(57)【要約】【課題】明暗の歪みを補正する固体撮像素子において、補正精度を向上させる。【解決手段】固体撮像素子は、領域分割部、補正値保持部および補正部を具備する。領域分割部は、複数の画素を二次元格子状に配列した画素アレイ部内の暗電流の分布に基づいて画素アレイ部を複数の領域に分割する。補正値保持部は、複数の領域のそれぞれの境界における暗電流の値を暗電流補正のための補正値として保持する。補正部は、複数の画素のそれぞれの画素信号に対する暗電流補正を補正値を用いて行う。【選択図】図４
2020061669.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の画素を二次元格子状に配列した画素アレイ部内の暗電流の分布に基づいて画素アレイ部を複数の領域に分割する領域分割部と、
前記複数の領域のそれぞれの境界における前記暗電流の値を暗電流補正のための補正値として保持する補正値保持部と、
前記複数の画素のそれぞれの画素信号に対する前記暗電流補正を前記補正値を用いて行う補正部と
を具備する固体撮像素子。
【請求項２】
前記画素アレイ部には、複数の行が配列され、
前記複数の行のそれぞれには、所定方向に沿って所定数の画素が配列され、
前記領域分割部は、
前記複数の行のそれぞれについて前記分布を取得して前記分布に基づいて前記境界を設定する
請求項１記載の固体撮像素子。
【請求項３】
前記画素アレイ部は、所定方向に垂直な方向において一定の間隔で複数の垂直分割エリアに分割され、
前記領域分割部は、前記複数の垂直分割エリアのそれぞれについて前記分布を取得して前記分布に基づいて前記境界を設定する
請求項１記載の固体撮像素子。
【請求項４】
温度、消費電力および電圧の少なくとも１つを含む環境情報を取得する環境情報取得部をさらに具備し、
前記補正部は、前記環境情報と前記補正値とに基づいて前記暗電流補正を行う
請求項１記載の固体撮像素子。
【請求項５】
前記画素アレイ部には、浮遊拡散層を共有する複数の画素がそれぞれに配列された複数の画素ブロックが配列され、
前記領域分割部は、前記画素アレイ部内の相対位置が同一の画素ごとに前記分布に基づいて前記複数の領域に分割する
請求項１記載の固体撮像素子。
【請求項６】
前記領域分割部は、前記分布における前記暗電流の変化量が所定の閾値を超えた座標を前記境界として求める
請求項１記載の固体撮像素子。
【請求項７】
前記領域分割部は、前記分布を示す関数の変曲点を前記境界として求める
請求項１記載の固体撮像素子。
【請求項８】
前記補正部は、前記境界に該当しない座標における前記暗電流の値を前記補正値から補間して当該補間した補間値を用いて前記暗電流補正を行う
請求項１記載の固体撮像素子。
【請求項９】
前記補正部は、線形補間により前記補間値を求める
請求項８記載の固体撮像素子。
【請求項１０】
複数の画素を二次元格子状に配列した画素アレイ部内の暗電流の分布に基づいて画素アレイ部を複数の領域に分割する領域分割部と、
前記複数の領域のそれぞれの境界における前記暗電流の値を暗電流補正のための補正値として保持する補正値保持部と、
前記複数の画素のそれぞれの画素信号に対する前記暗電流補正を前記補正値を用いて行う補正部と、
前記暗電流補正が行われた前記画素信号を処理する信号処理部と
を具備する撮像装置。
【請求項１１】
複数の画素を二次元格子状に配列した画素アレイ部内の暗電流の分布に基づいて画素アレイ部を複数の領域に分割する領域分割手順と、
前記複数の領域のそれぞれの境界における前記暗電流の値を暗電流補正のための補正値として補正値保持部に保持する保持手順と、
前記複数の画素のそれぞれの画素信号に対する暗電流補正を前記補正値を用いて行う補正手順と
