JP2017108223A - Imaging apparatus, control method therefor and imaging device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To more easily and accurately correct smear of which the distribution is not uniform.SOLUTION: An imaging apparatus 100 comprises: an imaging device 102 including a pixel array in which a first pixel for receiving light from a subject and a second pixel for detecting smear are arrayed, and an output part for separately outputting a first image signal that is read out of the first pixel and a second image signal that is read out of the second pixel; and correction means 105 which uses a signal value of the second pixel included in the second image signal to correct a signal value of the first pixel corresponding to a position of the second pixel.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、撮像装置およびその制御方法ならびに撮像素子に関する。   The present invention relates to an imaging apparatus, a control method thereof, and an imaging element.

従来、CCDやCMOSイメージセンサなどの撮像素子では、その撮像素子内において、例えば固定パタンノイズ、シェーディング、フリッカー、スミアなどの画質に影響を与える現象が発生することが知られている。このため、撮像装置には、撮像素子から出力される画像信号を用いて各現象に対する補正値を生成し、生成した補正値を用いて画像信号を補正するものがある。   2. Description of the Related Art Conventionally, in an image sensor such as a CCD or CMOS image sensor, it is known that a phenomenon that affects image quality such as fixed pattern noise, shading, flicker, smear, etc. occurs in the image sensor. For this reason, some imaging apparatuses generate correction values for each phenomenon using image signals output from the image sensor, and correct the image signals using the generated correction values.

CMOSイメージセンサでは、同一ラインの水平方向に帯状の輝度変動を起こす場合がある。特許文献1では、当該水平方向のスミアを補正するために撮像素子のHOB領域の信号を用いてスミア量を求め、有効画素領域の信号値から減算する技術が提案されている。   In a CMOS image sensor, a band-like luminance variation may occur in the horizontal direction of the same line. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-133620 proposes a technique for obtaining a smear amount using a signal in the HOB area of the image sensor and subtracting it from the signal value in the effective pixel area in order to correct the horizontal smear.

また、特許文献2では、有効画像中に遮光されたダミー画素を配置し、ダミー画素から出力される信号を用いてスミア量を求め、有効画素の信号値からスミア量を減算することによりスミアを補正する技術が提案されている。   Also, in Patent Document 2, a light-shielded dummy pixel is arranged in an effective image, a smear amount is obtained using a signal output from the dummy pixel, and the smear amount is subtracted from the signal value of the effective pixel. Correction techniques have been proposed.

特開2009−5169号公報JP 2009-5169 A 特開2011−199426号公報JP 2011-199426 A

しかしながら、特許文献1で提案された技術では、スミア成分が水平方向に一様でない場合にはHOB領域のスミア量と有効画像のスミア量が異なるため、スミアの発生状況に応じて精度よく補正することができない場合がある。   However, in the technique proposed in Patent Document 1, when the smear component is not uniform in the horizontal direction, the smear amount in the HOB area is different from the smear amount in the effective image, so that the correction is performed accurately according to the occurrence of smear. It may not be possible.

また、特許文献2で提案された技術では、全ての有効画素とダミー画素の信号が撮像素子から混在して出力される。そのため、出力された信号を処理する回路はダミー画素による信号を除外して信号処理を行う必要があり、処理が複雑になる場合がある。   In the technique proposed in Patent Document 2, signals of all effective pixels and dummy pixels are mixedly output from the image sensor. For this reason, a circuit for processing the output signal needs to perform signal processing by excluding signals from the dummy pixels, and the processing may be complicated.

本発明は、上述の従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、より容易に、分布が一様でないスミアを精度良く補正することが可能な撮像装置およびその制御方法ならびに撮像素子を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and provides an imaging apparatus, a control method thereof, and an imaging element that can more easily correct smear with nonuniform distribution more easily. The purpose is to do.

この課題を解決するため、例えば本発明の撮像装置は以下の構成を備える。すなわち、被写体からの光を受光する第1の画素と、スミアを検出するための第2の画素が配列された画素配列とを有し、第1の画素から読み出された第1の画像信号と、第2の画素から読み出された第2の画像信号とを分離して出力する出力部とを備えた撮像素子と、第2の画像信号に含まれる第2の画素の信号値を用いて、該第2の画素の位置に対応する第1の画素の信号値を補正する補正手段と、を有することを特徴とする。   In order to solve this problem, for example, an imaging apparatus of the present invention has the following configuration. That is, the first image signal read out from the first pixel has a first pixel that receives light from the subject and a pixel array in which second pixels for detecting smear are arranged. And an output device that separates and outputs the second image signal read from the second pixel, and the signal value of the second pixel included in the second image signal is used. Correction means for correcting the signal value of the first pixel corresponding to the position of the second pixel.

本発明によれば、より容易に、分布が一様でないスミアを精度良く補正することが可能になる。   According to the present invention, it is possible to more easily correct smear with a non-uniform distribution more easily.

本発明の実施形態に係る撮像装置の一例としてのデジタルカメラ100の機能構成例を示すブロック図1 is a block diagram illustrating a functional configuration example of a digital camera 100 as an example of an imaging apparatus according to an embodiment of the present invention. 実施形態1に係る撮像素子102の構成例を示す図FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of the image sensor 102 according to the first embodiment. 実施形態1に係る撮像素子102のスミア検出画素と有効画素とを説明する図FIG. 6 is a diagram for explaining smear detection pixels and effective pixels of the image sensor 102 according to the first embodiment. 実施形態1に係るスミア補正処理を説明する図The figure explaining the smear correction process which concerns on Embodiment 1. FIG. 実施形態2に係るデジタルカメラ100の機能構成例を示すブロック図FIG. 3 is a block diagram showing an example functional configuration of a digital camera 100 according to a second embodiment. 実施形態2に係る撮像素子102の構成例を示す図FIG. 10 is a diagram illustrating a configuration example of an image sensor 102 according to the second embodiment. 実施形態3に係る積層式撮像素子の一例を説明する図FIG. 6 is a diagram for explaining an example of a stacked image sensor according to a third embodiment. 実施形態4に係る携帯電話機の一例としてのスマートフォン800の機能構成例を示すブロック図FIG. 9 is a block diagram illustrating an example of a functional configuration of a smartphone 800 as an example of a mobile phone according to a fourth embodiment.

(実施形態1)
以下、本発明の例示的な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下では撮像装置の一例として、撮像可能な任意のデジタルカメラに本発明を適用した例を説明する。しかし、本発明は、デジタルカメラに限らず、撮像可能な任意の機器にも適用可能である。これらの機器には、例えばゲーム機、タブレット端末、パーソナルコンピュータ、時計型や眼鏡型の情報端末、監視用機器又は医療用機器などが含まれてよい。
(Embodiment 1)
Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Hereinafter, an example in which the present invention is applied to an arbitrary digital camera capable of imaging will be described as an example of an imaging apparatus. However, the present invention can be applied not only to a digital camera but also to any device that can capture an image. These devices may include, for example, a game machine, a tablet terminal, a personal computer, a clock-type or glasses-type information terminal, a monitoring device, or a medical device.

(デジタルカメラ100の構成)
図1は、本実施形態の撮像装置の一例としてデジタルカメラ100の機能構成例を示すブロック図である。なお、図1に示す機能ブロックの1つ以上は、ASICやプログラマブルロジックアレイ(PLA)などのハードウェアによって実現されてもよいし、CPUやMPU等のプログラマブルプロセッサがソフトウェアを実行することによって実現されてもよい。また、ソフトウェアとハードウェアの組み合わせによって実現されてもよい。従って、以下の説明において、異なる機能ブロックが動作主体として記載されている場合であっても、同じハードウェアが主体として実現されうる。
(Configuration of digital camera 100)
FIG. 1 is a block diagram illustrating a functional configuration example of a digital camera 100 as an example of an imaging apparatus according to the present embodiment. One or more of the functional blocks shown in FIG. 1 may be realized by hardware such as an ASIC or a programmable logic array (PLA), or may be realized by a programmable processor such as a CPU or MPU executing software. May be. Further, it may be realized by a combination of software and hardware. Therefore, in the following description, even when different functional blocks are described as the operation subject, the same hardware can be realized as the subject.

