JP2012094943A - 固体撮像装置およびその信号処理方法、制御プログラム、可読記憶媒体、電子情報機器 - Google Patents

Abstract

【課題】過大光入射時に違和感のある暗い表示画面を表示させず、回路規模を抑えかつノイズの発生を防止する。
【解決手段】検出回路３１が、ＯＢ部の内側４画素の黒レベルと基準黒レベルとの差異が所定の閾値よりも大きいかどうかにより過大光の入射異常があったかどうかを検出し、映像信号処理部３２は、検出回路３１が過大光の入射異常を検出しなかったときは映像信号を通常の表示処理とし、検出回路３１が過大光の入射異常を検出したときは、真っ白の表示画像になるように映像信号を表示処理する。さらに、クランプパルス発生回路３３は、検出回路３１が過大光の入射異常を検出しないとき、ＯＢ部の内側４画素から読み出された黒レベルをクランプするタイミングでクランプパルスを出力し、検出回路３１が過大光の入射異常を検出したとき、ＯＢ部の外側画素から読み出された黒レベルをクランプするタイミングでクランプパルスを出力している。
【選択図】図１

Description

本発明は、被写体からの画像光を光電変換して撮像する複数の受光部で構成された固体撮像素子の有効画素領域で光電変換された映像信号と、この有効画素領域の外側のＯＢ（オプティカルブラック）部で光電変換された黒レベル信号とを検出し、ＯＢ部からの黒レベル信号を基準として映像信号を信号処理する固体撮像装置、この固体撮像装置を画像入力デバイスとして撮像部に用いた例えばデジタルビデオカメラおよびデジタルスチルカメラなどのデジタルカメラや、監視カメラなどの画像入力カメラ、スキャナ装置、ファクシミリ装置、テレビジョン電話装置、カメラ付き携帯電話装置などの電子情報機器、この固体撮像装置においてクランプ処理する信号処理方法、この信号処理方法の各ステップをコンピュータに実行させるための制御プログラム、この制御プログラムが格納されたコンピュータ読み取り可能な可読記憶媒体に関する。

この種の従来の固体撮像装置において、固体撮像素子としてのＣＣＤに太陽光などの過大光が照射された場合に、固体撮像素子の有効画素領域で発生した電荷が、本来は光電変換によって発生する電荷がない領域であるＯＢ（オプティカルブラック）部にも溢れ出し、このＯＢ部で生成されるＯＢ信号レベルが通常動作時から変動する。この変動の結果、ＯＢ信号レベルを光学的な黒レベルの基準データとして用いることができなくなる。これによって、この基準データの値が高い方にずれてしまい、過大光入射時に本来は明るい表示画面であるはずが、暗い表示画面になっていしまい、違和感のある表示が為されるという問題が生じる。

そこで、ＯＢ部からの画素データの値を基準データ値とするクランプ部および擬似クランプ部を用意する。さらに、ＯＢ期間に続く擬似ＯＢ期間にリセット信号を反転した反転リセット信号を生成することにより、固体撮像素子に太陽光などの過大光が入射してＯＢ部に電荷が溢れ出した場合でも、ＯＢ部に溢れ出した電荷をその反転リセット信号で一旦排除（リセット）する。これによって、本来の黒レベル（ＯＢレベル）と略等しい擬似ＯＢレベルの信号を生成する。これを擬似クランプ部でクランプして直流レベルに固定する。この擬似ＯＢレベルの信号に基づいて露光制御することにより、表示画面異常を回避することができる。このことが特許文献１に提案されており、この特許文献１について図８を用いて詳細に説明する。

図８は、特許文献１に開示されている従来の固体撮像装置の要部構成例を示すブロック図である。

図８に示すように、従来の固体撮像装置１００は、被写体を撮像する固体撮像素子としてのＣＣＤ１０１と、ノイズを除去するＣＤＳ回路１０２と、基準電位をクランプするＯＢクランプ回路１０３と、ＯＢクランプ回路１０３にクランプパルスを発生させるクランプパルス発生回路１０４と、擬似基準電位をクランプする擬似ＯＢクランプ回路１０５と、擬似ＯＢクランプ回路１０５にクランプパルスを発生させるクランプパルス発生回路１０６と、ＯＢクランプ回路１０３からの映像信号を信号処理する映像信号処理部１０７と、擬似ＯＢクランプ回路１０５に接続される検波回路１０８と、検波回路１０８に接続される露光制御部１０９と、露光制御部１０９に接続されるＣＣＤ駆動回路１１０とを有している。

ＣＣＤ１０１は、被写体の画像光が入射されて撮像される複数の受光部が２次元マトリクス状に配置された有効画素部と、この有効画素部の外側に配設され、光が遮光されたＯＢ（オプティカルブラック）部とを有し、ＯＢ部からは光学的な黒の基準として用いられるＯＢ信号が出力される。

ＣＤＳ回路１０２は、ＣＣＤ１０１からの画像信号に含まれるクロック成分を除去することによりノイズを軽減する。

ＯＢクランプ回路１０３は、映像信号期間に続くＯＢ期間に、クランプパルス発生回路１０４からクランプパルスＣＰ１が供給されたときに、ＣＤＳ回路１０２から入力されたＣＣＤ１０１のＯＢ部からの出力信号（ＯＢ信号）をクランプして直流レベルに固定する。これによって、光学的な黒の基準として用いられるＯＢ信号レベルの基準信号を生成する。ＣＣＤ１０１の有効画素部からの出力信号は、ＯＢ部からのＯＢ信号レベルを基準にクランプされた信号レベルで出力される。

ＯＢ期間に続く擬似ＯＢ期間に、固体撮像素子に太陽光などの過大光が入射してＯＢ部に電荷が溢れ出した場合であっても、ＯＢ部に溢れ出した電荷が、リセット信号の反転信号によって一旦排除（リセット）される。この状態で、擬似ＯＢクランプ回路１０５は、擬似ＯＢ期間に、クランプパルス発生回路１０６からクランプパルスＣＰ２が供給されたときに、擬似ＯＢ信号をクランプして直流レベルに固定する。これによって、本来の黒レベル（ＯＢレベル）と略等しい擬似ＯＢレベルの信号を生成することができる。

映像信号処理部１０７は、ＯＢクランプ回路１０３からの画像信号に対して所定の信号処理（色補間、ホワイトバランス処理およびγ補正など）を施してカラー画像信号を得ている。

検波回路１０８は、擬似ＯＢクランプ回路１０５からの擬似ＯＢレベルの信号が入力されて検波される。

露光制御部１０９は、検波回路１０８からの出力信号に基づいて、ＣＣＤ１のアイリスおよび露光（電子シャッタ期間）を制御するための露光制御信号を出力する。

ＣＣＤ駆動回路１１０は、露光制御部１０９からの露光制御信号に基づいて、擬似ＯＢクランプ回路１０５にてクランプされた信号レベル（擬似ＯＢ信号レベル）を基準としてＣＣＤ１の駆動制御を行う。

したがって、ＣＣＤ１０１の水平期間の一部期間でリセットパルスの立ち上がりおよび立ち下がりタイミングの少なくとも何れかを変化（波形反転または位相変化を含む）させて、ＣＣＤ１０１に太陽光などの過大光が入射して有効画素領域からＯＢ部に電荷が溢れ出した場合であっても、有効画素部からＯＢ部に溢れ出した電荷が反転リセット信号により一旦排除（リセット）され、その後、本来の黒レベル（ＯＢ信号レベル）と略等しい信号レベルに対応した信号（擬似ＯＢ信号）が擬似的に生成される。この擬似ＯＢ信号は、擬似ＯＢクランプ回路１０５によってクランプされる。露光制御部１０９では、この擬似ＯＢクランプ回路１０５にてクランプされた、本来の黒レベルと略等しい擬似ＯＢ信号レベルの信号を基準として、ＣＣＤ１０１の露光（電子シャッタ期間）が制御される。

