KR20030091646A - Picture signal processor - Google Patents
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Abstract
본 발명은 시스템의 외란(外亂)에 대한 내성을 높이고, 또한, 안정하게 선명한 화상을 얻기 위한 것으로, 광원면 내에 유효 화소 영역(12)과 차광 영역(13, 14)을 갖는 고체 촬상 장치(1)로부터 출력되는 화소 신호에 상관 이중 샘플링을 실시하는 상관 이중 샘플링 회로(2)와, 이 상관 이중 샘플링 회로(2)로부터 출력되는 화소 신호를 증폭하는 증폭 회로(3)와, 이 증폭 회로(3)로부터 출력되는 상기 차광 영역(13, 14)의 화소 신호에 근거하여, 상기 상관 이중 샘플링 회로(2) 및 상기 증폭 회로(3)에 흑 레벨 보정을 위한 오프셋 전위를 출력하는 오프셋 보정 회로(6)를 구비하는 화상 신호 처리 장치에 있어서, 상기 오프셋 보정 회로(6)는 촬상 주기마다 흑 레벨 보정을 위한 오프셋 전위인 계산 기준 전위를 구하고, 이 계산 기준 전위를, 갱신 직전의 오프셋 전위인 갱신 전 기준 전위로부터 상기 계산 기준 전위에 완화 계수를 갖고 접근시킨다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a solid-state imaging device having an effective pixel region 12 and a light shielding region 13, 14 in a light source surface to increase the resistance to disturbance of a system and to obtain a stable and clear image. A correlated double sampling circuit 2 for performing correlated double sampling on the pixel signal output from 1), an amplifying circuit 3 for amplifying the pixel signal output from the correlated double sampling circuit 2, and this amplifying circuit ( An offset correction circuit for outputting an offset potential for black level correction to the correlated double sampling circuit 2 and the amplifying circuit 3 based on the pixel signals of the light shielding regions 13 and 14 output from 3) ( In the image signal processing apparatus provided with 6), the offset correction circuit 6 obtains a calculation reference potential that is an offset potential for black level correction at each imaging period, and calculates this calculation reference potential as an offset potential immediately before updating. Seen from the former reference potential then has an access to the relaxation coefficient calculating a reference potential.
Description
본 발명은 CCD 이미지 센서나 CMOS 이미지 센서 등의 고체 촬상 소자로부터 출력되는 화상 신호로부터 선명한 화상을 얻는 화상 신호 처리 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an image signal processing apparatus for obtaining a clear image from an image signal output from a solid-state image sensor such as a CCD image sensor or a CMOS image sensor.
CCD 이미지 센서나 CMOS 이미지 센서 등의 고체 촬상 소자로부터 순차적으로 얻어지는 화소 신호를 디지털 처리하는 화상 신호 처리 장치는, 통상, 상관 이중 샘플링 회로, 증폭 회로, A/D 변환 회로 및 오프셋 보정 회로를 마련하고 있다.BACKGROUND ART Image signal processing apparatuses for digitally processing pixel signals sequentially obtained from solid-state image pickup devices such as CCD image sensors and CMOS image sensors typically include a correlated double sampling circuit, an amplifier circuit, an A / D conversion circuit, and an offset correction circuit. have.
상관 이중 샘플링 회로란 화소 신호의 노이즈를 억압하기 위한 회로이며, 고체 촬상 소자로부터 페디스털 레벨(일반적으로 흑 레벨)과 신호 레벨의 쌍에 의해 구성된 화소 신호를 얻고, 페디스털 레벨을 클램프 전위에 클램프하며, 신호 레벨이 출력되고 있는 주사 기간 동안에 이 클램프를 해제하여, 페디스털 레벨로부터 신호 레벨로의 변화분을 샘플링, 홀딩한다. 특히, CCD 등의 고체 촬상 소자의 어레이 상에는 차광 영역이 마련되어 있고, 이 차광 영역의 화소 신호를 흑 레벨로서 고정하고 있다.A correlated double sampling circuit is a circuit for suppressing noise of a pixel signal, and obtains a pixel signal composed of a pair of a pedestal level (typically a black level) and a signal level from a solid-state imaging device, and converts the pedestal level into a clamp potential. The clamp is released during the scanning period in which the signal level is being output, so as to sample and hold the change from the pedestal level to the signal level. In particular, a light shielding region is provided on an array of solid state imaging elements such as a CCD, and the pixel signal of the light shielding region is fixed as a black level.
또한, 증폭 회로는 상관 이중 샘플링 회로로부터 출력된 신호를 외부로부터 인가된 데이터에 따라 제어된 증폭률로 증폭하는 회로이다. 또한, A/D 변환 회로는 증폭 회로로부터 출력된 아날로그 신호를 샘플링하고, 양자화, 부호화하여 디지털 신호로 변환하는 회로이다.The amplifying circuit is a circuit for amplifying the signal output from the correlated double sampling circuit at a controlled amplification factor in accordance with data applied from the outside. The A / D conversion circuit is a circuit which samples, quantizes and encodes an analog signal output from the amplifier circuit and converts it into a digital signal.
또한, 페디스털 레벨인 흑 레벨은 오프셋을 갖지 않는 것이 이상적이지만, 실제 고체 촬상 소자에서는 오프셋 전압이 발생하기 때문에, 신호 레벨 정밀도를 확보하기 위해서는 이 오프셋 전압을 보정해야 한다. 이 기능을 실현하는 것이 오프셋 보정 회로이며, 통상, A/D 변환 회로에 의해 디지털화된 신호에 근거하여 증폭 회로의 오프셋 전압을 조정한다.The black level, which is a pedestal level, ideally does not have an offset. However, since the offset voltage is generated in the actual solid-state imaging device, this offset voltage must be corrected to ensure signal level accuracy. It is the offset correction circuit which realizes this function, and usually, the offset voltage of the amplifier circuit is adjusted based on the signal digitized by the A / D conversion circuit.
그러나, 상술한 바와 같은 종래의 화상 신호 처리 장치에서는 충분한 휘도의 확보 등을 하기 위해 증폭 회로의 증폭률을 변경한 경우, 상기 흑 레벨의 어긋남이 발생한다는 문제가 있었다.However, in the conventional image signal processing apparatus as described above, there is a problem that the black level deviation occurs when the amplification ratio of the amplifying circuit is changed to ensure sufficient luminance and the like.
또한, 고체 촬상 소자의 어레이 상의 차광 영역이, 예컨대, 어레이면의 상단부와 하단부와 같이 복수의 개소에 배치되어 있던 경우, 위치가 다른 차광 영역 사이에서 흑 레벨로서의 신호 출력에 편차가 발생한다는 문제도 있었다.In addition, when the light shielding area on the array of the solid-state imaging device is disposed at a plurality of locations such as the upper end and the lower end of the array surface, there is also a problem that a deviation occurs in the signal output as a black level between the light shielding areas having different positions. there was.
그래서, 본 출원인은 일본 특허 출원 2000-393581호에 의해 상기 문제를 해결하고 있다. 본 출원은 흑 레벨의 어긋남을 해결하기 위해서 고체 촬상 장치가 광원면 내에 갖는 차광 영역에서의 화소 신호 출력을 참조하여 흑 레벨 보정값을 산출할 때, 증폭률을 복수의 값으로 하여 얻어진 복수의 차광 영역 출력으로부터 증폭률에 의하지 않고 안정한 흑 레벨을 얻기 위한 보정값을 얻는 화상 신호 처리장치 및 화상 신호 처리 방법을 기술하고 있다.Therefore, the present applicant solves the above problem by Japanese Patent Application No. 2000-393581. The present application provides a plurality of light shielding regions obtained by amplifying a plurality of values when calculating the black level correction value with reference to the pixel signal output in the light shielding region that the solid-state imaging device has in the light source surface in order to solve the black level deviation. An image signal processing apparatus and an image signal processing method for obtaining a correction value for obtaining a stable black level from an output amplification ratio are described.