撮影光学系101は、ズームレンズ、絞り、フォーカスレンズ、シフトレンズなどを含み、被写体からの光学像を撮像素子に結像させる。撮像素子102は、光電変換素子を有する画素が複数、2次元的に配列された構成を有する。図2を参照して後述するが、撮像素子102は、被写体光学像を受光する有効画素とスミア検出用の画素とをそれぞれ有し、有効画素から読み出された画像信号とスミア検出画素から読み出された補正用画像信号とを区別して読み出し可能に構成されている。   The photographing optical system 101 includes a zoom lens, a diaphragm, a focus lens, a shift lens, and the like, and forms an optical image from a subject on an image sensor. The imaging element 102 has a configuration in which a plurality of pixels each having a photoelectric conversion element are two-dimensionally arranged. As will be described later with reference to FIG. 2, the image sensor 102 has effective pixels that receive the subject optical image and smear detection pixels, respectively, and reads from the image signals read from the effective pixels and the smear detection pixels. It is configured such that it can be read out separately from the correction image signal that has been output.

スミア検出部103、スミア補正値生成部104及びスミア補正部105は、信号処理回路又は信号処理モジュールを含む。スミア検出部103は、撮像素子102のスミア検出画素から読み出された補正用画像信号を用いて発生しているスミアを検出し、スミア情報を生成する。スミア情報は、スミアの有無や発生位置を示す情報である。スミア補正値生成部104は、補正用画像信号とスミア検出部103から出力されたスミア情報とを用いてスミア補正値を生成する。スミア補正部105は、撮像素子102の有効画素から出力された画像信号の信号値からスミア補正値生成部104により生成されたスミア補正値を減算して、画像信号を補正する。   The smear detection unit 103, the smear correction value generation unit 104, and the smear correction unit 105 include a signal processing circuit or a signal processing module. The smear detection unit 103 detects smear generated using the correction image signal read from the smear detection pixel of the image sensor 102, and generates smear information. The smear information is information indicating the presence / absence and occurrence position of smear. The smear correction value generation unit 104 generates a smear correction value using the correction image signal and the smear information output from the smear detection unit 103. The smear correction unit 105 corrects the image signal by subtracting the smear correction value generated by the smear correction value generation unit 104 from the signal value of the image signal output from the effective pixel of the image sensor 102.

信号処理部106は、信号処理回路又は信号処理モジュールを含み、スミア補正部105から出力された画像信号に対してホワイトバランス等の所定の信号処理を行う。表示部107は、LCDやLED等により構成される表示パネルを含み、信号処理部106から出力された画像信号やデジタルカメラ100を操作するための操作用画像等を表示する。   The signal processing unit 106 includes a signal processing circuit or a signal processing module, and performs predetermined signal processing such as white balance on the image signal output from the smear correction unit 105. The display unit 107 includes a display panel including an LCD, an LED, and the like, and displays an image signal output from the signal processing unit 106, an operation image for operating the digital camera 100, and the like.

記録部108は、例えば不揮発性の半導体メモリやハードディスク等の記録媒体、或いはSDカードなどの記録メディアを含み、信号処理部106より出力された画像信号を記録する。   The recording unit 108 includes, for example, a recording medium such as a nonvolatile semiconductor memory and a hard disk, or a recording medium such as an SD card, and records the image signal output from the signal processing unit 106.

制御部109は、例えばCPUあるいはMPUを含み、例えばROM等の不揮発性メモリに格納されたプログラムをRAM等の揮発性メモリの作業エリアに展開し、実行することにより、デジタルカメラ100の全体を制御する。また、制御部109は、撮像素子102からの各信号の読み出しを制御する。   The control unit 109 includes, for example, a CPU or MPU, and controls the entire digital camera 100 by developing and executing a program stored in a non-volatile memory such as a ROM in a work area of a volatile memory such as a RAM. To do. The control unit 109 controls reading of each signal from the image sensor 102.

(撮像素子102の構成)
次に、図2(a)を参照して撮像素子102の詳細な構成について説明する。単位画素201は、図2(b)に示す構成を1単位とする画素を含む。フローティングディフュージョンアンプ(FDアンプ)202は、単位画素201の蓄積電荷量を電圧として検出する。
(Configuration of the image sensor 102)
Next, the detailed configuration of the image sensor 102 will be described with reference to FIG. The unit pixel 201 includes a pixel having the configuration shown in FIG. The floating diffusion amplifier (FD amplifier) 202 detects the accumulated charge amount of the unit pixel 201 as a voltage.

行読出制御線203a及び行読出制御線203bは、それぞれ所定の間隔(例えば1列ごと)の単位画素201に接続されており、垂直走査回路208a又は垂直走査回路208bから各単位画素に読み出し制御信号を伝送する。図2(a)は、2次元状に配置された単位画素201の例えば第20行目〜23行目の単位画素201に接続する行読出制御線を203a-20〜203a-23又は203b-20〜203b-23として示している。   The row readout control line 203a and the row readout control line 203b are respectively connected to the unit pixels 201 at a predetermined interval (for example, every column), and readout control signals are sent from the vertical scanning circuit 208a or the vertical scanning circuit 208b to each unit pixel. Is transmitted. FIG. 2A shows the row readout control lines 203a-20 to 203a-23 or 203b-20 connected to the unit pixels 201 of the 20th row to the 23rd row of the unit pixels 201 arranged two-dimensionally. ~ 203b-23.

また、行リセット制御線204a及び行リセット制御線204bは、それぞれ所定の間隔の単位画素201に接続されており、垂直走査回路208a又は垂直走査回路208bから各単位画素にリセット制御信号を伝送する。2次元状に配置された単位画素201の例えば第20行目〜23行目の単位画素201に接続する行リセット制御線を204a-20〜204a-23又は204b-20〜204b-23として示している。   The row reset control line 204a and the row reset control line 204b are respectively connected to the unit pixels 201 at a predetermined interval, and transmit a reset control signal from the vertical scanning circuit 208a or the vertical scanning circuit 208b to each unit pixel. Row reset control lines connected to, for example, the unit pixels 201 in the 20th to 23rd rows of the unit pixels 201 arranged in a two-dimensional shape are shown as 204a-20 to 204a-23 or 204b-20 to 204b-23. Yes.

更に、行選択線205a及び行選択線205bは、それぞれ所定の間隔の単位画素201に接続されており、垂直走査回路208a又は垂直走査回路208bから各単位画素に行選択制御信号を伝送する。2次元状に配置された単位画素201の例えば第20行目〜23行目の単位画素201に接続する行選択線を205a-20〜205a-23又は205b-20〜205b-23として示している。   Further, the row selection line 205a and the row selection line 205b are respectively connected to the unit pixels 201 with a predetermined interval, and transmit a row selection control signal to each unit pixel from the vertical scanning circuit 208a or the vertical scanning circuit 208b. Row selection lines connected to, for example, the unit pixels 201 in the 20th to 23rd rows of the unit pixels 201 arranged in a two-dimensional shape are shown as 205a-20 to 205a-23 or 205b-20 to 205b-23. .

列毎に設けられた列信号線206は、各列の単位画素201の出力信号を列回路207に伝送する。列回路207は、水平走査回路209の制御により各単位画素201から出力された画素信号を内蔵されたA/D変換回路によりアナログ・デジタル変換して出力する。列回路207から出力されたデジタル信号は、水平信号線210を介して画素信号選択回路211又は画素信号選択回路212に入力され、それぞれの画素信号選択回路の動作に従って信号出力端子213又は信号出力端子214から出力される。例えば画素信号選択回路211、画素信号選択回路212、信号出力端子213及び信号出力端子214はデジタル信号の出力部を構成する。   A column signal line 206 provided for each column transmits the output signal of the unit pixel 201 of each column to the column circuit 207. The column circuit 207 converts the pixel signal output from each unit pixel 201 under the control of the horizontal scanning circuit 209 from analog to digital, and outputs it. The digital signal output from the column circuit 207 is input to the pixel signal selection circuit 211 or the pixel signal selection circuit 212 via the horizontal signal line 210, and the signal output terminal 213 or the signal output terminal according to the operation of each pixel signal selection circuit. 214. For example, the pixel signal selection circuit 211, the pixel signal selection circuit 212, the signal output terminal 213, and the signal output terminal 214 constitute a digital signal output unit.