これによって、一般的な固体撮像装置に擬似ＯＢクランプ回路１０５およびクランプパルス発生回路１０６を追加するという比較的簡易な構成と、リセットパルスの立ち上がりおよび立ち下がりタイミングの少なくとも何れかを信号反転など変化させるという比較的容易な制御によって、過大光がＣＣＤ１０１に入射されて基準となる黒レベルが変動した場合であっても、そのような変動の影響を受けずに、本来の黒レベル（ＯＢ信号レベル）と略等しい擬似的な黒レベル（擬似ＯＢ信号レベル）を基準として適正な露光制御を行うことができて、過大光入射時に違和感のある暗い表示画面になっていしまうことはなくなり、良好な画面表示を行うことができる。

特許第４２５７８２９号

しかしながら、特許文献１に開示された上記従来の構成では、ＯＢ部からの画素データの値を基準データ値とするクランプ部を二つ用いることから回路規模が増大すると共に、微細な同じセンサ出力を二つに分けて、ＯＢクランプ回路１０３およびクランプパルス発生回路１０４と、擬似ＯＢクランプ回路１０５およびクランプパルス発生回路１０６との同じ二つのクランプ部を並べて動作させることから、互いに干渉し合ってノイズが発生するという問題を有していた。

本発明は、上記従来の問題を解決するもので、過大光入射時に違和感のある暗い表示画面を表示させず、回路規模を抑えかつノイズの発生を防止することができる固体撮像装置および、この固体撮像装置を画像入力デバイスとして撮像部に用いた例えばカメラ付き携帯電話装置などの電子情報機器、この固体撮像装置においてクランプ処理する信号処理方法、この信号処理方法の各ステップをコンピュータに実行させるための制御プログラム、この制御プログラムが格納されたコンピュータ読み取り可能な可読記憶媒体を提供することを目的とする。

本発明の固体撮像装置は、固体撮像素子の有効画素領域で光電変換された映像信号と、該有効画素領域の外側のＯＢ（オプティカルブラック）部で光電変換された黒レベル信号とを検出し、該ＯＢ部からの黒レベル信号を基準として該映像信号を信号処理する固体撮像装置において、過大光の入射異常があったかどうかを検出する検出部と、該検出部が過大光の入射異常を検出しなかったときは該映像信号を通常の表示処理とし、該検出部が過大光の入射異常を検出したときは、真っ白の表示画像になるように該映像信号を信号処理する映像信号処理部と、該ＯＢ部から読み出された黒レベルをクランプするタイミングでクランプパルスを出力するクランプパルス発生部とをデジタル処理部またはコンピュータプロセッサ内に設けたものであり、そのことにより上記目的が達成される。

また、好ましくは、本発明の固体撮像装置において、前記ＯＢ部は、前記有効画素領域側の第１ＯＢ部とこれに隣接する第２ＯＢ部とを有し、前記クランプパルス発生部は、該第２ＯＢ部から読み出された黒レベルをクランプするタイミングでクランプパルスを出力する。

さらに、好ましくは、本発明の固体撮像装置において、前記ＯＢ部は、前記有効画素領域側の第１ＯＢ部とこれに隣接する第２ＯＢ部とを有し、前記クランプパルス発生部は、前記検出部が過大光の入射異常を検出しないとき、該第１ＯＢ部から読み出された黒レベルをクランプするタイミングでクランプパルスを出力し、該検出部が過大光の入射異常を検出したとき、該第２ＯＢ部から読み出された黒レベルをクランプするタイミングでクランプパルスを出力する。

さらに、好ましくは、本発明の固体撮像装置において、前記検出部が過大光の入射異常を検出したとき、過大光入射時のＯＢ部のＯＢ浮きを補正するように、映像期間に続くＯＢ期間にリセット信号の幅および周期の少なくともいずれかを制御するＣＣＤ駆動回路をさらに有する。

さらに、好ましくは、本発明の固体撮像装置において、前記リセット信号により、ＣＣＤ型固体撮像素子の水平転送部の終端部にある電荷検出部の検出電圧を所定電圧にリセットする。

さらに、好ましくは、本発明の固体撮像装置において、前記第１ＯＢ部は、前記有効画素領域側の内側３〜６画素であり、前記第２ＯＢ部は、該有効画素領域から該第１ＯＢ部を介して配設され、該有効画素領域に対して外側３〜６画素である。

さらに、好ましくは、本発明の固体撮像装置における検出部は、前記ＯＢ部の黒レベルと基準黒レベルとの差異が所定の閾値よりも大きいかどうかにより過大光の入射異常があったかどうかを検出する。

さらに、好ましくは、本発明の固体撮像装置における基準黒レベルは、ＯＢ期間に続く帰線期間部のデータの黒レベルである。

さらに、好ましくは、本発明の固体撮像装置における検出部は、前記第１ＯＢ部の黒レベルと基準黒レベルとの差異が所定の閾値よりも大きいかどうかにより過大光の入射異常があったかどうかを検出する。

さらに、好ましくは、本発明の固体撮像装置における基準黒レベルは、ＯＢ期間に続く帰線期間部のデータの黒レベルおよび、前記第２ＯＢ部の黒レベルのいずれかである。

さらに、好ましくは、本発明の固体撮像装置における検出部は、露光制御される電子シャッタ時間が所定時間よりも短くなるかどうかにより、前記過大光の入射異常があったかどうかを検出する。

さらに、好ましくは、本発明の固体撮像装置における通常の表示処理は、表示用のカラー画像信号を得る処理である。

さらに、好ましくは、本発明の固体撮像装置における固体撮像素子はＣＣＤ型固体撮像素子である。

本発明の電子情報機器は、本発明の上記固体撮像装置を画像入力デバイスとして撮像部に用いたものであり、そのことにより上記目的が達成される。

本発明の固体撮像装置の信号処理方法は、固体撮像素子の有効画素領域で光電変換された映像信号と、該有効画素領域の外側のＯＢ（オプティカルブラック）部で光電変換された黒レベル信号とを検出し、該ＯＢ部からの黒レベル信号を基準として該映像信号を信号処理する固体撮像装置の信号処理方法において、検出部が、過大光の入射異常があったかどうかを検出する検出ステップと、映像信号処理部は、該検出部が過大光の入射異常を検出しなかったとき、該映像信号を通常の表示処理とし、該検出部が過大光の入射異常を検出したとき、真っ白の表示画像になるように該映像信号を信号処理する映像信号処理ステップと、クランプパルス発生部が、該ＯＢ部から読み出された黒レベルをクランプするタイミングでクランプパルスを出力するクランプパルス発生ステップとを有し、該検出部、該映像信号処理部および該クランプパルス発生部をデジタル処理部またはコンピュータプロセッサ内に設けているものであり、そのことにより上記目的が達成される。

また、好ましくは、本発明の固体撮像装置の信号処理方法において、前記ＯＢ部は、前記有効画素領域側の第１ＯＢ部とこれに隣接する第２ＯＢ部とを有し、前記クランプパルス発生ステップは、該第２ＯＢ部から読み出された黒レベルをクランプするタイミングでクランプパルスを出力する。

さらに、好ましくは、本発明の固体撮像装置の信号処理方法において、前記ＯＢ部は、前記有効画素領域側の第１ＯＢ部とこれに隣接する第２ＯＢ部とを有し、前記クランプパルス発生ステップは、前記検出部が過大光の入射異常を検出しないとき、該第１ＯＢ部から読み出された黒レベルをクランプするタイミングでクランプパルスを出力し、該検出部が過大光の入射異常を検出したとき、該第２ＯＢ部から読み出された黒レベルをクランプするタイミングでクランプパルスを出力する。

さらに、好ましくは、本発明の固体撮像装置の信号処理方法において、前記検出部が過大光の入射異常を検出したとき、ＣＣＤ駆動回路が、過大光入射時のＯＢ部のＯＢ浮きを補正するように、映像期間に続くＯＢ期間にリセット信号の幅および周期の少なくともいずれかを制御するＣＣＤ駆動ステップをさらに有する。

