JP2011055336A - Imaging apparatus and signal processing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、撮像装置及び信号処理方法に関する。 The present invention relates to an imaging apparatus and a signal processing method.
図15は、一般的なCCD(Charge Coupled Device)型の固体撮像素子の概略構成を示す平面模式図である。シリコン等の半導体基板には、有効画素部200、OB部300、及びOB部400を備える画素領域100が形成されている。
FIG. 15 is a schematic plan view showing a schematic configuration of a general CCD (Charge Coupled Device) type solid-state imaging device. A
画素領域100には、フォトダイオード等の光電変換素子を水平方向に多数並べたラインが、水平方向に直交する垂直方向に多数配列されている。
In the
画素領域100の各光電変換素子で発生した電荷は、画素領域100内の図示しない垂直電荷転送路に読み出され、ここで垂直方向に転送される。垂直電荷転送路を転送されてきた1ライン分の電荷は、水平電荷転送路500によって水平方向に転送される。水平電荷転送路500の終端にはフローティングディフュージョアンプ(FDA)等の、電荷をその電荷量に比例した電圧信号(以下、撮像信号ともいう)に変換して出力する出力部600が設けられ、水平方向に転送されてきた電荷がこの出力部600で電圧信号に変換されて外部に出力される。
The charge generated in each photoelectric conversion element in the
OB部400は、画素領域100の水平電荷転送路500側の端部にある数ラインを遮光した領域である。OB部400に形成された各光電変換素子が、黒レベル決定用の信号を出力するためのOB画素領域を形成する。
The
OB部300は、OB部400を構成する数ラインを除く各ラインの出力部600側とは反対側の端部にある数個の光電変換素子を遮光した領域である。OB部300に形成された各光電変換素子も、黒レベル決定用の信号を出力するためのOB画素領域を形成する。
The
有効画素部200は、OB部300とOB部400にある光電変換素子以外の光電変換素子が形成された領域である。有効画素部200の各光電変換素子上方の遮光膜には開口が形成されており、ここから被写体光が入射するようになっている。有効画素部200に形成された各光電変換素子は、被写体光を受光して電荷を発生する領域である有効画素領域を形成する。以下、有効画素領域から出力される撮像信号を有効信号ともいい、OB画素領域から出力される撮像信号をOB信号ともいう。
The
このような撮像素子を搭載する撮像装置では、撮像素子から出力される水平1ライン分の撮像信号のうち、OB部300から得られたOB信号を所定の目標レベル(以下、クランプレベルという)にクランプし、そのクランプレベルを基準として、その後の信号処理を行っている。この信号処理では、得られた全てのOB信号の平均値を黒レベルとし、有効信号から、この黒レベルを減算することで、オフセット補正を行っている。
In an image pickup apparatus equipped with such an image pickup device, an OB signal obtained from the
このようにOB部300から得られたOB信号でクランプを行う場合、高温時には、垂直電荷転送路の暗電流が画素領域100の中央と左右で大きく異なるため、有効画素部とOB画素部との間で黒レベルの差が大きくなる。そこで、この黒レベルの差を減らすために、OB部400から得られたOB信号でクランプを行う技術が知られている。
When clamping with the OB signal obtained from the
しかし、近年の撮像装置では、多画素化により、複数フィールドに分けて信号を読み出すようになっているため、1フィールドで出力できるOB信号の数が少なくなり、OB部400から得られるOB信号をクランプしても、黒レベルを精度良く決めることができない。OB部400に含まれる光電変換素子数を増やせばよいが、多画素化に対応して有効画素部200の光電変換素子数を多くしようとすると、OB部400に含まれる光電変換素子数をあまり多く確保することはできない。このため、OB部400から得られたOB信号で黒レベルを決定しても、1フィールドあたりのOB信号が少ないことに起因する黒レベルのばらつきという新たな問題点が発生する。
However, in recent imaging devices, the number of OB signals that can be output in one field is reduced due to the increase in the number of pixels, so that the number of OB signals that can be output in one field is reduced. Even if it is clamped, the black level cannot be accurately determined. The number of photoelectric conversion elements included in the
特許文献1,2には、フィールド毎の黒レベルを、OB画素領域から得られる信号又は遮光撮影時に有効画素領域から得られる信号によって決定する撮像装置が開示されている。有効画素領域から得られる信号によって黒レベルを決定する方法では、本撮影の他に遮光撮影が必要となり、消費電力、撮影時間が余分にかかってしまう。OB画素領域から得られる信号によって黒レベルを決定する方法では、複数フィールド読み出しを行うと、1フィールドで信号が読み出されるOB画素領域の数が少なくなるため、黒レベルを精度良く決定することが難しい。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、複数フィールドで信号を読み出した場合のフィールド間の黒レベルを揃えて画質を向上させることが可能な撮像装置及び信号処理方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides an imaging apparatus and a signal processing method capable of improving image quality by aligning black levels between fields when signals are read out in a plurality of fields. With the goal.
本発明の撮像装置は、被写体光を受光して電荷を発生する有効画素領域、及び、黒レベル決定用の信号を出力するための遮光されたOB画素領域を含む固体撮像素子を有する撮像装置であって、前記固体撮像素子から複数フィールドに分けて信号を読み出す駆動を行う駆動部と、各フィールドで前記固体撮像素子から出力される撮像信号のうち、前記OB画素領域から得られたOB信号をクランプするクランプ部と、各フィールドで前記固体撮像素子から出力される撮像信号のうち、少なくとも前記有効画素領域から得られた有効信号を用いて、各フィールドでクランプされた前記OB信号に応じて決定される黒レベルのフィールド毎の差を縮小する補正を行う黒レベル差補正部とを備える。 The imaging device of the present invention is an imaging device having a solid-state imaging device including an effective pixel region that receives a subject light and generates a charge, and a light-shielded OB pixel region for outputting a signal for determining a black level. A driving unit that performs driving to read signals from the solid-state imaging device in a plurality of fields, and an OB signal obtained from the OB pixel region among imaging signals output from the solid-state imaging device in each field; A clamping unit to be clamped and an effective signal obtained from at least the effective pixel region among imaging signals output from the solid-state imaging device in each field, and determined according to the OB signal clamped in each field A black level difference correction unit that performs correction to reduce the difference of the black level for each field.
本発明の信号処理方法は、被写体光を受光して電荷を発生する有効画素領域、及び、黒レベル決定用の信号を出力するための遮光されたOB画素領域を含む固体撮像素子から出力される信号を処理する信号処理方法であって、前記固体撮像素子から複数フィールドに分けて信号を読み出す駆動を行う駆動ステップと、各フィールドで前記固体撮像素子から出力される撮像信号のうち、前記OB画素領域から得られたOB信号をクランプするクランプステップと、各フィールドで前記固体撮像素子から出力される撮像信号のうち、少なくとも前記有効画素領域から得られた有効信号を用いて、各フィールドでクランプされた前記OB信号に応じて決定される黒レベルのフィールド毎の差を縮小する補正を行う黒レベル差補正ステップとを備える。 The signal processing method of the present invention is output from a solid-state imaging device including an effective pixel region that receives a subject light and generates an electric charge, and a shielded OB pixel region for outputting a signal for determining a black level. A signal processing method for processing a signal, comprising: a driving step for driving a signal to be read out in a plurality of fields from the solid-state imaging device; and an OB pixel among imaging signals output from the solid-state imaging device in each field A clamping step for clamping the OB signal obtained from the region, and at least a valid signal obtained from the effective pixel region among the imaging signals output from the solid-state imaging device in each field, And a black level difference correction step for performing correction for reducing the difference of each black level determined in accordance with the OB signal.
本発明によれば、複数フィールドで信号を読み出した場合のフィールド間の黒レベルを揃えて画質を向上させることが可能な撮像装置及び信号処理方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an imaging apparatus and a signal processing method that can improve image quality by aligning black levels between fields when signals are read in a plurality of fields.
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、本発明の一実施形態を説明するための撮像装置の概略構成を示す図である。撮像装置としては、デジタルカメラ及びデジタルビデオカメラ等の撮像装置、電子内視鏡及びカメラ付携帯電話機等に搭載される撮像モジュール、等があり、ここではデジタルカメラを例にして説明する。 FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an imaging apparatus for explaining an embodiment of the present invention. Examples of the imaging device include an imaging device such as a digital camera and a digital video camera, an imaging module mounted on an electronic endoscope, a camera-equipped mobile phone, and the like. Here, a digital camera will be described as an example.