タイミングジェネレータ(TG)215は、設定に応じてリセットタイミング信号や読み出しタイミング信号を生成する。垂直同期信号入力端子216と水平同期信号入力端子217は、それぞれ外部から同期信号を入力する端子である。また、設定信号線218は外部からTG215に対するリセットと読み出しのタイミングを設定するための設定信号を入力する。TG215から出力される読出行タイミング信号219は、垂直走査回路208a及び垂直走査回路208bに入力される。また、TG215から出力される読出列タイミング信号220は、水平走査回路209に入力される。   A timing generator (TG) 215 generates a reset timing signal and a read timing signal according to the setting. The vertical synchronization signal input terminal 216 and the horizontal synchronization signal input terminal 217 are terminals for inputting a synchronization signal from the outside. The setting signal line 218 inputs a setting signal for setting the reset and read timings for the TG 215 from the outside. The read row timing signal 219 output from the TG 215 is input to the vertical scanning circuit 208a and the vertical scanning circuit 208b. Further, the read column timing signal 220 output from the TG 215 is input to the horizontal scanning circuit 209.

図2(b)は、図2(a)に示した単位画素201の構成例を示している。光電変換素子であるフォトダイオード(PD)301は、光電変換により入射光量に応じた電荷を発生して蓄積する。転送トランジスタ303は、行読出制御線203a又は203bから入力される読み出し制御信号302に応じてオンオフ動作する。フローティングディフュージョン(FD)304は、所定の容量のキャパシタンスで構成されており、キャパシタンスに蓄積した電荷に応じた電圧を発生させる。リセットトランジスタ306は、行リセット読出制御線204a又は204bから入力されるリセット制御信号305に応じてオンオフ動作する。FD304は、リセットトランジスタ306の動作に伴い、リセットレベル入力部307から供給されるリセット電圧に応じて蓄積された電荷がリセットされる。そして、転送トランジスタ303がオンされることにより、PD301で発生した電荷が転送されて蓄積される。行選択トランジスタ309は、行選択線205a又は行選択線205から入力される行選択制御信号308に応じてオンオフ動作し、FD304に転送されて蓄積した電荷量に応じた電圧信号を画素出力310から出力する。ここで、図2(a)のFDアンプ202は、図2(b)におけるFD304および行選択トランジスタ309により構成される。   FIG. 2B shows a configuration example of the unit pixel 201 shown in FIG. A photodiode (PD) 301 that is a photoelectric conversion element generates and accumulates charges corresponding to the amount of incident light by photoelectric conversion. The transfer transistor 303 performs an on / off operation in response to the read control signal 302 input from the row read control line 203a or 203b. The floating diffusion (FD) 304 is constituted by a capacitance having a predetermined capacity, and generates a voltage corresponding to the electric charge accumulated in the capacitance. The reset transistor 306 performs an on / off operation in response to a reset control signal 305 input from the row reset read control line 204a or 204b. In the FD 304, the accumulated charge is reset according to the reset voltage supplied from the reset level input unit 307 in accordance with the operation of the reset transistor 306. When the transfer transistor 303 is turned on, the charge generated in the PD 301 is transferred and accumulated. The row selection transistor 309 is turned on / off in response to a row selection control signal 308 input from the row selection line 205 a or the row selection line 205, and a voltage signal corresponding to the amount of charge transferred to the FD 304 and stored is output from the pixel output 310. Output. Here, the FD amplifier 202 in FIG. 2A includes the FD 304 and the row selection transistor 309 in FIG.

(スミア補正処理の概要)
図3は、スミア検出画素と有効画素とを含む撮像素子102の画素配列を模式的に示している。2次元状に配置された複数の画素のうち、例えば有効画素とスミア検出画素とが水平方向(行方向)に交互に配置されている。列4aは有効画素が配列された列を示し、列4bはスミア検出画素が配置された列を示している。また、VOB領域及びHOB領域に配置された複数の画素は遮光されており、被写体からの光が入射しないように構成されている。
(Overview of smear correction processing)
FIG. 3 schematically shows a pixel array of the image sensor 102 including smear detection pixels and effective pixels. Of the plurality of pixels arranged in a two-dimensional manner, for example, effective pixels and smear detection pixels are alternately arranged in the horizontal direction (row direction). A column 4a indicates a column in which effective pixels are arranged, and a column 4b indicates a column in which smear detection pixels are arranged. A plurality of pixels arranged in the VOB area and the HOB area are shielded from light so that light from the subject does not enter.

図3では、高輝度被写体を撮影した際に行方向の横スミアが発生した状態を模式的に示しており、明るい色(すなわち白)で示す領域の画素ほど高輝度の信号を出力している様子をあらわしている。スミア領域として示される行において、高輝度被写体に対する水平方向(行方向)のスミアが発生し、垂直方向(列方向)における他の領域の画素と比較して高輝度の信号を出力している。また、水平方向には輝度のレベルが一様ではなく、各列ごとに輝度レベルが異なる。   FIG. 3 schematically shows a state in which horizontal smear in the row direction occurs when a high-brightness subject is photographed, and a pixel with a brighter color (that is, white) outputs a signal with higher luminance. It shows the situation. In a row indicated as a smear region, a smear in the horizontal direction (row direction) occurs with respect to a high-brightness object, and a signal with a high luminance is output as compared with pixels in other regions in the vertical direction (column direction). Further, the luminance level is not uniform in the horizontal direction, and the luminance level is different for each column.

次に、図4(a)〜(f)を参照して、スミア検出とスミア補正処理について説明する。図4(a)は、有効画像4aを構成する画素列を抽出して生成された画像信号を示し、図4(b)は、スミア検出画素4bを構成する画素列を抽出して生成された補正用画像信号をそれぞれ示している。そして、図4(c)は、スミア検出画素に基づいて得られた補正値を、有効画素の信号に適用してスミア補正を行った後の画像を示している。   Next, smear detection and smear correction processing will be described with reference to FIGS. FIG. 4 (a) shows an image signal generated by extracting a pixel column constituting the effective image 4a, and FIG. 4 (b) is generated by extracting a pixel column constituting the smear detection pixel 4b. Each correction image signal is shown. FIG. 4C shows an image after the smear correction is performed by applying the correction value obtained based on the smear detection pixel to the signal of the effective pixel.

図4(d)は、図4(a)のスミア領域における画素の出力信号値を示すグラフであり、範囲Aに含まれる画素が最も高い信号値を出力している。また、範囲Aから離れるにつれて画素の出力は変化(低下)し、さらにHOB領域の画素は、暗電流に伴う所定のレベルの信号値を出力している。   FIG. 4D is a graph showing the output signal value of the pixel in the smear region of FIG. 4A, and the pixel included in the range A outputs the highest signal value. Further, the output of the pixel changes (decreases) as it moves away from the range A, and the pixels in the HOB area output a signal value of a predetermined level associated with the dark current.

図4(e)は、スミア検出画素の出力信号値を示すグラフである。スミア検出画素は、HOB領域の画素と同様に被写体からの光を受光しないように遮光されており、各画素に発生するスミア成分を検出することができる。図4(e)に示す例では、範囲Aで高く、この範囲を離れるほど低下するスミア成分を検出していることを示している。すなわち、高輝度被写体に対して水平方向(行方向)に一様でないスミアが発生していることを表している。   FIG. 4E is a graph showing the output signal value of the smear detection pixel. Like the pixels in the HOB area, the smear detection pixels are shielded so as not to receive light from the subject, and smear components generated in each pixel can be detected. In the example shown in FIG. 4E, it is shown that a smear component that is high in the range A and decreases as it leaves this range is detected. That is, it indicates that a smear that is not uniform in the horizontal direction (row direction) occurs with respect to the high-luminance subject.

図4(f)は、図4(d)に示した有効画素の出力信号値から図4(e)に示したスミア成分を減算した結果を示している。より具体的には、有効画素の信号値から、隣接するスミア検出画素の出力信号値を減算することにより、スミア検出画素に隣接する有効画素に発生したスミア成分を適切に補正することができることを示している。   FIG. 4 (f) shows the result of subtracting the smear component shown in FIG. 4 (e) from the output signal value of the effective pixel shown in FIG. 4 (d). More specifically, it is possible to appropriately correct the smear component generated in the effective pixel adjacent to the smear detection pixel by subtracting the output signal value of the adjacent smear detection pixel from the signal value of the effective pixel. Show.

