JP4579460B2

JP4579460B2 - 信号処理装置

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Publication number: JP4579460B2
Application number: JP2001203387A
Authority: JP
Inventors: 信二黒川; 康之山崎
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2001-07-04
Filing date: 2001-07-04
Publication date: 2010-11-10
Anticipated expiration: 2021-07-04
Also published as: JP2003018468A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、信号処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、撮像手段としての固体撮像素子（例えばＣＣＤ：Charge coupled device）を用いた固体撮像装置が提案されている。図１２は信号処理装置としての固体撮像装置の固体撮像素子からクランプ回路部までのブロック図を示している。このような固体撮像装置はレンズを介して入射する被写体光を固体撮像素子３で受光し、固体撮像素子３の出力信号を相関二重サンプリング（以下ＣＤＳとも表す）を行うＣＤＳ部４に入力し、クロックの除去やノイズの軽減を行う。ＣＤＳ部４の出力信号はクランプ回路部５に入力され、固体撮像素子３の遮光された画素の出力で黒レベルに対応したオプティカルブラック（以下ＯＢとも表す）部を、クランプパルスＣＰＯＢの制御により一定の直流電位にクランプする。これにより黒の基準となる信号レベルを生成する。その後画像信号は、Ａ／Ｄ変換部でＡ／Ｄ変換され、変換された画像データは後段の信号処理部へ入力する。そして、表示または記録など所望の形式となるように種々の信号処理や変換を行う。
【０００３】
ここで、固体撮像素子の基本的な構成を図１３（ａ）、（ｂ）に示す。固体撮像素子には被写体光を受光可能な有効画素領域１１１と、アルミ等で遮光を施したオプティカルブラック領域１１２を有する。有効画素領域１１１とオプティカルブラック領域１１２には、各画素に対応してそれぞれフォトダイオード１１３、１１４が設けられている。フォトダイオード１１４からの出力は光学的な黒レベルの基準として用いられる。更にフォトダイオード１１３および１１４の各列に沿って設けられた垂直転送レジスタ１１５と垂直転送レジスタ１１５からの電荷を出力回路１１７に転送する水平転送レジスタ１１６を有している。これにより、フォトダイオード１１３で光電変換された電荷は、対応する垂直転送レジスタ１１５に送られる。そして、垂直転送パルスＶφ１〜Ｖφ４に同期して順次水平転送レジスタ１１６へと送られる。水平転送レジスタ１１６へ送られた電荷は、水平転送パルスＨφ１、Ｈφ２に同期して出力回路１１７へ順次送られ、後段回路へと出力される。また、１１８は水平転送レジスタのうちで垂直転送レジスタから電荷を転送されない部分所謂ダミー部である。
【０００４】
ここで図１４により現象を追ってみると、（ａ）のように通常動作時のＣＣＤ出力は、有効画素期間に被写体光に相当する電荷が蓄積され、ＯＢ期間は遮光されているため電荷は発生しない。これをＣＤＳ部４において相関二重サンプリングを行なう。すなわち、サンプルホールドパルスＳＨ１でリセットレベルをサンプルホールドし、サンプルホールドパルスＳＨ２で信号レベルをサンプルホールドし、その差を信号レベルとして取り出す。これにより、図示のようなＣＤＳ出力信号が得られる。なお、図示のＣＤＳ出力波形は、信号レベルが高い（ＣＣＤにおいて多くの電荷が蓄積されたとき）と上方向となるように変換されている。