그러나, 상기 출원의 화상 신호 처리 장치 및 화상 신호 처리 방법은 한 화면분의 구동 기간 동안에 증폭률을 변경하지 않고 있을 때에도 기간 중의 차광 영역의 출력으로부터만 흑 레벨을 보정하는 방식이기 때문에, 복수 화상의 연속 촬영 시에 적용한 경우, 시스템의 외란에 약하고, 연속하는 화면 사이에서 흑 레벨이 흔들리기 쉽다는 결점이 있었다.However, since the image signal processing device and image signal processing method of the above application are a system of correcting the black level only from the output of the light shielding area during the period even when the amplification factor is not changed during the driving period of one screen, succession of a plurality of images When applied at the time of shooting, the system was weak in disturbance of the system, and there was a drawback that the black level was easily shaken between successive screens.
또한, 상기 출원의 흑 레벨 보정 방식은 차광 영역 출력으로부터 흑 레벨 보정값을 얻고, 또한 그 보정값을 다음 화면의 차광 영역 출력에 적용한다는 귀환 루프를 형성하고 있어, 시스템의 외란(外亂)이나 설정값의 변경 등에 의해 발진, 링잉(ringing)이 일어나기 쉽다는 문제점이 있었다.In addition, the black level correction method of the above application forms a feedback loop that obtains the black level correction value from the light shielding area output and applies the correction value to the light shielding area output of the next screen. There has been a problem that oscillation and ringing are likely to occur due to a change in the set value.
본 발명은 상기에 감안하여 이루어진 것으로, 연속 촬상 중에 임의의 한 화면 내의 차광 영역 출력을 처리하고, 흑 레벨 보정값이 얻어졌을 때에 이 흑 레벨 보정값을 후에 계속되는 유효 화소 영역의 출력에 즉시 적용하지 않고, 갱신 전의 흑 레벨 보정값으로부터 갱신해야 할 흑 레벨 보정값에 완화 계수 γ를 갖고 접근시킨다는 방법을 채용함으로써, 외란에 대한 내성을 높이고, 또한, 목표값으로의 수속 속도를 조정할 수 있게 한 화상 신호 처리 장치를 얻는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above, and processes the light shielding area output in any one screen during continuous imaging, and when the black level correction value is obtained, does not immediately apply the black level correction value to the subsequent output of the effective pixel area. Instead, by adopting a method of approaching the black level correction value to be updated from the black level correction value before the update with the relaxation coefficient γ, the image can be made more resistant to disturbance and the adjustment speed to the target value can be adjusted. It is an object to obtain a signal processing device.
도 1은 본 발명의 실시예 1인 화상 신호 처리 장치의 개략 구성을 나타내는 블록도,1 is a block diagram showing a schematic configuration of an image signal processing device according to a first embodiment of the present invention;
도 2는 고체 촬상 장치의 차광 영역의 구성의 일례를 나타내는 설명도,2 is an explanatory diagram showing an example of a configuration of a light shielding region of a solid-state imaging device;
도 3은 실시예 3에서의 증폭률과 흑 레벨 목표값의 관계의 일례를 나타내는 그래프,3 is a graph showing an example of a relationship between an amplification factor and a black level target value in Example 3;
도 4는 실시예 5의 화상 신호 처리 장치의 개략 구성을 나타내는 블록도,4 is a block diagram showing a schematic configuration of an image signal processing device according to a fifth embodiment;
도 5는 실시예 6의 화상 신호 처리 장치의 개략 구성을 나타내는 블록도,5 is a block diagram showing a schematic configuration of an image signal processing apparatus according to a sixth embodiment;
도 6은 도 5의 화상 신호 처리 장치의 변형예의 개략 구성을 나타내는 블록도.6 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a modification of the image signal processing device of FIG. 5.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for the main parts of the drawings
1 : 고체 촬상 장치2 : 상관 이중 샘플링 회로1: solid-state imaging device 2: correlated double sampling circuit
3 : 증폭 회로4 : A/D 변환 회로3: amplification circuit 4: A / D conversion circuit
5 : 증폭률 설정 레지스터6 : 오프셋 보정 회로5: amplification factor setting register 6: offset correction circuit
12 : 유효 화소 영역13, 14 : 차광 영역12: effective pixel area 13, 14: light shielding area
21, 31 : 기준 전위71 : 입력 범위 가변 A/D 변환 회로21, 31: reference potential 71: input range variable A / D conversion circuit
72 : 증폭률 A/D 범위 변환 회로92 : 상관 이중 샘플링 회로 어레이72: amplification factor A / D range conversion circuit 92: correlated double sampling circuit array
93 : 범위 가변 A/D 변환 회로 어레이93: range variable A / D conversion circuit array
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 화상 신호 처리 장치는 광원면 내에 유효 화소 영역과 차광 영역을 갖는 고체 촬상 장치로부터 출력되는 화소 신호에 상관 이중 샘플링을 실시하는 상관 이중 샘플링 회로와, 이 상관 이중 샘플링 회로로부터 출력되는 화소 신호를 증폭하는 증폭 회로와, 이 증폭 회로로부터 출력되는 상기 차광 영역의 화소 신호에 근거하여, 상기 상관 이중 샘플링 회로 및 상기 증폭 회로에 흑 레벨 보정을 위한 오프셋 전위를 출력하는 오프셋 보정 회로를 구비하는 화상 신호 처리 장치에 있어서, 상기 오프셋 보정 회로는 촬상 주기마다 흑 레벨 보정을 위한 오프셋 전위인 계산 기준 전위를 구하고, 이 계산 기준 전위를, 갱신 직전의 오프셋 전위인 갱신 전 기준 전위로부터 상기 계산 기준 전위에 완화 계수를 갖고 접근시키는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, an image signal processing apparatus according to the present invention comprises a correlated double sampling circuit for performing correlated double sampling on a pixel signal output from a solid-state imaging device having an effective pixel region and a light shielding region in a light source surface, and the correlation An amplification circuit for amplifying the pixel signal output from the double sampling circuit and an offset potential for black level correction to the correlated double sampling circuit and the amplifying circuit based on the pixel signal of the light shielding region output from the amplifying circuit. An image signal processing apparatus having an offset correction circuit, wherein the offset correction circuit obtains a calculation reference potential that is an offset potential for black level correction at each imaging cycle, and calculates this calculation reference potential before an update that is an offset potential immediately before the update. Approach the calculation reference potential from the reference potential with a relaxation factor It is characterized by.
본 발명에 따르면, 오프셋 보정 회로는 촬상 주기마다 흑 레벨 보정을 위한 오프셋 전위인 계산 기준 전위를 구하고, 이 계산 기준 전위를, 갱신 직전의 오프셋 전위인 갱신 전 기준 전위로부터 계산 기준 전위에 완화 계수를 갖고 접근시킬 수 있다.According to the present invention, the offset correction circuit obtains a calculation reference potential which is an offset potential for black level correction at each imaging cycle, and calculates this relaxation reference potential from the pre-update reference potential which is the offset potential just before the update to the calculation reference potential. Can be accessed with.
