JP2014030274A

JP2014030274A - 撮像素子

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Publication number: JP2014030274A
Application number: JP2013233720A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Taguchi; 宏幸田口
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2008-02-14
Filing date: 2013-11-12
Publication date: 2014-02-13
Anticipated expiration: 2029-01-27
Also published as: JP5686267B2

Abstract

【課題】高画素イメージセンサにおいて、消費電力が小さく全体として違和感のない高画質撮像を可能にする。
【解決手段】クランプ補正処理として、同じ走査行において、左水平OPB領域５１Ｌの行画素の平均値を算出して保持するという処理（Ｓ３１）と、次のそれぞれの行走査時に、その平均値を呼び出して、自分自身から平均値を減じて、その値が零もしくは零付近となるようにクランプ補正し、対応する左有効画素領域４１Ｌの行の黒レベルの下限値とするという処理（Ｓ３２）がある。また、右水平OPB領域５１Ｒの行画素の平均値を算出して保持するという処理（Ｓ４１）と、次のそれぞれの行走査時に、その平均値を呼び出して、自分自身から平均値を減じて、その値が零もしくは零付近となるようにクランプ補正し、対応する左有効画素領域４１Ｒの行の黒レベルの下限値とするという処理（Ｓ４２）がある。本発明は、高画素CMOSイメージセンサ等に適用可能である。
【選択図】図６

Description

本開示は、撮像素子に関し、特にチップサイズが比較的大きく、繋ぎ露光を行う高画素タイプのイメージセンサの左右オフセットが改善できるようになった撮像素子に関する。

チップサイズが大きく、且つ一千万画素を超える高画素タイプのCMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサが従来から存在する。このようなCMOSイメージセンサは、製造プロセス上、一度に露光される面積に制約があるため、通常は左右２度に分けて繋ぎ露光が行われる。その際、左右の領域を全く同一に形成することは、製造条件のバラツキにより極めて困難である。よって、左右の画素回路に暗電流の差が生じ、結果として左右の画像でオフセットが生じてしまうことがある。

例えば、特許文献１には、CDS（相関２重サンプリング：Correlated Double Sampling）方式のCCD(Charge Coupled Device)やCMOSイメージセンサについて、撮像領域の左右で生じるオフセット差を除去するために、次の（１）と（２）の信号を併用してクランプ補正する技術が開示されている。（１）の信号とは、左右ダミー画素（余分のHCCDで光電変換部に依存しない信号が採用される）の信号をいう。（２）の信号とは、左右のOB画素（オプティカルブラック画素：光電変換部に依存する信号が採用されるが、遮光されている画素）の信号をいう。

しかしながら、特許文献１の技術では、有効画素領域の画素信号から、（１）および（２）の信号を減算しなければならない。さらに左右２系統のCDS、A/D変換、OBクランプ等を行うための回路が必要である。よって、回路構成が複雑になり回路面積が増大することになる。

例えば、特許文献２には、画素信号を電流信号として出力する電流出力方式のCMOSイメージセンサに対して、撮像信号の直流レベルとして撮像素子のOPB（Optical Black：光学的黒）レベルを基準レベルに合わせて一定値に保持する技術が開示されている。特許文献２には、フォトセンサーエリア領域の横に隣接してOPB領域が配置した実施例が記載されている。さらに検知した出力レベルと予め定められている基準電圧値との差が略零となるように、撮像信号にクランプ電流を帰還する技術が特許文献２に開示されている。

例えば、特許文献３には、CCDを用いた固体撮像素子の技術として、次のような黒レベル補正手法やゲイン補正手法を用いた技術が開示されている。黒レベル補正手法では、１画面分のライン単位で読み出された画素情報が複数のチャネルに分割して出力される。イメージセンサから読み出された画素情報の黒レベルはチャネル毎に検出され、チャネル毎に上記画素情報の黒レベルが補正される。また、ゲイン補正手法では、イメージセンサから読み出された画素情報のチャネル間のゲイン差が検出され、チャネル間のゲイン差が補正される。また、特許文献３には、左右両チャネルを独立に黒レベル補正できる技術が開示されている。

しかしながら、特許文献３に記載の技術では、水平レジスタからの出力が左右２チャネル必要である。

また例えば、特許文献４には、次のような技術が開示されている。即ち、複数分割された有効画素領域の左右両側にOB（OPB）エリアが設けられる。固体撮像素子の複数の分割撮像エリアから各々出力された撮像信号から、第１及び第２のOBエリアから光学的な黒レベルを示す第１及び第２のOB信号が出力される。これらのOB信号のうち、いずれかのOB信号が減算されることにより、撮像信号のOBクランプが行われる。また、特許文献４には、それぞれのOBエリアをブロック化してブロック毎のOB信号の平均値を算出する技術についても開示されている。

しかしながら、特許文献４の技術でも、左右２チャネル分必要である。さらに、特許文献４の技術では、左右の分割撮像エリアから各々出力された撮像信号から、OB（OPB）領域の光学的な黒レベルを減算する手法が採用されている。よって、特許文献４の技術では、撮像エリアの撮像処理が必要で、補正値を算出するのに時間がかかることになる。

上述した特許文献１、３、４等の技術で採用されている２チャンネル方式（多チャンネル方式）では、クランプ補正処理が並列処理となり、処理速度は向上するものの消費電力が低減できないことになる。加えて、補正処理後に２チャンネル（多チャンネル）分の画像データを１枚の画像データに合成し直す画像合成処理回路が必要になる。さらには、左右のオフセットを低減するために２チャンネル化したために、左右の処理回路要素が増える。よって、配線の引き回しも含めて、製造条件などのバラツキにより、回路誤差がかえって増え、オフセットが増大してしまうことになる。

また、CMOSイメージセンサに内蔵される従来のクランプ手法としては、垂直OPBを用いる垂直クランプ方式と、水平OPBを用いる水平クランプ方式が存在する。特に、水平クランプ方式では、左右の画面でOPB値が異なる場合であっても、一律に有効画素領域全体について1ライン毎に補正が行われる。よって、上述した繋ぎ露光を行うタイプのクランプ制御には不適切であった。

特許３６９７１７２号公報特許３９６９１９０号公報特開２００２−２５２８０８号公報特開２００７−６５３８号公報

しかしながら、チップサイズが比較的大きい高画素イメージセンサにおいて、左右独立に水平クランプの制御が複雑にならず容易に実行でき、消費電力が小さく全体として違和感のない高画質撮像を可能にすることが要求されている。しかしながら、特許文献１乃至４も含め従来の技術では、かかる要求に充分に応えられていない現状である。

本発明は、このような状況に鑑みてなされたものである。即ち、本発明は、チップサイズが比較的大きい高画素イメージセンサにおいて、左右独立に水平クランプの制御が複雑にならず容易に実行でき、消費電力が小さく全体として違和感のない高画質撮像を実現できるようにするものである。

本開示の一側面の撮像素子は、有効画素が配列された有効画素領域と、前記有効画素領域の左に設けられた左OPB領域と、前記有効画素領域の右に設けられた右OPB領域と、クランプ回路とを備え、前記クランプ回路は、一つの入力部と、複数の信号処理部と、一つの出力部とからなり、仮想的に定義する左右の有効画素領域のそれぞれにOPBを用いて水平クランプ処理を実行する。

右有効画素領域には前記右OPB領域による水平クランプ処理を実行し、左有効画素領域には前記左OPB領域による水平クランプ処理を実行することができる。

AD変換回路の後段に前記クランプ回路が設けられている。

前記クランプ回路は、前記右OPB領域および前記左OPB領域のそれぞれにおいて、行を構成する画素の黒レベルの下限値の基準値からの偏差を画素のOPB値とし、各行についてOPB値の総和をとり、１行の画素数で平均化した値をその行のOPB値として次の行走査時まで保持し、前記有効画素領域の行走査時にこの値を呼び出して、演算クランプし、前記有効画素領域の次の行の黒レベルを下限値として適用させ、という処理を順次施し、前記左OPB領域には左有効画素領域を、前記右OPB領域には右有効画素領域をそれぞれ対応させ、左右の有効画素領域の全ての行についてクランプ処理を行うことができる。