図示するデジタルカメラの撮像系は、撮影レンズ1と、CCD型の固体撮像素子5と、この両者の間に設けられた絞り2と、赤外線カットフィルタ3と、光学ローパスフィルタ4とを備える。
The imaging system of the digital camera shown in the figure includes a photographic lens 1, a CCD type solid-
デジタルカメラの電気制御系全体を統括制御するシステム制御部11は、レンズ駆動部13を制御して撮影レンズ1の位置をフォーカス位置に調整したりズーム調整を行ったりし、絞り駆動部12を介し絞り2の開口量を制御して露光量調整を行う。
A system control unit 11 that performs overall control of the entire electric control system of the digital camera controls the
また、システム制御部11は、撮像素子駆動部10を介して固体撮像素子5を駆動し、撮影レンズ1を通して撮像した被写体像を撮像信号として出力させる。システム制御部11には、操作部14を通してユーザからの指示信号が入力される。
In addition, the system control unit 11 drives the solid-
デジタルカメラの電気制御系は、更に、固体撮像素子5の出力に接続された相関二重サンプリング処理を行うCDS処理部6及びCDS処理部6の出力に接続された信号増幅を行うVGA7と、このVGA7から出力された撮像信号をデジタル信号に変換するA/D変換部8とを備え、これらはシステム制御部11によって制御される。
The electric control system of the digital camera further includes a CDS processing unit 6 that performs correlated double sampling processing connected to the output of the solid-
更に、このデジタルカメラの電気制御系は、メインメモリ16と、メインメモリ16に接続されたメモリ制御部15と、補間演算やガンマ補正演算,RGB/YC変換処理等を行って画像データを生成するデジタル信号処理部17と、デジタル信号処理部17で生成された画像データをJPEG形式に圧縮したり圧縮画像データを伸張したりする圧縮伸張処理部18と、フィールド毎の黒レベル差を補正する黒レベル差補正部19と、着脱自在の記録媒体21が接続される外部メモリ制御部20と、カメラ背面等に搭載された液晶表示部23が接続される表示制御部22とを備える。
Furthermore, the electric control system of this digital camera generates image data by performing
メモリ制御部15、デジタル信号処理部17、圧縮伸張処理部18、黒レベル差補正部19、外部メモリ制御部20、及び表示制御部22は、制御バス24及びデータバス25によって相互に接続され、システム制御部11からの指令によって制御される。
The
図2は、図1に示した撮像装置における固体撮像素子の概略構成を示す平面模式図である。シリコン等の半導体基板には、有効画素部51、OB部52、及びOB部53を備える画素領域50が形成されている。
FIG. 2 is a schematic plan view illustrating a schematic configuration of the solid-state imaging element in the imaging apparatus illustrated in FIG. 1. A
画素領域50には、フォトダイオード等の光電変換素子を水平方向に複数並べたラインが、水平方向に直交する垂直方向に複数配列されている。
In the
画素領域50の各光電変換素子で発生した電荷は、画素領域50内の図示しない垂直電荷転送路に読み出され、ここで垂直方向に転送される。垂直電荷転送路を転送されてきた1ライン分の電荷は、水平電荷転送路54によって水平方向に転送される。水平電荷転送路54の終端にはフローティングディフュージョアンプ(FDA)等の、電荷をその電荷量に比例した電圧信号(以下、撮像信号ともいう)に変換して出力する出力部55が設けられ、水平方向に転送されてきた電荷がこの出力部55で電圧信号に変換されて外部に出力される。
The charge generated in each photoelectric conversion element in the
OB部53は、画素領域50の水平電荷転送路54側の端部にある数ラインを遮光した領域である。OB部53に形成された各光電変換素子が、黒レベル決定用の信号を出力するためのOB画素領域を形成する。
The
OB部52は、OB部53を構成する数ラインを除く各ラインの出力部55側とは反対側の端部にある数個の光電変換素子を遮光した領域である。
The
有効画素部51は、OB部52とOB部53にある光電変換素子以外の光電変換素子が形成された領域である。有効画素部51の各光電変換素子上方の遮光膜には開口が形成されており、ここから被写体光が入射するようになっている。有効画素部51に形成された各光電変換素子は、被写体光を受光して電荷を発生する領域である有効画素領域を形成する。以下、有効画素領域から出力される撮像信号を有効信号ともいい、OB画素領域から出力される撮像信号をOB信号ともいう。
The
図3及び図4は、図2に示す固体撮像素子の画素領域50に含まれる光電変換素子の配列例を示した図である。図3及び図4に示す“R”を付したブロックは、赤色のカラーフィルタを受光面上方に持つ光電変換素子を示している。“G”を付したブロックは、緑色のカラーフィルタを受光面上方に持つ光電変換素子を示している。“B”を付したブロックは、青色のカラーフィルタを受光面上方に持つ光電変換素子を示している。図4に示す“r”を付したブロックは、赤色のカラーフィルタを受光面上方に持つ光電変換素子を示している。“g”を付したブロックは、緑色のカラーフィルタを受光面上方に持つ光電変換素子を示している。“b”を付したブロックは、青色のカラーフィルタを受光面上方に持つ光電変換素子を示している。
3 and 4 are diagrams illustrating an example of the arrangement of the photoelectric conversion elements included in the
図3に示した例は、水平方向と垂直方向に正方格子状に配列された光電変換素子51a上方に、ベイヤー配列のカラーフィルタを設けたものとなっている。図4に示した例は、水平方向と垂直方向に正方格子状に配列された光電変換素子51aと、同じく正方格子状に配列された光電変換素子51bとを、各光電変換素子の配列ピッチの1/2だけ水平及び垂直方向にずらして配置した構成となっている。光電変換素子51a上方のカラーフィルタ配列はベイヤー配列となっており、光電変換素子51b上方のカラーフィルタ配列もベイヤー配列となっている。図4に示した構成は、同色のカラーフィルタが設けられた光電変換素子51aと光電変換素子51bが隣接してペアを形成し、このペアから得られた信号を合成処理することで、ダイナミックレンジの拡大、高感度化を図ることができる。また、合成処理を行わない場合には、高解像度の画像を得ることができる。
In the example shown in FIG. 3, a Bayer array color filter is provided above the
固体撮像素子5では、画素領域50に含まれる光電変換素子から、複数フィールドに分けて撮像信号を読み出すことができるように、読み出し電極が配置されている。デジタルカメラでは、撮像素子駆動部10が、固体撮像素子5から複数フィールドに分けて撮像信号を読み出す駆動を実施する。
In the solid-
図5は、図1に示したデジタルカメラにおけるAD変換部8の内部構成を示す図である。AD変換部8は、ADC81と、クランプ回路82とを備える。
FIG. 5 is a diagram showing an internal configuration of the
ADC81は、VGA7から出力される撮像信号をデジタル信号に変換する。
The
クランプ回路82は、ADC81から出力される撮像信号のうちのOB信号を所定の目標レベルにクランプする回路であり、補正量算出回路82aと加算回路82bとを備える。
The
補正量算出回路82aは、デジタル変換後のOB信号を目標レベルと比較して、OB信号の目標レベルからの誤差を算出し、この誤差がなくなるような補正量を加算回路82bに出力する。加算回路82bは、補正量算出回路82aから出力された補正量を、デジタル変換前のOB信号に加算する。補正量算出回路82aは、固体撮像素子5からOB信号が出力される期間にハイレベルとなるクランプパルスにしたがって動作し、OB信号のみクランプ処理を行う。
The correction
このデジタルカメラでは、システム制御部11が、OB部53からOB信号が出力される期間にクランプパルスを補正量算出回路82aに供給する。つまり、OB部53から出力されるOB信号をクランプし、クランプ後のOB信号のレベルを基準として、その後のオフセット補正処理を行っている。このオフセット補正処理には一律オフセット補正とフィールド別オフセット補正があり、これらの補正はデジタル信号処理部17が行う。
In this digital camera, the system control unit 11 supplies the clamp pulse to the correction
一律オフセット補正は、撮像により得られた全てのOB信号の平均値を黒レベルとし、撮像により得られた有効信号から、この黒レベルを減算する補正である。フィールド別オフセット補正は、フィールド毎に得られたOB信号の平均値をそのフィールドの黒レベルとし、そのフィールドで得られた有効信号から該黒レベルを減算する補正である。 The uniform offset correction is a correction in which an average value of all OB signals obtained by imaging is set as a black level, and this black level is subtracted from an effective signal obtained by imaging. The field-specific offset correction is a correction in which the average value of the OB signal obtained for each field is set as the black level of the field, and the black level is subtracted from the effective signal obtained in the field.
図6は、高温時に固体撮像素子5の画素領域50の1ラインから得られる暗時信号のレベルを示した図である。図6に示すように、高温時には、有効画素部51から得られる暗時信号が、水平方向の中央で沈んでしまい、OB部52から得られる暗時信号のレベルとの差が大きくなってしまう。
FIG. 6 is a diagram showing the dark signal level obtained from one line of the
OB部52から得られるOB信号でクランプを行うと、図6の“b”で示したレベルが黒レベルとなる。このため、オフセット補正を正確に行うことが難しい。OB部53から得られる暗時信号は、図6に示した有効画素部51から得られた暗時信号とほぼ同じ波形となる。このため、OB部53から得られるOB信号をクランプすると、黒レベルは図6の“a”で示したレベルになり、OB部52から得られるOB信号をクランプしたときよりも、オフセット補正を正確に行うことができる。
When clamping is performed with the OB signal obtained from the
このような理由から、図1に示すデジタルカメラでは、OB部53から得られるOB信号をクランプするようにしている。
For this reason, the digital camera shown in FIG. 1 clamps the OB signal obtained from the
図7は、撮像素子駆動部10が複数フィールド(図7の例では3フィールド)に分けて固体撮像素子5から撮像信号を読み出す際の固体撮像素子5の動作状態とクランプパルスの状態を示した図である。
FIG. 7 shows the operation state of the solid-
撮像指示がなされると、固体撮像素子5の露光が開始される。露光が終了すると、垂直電荷転送路に存在する電荷を掃き出すための掃き出し駆動が行われる。掃き出し駆動が終了すると、垂直電荷転送路及び水平電荷転送路の空転送が実施される。空転送が終了すると、1フィールド目の読み出しが開始される。1フィールド目に読み出される撮像信号のうち、OB部53からのOB信号が出力される期間にクランプパルスがハイレベルになり、クランプ処理が実施される。以後、2フィールド目の読み出し、3フィールド目の読み出しが実施され、OB部53からのOB信号が同様にクランプされる。各フィールドで得られた撮像信号はメインメモリ16に記憶される。
When an imaging instruction is given, exposure of the solid-
次に、デジタル信号処理部17が実施するオフセット補正時の動作について説明する。
Next, the operation at the time of offset correction performed by the digital
図8は、図1に示すデジタルカメラがオフセット補正を行うまでの動作を説明したフローチャートである。 FIG. 8 is a flowchart for explaining operations until the digital camera shown in FIG. 1 performs offset correction.
システム制御部11は、操作部14によってISO感度が手動で設定されたり、ISO感度を自動で設定したりすると、設定したISO感度が所定の値より高いか否かを判定する(ステップS81)。例えば、ISO感度が100,200,400,800,1600と設定可能であった場合、設定されたISO感度が400より高いか否かを判定する。 When the ISO sensitivity is manually set by the operation unit 14 or the ISO sensitivity is automatically set, the system control unit 11 determines whether or not the set ISO sensitivity is higher than a predetermined value (step S81). For example, when the ISO sensitivity can be set to 100, 200, 400, 800, 1600, it is determined whether or not the set ISO sensitivity is higher than 400.
ISO感度が所定の値よりも高かった場合(ステップS81:YES)、システム制御部11はフィールド別オフセット補正を行うよう、デジタル信号処理部17に指示する(ステップS82)。ISO感度が所定の値以下だった場合(ステップS81:NO)、システム制御部11は一律オフセット補正を行うよう、デジタル信号処理部17に指示する(ステップS83)。
If the ISO sensitivity is higher than the predetermined value (step S81: YES), the system control unit 11 instructs the digital
このように、図1に示したデジタルカメラでは、設定ISO感度が低く、フィールド毎の黒レベル差が目立たなくなるような撮像条件においては、一律オフセット補正を行い、設定ISO感度が高く、フィールド毎の黒レベル差が目立たつような撮像条件においては、フィールド別オフセット補正を行うものとしている。後述するが、フィールド別オフセット補正は、一律オフセット補正よりも演算量が増えるため、このようにISO感度に応じてどちらの補正を行うかを決めておくことで、撮像条件に適応した補正が可能となる。なお、ISO感度に関わらず、常に、フィールド別オフセット補正を行うようにしてもよい。 As described above, in the digital camera shown in FIG. 1, under the imaging conditions where the set ISO sensitivity is low and the black level difference for each field becomes inconspicuous, uniform offset correction is performed, the set ISO sensitivity is high, Under imaging conditions where the black level difference is conspicuous, field-specific offset correction is performed. As will be described later, the field-by-field offset correction requires more computation than the uniform offset correction, so by determining which correction is performed according to the ISO sensitivity in this way, it is possible to perform corrections that suit the imaging conditions. It becomes. Note that the field-specific offset correction may always be performed regardless of the ISO sensitivity.