このＣＤＳ出力信号をクランプ回路部５でクランプパルスがＬＯＷとなる期間でＯＢ部をクランプすることにより、一定の直流電位になり後段のＡ／Ｄ変換や種々の信号処理を行う際の基準レベルとなる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、固体撮像素子３にスポット光や太陽光などの非常に強い光が入射した場合には、受光可能な有効画素領域で発生した電荷がオーバーフローを起こし垂直転送レジスタおよび水平転送レジスタまでに至る。したがって、本来電荷がほとんど転送されないＯＢ部に対応する電荷の転送期間つまりＯＢ期間にも多くの電荷が転送されることになる。その結果ＣＤＳ部４から出力される信号のＯＢレベルは、本来の黒レベルとは異なった通常よりも高いレベルとなってしまう。
【０００６】
具体的には、スポット光や太陽光などの非常に強い光が入射しＯＢ期間にも電荷が転送されると、図１４（ｂ）のようにＣＤＳ出力のＯＢ期間の信号レベルは本来の黒レベルよりも高いものとなってしまう。この状態でクランプ回路部５によりＯＢ部をクランプしてしまうと、この高くなってしまったレベルが信号の基準レベルとなる。したがって、図に示すＣＤＳ出力のように有効画素部の信号とのレベル差が少なくなり、結果的に暗い映像信号が得られることになる。更にＯＢ部の電位が高くなり有効画素部と同電位となってしまった場合には、結果的に得られるものは真っ黒な映像信号となってしまう。
【０００７】
図１５は図１４を時間軸を１水平期間まで表したものである。通常時のＣＤＳ出力のようにＯＢレベルが本来のレベルにあれば有効画素期間の信号レベルは正しく処理されるが、ＯＢ期間電荷漏れ込み時のＣＤＳ出力に示したような変動した黒レベルでクランプすれば、変動した黒レベル以下の信号は黒とみなされ暗い映像信号が得られることが容易に理解できる。更にＯＢ期間に多くの電荷が漏れこんでしまい、ＯＢ期間と有効画素部の最も高いところとが同電位となってしまった場合には、結果として得られる画像は真黒となってしまうことも容易に理解できる。
【０００８】
本発明は、上記のような問題を解決するために成されたもので、強い光が入射した場合でも、適正な画像が得られる信号処理装置、その制御方法、及びそのプログラムを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前述の課題を解決するため、本発明の信号処理装置は、光を受光して信号を発生する光電変換手段を有し、被写体光を受光可能な有効画素領域と遮光されたオプティカルブラック領域からなる撮像手段と、前記オプティカルブラック領域から出力される信号を基準電位にクランプするクランプ手段と、前記クランプ手段によるクランプタイミングを制御するためのクランプパルスを発生するクランプパルス発生手段と、前記有効画素領域における画素の中で前記オプティカルブラック領域に隣接する画素から得られる測光値を所定値と比較し、比較結果に応じて前記クランプパルス発生手段が発生する前記クランプパルスの位相またはパルス幅を制御する制御手段とを有することを特徴とする。
また、本発明の信号処理装置の制御方法は、光を受光して信号を発生する光電変換手段を有し、被写体光を受光可能な有効画素領域と遮光されたオプティカルブラック領域からなる撮像手段から出力される信号を処理するための信号処理装置の制御方法であって、前記オプティカルブラック領域から出力される信号をクランプ手段が基準電位にクランプし、前記クランプ手段によるクランプタイミングを制御するためのクランプパルスをクランプパルス発生手段が発生し、前記有効画素領域における画素の中で前記オプティカルブラック領域に隣接する画素から得られる測光値を所定値と比較し、比較結果に応じて前記クランプパルス発生手段が発生する前記クランプパルスの位相またはパルス幅を制御手段が制御することを特徴とする。
【００２０】
【発明の実施の形態】
＜第１の実施の形態＞
本発明の実施の好適な一形態について、図1から図６に基づいて説明すると以下のとおりである。
【００２１】
本実施形態における固体撮像装置の構成を図１に示す。