本発明の制御プログラムは、本発明の上記固体撮像装置の信号処理方法の各ステップをコンピュータに実行させるための処理手順が記述されたものであり、そのことにより上記目的が達成される。

本発明の可読記憶媒体は、本発明の上記制御プログラムが格納されたコンピュータ読み取り可能なものであり、そのことにより上記目的が達成される。

上記構成により、以下、本発明の作用を説明する。

本発明の固体撮像装置においては、固体撮像素子の有効画素領域で光電変換された映像信号と、有効画素領域の外側のＯＢ（オプティカルブラック）部で光電変換された黒レベル信号とを検出し、ＯＢ部からの黒レベル信号を基準として映像信号を信号処理する固体撮像装置において、過大光の入射異常があったかどうかを検出する検出部と、検出部が過大光の入射異常を検出しなかったときは映像信号を通常の表示処理とし、検出部が過大光の入射異常を検出したときは、真っ白の表示画像になるように該映像信号を信号処理する映像信号処理部と、ＯＢ部から読み出された黒レベルをクランプするタイミングでクランプパルスを出力するクランプパルス発生部とをデジタル処理部またはコンピュータプロセッサ内に設けている。また、本発明の固体撮像装置の信号処理方法においては、検出部が、過大光の入射異常があったかどうかを検出する検出ステップと、映像信号処理部は、検出部が過大光の入射異常を検出しなかったとき、該映像信号を通常の表示処理とし、検出部が過大光の入射異常を検出したとき、真っ白の表示画像になるように映像信号を信号処理する映像信号処理ステップと、クランプパルス発生部が、ＯＢ部から読み出された黒レベルをクランプするタイミングでクランプパルスを出力するクランプパルス発生ステップとを有し、これらの検出部、映像信号処理部およびクランプパルス発生部をデジタル処理部またはコンピュータプロセッサ内に設けている。

このように、検出部、映像信号処理部およびクランプパルス発生部をデジタル処理部またはコンピュータプロセッサ内に設けたことにより、従来の追加のＯＢクランプ回路を不要とすることができて回路規模の増大を防止すると共に、ＯＢクランプ回路間の干渉もなくデジタル処理でノイズの発生をより抑制することが可能となる。また、映像信号処理部において、過大光検出時に映像信号を白均一に切り換えて、過大光入射時の表示画面異常（暗い表示画面）を映像として出力することを防止することが可能となる。

また、本発明の固体撮像装置においては、ＯＢ部は、有効画素領域側の第１ＯＢ部とこれに隣接する第２ＯＢ部とを有し、クランプパルス発生部は、検出部が過大光の入射異常を検出しないとき、第１ＯＢ部から読み出された黒レベルをクランプするタイミングでクランプパルスを出力し、検出部が過大光の入射異常を検出したとき、第２ＯＢ部から読み出された黒レベルをクランプするタイミングでクランプパルスを出力する。

このように、ＯＢ部が有効画素領域側から第１ＯＢ部と第２ＯＢ部に内側と外側で使用上２分割され、過大光の入射異常を検出する検出部と、過大光検出時に映像信号を白均一に切り換える映像信号処理部と、過大光検出時に第２ＯＢ部からの信号読み出しタイミングでクランプパルスを出力するクランプパルス発生部とを設けたことにより、過大光により第２ＯＢ部までは電荷が溢れ出さないことから、従来の追加のＯＢクランプ回路を不要とすることができて回路規模の増大を防止すると共に、ＯＢクランプ回路間の干渉もなくノイズの発生を抑制することが可能となる。また、映像信号処理部において、過大光検出時に映像信号を白均一に切り換えて、過大光入射時の表示画面異常（暗い表示画面）を映像として出力することを防止することが可能となる。

さらに、クランプパルス発生部が、第２ＯＢ部から読み出された黒レベルのみをクランプするタイミングでクランプパルスを出力することにより、過大光入射時に有効画素領域側から第１ＯＢ部までは電荷が溢れても第２ＯＢ部までは電荷が溢れ出さないことから、過大光入射時のＯＢ部のＯＢ浮きによる影響を解消することが可能となる。

さらに、検出部が過大光の入射異常を検出したとき、過大光入射時のＯＢ部のＯＢ浮きを補正するように、映像期間に続くＯＢ期間にリセット信号の幅および周期の少なくともいずれかを制御するＣＣＤ駆動回路をさらに有する。これによって、過大光入射時に有効画素領域側からＯＢ部に電荷が溢れても、リセット信号によって、ＣＣＤ型固体撮像素子の水平転送部の終端部にある電荷検出部の検出電圧を所定電圧にリセットすることが可能となって、過大光入射時のＯＢ部のＯＢ浮きによる影響を解消することが可能となる。

以上により、本発明によれば、検出部、映像信号処理部およびクランプパルス発生部をデジタル処理部またはコンピュータプロセッサ内に設けたことにより、従来の追加のＯＢクランプ回路を不要とすることができて回路規模の増大を防止すると共に、ＯＢクランプ回路間の干渉もなくデジタル処理でノイズの発生をより抑制することができる。また、映像信号処理部において、過大光検出時に映像信号を白均一に切り換えて、過大光入射時の表示画面異常（暗い表示画面）を映像として出力することを防止することができる。

また、ＯＢ部が有効画素領域側から第１ＯＢ部と第２ＯＢ部に内側と外側で使用上２分割され、過大光の入射異常を検出する検出部と、過大光検出時に映像信号を白均一に切り換える映像信号処理部と、過大光検出時に第２ＯＢ部からの信号読み出しタイミングでクランプパルスを出力するクランプパルス発生部とを設けたことにより、過大光により第２ＯＢ部までは電荷が溢れ出さないことから、従来の追加のＯＢクランプ回路を不要とすることができて回路規模の増大を防止すると共に、ＯＢクランプ回路間の干渉もなくノイズの発生を抑制することができる。また、映像信号処理部において、過大光検出時に映像信号を白均一に切り換えて、過大光入射時の表示画面異常（暗い表示画面）を映像として出力することを防止することができる。

本発明の実施形態１における固体撮像装置の要部ハードウェア構成例を示すブロック図である。 （ａ）〜（ｃ）は、従来の固体撮像装置における映像期間およびＯＢ期間に対するＣＣＤ出力と映像出力の波形図である。 （ａ）および（ｂ）は、図１の固体撮像装置における映像信号処理時のＣＣＤ出力と映像出力の波形図である。 （ａ）〜（ｃ）は、図１の固体撮像装置におけるＯＢ部切り換え時のＣＣＤ出力と映像出力の波形図である。 本発明の実施形態２の固体撮像装置において制御部をソフトウェア構成とした場合の一例を示すブロック図である。 図５の固体撮像装置において制御部の動作を説明するためのフローチャートである。 本発明の実施形態３として、本発明の実施形態１または２の固体撮像装置を撮像部に用いた電子情報機器の概略構成例を示すブロック図である。 特許文献１に開示されている従来の固体撮像装置の要部構成例を示すブロック図である。

以下に、本発明の固体撮像装置およびその信号処理方法の実施形態１、２および、この固体撮像装置の実施形態１または２を画像入力デバイスとして撮像部に用いた例えばカメラ付き携帯電話装置などの電子情報機器の実施形態３について図面を参照しながら詳細に説明する。

（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１における固体撮像装置の要部ハードウェア構成例を示すブロック図である。