(スミア補正処理に係る具体的動作)
次に、本実施形態のスミア補正処理に係る具体的動作について説明する。例えば、デジタルカメラ100の不図示の入力部を介してユーザからの撮影指示があった場合に、撮影動作の開始と共に本処理が開始される。制御部109が不図示のROMに記憶されたプログラムを不図示のRAMの作業用領域に展開し、実行することにより実現される。
(Specific operation related to smear correction processing)
Next, a specific operation related to the smear correction process of this embodiment will be described. For example, when there is a shooting instruction from the user via an input unit (not shown) of the digital camera 100, this processing is started together with the start of the shooting operation. This is realized by the control unit 109 developing and executing a program stored in a ROM (not shown) in a work area of a RAM (not shown).

制御部109は、撮像素子102内のTG215に対して、フィールドまたはフレームごとに各画素群をリセットするタイミング及び各画素群から信号を読み出すタイミングを設定する。撮影光学系101を通過して撮像素子102の受光面上に被写体の光学像が結像されると、撮像素子102上の各単位画素201内のPD(フォトダイオード)301には、各単位画素201に対する入射光量に応じた光電荷が発生する。   The control unit 109 sets a timing for resetting each pixel group and a timing for reading a signal from each pixel group for each field or frame for the TG 215 in the image sensor 102. When an optical image of a subject is formed on the light receiving surface of the image sensor 102 through the photographing optical system 101, each unit pixel is displayed on a PD (photodiode) 301 in each unit pixel 201 on the image sensor 102. Photoelectric charges corresponding to the amount of light incident on 201 are generated.

撮像素子102の各単位画素201内のFD304には、所定の容量のキャパシタンスに蓄積された電荷に応じた電圧が発生している。リセット制御信号305が入力されるとリセットトランジスタ306が動作して、リセットレベル入力部307から入力される電源電圧VDDによりFD304に蓄積された電荷がリセットされる。   In the FD 304 in each unit pixel 201 of the image sensor 102, a voltage corresponding to the electric charge accumulated in the capacitance having a predetermined capacity is generated. When the reset control signal 305 is input, the reset transistor 306 operates and the charge accumulated in the FD 304 is reset by the power supply voltage VDD input from the reset level input unit 307.

一方、PD301には各々の単位画素201に入射した光量に応じて光電荷が蓄積されている。この状態で読み出し制御信号302のレベル変化により転送トランジスタ303がオンすると、PD301に蓄積された光電荷がFD304に移動する。このときFD304では、リセットレベルに対して移動した光電荷の分だけ電圧レベルが変化する。当該電圧レベルの変化は画素の信号レベルとなり、行選択制御信号308のレベル変化により行選択トランジスタ309がオンすると、FD304の電荷量に応じた電圧信号が出力される。出力されたアナログ画素信号は列信号線206を介して列回路207に伝送される。列回路207は、アナログ画素信号を増幅するとともにデジタル信号に変換する。   On the other hand, the PD 301 stores photocharges according to the amount of light incident on each unit pixel 201. In this state, when the transfer transistor 303 is turned on due to the level change of the read control signal 302, the photocharge accumulated in the PD 301 moves to the FD 304. At this time, in the FD 304, the voltage level changes by the amount of photocharge that has moved with respect to the reset level. The change in the voltage level becomes the signal level of the pixel. When the row selection transistor 309 is turned on by the change in the level of the row selection control signal 308, a voltage signal corresponding to the charge amount of the FD 304 is output. The output analog pixel signal is transmitted to the column circuit 207 via the column signal line 206. The column circuit 207 amplifies the analog pixel signal and converts it into a digital signal.

各列の列回路207によって変換されたデジタル信号は、水平走査回路209によって順次読み出され、水平信号線210を通じて画素信号選択回路211及び画素信号選択回路212に入力される。画素信号選択回路211は、制御部109からの指示に従って有効画素4aから出力される画像信号を選択し、一方、画素信号選択回路212は、制御部109からの指示に従ってスミア検出画素4bから出力される補正用画像信号を選択する。その後、有効画素4aの画像信号は信号出力端子213から、補正用画像信号は信号出力端子214からそれぞれ分離して出力される。   Digital signals converted by the column circuit 207 of each column are sequentially read out by the horizontal scanning circuit 209 and input to the pixel signal selection circuit 211 and the pixel signal selection circuit 212 through the horizontal signal line 210. The pixel signal selection circuit 211 selects an image signal output from the effective pixel 4 a according to an instruction from the control unit 109, while the pixel signal selection circuit 212 is output from the smear detection pixel 4 b according to an instruction from the control unit 109. Select the image signal for correction. Thereafter, the image signal of the effective pixel 4 a is output separately from the signal output terminal 213 and the correction image signal is output from the signal output terminal 214.

次に、スミア検出部103は、信号出力端子214から出力された補正用画像信号を用いてスミアを検出し、スミアの有無や発生位置などを示すスミア情報を生成する。より具体的には、高輝度被写体に対してスミアが水平方向(行方向)に発生するため、スミア検出部103は、スミア検出画素の垂直方向(列方向)の信号量の変化(すなわち信号量の差)を算出する。スミア検出部103は算出した変化量が所定の閾値以上である場合、スミアを検出する。なお、水平方向(行方向)のスミアの検出方法は有効画素の信号量の変化を用いる方法に限らず、例えばHOB領域におけるスミア検出画素の垂直方向(列方向)の変化量が所定の閾値以上である場合にスミアを検出するようにしてもよい。スミア検出部103は、スミアを検出した結果に基づいて、スミアの有無や発生位置(例えば座標位置或いは行番号)などを示すスミア情報をスミア補正値生成部104に出力する。   Next, the smear detection unit 103 detects smear using the correction image signal output from the signal output terminal 214, and generates smear information indicating the presence / absence of the smear and the occurrence position. More specifically, since smear occurs in the horizontal direction (row direction) with respect to the high-luminance subject, the smear detection unit 103 changes the signal amount in the vertical direction (column direction) of the smear detection pixel (that is, the signal amount). Difference). The smear detection unit 103 detects smear when the calculated change amount is equal to or greater than a predetermined threshold. Note that the method of detecting smear in the horizontal direction (row direction) is not limited to a method that uses a change in the signal amount of effective pixels. In such a case, smear may be detected. The smear detection unit 103 outputs smear information indicating the presence / absence of the smear and the occurrence position (for example, coordinate position or line number) to the smear correction value generation unit 104 based on the result of detecting the smear.

スミア補正値生成部104は、スミア検出部103により生成されたスミア情報と、補正用画像信号とを用いて画像信号に対するスミア補正値を生成する。具体的には、スミア補正値生成部104は、スミア情報からスミア位置を特定し、当該スミア位置に対応する補正用画像信号の信号値を用いて補正値を生成する。なお、スミア補正値生成部104は、スミア検出画素に隣接した有効画素に対する補正値を算出するため、補正用画像信号の間の水平方向(行方向)の変化を考慮して補正用画像信号を補間してもよい。すなわち、スミア検出画素の列と有効画素の列とが交互に配置されている場合、補正用画像信号の間の水平方向の変化を考慮して補正用画像信号を補間することにより、有効画素の列に適したスミア補正値を生成することができる。スミア補正部105は、スミア補正値生成部104より出力されたスミア補正値を、撮像素子102の信号出力端子213から出力された画像信号から減算することによってスミアを補正する。   The smear correction value generation unit 104 generates a smear correction value for the image signal using the smear information generated by the smear detection unit 103 and the correction image signal. Specifically, the smear correction value generation unit 104 specifies a smear position from the smear information, and generates a correction value using the signal value of the correction image signal corresponding to the smear position. Note that the smear correction value generation unit 104 calculates the correction value for the effective pixel adjacent to the smear detection pixel, so that the correction image signal is taken into account in the horizontal direction (row direction) between the correction image signals. Interpolation may be performed. That is, when the smear detection pixel column and the effective pixel column are alternately arranged, the correction image signal is interpolated in consideration of the change in the horizontal direction between the correction image signals. A smear correction value suitable for the column can be generated. The smear correction unit 105 corrects smear by subtracting the smear correction value output from the smear correction value generation unit 104 from the image signal output from the signal output terminal 213 of the image sensor 102.