１は被写体の光学像を固体撮像素子３に結像させるレンズ、２はシャッター機能を有しレンズ１を通った光量を制御するための絞りを兼ねた絞り・シャッター、３はレンズ１で結像された被写体光を電気信号として取り込むための固体撮像素子、４は固体撮像素子３より出力される電気信号のクロックの除去やノイズの軽減するための相関二重サンプリングを行うＣＤＳ部、５はＣＤＳ部４の出力信号を後述のタイミング発生部８から供給されるクランプパルスのタイミングで所定の基準電圧にクランプするクランプ回路部、６はクランプ出力の信号をアナログ信号からデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部、７は表示や記録などをするために所望の形式となるように種々の信号処理や変換を行う信号処理部、８は固体撮像素子３・ＣＤＳ部４・クランプ回路部５およびＡ／Ｄ変換部６へ必要なパルスを発生するタイミングパルス発生部、９はレンズ１や絞り・シャッター２を駆動するための光学系駆動部、１０は撮像装置全体の制御及び各種演算を行うシステム制御部、１１は信号処理部７からの信号を受けＬＣＤ等に表示する表示部、１２は画像データの記録又は読み出しを行うための半導体メモリー等の記録媒体である。次に、本発明の固体撮像装置の基本動作を図２のフローチャートを用いて簡単に説明する。撮像装置は、メインスイッチオンする（Ｓ３０１）とメイン電源およびコントロール系の電源がオンされる。モードが撮影または再生かを判断し（Ｓ３０２）撮影モードであれば撮影シーケンスに入る。再生モードであった場合は再生シーケンスに行き、記録媒体１２からデータを一旦信号処理部７に取り込み（Ｓ３１７）表示のための信号処理を行い、ＬＣＤ等に画像を表示する（Ｓ３１８）。その後、メインスイッチがオフされるまで画像を表示し、メインスイッチがオフされたら（Ｓ３１９）画像の表示を中止し電源をオフする。
【００２２】
Ｓ３０２の判断において撮影シーケンスに入った場合は、ＡＦレンズのレンズ位置をリセット位置まで駆動し、固体撮像素子３やタイミングパルス発生部７など撮像系回路の電源をオンする。システム制御部１０の制御により光学系駆動部９からの信号で絞り・シャッター２をまず開放にした後（Ｓ３０４）測光シーケンスに入り、固体撮像素子３を通った信号をＣＤＳ部４で相関二重サンプリング、クランプ回路部５でＯＢ部をクランプ、Ａ／Ｄ変換部６でＡ／Ｄ変換を行う。
その変換された画像データを信号処理部７で処理し、更にシステム制御１０に入力しここで測光値から露出制御値を演算する（Ｓ６００）。この演算結果に応じてシステム制御１０はプログラム線図により、絞り、シャッタースピード決定し制御する（Ｓ３０５）。表示モードを確認し（Ｓ３０６）、表示ＯＮのモードであればＬＣＤ等の表示を行い（Ｓ３０７）、そうでない場合はレリーズスイッチの第１のスイッチがオンされるまで待機する。第１のスイッチがオンされると（Ｓ３０８）、再び測光シーケンスに入り測光および演算を行い（Ｓ６００）、その結果に応じてシステム制御１０は再度プログラム線図により、絞り、シャッタースピード決定し再度制御する（Ｓ３０９）。次に、固体撮像素子３、ＣＤＳ部４、クランプ部５、Ａ／Ｄ変換部６を通った信号から信号処理部７で高周波成分を取り出し被写体までの距離の演算をシステム制御１０で行う（Ｓ３１０）。その後レンズを駆動して合焦か否かを判断し（Ｓ３１１）、合焦していないと判断したときは再びレンズを駆動し測距を行う。合焦後、レリーズスイッチの第２のスイッチがオンされるまで待機し、第２のスイッチがオンされたら（Ｓ３１２）静止画の露光を行う（Ｓ３１３）。露光が終了すると、固体撮像素子３、ＣＤＳ部４、クランプ部５、Ａ／Ｄ変換部６を通った画像データは信号処理部７で所望の信号処理を行い、システム制御１０の制御により半導体メモリー等の記録媒体１２に記録される。この時第２のスイッチが押され続けていた場合は（Ｓ３１４）、ＬＣＤ等に画像を表示し（Ｓ３１５）第２のスイッチがオフされるまで表示し続け、オフされた時には表示を止めて撮影を終了する。Ｓ３１６ではじめから第２のスイッチがオフだった場合は、表示は行わずに撮影を終了する。メインスイッチがオフされていなければ（Ｓ３１６）、レリーズスイッチの第１のスイッチが押されるまでのシーケンスを再度行い、レリーズスイッチの第１のスイッチがオンされるまで待機する。メインスイッチがオフされれば光学ブロックの各メカは所定の位置に戻りメインの電源を切る。
【００２３】
以下、本発明の実施の形態１の動作について図３の固体撮像素子からクランプ回路部までのブロック図、図４のタイミング図、図５の測光領域図、図６の測光シーケンスのフローチャートを用いて説明する。
【００２４】