を具備する固体撮像素子の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、固体撮像素子、撮像装置、および、固体撮像素子の制御方法に関する。詳しくは、暗電流ノイズを除去する固体撮像素子、撮像装置、および、固体撮像素子の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、デジタルカメラ、監視装置やスマートフォンに用いられる固体撮像素子においては、多画素化、高速化、大面積化が進められている。特にデジタルカメラに用いられる固体撮像素子は、大面積化が進められているが、面積の増大に伴い、暗電流に起因して明暗の歪み（すなわち、シェーディング）が発生し、高品質な画像を得ることが困難となる。このシェーディングを補正するために、例えば、一定形状のブロック単位で画素アレイ部を分割し、ブロックごとに補正係数を求めて保持しておく固体撮像素子が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−２７５４５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述の従来技術では、固体撮像素子は、補正係数を用いてブロック単位で明暗の歪みを補正する。しかしながら、固体撮像素子内の暗電流は、一定とは限らず、局所的に変化することがあるため、上述の従来技術では、十分な補正精度が得られないおそれがある。例えば、一定形状のブロック内で局所的に暗電流が変化した際に、ブロック単位の補正では暗電流ノイズによる明暗の歪みを補正しきれず、補正精度が低下してしまうという問題がある。
【０００５】
本技術はこのような状況に鑑みて生み出されたものであり、明暗の歪みを補正する固体撮像素子において、補正精度を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本技術は、上述の問題点を解消するためになされたものであり、その第１の側面は、複数の画素を二次元格子状に配列した画素アレイ部内の暗電流の分布に基づいて画素アレイ部を複数の領域に分割する領域分割部と、上記複数の領域のそれぞれの境界における上記暗電流の値を暗電流補正のための補正値として保持する補正値保持部と、上記複数の画素のそれぞれの画素信号に対する上記暗電流補正を上記補正値を用いて行う補正部とを具備する固体撮像素子、および、その制御方法である。これにより、暗電流の分布に基づいて分割された領域ごとの補正値により暗電流補正が行われるという作用をもたらす。
【０００７】
また、この第１の側面において、上記画素アレイ部には、複数の行が配列され、上記複数の行のそれぞれには、所定方向に沿って所定数の画素が配列され、上記領域分割部は、上記複数の行のそれぞれについて上記分布を取得して上記分布に基づいて上記境界を設定してもよい。これにより、行ごとに設定さた境界により画素アレイ部が複数の領域に分割されるという作用をもたらす。
【０００８】
また、この第１の側面において、上記画素アレイ部は、所定方向に垂直な方向において一定の間隔で複数の垂直分割エリアに分割され、上記領域分割部は、上記複数の垂直分割エリアのそれぞれについて上記分布を取得して上記分布に基づいて上記境界を設定してもよい。これにより、垂直分割エリアごとに設定された境界により画素アレイ部が複数の領域に分割されるという作用をもたらす。
【０００９】
また、この第１の側面において、温度、消費電力および電圧の少なくとも１つを含む環境情報を取得する環境情報取得部をさらに具備し、上記補正部は、上記環境情報と上記補正値とに基づいて上記暗電流補正を行ってもよい。これにより、暗電流の分布と環境情報とに応じた暗電流補正が行われるという作用をもたらす。
【００１０】
また、この第１の側面において、上記画素アレイ部には、浮遊拡散層を共有する複数の画素がそれぞれに配列された複数の画素ブロックが配列され、上記領域分割部は、上記画素アレイ部内の相対位置が同一の画素ごとに上記分布に基づいて上記複数の領域に分割してもよい。これにより、浮遊拡散層を共有する画素の画素信号に対して暗電流補正が行われるという作用をもたらす。
【００１１】
また、この第１の側面において、上記領域分割部は、上記分布における上記暗電流の変化量が所定の閾値を超えた座標を上記境界として求めてもよい。これにより、暗電流の変化量が閾値を超える座標で分割された領域ごとの補正値により暗電流補正が行われるという作用をもたらす。
【００１２】