図１において、本実施形態１の固体撮像装置１０は、被写体からの画像光を光電変換して撮像する複数の受光部で構成された固体撮像素子としてのＣＣＤ１と、ノイズ除去とＯＢクランプ動作を行うＣＤＳ回路およびＯＢクランプ回路２と、クランプ制御および表示制御を行うデジタル処理部３とを有し、ＣＣＤ１の中央部の有効画素領域で光電変換された映像信号と、この有効画素領域の外側（外周側）のＯＢ（オプティカルブラック）部で光電変換された黒レベル信号とを検出し、該ＯＢ部からの黒レベル信号を基準として映像信号を信号処理する。ＣＣＤ１はセンサＩＣで構成されている。ＣＤＳ回路およびＯＢクランプ回路２はＡ／Ｄ変換部を含み、Ａ／Ｄ変換部によるＡ／Ｄ変換処理までを一つのＩＣで構成している。後述する検出回路３１、クランプパルス発生回路３３、露光制御回路３４およびＣＣＤ駆動回路３５をデジタル処理部３内に収容し、デジタル処理部３をデジタルＩＣで構成している。

ＣＣＤ１は、被写体の画像光が光電変換されて撮像されるチップ中央の有効画素領域と、この有効画素領域の外周側に配設されて遮光されて黒レベル信号を生成するＯＢ（オプティカルブラック）部とを有し、有効画素領域からは各画素毎の撮像信号が出力され、ＯＢ部からは光学的な黒の基準として用いられるＯＢ信号（黒レベル信号）が出力される。ＯＢ部は、例えば８画素分の幅で設けられており、通常は、有効画素領域側にある内側４画素分の幅でＯＢ信号（黒レベル信号）を読み出しているが、太陽光などの過大光が入った場合には、電子シャッタ時間など露光が極端に短くなるので、それを検出して、有効画素部側にある内側４画素のさらに外周隣の外側４画素分の幅でＯＢ信号（黒レベル信号）を読み出すようにしている。

太陽光などの過大光によって、ＣＣＤ１の有効画素領域に発生した電荷が、本来は光電変化によって発生する電荷がない領域であるＯＢ部にも溢れ出し、ＯＢ部で生成されるＯＢ信号レベルが通常動作時から変動するが、このとき、有効画素領域から溢れ出した電荷は、有効画素領域側にあるＯＢ部の画素から順次入って行き、有効画素領域側にある内側４画素分を超えて電荷が更に溢れ出すことは少ない。このように、ＯＢ部の内側４画素（第１ＯＢ部）から外側４画素（第２ＯＢ部）にＯＢ部の読み出し画素を切り換えることにより、太陽光などの過大光の入射時にも、本来の黒レベル（ＯＢレベル）と略等しい黒レベルを基準として適正な露光制御を行うことができて、従来のように過大光入射時に暗い表示画面になっていしまうことを回避できて、違和感のない良好な画面表示を行うことができる。

ＣＤＳ回路およびＯＢクランプ回路２において、ＣＤＳ回路によりＣＣＤ１からの撮像信号からノイズを軽減し、ＯＢクランプ回路によって、映像信号期間に続くＯＢ期間に、後述するクランプパルス発生回路３３からクランプパルスが供給されたときに、ＣＤＳ回路から入力されたＣＣＤ１のＯＢ部（第１ＯＢ部）からの出力信号（ＯＢ信号）をクランプして直流レベルに固定する。これによって、光学的な黒の基準として用いられるＯＢ信号レベルの基準信号を生成することができる。ＣＣＤ１の有効画素領域からの出力信号は、ＯＢ部の信号レベルを基準にクランプされたレベルで出力される。

デジタル処理部３は、検出回路３１と、映像信号処理部３２と、クランプパルス発生回路３３と、露光制御回路３４と、ＣＣＤ駆動回路３５とを有している。このように、少なくとも検出回路３１、映像信号処理部３２およびクランプパルス発生回路３３をデジタル処理部３内に設けてデジタル処理することによりノイズをより抑制している。

検出回路３１は、過大光入射の検出に、前述したように、電子シャッタ時間など露光が極端に短くなることにより検出してもよいが、ここでは、デジタル処置を用いて、黒レベルが基準黒レベルとのシフト量が所定の閾値よりも大きい場合に過大光の入射異常があったと検出する。要するに、検出回路３１は、例えばＯＢ部の内側４画素のＯＢ信号の黒レベルと、ＯＢ期間に続く帰線期間部のデータ（電気的黒信号）との間に所定の閾値以上の差異が生じたときに、過大光の入射異常と検出する。なお、検出回路３１は、例えばＯＢ部の内側４画素のＯＢ信号の黒レベルと、ＯＢ部の外側４画素のＯＢ信号の黒レベルとの間に所定の閾値以上の差異が生じたときに、過大光の入射異常があったと検出することもできる。

映像信号処理部３２は、検出回路３１からの画像信号に対して、通常の表示処理として、色補間、ホワイトバランス処理およびγ補正などの信号処理を施してカラー画像信号を得る。また、映像信号処理部３２は、検出回路３１が過大光の入射異常を検出したときに、映像信号処理部３２は、真っ白の表示画像になるように映像信号を処理する。即ち、映像信号処理部３２は、検出回路３１が過大光の異常を検出したときに、表示画像全体を白均一状態（デジタル値で「２５５」の最大輝度値）に切り換えて、実際とは反対の暗い表示画像異常を映像として表示出力しないようにする。

クランプパルス発生回路３３は、ＣＤＳ回路およびＯＢクランプ回路２に対してクランプパルスを時間をずらして２系統出力する。通常（検出回路３１が過大光の入射異常を検出していないとき）は、ＯＢ部の内側４画素から読み出されたＯＢ信号の黒レベルをクランプするタイミングでクランプパルスを出力するが、検出回路３１が過大光の入射異常を検出したとき、ＯＢ部の外側４画素から読み出されたＯＢ信号の黒レベルをクランプするタイミングでクランプパルスを出力する。

露光制御回路３４は、検出回路３１からの出力信号（過大光の有無を示す検出信号）および映像信号処理部３２からの出力信号（明るさを示す信号）に基づいて、ＣＣＤ１のアイリスおよび露光（電子シャッタの期間）を制御するための露光制御信号をＣＣＤ駆動回路３５に出力する。

ＣＣＤ駆動回路３５は、露光制御回路３４からの露光制御信号に基づいて、ＣＤＳ回路およびＯＢクランプ回路２にてクランプされた信号レベル（ＯＢレベル）を基準としてＣＣＤ１の駆動制御を行う。

上記構成により、以下、その動作について説明する。

図２（ａ）〜図２（ｃ）は、従来の固体撮像装置における映像期間およびＯＢ期間に対するＣＣＤ出力と映像出力の波形図である。図３（ａ）および図３（ｂ）は、図１の固体撮像装置１０における映像信号処理時のＣＣＤ出力と映像出力の波形図である。図４（ａ）〜図４（ｃ）は、図１の固体撮像装置１０におけるＯＢ部切り換え時のＣＣＤ出力と映像出力の波形図である。

従来は、図２（ｂ）に示すように、図２（ａ）に示す映像期間に続くＯＢ期間のＣＣＤ１からのＯＢ出力において、通常は破線で示した黒レベルであるが、過大光が入射した場合には、有効画素領域からＯＢ部に電荷が溢れて実線で示すように黒レベルが浮く。このときの映像信号処理部３２からの映像出力は、図２（ｂ）の実線で示す浮いた黒レベルが基準になることから、図２（ｃ）に示すような電圧レベルの低い映像出力となって、過大光の入射とは反対の暗い表示画面が表示画面上に表示されてしまう。

これに対して、本実施形態１では、映像期間に続くＯＢ期間のＣＣＤ１からのＯＢ出力において、通常は破線で示した黒レベルであるが、図３（ｂ）に示すように、過大光が入射した場合に、有効画素領域からＯＢ部に電荷が溢れて実線で示すように黒レベルが浮く。このとき、検出回路３１が過大光の入射異常があったことを検出し、映像信号処理部３２は検出回路３１からの入射異常検出信号を受けて、図３（ｃ）に示すように、表示画像全体（画面全体）を白均一状態（デジタル値で「２５５」の最大輝度値）に切り換えた映像出力とする。これによって、実際とは反対の暗い表示画像異常が表示されず、過大光が入射した違和感のない真っ白な明るい表示画面となる。