図３においてＶφ１、Ｖφ３は読み出しパルスを有する垂直転送パルスで、固体撮像素子３へ出力する。ＳＨ１、ＳＨ２はＣＤＳ部４で相関二重サンプリングを行うためのパルスで、サンプルホールドパルスＳＨ１でリセットレベルを、サンプルホールドパルスＳＨ２で信号レベルをサンプルホールドする。１０１はクランプ回路部５へ出力するクランプパルスＣＰＯＢのパルスを設定するパルス設定部であり、システム制御部１０からのパルス制御信号により制御される。ＣＰＯＢは図４に示すようにＯＢ期間にＬＯＷとなりＣＤＳ出力のＯＢ部をクランプするためのパルスである。
【００２５】
図５は測光時における測光領域の区分けを固体撮像素子上に示した図である。
有効画素領域１１１を縦に８行、横に８列の合計６４の測光領域に分け、各測光領域から光量に応じた値を測光値として得る。なお、測光領域を縦横８＊８に分けたのは１例でありこの数字に限定するものではなく、８より多くても少なくても構わないし縦横が同数でなくとも良い。ただし、一般的には測光領域を細分化した方が処理の自由度が大きくなる。１１２はアルミ等で遮光を施したＯＢ期間を示し、１０２は水平期間の終わりのＯＢ期間（図４に示したＯＢ期間）に隣接している８個の測光領域を示す。
【００２６】
次に図６の測光シーケンスのフローチャートに従って説明する。測光シーケンスに入ると、レンズを介して入射した被写体光を固体撮像素子３で受光し、その出力信号をＣＤＳ部４で相関二重サンプリング、クランプ回路部５でクランプ、Ａ／Ｄ変換部６でＡ／Ｄ変換を行い、その変換された画像データを信号処理部７で処理し、更にシステム制御１０に入力し図５に示した測光領域毎に光量に応じた測光値を取得する（Ｓ６０１）。複数の測光領域のうち水平期間の終わりのＯＢ部に隣接する８個の測光領域１０２の各々の測光値を所定値Ａと比較する（Ｓ６０２）。前記８個の測光領域のうち少なくとも１個が所定値Ａよりも大きい場合は所定値２と比較する（Ｓ６０３）。そうでない場合は、所定の演算式に基づき演算を行い露出条件を求める（Ｓ６０６）。Ｓ６０３の所定値Ｂとの比較において前記８個の測光領域のすべてが所定値Ｂよりも小さい場合は、システム制御部１０からのパルス制御信号によりタイミング発生部８のパルス発生回路から出力するＣＰＯＢを、図４のＣＰＯＢ切り替え１のようにＬＯＷパルスの出力位置の設定をＯＢ期間内の後方へと変更する（Ｓ６０４）。逆にＳ６０３の所定値２との比較において前記８個の測光領域のうち少なくとも１個が所定値２よりも大きい場合は、システム制御部１０からのパルス制御信号によりタイミング発生部８のパルス発生回路から出力するＣＰＯＢを、図４のＣＰＯＢ切り替え２のようにＬＯＷパルスの出力位置の設定を更にＯＢ期間内の後方へと変更する（Ｓ６０５）。Ｓ６０４またはＳ６０５でパルスの設定変更をおこなった後は所定の演算式に基づく演算により露出条件を求め、測光シーケンスを終了する。
【００２７】
ここで、図４を用いてＣＰＯＢの設定変更について説明する。ＣＰＯＢは通常（ａ）に示すようにＯＢ期間のある期間がＬＯＷとなるパルスである。ところで、スポット光や太陽光などの非常に強い光が入射し図１４（ｂ）のＣＣＤ出力図に示すようにＯＢ部へ電荷の漏れ込みが発生した場合、ＯＢ部への電荷の漏れ込みは有効画素側から徐々におこる。
【００２８】
そこで、水平期間の終わりのＯＢ部に隣接する８個の測光領域１０２の各々の測光値を所定値Ａと比較し、所定値Ａを超えている領域が少なくとも１個以上あるときは、ＯＢ部に電荷が漏れ込む可能性があると判断し、図のＣＰＯＢ切り換え１のようにパルス位置を後方に変更する。更に所定値Ｂと比較して所定値Ｂを超えている領域が少なくとも１個以上のときは、ＯＢ部にさらに電荷が漏れ込む可能性があると判断し、図４に示すＣＰＯＢ切り替え２のようにパルス位置を更にＯＢ期間内の後方に変更する。上記に示した所定値Ａと所定値Ｂの大小関係は所定値２の方が大きい。このように画面右側に入射する光量に応じてクランプパルスの位置の設定を変更することにより、ＯＢ期間に電荷の漏れ込みが発生する可能性がある場合においても電荷の漏れ込みのない本来の基準となるべきＯＢ部をクランプすることが可能となる効果を有する。
【００２９】