본 발명에 따른 화상 신호 처리 장치는, 상기의 발명에 있어서, 오프셋 보정 회로는 계산 기준 전위와 갱신 전 기준 전위의 차이에 완화 계수 γ(0∼1 사이의 임의 실수)를 승산한 값을 상기 갱신 전 기준 전위에 가산한 갱신 기준 전위에 의해 보정하는 것을 특징으로 한다.In the image signal processing apparatus according to the present invention, in the above invention, the offset correction circuit updates the value obtained by multiplying the difference between the calculated reference potential and the reference potential before updating by the relaxation coefficient γ (any real number between 0 and 1). It is characterized by the correction by the update reference potential added to all the reference potentials.
본 발명에 따르면, 오프셋 보정 회로는 계산 기준 전위와 갱신 전 기준 전위의 차이에 완화 계수 γ(0∼1 사이의 임의 실수)를 승산한 값을 갱신 전 기준 전위에 가산한 갱신 기준 전위에 의해 보정할 수 있다.According to the present invention, the offset correction circuit corrects the value by multiplying the difference between the calculated reference potential and the pre-update reference potential by the relaxation coefficient γ (any real number between 0 and 1) by the update reference potential added to the reference potential before update. can do.
본 발명에 따른 화상 신호 처리 장치는, 상기의 발명에 있어서, 상기 오프셋 보정 회로는 증폭률의 값에 의해 승산하는 완화 계수를 변화시키는 것을 특징으로 한다.In the image signal processing apparatus according to the present invention, in the above invention, the offset correction circuit changes the relaxation coefficient multiplied by the value of the amplification factor.
본 발명에 따르면, 오프셋 보정 회로는 증폭률의 값에 의해 승산하는 완화 계수를 변화시킬 수 있다.According to the present invention, the offset correction circuit can change the relaxation coefficient multiplied by the value of the amplification factor.
본 발명에 따른 화상 신호 처리 장치는, 상기의 발명에 있어서, 상기 오프셋 보정 회로는 회로의 설정값이나 외부 조건의 소정 변화를 트리거로 하여 완화 계수를 동적으로 변화시키는 것을 특징으로 한다.The image signal processing apparatus according to the present invention is characterized in that in the above invention, the offset correction circuit dynamically changes the relaxation coefficient by triggering a predetermined change of a set value of the circuit or an external condition.
본 발명에 따르면, 오프셋 보정 회로는 회로의 설정값이나 외부 조건의 소정 변화를 트리거로 하여 완화 계수를 동적으로 변화시킬 수 있다.According to the present invention, the offset correction circuit can dynamically change the relaxation coefficient by triggering a predetermined change in the set value of the circuit or an external condition.
본 발명에 따른 화상 신호 처리 장치는, 상기의 발명에 있어서, 상기 오프셋 보정 회로는 증폭률의 소정 변화를 트리거로 하는 것을 특징으로 한다.In the image signal processing apparatus according to the present invention, in the above invention, the offset correction circuit is characterized by triggering a predetermined change in amplification factor.
본 발명에 따르면, 오프셋 보정 회로는 증폭률의 소정 변화를 트리거로 할 수 있다.According to the present invention, the offset correction circuit can trigger a predetermined change in the amplification factor.
본 발명에 따른 화상 신호 처리 장치는, 상기의 발명에 있어서, 상기 오프셋 보정 회로는 화소의 축적 시간의 소정 변화를 트리거로 하는 것을 특징으로 한다.The image signal processing apparatus according to the present invention is characterized in that in the above invention, the offset correction circuit triggers a predetermined change in the accumulation time of the pixel.
본 발명에 따르면, 오프셋 보정 회로는 화소의 축적 시간의 소정 변화를 트리거로 할 수 있다.According to the present invention, the offset correction circuit can trigger a predetermined change in the accumulation time of the pixel.
본 발명에 따른 화상 신호 처리 장치는, 상기의 발명에 있어서, 오프셋 보정 회로는 유효 화소 영역의 주사 전에 주사되어 출력되는 제 1 차광 영역의 출력과, 상기 유효 화소 영역의 주사 후에 주사되어 출력되는 제 2 차광 영역의 출력으로부터 갱신 기준 전위를 산출할 때에, 상기 제 1 차광 영역의 출력 및 제 2 차광 영역의 출력의 양쪽 출력을 참조하는 동작과, 상기 제 1 차광 영역의 출력만을 참조하는 동작으로 전환하는 것을 특징으로 한다.In the image signal processing apparatus according to the present invention, in the above invention, the offset correction circuit includes an output of a first light shielding region that is scanned and output before scanning of the effective pixel region, and a scanning and output after scanning of the effective pixel region. When calculating the update reference potential from the output of the second light shielding region, switching to the operation of referring to both the output of the first light shielding region and the output of the second light shielding region, and to the operation of only referring to the output of the first light shielding region. Characterized in that.
본 발명에 따르면, 오프셋 보정 회로는 유효 화소 영역의 주사 전에 주사되어 출력되는 제 1 차광 영역의 출력과, 유효 화소 영역의 주사 후에 주사되어 출력되는 제 2 차광 영역의 출력으로부터 갱신 기준 전위를 산출할 때에, 상기 제 1 차광 영역의 출력 및 제 2 차광 영역의 출력의 양쪽 출력을 참조하는 동작과, 상기 제 1 차광 영역의 출력만을 참조하는 동작 사이에서 전환할 수 있다.According to the present invention, the offset correction circuit calculates the update reference potential from the output of the first light shielding region scanned and output before the scanning of the effective pixel region and the output of the second light shielding region scanned and output after the scanning of the effective pixel region. At this time, it is possible to switch between an operation of referring to both the output of the first light blocking region and the output of the second light blocking region, and an operation of referring to only the output of the first light blocking region.
본 발명에 따른 화상 신호 처리 장치는, 상기의 발명에 있어서, 상기 오프셋 보정 회로는 회로의 설정값이나 외부 조건의 소정 변화를 트리거로서 참조하는 동작을 동적으로 전환하는 것을 특징으로 한다.The image signal processing apparatus according to the present invention is characterized in that in the above invention, the offset correction circuit dynamically switches an operation of referring to a predetermined value of a circuit or a predetermined change of an external condition as a trigger.
본 발명에 따르면, 오프셋 보정 회로는 회로의 설정값이나 외부 조건의 소정 변화를 트리거로서 참조하는 동작을 동적으로 전환할 수 있다.According to the present invention, the offset correction circuit can dynamically switch an operation of referring to a predetermined value of a circuit or a predetermined change in an external condition as a trigger.
본 발명에 따른 화상 신호 처리 장치는, 상기의 발명에 있어서, 증폭률이 높은 경우에 상기 계산 기준 전위를 계산된 값으로부터 소정의 백 레벨 집합으로 수정하는 것을 특징으로 한다.The image signal processing apparatus according to the present invention is characterized in that in the above invention, the calculation reference potential is corrected from the calculated value to a predetermined set of back levels when the amplification factor is high.
본 발명에 따르면, 증폭률이 높은 경우에 계산 기준 전위를 계산된 값으로부터 소정의 백 레벨 집합으로 수정할 수 있다.According to the present invention, when the amplification factor is high, the calculated reference potential can be modified from the calculated value to a predetermined set of back levels.
본 발명에 따른 화상 신호 처리 장치는, 상기의 발명에 있어서, 상기 계산 기준 전위와 상기 갱신 전 기준 전위의 차이의 절대값이 소정값을 넘는 경우, 상기 갱신 전위의 변화를 소정값으로 억제하는 것을 특징으로 한다.In the above-described invention, the image signal processing apparatus according to the present invention suppresses the change of the update potential to a predetermined value when the absolute value of the difference between the calculated reference potential and the pre-update reference potential exceeds a predetermined value. It features.