次に、フィールド別オフセット補正時の黒レベル差補正部19の動作を説明する。
Next, the operation of the black level
図9は、フィールド別オフセット補正時の黒レベル差補正部19の動作を説明するためのフローチャートである。固体撮像素子5から撮像信号が出力され、この撮像信号がメインメモリ16に記憶されると、黒レベル差補正部19は、メインメモリ16に記憶された任意のフィールドの撮像信号のうちの有効信号を積算した値をその有効信号数で割って、任意のフィールドにおける有効信号の積算平均を算出する(ステップS91)。黒レベル差補正部19は、各フィールドにおける有効信号の積算平均を算出する。以下では、固体撮像素子5からn(n=1,2,3とする)フィールドに分けて撮像信号を読み出したものとし、nフィールドにおける有効信号の積算平均を、Field_nとする。
FIG. 9 is a flowchart for explaining the operation of the black level
次に、黒レベル差補正部19は、各フィールドにおける積算平均の差を求める(ステップS92)。この積算平均の差が、フィールド毎の黒レベルの差に相当する。例えば、あるフィールドを基準とし、その基準フィールドにおける積算平均と、他のフィールドにおける積算平均との差分を求める。1フィールド目を基準にした場合、黒レベル差補正部19は、{(Field_2)−(Field_1)}、{(Field_3)−(Field_1)}の演算を行う。
Next, the black level
または、黒レベル差補正部19は、全てのフィールドで得られた有効信号の積算平均(Field_1とField_2とField_3の平均と等価)を求めて基準値(Field_aveとする)とし、この基準値と各フィールドにおける積算平均との差を求める。例えば、{(Field_1)−(Field_ave)}、{(Field_2)−(Field_ave)}、{(Field_3)−(Field_ave)}の演算を行う。
Alternatively, the black level
次に、黒レベル差補正部19は、各フィールドで得られるOB信号で決定される黒レベルが同じ値になるように、各フィールドの撮像信号のレベルを補正する(ステップS93)。例えば、下記式(1)又は(2)にしたがって補正を行う。
Next, the black level
Field_n_pix’=(Field_n_pix)−{(Field_n)−(Field_1)} (1)
Field_n_pixは、nフィールドで得られる各撮像信号のレベル
Field_n_pix’は、nフィールドで得られる各撮像信号の補正後のレベル
nは2以上の自然数
Field_n_pix ′ = (Field_n_pix) − {(Field_n) − (Field_1)} (1)
Field_n_pix is the level of each imaging signal obtained in the n field Field_n_pix ′ is the corrected level of each imaging signal obtained in the n field n is a natural number of 2 or more
Field_n_pix’=(Field_n_pix)−{(Field_n)−(Field_avg)} (2)
Field_n_pixは、nフィールドで得られる各撮像信号のレベル
Field_n_pix’は、nフィールドで得られる各撮像信号の補正後のレベル
nは1以上の自然数
Field_n_pix ′ = (Field_n_pix) − {(Field_n) − (Field_avg)} (2)
Field_n_pix is the level of each imaging signal obtained in the n field. Field_n_pix ′ is the corrected level of each imaging signal obtained in the n field. N is a natural number of 1 or more.
式(1)の演算を行うと、Field_n_pixから、nフィールドにおける有効信号の積算平均と1フィールドにおける有効信号の積算平均の差分が減算されるため、nフィールドで得られるOB信号の平均が、1フィールドで得られるOB信号の平均に近い値になる。このOB信号の平均が黒レベルであるため、式(1)により、各フィールドで得られるOB信号で決定される黒レベルの差を縮小する(ほぼなくす)ことができる。 When the calculation of Expression (1) is performed, the difference between the accumulated average of the effective signals in the n field and the accumulated average of the effective signals in the 1 field is subtracted from the Field_n_pix, so that the average of the OB signals obtained in the n field is 1 The value is close to the average of the OB signals obtained in the field. Since the average of the OB signal is the black level, the difference in the black level determined by the OB signal obtained in each field can be reduced (substantially eliminated) by Expression (1).
式(2)の演算を行うと、Field_n_pixから、nフィールドにおける有効信号の積算平均と全てのフィールドにおける有効信号の積算平均の差分が減算されるため、各フィールドで得られるOB信号の平均がほぼ同じになる。このOB信号の平均が黒レベルであるため、式(2)により、各フィールドで得られるOB信号で決定される黒レベルの差を縮小する(ほぼなくす)ことができる。 When the calculation of Expression (2) is performed, the difference between the integrated average of the effective signals in the n field and the integrated average of the effective signals in all fields is subtracted from the Field_n_pix, so that the average of the OB signals obtained in each field is almost equal. Be the same. Since the average of the OB signal is the black level, the difference in the black level determined by the OB signal obtained in each field can be reduced (substantially eliminated) by the equation (2).
式(1)又は式(2)による撮像信号の補正が終了すると、デジタル信号処理部17が、フィールド別オフセット補正を行う。
When the correction of the imaging signal according to Expression (1) or Expression (2) is completed, the digital
デジタル信号処理部17は、Field_n_pix’のうちのOB信号の積算平均を求め、これをnフィールドにおける黒レベルとして決定する。次に、デジタル信号処理部17は、Field_n_pix’のうちの有効信号から、nフィールドにおける黒レベルを減算して、nフィールドで得られた撮像信号のオフセット補正を行う。デジタル信号処理部17は、nを1,2,3とかえてフィールド毎にオフセット補正を行い、フィールド別オフセット補正を終了する。なお、黒レベル差の補正後は、フィールド毎に黒レベルが揃うため、全てのフィールドで得られたOB信号の平均を黒レベルとして全フィールドで一律にオフセット補正を行ってもよい。
The digital
以上のように、図1に示したデジタルカメラによれば、有効画素部51から得られた有効信号に基づいて、フィールド毎に決定される黒レベルの差を補正することができる。この有効信号の数は、OB画素部53から得られるOB信号よりも多いため、黒レベルの差を精度良く補正することができる。この有効信号は、遮光撮影等しなくとも得られるため、撮影時間の短縮、消費電力の削減を図ることができる。
As described above, according to the digital camera shown in FIG. 1, the difference in black level determined for each field can be corrected based on the effective signal obtained from the
次に、図1に示したデジタルカメラの変形例を説明する。 Next, a modification of the digital camera shown in FIG. 1 will be described.
(第一の変形例)
図10は、図1に示したデジタルカメラにおける黒レベル差補正部19が実施する処理の変形例を説明するためのフローチャートである。
(First modification)
FIG. 10 is a flowchart for explaining a modification of the processing performed by the black level
固体撮像素子5から撮像信号が出力され、この撮像信号がメインメモリ16に記憶されると、黒レベル差補正部19は、メインメモリ16に記憶された全フィールド分の有効信号を、複数のエリアに分割する。次に、黒レベル差補正部19は、任意のエリアを選択し、そのエリア内にある有効信号の積算平均(以下、エリア内積算平均という)を算出し(ステップS101)、算出したエリア内積算平均が閾値以下であるか否かを判定する(ステップS102)。
When an imaging signal is output from the solid-
エリア内積算平均が閾値以下であった場合(ステップS102:YES)、黒レベル差補正部19は、そのエリア内積算平均が閾値以下であったエリアを積算対象エリアとして設定する(ステップS103)。
When the integrated average within the area is equal to or less than the threshold (step S102: YES), the black level
エリア内積算平均が閾値を越えていた場合(ステップS102:NO)、黒レベル差補正部19は、そのエリアを積算対象エリアとして設定せず、未選択のエリアのいずれかを選択し(ステップS109)、ステップS101にて、選択エリアの有効信号のエリア内積算平均を求める。
If the integrated average within the area exceeds the threshold value (step S102: NO), the black level
積算対象エリアを設定後、黒レベル差補正部19は、分割した全てのエリアを選択したか否かを判定する(ステップS104)。全てのエリアを選択していなかった場合(ステップS104:NO)、黒レベル差補正部19は、ステップS109に処理を移行する。
After setting the integration target area, the black level
全てのエリアを選択していた場合(ステップS104:YES)、黒レベル差補正部19は、ステップS103で設定した積算対象エリアの数が閾値以上であるか否かを判定する(ステップS105)。
If all areas have been selected (step S104: YES), the black level
積差対象エリアの数が閾値以上であった場合(ステップS105:YES)、黒レベル差補正部19は、図9に示したステップS91と同様の処理を行う。ただし、黒レベル差補正部19は、フィールド毎に有効信号の積算平均を算出する際、積算対象エリア以外のエリアにある有効信号は、積算平均の対象からは除外して、積算平均の算出を行う。つまり、黒レベル差補正部19は、全ての積算対象エリアから得られた有効信号のうちの、1フィールド目に得られた有効信号の積算平均、2フィールド目に得られた有効信号の積算平均、及び3フィールド目に得られた有効信号の積算平均をそれぞれ求める(ステップS106)。これら3つの積算平均を、それぞれField_1、Field_2、Field_3とする。
When the number of product difference target areas is equal to or greater than the threshold (step S105: YES), the black level
次に、黒レベル差補正部19は、図9のステップS92と同様に、{(Field_n)−(Field_1)}又は{(Field_n)−(Field_avg)}を算出し(ステップS107)、式(1)又は(2)にしたがって各フィールドの撮像信号の補正を行う(ステップS108)。
Next, the black level
ステップS105で、積算対象エリアの数が閾値未満であった場合(ステップS105:NO)、この場合は、画像のほとんどの部分が明るく、フィールド毎の黒レベル差に起因する画質劣化は目立たなくなる。このため、黒レベル差補正部19は、各フィールドの黒レベル差の補正を行わずに、処理を終了する。処理の終了後は、デジタル信号処理部17により、フィールド毎又は全フィールドで一律にオフセット補正がなされる。
If the number of areas to be integrated is less than the threshold value in step S105 (step S105: NO), in this case, most of the image is bright and image quality deterioration due to the black level difference for each field is not noticeable. Therefore, the black level
このように、第一の変形例では、エリア内積算平均が閾値以下のエリアの有効信号のみを使って(言い換えると、エリア内積算平均が閾値を越えるエリアの有効信号を除外して)、各フィールドの黒レベル差を補正するようにしている。エリア内積算平均が閾値を越えるエリアの有効信号は、高輝度被写体や素子の欠陥等によって信号レベルが大きくなっており、フィールド毎にレベル差が生じていない可能性がある。そこで、このような有効信号を補正に用いる有効信号から除外することで、黒レベルの差を精度良く補正することができる。 As described above, in the first modification, only the effective signal of the area whose area average is less than the threshold is used (in other words, the effective signal of the area where the area average exceeds the threshold is excluded) The black level difference of the field is corrected. The effective signal in the area where the integrated average in the area exceeds the threshold value has a high signal level due to a high-luminance subject, a defect in the element, or the like, and there is a possibility that no level difference occurs between fields. Therefore, by excluding such an effective signal from the effective signals used for correction, the difference in black level can be corrected with high accuracy.
また、積算対象エリアの数が少ないときには、黒レベル差の補正を省略することで、撮影時間の短縮、演算量削減による消費電力の低減を図ることができる。 Further, when the number of areas to be integrated is small, correction of the black level difference can be omitted, so that the photographing time can be shortened and the power consumption can be reduced by reducing the calculation amount.