また、ＯＢ期間に電荷が漏れ込む現象に対してＯＢ期間のクランプパルスで対応する方法には、図７に示す方法もある。図７において通常時のクランプパルスはＯＢ期間のほぼ全体をクランプするパルス幅の設定になっている。図４に示した場合と同様に、水平期間の終わりのＯＢ部に隣接する８個の測光領域１０２の各々の測光値を所定値Ａと比較する。そして、所定値Ａを超えている領域が少なくとも１個以上あるときはＣＰＯＢ切り換え１のようにパルス幅をＯＢ期間内の後方に狭くなるように変更する。更に所定値Ｂと比較して所定値Ｂを超えている領域が少なくとも１個以上あるときは、図のＣＰＯＢ切り換え２のようにパルス幅を更にＯＢ期間内の後方に狭くなるように変更する。図７に示したこの方法においても図４に示した方法と同様に、ＯＢ期間に電荷の漏れ込みが発生する可能性がある場合にいても電荷の漏れ込みのない本来の基準となるべきＯＢ部をクランプすることが可能となる効果を有する。また、図７に示した方法の場合には、次の場合に特に有効である。すなわち、撮像装置のクランプ回路において、クランプの時定数を短くした場合、ライン間で異なるＯＢレベルをサンプルホールドしてクランプすることになり、結果として画面上に水平方向の筋状のノイズとなり画質に影響を与えてしまうことがある。従って、従来の撮像装置のクランプ回路においては、画質と応答スピードを考慮してＯＢクランプ時の時定数はある程度長くする必要がある。かかる場合にＯＢ期間への電荷の漏れ込みが発生する可能性がある場合にいても有効にクランプすることができる。
【００３０】
また、本実施の形態においてはクランプパルスの位置設定および幅設定は、回路的な構成を変更することなくシステム制御部１０からのパルス制御信号のみで実現可能であるので、コストをかけずに実現できるという効果も有する。
【００３１】
なお、上記実施の形態では、図４，図７に示したように、クランプパルスの位置、幅を制御したが、このコンビネーションでも構わない。たとえば、測光値が大きくなるに伴い、パルスの位置を有効画素から遠ざけるように制御すると共に、パルスの幅を狭めるように制御する。また、測光値が小さくなるに伴い、パルスの位置を有効画素から近づけるようにすると共に、パルスの幅を広めるように制御するといった具合である。
【００３２】
＜第２の実施の形態＞
次に本発明の第２の実施の形態について述べる。本実施の形態においては、実施の形態１に記載と同様の構成については、同一図面を使用する。したがって、信号処理装置としての固体撮像装置の構成を示す図１、固体撮像装置の基本動作を示す図２および測光時の測光領域の区分けを示した図５は本発明の実施の形態２をも示し説明は省略する。
【００３３】
以下、本発明の第２の実施の形態の動作について図８のブロック図、図９のタイミング図および図１０の測光シーケンスのフローチャートを用いて説明する。
【００３４】
図８において図３と同じ機能を有するブロックには同じ番号を付加してあり、機能が同じであるものの説明は省略する。１０３はクランプ回路部５へ出力するクランプパルスＣＰＯＢを、ＣＰＯＢ１またはＣＰＯＢ２のどちらかに切り換えるためのスイッチであり、システム制御部１０からの切り換えパルスにより制御される。図９に示すように、ＣＰＯＢ１はＯＢ期間にＬＯＷとなるパルスであり、ＣＰＯＢ２は水平帰線期間と有効画素期間の間にある所謂ダミー期間にＬＯＷとなるパルスである。ダミー期間は水平転送レジスタのうちで垂直転送レジスタから電荷を転送されない部分である。別言すれば、本来の光学的黒レベルと全く一致するものではないが擬似的な黒レベルと見なすことができる期間である。
【００３５】
次に図１０の測光シーケンスのフローチャートに従って説明する。図１０において図６と同じ機能を有するステップには同じ番号を付加してある。測光シーケンスに入ると、レンズを介して入射した被写体光を固体撮像素子３で受光し、その出力信号をＣＤＳ部４で相関二重サンプリング、クランプ回路部５でクランプ、Ａ／Ｄ変換部６でＡ／Ｄ変換を行い、その変換された画像データを信号処理部７で処理し、更にシステム制御１０に入力し図５に示した測光領域毎に光量に応じた測光値を取得する（Ｓ６０１）。複数の測光領域のうち水平期間の終わりのＯＢ部に隣接する８個の測光領域１０２の各々の測光値を所定値Ａと比較する（Ｓ６０２）。前記８個の測光領域のうち少なくとも１個が所定値Ａよりも大きい場合は所定値Ｂと比較する（Ｓ６０３）。そうでない場合は、所定の演算式に基づき演算を行い露出条件を求める（Ｓ６０６）。Ｓ６０３の所定値Ｂとの比較において前記８個の測光領域のすべてが所定値Ｂよりも小さい場合は、システム制御部１０からのパルス制御信号によりタイミング発生部８のパルス発生回路から出力するＣＰＯＢを、図９のＣＰＯＢ切り換え１のようにＬＯＷパルスの出力位置の設定をＯＢ期間の後方へと変更する（Ｓ６０４）。