また、この第１の側面において、上記領域分割部は、上記分布を示す関数の変曲点を上記境界として求めてもよい。これにより、変曲点で分割された領域ごとの補正値により暗電流補正が行われるという作用をもたらす。
【００１３】
また、この第１の側面において、上記補正部は、上記境界に該当しない座標における上記暗電流の値を上記補正値から補間して当該補間した補間値を用いて上記暗電流補正を行ってもよい。これにより、補正値保持部の容量が削減されるという作用をもたらす。
【００１４】
また、この第１の側面において、上記補正部は、線形補間により上記補間値を求めてもよい。これにより、線形補間により得られた補正値により暗電流補正が行われるという作用をもたらす。
【００１５】
また、本技術の第２の側面は、複数の画素を二次元格子状に配列した画素アレイ部内の暗電流の分布に基づいて画素アレイ部を複数の領域に分割する領域分割部と、上記複数の領域のそれぞれの境界における上記暗電流の値を暗電流補正のための補正値として保持する補正値保持部と、上記複数の画素のそれぞれの画素信号に対する上記暗電流補正を上記補正値を用いて行う補正部と、上記暗電流補正が行われた上記画素信号を処理する信号処理部とを具備する撮像装置である。これにより、暗電流の分布に基づいて分割された領域ごとの補正値により暗電流補正が行われ、暗電流補正後の画素信号が処理されるという作用をもたらす。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本技術の第１の実施の形態における撮像装置の一構成例を示すブロック図である。
【図２】本技術の第１の実施の形態における固体撮像素子の一構成例を示すブロック図である。
【図３】本技術の第１の実施の形態における画素アレイ部の平面図の一例である。
【図４】本技術の第１の実施の形態におけるカラム信号処理部の一構成例を示すブロック図である。
【図５】本技術の第１の実施の形態におけるダークレベルおよび補正値の分布の一例を示す図である。
【図６】本技術の第１の実施の形態における境界ごとの補正値の一例を示す図である。
【図７】本技術の第１の実施の形態におけるエリア分割の結果の一例を示す図である。
【図８】本技術の第１の実施の形態における補正値と補正前後の信号レベルとの一例を示す図である。
【図９】本技術の第１の実施の形態における固体撮像素子の動作の一例を示すフローチャートである。
【図１０】本技術の第２の実施の形態における垂直方向のエリア分割の結果の一例を示す図である。
【図１１】本技術の第２の実施の形態におけるダークレベルの平均値の分布の一例を示す図である。
【図１２】本技術の第２の実施の形態における水平方向のエリア分割の結果の一例を示す図である。
【図１３】本技術の第３の実施の形態におけるカラム信号処理部の一構成例を示すブロック図である。
【図１４】本技術の第３の実施の形態におけるＤＳＰ回路の一構成例を示すブロック図である。
【図１５】本技術の第３の実施の形態における固体撮像素子の動作の一例を示すフローチャートである。
【図１６】本技術の第４の実施の形態における画素ブロックの一構成例を示す回路図である。
【図１７】車両制御システムの概略的な構成例を示すブロック図である。
【図１８】撮像部の設置位置の一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本技術を実施するための形態（以下、実施の形態と称する）について説明する。説明は以下の順序により行う。
１．第１の実施の形態（暗電流の分布に基づいて分割する例）
２．第２の実施の形態（暗電流の分布に基づいて矩形のエリアに分割する例）
３．第３の実施の形態（暗電流の分布に基づいて分割し、環境情報に基づいて補正する例）
４．第４の実施の形態（浮遊拡散層を共有する画素を配列した画素アレイ部内の暗電流の分布に基づいて分割する例）
５．移動体への応用例
【００１８】
＜１．第１の実施の形態＞
［撮像装置の構成例］