前記右OPB領域および前記左OPB領域の各行について、OPB平均値を算出する過程において、行を構成する画素の黒レベルの下限値の基準値からの偏差が異常値を示す場合には、異常値を除いたOPB値の総和を１行中の画素の総数から異常値を示す画素数を減じた画素数で割った値を平均値とし、その値を行のOPB値とすることができる。

前記右OPB領域および前記左OPB領域の各行について、OPB平均値を算出する過程において、行を構成する画素全てが異常値を示す場合は、その行は対応する有効画素領域のクランプ処理には使用せず、代わりにそれ以前の最新の正常値を示す行のOPB値を用いてクランプ処理を実行することができる。

前記水平クランプ処理の水平走査順序は、前記左OPB領域、前記左有効画素領域、前記右OPB領域、前記右有効画素領域の順、前記左OPB領域、前記右OPB領域、前記左有効画素領域、前記右有効画素領域の順、または、前記左OPB領域、前記左有効画素領域、前記右OPB領域、前記右有効画素領域の順である。

前記クランプ回路は、さらに、左右二領域を持つ有効画素領域において、有効画素領域全体の上部および左右にOPB領域を設け、上部OPB領域は粗いクランプ処理を実行するための垂直OPB領域とし、これをさらに左右に分けてそれぞれ左垂直OPB領域および右垂直OPB領域とし、それぞれの垂直OPB領域内で、領域内のOPB値の総和をOPB領域内の全画素数で割って平均化した値を左右それぞれのOPB領域のOPB値とし、加えて、前記有効画素領域全体の左右に配置した水平OPB領域において、実行することができる。

前記クランプ回路は、さらに、左右上下に４領域からなる有効画素領域において、上部左右の有効画素領域に、上部左右の垂直OPB領域および上部左右の水平OPB領域を設け、上部左有効画素領域に対しては上部左垂直OPB領域を用いて粗いクランプ処理を実行し、上部左水平OPB領域を用いて上から下、左から右に向かって細かなクランプ処理を実行し、上部右有効画素領域に対しては上部右垂直OPB領域を用いて粗いクランプ処理を実行し、上部右水平OPB領域を用いて上から下、左から右に向かって細かなクランプ処理を実行し、また、下部左有効画素領域に対しては下部左垂直OPB領域を用いて粗いクランプ処理を実行し、下部左水平OPB領域を用いて下から上、左から右に向かって細かなクランプ処理を実行し、下部右有効画素領域に対しては下部右垂直OPB領域を用いて粗いクランプ処理を実行し、下部右水平OPB領域を用いて下から上、左から右に向かって細かなクランプ処理を実行することができる。

本開示の一側面においては、有効画素が配列された有効画素領域と、前記有効画素領域の左に設けられた左OPB領域と、前記有効画素領域の右に設けられた右OPB領域と、一つの入力部と、複数の信号処理部と、一つの出力部とからなるクランプ回路とが備えられる。そして、前記クランプ回路においては、仮想的に定義する左右の有効画素領域のそれぞれにOPBを用いて水平クランプ処理が実行される。

本開示によれば、チップサイズが比較的大きい高画素イメージセンサにおいて、左右独立に水平クランプの制御が複雑にならず容易に実現できるようになり、消費電力が小さく全体として違和感のない高画質撮像を実現できるようになる。

本発明が適用された左右独立OPBクランプ補正部を備えた列並列AD方式のCMOSイメージセンサの全体構成の主要部分の構成例を示す図である。図１のデータ演算部の構成例を示す図である。従来のクランプ手法のうち、垂直OPB方式のクランプ補正の手法を説明する図である。従来のクランプ手法のうち、水平OPB方式のクランプ補正の手法を説明する図である。本発明の実施例１として、左右独立クランプ制御方式の概念を示す図であって、水平OPBによる左右独立クランプ方式による光電変換画素部の拡大図である。図５の本発明の実施例１、即ち、左右独立クランプ制御方式の実施例１の動作のうち、点欠陥（画素欠陥）がある場合の動作を説明する図である。本発明の実施例１のうちの、図６とは別の実施例であって、有効画素領域の水平走査線の数よりもOPB領域の走査線の数が多い場合の実施例を示す図である。本発明に係るデータ処理の一例のタイミングチャートである。本発明に係るデータ処理の別の例のタイミングチャートである。本発明に係るデータ処理のさらに別の例のタイミングチャートである。本発明が適用されたクランプ補正処理の一例を説明するフローチャートである。図２のクランプ補正部の構成例を示す図である。図２のクランプ補正部の構成例であって、図１２とは異なる例を示す図である。本発明の実施例２として、垂直・水平併用左右独立OPBクランプ制御方式の実施例を採用した場合における、その実施例２の動作を説明する図である。本発明の実施例３として、左右上下４領域１／２上下読出し左右独立OPBクランプ制御方式の実施例を採用した場合における、その実施例３の動作を説明する図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。

図１と図２は、本発明が適用された列並列AD方式のCMOSイメージセンサのクランプシステムの構成例を示している。

即ち、図１は、本発明が適用された左右独立OPBクランプ補正部を備えた列並列AD方式のCMOSイメージセンサの全体構成の主要部分の構成例を示している。

CMOSイメージセンサ全体は、光電変換画素部１１、列並列AD変換部１２、列走査部１３、クランプ回路等を含むデータ演算部１４、および、I/O変換部１５を含むように構成されている。

本発明が適用されるクランプ回路等を含むデータ演算部１４は、列並列AD変換部１２の後段であって、列走査部１３とI/O変換部１５との間に配置される。

図２は、信号データの流れの観点から、図１のａ１からａ２の間に示されるデータ演算部１４の構成例を示している。

データ演算部１４は、セレクタ部２１、制御信号出力部２２、データ保持部２３、クランプ補正部２４、および加算部２５を含むように構成されている。

図２の例のデータ演算部１４は、例えば、常に１行前の１行分のデータを保持し、必要に応じて呼び出される構成を有している。

ここで、本発明の理解を容易なものとすべく、従来のクランプ手法について説明する。

図３は、従来のクランプ手法のうち、垂直OPB方式による垂直クランプ手法を説明する図である。

図３に示されるイメージセンサは、チップサイズが比較的大きく、左右繋ぎ露光を行った高画素タイプの列並列AD方式のCMOSイメージセンサを想定している。図３のイメージセンサは、有効画素領域３１全体の上部または下部（図３の例では上部）に横方向に細長い垂直OPB領域３２が配置されている。また、図３のイメージセンサは、左右の電気物理特性が全く同一にならない。よって、有効画素領域３１は、仮想的に左右２つの左有効画素領域３１Ｌ，右有効画素領域３１Ｒに区分されている。

従来の垂直クランプ手法とは、次のようなステップＳ１の平均化処理とＳ２の下限値処理とからなる手法をいう。ステップＳ１の平均化処理とは、垂直OPB領域３２内の画素の個々のOPB値を検知して、垂直OPB領域３２全体のOPB値の総和をとり、領域中の全画素数で割って平均値化する、という処理をいう。ステップＳ２の下限値処理とは、ステップＳ１の平均値化処理により平均値化された値を零補正して、その補正値を、垂直OPB領域３２の下に配置されている有効画素領域３１全体の黒レベルの下限値にする、という処理をいう。

換言すると、ステップＳ１の平均化処理とは、垂直OPB領域３２の全画素のOPB値を平均化して垂直OPB領域全体のOPB値とする、という処理である。また、ステップＳ２の下限値処理とは、その値を、有効画素領域３１の画面全体の黒レベルの下限値に適用する、という処理である。

このような従来の垂直クランプ手法は、前述したように仮想的な左右の有効画素領域（図３の例では、左有効画素領域３１Ｌ，右有効画素領域３１Ｒ）に対して、それぞれ独立にクランプ補正処理が実行できないという欠点を有している。

また、図４は、従来のクランプ手法のうち、水平OPB方式による水平クランプ手法を説明する図である。

図４のセンサも、図３のセンサと基本的に同様のCMOSセンサである。ただし、図４のセンサにおいては、有効画素領域３１の左側または右側のどちらか一方（図４の例では左側）に縦方向に細長い水平OPB領域３３が設けられている。図４の従来の水平クランプ手法とは、左右の特性アンバランスを無視して有効画素領域３１全体について一行ずつクランプ補正を行う手法をいう。よって、図４の従来の水平クランプ手法は、図３の従来の垂直クランプ手法と比較して、より一段と細かなクランプ補正を実行することができる。ただし、図４の従来の水平クランプ手法は、左右の物理的特性に差がある場合には、正確なクランプ補正が行えず、結果として左右画像のオフセットが生じてしまう場合もある。