본 발명에 따르면, 계산 기준 전위와 갱신 전 기준 전위의 차이의 절대값이 소정값을 넘는 경우, 갱신 전위의 변화를 소정값으로 억제할 수 있다.According to the present invention, when the absolute value of the difference between the calculated reference potential and the pre-update reference potential exceeds a predetermined value, the change in the update potential can be suppressed to a predetermined value.
이하에 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 따른 화상 신호 처리 장치의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, a preferred embodiment of the image signal processing apparatus according to the present invention will be described in detail.
(실시예 1)(Example 1)
도 1은 본 발명의 실시예 1인 화상 신호 처리 장치의 개략 구성을 나타내는 블록도이다. 도 1에 나타내는 화상 신호 처리 장치는 고체 촬상 장치(1), 상관 이중 샘플링 회로(2), 증폭 회로(3), A/D 변환 회로(4), 증폭률 설정 레지스터(5), 오프셋 보정 회로(6)를 구비하고 있다.1 is a block diagram showing a schematic configuration of an image signal processing apparatus according to a first embodiment of the present invention. The image signal processing apparatus shown in FIG. 1 includes a solid-state imaging device 1, a correlated double sampling circuit 2, an amplifier circuit 3, an A / D conversion circuit 4, an amplification rate setting register 5, and an offset correction circuit ( 6) is provided.
도 1에서, 고체 촬상 장치(1)는 광신호를 전기 신호로 변환하는 소자를 어레이 상에 배치한 도시하지 않는 수광부와, 각 소자로부터 얻어지는 신호를 소정의 타이밍으로 순차적으로 주사하여 출력하는, 도시하지 않는 제어부를 구비하고 있다. 이 어레이 상에 배치된 소자는 유효 화소 영역보다 먼저 주사되는 빛을 통과시키지 않는 필터에 의해 차광된 차광 영역(13), 유효 화소 영역(12), 이 유효 화소 영역(12)보다 후에 주사되는 빛을 통과시키지 않는 필터에 의해 차광된 차광 영역(14)과 같은 순서대로 배열되어 구성되어 있다. 고체 촬상 장치(1)는 차광 영역(13)의 주사, 유효 화소 영역(12)의 주사, 차광 영역(14)의 주사를 1주기로 하여 화소 신호의 출력을 반복하고, 얻어진 화소 신호를 후단의 상관 이중 샘플링 회로(2)에 출력한다. 이 화소 신호는 후단의 상관 이중 샘플링 회로(2), 증폭 회로(3)를 지나서 A/D 변환 회로(4)에 의해 디지털 출력으로 된다. 또, 차광 영역(13, 14)으로부터 출력되는 화소 신호는 고체 촬상 장치(1)의 흑 레벨을 대표한다.In Fig. 1, the solid-state imaging device 1 shows a light-receiving unit (not shown) in which an element for converting an optical signal into an electrical signal is arranged on an array, and sequentially scans and outputs a signal obtained from each element at a predetermined timing. It does not have a control part. The elements disposed on the array include the light shielding region 13, the effective pixel region 12, and the light scanned after the effective pixel region 12, which are shielded by a filter that does not pass light scanned before the effective pixel region. The light shielding area 14 shielded by a filter that does not pass through is arranged in the same order. The solid-state imaging device 1 repeats the output of the pixel signal by scanning the light shielding region 13, scanning the effective pixel region 12, and scanning the light shielding region 14 as one cycle, and correlating the obtained pixel signal with a subsequent stage. Output to the double sampling circuit 2. This pixel signal is digitally output by the A / D conversion circuit 4 after passing through the correlated double sampling circuit 2 and the amplifying circuit 3 at a later stage. In addition, the pixel signal output from the light shielding areas 13 and 14 represents the black level of the solid-state imaging device 1.
도 1에서, 상관 이중 샘플링 회로(2)는 고체 촬상 장치(1)로부터 순차적으로 얻어지는 화소 신호에 근거하여 신호 전압을 순차적으로 생성하고, 후단의 증폭 회로(3)에 화소 신호로서 출력한다. 또한, 이 화소 신호의 흑 레벨은 입력된 기준 전위(21)에 의해 조정된다. 증폭 회로(3)는 증폭률 설정 레지스터(5)에서 설정된 증폭률로 입력 신호를 증폭하고, 후단의 A/D 변환 회로(4)로 신호를 출력한다. 이 출력 신호의 흑 레벨은 입력된 기준 전위(31)에 의해 조정된다. A/D 변환 회로(4)는 입력된 아날로그 신호를 디지털 출력으로서 출력한다.In Fig. 1, the correlated double sampling circuit 2 sequentially generates a signal voltage based on the pixel signals sequentially obtained from the solid-state imaging device 1, and outputs them as pixel signals to the amplifying circuit 3 at a later stage. In addition, the black level of this pixel signal is adjusted by the input reference potential 21. The amplifying circuit 3 amplifies the input signal at the amplification factor set in the amplification factor setting register 5, and outputs the signal to the A / D conversion circuit 4 at a later stage. The black level of this output signal is adjusted by the input reference potential 31. The A / D conversion circuit 4 outputs the input analog signal as a digital output.
도 1에서, 증폭률 설정 레지스터(5)는 고체 촬상 장치(1)의 차광 영역(13, 14)의 주사 중에 소정의 증폭률로 전환되고, 도시하지 않는 제어 장치에 의해 지시되는 타이밍에서 이 증폭률을 증폭 회로(3)에 설정하며, 또한, 이 증폭률을 오프셋 보정 회로(6)에 통지한다.In Fig. 1, the amplification factor setting register 5 is switched to a predetermined amplification factor during scanning of the light shielding areas 13 and 14 of the solid-state imaging device 1, and amplifies this amplification factor at a timing indicated by a control device (not shown). The circuit 3 is set and the offset correction circuit 6 is notified of this amplification factor.
오프셋 보정 회로(6)는 복수의 증폭률에서의 출력으로 이루어지는 A/D 변환 회로(4)의 디지털 출력에 근거하여, 이 디지털 출력의 흑 레벨이 증폭률에 의하지않고 소망하는 값(통상은 디지털 출력의 최저값)으로 되는 것과 같은 기준 전위(21, 31)의 전위를 계산한다. 이들 흑 레벨이 이상값에 일치하기 위한 기준 전위(21, 31)의 계산 전위를 각각 계산 기준 전위 V21(ideal) 및 계산 기준 전위 V31(ideal)로 한다.The offset correction circuit 6 is based on the digital output of the A / D conversion circuit 4, which is composed of outputs at a plurality of amplification factors, so that the black level of the digital output is a desired value regardless of the amplification factor (usually the The potentials of the reference potentials 21 and 31 equal to the minimum value) are calculated. The calculation potentials of the reference potentials 21 and 31 for these black levels coincide with the ideal values are calculated reference potentials V 21 (ideal) and calculation reference potentials V 31 (ideal), respectively.