図１は、本技術の第１の実施の形態における撮像装置１００の一構成例を示すブロック図である。この撮像装置１００は、画像データを撮像するための装置であり、光学部１１０、固体撮像素子２００およびＤＳＰ回路１２０を備える。さらに撮像装置１００は、表示部１３０、操作部１４０、バス１５０、フレームメモリ１６０、記憶部１７０および電源部１８０を備える。撮像装置１００としては、例えば、デジタルスチルカメラなどのデジタルカメラの他、撮像機能を持つスマートフォンやパーソナルコンピュータ、車載カメラ等が想定される。
【００１９】
光学部１１０は、被写体からの光を集光して固体撮像素子２００に導くものである。固体撮像素子２００は、垂直同期信号ＶＳＹＮＣに同期して、光電変換により画像データを生成するものである。ここで、垂直同期信号ＶＳＹＮＣは、撮像のタイミングを示す所定周波数の周期信号である。固体撮像素子２００は、生成した画像データをＤＳＰ回路１２０に信号線２０９を介して供給する。
【００２０】
ＤＳＰ回路１２０は、固体撮像素子２００からの画像データに対して所定の信号処理を実行するものである。このＤＳＰ回路１２０は、処理後の画像データをバス１５０を介してフレームメモリ１６０などに出力する。なお、ＤＳＰ回路１２０は、特許請求の範囲に記載の信号処理部の一例である。
【００２１】
表示部１３０は、画像データを表示するものである。表示部１３０としては、例えば、液晶パネルや有機ＥＬ（Electro Luminescence）パネルが想定される。操作部１４０は、ユーザの操作に従って操作信号を生成するものである。
【００２２】
バス１５０は、光学部１１０、固体撮像素子２００、ＤＳＰ回路１２０、表示部１３０、操作部１４０、フレームメモリ１６０、記憶部１７０および電源部１８０が互いにデータをやりとりするための共通の経路である。
【００２３】
フレームメモリ１６０は、画像データを保持するものである。記憶部１７０は、画像データなどの様々なデータを記憶するものである。電源部１８０は、固体撮像素子２００、ＤＳＰ回路１２０や表示部１３０などに電源を供給するものである。
【００２４】
［固体撮像素子の構成例］
図２は、本技術の第１の実施の形態における固体撮像素子２００の一構成例を示すブロック図である。この固体撮像素子２００は、行選択部２１０、タイミング制御部２２０、ＤＡＣ（Digital to Analog Converter）２３０、画素アレイ部２５０、カラム信号処理部２６０および水平転送走査部２７０を備える。また、画素アレイ部２５０には、複数の画素が二次元格子状に配列される。
【００２５】
以下、所定の方向（水平方向など）に配列された画素の集合を「行」と称し、行に垂直な方向に配列された画素の集合を「列」と称する。画素アレイ部２５０の行数をＭ（Ｍは整数）とし、列数をＮ（Ｎは整数）とする。
【００２６】
行選択部２１０は、垂直同期信号ＶＳＹＮＣより周波数の高い水平同期信号に同期して行を順に選択し、駆動するものである。
【００２７】
個々の画素は、光電変換により画素信号を生成する。これらの画素は、浮遊拡散層、フォトダイオードやトランジスタなどにより実現される。画素アレイ部２５０内のＮ列の画素からカラム信号処理部２６０へは、Ｎ本の垂直信号線２５９を介して各列の画素信号が伝送される。
【００２８】
ＤＡＣ２３０は、タイミング制御部２２０からのデジタル信号に対するＤＡ（Digital to Analog）変換により、時間の経過に伴って変化するランプ信号を生成するものである。このＤＡＣ２３０は、ランプ信号をカラム信号処理部２６０に供給する。
【００２９】
タイミング制御部２２０は、垂直同期信号ＶＳＹＮＣに同期して、行選択部２１０、ＤＡＣ２３０、カラム信号処理部２６０および水平転送走査部２７０のそれぞれの動作タイミングを制御するものである。
【００３０】
カラム信号処理部２６０は、列ごとに、画素信号に対して所定の信号処理を実行するものである。この信号処理は、アナログの画素信号をデジタル信号に変換するＡＤ（Analog to Digital）変換の処理と、暗電流による明暗の歪みを補正する暗電流補正の処理とを含む。カラム信号処理部２６０は、信号処理後のデジタル信号を水平転送走査部２７０の制御に従ってＤＳＰ回路１２０に出力する。Ｍ×Ｎ個のデジタル信号により画像データが生成される。