Ｓ６０３で所定値Ｂとの比較において前記８個の測光領域のうち少なくとも１個が所定値Ｂよりも大きい場合は、更に所定値Ｃと比較する（Ｓ９０１）。Ｓ９０１での所定値Ｃとの比較において前記８個の測光領域のすべてが所定値Ｃよりも小さい場合は、更にＯＢ期間の後方へと変更する（Ｓ６０５）。すなわち、システム制御部１０からのパルス制御信号によりタイミング発生部８のパルス発生回路から出力するＣＰＯＢを、図９のＣＰＯＢ切り換え２のようにＬＯＷパルスの出力位置の設定を更にＯＢ期間の後方へと変更する。逆にＳ９０１での所定値３との比較において、前記８個の測光領域のうち少なくとも１個が所定値３よりも大きい場合は、クランプパルスをＣＰＯＢ１からＣＰＯＢ２へ切り換える（Ｓ９０２）。すなわち、大幅にＯＢ期間に電荷が漏れこんでしまう可能性があると判断し、システム制御部１０からの切り換えパルスによりスイッチ１０３を制御しクランプ回路部５へのクランプパルスをＣＰＯＢ１からＣＰＯＢ２へ切り換える。ＣＰＯＢ２は図９に示すように水平帰線期間と有効画素期間の間にある所謂ダミー期間にＬＯＷとなるパルスである。このダミー期間は水平転送レジスタのうちで垂直転送レジスタから電荷を転送されない部分で、本来の光学的黒レベルと全く一致するものではないが擬似的な黒レベルと見なすことができる。従ってクランプ回路部５にＣＰＯＢ２を入力したときも正常時にほぼ等しいクランプ電位でクランプすることが可能となる。つまり、ＯＢ部に電荷が漏れこまない正常時はクランプパルスを本来のＣＰＯＢ１とすることにより本来の黒レベルをクランプすることができる。一方、ＯＢ期間全体に電荷が漏れむ可能性がある場合はクランプパルスをＣＰＯＢ２とすることにより本来の光学的黒レベルと全く一致するものではないが擬似的な黒レベルのダミー期間をクランプすることによりほぼ正常なクランプ電位でクランプできる効果を有する。
【００３６】
なお、ダミー期間とＯＢ期間とのレベル差が無視できない場合は、正常時のクランプ電位とダミー期間のクランプ電位のレベル差を知っておくことにより、クランプ回路部５またはＡ／Ｄ変換部６でレベル差を補正しても良い。
【００３７】
また、所定値Ａ、ＢおよびＣの値の設定次第では、クランプパルスＣＰＯＢ１のパルス位置の設定変更を行なわずに、クランプ手段へ供給するクランプパルスを直ちにＣＰＯＢ１からＣＰＯＢ２へと切り換えられることは明らかである。
【００３８】
そして、Ｓ６０４またはＳ６０５でパルス設定変更をおこなった場合かまたはＳ９０２でパルスの切り換えをおこなった後は、所定の演算式に基づく演算により露出条件を求め測光シーケンスを終了する。
【００３９】
上記の実施の形態における信号処理としての固体撮像装置によれば、クランプ手段に入力するクランプパルスのパルス位置またはパルス幅を画面の右側に入射する光量に応じてＯＢ期間内の後方に設定変更することにより、電荷の漏れがないＯＢ期間後方のＯＢ部をクランプさせることができる効果を有する。
【００４０】
また、画面の右側に入射する光量が所定値以上となりＯＢ期間全体に電荷が漏れむ可能性がある場合においては、前記クランプ手段に入力するクランプパルスを、ＯＢ期間をクランプするパルスからダミー期間をクランプするパルスに切り換えることにより、本来の黒レベルに擬似的に等しいレベルにクランプさせることができる効果を有する。
【００４１】
またクランプパルスの位置、幅の設定およびクランプパルス他のクランプパルスに切り換える方法は、回路的な変更を行うことなしに実現できるためコスト的にも有用である。
【００４２】
また、本実施の形態においては回路的な構成を変更することなくシステム制御部１０からの切り換えパルスの制御のみでクランプパルスの切り換えが可能であるので、コストをかけずに実現できるという効果も有する。
【００４３】
なお、上記第１、及び第２の実施の形態では、測光値と所定値Ａ、Ｂとの比較において、クランプパルスの制御を行なったところ、測光により得られた値に相関してパルスの位置、幅を制御するようにしても構わない。例えば、測光値が大きくなるに伴い、パルスの位置を有効画素から遠ざけるように制御したり、あるいは、パルスの幅を狭めるように制御する。また、測光値が小さくなるに伴い、パルスの位置を有効画素から近づけるように制御したり、あるいは、パルスの幅を広めるように制御するといった具合である。この場合、測光値に対して線形的に対応することができる。