次に、図４（ｂ）に示すように、図４（ａ）に示す映像期間に続くＯＢ期間のＣＣＤ１からのＯＢ出力において、通常は、ＯＢ部の内側４画素から読み出されたＯＢ信号の黒レベルをクランプした破線で示す黒レベルを用いるが、過大光が入射した場合には、有効画素領域からＯＢ部の内側４画素（ＯＢ部内側）に電荷が溢れて破線で示すように黒レベルが浮くため、有効画素領域からより遠い位置にあるＯＢ部の外側４画素（ＯＢ部外側）から読み出されたＯＢ信号の黒レベルをクランプする。これによって、過大光が溢れて入っていないＯＢ部の外側４画素から読み出された本来のＯＢ信号を、実線で示す黒レベルとすることから、図４（ｃ）に示すような適正な黒レベルが基準となった映像出力として表示画面上に表示される。

また、前述したように、過大光入射時に外側４画素（ＯＢ部外側）を用いるタイミングで黒レベルをクランプする構成により、適正な黒レベルが基準となった映像出力を得たが、これに限らず、これと共に、または、これに代えて、図４（ｂ）に示すように、過大光入射時のＯＢ部への光漏れ（ＯＢ浮き）を補正するために、ＣＣＤ駆動回路３５により、図４（ａ）に示す映像期間に続くＯＢ期間にリセット信号の幅および周期の少なくともいずれかと水平転送信号を制御（駆動補正制御）して、リセット動作によりＯＢ浮き成分（光漏れした成分）を排出して通常光入射時と同等のＯＢ部状態（ＯＢ浮きのない状態）とすることができる。このリセット信号により、ＣＣＤ型固体撮像素子の水平転送部の終端部にある電荷検出部の検出電圧を所定電圧にリセットすることができる。図４では、ＯＢ部外側を用いるタイミングで黒レベルをクランプする構成と、リセット信号による駆動補正制御とを共に用いる場合を示している。

これによって、リセットパルスの幅を広げたりその周期を短くするという比較的容易な制御によって、過大光がＣＣＤ１に入射されて基準となる黒レベルが変動した場合であっても、そのような変動の影響を受けずに、図４（ｃ）に示すような本来の黒レベル（ＯＢ信号レベル）と略等しい黒レベルを基準として適正な露光制御を行うことができて、良好な画面表示を行うことができる。

以上により、本実施形態１によれば、検出回路３１が、ＯＢ部の内側４画素の黒レベルと基準黒レベルとの差異が所定の閾値よりも大きいかどうかにより過大光の入射異常があったかどうかを検出し、映像信号処理部３２は、検出回路３１が過大光の入射異常を検出しなかったときは映像信号を通常の表示処理とし、検出回路３１が過大光の入射異常を検出したときは、真っ白の表示画像になるように映像信号を表示処理する。さらに、クランプパルス発生回路３３は、検出回路３１が過大光の入射異常を検出しなかったとき、ＯＢ部の内側４画素から読み出された黒レベルをクランプするタイミングでクランプパルスを出力し、また、検出回路３１が過大光の入射異常を検出したとき、ＯＢ部の外側４画素から読み出された黒レベルをクランプするタイミングでクランプパルスを出力する。

この場合、検出回路３１、映像信号処理部３２およびクランプパルス発生回路３３をデジタル処理部３内に設けたことにより、追加のＯＢクランプ回路を不要とすることができて回路規模の増大を防止すると共に、ＯＢクランプ回路間の干渉を受けることがなく、デジタル処理部３によって映像信号処理をデジタル処理により行うことができるため、ノイズの発生をより抑制することができる。また、過大光の入射異常を検出する検出回路３１をデジタル処理部３内に設けたことにより、映像信号処理部３２の処理制御も同時に行って、映像信号を白均一に切り換えて表示画面異常（違和感のある暗い表示画面）を映像として出力することを防止することができる。

また、ＯＢ部が有効画素領域側からＯＢ部の内側４画素と外側４画素にＯＢ部が内側と外側に使用上２つに分割され、過大光の入射異常を検出する検出回路３１と、過大光検出時に映像信号を白均一に切り換える映像信号処理部３２と、過大光検出時にＯＢ部の外側４画素からの信号読み出しタイミングでクランプパルスを出力するクランプパルス発生回路３３とを設けたことにより、過大光によりＯＢ部の外側４画素まで内側４画素を超えて電荷が溢れ出さないことから、従来の追加のＯＢクランプ回路を不要とすることができて回路規模の増大を防止すると共に、ＯＢクランプ回路間の干渉も抑えられノイズの発生を抑制することができる。

なお、本実施形態１では、特に説明しなかったが、過大光の入射異常があった場合の表示画像全体を白均一状態（デジタル値で「２５５」の最大輝度値）する処理は、過大光の入射異常があっても、ＯＢ部の外側４画素から読み出された黒レベルをクランプした後は、元の通常の表示処理（表示用のカラー画像信号を得る処理）に戻る。

また、本実施形態１では、ＯＢ部は８画素の幅で構成され、過大光の入射異常時以外のときに有効画素領域側のＯＢ部の内側４画素から読み出されるＯＢ信号を黒レベルとし、過大光の入射異常時に、有効画素領域からＯＢ部の内側４画素を超えてＯＢ部の外側４画素が配設された場合について説明したが、ＯＢ部は８画素の幅に限らず、過大光の入射異常時以外のときに有効画素領域側のＯＢ部の内側３〜６画素から読み出されるＯＢ信号を黒レベルとし、過大光の入射異常時に、有効画素領域からＯＢ部の内側３〜６画素を超えて配設されたＯＢ部の外側３〜６画素から読み出されるＯＢ信号を黒レベルとしてもよい。

さらに、本実施形態１では、デジタル処理部３の本発明の構成はハードウェア構成で説明したが、ソフトウェア構成とすることもできる。デジタル処理部３のソフトウェア構成の一例として、過大光の有無を検出する検出部、過大光検出時に白表示処理する映像信号処理部および、ＯＢ部の外側４画素を用いて黒レベルをクランプするクランプパルス発生部を制御部（ＣＰＵ；コンピュータプロセッサ）内に設けた場合について実施形態２で詳細に説明する。

（実施形態２）
図５は、本発明の実施形態２の固体撮像装置における制御部をソフトウェア構成とした場合の一例を示すブロック図である。なお、図１の構成部材と同一の作用効果を奏する構成部材には同一の部材番号を付けて説明する。

図５において、本実施形態２の固体撮像装置１０Ａは、固体撮像素子としてのＣＣＤ１と、ＣＤＳ回路およびＯＢクランプ回路２と、過大光が入射されたときに制御される制御部４（ＣＰＵ）と、通常の表示処理用の映像信号処理部５と、露光制御回路６（露光制御回路３４）と、ＣＣＤ駆動回路７（ＣＣＤ駆動回路３５）とを有している。

映像信号処理部５は、制御部４からの画像信号に対して色補間、ホワイトバランス処理およびγ補正などの所定の信号処理を施して通常の表示処理用のカラー画像信号（ＶＩＤＥＯ ＯＵＴ）を得る。

露光制御回路６は、映像信号処理部５からの出力信号（明るさを示す信号）に基づいて、ＣＣＤ１のアイリスおよび露光（電子シャッタの期間）を制御するための露光制御信号をＣＣＤ駆動回路７に出力する。

ＣＣＤ駆動回路７は、露光制御回路６からの露光制御信号に基づいて、ＣＤＳ回路およびＯＢクランプ回路２にてクランプされた信号レベル（ＯＢレベル）を基準としてＣＣＤ１の駆動制御を行う。