【００３１】
水平転送走査部２７０は、カラム信号処理部２６０を制御して、デジタル信号を順に出力させるものである。
【００３２】
［画素アレイ部の構成例］
図３は、本技術の第１の実施の形態における画素アレイ部の平面図の一例である。画素アレイ部２５０には、有効エリア２５３と遮光エリア２５１とが設けられる。同図における一定鎖線で囲まれたエリアは、有効エリア２５３を示し、有効エリア２５３の周囲のエリアは、遮光エリア２５１を示す。
【００３３】
有効エリア２５３は、遮光されていないエリアであり、複数の有効画素２５４が二次元格子状に配列される。一方、遮光エリア２５１は、遮光されたエリアであり、複数の遮光画素２５２が配列される。
【００３４】
有効画素２５４は、遮光されていない画素であり、入射光に対する光電変換により画素信号を生成して出力する。一方、遮光画素２５２は、遮光された画素であり、暗電流に応じた信号を画素信号として出力する。
【００３５】
［カラム信号処理部の構成例］
図４は、本技術の第１の実施の形態におけるカラム信号処理部２６０の一構成例を示すブロック図である。このカラム信号処理部２６０は、アナログデジタル変換部２６１、エリア分割部２６２、補正値設定部２６３、補正値保持部２６４およびシェーディング補正部２６５を備える。
【００３６】
また、カラム信号処理部２６０には、モード信号ＭＯＤＥが入力される。ここで、モード信号ＭＯＤＥは、補正モードおよび撮像モードを含む複数のモードのいずれかを設定するための信号である。補正モードは、暗電流補正のための補正値を固体撮像素子２００が生成して保持しておくモードである。この補正モードにおいては、画素アレイ部２５０全体を遮光した状態で画像データがダーク画像として撮像される。一方、撮像モードは、固体撮像素子２００が、画素毎に画素信号に対して暗電流補正を行い、画像データを生成するモードである。この撮像モードにおいては、撮像時に画素アレイ部２５０が遮光されない。また、補正モードは、例えば、撮像装置１００の工場出荷時などにおいて設定される。
【００３７】
アナログデジタル変換部２６１は、ランプ信号を用いて、アナログの画素信号Ａｉｎ１乃至ＡｉｎＮをデジタル信号Ｄｏｕｔ１乃至ＤｏｕｔＮに変換するものである。ここで、画素信号Ａｉｎｊ（ｊは１乃至Ｎの整数）は、ｊ列目の画素信号である。このアナログデジタル変換部２６１は、例えば、カラムごとに設けられたＡＤＣにより実現される。Ｎ列分のＡＤ変換は、Ｍ行のそれぞれについて順に実行される。これらのＡＤ変換により、Ｍ×Ｎ個のデジタル信号が生成される。アナログデジタル変換部２６１は、デジタル信号をエリア分割部２６２、補正値設定部２６３およびシェーディング補正部２６５に供給する。
【００３８】
エリア分割部２６２は、画素アレイ部２５０内の暗電流の分布に基づいて画素アレイ部２５０内の有効エリア２５３を複数の分割エリアに分割するものである。このエリア分割部２６２は、モード信号ＭＯＤＥにより補正モードが設定された場合に、行ごとに、その行内の暗電流の分布を取得し、その分布に基づいて複数のエリアのそれぞれの境界を設定する。例えば、エリア分割部２６２は、暗電流を示すＮ列分のデジタル信号のそれぞれの値を目的変数Ｙ１乃至ＹＮとし、Ｎ列のそれぞれのＸ座標を説明変数Ｘ１乃至ＸＮとする。そして、エリア分割部２６２は、曲線あてはめにより、次の式に示す多項式などの関数を求める。
ｙｊ＝ｆ（ｘｊ）
【００３９】
曲線あてはめにおいては、例えば、次の式により表される誤差Ｊが最小となるように関数ｆ（ｘｊ）のフィッティングパラメータを求める最小二乗法が用いられる。関数ｆ（ｘｊ）が多項式である場合、項のそれぞれの係数がフィッティングパラメータとして求められる。
【数１】
2020061669.tif 000003
【００４０】
そして、エリア分割部２６２は、求めた関数ｆ（ｘｊ）を一次微分し、微分値を画素毎に求める。この微分値は、暗電流の変化量を示す。エリア分割部２６２は、画素毎に微分値（変化量）が所定の閾値を超えるか否かを判断する。また、エリア分割部２６２は、関数ｆ（ｘｊ）を二次微分し、その微分値が「０」になる画素（すなわち、変曲点）を求める。