【００４４】
また、上記第１、第２の実施の形態では、図１３に示された固体撮像装置が有する固体撮像素子のチップの構成を用いて説明したがこれに限るものではない。
例えば、図１１に示した固体撮像素子のチップの構成でも構わない。すなわち、図１３にあるように、ＯＢ領域１１２と出力回路１１７が向かって左右対称の位置にあるところ、図１３では、向かって右にＯＢ領域１１２、左に出力回路１１７がある。この場合においても、測光値が高い場合には有効画素期間からなるべく遠いところをクランプしたいという考えがある。したがって、出力回路１１７とＯＢ領域１１２が同じ場合、信号としての電荷の水平転送は右方向となり電荷の漏れ込みは左側の画素へとる。つまり、ＯＢへの漏れこみは左側の画素すべて漏れこんだ後になる。そうすると有効画素のそばのＯＢが一番最後に漏れこむことになる。したがって、１水平期間後のＯＢ期間において、上記第１、第２の実施の形態と同様のパルス制御が有効となる。
【００４５】
＜その他の実施の形態＞
本発明の目的は、第１及び第２及び第３の実施の形態のホスト及び端末の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記憶した記憶媒体を、システム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（又はＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読みだして実行することによっても、達成されることは言うまでもない。
【００４６】
この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が第１及び第２の実施の形態の機能を実現することとなり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することとなる。
【００４７】
プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、ＲＯＭ、フロッピーディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード等を用いることができる。
【００４８】
また、コンピュータが読みだしたプログラムコードを実行することにより、第１及び第２及び第３の実施の形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳ等が実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって第１及び第２の実施の形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【００４９】
さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された拡張機能ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵ、システム制御部などが実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって第１及び第２の実施の形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【００５０】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、強い光が入射した場合でも、適正な画像が得られる信号処理装置、その制御方法、及びそのプログラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態のブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態のフローチャートである。
【図３】第１の実施の形態における固体撮像素子からクランプ回路までのブロック図である。
【図４】第１の実施の形態のタイミング図である。