本実施形態２の固体撮像装置１０Ａの制御部４（ＣＰＵ；中央演算処理装置）は、制御プログラムおよびそのデータなどが記憶されたコンピュータ読み出し可能な可読記録媒体としてのＲＯＭ（図示せず）と、起動時に制御プログラムおよびそのデータなどが読み出されて、ＣＰＵによる制御毎にデータを読み出し・記憶するワークメモリとして働く記憶部としてのＲＡＭ（図示せず）とを有している。

制御部４は、制御プログラムおよびそのデータに基づいて、検出手段４１と、映像信号処理手段４２と、クランプパルス発生手段４３との各機能を実行する。

検出手段４１は、ＯＢ部の幅が内側４画素の黒レベルと基準黒レベルとのシフト量が所定の閾値よりも大きい場合に過大光の入射異常があったと検出する。検出手段４１は、例えばＯＢ部の内側４画素のＯＢ信号の黒レベルと、ＯＢ期間に続く帰線期間部のデータ（電気的黒信号）との間に所定の閾値以上の差異が生じたときに、過大光の入射異常を検出する。なお、検出手段４１は、例えばＯＢ部の内側４画素のＯＢ信号の黒レベルと、ＯＢ部の外側４画素のＯＢ信号の黒レベルとの間に所定の閾値以上の差異が生じたときに、過大光の入射異常を検出することもできる。

映像信号処理手段４２は、検出手段４１が過大光の入射異常を検出したときに、真っ白の表示画像になるように映像信号を処理する。即ち、映像信号処理手段４２は、検出手段４１が過大光の入射異常を検出したときに、表示画像全体を白均一状態（デジタル値で「２５５」の最大輝度値）に切り換えて、実際とは反対の暗い表示画像異常を映像として表示出力しないようにする。また、映像信号処理手段４２は、検出手段４１が過大光の入射異常を検出しないときに、有効画素領域からの映像信号を通常の表示処理（表示用のカラー画像信号を得る処理）とする。

クランプパルス発生手段４３は、通常（検出手段４１が過大光の入射異常を検出しないとき）は、ＯＢ部の内側４画素から読み出されたＯＢ信号のレベルをクランプするタイミングでクランプパルスを出力するが、検出手段４１が過大光の入射異常を検出したときは、ＯＢ部の外側４画素から読み出されたＯＢ信号のレベルをクランプするタイミングでクランプパルスを出力する。

上記制御プログラムおよびそのデータなどがＲＯＭに記憶されるが、この制御プログラムおよびそのデータは、他の可読記録媒体から、または、無線、有線またはインターネットなどを介して上記ＲＯＭ側にダウンロードされてもよい。

図６は、図５の固体撮像装置１０Ａにおいて制御部４の動作を説明するためのフローチャートである。

図６に示すように、図５の固体撮像装置１０Ａにおいて、まず、ステップＳ１で、クランプパルス発生手段４３は、通常（検出手段４１が過大光の入射異常を検出しないとき）、ＯＢ部の内側４画素から読み出されたＯＢ信号の黒レベルをクランプするタイミングでクランプパルスを出力する。これによって、ＣＣＤ１の有効画素部からの出力信号は、ＯＢ部の信号レベルを基準にクランプされてＣＤＳ回路およびＯＢクランプ回路２から出力される。ＣＤＳ回路およびＯＢクランプ回路２ではＡ／Ｄ変換も行われる。

次に、ステップＳ２で、検出手段４１が過大光の入射異常の有無を検出する。検出手段４１が過大光の入射異常を検出するまでは（ＮＯ）、ステップＳ１およびＳ２の処理を繰り返す。検出手段４１が過大光の入射異常を検出したときは（ＹＥＳ）、ステップＳ３で、映像信号処理手段４２は、デジタル値で「２５５」の最大輝度値を選択して真っ白の表示画像になるように映像信号処理する。この映像信号処理手段４２からの真っ白表示指示に基づいて、映像信号処理部５が所定の信号処理をした後にカラー画像信号を表示装置側に出力する。また、映像信号処理部５から露光制御回路６さらにＣＣＤ駆動回路７を介してＣＣＤ１の駆動制御を行う。

ステップＳ４で、検出手段４１が過大光の入射異常を検出したのを受けて、クランプパルス発生手段４３が、ＯＢ部の外側４画素から読み出されたＯＢ信号のレベルをクランプするタイミングでクランプパルスを出力する。これによって、ＣＣＤ１の有効画素部からの出力信号は、ＯＢ部の外側４画素からのＯＢ信号の黒レベルを基準にクランプされてＣＤＳ回路およびＯＢクランプ回路２から制御部４に出力される。制御部４は、これを受けて、ステップＳ５で、映像信号処理手段４２の真っ白表示の機能を無効化して通常の表示処理とし、この通常の表示指示に基づいて、映像信号処理部５が所定の信号処理をしてカラー画像信号を表示装置側に出力する。また、映像信号処理部５から露光制御回路６さらにＣＣＤ駆動回路７を介してＣＣＤ１の駆動制御を行う。

さらに、ステップＳ６で、検出手段４１が過大光の入射異常の有無を検出する。検出手段４１が過大光の入射異常があることを検出した場合は、ステップＳ４〜Ｓ６の各処理を繰り返す。また、検出手段４１が過大光の入射異常がないことを検出した場合は、ステップＳ７で、この撮像処理自体が終了かどうかを制御部４が検出し、撮像処理自体が終了であれば制御部４が信号処理を終了し、撮像処理自体が終了でなければ、ステップＳ１〜Ｓ７の各処理を繰り返す。

以上により、本実施形態２の固体撮像装置１０Ａの信号処理方法としては、検出手段４１が、ＯＢ部の内側４画素（第１ＯＢ部）の黒レベルと基準黒レベルとの差異が所定の閾値よりも大きいかどうかにより過大光の入射異常があったかどうかを検出する検出ステップと、映像信号処理手段４２は、検出手段４１が過大光の入射異常を検出しなかったときは映像信号を表示処理し、検出手段４１が過大光の入射異常を検出したときは、真っ白の表示画像になるように該映像信号を表示処理する映像信号処理ステップと、クランプパルス発生手段４３は、検出手段４１が過大光の入射異常を検出しないとき、ＯＢ部の内側４画素（第１ＯＢ部）から読み出された黒レベルをクランプするタイミングでクランプパルスを出力し、検出手段４１が過大光の入射異常を検出したとき、ＯＢ部の外側４画素（第２ＯＢ部）から読み出された黒レベルをクランプするタイミングでクランプパルスを出力するクランプパルス発生ステップとを有している。

この場合、検出手段４１、映像信号処理手段４２およびクランプパルス発生手段４３をコンピュータプロセッサ（制御部４；ＣＰＵ）内に設けたことにより、従来のように追加のＯＢクランプ回路を不要とすることができて回路規模の増大を防止すると共に、ＯＢクランプ回路間の干渉を受けることがなく、コンピュータプロセッサの制御部４によって映像信号処理をデジタル処理により行うことができるため、ノイズの発生をより抑制することができる。また、過大光の入射異常を検出する検出手段４１を制御部４内に設けたことにより、映像信号処理手段４２の処理制御も同時に行って、映像信号を白均一に切り換えて表示画面異常を映像として出力することを防止することができる。

このように、本実施形態２によれば、上記実施形態１の場合と同様に、過大光入射時に違和感のある暗い表示画面を表示させず、回路規模を抑えかつノイズの発生を防止することができる。