【００４１】
続いてエリア分割部２６２は、微分値が閾値を超える画素と変曲点との座標を、分割したエリアの境界の座標である境界座標として設定する。エリア分割部２６２は、行ごとに、その行内の境界座標を求める。これらの処理により、画素アレイ部２５０は、境界座標からなる曲線や直線を境界とする複数の分割エリアに分割される。エリア分割部２６２は、行ごとの境界座標を補正値設定部２６３に供給する。また、エリア分割部２６２は、遮光エリア２５１内の有効エリア２５３に隣接する画素の座標についても境界座標として補正値設定部２６３に供給する。なお、エリア分割部２６２は、特許請求の範囲に記載の領域分割部の一例である。
【００４２】
なお、エリア分割部２６２は、微分値が閾値を超える画素と変曲点との両方の座標を境界座標として求めているが、いずれか一方のみを境界座標として求める構成であってもよい。
【００４３】
補正値設定部２６３は、境界座標ごとに、その座標に対応するデジタル信号Ｄｏｕｔｊの値をアナログデジタル変換部２６１から取得し、その座標の補正値として補正値保持部２６４に保持させるものである。これらの補正値は、暗電流補正に用いられる。補正値保持部２６４は、遮光エリア内の座標ごとに、また、境界座標ごとに補正値を保持するものである。
【００４４】
シェーディング補正部２６５は、モード信号ＭＯＤＥにより撮像モードが設定された場合に、デジタル信号Ｄｏｕｔｊに対して暗電流補正を行うものである。このシェーディング補正部２６５は、行ごとに、その行内の境界座標に対応する補正値を補正値保持部２６４から読み出す。
【００４５】
そして、シェーディング補正部２６５は、読み出した補正値に基づいて、境界座標に該当しない座標の補正値を線形補間などにより補間する。補間した補正値を、以下、「補間値」と称する。例えば、ある行において境界座標（Ｘ１、Ｙ１）と、境界座標（Ｘ２、Ｙ１）との間の座標（Ｘ、Ｙ１）の補間値Ｄ（Ｘ、Ｙ１）は、次の式により演算される。
｛Ｄ（Ｘ、Ｙ１）−Ｄ（Ｘ１、Ｙ１）｝／｛Ｄ（Ｘ２、Ｙ１）−Ｄ（Ｘ１、Ｙ１）｝
＝（Ｘ−Ｘ１）／（Ｘ２−Ｘ１）                        ・・・式１
上式において、Ｄ（Ｘ１、Ｙ１）は、境界座標（Ｘ１、Ｙ１）の補正値であり、Ｄ（Ｘ２、Ｙ１）は、境界座標（Ｘ２、Ｙ１）の補正値である。
【００４６】
式１による線形補間の後にシェーディング補正部２６５は、デジタル信号Ｄｏｕｔｊから、対応する補正値を減算する。補正値は、暗電流に応じた値であるため、その減算により、デジタル信号から暗電流ノイズが除去される。これにより、暗電流によるデジタル信号Ｄｏｕｔｊの明暗の歪みが補正（すなわち、暗電流補正）される。シェーディング補正部２６５は、補正後のデジタル信号ＤｏｕｔｊをＤｏｕｔｊ'としてＤＳＰ回路１２０に供給する。なお、シェーディング補正部２６５は、特許請求の範囲に記載の補正部の一例である。
【００４７】
なお、カラム信号処理部２６０内の処理のエリア分割、補正値の設定やシェーディング補正の一部または全てを、カラム信号処理部２６０の代わりに固体撮像素子２００の外部の回路（ＤＳＰ回路１２０など）が実行する構成であってもよい。
【００４８】
図５は、本技術の第１の実施の形態におけるダークレベルおよび補正値の分布の一例を示す図である。同図におけるａは、ある行のダークレベルの分布の一例を示す。同図におけるｂは、エリア分割した際のダークレベルの分布の一例を示す。同図におけるｃは、ある行の補正値の分布の一例を示す。同図におけるａおよびｂの縦軸は、補正モードにおけるデジタル信号のレベルであるダークレベルを示し、横軸は、列アドレスを示す。同図におけるｃの縦軸は、補正値を示し、横軸は、列アドレスを示す。
【００４９】
エリア分割部２６２は、補正モードにおいて、行ごとに、その行内の全ての列アドレスのデジタル信号を取得する。補正モードにおいては、画素アレイ部２５０が遮光されているため、画素信号のレベルは、暗電流のレベルであるダークレベルに該当する。同図におけるａに例示するように、ダークレベルの空間分布は一定とは限らず、局所的に変動することがある。