(第二の変形例)
この変形例では、図9のステップS91、図10のステップS106において、黒レベル差補正部19が、各フィールドで得られた有効信号の積算平均を算出する際に、積算平均の対象となる有効信号のうち、信号レベルが閾値を越える有効信号を除外して、積算平均を算出するようにしている。
(Second modification)
In this modification, when the black level
図11は、図1に示したデジタルカメラにおける黒レベル差補正部19が実施する処理(フィールド毎に有効信号の積算平均を求める処理)の変形例を説明するためのフローチャートである。図11では、1フィールド目の有効信号の積算平均を求める際のフローを例示している。
FIG. 11 is a flowchart for explaining a modification of the processing (processing for obtaining an integrated average of effective signals for each field) performed by the black level
まず、黒レベル差補正部19は、メインメモリ16から、1フィールドで得られた全ての有効信号のうちの1つ、又は、積算対象エリアから1フィールドで得られた有効信号のうちの1つを読み出す(ステップS110)。次に、黒レベル差補正部19は、読み出した有効信号のレベルが閾値以下か否かを判定する(ステップS111)。
First, the black level
読み出した有効信号のレベルが閾値以下であった場合(ステップS111:YES)、黒レベル差補正部19は、その有効信号を積算対象信号に設定する(ステップS112)。読み出した有効信号のレベルが閾値を越えていた場合(ステップS111:NO)、黒レベル差補正部19は、その有効信号を積算対象信号に設定せずにステップS110に処理を移行し、1フィールドで得られた全ての有効信号、又は、積算対象エリアから1フィールドで得られた有効信号、のうち、まだ読み出していない有効信号を1つ読み出す。
When the level of the read effective signal is equal to or lower than the threshold (step S111: YES), the black level
ステップS112で積算対象信号を設定した後、黒レベル差補正部19は、1フィールドで得られた全ての有効信号、及び、積算対象エリアから1フィールドで得られた有効信号、の全てを読み出したか否かを判定し、読み出していない場合(ステップS113:NO)はステップS110に処理を以降して、読み出していない有効信号を読み出す。
After setting the integration target signal in step S112, the black level
全ての有効信号の読み出しが完了していた場合(ステップS113:YES)は、ステップS112で積算対象信号に設定した有効信号を積算した値を、その有効信号の総数で割って、積算平均を算出する(ステップS114)。 If all the valid signals have been read (step S113: YES), the integrated average is calculated by dividing the value obtained by integrating the effective signals set in the integration target signal in step S112 by the total number of the effective signals. (Step S114).
このように、一定レベルを越えている有効信号を積算平均の算出対象から外すことで、高輝度被写体や画素欠陥があった場合でも、この影響を排除して、黒レベル差の補正を精度良く行うことができる。 In this way, even if there are high-luminance subjects or pixel defects, effective signals that exceed a certain level are excluded from the calculation target of integration average, and this effect is eliminated and black level difference correction is performed with high accuracy. It can be carried out.
(第三の変形例)
これまでの説明では、各フィールドでの黒レベル差を求めるために、各フィールドで得られた有効信号の積算平均を用いていたが、有効信号の他にOB信号も含めて積算平均を求めてもよい。つまり、図9に示すフローチャートで説明すると、ステップS91で、フィールド毎に有効信号の積算平均を求める代わりに、フィールド毎に、そのフィールドで得られた有効信号及びOB信号を全て積算した値を、その有効信号及びOB信号の総数で割った値を該フィールドにおける積算平均(Field_n)として算出すればよい。
(Third modification)
In the above description, in order to obtain the black level difference in each field, the accumulated average of the effective signals obtained in each field is used. However, the accumulated average including the OB signal in addition to the effective signal is obtained. Also good. That is, in the flowchart shown in FIG. 9, instead of obtaining the integration average of effective signals for each field in step S91, for each field, a value obtained by integrating all the effective signals and OB signals obtained in that field, A value obtained by dividing the effective signal and the total number of OB signals may be calculated as an integrated average (Field_n) in the field.
また、図10に示すフローチャートで説明すると、ステップS101の前に、固体撮像素子5から出力された撮像信号を図12に示したように複数エリアに分割する。そして、ステップS102,S103では、有効信号の分割エリアのうち、エリア内積算平均が第一の閾値以下のエリアと、OB信号の分割エリアのうち、エリア内積算平均が第二の閾値(<第一の閾値)以下のエリアとを積算対象エリアに設定する。そして、ステップS106では、フィールド毎に、そのフィールドで得られた積算対象エリアの有効信号及びOB信号を全て積算した値を、その有効信号及びOB信号の総数で割った値を、該フィールドにおける積算平均(Field_n)として算出すればよい。
Further, with reference to the flowchart shown in FIG. 10, the imaging signal output from the solid-
このように、OB信号も含めて積算平均を算出することで、積算平均の精度が上がり、黒レベル差の補正精度を向上させることができる。 In this way, by calculating the integrated average including the OB signal, the accuracy of the integrated average is increased, and the correction accuracy of the black level difference can be improved.
なお、図9及び図10において、有効信号の他にOB信号を用いて積算平均を算出する場合でも、一定レベル以上のOB信号を積算対象から除外することが好ましい。この場合の一定レベルは、有効信号を除外する際の閾値となる一定レベルよりは小さい。 9 and 10, it is preferable to exclude OB signals having a certain level or higher from the integration target even when the integrated average is calculated using the OB signal in addition to the valid signal. In this case, the fixed level is smaller than the fixed level that is a threshold value when the effective signal is excluded.
図13は、図1に示したデジタルカメラにおける黒レベル差補正部19が実施する処理(フィールド毎に有効信号及びOB信号の積算平均を求める処理)を説明するためのフローチャートである。図13では、1フィールド目の有効信号及びOB信号の積算平均を求める際のフローを例示している。
FIG. 13 is a flowchart for explaining a process (a process for obtaining an integrated average of the effective signal and the OB signal for each field) performed by the black level
まず、黒レベル差補正部19は、メインメモリ16から、1フィールドで得られた全ての有効信号及びOB信号のうちの1つ、又は、積算対象エリアから1フィールドで得られた有効信号及びOB信号のうちの1つを読み出す(ステップS131)。次に、黒レベル差補正部19は、読み出した信号が有効信号かOB信号かを判定する(ステップS132)。
First, the black level
読み出した信号が有効信号であった場合(ステップS132:YES)、黒レベル差補正部19は、その有効信号のレベルが閾値A以下かどうかを判定する(ステップS133)。有効信号のレベルが閾値A以下であった場合(ステップS133:YES)、黒レベル差補正部19は、その有効信号を積算対象信号に設定する(ステップS134)。
When the read signal is a valid signal (step S132: YES), the black level
有効信号のレベルが閾値Aを越えていた場合(ステップS133:NO)、黒レベル差補正部19は、その有効信号を積算対象信号に設定せずにステップS131に処理を移行し、1フィールドで得られた全ての有効信号及びOB信号、又は、積算対象エリアから1フィールドで得られた有効信号及びOB信号のうち、まだ読み出していない信号を1つ読み出す。
When the level of the valid signal exceeds the threshold A (step S133: NO), the black level
ステップS132において、読み出した信号がOB信号であった場合(ステップS132:NO)、黒レベル差補正部19は、そのOB信号のレベルが閾値B(<閾値A)以下かどうかを判定する(ステップS137)。OB信号のレベルが閾値B以下であった場合(ステップS137:YES)、黒レベル差補正部19は、そのOB信号を積算対象信号に設定する(ステップS134)。
In step S132, when the read signal is an OB signal (step S132: NO), the black level
OB信号のレベルが閾値Bを越えていた場合(ステップS137:NO)、黒レベル差補正部19は、そのOB信号を積算対象信号に設定せずステップS131に処理を移行し、1フィールドで得られた全ての有効信号及びOB信号、又は、積算対象エリアから1フィールドで得られた有効信号及びOB信号のうち、まだ読み出していない信号を1つ読み出す。
When the level of the OB signal exceeds the threshold B (step S137: NO), the black level
積算対象信号を設定した後、黒レベル差補正部19は、1フィールドで得られた全ての有効信号及びOB信号、及び、積算対象エリアから1フィールドで得られた有効信号及びOB信号の全てを読み出したか否かを判定し、読み出していない場合(ステップS135:NO)はステップS131に処理を以降して、読み出していない信号を読み出す。
After setting the integration target signal, the black level
全ての信号の読み出しが完了していた場合(ステップS135:YES)は、ステップS134で積算対象信号に設定した有効信号及びOB信号を積算した値を、その有効信号及びOB信号の総数で割って、積算平均を算出する(ステップS136)。 When all the signals have been read (step S135: YES), the value obtained by integrating the valid signal and the OB signal set as the integration target signal in step S134 is divided by the total number of the valid signal and the OB signal. Then, the integrated average is calculated (step S136).
このように、一定レベルを越えている有効信号及びOB信号を積算平均の算出対象から外すことで、高輝度被写体や画素欠陥があった場合でも、この影響を排除して、黒レベル差の補正を精度良く行うことができる。また、有効信号とOB信号とで、積算対象から外すかどうかを判定する際の閾値を異ならせることで、欠陥信号を積算対象から効果的に除外することができる。 In this way, even if there is a high-luminance subject or a pixel defect, the black level difference is corrected by excluding the effective signal and OB signal exceeding a certain level from the calculation target of the integrated average, even if there is a high-luminance subject or pixel defect. Can be performed with high accuracy. In addition, the defect signal can be effectively excluded from the integration target by making the threshold value when determining whether or not to exclude from the integration target between the valid signal and the OB signal.
(第四の変形例)
図10に示した動作例では、エリア内積算平均が閾値以下のエリアのみを積算対象エリアとした。しかし、暗すぎるエリアについては、黒レベルの差を検出しづらくなるため、これを積算対象エリアから除外することで、黒レベル差の補正精度をより向上させることができる。この変形例では、エリア内積算平均が閾値を越えるエリアを積算対象エリアに設定することで、黒レベル差の補正精度を向上させている。
(Fourth modification)
In the operation example shown in FIG. 10, only the area whose area average is less than or equal to the threshold is set as the area to be integrated. However, since it is difficult to detect a difference in black level in an area that is too dark, the black level difference correction accuracy can be further improved by excluding the black level difference from the integration target area. In this modification, the correction accuracy of the black level difference is improved by setting an area where the integrated average within the area exceeds the threshold as the integration target area.
図14は、図1に示したデジタルカメラにおける黒レベル差補正部19が実施する処理の変形例を説明するためのフローチャートである。図14に示すフローチャートは、ステップS102の処理をステップS142に変更した以外は図10に示したものと同じである。
FIG. 14 is a flowchart for explaining a modification of the process performed by the black level
ステップS142では、黒レベル差補正部19が、エリア内積算平均が閾値Dよりも大きく、閾値C(>閾値D)よりも小さい範囲にあるかどうかを判定する。そして、この範囲内にエリア内積算平均がおさまった場合には、ステップS103に処理を移行して、そのエリアを積算対象エリアに設定し、この範囲外にエリア内積算平均があった場合には、そのエリアを積算対象エリアに設定せずにステップS109に処理を移行して次のエリアを選択する。
In step S142, the black level
このように、明るいエリアと暗いエリアを積算対象エリアからは除外することで、フィールド毎の黒レベル差の補正精度をより向上させることができる。 Thus, by excluding the bright area and the dark area from the integration target area, it is possible to further improve the correction accuracy of the black level difference for each field.
