KR20060049875A - 신호 처리 장치 및 신호 처리 방법 - Google Patents

신호 처리 장치 및 신호 처리 방법 Download PDF

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Abstract

화소가 균등하게 행렬형상으로 배치되어 있고, 광이 조사되는 유효 화소 영역과, 광의 조사가 차단되어 있는 수직 차광 화소 영역으로 이루어지는 화소부와, 수직 선택선으로 공통으로 접속된 동일 행의 화소의 제어 전극을 제어하는 수직 주사 회로와, 동일 열의 화소의 주전극이 공통으로 접속된 수직 신호선의 제어 전극을 제어하고 해당 수직 신호선을 통하여 출력되는 화소 신호를 행 단위로 순차적으로 수평 신호선에 출력하는 수평 주사 회로와, 상기 수평 신호선으로부터의 화소 신호를 출력하는 출력 회로를 갖는 고체 촬상 소자와, 상기 고체 촬상 소자의 상기 출력 회로로부터 출력되는 상기 수직 차광 화소 영역과 상기 유효 화소 영역의 화소 신호의 흑 레벨 값을 소정의 기준치에 클램프하는 클램프 수단과, 상기 소정의 기준치에 의거하여 임계치를 결정하는 임계치 결정 수단과, 상기 클램프 수단에 의해 흑 레벨 값이 기준치에 클램프된 상기 수직 차광 화소 영역의 화소 신호가, 상기 임계치 결정 수단에서 결정된 임계치를 초과하고 있는지의 여부를 판단하는 판단 수단과, 상기 판단 수단의 판단 결과에 의거하여, 상기 수직 차광 화소 영역에 배치되어 있는 화소 중에서 결함 화소를 검출하는 결함 화소 검출 수단과, 상기 결함 화소 검출 수단의 검출 결과에 의거하여, 상기 클램프 수단에 의해 흑 레벨 값이 기준치에 클램프된 상기 수직 차광 화소 영역의 화소 신호에 소정의 신호 처리를 행하는 신호 처리 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 신호 처리 장치가 개시된다.
신호 처리 장치, 신호 처리 방법

Description

신호 처리 장치 및 신호 처리 방법 {SIGNAL PROCESSING DEVICE AND SIGNAL PROCESSING METHOD}
도 1은 고체 촬상 소자의 구조를 도시한 모식도.
도 2는 고체 촬상 소자의 화소부를 유효 화소 영역과, VOPB 영역과, HOPB 영역(C)으로 분할하여 구성한 때의 양상을 도시한 도면.
도 3은 본원 발명에 관한 고체 촬상 소자 장치의 구성을 도시한 블록도.
도 4는 고체 촬상 소자의 화소부를 유효 화소 영역, VOPB 영역 및 HOPB 영역으로 분할하여 구성한 때의 양상을 도시한 도면.
도 5는 고체 촬상 소자의 구조를 도시한 모식도.
도 6은 고체 촬상 소자 장치에 구비되어 있는 신호 처리부의 구성을 도시한 블록도.
도 7은 고체 촬상 소자 장치에 구비되어 있는 결함 제거부의 구성을 도시한 블록도.
도 8은 제로 레벨을 중심으로 칼럼 노이즈와 랜덤 노이즈에 의해 흐트러져 있는 VOPB 영역의 화소 신호의 파형을 도시한 도면.
도 9는 칼럼 노이즈 량을 중심으로 칼럼 노이즈에 의해 흐트러져 있는 VOPB 영역의 화소 신호의 파형을 도시한 도면.
기술분야
본 발명은, X-Y어드레스형 고체 촬상 소자에 의해 피사체를 촬상하는 신호 처리 장치 및 신호 처리 방법에 관한 것이다.
종래기술
CMOS(complementary metal oxide semiconductor) 센서로 대표되는 X-Y어드레스형의 고체 촬상 소자는, 도 8에 도시한 바와 같이 다수의 화소가 행렬형상으로 배열되어 있고, 이 화소부(52)의 각 행(이하, 라인이라고 한다)을 차례로 선택하기 위한 수직 주사 회로(54)와, 화소부(52)의 각 열(이하, 칼럼이라고 한다)을 차례로 선택하기 위한 수평 주사 회로(60)와, 신호를 출력하기 위한 출력 회로(61)를 구비하고 있다.
또한, 수직 주사 회로(54)와 수평 주사 회로(60)는, 예를 들면, 시프트 레지스터에 의해 구성되고, 수직 주사 펄스 및 수평 주사 펄스를 각 라인 및 각 칼럼마다 1개씩 차례로 발생하도록 되어 있다.
또한, 각 화소에 축적된 화상 신호를 판독할 때는, 수직 주사 회로(54)에 의해 펄스 신호가 하나의 수직 선택선(53)에 가하여지고, 1라인분의 각 화소 트랜지스터(51)를 모두 통전시키고, 각 감광부(50)로부터 화상 신호가 각 수직 신호선(55)에 판독된다. 각 수직 신호선(55)에 판독된 화상 신호는, 화소마다의 오프셋 신호를 제거하는 상관 이중 샘플링 회로(CDS)(56) 등의 회로에 공급된다.