【００５０】
エリア分割部２６２は、曲線あてはめにより、暗電流の分布を表す関数ｆ（ｘｉ）を求め、その関数の一次微分および二次微分を行う。エリア分割部２６２は、一次微分の微分値が閾値以上となる画素と、二次微分の微分値が「０」となる画素（変曲点）との座標を境界座標として設定する。また、エリア分割部２６２は、遮光エリア２５１内の有効エリア２５３に隣接する画素の座標についても境界座標として設定する。例えば、同図におけるｂに例示するようにＸ１乃至Ｘ８が、Ｘ座標およびＹ座標からなる境界座標のうちＸ座標として設定される。これらの境界座標により、この行は、分割エリアＡ１乃至Ａ７に分割される。
【００５１】
そして、補正値設定部２６３は、Ｘ１乃至Ｘ８などの境界座標ごとに、その座標のダークレベルを補正値として補正値保持部２６４に保持させる。このように境界の補正値のみを保持することにより、全画素の補正値を保持する場合と比較して、少ない容量のメモリにより補正値保持部２６４を実現することができる。
【００５２】
撮像モードにおいて、シェーディング補正部２６５は、境界座標ごとの補正値を補正値保持部２６４から読み出し、境界座標以外の座標の補正値を線形補間により補間する。同図におけるｃの黒丸は、境界座標の補正値を示し、黒丸以外の実線の補正値は、補間値を示す。
【００５３】
図６は、本技術の第１の実施の形態における境界ごとの補正値の一例を示す図である。同図に例示するように、補正値保持部２６４には、境界座標ごとに、補正値が保持される。例えば、座標Ｙ１の行において、Ｘ１乃至Ｘ８のＸ座標が境界として設定された場合、境界座標（Ｘ１、Ｙ１）乃至（Ｘ８、Ｙ１）が保持される。また、それらの境界座標に対応付けて補正値Ｄ（Ｘ１、Ｙ１）乃至Ｄ（Ｘ８、Ｙ１）が保持される。
【００５４】
図７は、本技術の第１の実施の形態におけるエリア分割の結果の一例を示す図である。有効エリア２５３は、分割エリアＡ１乃至Ａ７などの複数の分割エリアに分割される。同図において、点線の行における黒丸は、その行の境界座標を示す。この行のダークレベルの分布は、例えば、図５におけるａのグラフにより表される。
【００５５】
エリア分割部２６２は、Ｍ行のそれぞれについて、その行の境界座標を求める。Ｍ行の全ての境界座標からなる曲線や直線は、図７における分割エリアの境界に該当する。ダークレベルは、一定とは限らず、局所的に変化する。この変化量が大きな箇所が境界座標に設定されている。このため、分割エリアの内部では、変化量が閾値より低く、分割エリア内の補正値は、境界の補正値から線形補間などの補間により求めることができる。
【００５６】
なお、分割エリアのコーナーの部分では、線形補間のみを行うと、補正残りが生じる場合がある。そこで、シェーディング補正部２６５は、分割エリアごとにコーナーを検出し、そのコーナーを中心とした一定範囲内において二次関数補間などに補間方法を変えることができる。これにより、補間精度をさらに向上させることができる。
【００５７】
図８は、本技術の第１の実施の形態における補正値と補正前後の信号レベルとの一例を示す図である。同図におけるａは、ある行の補正値の分布の一例を示す。同図におけるｂは、ある行の補正前のデジタル信号の分布の一例を示す。同図におけるｃは、ある行の補正後のデジタル信号の分布の一例を示す。
【００５８】
撮像モードにおいて、シェーディング補正部２６５は、同図におけるａに例示するように、行内の列ごとの補正値を線形補間により求める。そして、撮像モードにおいて、ある行の画素毎の受光量が一定であるものと仮定する。この場合であっても、暗電流ノイズが生じた場合には、同図におけるｂに例示するように、行内のデジタル信号が一定とならない。暗電流補正により暗電流ノイズの成分を除去しないと、シェーディングが発生して画質が低下してしまう。そこで、シェーディング補正部２６５は、その行内の列ごとのデジタル信号の値から、対応する補正値を減算する。これにより、同図におけるｃに例示するように、行内のデジタル信号が一定となり、シェーディングが補正される。
【００５９】
［固体撮像素子の動作例］