なお、積算対象エリアとして、OB信号を分割したエリアも含める場合には、ステップS142において、選択したエリアが有効信号の分割エリアである場合に、黒レベル差補正部19が、そのエリアのエリア内積算平均が閾値Dよりも大きく、閾値Cよりも小さい範囲にあるかどうかを判定し、この範囲内にエリア内積算平均がおさまった場合には、ステップS103に処理を移行し、この範囲外にエリア内積算平均がある場合には、ステップS109に処理を移行する。
If the area where the OB signal is divided is also included as the integration target area, if the selected area is a divided area of the effective signal in step S142, the black level
また、ステップS142において、選択したエリアがOB信号の分割エリアである場合に、黒レベル差補正部19が、エリア内積算平均が閾値Eよりも大きく閾値F(>閾値E)よりも小さい範囲にあるかどうかを判定し、この範囲内にエリア内積算平均がおさまった場合には、ステップS103に処理を移行し、この範囲外にエリア内積算平均がある場合には、ステップS109に処理を移行する。なお、閾値の関係は、閾値E<閾値D、閾値F<閾値Cである。
In step S142, when the selected area is a divided area of the OB signal, the black level
なお、積算対象エリアを決める際の閾値の上限をなくし、エリア内積算平均が閾値Dよりも大きいエリアと、エリア内積算平均が閾値Eよりも大きいエリアを、積算対象エリアに設定するようにしても良い。この場合でも、暗いエリアを積算対象エリアから除外することができるため、フィールド毎の黒レベル差の補正精度をより向上させることができる。 It should be noted that the upper limit of the threshold when determining the integration target area is eliminated, and an area where the integrated average within the area is larger than the threshold D and an area where the integrated average within the area is larger than the threshold E are set as the integration target areas. Also good. Even in this case, since the dark area can be excluded from the integration target area, the correction accuracy of the black level difference for each field can be further improved.
図14に示したフローチャートにおいても、ステップS142で、積算対象エリアを決める際の閾値の上限をなくし、エリア内積算平均が閾値Dよりも大きいエリア全てを積算対象エリアに設定してもよい。 Also in the flowchart shown in FIG. 14, in step S142, the upper limit of the threshold for determining the integration target area may be eliminated, and all areas having an in-area average greater than the threshold D may be set as the integration target area.
なお、以上の説明では、固体撮像素子5をCCD型としたが、これはMOS型であってもよい。
In the above description, the solid-
また、クランプ回路82が、OB部53から出力されるOB信号をクランプしているが、OB部52から出力されるOB信号をクランプするようにしてもよい。OB部53から出力されるOB信号をクランプする場合は、各フィールドで出力されるOB信号の数が相対的に少なくなるため、フィールド毎の黒レベル差が顕著となりやすい。このため、上述したフィールド別オフセット補正を採用することが有効になる。
Further, although the
また、例えば図3に示した光電変換素子配列において、1フィールドで1ライン目及び3ライン目を読み出し、2フィールドで2ライン目及び4ライン目を読み出す場合には、各フィールドで有効信号の積算平均にずれが生じる可能性がある。このずれは、黒レベルの差に起因するものではなく、カラーフィルタによる感度の違いに起因する。 For example, in the photoelectric conversion element array shown in FIG. 3, when reading the first line and the third line in one field and reading the second line and the fourth line in two fields, integration of effective signals in each field. Deviations in the average may occur. This shift is not caused by a difference in black level but is caused by a difference in sensitivity due to the color filter.
このため、このように、有効信号の積算平均にずれが生じる可能性のあるとき、つまり、固体撮像素子5から出力される撮像信号を構成する色信号の比率が全てのフィールドで異なるような駆動をしたときは、各フィールドに共通に含まれる色成分の有効信号(図3の例ではG信号)のみを積算平均の対象とすることが好ましい。
For this reason, when there is a possibility that the accumulated average of the effective signals may be shifted in this way, that is, driving in which the ratio of the color signals constituting the imaging signal output from the solid-
図4に示した光電変換素子配列において、1フィールドでは光電変換素子51aから信号を読み出し、2フィールドでは光電変換素子51bから信号を読み出す駆動を行った場合には、全ての有効信号を積算平均の対象とすればよい。
In the photoelectric conversion element array shown in FIG. 4, when driving to read a signal from the
また、図4に示した光電変換素子配列において、1フィールドでは1,2,5,6ラインから信号を読み出し、2フィールドでは3,4,7,8ラインから信号を読み出す駆動を行った場合には、G信号のみを積算平均の対象とすればよい。 In the photoelectric conversion element array shown in FIG. 4, when driving is performed to read out signals from 1, 2, 5, 6 lines in one field, and read signals from 3, 4, 7, 8 lines in two fields. In this case, only the G signal may be targeted for integration averaging.
以上説明したように、本明細書には次の事項が開示されている。 As described above, the following items are disclosed in this specification.
開示された撮像装置は、被写体光を受光して電荷を発生する有効画素領域、及び、黒レベル決定用の信号を出力するための遮光されたOB画素領域を含む固体撮像素子を有する撮像装置であって、前記固体撮像素子から複数フィールドに分けて信号を読み出す駆動を行う駆動部と、各フィールドで前記固体撮像素子から出力される撮像信号のうち、前記OB画素領域から得られたOB信号をクランプするクランプ部と、各フィールドで前記固体撮像素子から出力される撮像信号のうち、少なくとも前記有効画素領域から得られた有効信号を用いて、各フィールドでクランプされた前記OB信号に応じて決定される黒レベルのフィールド毎の差を縮小する補正を行う黒レベル差補正部とを備える。 The disclosed imaging device is an imaging device having a solid-state imaging device including an effective pixel region that receives a subject light and generates a charge, and a light-shielded OB pixel region for outputting a signal for determining a black level. A driving unit that performs driving to read signals from the solid-state imaging device in a plurality of fields, and an OB signal obtained from the OB pixel region among imaging signals output from the solid-state imaging device in each field; A clamping unit to be clamped and an effective signal obtained from at least the effective pixel region among imaging signals output from the solid-state imaging device in each field, and determined according to the OB signal clamped in each field A black level difference correction unit that performs correction to reduce the difference of the black level for each field.
この構成により、有効画素領域から得られた有効信号を用いてフィールド毎の黒レベルの差を補正することができる。この有効信号の数は、OB画素領域から得られるOB信号よりも多いため、ノイズによるばらつきを吸収することができ、フィールド毎の黒レベルの差を精度良く補正することができる。この結果、フィールド毎に黒レベルのあった画質を得ることができる。また、この有効信号は、遮光撮影等しなくとも得られるため、撮影時間の短縮、消費電力の削減を図ることができる。 With this configuration, it is possible to correct a difference in black level for each field using an effective signal obtained from the effective pixel region. Since the number of effective signals is larger than the number of OB signals obtained from the OB pixel area, variations due to noise can be absorbed, and the black level difference for each field can be accurately corrected. As a result, it is possible to obtain an image quality having a black level for each field. In addition, since the effective signal can be obtained without performing light-shielded shooting, it is possible to reduce the shooting time and power consumption.
開示された撮像装置は、前記黒レベル差補正部が、補正に用いる前記有効信号として、前記有効信号を分割したときの各エリアのうち、エリア内の前記有効信号の平均値が第一の閾値を越えるエリアの有効信号を除外する。 In the disclosed imaging device, an average value of the effective signals in the area among the areas when the effective level is divided as the effective signal used by the black level difference correction unit is a first threshold value. Exclude valid signals in areas that exceed.
この構成により、明るい被写体を撮像したエリアの情報を排除して黒レベルの差を縮小する補正を行うことができ、補正精度を向上させることができる。 With this configuration, it is possible to perform correction to reduce the difference in black level by eliminating information on an area where a bright subject is imaged, and it is possible to improve correction accuracy.
開示された撮像装置は、前記黒レベル差補正部が、補正に用いる前記有効信号として、一定レベルを超える有効信号を除外する。 In the disclosed imaging apparatus, the black level difference correction unit excludes an effective signal exceeding a certain level as the effective signal used for correction.
この構成により、強い被写体光を受光した有効画素領域、欠陥有効画素領域からの有効信号を除いて補正を行うことができ、補正精度を向上させることができる。 With this configuration, correction can be performed by removing the effective signal from the effective pixel area and the defective effective pixel area that received strong subject light, and the correction accuracy can be improved.
開示された撮像装置は、前記黒レベル差補正部が、各フィールドで前記固体撮像素子から出力される撮像信号のうち、前記有効画素領域及び前記OB画素領域の各々から得られた信号を用いて、各フィールドでクランプされた前記OB信号に応じて決定される黒レベルのフィールド毎の差を縮小する補正を行う。 In the disclosed imaging device, the black level difference correction unit uses signals obtained from each of the effective pixel region and the OB pixel region among imaging signals output from the solid-state imaging device in each field. Then, correction is performed to reduce the difference in black level for each field determined according to the OB signal clamped in each field.
この構成により、OB画素領域から得られた信号も用いて黒レベルの差を縮小する補正を行うため、補正精度を向上させることができる。 With this configuration, correction that reduces the difference in black level is also performed using a signal obtained from the OB pixel region, so that the correction accuracy can be improved.
開示された撮像装置は、前記黒レベル差補正部が、補正に用いる前記撮像信号として、前記有効信号を分割したときの第一のエリアのうちエリア内の前記有効信号の平均値が第一の閾値を越えるエリアの有効信号、及び、前記OB信号を分割したときの第二のエリアのうちエリア内の前記OB信号の平均値が前記第一の閾値よりも小さい第二の閾値を越えるエリアのOB信号を除外する。 In the disclosed imaging apparatus, the average value of the effective signals in the area of the first area when the black level difference correction unit divides the effective signal as the imaging signal used for correction is the first. Of the effective signal of the area exceeding the threshold and the second area when the OB signal is divided, the average value of the OB signal in the area exceeds the second threshold smaller than the first threshold. The OB signal is excluded.
この構成により、明るい被写体を撮像した第一のエリア、欠陥信号が含まれる第二のエリアの情報を排除して黒レベルの差を縮小する補正を行うことができ、補正精度を向上させることができる。 With this configuration, it is possible to perform correction to reduce the difference in black level by eliminating the information of the first area in which a bright subject is imaged and the second area including the defect signal, thereby improving the correction accuracy. it can.
開示された撮像装置は、前記黒レベル差補正部が、補正に用いる前記撮像信号として、第三の閾値を越える前記有効信号及び前記第三の閾値よりも小さい第四の閾値を越える前記OB信号を除外する。 In the disclosed imaging apparatus, the black level difference correction unit uses the effective signal exceeding a third threshold and the OB signal exceeding a fourth threshold smaller than the third threshold as the imaging signal used for correction. Is excluded.