수평 주사 회로(60)는, 각 수직 신호선(55)에 접속되어 있는 트랜지스터(57)에 수평 선택선(59)을 통하여 펄스 신호를 가하고, 해당 트랜지스터(57)를 통전 상태로 한다. CDS(56)에 의해 오프셋 신호가 제거된 칼럼의 화소 신호는, 수평 신호선(58)에 판독되고, 출력 회로(61)에 의해 전압 신호로 변환되어, 외부에 출력된다.
이와 같은 X-Y어드레스형의 고체 촬상 소자에서는, 출력 회로(61)로부터 공급되는 화소 신호는, 칼럼마다 수직 신호선(55)이 다르기 때문에, CDS(56)나 트랜지스터(57) 등에 특성의 편차가 있으면, 칼럼마다 다른 오프셋이 화상 신호에 실려 버린다. 이 칼럼마다의 오프셋이 표시 화면상에 줄무늬 모양의 고정 패턴 노이즈(이하, 칼럼 노이즈라고 한다)로서 나타나고, 화질의 열화를 발생시켜 버린다.
이 열화의 방지를 도모하는 방법으로서, 고체 촬상 소자로부터 칼럼 노이즈 성분만을 추출하고, 추출한 칼럼 노이즈 성분을 보정을 위한 기준 신호로서 보존하여 두고, 통상의 촬상 동작시에 고체 촬상 소자의 신호 출력으로부터 보존되어 있는 기준 신호를 감산함에 의해 칼럼 노이즈를 보정하는 것이 있다.
그러나, 통상, 화소부(52)에 광이 조사되면, 칼럼 노이즈 성분에 입사광에 의한 신호 성분이 가산되기 때문에, 이 출력 신호를 보정을 위한 기준 신호로서 사용할 수는 없다.
그래서, 특허 문헌 1에서는, 도 9에 도시한 바와 같이, 화소부(52)를 광이 조사되는 유효 화소 영역(A)과, 알루미늄 박막 등에 의한 차광판에 의해 수 라인부 터 수십 라인에 걸쳐서 광의 조사가 차단되는 수직 옵티컬 블랙(이하, VOPB라고 한다) 영역(B) 및 수평 옵티컬 블랙(이하, HOPB라고 한다) 영역(C)으로 구성하고, 칼럼 노이즈의 검출·보정을 행하고 있다.
[특허 문헌 1] 특개평10-126697호 공보
그러나, VOPB 영역(B)에 배치되어 있는 화소 중에 흑 결함이나 백 결함 등의 결함 화소가 존재할 때, 이 결함 화소가 칼럼 노이즈 량의 검출치에 영향을 주어 버리고, 결함 화소에 의한 영향을 받고 있는 칼럼 노이즈로 보정을 행하면, 수직선상의 노이즈를 만들어내게 된다.
예를 들면, 어떤 칼럼에 백 결함 화소가 존재하는 경우에는, 실제의 칼럼 노이즈 량보다도 큰 값이 칼럼 노이즈로서 검출되어 버린다. 이와 같이 큰 칼럼 노이즈 량으로 보정을 행하면, 어두운 세로줄무늬 모양의 노이즈를 만들어내어 버린다. 또한, 어떤 칼럼에 흑 결함 화소가 존재하는 경우에는 실제의 칼럼 노이즈 량보다도 작은 값이 칼럼 노이즈로서 검출되어 버린다. 이와 같이 작은 칼럼 노이즈 량으로 보정을 행하면, 밝은 세로줄무늬 모양의 노이즈를 만들어내어 버린다.
그래서, 본 발명에서는 VOPB 영역(B)에 결함 화소가 존재하는 경우에도, 정확하게 칼럼 노이즈를 검출하고, 칼럼 노이즈 보정을 행할 수 있는 신호 처리 장치 및 방법을 제공한다.
그래서, 본 발명에서는 VOPB 영역(B)에 결함 화소가 존재하는 경우에도, 정확하게 칼럼 노이즈를 검출하고, 칼럼 노이즈 보정을 행할 수 있는 신호 처리 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명에 관한 신호 처리 장치는, 상술한 과제를 해결하기 위해 화소가 균등하게 행렬형상으로 배치되어 있고, 광이 조사되는 유효 화소 영역과, 광의 조사가 차단되어 있는 수직 차광 화소 영역으로 이루어지는 화소부와, 수직 선택선으로 공통으로 접속된 동일 행의 화소의 제어 전극을 제어하는 수직 주사 회로와, 동일 열의 화소의 주전극이 공통으로 접속된 수직 신호선의 제어 전극을 제어하여 해당 수직 신호선을 통하여 출력되는 화소 신호를 행 단위로 순차적으로 수평 신호선에 출력하는 수평 주사 회로와, 상기 수평 신호선으로부터의 화소 신호를 출력하는 출력 회로를 갖는 고체 촬상 소자와, 상기 고체 촬상 소자의 상기 출력 회로로부터 출력되는 상기 수직 차광 화소 영역과 상기 유효 화소 영역의 화소 신호의 흑 레벨 값을 소정의 기준치에 클램프한 클램프 수단과, 상기 소정의 기준치에 의거하여 임계치를 결정하는 임계치 결정 수단과, 상기 클램프 수단에 의해 흑 레벨 값이 기준치에 클램프된 상기 수직 차광 화소 영역의 화소 신호가, 상기 임계치 결정 수단에서 결정된 임계치를 초과하고 있는지의 여부를 판단하는 판단 수단과, 상기 판단 수단의 판단 결과에 의거하여, 상기 수직 차광 화소 영역에 배치되어 있는 화소 중에서 결함 화소를 검출하는 결함 화소 검출 수단과, 상기 결함 화소 검출 수단의 검출 결과에 의거하여, 상기 클램프 수단에 의해 흑 레벨 값이 기준치에 클램프된 상기 수직 차광 화소 영역의 화소 신호에 소정의 신호 처리를 행하는 신호 처리 수단을 구비한다.