なお、本実施形態１、２では、特に説明しなかったが、本発明の構成として、固体撮像素子としてのＣＣＤ１の有効画素領域で光電変換された映像信号と、この有効画素領域の外側のＯＢ（オプティカルブラック）部で光電変換された黒レベル信号とを検出し、ＯＢ部からの黒レベル信号を基準として該映像信号を信号処理する固体撮像装置１０または１０Ａにおいて、過大光の入射異常があったかどうかを検出する検出部としての検出回路３１または検出手段４１と、検出回路３１または検出手段４１が過大光の入射異常を検出しなかったときは映像信号を通常の表示処理とし、検出回路３１または検出手段４１が過大光の入射異常を検出したときは、真っ白の表示画像になるように映像信号を信号処理する映像信号処理部３２または映像信号処理手段４２と、ＯＢ部から読み出された黒レベルをクランプするタイミングでクランプパルスを出力するクランプパルス発生部としてのクランプパルス発生回路３３またはクランプパルス発生手段４３とをデジタル処理部またはコンピュータプロセッサ内に設けた構成により、過大光入射時に違和感のある暗い表示画面を表示させず、回路規模を抑えかつノイズの発生を防止することができる本発明の目的を達成することができる。

この場合、検出回路３１または検出手段４１は、ＯＢ部の黒レベルと基準黒レベルとの差異が所定の閾値よりも大きいかどうかにより過大光の入射異常があったかどうかを検出する。この基準黒レベルは、ＯＢ期間に続く帰線期間部のデータの黒レベルであってもよい。または、検出回路３１または検出手段４１は、露光制御される電子シャッタ時間が所定時間よりも短くなるかどうかにより、過大光の入射異常があったかどうかを検出することもできる。

なお、本実施形態１、２では、上記本発明の構成に加えて、ＯＢ部は、有効画素領域側の第１ＯＢ部とこれに隣接する第２ＯＢ部とを有し、クランプパルス発生部としてのクランプパルス発生回路３３またはクランプパルス発生手段４３は、検出部としての検出回路３１または検出手段４１が過大光の入射異常を検出しないとき、外側４画素の第１ＯＢ部から読み出された黒レベルをクランプするタイミングでクランプパルスを出力し、検出部としての検出回路３１または検出手段４１が過大光の入射異常を検出したとき、外側４画素の第２ＯＢ部から読み出された黒レベルをクランプするタイミングでクランプパルスを出力するように構成したが、これに限らず、ＯＢ部は、有効画素領域側の第１ＯＢ部とこれに隣接する第２ＯＢ部とを有し、クランプパルス発生部は、第２ＯＢ部から読み出された黒レベルのみをクランプするタイミングでクランプパルスを出力するように構成することもできる。要するに、内側画素部の第１ＯＢ部は、過大光の入射異常時に溢れた電荷を防御するために空けておいて、ＯＢ部として外側画素部の第２ＯＢ部だけを用いて黒レベルとしてもよい。

なお、本実施形態２でも、前述したように、過大光入射時に外側４画素（ＯＢ部外側）を用いるタイミングで黒レベルをクランプする構成により、適正な黒レベルが基準となった映像出力を得たが、これに限らず、これと共に、または、これに代えて、図４（ｂ）に示すように、過大光入射時のＯＢ部への光漏れ（ＯＢ浮き）を補正するために、ＣＣＤ駆動回路７により、図４（ａ）に示す映像期間に続くＯＢ期間にリセット信号の幅および周期の少なくともいずれかと水平転送信号を制御して、リセット動作によりＯＢ浮き成分（光漏れした成分）を排出して通常光入射時と同等のＯＢ部状態（ＯＢ浮きのない状態）とすることができる。このリセット信号により、ＣＣＤ型固体撮像素子の水平転送部の終端部にある電荷検出部の検出電圧を所定電圧にリセットすることができる。

これによって、リセットパルスの幅を広げたりその周期を短くするという比較的容易な制御によって、過大光がＣＣＤ１に入射されて基準となる黒レベルが変動した場合であっても、そのような変動の影響を受けずに、図４（ｃ）に示すような本来の黒レベル（ＯＢ信号レベル）と略等しい黒レベルを基準として適正な露光制御を行うことができて、良好な画面表示を行うことができる。

（実施形態３）
図７は、本発明の実施形態３として、本発明の実施形態１または２の固体撮像装置１０または１０Ａを撮像部に用いた電子情報機器の概略構成例を示すブロック図である。

図７において、本実施形態３の電子情報機器９０は、上記実施形態１、２の固体撮像装置１０または１０Ａと、この固体撮像装置１０または１０Ａからのカラー画像信号を記録用に所定の信号処理した後にデータ記録可能とする記録メディアなどのメモリ部９１と、この固体撮像装置１０または１０Ａからのカラー画像信号を表示用に所定の信号処理した後に液晶表示画面などの表示画面上に表示可能とする液晶表示装置などの表示部９２と、この固体撮像装置１０または１０Ａからのカラー画像信号を通信用に所定の信号処理をした後に通信処理可能とする送受信装置などの通信部９３と、この固体撮像装置１０または１０Ａからのカラー画像信号を印刷用に所定の印刷信号処理をした後に印刷処理可能とするプリンタなどの画像出力部９４とを有している。なお、この電子情報機器９０として、これに限らず、固体撮像装置１０または１０Ａの他に、メモリ部９１と、表示部９２と、通信部９３と、プリンタなどの画像出力部９４とのうちの少なくともいずれかを有ていてもよい。

この電子情報機器９０としては、前述したように例えばデジタルビデオカメラ、デジタルスチルカメラなどのデジタルカメラや、監視カメラ、ドアホンカメラ、車載用後方監視カメラなどの車載用カメラおよびテレビジョン電話用カメラなどの画像入力カメラ、スキャナ装置、ファクシミリ装置、カメラ付き携帯電話装置および携帯端末装置（ＰＤＡ）などの画像入力デバイスを有した電子機器が考えられる。

したがって、本実施形態３によれば、この固体撮像装置１０または１０Ａからのカラー画像信号に基づいて、これを表示画面上に良好に表示したり、これを紙面にて画像出力部９４により良好にプリントアウト（印刷）したり、これを通信データとして有線または無線にて良好に通信したり、これをメモリ部９１に所定のデータ圧縮処理を行って良好に記憶したり、各種データ処理を良好に行うことができる。

以上のように、本発明の好ましい実施形態１〜３を用いて本発明を例示してきたが、本発明は、この実施形態１〜３に限定して解釈されるべきものではない。本発明は、特許請求の範囲によってのみその範囲が解釈されるべきであることが理解される。当業者は、本発明の具体的な好ましい実施形態１〜３の記載から、本発明の記載および技術常識に基づいて等価な範囲を実施することができることが理解される。本明細書において引用した特許、特許出願および文献は、その内容自体が具体的に本明細書に記載されているのと同様にその内容が本明細書に対する参考として援用されるべきであることが理解される。

本発明は、被写体からの画像光を光電変換して撮像する複数の受光部で構成された固体撮像素子の有効画素領域で光電変換された映像信号と、該有効画素領域の外側のＯＢ（オプティカルブラック）部で光電変換された黒レベル信号とを検出し、該ＯＢ部からの黒レベル信号を基準として該映像信号を信号処理する固体撮像装置、この固体撮像装置を画像入力デバイスとして撮像部に用いた例えばデジタルビデオカメラおよびデジタルスチルカメラなどのデジタルカメラや、監視カメラなどの画像入力カメラ、スキャナ装置、ファクシミリ装置、テレビジョン電話装置、カメラ付き携帯電話装置などの電子情報機器、この固体撮像装置を用いてクランプ処理する画像処理方法、この画像処理方法の各ステップをコンピュータに実行させるための制御プログラム、この制御プログラムが格納されたコンピュータ読み取り可能な可読記憶媒体の分野において、検出部、映像信号処理部およびクランプパルス発生部をデジタル処理部またはコンピュータプロセッサ内に設けたことにより、従来の追加のＯＢクランプ回路を不要とすることができて回路規模の増大を防止すると共に、ＯＢクランプ回路間の干渉もなくデジタル処理でノイズの発生をより抑制することができる。また、映像信号処理部において、過大光検出時に映像信号を白均一に切り換えて、過大光入射時の表示画面異常（暗い表示画面）を映像として出力することを防止することができる。また、ＯＢ部が有効画素領域側から第１ＯＢ部と第２ＯＢ部に内側と外側で使用上２分割され、過大光の入射異常を検出する検出部と、過大光検出時に映像信号を白均一に切り換える映像信号処理部と、過大光検出時に第２ＯＢ部からの信号読み出しタイミングでクランプパルスを出力するクランプパルス発生部とを設けたことにより、過大光により第２ＯＢ部までは電荷が溢れ出さないことから、従来の追加のＯＢクランプ回路を不要とすることができて回路規模の増大を防止すると共に、ＯＢクランプ回路間の干渉もなくノイズの発生を抑制することができる。また、映像信号処理部において、過大光検出時に映像信号を白均一に切り換えて、過大光入射時の表示画面異常（暗い表示画面）を映像として出力することを防止することができる。