この構成により、強い被写体光を受光した有効画素領域、欠陥有効画素領域からの信号を除いて、有効信号及びOB信号の積算を行うことができ、補正精度を向上させることができる。 With this configuration, the effective signal and the OB signal can be integrated except for the signals from the effective pixel area and the defective effective pixel area that have received strong subject light, and the correction accuracy can be improved.
開示された撮像装置は、前記黒レベル差補正部が、補正に用いる前記有効信号として、前記有効信号を分割したときの各エリアのうち、エリア内の前記有効信号の平均値が第二の閾値以下のエリアの有効信号を除外する。 In the disclosed imaging device, an average value of the effective signals in the area is a second threshold value among the areas when the effective level is divided by the black level difference correction unit as the effective signal used for correction. Exclude valid signals in the following areas:
この構成により、黒つぶれしたエリアの情報を排除して黒レベルの差を縮小する補正を行うことができ、補正精度を向上させることができる。 With this configuration, it is possible to perform correction for reducing the difference in black level by eliminating the information of the blacked area, and it is possible to improve the correction accuracy.
開示された撮像装置は、前記黒レベル差補正部が、補正に用いる前記撮像信号として、前記有効信号を分割したときの第一のエリアと、前記OB信号を分割したときの第二のエリアのうち、エリア内の前記有効信号の平均値が第五の閾値以下になる前記第一のエリアの有効信号、及び、エリア内の前記OB信号の平均値が前記第五の閾値より小さい第六の閾値以下になる前記第二のエリアのOB信号を除外する。 In the disclosed imaging apparatus, the black level difference correction unit includes a first area when the effective signal is divided as the imaging signal used for correction, and a second area when the OB signal is divided. Among these, the effective signal of the first area in which the average value of the effective signals in the area is equal to or smaller than the fifth threshold value, and the sixth value in which the average value of the OB signals in the area is smaller than the fifth threshold value. The OB signal in the second area that falls below the threshold is excluded.
この構成により、黒つぶれしたエリアの情報を排除して黒レベルの差を縮小する補正を行うことができ、補正精度を向上させることができる。 With this configuration, it is possible to perform correction for reducing the difference in black level by eliminating the information of the blacked area, and it is possible to improve the correction accuracy.
開示された撮像装置は、前記黒レベル差補正部が、補正に用いる前記有効信号のうちのn(nは2以上の自然数)フィールドで得られた前記有効信号の積算値の平均値から、補正に用いる前記有効信号のうちの1フィールドで得られた前記有効信号の積算値の平均値又は補正に用いる前記有効信号のうちの全てのフィールドで得られた前記有効信号の積算値の平均値を減算して得られる値を、nフィールド目の撮像信号から減算することで前記黒レベルの差を縮小する補正を行う。 In the disclosed imaging apparatus, the black level difference correction unit corrects from an average value of integrated values of the effective signals obtained in an n (n is a natural number of 2 or more) field of the effective signals used for correction. The average value of the integrated values of the effective signals obtained in one field of the effective signals used for the correction or the average value of the integrated values of the effective signals obtained in all the fields of the effective signals used for correction Correction for reducing the difference in black level is performed by subtracting the value obtained by subtraction from the imaging signal of the n-th field.
開示された撮像装置は、前記黒レベル差補正部が、補正に用いる前記撮像信号のうちのn(nは2以上の自然数)フィールドで得られた前記有効信号及び前記OB信号の積算値の平均値から、補正に用いる前記撮像信号のうちの1フィールドで得られた前記有効信号及び前記OB信号の積算値の平均値又は補正に用いる前記撮像信号のうちの全てのフィールドで得られた前記有効信号及び前記OB信号の積算値の平均値を減算して得られる値を、nフィールド目の撮像信号から減算することで前記黒レベルの差を縮小する補正を行う。 In the disclosed imaging device, the black level difference correction unit averages the integrated values of the effective signal and the OB signal obtained in the n (n is a natural number of 2 or more) field of the imaging signal used for correction. From the value, the effective signal obtained in one field of the imaging signal used for correction and the average value of the integrated values of the OB signals or the effective value obtained in all the fields of the imaging signal used for correction Correction for reducing the black level difference is performed by subtracting the value obtained by subtracting the average value of the integrated value of the signal and the OB signal from the n-th field image pickup signal.
開示された撮像装置は、前記固体撮像素子から出力される撮像信号を構成する色成分の信号の比率が全てのフィールドで一致しないように前記駆動部が前記固体撮像素子を駆動した場合、前記黒レベル差補正部は、補正に用いる前記有効信号として、各フィールドで得られる撮像信号に共通に含まれる同一色成分の有効信号以外の有効信号を除外する。 In the disclosed imaging device, when the drive unit drives the solid-state imaging device so that the ratio of the color component signals constituting the imaging signal output from the solid-state imaging device does not match in all fields, The level difference correction unit excludes effective signals other than effective signals of the same color component that are commonly included in the imaging signals obtained in each field, as the effective signals used for correction.
この構成により、補正に用いる有効信号のフィールド毎のレベル差を抑制することができ、補正精度を向上させることができる。 With this configuration, the level difference for each field of the effective signal used for correction can be suppressed, and the correction accuracy can be improved.
開示された撮像装置は、前記有効画素領域及び前記OB画素領域が水平及び垂直方向に二次元状に配置されており、前記有効画素領域は、水平及び垂直方向に二次元状に配置されており、前記OB画素領域は、前記有効画素領域の垂直方向の端部に配置されており、前記駆動部は、前記二次元状に配置された前記有効画素領域及び前記OB画素領域の水平方向に並ぶ領域からなるライン単位で信号を読み出す駆動を行う。 In the disclosed imaging device, the effective pixel region and the OB pixel region are arranged two-dimensionally in the horizontal and vertical directions, and the effective pixel region is arranged two-dimensionally in the horizontal and vertical directions. The OB pixel region is disposed at an end portion in the vertical direction of the effective pixel region, and the driving unit is arranged in the horizontal direction of the effective pixel region and the OB pixel region that are two-dimensionally disposed. Drive is performed to read out signals in units of lines composed of regions.
この構成により、フィールド毎の黒レベルの差が発生しやすくなるため、黒レベル差補正部による補正が特に有効となる。 With this configuration, a difference in black level for each field is likely to occur, so that correction by the black level difference correction unit is particularly effective.
開示された信号処理方法は、被写体光を受光して電荷を発生する有効画素領域、及び、黒レベル決定用の信号を出力するための遮光されたOB画素領域を含む固体撮像素子から出力される信号を処理する信号処理方法であって、前記固体撮像素子から複数フィールドに分けて信号を読み出す駆動を行う駆動ステップと、各フィールドで前記固体撮像素子から出力される撮像信号のうち、前記OB画素領域から得られたOB信号をクランプするクランプステップと、各フィールドで前記固体撮像素子から出力される撮像信号のうち、少なくとも前記有効画素領域から得られた有効信号を用いて、各フィールドでクランプされた前記OB信号に応じて決定される黒レベルのフィールド毎の差を縮小する補正を行う黒レベル差補正ステップとを備える。 The disclosed signal processing method is output from a solid-state imaging device including an effective pixel region that receives a subject light and generates a charge, and a light-shielded OB pixel region for outputting a signal for determining a black level. A signal processing method for processing a signal, comprising: a driving step for driving a signal to be read out in a plurality of fields from the solid-state imaging device; and an OB pixel among imaging signals output from the solid-state imaging device in each field A clamping step for clamping the OB signal obtained from the region, and at least a valid signal obtained from the effective pixel region among the imaging signals output from the solid-state imaging device in each field, And a black level difference correcting step for performing correction for reducing the difference of each black level determined in accordance with the OB signal. .
開示された信号処理方法は、前記黒レベル差補正ステップでは、補正に用いる前記有効信号として、前記有効信号を分割したときの各エリアのうち、エリア内の前記有効信号の平均値が第一の閾値を越えるエリアの有効信号を除外する。 In the disclosed signal processing method, in the black level difference correction step, as the effective signal used for correction, an average value of the effective signals in the area is first among the areas when the effective signal is divided. Exclude valid signals in areas that exceed the threshold.
開示された信号処理方法は、前記黒レベル差補正ステップでは、補正に用いる前記有効信号として、一定レベルを超える有効信号を除外する。 In the disclosed signal processing method, in the black level difference correction step, an effective signal exceeding a certain level is excluded as the effective signal used for correction.
開示された信号処理方法は、前記黒レベル差補正ステップでは、各フィールドで前記固体撮像素子から出力される撮像信号のうち、前記有効画素領域及び前記OB画素領域の各々から得られた信号を用いて、各フィールドでクランプされた前記OB信号に応じて決定される前記黒レベルのフィールド毎の差を縮小する補正を行う。 In the disclosed signal processing method, in the black level difference correction step, signals obtained from each of the effective pixel region and the OB pixel region among image signals output from the solid-state image sensor in each field are used. Thus, correction is performed to reduce the difference of the black level for each field determined according to the OB signal clamped in each field.
開示された信号処理方法は、前記黒レベル差補正ステップでは、補正に用いる前記撮像信号として、前記有効信号を分割したときの第一のエリアのうちエリア内の前記有効信号の平均値が第一の閾値を越えるエリアの有効信号、及び、前記OB信号を分割したときの第二のエリアのうちエリア内の前記OB信号の平均値が前記第一の閾値よりも小さい第二の閾値を越えるエリアのOB信号を除外する。 In the disclosed signal processing method, in the black level difference correction step, as the imaging signal used for correction, an average value of the effective signals in the first area when the effective signal is divided is first. Of the effective signal in the area exceeding the threshold value and the second area when the OB signal is divided, the area where the average value of the OB signal in the area exceeds the second threshold value which is smaller than the first threshold value Are excluded.
開示された信号処理方法は、前記黒レベル差補正ステップでは、補正に用いる前記撮像信号として、第三の閾値を越える前記有効信号及び前記第三の閾値よりも小さい第四の閾値を越える前記OB信号を除外する。 In the disclosed signal processing method, in the black level difference correction step, the effective signal exceeding the third threshold and the OB exceeding the fourth threshold smaller than the third threshold are used as the imaging signal used for correction. Exclude the signal.
開示された信号処理方法は、前記黒レベル差補正ステップでは、補正に用いる前記有効信号として、前記有効信号を分割したときの各エリアのうち、エリア内の前記有効信号の平均値が第二の閾値以下のエリアの有効信号を除外する。 In the disclosed signal processing method, in the black level difference correction step, among the areas when the effective signal is divided as the effective signal used for correction, an average value of the effective signals in the area is a second value. Exclude valid signals in areas below the threshold.