従来の水平クランプ手法とは、次のようなステップＳ２１の平均化偏差処理とＳ２２の下限値処理との繰り返しからなる手法をいう。

即ち、最初の回のステップＳ２１の平均化偏差処理とは、最初の水平走査時に、水平OPB領域３３の最初の１行について画素信号の総和を画素数で割った平均値を算出し、基準値からの差分値△０を求める、といった処理をいう。また、最初の回のステップＳ２２の下限値処理とは、同じ走査期間の有効画素領域の行には反映させず、次の走査時まで値を保持し、この値が零になるようにして、有効画素領域３１の次の行の信号レベルの下限値を定めるようにして渡す、といった処理をいう。

以下、同様に、各回のステップＳ２１の平均化偏差処理では、水平OPB領域３３の各行について、差分値△１、△２、△３、・・・・、△ｎ−１が求められる。そして、各回のステップＳ２２の下限値処理では、これらの値が常に零になるようにして、有効画素領域３１の各行に渡されることになる。

即ち、ステップＳ２１の平均化偏差処理とは、水平OPB領域３３の行画素のOPB値を平均化して、それを行のOPB値とし、この行のOPB値の基準値に対する差分値△を求める、という処理である。ステップＳ２２の下限値処理とは、差分値△から自身を減じて零とし、有効画素領域３１の次の行のOPB値として適用する、という処理である。

以下、このような従来のクランプ手法に対して、本発明が適用されるクランプ手法の各例（以下、本発明の実施例と称する）について説明していく。

図５は、本発明の実施例１として、左右独立クランプ制御方式の概念を示す図であって、水平OPBによる左右独立クランプ方式による画素部の拡大図を示している。

即ち、図５は、本発明の実施例１（左右独立クランプ方式の実施例１）が適用された場合の光電変換画素部１１の構成例を示している。

図５に示されるように、光電変換画素部１１においては、n+1行（ｎは１以上の整数値）からなるように、有効画素領域４１は、左有効画素領域４１Ｌと右有効画素領域４１Ｒとに区分されている。さらに、左有効画素領域４１Ｌのクランプ補正に対しては左水平OPB領域５１Ｌが機能し、右有効画素領域４１Ｒのクランプ補正に対しては右水平OPB領域５１Ｒが機能する。左水平OPB領域５１Ｌは行L0B0行乃至L0Bnにより、右水平OPB領域５１Ｒは行R0B0乃至R0Bn行により、左有効画素領域４１Ｌは行L0乃至Lnにより、右有効画素領域４１Ｒは行R0乃至Rnにより、それぞれ構成されている。

図６は、図５の本発明の実施例１、即ち、左右独立クランプ制御方式の実施例１の動作のうち、点欠陥（画素欠陥）がある場合の動作例を説明する図である。

ステップＳ３１において、クランプ補正部２４は、左水平OPB領域５１Lの行L0B0行乃至L0Bnのそれぞれを順次対象行として、対象行に含まれる画素のOPB値を平均化する（以下、ここまでの処理を平均化処理と称する）。クランプ補正部２４は、その平均値を対象行のOPB値とし、対象行のOPB値の基準値（例えば零）に対する差分値△を求める。

ステップＳ３２において、クランプ補正部２４は、差分値△を、左有効画素領域４１Ｌの次の行（対象行の次の行）のOPB値とする。

ただし、対象行の一部の画素が欠陥画素である場合、ステップＳ３１の平均化処理としては、次のステップＳ３１−ａの処理が実行される。即ち、ステップＳ３１−ａにおいて、クランプ補正部２４は、対象行に含まれる画素のうち、その欠陥画素を除いた画素のOPB値を平均化する。

また、対象行の全画素が欠陥画素である場合、ステップＳ３１の平均化処理としては、次のステップＳ３１−ｂの処理が実行される。即ち、ステップＳ３１−ｂにおいて、クランプ補正部２４は、対象行の代わりにその１つ前の行の正常なOPB値を、対象行のOPB値（平均値）として採用する。

また、ステップＳ４１において、クランプ補正部２４は、平均化処理を実行する。即ち、クランプ補正部２４は、右水平OPB領域５１Ｒの行R0B0行乃至R0Bnのそれぞれを順次対象行として、対象行に含まれる画素のOPB値を平均化する。クランプ補正部２４は、その平均値を対象行のOPB値とし、対象行のOPB値の基準値（例えば零）に対する差分値△を求める。

ステップＳ４２において、クランプ補正部２４は、差分値△を、右有効画素領域４１Ｒの次の行（対象行の次の行）のOPB値とする。

ただし、対象行の一部の画素が欠陥画素である場合、ステップＳ４１の平均化処理としては、次のステップＳ４１−ａの処理が実行される。即ち、ステップＳ４１−ａにおいて、クランプ補正部２４は、対象行に含まれる画素のうち、その欠陥画素を除いた画素のOPB値を平均化する。

また、対象行の全画素が欠陥画素である場合、ステップＳ４１の平均化処理としては、次のステップＳ４１−ｂの処理が実行される。即ち、ステップＳ４１−ｂにおいて、クランプ補正部２４は、対象行の代わりにその１つ前の行の正常なOPB値を、対象行のOPB値（平均値）として採用する。

以上のステップＳ３１，Ｓ３２（必要に応じて、Ｓ３１−ａまたはＳ３１−ｂ）の処理と、ステップＳ４１，Ｓ４２（必要に応じて、Ｓ４１−ａまたはＳ４１−ｂ）の処理とが、それぞれ最終行まで繰り返し実行されることになる。

この場合、水平走査の順番は特に限定されない。例えば、左水平OPB領域５１Ｌ→左有効画素領域４１Ｌ→右有効画素領域４１Ｒ→右水平OPB領域５１Rの順番を採用できる。また例えば、左水平OPB領域５１Ｌ→右水平OPB領域５１R→左有効画素領域４１Ｌ→右有効画素領域４１Ｒの順番を採用できる。なお、縦方向については全体が上から下に向けて走査される。

以上まとめると、本発明の実施例１に基づく水平クランプの補正手法は、次のような一連の処理よりなる。即ち、ステップＳ３１において、クランプ補正部２４は、同じ走査行（対象行）における左水平OPB領域５１Ｌの行画素の差分値△を第１の平均値算出部（例えば図１３の平均値算出部７６Ｌ）により算出する。差分値△は、第１のデータ保持部（例えば図１３のデータ保持部７８Ｌ）内に保持される。次のそれぞれの行走査時に、ステップＳ３２において、クランプ補正部２４は、差分値△を第１のデータ保持部から呼び出して、減算部（例えば図２の加算部２５）により自分自身から差分値を減じて、その値が零（もしくは零付近）となるようにクランプ補正する。クランプ補正部２４は、その補正値を、左有効画素領域４１Ｌの対応する行（対象行の次の行）の黒レベルの下限値とする。

一方、ステップＳ４１において、クランプ補正部２４は、同じ走査行（対象行）における右水平OPB領域５１Ｒの行画素の差分値△を第２の平均値算出部（例えば図１３の平均値算出部７６Ｒ）により算出する。差分値△は、第２のデータ保持部（例えば図１３のデータ保持部７８Ｒ）内に保持される。次のそれぞれの行走査時に、ステップＳ４２において、クランプ補正部２４は、差分値△を第２のデータ保持部から呼び出して、減算部（例えば図１３の減算部８０）により自分自身を減じて、その値が零となるようにクランプ補正する。クランプ補正部２４は、その補正値を、右有効画素領域４１Ｒの対応する行（対象行の次の行）の黒レベルの下限値とする。

このように、本発明の実施例１（左右独立クランプ方式の実施例１）は、左右の有効画素領域（図６の例では、左有効画素領域４１Ｌ，右有効画素領域４１Ｒ）に対して、相互に独立してクランプ補正を実行できる。