또한, 본 발명에 관한 신호 처리 방법은, 상술한 과제를 해결하기 위해 화소 가 균등하게 행렬형상으로 배치되어 있고, 광이 조사되는 유효 화소 영역과, 광의 조사가 차단되어 있는 수직 차광 화소 영역으로 이루어지는 화소부와, 수직 선택선으로 공통으로 접속된 동일 행의 화소의 제어 전극을 제어하는 수직 주사 회로와, 동일 열의 화소의 주전극이 공통으로 접속된 수직 신호선의 제어 전극을 제어하여 해당 수직 신호선을 통하여 출력되는 화소 신호를 행 단위로 순차적으로 수평 신호선에 출력하는 수평 주사 회로와, 상기 신호선으로부터의 화소 신호를 출력하는 출력 회로를 갖는 고체 촬상 소자를 구비하는 신호 처리 장치의 신호 처리 방법에 있어서, 상기 고체 촬상 소자 수단의 상기 출력 회로로부터 출력되는 상기 수직 차광 화소 영역과 상기 유효 화소 영역의 화소 신호의 흑 레벨 값을 소정의 기준치에 클램프하는 클램프 공정과, 상기 소정의 기준치에 의거하여 임계치를 결정하는 임계치 결정 공정과, 상기 클램프 공정에 의해 흑 레벨 값이 기준치에 클램프된 상기 수직 차광 화소 영역의 화소 신호가, 상기 임계치 결정 공정에서 결정된 임계치를 초과하고 있는지의 여부를 판단하는 판단 공정과, 상기 판단 공정의 판단 결과에 의거하여, 상기 수직 차광 화소 영역에 배치되어 있는 화소 중에서 결함 화소를 검출하는 결함 화소 검출 공정과, 상기 결함 화소 검출 공정의 검출 결과에 의거하여, 상기 클램프 공정에 의해 흑 레벨 값이 기준치에 클램프된 상기 수직 차광 화소 영역의 화소 신호에 소정의 신호 처리를 행하는 신호 처리 공정을 구비한다.
본 발명에서는, 디지털 클램프에 의해 흑 레벨 값이 제로 레벨로 설정된 VOPB 영역의 화소 신호로부터, 결함 제거부에서 소정의 임계치를 초과하는 화소 신호를 결함 신호로 간주하고, 해당 결함 신호에 대응하는 결함 화소를 검출하고, 해 당 결함 화소의 영향을 제거하고, 칼럼 노이즈 성분 검출부에서 결함 화소의 영향이 제거된 화소 신호로부터 칼럼 노이즈 성분을 검출하고, 칼럼 노이즈 보정부에서 해당 칼럼 노이즈 성분에 의거하여, 유효 화소 영역의 화소 신호의 칼럼 노이즈를 보정하기 때문에, VOPB 영역에 결함 화소가 존재하는 경우에도, 칼럼 노이즈를 정확하게 검출할 수 있고, 또한, 유효 화소 영역의 화소 신호의 칼럼 노이즈 보정을 정확하게 행할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시의 형태로서, 피사체를 촬상하는 고체 촬상 소자 장치 및 신호 처리 방법에 관해 설명한다.
고체 촬상 소자 장치(1)는, 도 1에 도시한 바와 같이, 입사광을 집광하는 렌즈(10)와, 렌즈(10)에서 집광된 광을 소정 시간만 통과시키는 셔터(11)와, 렌즈(10) 및 셔터(11)를 통하여 입사된 피사체의 화상을 촬상하는 고체 촬상 소자(12)와, 셔터(11)와 고체 촬상 소자(12)를 제어하는 제어부(13)와, 고체 촬상 소자(12)에 의해 촬상된 화소 신호에 소정의 신호 처리를 행하는 신호 처리부(14)를 구비하고 있다.
피사체로부터 발하여진 광은, 렌즈(10) 및 셔터(11)의 광학계를 경유하여 고체 촬상 소자(12)에 입사한다. 고체 촬상 소자(12)는 피사체를 촬상하는 화소부를 갖고 있다. 화소부는, 도 2에 도시한 바와 같이 광이 조사되는 유효 화소 영역(A)과, 알루미늄 박막 등에 의한 차광판에 의해 수 라인부터 수십 라인에 걸쳐서 광의 조사가 차단되는 수직 옵티컬 블랙(이하, VOPB라고 한다) 영역(B)과, 알루미늄 박 막 등에 의한 차광판에 의해 수 칼럼부터 수십 칼럼에 걸쳐서 광의 조사가 차단되는 수평 옵티컬 블랙(이하, HOPB라고 한다) 영역(C)으로 구성되어 있다.