상술한 출원에서는 기준 전위(21, 31)를 즉시 상기 계산 기준 전위 V21(ideal) 및 V31(ideal)로 갱신했지만, 이 실시예 1에서는 다음의 갱신식에 근거하여 기준 전위(21, 31)를 갱신한다. 여기서, 갱신 전의 기준 전위(21)를 갱신 전 기준 전위 V21(old), 갱신 전의 기준 전위(31)를 갱신 전 기준 전위 V31(old), 상관 이중 샘플링 회로(2)에 실제로 출력되는 기준 전위(21)를 갱신 기준 전위 V21(new), 증폭 회로(3)에 실제로 출력되는 기준 전위(31)를 갱신 기준 전위 V31(new)라고 하면, 갱신식은In the above-mentioned application, the reference potentials 21 and 31 were immediately updated to the calculated reference potentials V 21 (ideal) and V 31 (ideal). However, in the first embodiment, the reference potentials 21 and 31 are based on the following updating formula. ). Here, the reference potential 21 before the update is the reference potential V 21 (old) before the update, the reference potential 31 before the update is the reference potential V 31 (old) before the update, and the reference is actually output to the correlated double sampling circuit 2. If the potential 21 is referred to as the update reference potential V 21 (new) and the reference potential 31 actually output to the amplifying circuit 3 is referred to as the update reference potential V 31 (new), the update equation is
로 된다. 여기서, γ는 완화 계수이며, 0∼1 사이의 임의의 실수값을 취한다.It becomes Is a relaxation coefficient, and takes any real value between 0 and 1.
또, 이 갱신식을 적용하는 타이밍은 차광 영역(13, 14)으로부터 얻어진 화소 신호 출력에 근거하여 기준 전위(21, 31)의 갱신값이 수학식 1 및 수학식 2에 의해계산된 후, 유효 화소 영역(12)의 화소 신호가 출력될 때부터 적용된다.In addition, the timing to which the update expression is applied is effective after the update values of the reference potentials 21 and 31 are calculated by the equations (1) and (2) based on the pixel signal outputs obtained from the light shielding regions (13, 14). Applied from the time when the pixel signal of the pixel region 12 is output.
완화 계수 γ는 증폭률을 변경한 직후의 몇 화면분의 기간은 "1"에 가까운 값(예컨대, 0.8)을 취하고, 그 이외의 변경하지 않고 있는 기간에는 "1"보다 작은 값(예컨대, 0.1)을 취하도록 도시하지 않는 제어 장치에 의해 제어된다.The relaxation coefficient γ takes a value close to " 1 " (e.g., 0.8) for a few screen periods immediately after changing the amplification factor, and a value smaller than " 1 " (e.g., 0.1) for other periods of no change. Controlled by a control device not shown.
즉, 오프셋 보정 회로(6)가 계산한 갱신값에 대하여 증폭률을 변경한 직후에는 증폭률의 변경을 트리거로 하여 γ가 갱신되기 때문에, 보다 빠르게 레벨이 일치하는 선명한 화상을 얻을 수 있다. 한편, 증폭률을 변경하지 않고 있는 기간에는 갱신값에 대하여 기준 전위를 느리게 추종시키기 때문에, 회로에 대한 외란이 있는 경우나 비 이상성에 의해 갱신값이 흔들리는 경우에도 흑 레벨은 고정되어 안정한 화상 출력을 얻을 수 있다.In other words, immediately after the amplification factor is changed with respect to the update value calculated by the offset correction circuit 6, gamma is updated by triggering the change of the amplification factor, so that a clearer image having the same level can be obtained more quickly. On the other hand, in a period where the amplification factor is not changed, the reference potential is slowly followed by the update value, so that the black level is fixed and stable image output is obtained even when there is a disturbance to the circuit or when the update value is shaken by non-ideality. Can be.
또한, 유효 화소 영역(12)의 전후에 차광 영역(13, 14)을 갖고, 이들 양쪽을 참조하여 흑 레벨의 보정값을 계산하기 때문에, 예컨대, 고체 촬상 장치(1)의 출력이 제조상의 이유로 계조(gradation)를 가지고 있는 경우에도, 차광 영역(13, 14)의 대략 중간값으로 흑 레벨을 보정할 수 있다.In addition, since the light shielding areas 13 and 14 are provided before and after the effective pixel area 12, and the black level correction value is calculated with reference to both of them, the output of the solid-state imaging device 1 is, for example, a manufacturing reason. Even in the case of having a gradation, the black level can be corrected to approximately an intermediate value of the light shielding areas 13 and 14.
또, 실시예 1에서는, 증폭률의 변경을 트리거로 하는 예를 들었지만, 다른 흑 레벨의 변동에 관련되는 조건의 변화, 예컨대, 화소의 축적 시간이나 온도 등을 트리거로 하는 것도 마찬가지로 가능하다.In addition, in Example 1, although the example which triggers a change of amplification factor was mentioned, it is also possible to trigger the change of the conditions related to the fluctuation | variation of another black level, for example, to trigger the accumulation time, temperature, etc. of a pixel.
도 2는 고체 촬상 장치의 차광 영역의 구성의 일례를 나타내는 설명도이다. 실시예 1은 차광 영역(13)의 주사, 유효 화소 영역(12)의 주사 및 차광 영역(14)의 주사를 1주기로서 흑 레벨의 보정값을 계산하는 방법이기 때문에, 도 2와 같이 각주사행의 선두와 말미에 차광 영역을 갖는 경우에도, 마찬가지로 실시예 1의 방법을 적용할 수 있다.2 is an explanatory diagram showing an example of the configuration of a light shielding area of a solid-state imaging device. Since Embodiment 1 is a method of calculating the black level correction value with one cycle of scanning the light shielding area 13, scanning the effective pixel area 12, and scanning the light shielding area 14, each scanning line is performed as shown in FIG. Also in the case of having a light shielding area at the beginning and the end of, the method of Example 1 can be applied in the same manner.
또한, 화상 축적 시간 등의 회로 설정값의 변경 직후에는 수학식 1의 계산 기준 전위 V21(ideal) 및 수학식 2의 계산 기준 전위 V31(ideal)을 그대로 갱신값으로 하는 화상 신호 처리 장치나, 회로 설정값의 변경 직후 이외는 일체 기준 전위를 갱신하지 않는 화상 신호 처리 장치도 완화 계수 γ가 각각 "1" 또는 "0"인 경우로서, 이 실시예 1의 일 실시예로서 파악할 수 있다.In addition, immediately after the change of the circuit setting value such as the image accumulation time or the like, the image signal processing apparatus which uses the calculation reference potential V 21 (ideal) of Equation 1 and calculation reference potential V 31 (ideal) of Equation 2 as an update value as it is. The image signal processing apparatus which does not update the integral reference potential other than immediately after the change of the circuit setting value can also be regarded as one embodiment of the first embodiment as the case where the relaxation coefficient γ is "1" or "0", respectively.
또한, 완화 계수 γ를 일정한 값이 아니라 증폭률에 따른 함수로 하는 것에 의해 피드백 루프의 주파수 특성을 개선하여, 가능한 증폭률의 설정값 모두에 대해 안정한 응답을 얻을 수 있도록 최적화할 수도 있다.In addition, it is also possible to improve the frequency characteristic of the feedback loop by making the relaxation coefficient γ a function according to the amplification factor, not a constant value, and optimize to obtain a stable response to all possible setting values of the amplification factor.
이상과 같이, 실시예 1에 따르면, 오프셋 보정 회로가 계산한 갱신값에 대하여 증폭률을 변경한 직후에는 증폭률의 변경을 트리거로 하여 γ를 갱신하고, 증폭률을 변경하지 않고 있는 기간에는 갱신값에 대하여 기준 전위를 느리게 추종시키도록 했기 때문에, 보다 빠르게 레벨이 일치하는 선명한 화상을 얻을 수 있어, 회로에 대한 외란이나 비 이상성으로 갱신값이 흔들려도 흑 레벨이 고정되는 안정한 화상을 얻을 수 있다.As described above, according to the first embodiment, immediately after the amplification factor is changed with respect to the update value calculated by the offset correction circuit, γ is updated by triggering a change in the amplification factor. Since the reference potential is followed slowly, it is possible to obtain a clearer image of which the levels coincide faster, and to obtain a stable image in which the black level is fixed even when the update value is shaken due to disturbance or non-ideality with the circuit.