また、ステップＳ３１またはＳ４１のうち平均化処理の過程で、左水平OPB領域５１Ｌまたは右水平OPB領域５１Ｒ中に画素欠陥がある場合には、画素のOPB値が異常値を示す。そこで、欠陥画素の値の影響を除去すべく、ステップＳ３１−ａ若しくはＳ４１−ａ、または、ステップＳ３１−ｂ若しくはＳ４１−ｂが実行される。

例えば、対象行の画素の一部が欠陥画素である場合には、ステップＳ３１−ａ若しくはＳ４１−ａの処理として、次のような処理が実行される。欠陥画素のOPB値を除去して対象行の画素のOPB値の総和をとり、この総和を、対象行中の全画素数から欠陥画素の数を減じた値で除算する処理が実行される。これにより、欠陥画素によるOPB平均値への影響が取り除かれる。

また例えば、対象行の画素全てが欠陥画素である場合には、ステップＳ３１−ｂ若しくはＳ４１−ｂの処理として、次のような処理が実行される。対象行の平均化OPB値はクランプ処理に使用せず、代わりに、データ保持回路（メモリなど記憶作用を持つ回路であって、例えば図１３のデータ保持部７８Ｌ，７８Ｒ）に保持されている直近の正常な平均化OPB値が、対象行のOPB値として採用されることになる。換言すると、例えば、データ保持部７８Ｌの更新は行われない。これにより、次のステップＳ３２またはＳ４２の処理では、その値を使用して差分値が零になるように有効画素領域の行クランプ補正を行う、といった処理が実行されることになる。

図７は、本発明の実施例１のうちの、図６とは別の例であって、有効画素領域の水平走査線の数よりもOPB領域の走査線の数が多い場合の動作例を示している。この図７の例の場合には、有効画素領域の最初の１行目からクランプ補正が実行できる。

図７において、左水平OPB領域５１Ｌおよび右水平OPB領域５１Ｒは、有効画素領域４１の水平走査線の数より多い走査線数を有している。

ステップＳ５１において、左水平OPB領域５１Lの各行のそれぞれを順次対象行として、対象行に含まれる画素のOPB値を平均化する処理、即ち、平均化処理を実行する。クランプ補正部２４は、その平均値を対象行のOPB値とし、対象行のOPB値の基準値（例えば零）に対する差分値△を求める。

ステップＳ５２において、クランプ補正部２４は、差分値△を、左有効画素領域４１Ｌの次の行（対象行の次の行）のOPB値とする。

ただし、対象行の一部の画素が欠陥画素である場合、ステップＳ５１の平均化処理としては、次のステップＳ５１−ａの処理が実行される。即ち、ステップＳ５１−ａにおいて、クランプ補正部２４は、対象行に含まれる画素のうち、その欠陥画素を除いた画素のOPB値を平均化する。

また、対象行の全画素が欠陥画素である場合、ステップＳ５１の平均化処理としては、次のステップＳ５１−ｂの処理が実行される。即ち、ステップＳ５１−ｂにおいて、クランプ補正部２４は、対象行の代わりにその１つ前の行の正常なOPB値を、対象行のOPB値（平均値）として採用する。

また、ステップＳ６１において、クランプ補正部２４は、平均化処理を実行する。即ち、クランプ補正部２４は、右水平OPB領域５１Ｒの各行のそれぞれを順次対象行として、対象行に含まれる画素のOPB値を平均化する。クランプ補正部２４は、その平均値を対象行のOPB値とし、対象行のOPB値の基準値（例えば零）に対する差分値△を求める。

ステップＳ６２において、クランプ補正部２４は、差分値△を、右有効画素領域４１Ｒの次の行（対象行の次の行）のOPB値とする。

ただし、対象行の一部の画素が欠陥画素である場合、ステップＳ６１の平均化処理としては、次のステップＳ６１−ａの処理が実行される。即ち、ステップＳ６１−ａにおいて、クランプ補正部２４は、対象行に含まれる画素のうち、その欠陥画素を除いた画素のOPB値を平均化する。

また、対象行の全画素が欠陥画素である場合、ステップＳ６１のうちの平均化処理としては、次のステップＳ６１−ｂの処理が実行される。即ち、ステップＳ６１−ｂにおいて、クランプ補正部２４は、対象行の代わりにその１つ前の行の正常なOPB値を、対象行のOPB値（平均値）として採用する。

以上のステップＳ５１，Ｓ５２（必要に応じて、Ｓ５１−ａまたはＳ５１−ｂ）の処理と、ステップＳ６１，Ｓ６２（必要に応じて、Ｓ６１−ａまたはＳ６１−ｂ）の処理とが、それぞれ最終行まで繰り返し実行されることになる。

図８は、本発明に係るデータ処理の一例であって、水平クランプ補正に伴うデータ処理が時間と共にどのように行われるのかを示すタイミングチャートである。

具体的には、図８の例では、水平方向の走査順序は、左水平OPB領域５１Ｌ→左有効画素領域４１Ｌ→右有効画素領域４１Ｒ→右水平OPB領域５１Ｒとされている。即ち、図８において、期間Ａは左水平OPB走査期間を、期間Ｂは左有効画素領域走査期間を、期間Ｃは右有効画素領域走査期間を、期間Ｄは右水平OPB走査期間を、それぞれ示している。

図８における「平均化処理」が、図６の例では、ステップＳ３１（必要に応じて、ステップＳ３１−ａ，Ｓ３１−ｂ含む）や、ステップＳ４１（必要に応じて、ステップＳ４１−ａ，Ｓ４１−ｂ含む）の処理に相当する。また、図７の例では、ステップＳ５１（必要に応じて、ステップＳ５１−ａ，Ｓ５１−ｂ含む）や、ステップＳ６１（必要に応じて、ステップＳ６１−ａ，Ｓ６１−ｂ含む）の処理が、図８における「平均化処理」に相当する。

また、図８における「読出し」→「減算」→「データ出力」までの一連の処理が、図６の例ではステップＳ３２，Ｓ４２の処理に相当し、図７の例ではステップＳ５２，Ｓ６２の処理に相当する。

図８の例の場合、左水平OPB領域５１Ｌの「平均化処理時間＋データ保持時間」と右水平OPB領域５１Ｒの「平均化処理時間＋データ保持時間」は等しくならないが、垂直走査時間は水平走査時間に比べてゆっくりしているため、上述のクランプ補正が可能になる。

図８の例の場合、期間Ａの平均化処理と期間Ｄの平均化処理は時系列で重なり合うことなく別時間で実行される。このため、それぞれの平均化処理後のデータをすぐにデータ保持回路に保持するようにしておけば、期間Ａの平均化処理と期間Ｄの平均化処理は同じ平均化処理回路が使用できる。よって、後述する図１２に示される平均値算出部７６のように平均化処理回路は一個で済む。

図９は、本発明に係るデータ処理の図８とは異なる例であって、水平クランプ補正に伴うデータ処理が時間と共にどのように行われるのかを示すタイミングチャートである。

具体的には、図９の例では、水平方向の走査順序は、左水平OPB領域５１Ｌ→右水平OPB領域５１Ｒ→左有効画素領域４１Ｌ→右有効画素領域４１Ｒとされている。即ち、図９において、期間Ａは左水平OPB走査期間を、期間Ｄは右水平OPB走査期間を、期間Ｂは左有効画素領域走査期間を、期間Ｃは右有効画素領域走査期間を、それぞれ示している。

図９の例の場合は、左水平OPB領域５１Ｌの「平均化処理時間＋データ保持時間」と右水平OPB領域５１Ｒの「平均化処理時間＋データ保持時間」は等しくなる。

図９の例の場合も、期間Ａの平均化処理と期間Ｄの平均化処理は時系列で重なり合うことなく別時間で実行される。このため、それぞれの平均化処理後のデータをすぐにデータ保持回路に保持するようにしておけば、期間Ａの平均化処理と期間Ｄの平均化処理は同じ平均化処理回路が使用できる。よって、後述する図１２に示される平均値算出部７６のように平均化処理回路は一個で済む。

図１０は、本発明に係るデータ処理の図８や図９とは異なる例であって、水平クランプ補正に伴うデータ処理が時間と共にどのように行われるのかを示すタイミングチャートである。