제어부(13)는, 셔터(11)의 개폐 동작을 제어한다. 또한, 제어부(13)는 고체 촬상 소자(12)를 제어하고, 선택적으로 유효 화소 영역(A), VOPB 영역(B) 및 HOPB 영역(C)에 배치되어 있는 화소로부터 출력되는 화소 신호(S1)를 신호 처리부(14)에 출력시킨다.
여기서, 고체 촬상 소자(12)에 관해 도 3을 이용하여 설명한다. 고체 촬상 소자(12)는, 예를 들면, X-Y어드레스형을 채용하고, 도 3에 도시한 바와 같이, 광의 조사에 응하여 전하를 축적하는 감광부(15)와, 감광부(15)에 축적되어 있는 전하를 출력하는 화소 트랜지스터(16)로 이루어지는 화소가 행렬형상으로 배치되어 이루어지는 화소부(17)와, 화소부(17)에 배열되어 있는 화소를 행(라인)마다 접속하고 있는 수직 선택선(18)에 펄스 신호를 인가하는 수직 주사 회로(19)와, 수직 주사 회로(19)에 의한 펄스 신호의 인가에 의해, 화소부(17)에 배열되어 있는 화소를 열(칼럼)마다 접속하고 있는 수직 신호선(20)에 공급된 신호의 오프셋 신호를 제거하는 상관 2중 샘플링 회로(CDS)(21)와, CDS(21)에 의해 오프셋 신호가 제거된 신호를 수평 신호선(22)에 공급하기 위한 트랜지스터(23)와, CDS(21)에 의해 오프셋 신호가 제거된 신호를 수평 신호선(22)에 공급시키기 위해 수평 선택선(24)을 통하여 트랜지스터(23)에 펄스 신호를 공급하는 수평 주사 회로(25)와, 수평 주사 회로(25)에 공급된 신호를 신호 처리부(14)에 공급하는 출력 회로(26)를 구비한다.
이와 같은 X-Y어드레스형의 고체 촬상 소자(12)에서는, 출력 회로(26)로부터 공급되는 화소 신호는, 배치되어 있는 화소에 의해 열(칼럼)마다 수직 신호선(20)이 다르기 때문에, CDS(21)나 트랜지스터(23) 등에 특성의 편차가 있으면, 칼럼마다 다른 오프셋이 화상 신호에 실려 버린다. 이 칼럼마다의 오프셋이 표시 화면상에 줄무늬 모양의 고정 패턴 노이즈(이하, 칼럼 노이즈라고 한다)로서 나타나고, 화질의 열화를 발생시켜 버리는 원인으로 된다. 고체 촬상 소자(12)의 후단에 있는 신호 처리부(14)는 이와 같은 칼럼 노이즈를 제거한다.
다음에, 신호 처리부(14)의 구성에 관해 이하에 설명한다. 신호 처리부(14)는, 도 4에 도시한 바와 같이, 고체 촬상 소자(12)의 출력 신호를 디지털 신호로 변환하는 AFE(analog front end)부(30)와, AFE부(30)로부터 공급되는 화소 신호로부터 HOPB 영역(C)의 흑 레벨 값을 감산 처리하는 디지털 클램프(31)와, 디지털 클램프(31)로부터 출력되는 VOPB 영역(B)에 대응하는 화소 신호로부터 결함 화소의 영향을 제거하는 결함 제거부(32)와, 결함 제거부(32)에 의해 결함 신호의 영향이 제거된 VOPB 영역(B)의 화소 신호로부터 고정 패턴 노이즈(이하, 칼럼 노이즈 성분이라고 한다)를 검출하고, VOPB 영역(B)의 흑 레벨 값을 검출하는 칼럼 노이즈 성분 검출부(33)와, 칼럼 노이즈 성분 검출부(33)에서 검출된 칼럼 노이즈 성분을 보존하는 라인 메모리(34)와, 라인 메모리(34)에 보존되어 있는 칼럼 노이즈 성분에 의거하여, AFE부(30)로부터 공급되는 유효 화소 영역(A)의 화소 신호의 칼럼 노이즈 성분을 보정하는 칼럼 노이즈 보정부(35)와, 칼럼 노이즈 보정부(35)의 출력 신호에 소정의 카메라 처리를 행하는 카메라 신호 처리부(36)를 구비한다.
AFE부(30)는, 고체 촬상 소자(12)로부터 공급된 화소 신호를 디지털 신호로 변환하고, 변환 후의 화소 신호를 출력한다.
디지털 클램프(31)는, AFE부(30)로부터 공급되는 화소 신호로부터 HOPB 영역(C)의 흑 레벨 값을 검출하고, 유효 화소 영역(A) 및 VOPB 영역(B)의 화소 신호로부터 검출한 HOPB 영역(C)의 흑 레벨 값을 감산한다. 디지털 클램프(31)는, VOPB 영역(B)의 화소 신호로부터 HOPB 영역(C)의 흑 레벨 값을 감산하여 얻어진 신호를 결함 제거부(32)에 공급하고, 한편, 유효 화소 영역(A)의 화소 신호로부터 HOPB 영역(C)의 흑 레벨 값을 감산하여 얻어진 신호를 칼럼 노이즈 보정부(35)에 공급한다.