開示された信号処理方法は、前記黒レベル差補正ステップでは、補正に用いる前記撮像信号として、前記有効信号を分割したときの第一のエリアと、前記OB信号を分割したときの第二のエリアのうち、エリア内の前記有効信号の平均値が第五の閾値以下になる前記第一のエリアの有効信号、及び、エリア内の前記OB信号の平均値が前記第五の閾値より小さい第六の閾値以下になる前記第二のエリアのOB信号を除外する。 In the disclosed signal processing method, in the black level difference correction step, as the imaging signal used for correction, a first area when the effective signal is divided and a second area when the OB signal is divided Among these, the effective signal of the first area in which the average value of the effective signals in the area is less than or equal to a fifth threshold value, and the sixth value in which the average value of the OB signals in the area is smaller than the fifth threshold value The OB signal in the second area that falls below the threshold value is excluded.
開示された信号処理方法は、前記黒レベル差補正ステップでは、補正に用いる前記有効信号のうちのn(nは2以上の自然数)フィールドで得られた前記有効信号の積算値の平均値から、補正に用いる前記有効信号のうちの1フィールドで得られた前記有効信号の積算値の平均値又は補正に用いる前記有効信号のうちの全てのフィールドで得られた前記有効信号の積算値の平均値を減算して得られる値を、nフィールド目の撮像信号から減算することで前記黒レベルの差を縮小する補正を行う。 According to the disclosed signal processing method, in the black level difference correction step, from an average value of integrated values of the effective signals obtained in an n (n is a natural number of 2 or more) field of the effective signals used for correction, The average value of the integrated values of the effective signals obtained in one field of the effective signals used for correction or the average value of the integrated values of the effective signals obtained in all the fields of the effective signals used for correction By subtracting the value obtained by subtracting from the imaging signal of the nth field, correction for reducing the black level difference is performed.
開示された信号処理方法は、前記黒レベル差補正ステップでは、補正に用いる前記撮像信号のうちのn(nは2以上の自然数)フィールドで得られた前記有効信号及び前記OB信号の積算値の平均値から、補正に用いる前記撮像信号のうちの1フィールドで得られた前記有効信号及び前記OB信号の積算値の平均値又は補正に用いる前記撮像信号のうちの全てのフィールドで得られた前記有効信号及び前記OB信号の積算値の平均値を減算して得られる値を、nフィールド目の撮像信号から減算することで前記黒レベルの差を縮小する補正を行う。 In the disclosed signal processing method, in the black level difference correcting step, the integrated value of the effective signal and the OB signal obtained in the n field (n is a natural number of 2 or more) of the imaging signals used for correction. From the average value, the effective signal obtained in one field of the imaging signals used for correction and the average value of the integrated values of the OB signals or the fields obtained in all the fields of the imaging signal used for correction Correction for reducing the difference in black level is performed by subtracting the value obtained by subtracting the average value of the integration value of the valid signal and the OB signal from the imaging signal of the n-th field.
開示された信号処理方法は、前記固体撮像素子から出力される撮像信号を構成する色成分の信号の比率が全てのフィールドで一致しないように前記駆動部が前記固体撮像素子を駆動した場合、前記黒レベル差補正ステップでは、補正に用いる前記有効信号として、各フィールドで得られる撮像信号に共通に含まれる同一色成分の有効信号以外の有効信号を除外する。 In the disclosed signal processing method, when the drive unit drives the solid-state image sensor so that the ratio of the color component signals constituting the image signal output from the solid-state image sensor does not match in all fields, In the black level difference correction step, effective signals other than the effective signals of the same color component that are commonly included in the imaging signals obtained in each field are excluded as the effective signals used for correction.
開示された信号処理方法は、前記有効画素領域及び前記OB画素領域が水平及び垂直方向に二次元状に配置されており、前記有効画素領域は、水平及び垂直方向に二次元状に配置されており、前記OB画素領域は、前記有効画素領域の垂直方向の端部に配置されており、前記駆動ステップでは、前記二次元状に配置された前記有効画素領域及び前記OB画素領域の水平方向に並ぶ領域からなるライン単位で信号を読み出す駆動を行う。 In the disclosed signal processing method, the effective pixel region and the OB pixel region are arranged two-dimensionally in the horizontal and vertical directions, and the effective pixel region is arranged two-dimensionally in the horizontal and vertical directions. The OB pixel area is disposed at a vertical end of the effective pixel area. In the driving step, the effective pixel area and the OB pixel area arranged in a two-dimensional manner are arranged in a horizontal direction. Drive is performed to read out signals in units of lines composed of the aligned regions.
5 固体撮像素子
10 撮像素子駆動部
19 黒レベル差補正部
51 有効画素部
53 OB部
82 クランプ回路
DESCRIPTION OF
Claims (24)
前記固体撮像素子から複数フィールドに分けて信号を読み出す駆動を行う駆動部と、
各フィールドで前記固体撮像素子から出力される撮像信号のうち、前記OB画素領域から得られたOB信号をクランプするクランプ部と、
各フィールドで前記固体撮像素子から出力される撮像信号のうち、少なくとも前記有効画素領域から得られた有効信号を用いて、各フィールドでクランプされた前記OB信号に応じて決定される黒レベルのフィールド毎の差を縮小する補正を行う黒レベル差補正部とを備える撮像装置。 An imaging apparatus having a solid-state imaging device including an effective pixel region that receives an object light and generates a charge, and a shielded OB pixel region for outputting a signal for determining a black level,
A drive unit for driving to read out signals from the solid-state imaging device in a plurality of fields;
Among the imaging signals output from the solid-state imaging device in each field, a clamp unit that clamps an OB signal obtained from the OB pixel region;
A black level field determined in accordance with the OB signal clamped in each field using at least an effective signal obtained from the effective pixel region among imaging signals output from the solid-state imaging device in each field. An imaging apparatus comprising: a black level difference correction unit that performs correction to reduce a difference for each.
前記黒レベル差補正部が、補正に用いる前記有効信号として、前記有効信号を分割したときの各エリアのうち、エリア内の前記有効信号の平均値が第一の閾値を越えるエリアの有効信号を除外する撮像装置。 The imaging apparatus according to claim 1,
The effective signal of the area where the average value of the effective signal in the area exceeds the first threshold among the areas when the effective signal is divided as the effective signal used by the black level difference correction unit. Imaging device to be excluded.
前記黒レベル差補正部が、補正に用いる前記有効信号として、一定レベルを超える有効信号を除外する撮像装置。 The imaging apparatus according to claim 1 or 2,
An imaging apparatus in which the black level difference correction unit excludes an effective signal exceeding a certain level as the effective signal used for correction.
前記黒レベル差補正部が、各フィールドで前記固体撮像素子から出力される撮像信号のうち、前記有効画素領域及び前記OB画素領域の各々から得られた信号を用いて、各フィールドでクランプされた前記OB信号に応じて決定される黒レベルのフィールド毎の差を縮小する補正を行う撮像装置。 The imaging apparatus according to claim 1,
The black level difference correction unit is clamped in each field using a signal obtained from each of the effective pixel region and the OB pixel region among imaging signals output from the solid-state imaging device in each field. An image pickup apparatus that performs correction to reduce a difference of each black level determined in accordance with the OB signal.
前記黒レベル差補正部が、補正に用いる前記撮像信号として、前記有効信号を分割したときの第一のエリアのうちエリア内の前記有効信号の平均値が第一の閾値を越えるエリアの有効信号、及び、前記OB信号を分割したときの第二のエリアのうちエリア内の前記OB信号の平均値が前記第一の閾値よりも小さい第二の閾値を越えるエリアのOB信号を除外する撮像装置。 The imaging apparatus according to claim 4,
Effective signal of an area where the average value of the effective signals in the area exceeds the first threshold among the first areas when the effective signal is divided as the imaging signal used for correction by the black level difference correction unit And an imaging device that excludes OB signals in areas where the average value of the OB signals in the area exceeds the second threshold value, which is smaller than the first threshold value, among the second areas when the OB signal is divided .
前記黒レベル差補正部が、補正に用いる前記撮像信号として、第三の閾値を越える前記有効信号及び前記第三の閾値よりも小さい第四の閾値を越える前記OB信号を除外する撮像装置。 The imaging apparatus according to claim 4 or 5, wherein
An imaging apparatus in which the black level difference correction unit excludes the effective signal exceeding a third threshold and the OB signal exceeding a fourth threshold smaller than the third threshold as the imaging signal used for correction.
前記黒レベル差補正部が、補正に用いる前記有効信号として、前記有効信号を分割したときの各エリアのうち、エリア内の前記有効信号の平均値が第二の閾値以下のエリアの有効信号を除外する撮像装置。 The imaging apparatus according to any one of claims 1 to 3,
As the effective signal used for correction by the black level difference correction unit, among the areas when the effective signal is divided, an effective signal in an area where the average value of the effective signals in the area is equal to or smaller than a second threshold value is used. Imaging device to be excluded.
前記黒レベル差補正部が、補正に用いる前記撮像信号として、前記有効信号を分割したときの第一のエリアと、前記OB信号を分割したときの第二のエリアのうち、エリア内の前記有効信号の平均値が第五の閾値以下になる前記第一のエリアの有効信号、及び、エリア内の前記OB信号の平均値が前記第五の閾値より小さい第六の閾値以下になる前記第二のエリアのOB信号を除外する撮像装置。 The imaging apparatus according to any one of claims 4 to 6,
Of the first area when the effective signal is divided and the second area when the OB signal is divided as the imaging signal used for correction by the black level difference correction unit, the effective within the area The effective signal of the first area where the average value of the signal is less than or equal to the fifth threshold value, and the second signal where the average value of the OB signal in the area is less than or equal to the sixth threshold value which is less than the fifth threshold value An imaging device that excludes OB signals in the area.
前記黒レベル差補正部が、補正に用いる前記有効信号のうちのn(nは2以上の自然数)フィールドで得られた前記有効信号の積算値の平均値から、補正に用いる前記有効信号のうちの1フィールドで得られた前記有効信号の積算値の平均値又は補正に用いる前記有効信号のうちの全てのフィールドで得られた前記有効信号の積算値の平均値を減算して得られる値を、nフィールド目の撮像信号から減算することで前記黒レベルの差を縮小する補正を行う撮像装置。 The imaging device according to claim 1, 2, 3, or 7,
Of the effective signals used for correction, the black level difference correction unit calculates from the average value of the integrated values of the effective signals obtained in the n (n is a natural number of 2 or more) field of the effective signals used for correction. A value obtained by subtracting the average value of the integrated values of the effective signals obtained in one field or the average value of the integrated values of the effective signals obtained in all the fields of the effective signals used for correction. An imaging apparatus that performs correction to reduce the difference in black level by subtracting from the imaging signal of the n-th field.
前記黒レベル差補正部が、補正に用いる前記撮像信号のうちのn(nは2以上の自然数)フィールドで得られた前記有効信号及び前記OB信号の積算値の平均値から、補正に用いる前記撮像信号のうちの1フィールドで得られた前記有効信号及び前記OB信号の積算値の平均値又は補正に用いる前記撮像信号のうちの全てのフィールドで得られた前記有効信号及び前記OB信号の積算値の平均値を減算して得られる値を、nフィールド目の撮像信号から減算することで前記黒レベルの差を縮小する補正を行う撮像装置。 The imaging device according to claim 4, 5, 6, or 8,
The black level difference correction unit uses the average value of the integrated values of the effective signal and the OB signal obtained in the n (n is a natural number of 2 or more) field of the imaging signals used for correction. Integration of the effective signal and the OB signal obtained in all the fields of the imaging signal used for the average value or correction of the integration value of the effective signal and the OB signal obtained in one field of the imaging signal An imaging apparatus that performs correction to reduce the difference in black level by subtracting a value obtained by subtracting an average value from an imaging signal of an n-th field.
