JP4325703B2 - 固体撮像装置、固体撮像装置の信号処理装置および信号処理方法、ならびに撮像装置 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の第1実施形態に係る固体撮像素子、例えばCMOSイメージセンサの構成例を示すシステム構成図である。
図2は、単位画素20の回路構成の一例を示す回路図である。
続いて、広ダイナミックレンジ化の動作によって飽和画素(Aggressor)の入射光の輝度値を取得し、ブルーミング量が飽和画素の感度に比例することを利用して、ブルーミングを被った画素(補正画素)へのその周辺画素からのブルーミング量(即ち、周辺画素から補正画素へ漏れ込む光電荷に起因するノイズ信号量)を補正する補正処理の詳細について説明する。
図3は、実施例1に係るDSP回路40Aの補正処理の機能例を示す機能ブロック図である。
参照輝度値1の設定についてより具体的に説明する。図4に示すように、長い蓄積時間と短い蓄積時間で、感度の異なる第1、第2の映像信号を得る場合、入射光輝度によっては図5(A)に示すように一時的に飽和状態となる。この場合に飽和状態となる最低入射輝度は図5(B)に示すようになり、これに相当する出力値REF1やREF2が参照輝度値1となる。
図8は、実施例2に係るDSP回路40Bの補正処理の機能例を示す機能ブロック図であり、図中、図3と同等部分には同一符号を付して示している。
図9は、実施例3に係るDSP回路40Cの補正処理の機能例を示す機能ブロック図であり、図中、図8と同等部分には同一符号を付して示している。
なお、上記実施形態では、ブルーミングを被った画素(Victim)のブルーミング量を補正する補正処理をDSP回路40で実行するとしたが、マイクロコンピュータによる制御の下に、当該補正処理のための一連の処理をソフトウェアにて実行することも可能である。
図13は、本発明の第2実施形態に係る固体撮像素子、例えばCMOSイメージセンサの構成例を示すシステム構成図であり、図中、図1と同等部分には同一符号を付して示している。
補正処理回路132は、ブルーミングを被った画素(Victim)のブルーミング量を補正する補正処理を行う。以下に、補正処理回路132の詳細について、具板的な実施例をもって説明する。
図14は、実施例1に係る補正処理回路132Aの構成例を示すブロック図である。
図16は、実施例2に係る補正処理回路132Bの構成例を示すブロック図であり、図中、図14と同等部分には同一符号を付して示している。
なお、上記各実施形態では、高感度と低感度の2つの感度で撮像した第1,第2の映像信号の輝度値から補正量を演算するとしたが、これに限られるものではない。すなわち、第1の感度で撮像した第1の映像信号と、第1の感度よりも低く、互いに異なる複数の第2の感度で撮像した複数の第2,第3,……,第Nの映像信号を得て、第1,第2,……,第Nの映像信号のそれぞれに対して、感度がより低い一つまたは複数の映像信号の輝度値から補正量を演算するようにしてもよい。
図18は、本発明に係る撮像装置の構成の一例を示すブロック図である。図18に示すように、本発明に係る撮像装置50は、レンズ群51を含む光学系、固体撮像装置52、カメラ信号処理回路であるDSP回路53、フレームメモリ54、表示装置55、記録装置56、操作系57および電源系58等を有し、DSP回路53、フレームメモリ54、表示装置55、記録装置56、操作系57および電源系58がバスライン59を介して相互に接続された構成となっている。
Claims (19)
- 光信号を信号電荷に変換する光電変換素子を含む単位画素が行列状に配置された画素アレイ部と、
第1の感度で撮像した第1の映像信号と第2の感度で撮像した第2の映像信号を得てこれら第1,第2の映像信号を合成する処理を行う信号処理回路とを備え、
前記信号処理回路は、
前記画素アレイ部における注目画素の前記第1の映像信号の輝度値および前記第2の映像信号の輝度値の参照輝度値に対する大小を比較することによって当該注目画素が露光期間中に飽和状態となる画素であるかを判定する判定手段と、
前記判定手段によって飽和状態となる画素であると判定された前記注目画素を補正画素とし、当該補正画素の周辺画素の前記第2の映像信号の輝度値に基づいて補正量を演算する演算手段と、
前記演算手段が演算した前記補正量を前記補正画素の前記第1の映像信号の輝度値に適用することによって前記周辺画素から前記補正画素へ漏れ込む光電荷に起因するノイズ信号量を補正する補正手段とを有する
固体撮像装置。 - 前記第1の感度は、前記第2の感度よりも高い
請求項1記載の固体撮像装置。 - 前記演算手段は、前記第1の感度で撮像した第1の映像信号と、前記第1の感度よりも低く、互いに異なる複数の第2の感度で撮像した複数の第2,第3,……,第Nの映像信号を得て、前記第1,第2,……,第Nの映像信号のそれぞれに対して、感度がより低い一つまたは複数の映像信号の輝度値から前記補正量を演算する
請求項1記載の固体撮像装置。 - 前記判定手段は、前記第1の感度および前記第2の感度で撮像した際に、露光期間終了時点または露光期間中一時的に飽和状態となる画素の入射光輝度に相当する出力値を前記参照輝度値とする
請求項1記載の固体撮像装置。 - 前記演算手段は、前記周辺画素の前記第2の映像信号の輝度値から前記参照輝度値を減算し、その減算結果に補正係数を掛けた値を前記補正量とする
請求項1記載の固体撮像装置。 - 前記演算手段は、前記補正量を演算するに当たって、前記補正画素に対する前記周辺画素の位置関係または画素特性の違いに応じて前記補正係数として異なる係数値を適用する