(실시예 2)(Example 2)
실시예 2의 화상 신호 처리 장치는 도 1에 나타내는 실시예 1의 화상 신호처리 장치의 구성과 동일하기 때문에, 구성의 설명에 대해서는 생략한다. 또한, 동작에 대해서도 실시예 1과 다른 부분을 중심으로 설명한다.Since the image signal processing device of the second embodiment is the same as that of the image signal processing device of the first embodiment shown in FIG. 1, the description of the configuration is omitted. In addition, the operation | movement is demonstrated centering on a different part from Example 1. FIG.
화상 축적 시간 등의 회로 설정값의 변경은, 예컨대, 차광 영역(14)의 주사가 종료하고, 다음의 차광 영역(13)의 주사가 시작되기까지의 사이와 같이, 고체 촬상 장치(1)의 동작 주기의 경계선에서 행해지는 것이 보통이다. 실시예 2에서는, 기준 전위(21, 31)의 갱신값을 계산할 때에, 일정한 회로 설정값으로 촬상을 계속하고 있는 동안에는 차광 영역(13, 14)으로부터 얻어진 화소 신호 출력 양쪽을 참조하지만, 회로 설정값이 변경된 직후에는 변경 후에 주사한 차광 영역(13)으로부터의 출력만을 참조하도록 한 것이다.The change of the circuit setting values such as the image accumulation time is, for example, until the scanning of the light shielding region 14 ends and the scanning of the next light shielding region 13 starts. It is usually done at the boundary of the operating cycle. In the second embodiment, both of the pixel signal outputs obtained from the light shielding areas 13 and 14 are referred to while calculating imaging values of the reference potentials 21 and 31 while continuing imaging with a constant circuit setting value. Immediately after this change, only the output from the light shielding area 13 scanned after the change is referred to.
이와 같이, 실시예 2의 화상 신호 처리 장치에 따르면, 장치 설정값의 변경을 트리거로, 차광 영역(14)의 출력은 사용하지 않고, 차광 영역(13)의 출력만을 이용하도록 했으므로, 설정값의 전환 전에 얻어진 차광 영역 출력을 보정값 계산의 참조 데이터로부터 제외할 수 있어, 변경 전 상태의 영향을 받지 않는 흑 레벨의 보정을 할 수 있다.As described above, according to the image signal processing apparatus of the second embodiment, the output of the light shielding region 14 is not used but the output of the light shielding region 13 is used as a trigger of a change of the device setting value. The light shielding area output obtained before the switching can be excluded from the reference data of the correction value calculation, so that the black level can be corrected without being affected by the state before the change.
(실시예 3)(Example 3)
실시예 3의 화상 신호 처리 장치는 도 1에 나타내는 실시예 1의 화상 신호 처리 장치의 구성과 동일하기 때문에, 구성의 설명에 대해서는 생략한다. 또한, 동작에 대해서도 실시예 1과 다른 부분을 중심으로 설명한다.Since the image signal processing device of the third embodiment is the same as that of the image signal processing device of the first embodiment shown in FIG. 1, the description of the configuration is omitted. In addition, the operation | movement is demonstrated centering on a different part from Example 1. FIG.
도 3은 실시예 3에서의 증폭률과 흑 레벨 목표값의 관계의 일례를 나타내는그래프이다. 실시예 3에서는, 차광 영역(13, 14)으로부터 얻어지는 화상 신호 출력에 근거하여 기준 전위(21, 31)의 갱신값을 계산하는 점은 실시예 1과 동일하지만, 증폭률의 설정값이 어느 정도 이상 큰 경우, 흑 레벨의 목표값을 통상보다 백 쪽으로 계산한다.3 is a graph showing an example of the relationship between the amplification factor and the black level target value in Example 3. FIG. In Example 3, although the update value of the reference electric potentials 21 and 31 is calculated based on the image signal output obtained from the light shielding area | regions 13 and 14, it is the same as Example 1, but the amplification factor set value is more than a certain degree. If large, the target value of the black level is calculated toward the white side than usual.
실시예 1에서는, 참조 부호 81과 같이 증폭률에 관계없이 A/D 출력 범위의 최저값을 흑 레벨 출력의 목표값으로 하지만, 실시예 3에서는 증폭률이 높은 범위로 흑 레벨의 목표값을 올리도록 한 것이다.In Example 1, the lowest value of the A / D output range is the target value of the black level output regardless of the amplification factor, as in reference numeral 81, but in Example 3, the target value of the black level is raised to the range where the amplification factor is high. .
이와 같이, 실시예 3의 화상 신호 처리 장치에 따르면, 증폭률의 설정값이 어느 정도 이상 큰 경우에는, 흑 레벨이 통상보다 백 쪽으로 설정되므로 고 증폭률 시에 일어나기 쉬운 흑점을 방지하여 화질을 개선할 수 있다.Thus, according to the image signal processing apparatus of the third embodiment, when the setting value of the amplification factor is more than a certain degree, since the black level is set toward the white side than usual, the image quality can be improved by preventing black spots that are likely to occur at high amplification rates. have.
(실시예 4)(Example 4)
실시예 4의 화상 신호 처리 장치는 도 1에 나타내는 실시예 1의 화상 신호 처리 장치의 구성과 동일하기 때문에, 구성의 설명에 대해서는 생략한다. 또한, 동작에 대해서도 실시예 1과 다른 부분을 중심으로 설명한다.Since the image signal processing apparatus of the fourth embodiment is the same as that of the image signal processing apparatus of the first embodiment shown in Fig. 1, the description of the configuration is omitted. In addition, the operation | movement is demonstrated centering on a different part from Example 1. FIG.
차광 영역(13, 14)으로부터 얻어지는 화소 신호 출력에 근거하여, 기준 전위(21, 31)의 갱신값인 갱신 기준 전위 V21(new) 및 V31(new)을 계산하는 것은 실시예 1과 동일하지만, 계산 기준 전위 V21(ideal)과 갱신 전 기준 전위 V21(old)의 차이 및 계산 기준 전위 V31(ideal)과 갱신 전 기준 전위V31(old)의 차이의 절대값이 임의의 일정값 dV21max, dV31max보다 큰 경우에, 그 일정값만큼만 갱신하도록 한다.Based on the pixel signal output obtained from the light shielding areas 13 and 14, the calculation of the update reference potentials V 21 (new) and V 31 (new), which are the update values of the reference potentials 21 and 31, is the same as that in the first embodiment. However, the absolute value of the difference between the calculated reference potential V 21 (ideal) and the reference potential V 21 (old) before the update and the difference between the calculated reference potential V 31 (ideal) and the reference potential V3 1 (old) before the update is arbitrary constant. When the values dV 21max and dV 31max are larger, only the constant value is updated.
즉, 상관 이중 샘플링 회로(2)에 실제로 출력되는 갱신 기준 전위 V21(new)을 다음 수학식에 의해 계산한다.That is, the update reference potential V 21 (new) actually output to the correlated double sampling circuit 2 is calculated by the following equation.
마찬가지로, 증폭 회로(3)에 실제로 출력되는 갱신 기준 전위 V31(new)을 다음 수학식에 의해 계산한다.Similarly, the update reference potential V 31 (new) actually output to the amplifier circuit 3 is calculated by the following equation.