결함 제거부(32)는, 디지털 클램프(31)로부터 공급된 VOPB 영역(B)의 화소 신호로부터 HOPB 영역(C)의 흑 레벨이 감산된 화소 신호가 공급되고, 공급된 화소 신호로부터 결함 화소에 의한 영향을 제거하고, 제거 후의 화소 신호를 칼럼 노이즈 성분 검출부(33)에 출력한다. 여기서, 결함 제거부(32)의 구성에 관해 도 5를 이용하여 설명한다.
결함 제거부(32)는, 도 5에 도시한 바와 같이, 소정의 기준치(신호 레벨이 제로 레벨)에 의거하여 임계치를 결정하는 임계치 결정부(40)와, 디지털 클램프(31)에 의해 흑 레벨 값이 소정의 기준치에 클램프된 VOPB 영역(B)의 화소 신호가, 임계치 결정부(40)에 의해 결정된 임계치를 초과하고 있는지의 여부를 판단하는 판단부(41)와, 판단부(41)에 의한 판단 결과에 의거하여, VOPB 영역(B)에 배치되어 있는 화소 중에서 결함 화소를 검출하는 결함 화소 검출부(42)와, 결함 화소 검출부(42)의 검출 결과에 의거하여, 디지털 클램프(31)로부터 공급되는 VOPB 영역(B) 에 소정의 신호 처리를 행하는 처리부(43)를 구비한다.
여기서, 본원 발명에 관한 결함 제거부(32)가 채용하는 결함 화소의 검출에 관해 2개의 방법을 설명한다.
제 1의 검출 방법에 관해 설명한다. 디지털 클램프(31)를 통과하는 화소 신호는, 흑 레벨 값의 신호 레벨이 제로 레벨로 되어 있다. 즉, VOPB 영역(B)의 화소 신호는, 도 6과 같이 제로 레벨을 중심으로, 칼럼 노이즈와 암전류(暗電流) 등에 의한 랜덤 노이즈에 의해 흐트러져 있다. 임계치 결정부(40)는, 칼럼 노이즈와 랜덤 노이즈의 신호가 취할 수 있는 값을 참고로 하여 임계치를 결정하고, 그 값을 초과한 화소를 결함 화소로 간주한다. 또한, 임계치의 결정 방법은, 예를 들면, 랜덤 노이즈와 칼럼 노이즈의 신호를 가산 처리하고, 해당 가산 처리에 의해 얻어진 가산치의 표준 편차를 산출하고, 해당 표준 편차의 3배의 범위를 임계치로 하는 방법이 있다. 해당 방법에서는, 결함이 아닌 화소의 99.5％를 칼럼 노이즈 검출의 연산에 이용할 수 있다.
다음에, 제 2의 검출 방법에 관해 설명한다. 신호 처리 장치(1)에서는, VOPB 영역(B)의 칼럼 노이즈를 검출하는 경우에는 각 칼럼마다 행하고 있다. 예를 들면, 복수 프레임에서 칼럼 노이즈를 검출시에, 1프레임 내에서도 계산 도중의 칼럼 노이즈를 이용 가능한 때에, 검출 도중의 칼럼 노이즈를 그 칼럼의 흑 레벨로 간주한다. 어떤 칼럼에 주목하면 도 7과 같이, 화소 신호는 칼럼 노이즈 량을 중심으로 랜덤 노이즈분만 흐트러져 있는 상태이다. 랜덤 노이즈가 취할 수 있는 값을 참고로 하여 임계치를 결정하고, 그 값을 초과한 화소를 결함 화소로 간주한다. 또한, 임계치의 결정 방법은, 예를 들면, 랜덤 노이즈의 표준 편차를 산출하고, 해당 표준 편차의 3배의 범위를 임계치로 하는 방법이 있다. 해당 방법에서는, 결함이 아닌 화소의 99.5％를 칼럼 노이즈 검출의 연산에 이용할 수 있다.
또한, 상술하는 방법은, 사전에 결함 화소의 위치를 기억하는 방법과 달리 항상 검출이 가능하다.
다음에, 검출한 결함 화소의 대처에 관해 2개의 방법을 설명한다.
제 1의 대처 방법은, 결함 화소 검출부(42)에서 결함 화소로 간주한 화소의 신호를 오버플로 리밋 하는 방법이다. 결함 화소 검출부(42)는, 예를 들면, 도 6에 도시한 바와 같이, 임계치 결정부(40)에서 결정된 제로 레벨을 중심으로 한 임계치로부터 벗어나고 있는 신호를 결함 화소로 간주하고 처리부(43)에 공급한다. 처리부(43)는 결함 화소 검출부(42)에 의한 검출 결과에 의거하여, 디지털 클램프(31)로부터 공급되는 VOPB 영역(B)의 화소 신호에 소정의 신호 처리를 행한다. 처리부(43)는, 예를 들면, 도 6에 도시한 바와 같이 임계치 결정부(40)에서 결정된 임계치(1)보다도 큰 신호 레벨의 화소(백 결함이 생기는 화소(a))를 오버플로 리밋, 즉, 임계치(1)의 신호 레벨까지 백 결함 화소(a)의 신호 레벨을 감소시키는 처리를 행한다. 또한, 처리부(43)는, 도 6에 도시한 바와 같이, 임계치 결정부(40)에서 결정된 임계치(2)보다도 작은 신호 레벨의 화소(흑 결함이 생기는 화소(b))를 오버플로 리밋, 즉, 임계치(2)의 신호 레벨까지 흑 결함 화소(b)의 신호 레벨을 증가시키는 처리를 행한다.