具体的には、図１０の例では、水平方向の走査順序は、左水平OPB領域５１Ｌ→左有効画素領域４１Ｌ→右水平OPB領域５１Ｒ→右有効画素領域４１Ｒとされている。即ち、図１０において、期間Ａは左水平OPB走査期間を、期間Ｂは左有効画素領域走査期間を、期間Ｄは右水平OPB走査期間を、期間Ｃは右有効画素領域走査期間を、それぞれ示している。

図１０の例の場合、左水平OPB領域５１Ｌの「平均化処理時間＋データ保持時間」と右水平OPB領域５１Ｒの「平均化処理時間＋データ保持時間」は等しくなる。

上述した図８乃至図１０の例からわかるように、左OPB領域５１Ｌ，右OPB領域５１Ｒの行画素の平均化処理が、次の走査時に対応する左有効画素領域４１Ｌ，右有効画素領域４１Ｒの行のクランプ補正の前に終了していれば良い。

図１１は、本発明のOPBクランプ補正処理手法、即ち、図６，図７に対応する手法であって、点欠陥（画素欠陥）がある場合の手法により実現される処理（以下、クランプ補正処理と称する）の一例を示すフローチャートである。

図１１の例では、左水平OPB領域５１Ｌと左有効画素領域４１Ｌとに関する処理のみが図示されている。もっとも、右水平OPB領域５１Ｒと右有効画素領域４１Ｒとに関する処理については、図１１に示される「左」という記述を「右」という記述に変更するだけでよい。

ステップＳ８１において、クランプ補正部２４は、ｊ＝０に設定する。ステップＳ８２において、クランプ補正部２４は、ｉ＝１に設定する。ここで、ｉは、左水平OPB領域５１Ｌの対象行における水平方向の画素位置を示し、１乃至ｍ（ｍは２以上の整数値）の整数値を示している。ｊは、左水平OPB領域５１Ｌの対象行の行番号を示し、０乃至n-1（ｎは１以上の整数値）の整数値を示している。

ステップＳ８３において、クランプ補正部２４は、基準値（例えば零）を取得する。

ステップＳ８４において、クランプ補正部２４は、左水平OPB領域５１Ｌの画素（i,j）のOPB値β（i,ｊ）を取得する。

ステップＳ８５において、クランプ補正部２４は、左水平OPB領域５１Ｌの画素OPBの総計値Σβ（i,ｊ）(Σβ（i-1,ｊ）＋β（ｉ,j）)を算出する。

ステップＳ８６において、クランプ補正部２４は、ｉを１だけインクリメントする（i=ｉ+1）。

ステップＳ８７において、クランプ補正部２４は、ｉ＞ｍであるか否かを判定する。

ｉがｍ以下である場合、ステップＳ８７の処理でＮＯであると判定されて、処理はステップＳ８４に戻され、それ以降の処理が繰り返される。

即ち、ステップＳ８４乃至８７のループ処理が繰り返されることで、左水平OPB領域５１Ｌの対象行に含まれる各画素（i,j）のOPB値β（i,ｊ）（ｉは１乃至ｍ）が取得され、その総計値Σβ（i,ｊ）（ｉは１乃至ｍ）が算出される。なお、ステップＳ８４乃至８７のループ処理においても、各画素（i,j）が欠陥画素であるか否かも判断される。

最終的な総計値Σβ（i,ｊ）（ｉは１乃至ｍ）が算出された後のステップＳ８６の処理でｉ=ｍ+1にされると、ｉ＞ｍになるので、次のステップＳ８７の処理でＹＥＳであると判定されて、処理はステップＳ８８に進む。

ステップＳ８８において、クランプ補正部２４は、欠陥画素が存在したか否かを判定する。

左水平OPB領域５１Ｌの対象行（ｊ番目の行）に欠陥画素が存在しなかった場合、ステップＳ８８の処理でＮＯであると判定されて、処理はステップＳ８９に進む。

ステップＳ８９において、クランプ補正部２４は、対象行のOPB値β（i,ｊ）（ｉは１乃至ｍ）を平均化する。即ち、クランプ補正部２４は、Σβ（i,ｊ）／ｍを演算する。

ステップＳ９０において、クランプ補正部２４は、対象行の平均値、即ちいまの場合、欠陥画素が無いので｛Σβ（i,ｊ）／ｍ｝を対象行のOPB値とする。

ステップＳ９１において、クランプ補正部２４は、対象行のOPB値の基準値（例えば零）に対する差分値△ｉを求める。

ステップＳ９２において、クランプ補正部２４は、差分値△ｉを保持回路に保持する。なお、ステップＳ９２の処理として、欠陥画素が無い場合の差分値△ｉのみを保持するようにしてもよい。

ステップＳ９３において、クランプ補正部２４は、保持回路から最新の差分値△（いまの場合、直前のステップＳ９２の処理で保持された差分値△ｉ）を読み出し、差分値△を、左有効画素領域４１Ｌの次の行（対象行の次の行であるj+1番目の行）のOPB値とする。

ステップＳ９４において、クランプ補正部２４は、ｊを１だけインクリメントする（j=j+1）。

ステップＳ９５において、クランプ補正部２４は、ｊ≧ｎであるか否かを判定する。

処理対象行の番号ｊがｎ未満の場合、処理はステップＳ８２に戻され、それ以降の処理が繰り返される。

以上、ｊ番目の対象行の左水平OPB領域５１Ｌに欠陥画素がない場合の一連の処理について説明した。

これに対して、ｊ番目の対象行の左水平OPB領域５１Ｌに欠陥画素が存在する場合の一連の処理は次のようになる。

即ち、左水平OPB領域５１Ｌの対象行（ｊ番目の行）に欠陥画素が存在した場合、ステップＳ８８の処理でＹＥＳであると判定されて、処理はステップＳ９６に進む。

ステップＳ９６において、クランプ補正部２４は、欠陥画素は、左水平OPB領域５１Ｌの対象行（ｊ番目の行）の全ての画素であるか否かを判定する。

左水平OPB領域５１Ｌの対象行（ｊ番目の行）の一部（全てではない）の画素に欠陥画素が存在した場合、ステップＳ９６においてＮＯであると判定されて、処理はステップＳ９７に進む。

ステップＳ９７において、クランプ補正部２４は、対象行に含まれる画素のうち、その欠陥画素を除いた画素のOPB値を平均化する。即ち、クランプ補正部２４は、｛Σβ（i,ｊ）−Σβb（ｐ／ｍ）／ｍ−ｋ｝を演算する。ここで、ｋは、欠陥画素の個数（ｋ＜ｍ）を示している。また、Σβb（ｐ，ｊ）は、欠陥画素のOPB値βｂ（ｐ,ｊ）の総計値（ｐは１乃至ｋ）を示している。その後、処理はステップＳ９０に進む。

ステップＳ９０において、クランプ補正部２４は、対象行の平均値、即ち、いまの場合、欠陥画素が一部にあるので｛Σβ（i,ｊ）−Σβb（ｐ，ｊ）／ｍ−ｋ｝を対象行のOPB値とする。

ステップＳ９２において、クランプ補正部２４は、差分値△ｉを保持回路に保持する。なお、上述の如く、いまの場合、欠陥画素が一部にあるので、ステップＳ９２の処理を省略してもよい。

ステップＳ９３において、クランプ補正部２４は、保持回路から最新の差分値△を読み出し、差分値△を、左有効画素領域４１Ｌの次の行（対象行の次の行であるj+1番目の行）のOPB値とする。いまの場合、ステップＳ９２が省略されなければ、直前のステップＳ９２の処理で保持された差分値△ｉが、最新の差分値△となる。これに対して、ステップＳ９２が省略された場合には、欠陥画素が存在しない直前の番号ｉ−ｑ（ｑは1以上の整数値）の行が対象行とされたときのステップＳ９２の処理で保持された差分値△ｉ−ｑが、最新の差分値△となる。

以上、ｊ番目の対象行の左水平OPB領域５１Ｌに欠陥画素が一部存在する場合の一連の処理について説明した。

これに対して、ｊ番目の対象行の左水平OPB領域５１Ｌの画素の全てが欠陥画素である場合の一連の処理は次のようになる。

即ち、左水平OPB領域５１Ｌの対象行（ｊ番目の行）の全ての画素が欠陥画素であった場合、ステップＳ９６においてＹＥＳであると判定されて、処理はステップＳ９３に進む。