이들 수학식 3 내지 수학식 6의 조건식에 근거하여 상관 이중 샘플링 회로(2) 및 증폭 회로(3)로의 기준 전위를 설정함으로써 회로 설정 조건에 관계없이 오프셋 보정값의 급격한 변화를 피할 수 있다.By setting the reference potentials to the correlated double sampling circuit 2 and the amplifying circuit 3 based on the conditional expressions of the equations (3) to (6), a sudden change in the offset correction value can be avoided regardless of the circuit setting conditions.
이와 같이, 실시예 4의 화상 신호 처리 장치에 따르면, 기준 전위의 갱신값이 임의의 일정값을 초과하는 경우, 그 일정값 이상은 변화시키지 않기 때문에 급격히 보정했을 때에 발생하기 쉬운 화면 깜빡거림을 방지할 수 있다.As described above, according to the image signal processing apparatus of the fourth embodiment, when the update value of the reference potential exceeds a certain fixed value, since the fixed value is not changed, the screen flicker that is likely to occur when sharply corrected is prevented. can do.
(실시예 5)(Example 5)
도 4는 실시예 5의 화상 신호 처리 장치의 개략 구성을 나타내는 블록도이다. 이 화상 신호 처리 장치는 고체 촬상 장치(1)의 출력 신호를 상관 이중 샘플링 회로(2), 증폭 회로(3)에 출력하는 부분까지는 실시예 1과 마찬가지지만, 그 후 A/D 변환을 행하지 않고 아날로그값대로 오프셋 보정 회로(6)에 신호를 출력한다. 오프셋 보정 회로(6)는 내부에서 아날로그 연산을 행하여 기준 전위(21, 31)의 갱신값을 계산한다. 또한, 실시예 5의 화상 신호 처리 장치는 도중에 디지털 신호를 경유하지 않는 점을 제외하고, 실시예 1과 완전히 동일한 동작을 한다.4 is a block diagram showing a schematic configuration of an image signal processing apparatus of a fifth embodiment. This image signal processing device is the same as that in the first embodiment until the output signal of the solid-state imaging device 1 is output to the correlated double sampling circuit 2 and the amplifying circuit 3, but thereafter, no A / D conversion is performed. The signal is output to the offset correction circuit 6 in accordance with the analog value. The offset correction circuit 6 performs an analog operation internally to calculate the update values of the reference potentials 21 and 31. In addition, the image signal processing apparatus of the fifth embodiment performs exactly the same operation as that of the first embodiment except that it does not via a digital signal in the middle.
이와 같이, 실시예 5의 화상 신호 처리 장치에 따르면, A/D 변환 회로가 없어도, 오프셋 보정 회로가 계산한 갱신값에 대하여 증폭률을 변경한 직후에는 증폭률의 변경을 트리거로 하여 γ를 갱신하고, 증폭률을 변경하지 않고 있는 기간에는 갱신값에 대하여 기준 전위를 느리게 추종시키도록 했으므로, 보다 빠르게 레벨이 일치하는 선명한 화상을 얻을 수 있고, 회로에 대한 외란이나 비 이상성으로 갱신값이 흔들려도 흑 레벨이 고정되는 안정한 화상을 얻을 수 있다.As described above, according to the image signal processing apparatus of the fifth embodiment, immediately after the amplification factor is changed with respect to the update value calculated by the offset correction circuit, γ is updated by triggering the change of the amplification factor even if there is no A / D conversion circuit. In the period where the amplification factor is not changed, the reference potential is followed slowly with respect to the update value, so that a clearer image with a consistent level can be obtained faster, and even if the update value fluctuates due to disturbance or non-ideality in the circuit, A stable image that is fixed can be obtained.
(실시예 6)(Example 6)
도 5는 실시예 6의 화상 신호 처리 장치의 개략 구성을 나타내는 블록도이다. 이 화상 신호 처리 장치는 고체 촬상 장치(1)의 출력 신호를 상관 이중 샘플링 회로(2)에 보내는 부분까지는 실시예 1과 마찬가지지만, 그 후 화소 신호는 입력 범위가 가변인 입력 범위 가변 A/D 변환 회로(71)에 송신되어 디지털 출력으로 된다.5 is a block diagram showing a schematic configuration of an image signal processing apparatus of a sixth embodiment. This image signal processing apparatus is the same as in Embodiment 1 up to the part that sends the output signal of the solid-state imaging device 1 to the correlated double sampling circuit 2, but thereafter, the pixel signal has an input range variable A / D in which the input range is variable. It is transmitted to the conversion circuit 71 and becomes a digital output.
입력 범위 가변 A/D 변환 회로(71)의 입력 범위는 증폭률 A/D 범위 변환 회로(72)에 의해 인가된다. 이 입력 범위의 전환은, 예컨대, 셀에 조사되는 광량이 적을수록 화소 신호 출력이 작고, 셀에 조사되는 광량이 많을수록 화소 신호 출력이 크다. 이 때, 화소 신호 출력에 따른 입력 범위의 전환에 의해 화소 신호 출력에 의존하지 않고, 알맞은 동적 범위를 확보할 수 있다.The input range of the input range variable A / D conversion circuit 71 is applied by the amplification factor A / D range conversion circuit 72. In the switching of the input range, for example, the smaller the amount of light irradiated to the cell, the smaller the pixel signal output, and the larger the amount of light irradiated to the cell, the larger the pixel signal output. At this time, an appropriate dynamic range can be secured without depending on the pixel signal output by switching the input range according to the pixel signal output.
그 밖의 동작은 오프셋 보정 회로(6)가 증폭 회로(3)에 기준 전위(31)를 부여하는 대신에, 증폭률 A/D 범위 변환 회로(72)에 기준 전위(31)를 부여하는 점이 다를 뿐이고, 그 이외의 것은 실시예 1과 마찬가지로 생각할 수 있다.Other operations differ only in that the offset correction circuit 6 applies the reference potential 31 to the amplification rate A / D range converter circuit 72 instead of giving the reference potential 31 to the amplifier circuit 3. And others can be considered similarly to the first embodiment.
이와 같이, 실시예 6의 화상 신호 처리 장치에 따르면, 증폭 회로 대신에 범위 가변 A/D 변환 회로를 이용했을 때에도, 회로의 외란이나 비 이상성으로 흑 레벨이 고정되는 안정한 화상을 얻을 수 있고, 또한, 화소 신호 출력에 의존하지 않고, 알맞은 동적 범위를 확보할 수 있다.As described above, according to the image signal processing apparatus of the sixth embodiment, even when a range variable A / D conversion circuit is used instead of the amplifying circuit, a stable image in which the black level is fixed due to the disturbance or non-ideality of the circuit can be obtained. Therefore, an appropriate dynamic range can be secured without depending on the pixel signal output.