이와 같은 처리를 행함에 의해, 백 결함 화소 및 흑 결함 화소의 신호의 절 대치를 작게 할 수 있고, 결함 화소가 칼럼 노이즈 검출에 주는 영향을 작게 할 수 있다.
제 2의 대처 방법은, 결함 화소 검출부(42)에서 결함 화소로 간주한 화소의 신호를, VOPB 영역(B)의 화소 신호로부터 제거하는 방법이다. 처리부(43)는 결함 화소 검출부(42)에 의한 검출 결과에 의거하여, 디지털 클램프(31)로부터 공급되는 VOPB 영역(B)의 화소 신호로부터 결함 화소의 신호를 제거하는 처리를 행한다.
이와 같은 처리를 행함에 의해, 결함 화소가 칼럼 노이즈 검출에 주는 영향을 작게 할 수 있다.
다음에, 임계치 결정부(40)에 의한 임계치의 결정 방법에 관해 설명한다.
임계치 결정부(40)는, 화소부의 칼럼 노이즈 량과 랜덤 노이즈 량으로부터 임계치를 결정한다. 다만, VOPB 영역(B)에 배치되어 있는 화소로부터 칼럼 노이즈를 검출할 때, 이 검출에 사용되지 않았던 화소 수를 카운트하고 있기 때문에, 그 수가 많은 경우에는 임계치의 범위를 넓히도록 제어한다. 이것은, 칼럼 노이즈의 검출의 연산에 사용하지 않는 화소가 지나치게 증가하면, 연산하는 화소의 샘플 수가 감소하고, 검출의 정밀도가 악화하기 때문이다. 또한, 결함 신호의 검출이 너무 적으면, 결함 화소 검출부(42)의 검출 결과에 따라, 임계치의 범위를 좁히도록 제어한다. 이것은, 결함 화소가 칼럼 노이즈 검출에 주는 영향이 크기 때문에, 임계치의 범위를 좁혀서, 검출 정밀도를 높이기 위해서이다. 또한, 임계치 결정부(40)는, 결함 화소 검출부(42)의 검출 결과를 항상 피드백하는 구성이라도 좋다.
칼럼 노이즈 성분 검출부(33)는, 결함 제거부(32)로부터 공급된 신호로부터 칼럼 노이즈 성분의 검출을 행한다. 칼럼 노이즈 성분 검출부(33)는, 칼럼 노이즈가 같은 칼럼의 화소에서는 동량인 것에 착안하고, 결함 제거부(32)에 의해 결함 화소의 영향이 제거된 VOPB 영역(B)의 화소 신호로부터 칼럼 노이즈 성분의 검출을 행하고, 그 결과를 라인 메모리(34)에 기억한다.
여기서, 칼럼 노이즈 성분 검출부(33)에 의해 행하여지는 VOPB 영역(B)의 흑 레벨 값의 차분(差分)의 검출 동작에 관해 기술한다. 상술한 바와 같이, 디지털 클램프(31)에서, VOPB 영역(B)의 화소 신호로부터 HOPB 영역(C)의 흑 레벨 값을 감산하고 있기 때문에, HOPB 영역(C)과 VOPB 영역(B)의 흑 레벨 값에 차가 없으면, 칼럼 노이즈 성분 검출부(33)에서 VOPB 영역(B)의 흑 레벨 값을 검출하면 제로로 된다.
한편으로, HOPB 영역(C)과 VOPB 영역(B)의 흑 레벨 값에 차가 있는 경우에는, 칼럼 노이즈 성분 검출부(33)에서 VOPB 영역(B)의 흑 레벨 값을 검출하면 정 또는 부의 값을 갖는다. VOPB 영역(B)의 흑 레벨 값이 정의 값일 경우는, HOPB 영역(C)의 흑 레벨 값에 대해 VOPB 영역(B)의 흑 레벨 값이 높은 것을 나타내고, VOPB 영역(B)의 흑 레벨 값이 부의 값일 경우는, HOPB 영역(C)의 흑 레벨 값에 대해 VOPB 영역(B)의 흑 레벨 값이 낮은 것을 나타낸다.
따라서 칼럼 노이즈 성분 검출부(33)에서는, HOPB 영역(C)과 VOPB 영역(B)의 흑 레벨 값의 차분을 검출하는데는, HOPB 영역(C)의 흑 레벨 값이 제로로 되어 있기 때문에, VOPB 영역(B)의 흑 레벨 값을 검출하는 것만으로 좋다. 또한, VOPB 영역(B)의 흑 레벨 값의 검출 방법은, VOPB 영역(B) 전체를 적분하는 구성이라도 좋 고, VOPB 영역(B)의 일부의 영역을 이용하여 적분을 행하는 구성이라도 좋다.