ステップＳ９３において、クランプ補正部２４は、保持回路から最新の差分値△を読み出し、差分値△を、左有効画素領域４１Ｌの次の行（対象行の次の行であるj+1番目の行）のOPB値とする。いまの場合、欠陥画素が存在しない直前の番号ｉ−ｑ（ｑは1以上の整数値）の行が対象行とされたときのステップＳ９２の処理で保持された差分値△ｉ−ｑが、最新の差分値△となる。

なお、上述の如く、図１１には、クランプ補正処理について、左水平OPB領域５１Ｌと左有効画素領域４１Ｌとに関する処理についてのみ図示されている。よって、ｊ番目の対象行について、左水平OPB領域５１Ｌと左有効画素領域４１Ｌとに関するステップＳ８１乃至Ｓ９７の処理が実行される前後に、右水平OPB領域５１Ｒと右有効画素領域４１Ｒとに関するステップＳ８１乃至Ｓ９７に相当する処理（「左」を「右」に変えた処理）が実行される点注意する。

また、ステップ９２の処理では、保持回路を２つ設けて、一方の保持回路には、欠陥画素の有無に関わらず、全ての差分値△ｉを保持させ、他方の保持回路には、欠陥画素がない場合または欠陥画素が一部にある場合にのみ、差分値△ｉを保持させるようにしてもよい。即ち、この場合、他方の保持回路に、最新の差分値△が保持されることになる。

図１２は、図２，図８，図９に関係する水平OPBによるクランプ補正部２４の構成例を示している。

図１２の例のクランプ補正部２４には、１つのデータ入力部７１と１つのデータ出力部８１が設けられている。また、クランプ補正部２４には２つの減算部７４，８０、スイッチ７７，７９、フィルタ７５、平均値算出部７６、制御信号提供部７２、基準値提供部７３および、左右のデータ保持部７８Ｌ，７８Ｒが設けられている。

スイッチ７７，７９は、左OPBデータと右OPBデータの（左右の差分値△）の入出力の切替を行う。フィルタ７５は、左水平OPB領域５１Ｌまたは右水平OPB領域５１Ｒの１行（対象行）内の画素信号の異常値を除去する。即ち、欠陥画素のOPB値が除去される。平均値算出部７６は、左水平OPB領域５１Ｌまたは右水平OPB領域５１Ｒの対象行について正常な画素のOPB値の平均値（正確には、基準値提供部７３からの基準値が減算された差分値△の平均値）を算出する。データ保持部７８Ｌは、左水平OPB領域５１ＬのOPBデータ（左の差分値△）を保持する。データ保持部７８Ｒは、右水平OPB領域５１ＲのOPBデータ（右の差分値△）を保持する。なお、データ保持部７８Ｌ，７８Ｒの保持量は、対象行分に限定されず、例えば１行前の結果も保持される。減算部７４は、入力部７１に入力されたデータから、基準値提供部７３により提供された基準値を減算して出力する。

図１２の例のクランプ補正部２４においては、時系列で異なる時刻に入力部７１により順次入力された左右のOPB画素信号の値（OPB値）が、減算部７４により基準値分だけが減じられ、その結果得られる対象行の各値のうち、フィルタ７５により、予め定められた値よりも大きな異常値（欠陥画素のOPB値）が除去される。左水平OPB領域５１Ｌまたは右水平OPB領域５１Ｒの１行（対象行）分の画素データ（異常値を除く）の平均化処理が実行される。平均値算出部７６の出力のうち、左水平OPB領域５１ＬのOPBデータ（左の差分値△）は、制御信号提供部７２からの制御信号に基づいて、スイッチ７７を介してデータ保持部７８Ｌに保持される。平均値算出部７６の出力のうち、右水平OPB領域５１ＲのOPBデータ（右の差分値△）は、制御信号提供部７２からの制御信号に基づいて、スイッチ７７を介してデータ保持部７８Ｒに保持される。

制御信号提供部７２からの制御信号に基づいて、左水平OPB領域５１ＬのOPBデータ（左の差分値△）がデータ保持部７８Ｌより呼び出され、スイッチ７９を介して減算部８０に入力される。その値が再び減算部８０に入力され、左の差分値△を相殺（自分自身を減算）して零とし、その減算結果が常に零となるように出力部８１から出力される。これにより、左有効画素領域４１Ｌの各行に対する黒レベルの下限値が定められる。

一方、制御信号提供部７２からの制御信号に基づいて、右水平OPB領域５１ＲのOPBデータ（右の差分値△）がデータ保持部７８Ｒより呼び出され、スイッチ７９を介して減算部８０に入力される。その値が再び減算部８０に入力され、右の差分値△を相殺（自分自身を減算）して零とし、その減算結果が常に零となるように出力部８１から出力される。これにより、右有効画素領域４１Ｒの各行に対する黒レベルの下限値が定められる。

このような一連の処理が左有効画素領域４１Ｌ，右有効画素領域４１Ｒに対して、ｊ＝０乃至ｎまで順次繰り返し実行されると、クランプ補正処理が終了する。

なお、図１２に示されるブロック（信号処理部）は左有効画素領域４１Ｌ，右有効画素領域４１Ｒに対する補正処理が実行される部分であるが、この処理過程は仮想的に定義される更に多くの有効画素領域に対しても適用されることは云うまでもない。

図１３は、図２，図１０に関係する水平OPBによるクランプ補正回路の構成例を示している。

図１３の例のクランプ補正部２４には、１つのデータ入力部７１と１つのデータ出力部８１が設けられている。また、クランプ補正部２４には２つの減算部７４，８０、スイッチ７７，７９、左右のフィルタ７５Ｌ，７５Ｒ、左右の平均値算出部７６Ｌ，７６Ｒ、制御信号提供部７２、基準値提供部７３および、左右のデータ保持部７８Ｌ，７８Ｒが設けられている。

スイッチ７７，７９は、左OPBデータと右OPBデータの（左右の差分値△）の入出力の切替を行う。

フィルタ７５Ｌは、左水平OPB領域５１Ｌの１行（対象行）内の画素信号の異常値を除去する。即ち、欠陥画素のOPB値が除去される。平均値算出部７６Ｌは、左水平OPB領域５１Ｌの対象行について正常な画素のOPB値の平均値（正確には、基準値提供部７３からの基準値が減算された差分値△の平均値）を算出する。データ保持部７８Ｌは、左水平OPB領域５１ＬのOPBデータ（左の差分値△）を保持する。なお、データ保持部７８Ｌの保持量は、対象行分に限定されず、例えば１行前の結果も保持される。

フィルタ７５Ｒは、右水平OPB領域５１Ｒの１行（対象行）内の画素信号の異常値を除去する。即ち、欠陥画素のOPB値が除去される。平均値算出部７６Ｒは、右水平OPB領域５１Ｒの対象行について正常な画素のOPB値の平均値（正確には、基準値提供部７３からの基準値が減算された差分値△の平均値）を算出する。データ保持部７８Ｒは、右水平OPB領域５１ＲのOPBデータ（右の差分値△）を保持する。なお、データ保持部７８Ｒの保持量は、対象行分に限定されず、例えば１行前の結果も保持される。

減算部７４は、入力部７１に入力されたデータから、基準値提供部７３により提供された基準値を減算して出力する。減算部８０は、スイッチ７９の出力値自身を減算し、零にして出力する。

図１３の例のクランプ補正部２４においては、時系列で異なる時刻に入力部７１により順次入力された左右のOPB画素信号の値（OPB値）が、減算部７４により基準値分だけが減じられ、その結果得られる対象行の各値のうち、左水平OPB領域５１Ｌについての各値は、制御信号提供部７２からの制御信号に基づいて、フィルタ７５Ｌに入力される。フィルタ７５Ｌにより、予め定められた値よりも大きな異常値（欠陥画素のOPB値）が除去される。左水平OPB領域５１Ｌの１行（対象行）分の画素データ（異常値を除く）の平均化処理が実行される。平均値算出部７６Ｌの出力のうち、左水平OPB領域５１ＬのOPBデータ（左の差分値△）はデータ保持部７８Ｌに保持される。制御信号提供部７２からの制御信号に基づいて、左水平OPB領域５１ＬのOPBデータ（左の差分値△）がデータ保持部７８Ｌより呼び出され、スイッチ７９を介して減算部８０に入力される。その値が再び減算部８０に入力され、左の差分値△を相殺（自分自身を減算）して零とし、その減算結果が常に零となるように出力部８１から出力される。これにより、左有効画素領域４１Ｌの各行に対する黒レベルの下限値が定められる。