１ ＣＣＤ（固体撮像素子）
２ ＣＤＳ回路およびＯＢクランプ回路
３ デジタル処理部
３１ 検出回路（検出部）
３２ 映像信号処理部
３３ クランプパルス発生回路（クランプパルス発生部）
３４ 露光制御回路
３５ ＣＣＤ駆動回路
４ 制御部（ＣＰＵ）
４１ 検出手段（検出部）
４２ 映像信号処理手段
４３ クランプパルス発生手段（クランプパルス発生部）
５ 映像信号処理部
６ 露光制御回路
７ ＣＣＤ駆動回路
１０、１０Ａ
９０ 電子情報機器
９１ メモリ部
９２ 表示部
９３ 通信部
９４ 画像出力部

Claims (20)

1. 固体撮像素子の有効画素領域で光電変換された映像信号と、該有効画素領域の外側のＯＢ（オプティカルブラック）部で光電変換された黒レベル信号とを検出し、該ＯＢ部からの黒レベル信号を基準として該映像信号を信号処理する固体撮像装置において、
   過大光の入射異常があったかどうかを検出する検出部と、
   該検出部が過大光の入射異常を検出しなかったときは該映像信号を通常の表示処理とし、該検出部が過大光の入射異常を検出したときは、真っ白の表示画像になるように該映像信号を信号処理する映像信号処理部と、
   該ＯＢ部から読み出された黒レベルをクランプするタイミングでクランプパルスを出力するクランプパルス発生部とをデジタル処理部またはコンピュータプロセッサ内に設けた固体撮像装置。
2. 前記ＯＢ部は、前記有効画素領域側の第１ＯＢ部とこれに隣接する第２ＯＢ部とを有し、前記クランプパルス発生部は、該第２ＯＢ部から読み出された黒レベルをクランプするタイミングでクランプパルスを出力する請求項１に記載の固体撮像装置。
3. 前記ＯＢ部は、前記有効画素領域側の第１ＯＢ部とこれに隣接する第２ＯＢ部とを有し、前記クランプパルス発生部は、前記検出部が過大光の入射異常を検出しないとき、該第１ＯＢ部から読み出された黒レベルをクランプするタイミングでクランプパルスを出力し、該検出部が過大光の入射異常を検出したとき、該第２ＯＢ部から読み出された黒レベルをクランプするタイミングでクランプパルスを出力する請求項１に記載の固体撮像装置。
4. 前記検出部が過大光の入射異常を検出したとき、過大光入射時のＯＢ部のＯＢ浮きを補正するように、映像期間に続くＯＢ期間にリセット信号の幅および周期の少なくともいずれかを制御するＣＣＤ駆動回路をさらに有する請求項１に記載の固体撮像装置。
5. 前記リセット信号により、ＣＣＤ型固体撮像素子の水平転送部の終端部にある電荷検出部の検出電圧を所定電圧にリセットする請求項４に記載の固体撮像装置。
6. 前記第１ＯＢ部は、前記有効画素領域側の内側３〜６画素であり、前記第２ＯＢ部は、該有効画素領域から該第１ＯＢ部を介して配設され、該有効画素領域に対して外側３〜６画素である請求項２または３に記載の固体撮像装置。
7. 前記検出部は、前記ＯＢ部の黒レベルと基準黒レベルとの差異が所定の閾値よりも大きいかどうかにより過大光の入射異常があったかどうかを検出する請求項１に記載の固体撮像装置。
8. 前記基準黒レベルは、ＯＢ期間に続く帰線期間部のデータの黒レベルである請求項７に記載の固体撮像装置。
9. 前記検出部は、前記第１ＯＢ部の黒レベルと基準黒レベルとの差異が所定の閾値よりも大きいかどうかにより過大光の入射異常があったかどうかを検出する請求項３に記載の固体撮像装置。
10. 前記基準黒レベルは、ＯＢ期間に続く帰線期間部のデータの黒レベルおよび、前記第２ＯＢ部の黒レベルのいずれかである請求項９に記載の固体撮像装置。
11. 前記検出部は、露光制御される電子シャッタ時間が所定時間よりも短くなるかどうかにより、前記過大光の入射異常があったかどうかを検出する請求項１に記載の固体撮像装置。
12. 前記通常の表示処理は、表示用のカラー画像信号を得る処理である請求項１に記載の固体撮像装置。
13. 前記固体撮像素子はＣＣＤ型固体撮像素子である請求項１に記載の固体撮像装置。
14. 固体撮像素子の有効画素領域で光電変換された映像信号と、該有効画素領域の外側のＯＢ（オプティカルブラック）部で光電変換された黒レベル信号とを検出し、該ＯＢ部からの黒レベル信号を基準として該映像信号を信号処理する固体撮像装置の信号処理方法において、
    検出部が、過大光の入射異常があったかどうかを検出する検出ステップと、
    映像信号処理部は、該検出部が過大光の入射異常を検出しなかったとき、該映像信号を通常の表示処理とし、該検出部が過大光の入射異常を検出したとき、真っ白の表示画像になるように該映像信号を信号処理する映像信号処理ステップと、
    クランプパルス発生部が、該ＯＢ部から読み出された黒レベルをクランプするタイミングでクランプパルスを出力するクランプパルス発生ステップとを有し、
    該検出部、該映像信号処理部および該クランプパルス発生部をデジタル処理部またはコンピュータプロセッサ内に設けている固体撮像装置の信号処理方法。
15. 前記ＯＢ部は、前記有効画素領域側の第１ＯＢ部とこれに隣接する第２ＯＢ部とを有し、前記クランプパルス発生ステップは、該第２ＯＢ部から読み出された黒レベルをクランプするタイミングでクランプパルスを出力する請求項１４に記載の固体撮像装置の信号処理方法。
16. 前記ＯＢ部は、前記有効画素領域側の第１ＯＢ部とこれに隣接する第２ＯＢ部とを有し、前記クランプパルス発生ステップは、前記検出部が過大光の入射異常を検出しないとき、該第１ＯＢ部から読み出された黒レベルをクランプするタイミングでクランプパルスを出力し、該検出部が過大光の入射異常を検出したとき、該第２ＯＢ部から読み出された黒レベルをクランプするタイミングでクランプパルスを出力する請求項１４に記載の固体撮像装置の信号処理方法。
17. 前記検出部が過大光の入射異常を検出したとき、ＣＣＤ駆動回路が、過大光入射時のＯＢ部のＯＢ浮きを補正するように、映像期間に続くＯＢ期間にリセット信号の幅および周期の少なくともいずれかを制御するＣＣＤ駆動ステップをさらに有する請求項１４に記載の固体撮像装置の信号処理方法。
18. 請求項１４〜１７のいずれかに記載の固体撮像装置の信号処理方法の各ステップをコンピュータに実行させるための処理手順が記述された制御プログラム。
19. 請求項１８に記載の制御プログラムが格納されたコンピュータ読み取り可能な可読記憶媒体。
20. 請求項１〜１３のいずれかに記載の固体撮像装置を画像入力デバイスとして撮像部に用いた電子情報機器。

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