前記固体撮像素子から出力される撮像信号を構成する色成分の信号の比率が全てのフィールドで一致しないように前記駆動部が前記固体撮像素子を駆動した場合、
前記黒レベル差補正部は、補正に用いる前記有効信号として、各フィールドで得られる撮像信号に共通に含まれる同一色成分の有効信号以外の有効信号を除外する撮像装置。 The imaging apparatus according to any one of claims 1 to 10,
When the drive unit drives the solid-state imaging device so that the ratio of the color component signals constituting the imaging signal output from the solid-state imaging device does not match in all fields,
The black level difference correction unit is an imaging apparatus that excludes effective signals other than effective signals of the same color component that are commonly included in imaging signals obtained in each field as the effective signals used for correction.
前記有効画素領域及び前記OB画素領域が水平及び垂直方向に二次元状に配置されており、
前記有効画素領域は、水平及び垂直方向に二次元状に配置されており、
前記OB画素領域は、前記有効画素領域の垂直方向の端部に配置されており、
前記駆動部は、前記二次元状に配置された前記有効画素領域及び前記OB画素領域の水平方向に並ぶ領域からなるライン単位で信号を読み出す駆動を行う撮像装置。 The imaging device according to any one of claims 1 to 11,
The effective pixel area and the OB pixel area are two-dimensionally arranged in the horizontal and vertical directions,
The effective pixel region is arranged two-dimensionally in the horizontal and vertical directions,
The OB pixel region is disposed at an end portion in the vertical direction of the effective pixel region,
The image pickup apparatus that drives to read out signals in units of lines that are formed by horizontally arranging the effective pixel region and the OB pixel region arranged in a two-dimensional manner.
前記固体撮像素子から複数フィールドに分けて信号を読み出す駆動を行う駆動ステップと、
各フィールドで前記固体撮像素子から出力される撮像信号のうち、前記OB画素領域から得られたOB信号をクランプするクランプステップと、
各フィールドで前記固体撮像素子から出力される撮像信号のうち、少なくとも前記有効画素領域から得られた有効信号を用いて、各フィールドでクランプされた前記OB信号に応じて決定される黒レベルのフィールド毎の差を縮小する補正を行う黒レベル差補正ステップとを備える信号処理方法。 A signal processing method for processing a signal output from a solid-state imaging device including an effective pixel region that receives an object light and generates a charge, and a shielded OB pixel region for outputting a signal for determining a black level. There,
A driving step for driving to read out signals from the solid-state imaging device in a plurality of fields;
A clamping step of clamping an OB signal obtained from the OB pixel area among imaging signals output from the solid-state imaging device in each field;
A black level field determined in accordance with the OB signal clamped in each field using at least an effective signal obtained from the effective pixel region among imaging signals output from the solid-state imaging device in each field. A signal processing method comprising: a black level difference correction step for performing correction for reducing a difference for each.
前記黒レベル差補正ステップでは、補正に用いる前記有効信号として、前記有効信号を分割したときの各エリアのうち、エリア内の前記有効信号の平均値が第一の閾値を越えるエリアの有効信号を除外する信号処理方法。 The signal processing method according to claim 13, comprising:
In the black level difference correction step, as the effective signal used for correction, an effective signal of an area where the average value of the effective signals in the area exceeds the first threshold among the areas when the effective signal is divided is used. Signal processing method to exclude.
前記黒レベル差補正ステップでは、補正に用いる前記有効信号として、一定レベルを超える有効信号を除外する信号処理方法。 The signal processing method according to claim 13 or 14,
In the black level difference correction step, a signal processing method for excluding an effective signal exceeding a certain level as the effective signal used for correction.
前記黒レベル差補正ステップでは、各フィールドで前記固体撮像素子から出力される撮像信号のうち、前記有効画素領域及び前記OB画素領域の各々から得られた信号を用いて、各フィールドでクランプされた前記OB信号に応じて決定される前記黒レベルのフィールド毎の差を縮小する補正を行う信号処理方法。 The signal processing method according to claim 13, comprising:
In the black level difference correction step, among the imaging signals output from the solid-state imaging device in each field, signals obtained from each of the effective pixel region and the OB pixel region are clamped in each field. A signal processing method for performing correction for reducing a difference of the black level for each field determined according to the OB signal.
前記黒レベル差補正ステップでは、補正に用いる前記撮像信号として、前記有効信号を分割したときの第一のエリアのうちエリア内の前記有効信号の平均値が第一の閾値を越えるエリアの有効信号、及び、前記OB信号を分割したときの第二のエリアのうちエリア内の前記OB信号の平均値が前記第一の閾値よりも小さい第二の閾値を越えるエリアのOB信号を除外する信号処理方法。 The signal processing method according to claim 16, comprising:
In the black level difference correction step, as the imaging signal used for correction, the effective signal of the area where the average value of the effective signals in the area exceeds the first threshold among the first areas when the effective signal is divided And signal processing for excluding OB signals in areas where the average value of the OB signals in the area exceeds the second threshold, which is smaller than the first threshold, among the second areas when the OB signal is divided Method.
前記黒レベル差補正ステップでは、補正に用いる前記撮像信号として、第三の閾値を越える前記有効信号及び前記第三の閾値よりも小さい第四の閾値を越える前記OB信号を除外する信号処理方法。 The signal processing method according to claim 16 or 17,
In the black level difference correction step, a signal processing method of excluding the effective signal exceeding a third threshold and the OB signal exceeding a fourth threshold smaller than the third threshold as the imaging signal used for correction.
前記黒レベル差補正ステップでは、補正に用いる前記有効信号として、前記有効信号を分割したときの各エリアのうち、エリア内の前記有効信号の平均値が第二の閾値以下のエリアの有効信号を除外する信号処理方法。 The signal processing method according to any one of claims 13 to 15, comprising:
In the black level difference correction step, as the effective signal used for correction, among the areas when the effective signal is divided, an effective signal in an area where the average value of the effective signals in the area is equal to or smaller than a second threshold value is used. Signal processing method to exclude.
前記黒レベル差補正ステップでは、補正に用いる前記撮像信号として、前記有効信号を分割したときの第一のエリアと、前記OB信号を分割したときの第二のエリアのうち、エリア内の前記有効信号の平均値が第五の閾値以下になる前記第一のエリアの有効信号、及び、エリア内の前記OB信号の平均値が前記第五の閾値より小さい第六の閾値以下になる前記第二のエリアのOB信号を除外する信号処理方法。 The signal processing method according to any one of claims 16 to 18, comprising:
In the black level difference correction step, as the imaging signal used for correction, the effective area in the area is selected from the first area when the effective signal is divided and the second area when the OB signal is divided. The effective signal of the first area where the average value of the signal is less than or equal to the fifth threshold value, and the second signal where the average value of the OB signal in the area is less than or equal to the sixth threshold value which is less than the fifth threshold value Signal processing method for excluding the OB signal of the area.
前記黒レベル差補正ステップでは、補正に用いる前記有効信号のうちのn(nは2以上の自然数)フィールドで得られた前記有効信号の積算値の平均値から、補正に用いる前記有効信号のうちの1フィールドで得られた前記有効信号の積算値の平均値又は補正に用いる前記有効信号のうちの全てのフィールドで得られた前記有効信号の積算値の平均値を減算して得られる値を、nフィールド目の撮像信号から減算することで前記黒レベルの差を縮小する補正を行う信号処理方法。 The signal processing method according to claim 13, 14, 15, or 19,
In the black level difference correction step, from the average value of the integrated values of the effective signals obtained in the n (n is a natural number of 2 or more) field of the effective signals used for correction, A value obtained by subtracting the average value of the integrated values of the effective signals obtained in one field or the average value of the integrated values of the effective signals obtained in all the fields of the effective signals used for correction. , A signal processing method for performing correction to reduce the difference in black level by subtracting from the imaging signal of the n-th field.
前記黒レベル差補正ステップでは、補正に用いる前記撮像信号のうちのn(nは2以上の自然数)フィールドで得られた前記有効信号及び前記OB信号の積算値の平均値から、補正に用いる前記撮像信号のうちの1フィールドで得られた前記有効信号及び前記OB信号の積算値の平均値又は補正に用いる前記撮像信号のうちの全てのフィールドで得られた前記有効信号及び前記OB信号の積算値の平均値を減算して得られる値を、nフィールド目の撮像信号から減算することで前記黒レベルの差を縮小する補正を行う信号処理方法。 The signal processing method according to claim 16, 17, 18, or 20,
In the black level difference correction step, the average value of the integrated value of the effective signal and the OB signal obtained in the n (n is a natural number of 2 or more) field of the imaging signals used for correction is used for correction. Integration of the effective signal and the OB signal obtained in all the fields of the imaging signal used for the average value or correction of the integration value of the effective signal and the OB signal obtained in one field of the imaging signal A signal processing method for performing correction to reduce the difference in black level by subtracting a value obtained by subtracting an average value from an imaging signal of an n-th field.
前記固体撮像素子から出力される撮像信号を構成する色成分の信号の比率が全てのフィールドで一致しないように前記駆動部が前記固体撮像素子を駆動した場合、
前記黒レベル差補正ステップでは、補正に用いる前記有効信号として、各フィールドで得られる撮像信号に共通に含まれる同一色成分の有効信号以外の有効信号を除外する信号処理方法。 The signal processing method according to any one of claims 13 to 22,
When the drive unit drives the solid-state imaging device so that the ratio of the color component signals constituting the imaging signal output from the solid-state imaging device does not match in all fields,
In the black level difference correcting step, a signal processing method for excluding effective signals other than effective signals of the same color component that are commonly included in imaging signals obtained in each field as the effective signals used for correction.
前記有効画素領域及び前記OB画素領域が水平及び垂直方向に二次元状に配置されており、
前記有効画素領域は、水平及び垂直方向に二次元状に配置されており、
前記OB画素領域は、前記有効画素領域の垂直方向の端部に配置されており、
前記駆動ステップでは、前記二次元状に配置された前記有効画素領域及び前記OB画素領域の水平方向に並ぶ領域からなるライン単位で信号を読み出す駆動を行う信号処理方法。 The signal processing method according to any one of claims 13 to 23, wherein:
The effective pixel area and the OB pixel area are two-dimensionally arranged in the horizontal and vertical directions,
The effective pixel region is arranged two-dimensionally in the horizontal and vertical directions,
The OB pixel region is disposed at an end portion in the vertical direction of the effective pixel region,
A signal processing method in which, in the driving step, driving is performed to read out signals in units of lines composed of regions that are arranged in the horizontal direction of the effective pixel region and the OB pixel region arranged in two dimensions.
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