칼럼 노이즈 보정부(35)는, 칼럼 노이즈 성분 검출부(33)에서 검출된 노이즈 성분에 의거하여, 유효 화소 영역(A)의 화소 신호의 칼럼 노이즈의 보정을 행하고, 보정 후의 신호를 카메라 신호 처리부(36)에 공급한다. 카메라 신호 처리부(36)는, 칼럼 노이즈 보정부(35)에서 칼럼 노이즈가 보정 처리된 신호에 소정의 카메라 신호 처리를 행한다.
따라서 본원 발명에 관한 신호 처리 장치(1)는, 디지털 클램프(31)에 의해 흑 레벨 값이 제로 레벨로 설정된 VOPB 영역(B)의 화소 신호로부터, 결함 제거부(32)에 의해 소정의 임계치를 초과하는 화소 신호를 결함 신호로 간주하고, 해당 결함 신호에 대응하는 결함 화소를 검출하고, 해당 결함 화소의 영향을 제거하고, 칼럼 노이즈 성분 검출부(33)에 의해 결함 화소의 영향이 제거된 화소 신호로부터 칼럼 노이즈 성분을 검출하고, 칼럼 노이즈 보정부(35)에 의해 해당 칼럼 노이즈 성분에 의거하여, 유효 화소 영역(A)의 화소 신호의 칼럼 노이즈를 보정하기 때문에, VOPB 영역(B)에 결함 화소가 존재하는 경우에도, 칼럼 노이즈를 정확하게 검출할 수 있고, 또한, 유효 화소 영역(A)의 화소 신호의 칼럼 노이즈 보정을 정확하게 행할 수 있다.
또한, 본 발명은, 도면을 참조하여 설명한 상술한 실시예로 한정되는 것이 아니고, 첨부한 청구의 범위 및 그 주지를 일탈하는 일 없이 다양한 변경, 치환 또는 그 동등한 것을 행할 수가 있음은 물론이다.
본 발명에 따르면, 디지털 클램프에 의해 흑 레벨 값이 제로 레벨로 설정된 VOPB 영역의 화소 신호로부터, 결함 제거부에서 소정의 임계치를 초과하는 화소 신호를 결함 신호로 간주하고, 해당 결함 신호에 대응하는 결함 화소를 검출하고, 해당 결함 화소의 영향을 제거하고, 칼럼 노이즈 성분 검출부에서 결함 화소의 영향이 제거된 화소 신호로부터 칼럼 노이즈 성분을 검출하고, 칼럼 노이즈 보정부에서 해당 칼럼 노이즈 성분에 의거하여, 유효 화소 영역의 화소 신호의 칼럼 노이즈를 보정하기 때문에, VOPB 영역에 결함 화소가 존재하는 경우에도, 칼럼 노이즈를 정확하게 검출할 수 있고, 또한, 유효 화소 영역의 화소 신호의 칼럼 노이즈 보정을 정확하게 행할 수 있다.

Claims (10)

  1. 화소가 균등하게 행렬형상으로 배치되어 있고, 광이 조사되는 유효 화소 영역과, 광의 조사가 차단되어 있는 수직 차광 화소 영역으로 이루어지는 화소부와, 수직 선택선으로 공통으로 접속된 동일 행의 화소의 제어 전극을 제어하는 수직 주사 회로와, 동일 열의 화소의 주전극이 공통으로 접속된 수직 신호선의 제어 전극을 제어하고 해당 수직 신호선을 통하여 출력되는 화소 신호를 행 단위로 순차적으로 수평 신호선에 출력하는 수평 주사 회로와, 상기 수평 신호선으로부터의 화소 신호를 출력하는 출력 회로를 갖는 고체 촬상 소자와,
    상기 고체 촬상 소자의 상기 출력 회로로부터 출력되는 상기 수직 차광 화소 영역과 상기 유효 화소 영역의 화소 신호의 흑 레벨 값을 소정의 기준치에 클램프하는 클램프 수단과,
    상기 소정의 기준치에 의거하여 임계치를 결정하는 임계치 결정 수단과,
    상기 클램프 수단에 의해 흑 레벨 값이 기준치에 클램프된 상기 수직 차광 화소 영역의 화소 신호가, 상기 임계치 결정 수단에서 결정된 임계치를 초과하고 있는지의 여부를 판단하는 판단 수단과,
    상기 판단 수단의 판단 결과에 의거하여, 상기 수직 차광 화소 영역에 배치되어 있는 화소 중에서 결함 화소를 검출하는 결함 화소 검출 수단과,
    상기 결함 화소 검출 수단의 검출 결과에 의거하여, 상기 클램프 수단에 의해 흑 레벨 값이 기준치에 클램프된 상기 수직 차광 화소 영역의 화소 신호에 소정 의 신호 처리를 행하는 신호 처리 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 신호 처리 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 신호 처리 수단에 의한 소정의 신호 처리가 행하여진 후의 상기 수직 차광 화소 영역의 화소 신호로부터 칼럼 노이즈 성분을 검출하는 칼럼 노이즈 성분 검출 수단과,
    상기 칼럼 노이즈 성분 검출 수단에 의해 검출된 칼럼 노이즈 성분에 의거하여, 상기 클램프 수단에 의해 흑 레벨 값이 소정의 기준치에 클램프된 상기 유효 화소 영역의 화소 신호에 포함되어 있는 칼럼 노이즈를 보정하는 칼럼 노이즈 보정 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 신호 처리 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 임계치 결정 수단은, 상기 결함 화소 검출 수단의 검출 결과에 의거하여, 임계치의 폭을 변경하는 것을 특징으로 하는 신호 처리 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 신호 처리 수단은, 상기 결함 화소 검출 수단에 의해 검출된 결함 화소에 의거하여, 상기 클램프 수단에 의해 흑 레벨 값이 기준치에 클램프된 상기 수직 차광 화소 영역의 화소 신호로부터 결함 신호를 검출하고, 해당 결함 신호의 신호 치를 상기 임계치 결정 수단에서 결정된 임계치에 수속시키는 것을 특징으로 하는 신호 처리 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 신호 처리 수단은, 상기 결함 화소 검출 수단에 의해 검출된 결함 화소에 의거하여, 상기 클램프 수단에 의해 흑 레벨 값이 기준치에 클램프된 상기 수직 차광 화소 영역의 화소 신호로부터 결함 신호를 검출하고, 해당 결함 신호를 제거하는 것을 특징으로 하는 신호 처리 장치.