信号処理部106は、スミア補正部105からスミア補正処理のなされた画像信号を取得して所定の画像処理を施し、制御部109の指示に応じて表示部107に表示させる、或いは記録部108に画像信号を記録させ、本処理に係る一連の動作を終了する。   The signal processing unit 106 acquires the image signal subjected to the smear correction processing from the smear correction unit 105, performs predetermined image processing, and displays the image signal on the display unit 107 according to an instruction from the control unit 109, or causes the recording unit 108 to The image signal is recorded, and a series of operations related to this processing is completed.

なお、本実施形態では、スミア検出画素が有効画素と交互に配置される例について説明したが、スミア検出画素の配置を動的に変更可能にしてもよい。本実施形態で説明したスミア検出画素は単位画素201で構成されるため、当該画素を遮光するために電荷の蓄積時間を無くす(0にする)ことにより、有効画素とスミア検出用画素とを動的に切り替えて各画像信号を読み出すことができる。このようにすれば、被写体に応じてスミアの検出密度を変化させるなど状況に合わせて単位画素を有効に活用できる。   In this embodiment, the example in which the smear detection pixels are alternately arranged with the effective pixels has been described. However, the arrangement of the smear detection pixels may be dynamically changeable. Since the smear detection pixel described in the present embodiment is composed of the unit pixel 201, the effective pixel and the smear detection pixel are moved by eliminating the charge accumulation time (to zero) in order to shield the pixel. Each image signal can be read out by switching between them. In this way, the unit pixel can be used effectively according to the situation, for example, by changing the smear detection density according to the subject.

以上説明したように本実施形態では、有効画素とスミア検出用の画素とを列ごとに交互に配置した撮像素子102を用いて、有効画素から読み出された画像信号を、スミア検出画素から読み出された補正用画像信号から得られる補正値により補正するようにした。このとき、撮像素子は、有効画素から読み出された画像信号と、スミア検出画素から読み出された補正用画像信号とを分離して出力するようにした。このようにすることで、撮像素子からの信号を受信する回路は容易にスミアを検出できるうえ、水平方向にスミアが広がる場合にスミアの水平方向の変化に応じた補正処理が可能になる。すなわち、より容易に、分布が一様でないスミアを精度良く補正することが可能になる。   As described above, in the present embodiment, the image signal read from the effective pixel is read from the smear detection pixel by using the image sensor 102 in which the effective pixel and the smear detection pixel are alternately arranged for each column. Correction was performed using a correction value obtained from the correction image signal that was output. At this time, the image sensor separates and outputs the image signal read from the effective pixel and the correction image signal read from the smear detection pixel. By doing so, a circuit that receives a signal from the image sensor can easily detect smear, and when the smear spreads in the horizontal direction, correction processing according to the change in the horizontal direction of the smear becomes possible. That is, it is possible to more easily correct smear with a non-uniform distribution more easily.

(実施形態2)
次に実施形態2について説明する。実施形態1では、撮像素子102の外部に設けられたスミア検出部103が、撮像素子102から出力された補正用画像信号を用いてスミアを検出するように構成した。本実施形態では、スミア検出部を撮像素子の内部に配置して撮像素子102からスミア情報を出力する。本実施形態の撮像素子及びスミア検出部に係る構成が実施形態1と異なるが、その他の構成は実施形態1と同一である。このため、同一の構成については同一の符号を付して重複する説明は省略し、相違点について重点的に説明する。
(Embodiment 2)
Next, Embodiment 2 will be described. In the first embodiment, the smear detection unit 103 provided outside the image sensor 102 is configured to detect smear using the correction image signal output from the image sensor 102. In the present embodiment, the smear detection unit is disposed inside the image sensor and the smear information is output from the image sensor 102. Although the configuration related to the image sensor and the smear detection unit of the present embodiment is different from that of the first embodiment, other configurations are the same as those of the first embodiment. For this reason, the same reference numerals are assigned to the same components, and redundant descriptions are omitted, and differences will be mainly described.

図5を参照して、撮像素子501がスミア検出部502を内部に備える、デジタルカメラ100の機能構成例について説明する。   With reference to FIG. 5, a functional configuration example of the digital camera 100 in which the image sensor 501 includes a smear detection unit 502 will be described.

撮像素子501は、有効画素から読み出された画像信号を信号出力端子213から出力すると共に、スミア検出画素から読み出された補正用画像信号をスミア検出部502に入力する。撮像素子501は、スミア検出部502が生成するスミア情報を信号出力端子214から出力する。また、撮像素子501は、スミアの検出された位置に係る補正用画像信号を切り出して、スミア情報と共に信号出力端子214から出力する。   The image sensor 501 outputs the image signal read from the effective pixel from the signal output terminal 213 and inputs the correction image signal read from the smear detection pixel to the smear detection unit 502. The image sensor 501 outputs smear information generated by the smear detection unit 502 from the signal output terminal 214. Further, the image sensor 501 cuts out a correction image signal related to the position where smear is detected, and outputs it from the signal output terminal 214 together with smear information.

スミア検出部502は、撮像素子501内に配置されスミア検出画素から読み出された補正用画像信号に基づいてスミアを検出する。なお、スミア検出部502におけるスミア検出処理は、実施形態1において上述した処理と同様である。制御部109は、デジタルカメラ100全体を制御するほか、撮像素子102の読み出し方法及びスミア検出部502を制御する。   The smear detection unit 502 detects smear based on the correction image signal that is arranged in the image sensor 501 and read from the smear detection pixel. Note that the smear detection process in the smear detection unit 502 is the same as the process described in the first embodiment. The control unit 109 controls the entire digital camera 100 and also controls the reading method of the image sensor 102 and the smear detection unit 502.

更に、本実施形態に係るスミア補正処理の動作について説明する。例えば、デジタルカメラ100の不図示の入力部を介してユーザからの撮影指示があった場合に、撮影動作の開始と共に本処理が開始される。撮像素子102の単位画素201の動作は実施形態1と同様であり、各単位画素201から出力された信号は列信号線206を経由して列回路207によりデジタル信号に変換される。変換されたデジタル信号は、図6に示すように画素信号選択回路211及び画素信号選択回路212に入力されると同時に、スミア検出部502に入力される。   Furthermore, the smear correction process according to the present embodiment will be described. For example, when there is a shooting instruction from the user via an input unit (not shown) of the digital camera 100, this processing is started together with the start of the shooting operation. The operation of the unit pixel 201 of the image sensor 102 is the same as that of the first embodiment, and a signal output from each unit pixel 201 is converted into a digital signal by the column circuit 207 via the column signal line 206. The converted digital signal is input to the pixel signal selection circuit 211 and the pixel signal selection circuit 212 as shown in FIG.

スミア検出部502は、スミア検出画素の補正用画像信号を用いてスミアを検出し、当該検出結果に基づいて、スミアの有無や発生位置などを示すスミア情報を生成して信号出力端子214から出力する。   The smear detection unit 502 detects smear using the correction image signal of the smear detection pixel, generates smear information indicating the presence / absence of the smear and the occurrence position based on the detection result, and outputs the smear information from the signal output terminal 214 To do.

画素選択回路212は、スミア検出部502により生成されたスミア情報に基づいて、スミア検出画素4bのうちスミアの検出された位置の画像信号のみを取得し、補正用信号として信号出力端子214から出力させる。このようにすることで、スミアが発生していない領域の補正用画像信号を絶えず出力することが無くなるため、画素数の増加に伴う出力信号量の増大や受信側の処理負担の増大を防止することができる。換言すれば、撮像素子102から出力する補正用画像信号をスミアが発生している位置又は行に限定し、信号量を低減することができる。   Based on the smear information generated by the smear detection unit 502, the pixel selection circuit 212 acquires only the image signal at the position where smear is detected in the smear detection pixel 4b, and outputs it from the signal output terminal 214 as a correction signal. Let By doing so, the correction image signal in the area where smear does not occur is not constantly output, so that an increase in the amount of output signals accompanying an increase in the number of pixels and an increase in processing burden on the receiving side are prevented. be able to. In other words, the amount of signal can be reduced by limiting the correction image signal output from the image sensor 102 to the position or row where smear occurs.