【図５】本発明の実施の形態の測光領域を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態１の測光シーケンスのフローチャートである。
【図７】第１の実施の形態のタイミング図である。
【図８】本発明の実施の形態２の固体撮像素子からクランプ回路までのブロック図である。
【図９】本発明の実施の形態２のタイミング図である。
【図１０】本発明の実施の形態２の測光シーケンスのフローチャートである。
【図１１】別の固体撮像素子のチップの構成を示す説明図である。
【図１２】固体撮像装置の固体撮像素子からクランプ回路までのブロック図である。
【図１３】固体撮像素子のチップの構成を示す説明図である。
【図１４】（ａ）は通常動作時の波形図であり、（ｂ）はＯＢ部に電荷が漏れ込んだときの波形図である。
【図１５】１水平期間における通常動作時とＯＢ部に電荷が漏れ込んだときのＣＤＳ出力を示す波形図である。
【符号の説明】
１レンズ
２シャッタ機能付き絞り
３固体撮像素子
４ＣＤＳ部
５クランプ回路部
６Ａ／Ｄ変換部
７信号処理部
８タイミング発生部
９光学系駆動部
１０システム制御部
１１表示部
１２記録媒体

Claims

光を受光して信号を発生する光電変換手段を有し、被写体光を受光可能な有効画素領域と遮光されたオプティカルブラック領域からなる撮像手段と、
前記オプティカルブラック領域から出力される信号を基準電位にクランプするクランプ手段と、
前記クランプ手段によるクランプタイミングを制御するためのクランプパルスを発生するクランプパルス発生手段と、
前記有効画素領域における画素の中で前記オプティカルブラック領域に隣接する画素から得られる測光値を所定値と比較し、比較結果に応じて前記クランプパルス発生手段が発生する前記クランプパルスの位相またはパルス幅を制御する制御手段と
を有することを特徴とする信号処理装置。
前記制御手段は、前記測光値が前記所定値よりも大きい場合に、前記オプティカルブラック領域にある画素の中で前記有効画素領域から離れた位置にある画素から出力される信号を前記基準電圧にクランプするように、前記クランプパルスの位相を遅らせることを特徴とする請求項１に記載の信号処理装置。
前記制御手段は、前記測光値が前記所定値よりも大きい場合に、ダミー期間を前記基準電位にクランプするように、前記クランプパルスの位相を遅らせることを特徴とする請求項１に記載の信号処理装置。
前記制御手段は、前記測光値が前記所定値よりも大きい場合に、前記オプティカルブラック領域にある画素の中で前記有効画素領域から離れた位置にある画素から出力される信号を前記基準電圧にクランプするように、前記クランプパルスのパルス幅を狭くするよう制御することを特徴とする請求項１に記載の信号処理装置。
光を受光して信号を発生する光電変換手段を有し、被写体光を受光可能な有効画素領域と遮光されたオプティカルブラック領域からなる撮像手段から出力される信号を処理するための信号処理装置の制御方法であって、
前記オプティカルブラック領域から出力される信号をクランプ手段が基準電位にクランプし、
前記クランプ手段によるクランプタイミングを制御するためのクランプパルスをクランプパルス発生手段が発生し、
前記有効画素領域における画素の中で前記オプティカルブラック領域に隣接する画素から得られる測光値を所定値と比較し、比較結果に応じて前記クランプパルス発生手段が発生する前記クランプパルスの位相またはパルス幅を制御手段が制御することを特徴とする信号処理装置の制御方法。
前記制御手段は、前記測光値が前記所定値よりも大きい場合に、前記オプティカルブラック領域にある画素の中で前記有効画素領域から離れた位置にある画素から出力される信号を前記基準電圧にクランプするように、前記クランプパルスの位相を遅らせることを特徴とする請求項５に記載の信号処理装置の制御方法。
前記制御手段は、前記測光値が前記所定値よりも大きい場合に、ダミー期間を前記基準電位にクランプするように、前記クランプパルスの位相を遅らせることを特徴とする請求項５に記載の信号処理装置の制御方法。
前記制御手段は、前記測光値が前記所定値よりも大きい場合に、前記オプティカルブラック領域にある画素の中で前記有効画素領域から離れた位置にある画素から出力される信号を前記基準電圧にクランプするように、前記クランプパルスのパルス幅を狭くするよう制御することを特徴とする請求項５に記載の信号処理装置の制御方法。