請求項5記載の固体撮像装置。 - 前記周辺画素が複数であり、
前記演算手段は、前記複数の周辺画素の各々について、前記周辺画素の前記第2の映像信号の輝度値から前記参照輝度値を減算し、その減算結果に補正係数を掛けた値を求め、当該値の総和を前記補正量とする
請求項5記載の固体撮像装置。 - 前記信号処理回路は、前記画素アレイ部が形成された基板の外部に設けられている
請求項1記載の固体撮像装置。 - 前記信号処理回路は、前記画素アレイ部の画素配列の単位列ごとまたは複数列ごとに設けられている
請求項1記載の固体撮像装置。 - 前記信号処理回路は、1画素以上の画素の輝度値を記憶する記憶回路を有する
請求項9記載の固体撮像装置。 - 光信号を信号電荷に変換する光電変換素子を含む単位画素が行列状に配置された画素アレイ部を具備する固体撮像装置において、第1の感度で撮像した第1の映像信号と第2の感度で撮像した第2の映像信号を得てこれら第1,第2の映像信号を合成する処理に際して、
前記画素アレイ部における注目画素の前記第1の映像信号の輝度値および前記第2の映像信号の輝度値の参照輝度値に対する大小を比較することによって当該注目画素が露光期間中に飽和状態となる画素であるかを判定する判定手段と、
前記判定手段によって飽和状態となる画素であると判定された前記注目画素を補正画素とし、当該補正画素の周辺画素の前記第2の映像信号の輝度値に基づいて補正量を演算する演算手段と、
前記演算手段が演算した前記補正量を前記補正画素の前記第1の映像信号の輝度値に適用することによって前記周辺画素から前記補正画素へ漏れ込む光電荷に起因するノイズ信号量を補正する補正手段と
を備えた固体撮像装置の信号処理回路。 - 光信号を信号電荷に変換する光電変換素子を含む単位画素が行列状に配置された画素アレイ部を具備する固体撮像装置において、第1の感度で撮像した第1の映像信号と第2の感度で撮像した第2の映像信号を得てこれら第1,第2の映像信号を合成する処理を行うに当たって、
前記画素アレイ部における注目画素の前記第1の映像信号の輝度値および前記第2の映像信号の輝度値の参照輝度値に対する大小を比較することによって当該注目画素が露光期間中に飽和状態となる画素であるかを判定する判定ステップと、
前記判定ステップで飽和状態となる画素であると判定された前記注目画素を補正画素とし、当該補正画素の周辺画素の前記第2の映像信号の輝度値に基づいて補正量を演算する演算ステップと、
前記演算ステップで演算した前記補正量を前記補正画素の前記第1の映像信号の輝度値に適用することによって前記周辺画素から前記補正画素へ漏れ込む光電荷に起因するノイズ信号量を補正する補正ステップと
を有する固体撮像装置の信号処理方法。 - 前記第1の感度は、前記第2の感度よりも高い
請求項12記載の固体撮像装置の信号処理方法。 - 前記演算ステップでは、前記第1の感度で撮像した第1の映像信号と、前記第1の感度よりも低く、互いに異なる複数の第2の感度で撮像した複数の第2,第3,……,第Nの映像信号を得て、前記第1,第2,……,第Nの映像信号のそれぞれに対して、感度がより低い一つまたは複数の映像信号の輝度値から前記補正量を演算する
請求項12記載の固体撮像装置の信号処理方法。 - 前記判定ステップでは、前記第1の感度および前記第2の感度で撮像した際に、露光期間終了時点または露光期間中一時的に飽和状態となる画素の入射光輝度に相当する出力値を前記参照輝度値とする
請求項12記載の固体撮像装置の信号処理方法。 - 前記演算ステップでは、前記周辺画素の前記第2の映像信号の輝度値から前記参照輝度値を減算し、その減算結果に補正係数を掛けた値を前記補正量とする
請求項12記載の固体撮像装置の信号処理方法。 - 前記演算ステップでは、前記補正量を演算するに当たって、前記補正画素に対する前記周辺画素の位置関係または画素特性の違いに応じて前記補正係数として異なる係数値を適用する
請求項16記載の固体撮像装置の信号処理方法。 - 前記周辺画素が複数であり、
前記演算ステップでは、前記複数の周辺画素の各々について、前記周辺画素の前記第2の映像信号の輝度値から前記参照輝度値を減算し、その減算結果に補正係数を掛けた値を求め、当該値の総和を前記補正量とする
請求項16記載の固体撮像装置の信号処理方法。 - 光信号を信号電荷に変換する光電変換素子を含む単位画素が行列状に配置された画素アレイ部と、第1の感度で撮像した第1の映像信号と第2の感度で撮像した第2の映像信号を得てこれら第1,第2の映像信号を合成する処理を行う信号処理回路とを備えた固体撮像装置と、
入射光を前記固体撮像装置の撮像面上に結像する光学系とを具備し、
前記信号処理回路は、
前記画素アレイ部における注目画素の前記第1の映像信号の輝度値および前記第2の映像信号の輝度値の参照輝度値に対する大小を比較することによって当該注目画素が露光期間中に飽和状態となる画素であるかを判定する判定手段と、
前記判定手段によって飽和状態となる画素であると判定された前記注目画素を補正画素とし、当該補正画素の周辺画素の前記第2の映像信号の輝度値に基づいて補正量を演算する演算手段と、
前記演算手段が演算した前記補正量を前記補正画素の前記第1の映像信号の輝度値に適用することによって前記周辺画素から前記補正画素へ漏れ込む光電荷に起因するノイズ信号量を補正する補正手段とを有する
撮像装置。
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