  6. 화소가 균등하게 행렬형상으로 배치되어 있고, 광이 조사되는 유효 화소 영역과, 광의 조사가 차단되어 있는 수직 차광 화소 영역으로 이루어지는 화소부와, 수직 선택선으로 공통으로 접속된 동일 행의 화소의 제어 전극을 제어하는 수직 주사 회로와, 동일 열의 화소의 주전극이 공통으로 접속된 수직 신호선의 제어 전극을 제어하고 해당 수직 신호선을 통하여 출력되는 화소 신호를 행 단위로 순차적으로 수평 신호선에 출력하는 수평 주사 회로와, 상기 수평 신호선으로부터의 화소 신호를 출력하는 출력 회로를 갖는 고체 촬상 소자를 구비하는 신호 처리 장치의 신호 처리 방법으로서,
    상기 고체 촬상 소자의 상기 출력 회로로부터 출력되는 상기 수직 차광 화소 영역과 상기 유효 화소 영역의 화소 신호의 흑 레벨 값을 소정의 기준치에 클램프하는 클램프 공정과,
    상기 소정의 기준치에 의거하여 임계치를 결정하는 임계치 결정 공정과,
    상기 클램프 공정에 의해 흑 레벨 값이 기준치에 클램프된 상기 수직 차광 화소 영역의 화소 신호가, 상기 임계치 결정 공정에서 결정된 임계치를 초과하고 있는지의 여부를 판단하는 판단 공정과,
    상기 판단 공정의 판단 결과에 의거하여, 상기 수직 차광 화소 영역에 배치되어 있는 화소 중에서 결함 화소를 검출하는 결함 화소 검출 공정과,
    상기 결함 화소 검출 공정의 검출 결과에 의거하여, 상기 클램프 공정에 의해 흑 레벨 값이 기준치에 클램프된 상기 수직 차광 화소 영역의 화소 신호에 소정의 신호 처리를 행하는 신호 처리 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 신호 처리 방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 신호 처리 공정의 처리가 행하여진 후의 상기 수직 차광 화소 영역의 화소 신호로부터 칼럼 노이즈 성분을 검출하는 칼럼 노이즈 성분 검출 공정과,
    상기 칼럼 노이즈 성분 검출 공정에서 검출된 칼럼 노이즈 성분에 의거하여, 상기 클램프 공정에서 흑 레벨 값이 소정의 기준치에 클램프된 상기 유효 화소 영역의 화소 신호에 포함되어 있는 칼럼 노이즈를 보정하는 칼럼 노이즈 보정 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 신호 처리 방법.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 임계치 결정 공정은, 상기 결함 화소 검출 공정에서의 검출 결과에 의거하여, 임계치의 폭을 변경하는 것을 특징으로 하는 신호 처리 방법.
  9. 제 6항에 있어서,
    상기 신호 처리 공정은, 상기 결함 화소 검출 공정에서 검출된 결함 화소에 의거하여, 상기 클램프 공정에서 흑 레벨 값이 기준치에 클램프된 상기 수직 차광 화소 영역의 화소 신호로부터 결함 신호를 검출하고, 해당 결함 신호의 신호치를 상기 임계치 결정 공정에서 결정된 임계치에 수속시키는 것을 특징으로 하는 신호 처리 방법.
  10. 제 6항에 있어서,
    상기 신호 처리 공정은, 상기 결함 화소 검출 공정에서 검출된 결함 화소에 의거하여, 상기 클램프 공정에서 흑 레벨 값이 기준치에 클램프된 상기 수직 차광 화소 영역의 화소 신호로부터 결함 신호를 검출하고, 해당 결함 신호를 제거하는 것을 특징으로 하는 신호 처리 방법.
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