その後、スミア補正値生成部104は、信号出力端子214から出力されたスミア情報と補正用画像信号とを取得し、上述した実施形態1と同様に補正用画像信号に対するスミア補正値を生成する。また、以降の処理についても実施形態1と同様に、スミア補正部105は、撮像素子102の信号出力端子213から出力された画像信号から、スミア補正値を減算することによりスミアを補正する。そして、制御部109は補正後の画像信号を例えば表示部107に表示させて本処理に係る一連の動作を終了する。   Thereafter, the smear correction value generation unit 104 acquires the smear information and the correction image signal output from the signal output terminal 214, and generates a smear correction value for the correction image signal as in the first embodiment. In the subsequent processing, as in the first embodiment, the smear correction unit 105 corrects smear by subtracting the smear correction value from the image signal output from the signal output terminal 213 of the image sensor 102. Then, the control unit 109 displays the corrected image signal on the display unit 107, for example, and ends a series of operations related to this processing.

なお、本実施形態では、撮像素子501が内部にスミア検出部502を備え、スミア情報とスミアの発生した補正用画像信号を出力するようにしたが、更にスミア補正値生成部104及びスミア補正部105を撮像素子501内に備えるようにしてもよい。このようにすれば、スミア補正処理を撮像素子内で実現することができ、撮像素子はスミア補正の施された有効画像のみを出力でき、出力する信号量を削減することができる。   In the present embodiment, the image sensor 501 includes the smear detection unit 502 inside and outputs the smear information and the correction image signal in which the smear is generated. However, the smear correction value generation unit 104 and the smear correction unit are further provided. 105 may be provided in the image sensor 501. In this way, smear correction processing can be realized in the image sensor, and the image sensor can output only an effective image on which smear correction has been performed, and the amount of signal to be output can be reduced.

以上説明したように本実施形態では、撮像素子501が内部にスミア検出部502を備え、撮像素子501が内部でスミアを検出してスミアの有無や発生位置を出力すると共に、スミアの検出された位置の補正用画像信号のみを出力するようにした。このようにすることで、スミアの発生状況に応じて適応的に精度良くスミアを補正することが可能になると共に、撮像素子から出力される信号量を削減することが可能になる。   As described above, in the present embodiment, the image sensor 501 includes the smear detection unit 502 inside, and the image sensor 501 detects smear inside and outputs the presence / absence of the smear and the occurrence position of the smear. Only the image signal for position correction is output. By doing so, it becomes possible to correct smear adaptively and accurately according to the occurrence of smear, and to reduce the amount of signal output from the image sensor.

(実施形態3)
次に実施形態3について説明する。本実施形態では撮像素子が積層型に構成されている場合について説明する。なお、本実施形態では撮像素子が積層型である点以外は実施形態1と同一の構成である。このため、同一の構成については同一の符号を付して重複する説明は省略し、相違点について重点的に説明する。
(Embodiment 3)
Next, Embodiment 3 will be described. In the present embodiment, a case where the image sensor is configured as a stacked type will be described. In the present embodiment, the configuration is the same as that of the first embodiment except that the imaging element is a stacked type. For this reason, the same reference numerals are assigned to the same components, and redundant descriptions are omitted, and differences will be mainly described.

図7は、本実施形態に係る撮像素子700を示している。撮像素子700には、単位画素201等の光電変換素子を含むイメージセンサ用チップ710と、列回路207等のデジタル処理を行う構成を含む高速ロジックプロセス用チップ720がチップレベルで積層されている。   FIG. 7 shows an image sensor 700 according to this embodiment. In the image sensor 700, an image sensor chip 710 including a photoelectric conversion element such as a unit pixel 201 and a high-speed logic process chip 720 including a configuration for performing digital processing such as a column circuit 207 are stacked at a chip level.

図7(a)は撮像素子700の斜投影図を、図7(b)はチップ710及びチップ720の上面図をそれぞれ示している。イメージセンサ用チップ710の画素部711には、単位画素201、FDアンプ202、TG215等の画素信号を読み出す構成が含まれる。また、高速ロジックプロセス用チップ720には列回路207、水平走査回路209、画素信号選択回路211及び画素信号選択回路212等のデジタルデータを含む処理が可能な構成が含まれる。   7A is an oblique projection of the image sensor 700, and FIG. 7B is a top view of the chip 710 and the chip 720. The pixel portion 711 of the image sensor chip 710 includes a configuration for reading out pixel signals of the unit pixel 201, the FD amplifier 202, the TG 215, and the like. The high-speed logic process chip 720 includes a configuration capable of processing including digital data, such as the column circuit 207, the horizontal scanning circuit 209, the pixel signal selection circuit 211, and the pixel signal selection circuit 212.

さらに、高速ロジックプロセス用チップ720にはスミア検出部103を含んでもよい。高速ロジックプロセス用チップ720では、スミア検出部103によりスミアを検出してスミア情報及び発生したスミアに係る補正用画像信号を出力する。   Further, the high-speed logic process chip 720 may include a smear detection unit 103. In the high-speed logic process chip 720, the smear detection unit 103 detects smear and outputs smear information and a correction image signal related to the generated smear.

また、高速ロジックプロセス用チップ720には、スミア検出部103に加えてスミア補正値生成部104及びスミア補正部105を含んでもよく、スミア補正を行った補正後の画像信号を信号処理部106に出力するようにしてもよい。   Further, the high-speed logic process chip 720 may include a smear correction value generation unit 104 and a smear correction unit 105 in addition to the smear detection unit 103, and the corrected image signal after the smear correction is supplied to the signal processing unit 106. You may make it output.

以上説明したように本実施形態では、積層型の撮像素子を用いることにより信号処理回路に大きな面積を割くことができるため、上述したスミア補正処理に係る信号処理回路の少なくとも一部を容易に撮像素子に搭載することができる。   As described above, in the present embodiment, since a large area can be allocated to the signal processing circuit by using the multilayer imaging element, at least a part of the signal processing circuit related to the smear correction process described above can be easily imaged. It can be mounted on the element.

(実施形態4)
次に実施形態4について説明する。本実施形態では、携帯電話機800においてスミア補正処理を行う例を説明する。図8は、本実施形態としての携帯電話機800の機能構成例を示している。本実施形態の携帯電話機800は、音声通話機能の他、電子メール機能や、インターネット接続機能、画像の撮影、再生機能等を有する。
(Embodiment 4)
Next, a fourth embodiment will be described. In the present embodiment, an example in which smear correction processing is performed in the mobile phone 800 will be described. FIG. 8 shows a functional configuration example of the mobile phone 800 as the present embodiment. The mobile phone 800 according to the present embodiment has an electronic mail function, an Internet connection function, an image capturing / playback function, and the like in addition to a voice call function.

図8において、通信部801は、ユーザが契約した通信キャリアに従った又は無線LAN等の通信方式により他の携帯電話機や通信機能を有する装置との間で音声データや画像データを通信する。音声処理部802は、音声通話時において、マイクロフォン803からの音声データを発信に適した形式に変換して通信部801に送信する。また、音声処理部802は、通信部801から送信された通話相手からの音声データを復号し、スピーカ804に伝送する。   In FIG. 8, a communication unit 801 communicates audio data and image data with another mobile phone or a device having a communication function according to a communication carrier contracted by a user or by a communication method such as a wireless LAN. The voice processing unit 802 converts voice data from the microphone 803 into a format suitable for outgoing call and transmits the voice data to the communication unit 801 during a voice call. In addition, the voice processing unit 802 decodes the voice data from the communication partner transmitted from the communication unit 801 and transmits the decoded voice data to the speaker 804.

