approximated to a reference output level; And a correction step of correcting a pixel output value exceeding the set range based on the correction value.
請求項7に記載の撮像装置の制御方法をコンピュータに実行させるためのコンピュータで読み取り可能なプログラムコードを有するプログラム。   A program having computer-readable program code for causing a computer to execute the control method for an imaging apparatus according to claim 7.
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