一方、減算部７４の出力のうち、右水平OPB領域５１Ｒについての各値は、制御信号提供部７２からの制御信号に基づいて、フィルタ７５Ｒに入力される。フィルタ７５Ｒにより、予め定められた値よりも大きな異常値（欠陥画素のOPB値）が除去される。右水平OPB領域５１Ｒの１行（対象行）分の画素データ（異常値を除く）の平均化処理が実行される。平均値算出部７６Ｒの出力のうち、右水平OPB領域５１ＲのOPBデータ（右の差分値△）はデータ保持部７８Ｒに保持される。制御信号提供部７２からの制御信号に基づいて、右水平OPB領域５１ＲのOPBデータ（右の差分値△）がデータ保持部７８Ｒより呼び出され、スイッチ７９を介して減算部８０に入力される。その値が再び減算部８０に入力され、左の差分値△を相殺（自分自身を減算）して零とし、その減算結果が常に零となるように出力部８１から出力される。これにより、右有効画素領域４１Ｒの各行に対する黒レベルの下限値が定められる。

即ち、図１３の例のクランプ補正部２４には、フィルタ７５Ｌ，平均値算出部７６Ｌ，データ保持部７８Ｌから構成される左水平OPBデータ処理部９１Ｌと、フィルタ７５Ｒ，平均値算出部７６Ｒ，データ保持部７８Ｒから構成される右水平OPBデータ処理部９１Ｒとが設けられている。そして、制御信号提供部７２からの制御信号に基づいて、スイッチ７７，７９が切り替えられ、その結果、左水平OPBデータ処理部９１Ｌからの左の差分値△（左水平OPB領域５１ＬのOPBデータ）と、右水平OPBデータ処理部９１Ｒからの右の差分値△（右水平OPB領域５１ＲのOPBデータ）とが交互に出力され、減算部８０に入力される。減算部８０の動作は上述したとおりである。

図１４は、本発明の実施例２として、垂直/水平併用左右独立OPBクランプ制御方式の実施例を採用した場合における、その実施例２の動作を説明する図である。

図１４の例の光電変換画素部１１においては、有効画素領域４１は、左有効画素領域４１Ｌと右有効画素領域４１Ｒとに区分されている。さらに、左有効画素領域４１Ｌのクランプ補正のうち、粗い調整時の処理に対しては、左垂直OPB領域１０１Ｌが機能し、細かな調整時の処理に対しては、左水平OPB領域５１Ｌが機能する。同様に、右有効画素領域４１Ｒのクランプ補正のうち、粗い調整時の処理に対しては、右垂直OPB領域１０１Ｒが機能し、細かな調整時の処理に対しては、右水平OPB領域５１Ｒが機能する。

左有効画素領域４１Ｌのクランプ補正の粗い調整時には、ステップＳ４０１，Ｓ４０２の処理が実行される。

ステップＳ４０１において、クランプ補正部２４は、左垂直OPB領域１０１Ｌに含まれる全画素のOPB値を平均化する処理、即ち、平均化処理を実行する。クランプ補正部２４は、その平均値を左垂直OPB領域１０１ＬのOPB値とし、左垂直OPB領域１０１ＬのOPB値の基準値（例えば零）に対する差分値△を求める。

ステップＳ４０２において、クランプ補正部２４は、差分値△を、左有効画素領域４１Ｌの画素全体のOPB値とする。

左有効画素領域４１Ｌのクランプ補正の細かな調整時には、ステップＳ２０１（必要に応じてステップＳ２０１−ａ，Ｓ２０１−ｂ），Ｓ２０２の処理が実行される。ステップＳ２０１（必要に応じてステップＳ２０１−ａ，Ｓ２０１−ｂ），Ｓ２０２は、図６のステップＳ３１（必要に応じてステップＳ３１−ａ，Ｓ３１−ｂ），Ｓ３２、または、図７のステップＳ５１（必要に応じてステップＳ５１−ａ，Ｓ５１−ｂ），Ｓ５２の処理と基本的に同様の処理である。

また、右有効画素領域４１Ｒのクランプ補正の粗い調整時には、ステップＳ５０１，Ｓ５０２の処理が実行される。

ステップＳ５０１において、クランプ補正部２４は、右垂直OPB領域１０１Ｒに含まれる全画素のOPB値を平均化する処理、即ち、平均化処理を実行する。クランプ補正部２４は、その平均値を右垂直OPB領域１０１ＲのOPB値とし、右垂直OPB領域１０１ＲのOPB値の基準値（例えば零）に対する差分値△を求める。

ステップＳ４０２において、クランプ補正部２４は、差分値△を、右有効画素領域４１Ｒの画素全体のOPB値とする。

右有効画素領域４１Ｒのクランプ補正の細かな調整時には、ステップＳ３０１（必要に応じてステップＳ３０１−ａ，Ｓ３０１−ｂ），Ｓ３０２の処理が実行される。ステップＳ３０１（必要に応じてステップＳ３０１−ａ，Ｓ３０１−ｂ），Ｓ３０２は、図６のステップＳ４１（必要に応じてステップＳ４１−ａ，Ｓ４１−ｂ），Ｓ４２、または、図７のステップＳ６１（必要に応じてステップＳ６１−ａ，Ｓ６１−ｂ），Ｓ６２の処理と基本的に同様の処理である。

図１５は、本発明の実施例３として、左右上下４領域１／２上下読出し左右独立ＯＰＢクランプ制御方式の実施例を採用した場合における、その実施例３の動作を説明する図である。

図１５の例の光電変換画素部１１においては、上の領域[I]と下の領域 [II]とに区分されており、領域[I],[II]のそれぞれが、図１４と同様の構成を有している。

即ち、図１５の例の光電変換画素部１１においては、有効画素領域４１の領域[I]は、左有効画素領域４１Ｌ−Ｉと右有効画素領域４１Ｒ−Ｉとに区分されている。さらに、左有効画素領域４１Ｌ−Ｉのクランプ補正のうち、粗い調整時の処理に対しては、左垂直OPB領域１０１Ｌ−Ｉが機能し、細かな調整時の処理に対しては、左水平OPB領域５１Ｌ−Ｉが機能する。同様に、右有効画素領域４１Ｒ−Ｉのクランプ補正のうち、粗い調整時の処理に対しては、右垂直OPB領域１０１Ｒ−Ｉが機能し、細かな調整時の処理に対しては、右水平OPB領域５１Ｒ−Ｉが機能する。

また、有効画素領域４１の領域[II]は、左有効画素領域４１Ｌ−IIと右有効画素領域４１Ｒ−IIとに区分されている。さらに、左有効画素領域４１Ｌ−IIのクランプ補正のうち、粗い調整時の処理に対しては、左垂直OPB領域１０１Ｌ−IIが機能し、細かな調整時の処理に対しては、左水平OPB領域５１Ｌ−IIが機能する。同様に、右有効画素領域４１Ｒ−IIのクランプ補正のうち、粗い調整時の処理に対しては、右垂直OPB領域１０１Ｒ−IIが機能し、細かな調整時の処理に対しては、右水平OPB領域５１Ｒ−IIが機能する。

即ち、領域[I],[II]のそれぞれに対して、図１４を用いて説明したクランプ補正処理と同様な処理が施される。

このように、図１５の実施例３では、実施例１や実施例２よりも更に大きな有効画素領域４１を持つCMOSイメージセンサに対して、OPBクランプ補正を行うことを可能にしている。有効画素領域４１は上下左右に４領域に区別されている。その各々に対して、独立にOPBクランプ補正（クランプ補正処理）を実行するために有効画素領域４１の上下左右に区別されたOPB領域が配置されている。