撮像部805は、上述した実施形態1〜3の撮像素子のいずれかを含み、被写体を撮影して画像信号を出力する。画像処理部806は、上述した実施形態におけるスミア検出部103、スミア補正値生成部104、スミア補正部105及び信号処理部106を含む。画像処理部806は、画像の撮影時においては、撮像部805により撮影された画像信号を処理し、記録に適した形式に変換して出力する。また、画像処理部806は、記録された画像の再生時には、再生された画像を処理して表示部807に送信する。表示部807は、例えば数インチ程度の液晶表示パネルを備え、制御部809からの指示に応じて各種の画面を表示する。不揮発メモリ808は、アドレス帳の情報、電子メールのデータ又は撮像部805により撮影された画像データ等のデータを記憶する。   The imaging unit 805 includes any of the imaging elements of Embodiments 1 to 3 described above, captures a subject, and outputs an image signal. The image processing unit 806 includes the smear detection unit 103, the smear correction value generation unit 104, the smear correction unit 105, and the signal processing unit 106 in the above-described embodiment. At the time of shooting an image, the image processing unit 806 processes the image signal shot by the imaging unit 805, converts it into a format suitable for recording, and outputs it. In addition, when the recorded image is reproduced, the image processing unit 806 processes the reproduced image and transmits the processed image to the display unit 807. The display unit 807 includes a liquid crystal display panel of about several inches, for example, and displays various screens according to instructions from the control unit 809. The nonvolatile memory 808 stores data such as address book information, e-mail data, or image data captured by the imaging unit 805.

制御部809は、CPUやメモリ等を含み、不図示のメモリに記憶された制御プログラムに従って携帯電話機800の各部を制御する。制御部809は、上述した実施形態の制御部109を含む。操作部810は、電源ボタンや番号キー、その他ユーザがデータを入力するための各種の操作キーを備える。カードIF811は、メモリカード812に対して各種のデータを記録再生する。外部IF813は、不揮発メモリ808やメモリカード812に記憶されたデータを外部機器に送信し、また、外部機器から送信されたデータを受信する。外部IF813は、USB等の有線の通信方式や、無線通信など、公知の通信方式により通信を行う。   A control unit 809 includes a CPU, a memory, and the like, and controls each unit of the mobile phone 800 according to a control program stored in a memory (not shown). The control unit 809 includes the control unit 109 of the above-described embodiment. The operation unit 810 includes a power button, number keys, and other various operation keys for a user to input data. The card IF 811 records and reproduces various data with respect to the memory card 812. The external IF 813 transmits data stored in the nonvolatile memory 808 and the memory card 812 to the external device, and receives data transmitted from the external device. The external IF 813 performs communication by a known communication method such as a wired communication method such as USB or wireless communication.

次に、携帯電話機800における音声通話機能を説明する。通話相手に対して電話をかける場合、ユーザが操作部810の番号キーを操作して通話相手の番号を入力するか、不揮発メモリ808に記憶されたアドレス帳を表示部807に表示し、通話相手を選択し、発信を指示する。発信が指示されると、制御部809は通信部801に対し、通話相手に発信する。通話相手に着信すると、通信部801は音声処理部802に対して相手の音声データを出力すると共に、ユーザの音声データを相手に送信する。   Next, a voice call function in the mobile phone 800 will be described. When making a call to the other party, the user operates the number key of the operation unit 810 to input the number of the other party, or displays the address book stored in the nonvolatile memory 808 on the display unit 807, Select and instruct to make a call. When the transmission is instructed, the control unit 809 transmits the communication unit 801 to the other party. When receiving a call to the other party, the communication unit 801 outputs the other party's voice data to the voice processing unit 802 and transmits the user's voice data to the other party.

また、電子メールを送信する場合、ユーザは、操作部810を用いて、メール作成を指示する。メール作成が指示されると、制御部809はメール作成用の画面を表示部807に表示する。ユーザは操作部180を用いて送信先アドレスや本文を入力し、送信を指示する。制御部809はメール送信が指示されると、通信部801に対してアドレスの情報とメール本文のデータを送信する。通信部801は、メールのデータを通信に適した形式に変換して送信先に送信し、また、電子メールを受信すると、受信したメールのデータを表示に適した形式に変換して表示部807に表示する。   When transmitting an e-mail, the user uses the operation unit 810 to instruct mail creation. When mail creation is instructed, the control unit 809 displays a mail creation screen on the display unit 807. The user inputs a transmission destination address and a text using the operation unit 180 and instructs transmission. When the mail transmission is instructed, the control unit 809 transmits address information and mail body data to the communication unit 801. The communication unit 801 converts mail data into a format suitable for communication and transmits it to a transmission destination. When an email is received, the communication unit 801 converts the received mail data into a format suitable for display and displays a display unit 807. To display.

次に、携帯電話機800における撮影機能について説明する。ユーザが操作部810を操作して撮影モードを設定した後、静止画或いは動画の撮影を指示すると、撮像部805は静止画データ或いは動画データを撮影して画像処理部806に送る。画像処理部806は撮影された静止画データや動画データに対して上述したスミア補正処理を実行すると共に符号化等の処理を行って、不揮発メモリ808に記憶する。また、画像処理部806は、撮影された静止画データや動画データをカードIF811に送信する。カードIF811は静止画や動画データをメモリカード812に記憶する。   Next, the photographing function in the mobile phone 800 will be described. When the user operates the operation unit 810 to set the shooting mode and then instructs to shoot a still image or a moving image, the imaging unit 805 shoots still image data or moving image data and sends it to the image processing unit 806. The image processing unit 806 performs the above smear correction processing on the captured still image data and moving image data, performs processing such as encoding, and stores it in the nonvolatile memory 808. Also, the image processing unit 806 transmits the captured still image data and moving image data to the card IF 811. The card IF 811 stores still images and moving image data in the memory card 812.

また、携帯電話機800は、撮影された静止画や動画データを含むファイルを、電子メールの添付ファイルとして送信することができる。具体的には、電子メールを送信する際に、不揮発メモリ808やメモリカード812に記憶された画像ファイルを選択し、添付ファイルとして送信を指示する。   In addition, the mobile phone 800 can transmit a file including a captured still image or moving image data as an attached file of an e-mail. Specifically, when an e-mail is transmitted, an image file stored in the nonvolatile memory 808 or the memory card 812 is selected, and transmission is instructed as an attached file.

また、携帯電話機800は、撮影された静止画や動画データを含むファイルを、外部IF813によりPCや他の電話機等の外部機器に送信することもできる。ユーザは、操作部810を操作して、不揮発メモリ808やメモリカード812に記憶された画像ファイルを選択し、送信を指示する。制御部809は、選択された画像ファイルを不揮発メモリ808或いはメモリカード812から読み出し、外部機器に送信するよう、外部IF813を制御する。   In addition, the mobile phone 800 can transmit a file including a captured still image or moving image data to an external device such as a PC or another telephone using the external IF 813. The user operates the operation unit 810 to select an image file stored in the nonvolatile memory 808 or the memory card 812 and instruct transmission. The control unit 809 controls the external IF 813 so that the selected image file is read from the nonvolatile memory 808 or the memory card 812 and transmitted to the external device.

(その他の実施形態)
本発明は、上述の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。
(Other embodiments)
The present invention supplies a program that realizes one or more functions of the above-described embodiments to a system or apparatus via a network or a storage medium, and one or more processors in the computer of the system or apparatus read and execute the program This process can be realized. It can also be realized by a circuit (for example, ASIC) that realizes one or more functions.

102…撮像素子、103…スミア検出部、104…スミア補正値生成部、105…スミア補正部、201…単位画素 DESCRIPTION OF SYMBOLS 102 ... Image sensor, 103 ... Smear detection part, 104 ... Smear correction value generation part, 105 ... Smear correction part, 201 ... Unit pixel

Claims (23)