도 6은 도 5의 화상 신호 처리 장치의 변형예의 개략 구성을 나타내는 블록도이다. 도 5는 상관 이중 샘플링 회로(2), 입력 범위 가변 A/D 변환 회로(71)가 각각 화상 신호 처리 장치 내에 하나씩 있는 구성으로 되어 있지만, 도 6과 같이 각 주사열에 대응한 상관 이중 샘플링 회로 어레이(92), 범위 가변 A/D 변환 회로어레이(93)로 이루어지는 형태로 치환할 수 있다.6 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a modification of the image signal processing device of FIG. 5. Although FIG. 5 has a configuration in which the correlated double sampling circuit 2 and the input range variable A / D conversion circuit 71 are each one in the image signal processing apparatus, as shown in FIG. 6, the correlated double sampling circuit array corresponding to each scan string is illustrated. (92), the variable-variable A / D conversion circuit array 93 can be substituted.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 오프셋 보정 회로는 촬상 주기마다 흑 레벨 보정을 위한 오프셋 전위인 계산 기준 전위를 구하고, 이 계산 기준 전위를, 갱신 직전의 오프셋 전위인 갱신 전 기준 전위로부터 계산 기준 전위에 완화 계수를 갖고 접근시키도록 하고 있으므로, 증폭 회로의 증폭률을 임의의 값으로 변경한 경우에도, 흑 레벨의 변동을 방지할 수 있어 보다 선명하고 안정된 화상을 얻을 수 있다는 효과가 있다.As described above, according to the present invention, the offset correction circuit calculates the calculation reference potential which is the offset potential for black level correction at each imaging cycle, and calculates this calculation reference potential from the pre-update reference potential which is the offset potential immediately before the update. Since the potential is approached with a relaxation coefficient, even when the amplification factor of the amplifying circuit is changed to an arbitrary value, the fluctuation of the black level can be prevented and a clearer and more stable image can be obtained.
본 발명에 의하면, 오프셋 보정 회로는 계산 기준 전위와 갱신 전 기준 전위의 차이에 완화 계수 γ(0∼1의 사이의 임의의 실수)를 승산한 값을 갱신 전 기준 전위에 가산한 갱신 기준 전위에 의해 보정하도록 하고 있으므로, 증폭 회로의 증폭률을 임의의 값으로 변경한 경우에도, 흑 레벨의 변동을 방지할 수 있어 보다 선명하고 안정된 화상을 얻을 수 있다는 효과가 있다.According to the present invention, the offset correction circuit has a value obtained by multiplying the difference between the calculated reference potential and the pre-update reference potential by the relaxation coefficient γ (any real number between 0 and 1) to the update reference potential which is added to the reference potential before update. In this case, even when the amplification ratio of the amplifying circuit is changed to an arbitrary value, it is possible to prevent fluctuation in the black level and to obtain a clearer and more stable image.
본 발명에 의하면, 오프셋 보정 회로는 증폭률의 값에 의해 승산하는 완화 계수를 변화시키도록 하고 있으므로, 증폭률에 의해 변화되는 흑 레벨의 보정의 귀환로의 주파수 특성을 최적화할 수 있다는 효과가 있다.According to the present invention, since the offset correction circuit changes the relaxation coefficient multiplied by the value of the amplification factor, there is an effect that it is possible to optimize the frequency characteristic of the return path of the black level correction changed by the amplification factor.
본 발명에 의하면, 오프셋 보정 회로는 회로의 설정값이나 외부 조건의 소정 변화를 트리거로 하여 완화 계수를 동적으로 변화시키도록 하고 있으므로, 조건의 변경 시에는 즉각 오프셋 재조정이 완료되고, 동시에 조건 비변화 시에는 흑 레벨이 고정되는 안정된 연속 촬상 결과를 얻을 수 있다는 효과가 있다.According to the present invention, the offset correction circuit is configured to dynamically change the relaxation coefficient by triggering a predetermined change in the set value of the circuit or an external condition, and thus, when the condition is changed, the offset readjustment is completed immediately, and the condition is not changed at the same time. In this case, there is an effect that a stable continuous imaging result in which the black level is fixed can be obtained.
본 발명에 의하면, 오프셋 보정 회로는 증폭률의 소정 변화를 트리거로 하도록 하고 있으므로, 증폭률이 동적으로 변경된 경우에도 안정된 연속 촬상 결과를 얻을 수 있다는 효과가 있다.According to the present invention, since the offset correction circuit is to trigger a predetermined change in the amplification factor, there is an effect that stable continuous imaging results can be obtained even when the amplification factor is dynamically changed.
본 발명에 의하면, 오프셋 보정 회로는 화소의 축적 시간의 소정 변화를 트리거로 하도록 하고 있으므로, 특히, 축적 시간이 동적으로 변경된 경우에도, 흑 레벨이 고정되는 안정된 연속 촬상 결과를 얻을 수 있다는 효과가 있다.According to the present invention, since the offset correction circuit is to trigger a predetermined change in the accumulation time of the pixel, there is an effect that a stable continuous imaging result in which the black level is fixed can be obtained even when the accumulation time is changed dynamically. .
본 발명에 의하면, 오프셋 보정 회로는, 유효 화소 영역의 주사 전에 주사되어 출력되는 제 1 차광 영역의 출력과, 유효 화소 영역의 주사 후에 주사되어 출력되는 제 2 차광 영역의 출력으로부터 갱신 기준 전위를 산출할 때에, 상기 제 1 차광 영역의 출력 및 제 2 차광 영역의 출력의 양쪽 출력을 참조하는 동작과, 상기 제 1 차광 영역의 출력만을 참조하는 동작 사이에서 전환하도록 하고 있으므로, 어떠한 이유로, 두 개의 차광 영역의 출력 중 어느 쪽이 다음에 계속되는 유효 화소 영역의 참조용 흑 레벨로서 부적당하게 된 경우, 일시적으로 계산 방법을 전환하는 것에 의해, 부적당한 출력으로부터 보정값을 계산해버리는 동작을 피할 수 있다는 효과가 있다.According to the present invention, the offset correction circuit calculates the update reference potential from the output of the first light shielding region scanned and output before scanning of the effective pixel region and the output of the second light shielding region scanned and output after scanning of the effective pixel region. In order to switch between the operation of referring to both the output of the first light shielding region and the output of the second light shielding region and the operation of referring to only the output of the first light shielding region, When either of the outputs of the region becomes inadequate as the reference black level for the next effective pixel region, the effect of temporarily calculating the correction value from the inappropriate output can be avoided by switching the calculation method temporarily. have.
본 발명에 의하면, 오프셋 보정 회로는 회로의 설정값이나 외부 조건의 소정 변화를 트리거로서 참조하는 동작을 동적으로 전환하도록 하고 있으므로, 설정값을 전환하기 전에, 얻어진 차광 영역 출력을 보정값 계산의 참조 데이터로부터 제외할 수 있다는 효과가 있다.According to the present invention, the offset correction circuit is configured to dynamically switch the operation of referring to a predetermined change in the set value of the circuit or an external condition as a trigger, so that the obtained shading area output is referred to the correction value calculation before switching the set value. The effect is that you can exclude it from the data.
본 발명에 의하면, 증폭률이 높은 경우에 상기 계산 기준 전위를 계산된 값으로부터 소정의 백 레벨 집합으로 수정하도록 하고 있으므로, 증폭률이 높을 때에 발생하기 쉬운 흑점을 피하여 화질을 좋게 할 수 있다는 효과가 있다.According to the present invention, when the amplification factor is high, the calculated reference potential is corrected from the calculated value into a predetermined set of back levels, so that image quality can be improved by avoiding black spots that are likely to occur when the amplification factor is high.
본 발명에 의하면, 계산 기준 전위와 갱신 전 기준 전위의 차이의 절대값이 소정값을 넘는 경우, 갱신 전위의 변화를 소정값으로 억제하도록 하고 있으므로, 급격히 보정했을 때에 발생하기 쉬운 발진이나 화면 깜빡거림을 방지할 수 있다는 효과가 있다.According to the present invention, when the absolute value of the difference between the calculated reference potential and the pre-update reference potential exceeds a predetermined value, the change in the update potential is suppressed to a predetermined value, so oscillation or screen flickering that is likely to occur when a sharp correction is made is required. There is an effect that can be prevented.
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