左垂直OPB領域１０１Ｌ−Iおよび右垂直OPB領域１０１Ｒ−I、並びに、左水平OPB領域５１Ｌ−Iおよび右水平OPB領域５１Ｒ−Ｉは、上部左右の有効画素領域４１Ｌ−I，４１Ｒ−Iの各列各行に対して、図１４を用いて説明したOPBクランプ補正（クランプ補正処理）と同様の補正を行う。また、左垂直OPB領域１０１Ｌ−IIおよび右垂直OPB領域１０１Ｒ−II、並びに、左水平OPB領域５１Ｌ−IIおよび右水平OPB領域５１Ｒ−IIは、上部左右の有効画素領域４１Ｌ−II，４１Ｒ−IIの各列各行に対して、図１４を用いて説明したOPBクランプ補正（クランプ補正処理）と同様の補正を行う。

以上説明した本発明は、次のような第１乃至第５の効果を奏することが可能になる。

左右独立クランプ補正方式は左右に配置される水平OPB領域の行画素数が有効画素領域の行画素数よりもかなり少ない。このため、画素欠陥画ある場合でも水平OPB領域の行画素のOPB値の平均化処理が次の行走査までに完了できる。よって、行毎のOPB補正処理が可能となる。加えてCCDイメージセンサのように有効画素領域の個々の画素信号に対して演算処理を実行することなくクランプ補正ができるため、短時間で精度良くクランプ補正が実行できる。かかる効果が第１の効果である。

第２の効果とは、粗い調整と細かな調整を併用した左右独立にオフセットの制御が実行できる、という効果である。

第３の効果とは、有効画素領域からの信号出力は多チャネル（出力が２個以上）化する必要がなく、１チャネルで良いため、全体の回路構成が簡単になる、という効果である。

第４の効果とは、走査順序を変えてOPB領域の方が対応する有効画素領域よりも先に走査するようにすれば、OPB値の平均化処理などの信号処理が簡単になる、という効果である。

第５の効果とは、上記の思想をさらに発展させ、更に大きな面積の有効画素領域からなるイメージセンサ（映画用７０ｍｍ）に対して仮想的４領域を定義することにより、個々の有効画素領域をそれぞれ独立にオフセット補正することが可能になる、という効果である。

ところで、本発明が適用された固体撮像素子（イメージセンサ）は、撮影機能を有する様々な電子機器のカメラ部分に適用可能である。電子機器としては例えば、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラ、ノート型パーソナルコンピュータ、携帯電話機などがある。このような電子機器に入力された、若しくは、電子機器内で生成した映像信号を画像若しくは映像を撮影するあらゆる分野の電子機器のカメラ部分に、本発明が適用された固体撮像素子に適用することが可能である。以下この様なカメラが適用された電子機器の例を示す。

例えば、本発明は、電子機器の一例であるデジタルスチルカメラに適用できる。このデジタルスチルカメラは、撮像レンズ、表示部、コントロールスイッチ、メニュースイッチ、シャッター等に加えて、本発明が適用された固体撮像素子を含むように作製される。

例えば、本発明は、電子機器の一例であるノート型パーソナルコンピュータに適用できる。このノート型パーソナルコンピュータにおいて、その本体には文字等を入力するとき操作されるキーボードを含み、その本体カバーにはカメラ部分を含む。このノート型パーソナルコンピュータは、本発明が適用された固体撮像素子をカメラ部分に用いることにより作製される。

例えば、本発明は、電子機器の一例である携帯端末装置に適用できる。この携帯端末装置は、上部筺体と下部筺体とを有している。この携帯端末装置の状態としては、それらの２つの筺体が開いた状態と、閉じた状態とが存在する。この携帯端末装置は、上述した上側筐体と下側筐体との他、連結部（ここではヒンジ部）、ディスプレイ、サブディスプレイ、ピクチャーライト、カメラ部分等を含み、本発明が適用された固体撮像素子をカメラ部分に用いることにより作製される。

例えば、本発明は、電子機器の一例であるデジタルビデオカメラに適用可能である。デジタルビデオカメラは、本体部、前方を向いた側面に被写体撮影用のレンズ、撮影時のスタート／ストップスイッチ、モニタに加えて、本発明が適用された固体撮像素子を含むように作製される。

なお、本発明の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。

１１光電変換画素部，１２列並列AD変換部，１３列走査部，１４データ演算部，１５ I/O変換部，２１セレクタ部，２２制御信号出力部，２３データ保持部，２４クランプ補正部，２５加算部

Claims

有効画素が配列された有効画素領域と、
前記有効画素領域の左に設けられた左OPB領域と、
前記有効画素領域の右に設けられた右OPB領域と、
クランプ回路と
を備え、
前記クランプ回路は、
一つの入力部と、
複数の信号処理部と、
一つの出力部とからなり、
仮想的に定義する左右の有効画素領域のそれぞれにOPBを用いて水平クランプ処理を実行する
撮像素子。
右有効画素領域には前記右OPB領域による水平クランプ処理を実行し、
左有効画素領域には前記左OPB領域による水平クランプ処理を実行する
請求項１に記載の撮像素子。
AD変換回路の後段に前記クランプ回路が設けられている
請求項１に記載の撮像素子。
前記クランプ回路は、
前記右OPB領域および前記左OPB領域のそれぞれにおいて、行を構成する画素の黒レベルの下限値の基準値からの偏差を画素のOPB値とし、
各行についてOPB値の総和をとり、
１行の画素数で平均化した値をその行のOPB値として次の行走査時まで保持し、
前記有効画素領域の行走査時にこの値を呼び出して、演算クランプし、
前記有効画素領域の次の行の黒レベルを下限値として適用させ、
という処理を順次施し、
前記左OPB領域には左有効画素領域を、前記右OPB領域には右有効画素領域をそれぞれ対応させ、左右の有効画素領域の全ての行についてクランプ処理を行う
請求項１に記載の撮像素子。
前記右OPB領域および前記左OPB領域の各行について、
OPB平均値を算出する過程において、行を構成する画素の黒レベルの下限値の基準値からの偏差が異常値を示す場合には、異常値を除いたOPB値の総和を１行中の画素の総数から異常値を示す画素数を減じた画素数で割った値を平均値とし、その値を行のOPB値とする
請求項４に記載の撮像素子。
前記右OPB領域および前記左OPB領域の各行について、
OPB平均値を算出する過程において、行を構成する画素全てが異常値を示す場合は、その行は対応する有効画素領域のクランプ処理には使用せず、代わりにそれ以前の最新の正常値を示す行のOPB値を用いてクランプ処理を実行する
請求項５の記載の撮像素子。
前記水平クランプ処理の水平走査順序は、
前記左OPB領域、前記左有効画素領域、前記右OPB領域、前記右有効画素領域の順、
前記左OPB領域、前記右OPB領域、前記左有効画素領域、前記右有効画素領域の順、または、
前記左OPB領域、前記左有効画素領域、前記右OPB領域、前記右有効画素領域の順である
請求項４の記載の撮像素子。
前記クランプ回路は、さらに、
左右二領域を持つ有効画素領域において、有効画素領域全体の上部および左右にOPB領域を設け、上部OPB領域は粗いクランプ処理を実行するための垂直OPB領域とし、これをさらに左右に分けてそれぞれ左垂直OPB領域および右垂直OPB領域とし、それぞれの垂直OPB領域内で、
領域内のOPB値の総和をOPB領域内の全画素数で割って平均化した値を左右それぞれのOPB領域のOPB値とし、加えて、前記有効画素領域全体の左右に配置した水平OPB領域において、実行する
請求項１の記載の撮像素子。
前記クランプ回路は、さらに、
左右上下に４領域からなる有効画素領域において、
上部左右の有効画素領域に、上部左右の垂直OPB領域および上部左右の水平OPB領域を設け、
上部左有効画素領域に対しては上部左垂直OPB領域を用いて粗いクランプ処理を実行し、上部左水平OPB領域を用いて上から下、左から右に向かって細かなクランプ処理を実行し、上部右有効画素領域に対しては上部右垂直OPB領域を用いて粗いクランプ処理を実行し、上部右水平OPB領域を用いて上から下、左から右に向かって細かなクランプ処理を実行し、
また、下部左有効画素領域に対しては下部左垂直OPB領域を用いて粗いクランプ処理を実行し、下部左水平OPB領域を用いて下から上、左から右に向かって細かなクランプ処理を実行し、下部右有効画素領域に対しては下部右垂直OPB領域を用いて粗いクランプ処理を実行し、下部右水平OPB領域を用いて下から上、左から右に向かって細かなクランプ処理を実行する
請求項８の記載の撮像素子。