被写体からの光を受光する第1の画素と、スミアを検出するための第2の画素が配列された画素配列と、前記第1の画素から読み出された第1の画像信号と、前記第2の画素から読み出された第2の画像信号とを分離して出力する出力部とを備えた撮像素子と、
前記第2の画像信号に含まれる前記第2の画素の信号値を用いて、該第2の画素の位置に対応する前記第1の画素の信号値を補正する補正手段と、を有する、
ことを特徴とする撮像装置。
A first pixel that receives light from a subject, a pixel array in which second pixels for detecting smear are arranged, a first image signal read from the first pixel, and the first pixel An imaging device comprising: an output unit that separates and outputs the second image signal read from the two pixels;
Correction means for correcting the signal value of the first pixel corresponding to the position of the second pixel by using the signal value of the second pixel included in the second image signal;
An imaging apparatus characterized by that.
前記第2の画素は、スミアの発生する方向に所定の間隔ごとに配置されることを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。 The imaging device according to claim 1, wherein the second pixels are arranged at predetermined intervals in a direction in which smear occurs. 前記第2の画素は、前記被写体からの光が遮光されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の撮像装置。 The imaging device according to claim 1, wherein light from the subject is shielded from the second pixel. 前記補正手段は、スミアによる信号値が蓄積した前記第2の画素の信号値を用いて、対応する前記第1の画素の信号値を補正する、
ことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の撮像装置。
The correction means corrects the corresponding signal value of the first pixel using the signal value of the second pixel in which the signal value due to smear is accumulated,
The imaging apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein
前記撮像素子は、前記第2の画素がスミアの発生する方向に所定の間隔ごとに配置される場合に前記所定の間隔を変更可能である、
ことを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の撮像装置。
The imaging element can change the predetermined interval when the second pixels are arranged at predetermined intervals in a direction in which smear occurs.
The imaging apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the imaging apparatus is characterized in that
前記撮像素子は、前記第2の画素の電荷の蓄積時間を無くすことにより、前記第2の画素が前記被写体からの光を遮光した状態に制御する、
ことを特徴とする請求項5に記載の撮像装置。
The imaging element controls the second pixel to block light from the subject by eliminating the charge accumulation time of the second pixel.
The imaging apparatus according to claim 5.
前記撮像素子は、スミアの発生する方向と垂直な方向について、前記第2の画素の信号値の変化が所定の閾値より大きい場合にスミアの発生を検出する検出手段をさらに有する、
ことを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の撮像装置。
The imaging device further includes detection means for detecting the occurrence of smear when the change in the signal value of the second pixel is greater than a predetermined threshold in a direction perpendicular to the direction in which smear occurs.
The image pickup apparatus according to claim 1, wherein the image pickup apparatus is an image pickup apparatus.
前記撮像素子は、前記検出手段により検出された前記第2の画素のみを、前記第2の画像信号として出力する、
ことを特徴とする請求項7に記載の撮像装置。
The image sensor outputs only the second pixel detected by the detection means as the second image signal.
The imaging apparatus according to claim 7.
前記撮像素子は、前記画素配列が配置された第1のチップと、前記出力部が配置された第2のチップとを積層した構成を有する、
ことを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の撮像装置。
The image pickup device has a configuration in which a first chip on which the pixel array is arranged and a second chip on which the output unit is arranged are stacked.
The image pickup apparatus according to claim 1, wherein the image pickup apparatus is an image pickup apparatus.
前記第2のチップは、前記スミアの発生する方向と垂直な方向について、前記第2の画素の信号値の変化が所定の閾値より大きい場合にスミアの発生を検出する検出手段をさらに有する、
ことを特徴とする請求項9に記載の撮像装置。
The second chip further includes detection means for detecting the occurrence of smear when a change in the signal value of the second pixel is greater than a predetermined threshold in a direction perpendicular to the direction in which the smear occurs.
The imaging apparatus according to claim 9.
前記第2のチップは、前記検出手段により検出された前記第2の画素のみの前記第2の画像信号を出力する、
ことを特徴とする請求項10に記載の撮像装置。
The second chip outputs the second image signal of only the second pixel detected by the detection means;
The imaging apparatus according to claim 10.
前記補正手段は、スミアの発生する方向と垂直な方向について、前記第2の画素の信号値の変化が所定の閾値より大きい場合にスミアの発生を検出する検出手段をさらに有する、
ことを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の撮像装置。
The correction means further includes detection means for detecting the occurrence of smear when the change in the signal value of the second pixel is greater than a predetermined threshold in a direction perpendicular to the direction in which smear occurs.
The image pickup apparatus according to claim 1, wherein the image pickup apparatus is an image pickup apparatus.
被写体からの光を受光する第1の画素と、スミアを検出するための第2の画素が配列された画素配列を有する撮像素子を備えた撮像装置の制御方法であって、
前記撮像素子が、前記第1の画素から読み出した第1の画像信号と、前記第2の画素から読み出した第2の画像信号とを分離して出力する出力工程と、
補正手段が、入力した前記第2の画像信号に含まれる前記第2の画素の信号値を用いて、該第2の画素の位置に対応する前記第1の画素の値を補正する補正工程と、を有する、
ことを特徴とする撮像装置の制御方法。
A control method for an imaging apparatus including an imaging element having a pixel array in which a first pixel that receives light from a subject and a second pixel for detecting smear is arranged,
An output step in which the image sensor separates and outputs the first image signal read from the first pixel and the second image signal read from the second pixel;
A correcting step in which the correcting means corrects the value of the first pixel corresponding to the position of the second pixel by using the signal value of the second pixel included in the input second image signal; Having
And a method of controlling the imaging apparatus.
前記第2の画素は、スミアの発生する方向に所定の間隔ごとに配置されることを特徴とする請求項13に記載の撮像装置の制御方法。 The method according to claim 13, wherein the second pixels are arranged at predetermined intervals in a direction in which smear occurs. 前記第2の画素は、前記被写体からの光が遮光されていることを特徴とする請求項13又は14に記載の撮像装置の制御方法。 The method according to claim 13 or 14, wherein the second pixel blocks light from the subject. 被写体からの光を受光する第1の画素と、スミアを検出するための第2の画素が配列された画素配列と、
前記第1の画素から読み出された第1の画像信号と、前記第2の画素から読み出された第2の画像信号とを分離する分離手段と、
前記第2の画像信号に含まれる前記第2の画素の信号値を用いて、該第2の画素の位置に対応する前記第1の画素の信号値を補正する補正手段と、
前記補正手段により補正された前記第1の画素からなる第1の画像信号を出力する出力手段と、を有する撮像素子。
A pixel array in which a first pixel that receives light from a subject, and a second pixel for detecting smear;
Separating means for separating the first image signal read from the first pixel and the second image signal read from the second pixel;
Correction means for correcting the signal value of the first pixel corresponding to the position of the second pixel by using the signal value of the second pixel included in the second image signal;
And an output unit that outputs a first image signal including the first pixel corrected by the correction unit.
前記第2の画素は、スミアの発生する方向に所定の間隔ごとに配置されることを特徴とする請求項16に記載の撮像素子。 The image pickup device according to claim 16, wherein the second pixels are arranged at predetermined intervals in a direction in which smear occurs. 前記第2の画素は、前記被写体からの光が遮光されていることを特徴とする請求項16又は17に記載の撮像素子。 The image sensor according to claim 16 or 17, wherein the second pixel is shielded from light from the subject. 前記撮像素子は、前記画素配列が配置された第1のチップと、前記分離手段と前記補正手段と前記出力手段とが配置され、前記第1のチップと積層された第2のチップを含む、
ことを特徴とする請求項16から18のいずれか1項に記載の撮像素子。
The imaging device includes a first chip on which the pixel array is arranged, a second chip on which the separation unit, the correction unit, and the output unit are arranged, and is stacked on the first chip.
The image pickup device according to any one of claims 16 to 18, wherein the image pickup device is provided.
被写体からの光を受光する第1の画素と、スミアを検出するための第2の画素が配列された画素配列と、
前記第1の画素から読み出された第1の画像信号と、前記第2の画素から読み出された第2の画像信号とを分離して出力する出力部と、
を備えたことを特徴とする撮像素子。
A pixel array in which a first pixel that receives light from a subject, and a second pixel for detecting smear;
An output unit that separates and outputs the first image signal read from the first pixel and the second image signal read from the second pixel;
An image pickup device comprising:
前記第2の画素は、スミアの発生する方向に所定の間隔ごとに配置されることを特徴とする請求項20に記載の撮像素子。 The image pickup device according to claim 20, wherein the second pixels are arranged at predetermined intervals in a direction in which smear occurs. 前記第2の画素は、前記被写体からの光が遮光されていることを特徴とする請求項20又は21に記載の撮像素子。 The image sensor according to claim 20 or 21, wherein the second pixel is shielded from light from the subject. 前記撮像素子は、前記画素配列が配置された第1のチップと、前記出力部が配置された第2のチップとを積層した構成を有することを特徴とする請求項20から22のいずれか1項に記載の撮像素子。 The said image pick-up element has the structure which laminated | stacked the 1st chip | tip with which the said pixel arrangement | sequence is arrange | positioned, and the 2nd chip | tip with which the said output part is arrange | positioned. The imaging device according to item.
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