図９は、本技術の第１の実施の形態における固体撮像素子２００の動作の一例を示すフローチャートである。この動作は、例えば、補正モードが設定された場合に開始される。固体撮像素子２００は、遮光された状態で画像データをダーク画像として撮像する（ステップＳ９０１）。固体撮像素子２００は、行ごとに、関数ｆ（ｘｉ）を求め、一次微分を行い、閾値との比較により境界を設定する（ステップＳ９０２）。また、固体撮像素子２００は、行ごとに、二次微分を行って変曲点を境界として設定する（ステップＳ９０３）。そして、固体撮像素子２００は、境界における暗電流の値を補正値として保持する（ステップＳ９０４）。
【００６０】
そして、固体撮像素子２００は、撮像モードが設定されたか否かを判断する（ステップＳ９０５）。撮像モードが設定された場合に（ステップＳ９０５：Ｙｅｓ）、固体撮像素子２００は、画像データを撮像する（ステップＳ９０６）。固体撮像素子２００は、線形補間により、境界に該当しない座標の補正値を補間し（ステップＳ９０７）、それらの補正値を用いてシェーディング補正を行う（ステップＳ９０８）。
【００６１】
撮像モードが設定されてない場合（ステップＳ９０５：Ｎｏ）、または、ステップＳ９０８の後に固体撮像素子２００は、ステップＳ９０５以降を繰り返し実行する。
【００６２】
このように、本技術の第１の実施の形態では、カラム信号処理部２６０は、暗電流の分布に基づいて画素アレイ部２５０を複数の領域に分割し、それらの領域の境界に対応する補正値を用いて暗電流補正を行う。これにより、暗電流の分布において暗電流が局所的に変動しても、その分布に応じた補正値により、暗電流ノイズを十分に除去することができる。したがって、暗電流補正の補正精度を向上させることができる。
【００６３】
＜２．第２の実施の形態＞
上述の第１の実施の形態では、補正値保持部２６４は、行ごとに演算により境界座標を設定し、境界座標ごとに補正値を保持していたが、境界の形状が複雑になるほど、補正値の総数と演算量とが増大してしまう。この第２の実施の形態のカラム信号処理部２６０は、矩形の分割エリアにより分割することにより演算量と補正値の総数とを削減した点において第１の実施の形態と異なる。
【００６４】
図１０は、本技術の第２の実施の形態における垂直方向のエリア分割の結果の一例を示す図である。同図に例示するように、垂直方向において画素アレイ部２５０内の有効エリア２５３は、一定の間隔で分割される。これらのエリアを以下、「垂直分割エリア」と称する。
【００６５】
図１１は、本技術の第２の実施の形態におけるダークレベルの平均値の分布の一例を示す図である。同図におけるａは、エリア分割前のダークレベルの平均値の分布の一例を示す図であり、同図におけるｂは、エリア分割後のダークレベルの平均値の分布の一例を示す図である。同図における縦軸は、ある垂直分割エリア内の列ごとのダークレベルの平均値の一例を示し、同図における横軸は、列アドレスを示す。
【００６６】
同図におけるａに例示するように第２の実施の形態のエリア分割部２６２は、垂直分割エリア内において、列ごとに、その列内の全画素のデジタル信号（ダークレベル）の平均値を演算する。そして、エリア分割部２６２は、同図におけるｂに例示するように第１の実施の形態と同様の方法により、水平方向において境界座標を設定する。これにより、垂直分割エリアは、水平方向において複数の分割エリアに分割される。これらのエリアを、以下、「水平分割エリア」と称する。水平方向に分割する処理は、垂直分割エリアごとに実行される。
【００６７】
図１２は、本技術の第２の実施の形態における水平方向のエリア分割の結果の一例を示す図である。同図に例示するように、水平方向において、画素アレイ部２５０内の垂直分割エリアＶ１は、垂直分割エリアＨ１１乃至Ｈ１６に分割される。同図における一点鎖線の太線は、水平分割エリアのそれぞれの列方向に平行な境界を示す。垂直分割エリアＶ１以外の垂直分割エリアについても同様に、複数の水平分割エリアに分割される。
【００６８】
図１０乃至図１２に例示した垂直方向および水平方向のエリア分割により、有効エリア２５３は、矩形の複数の水平分割エリアに分割される。そして、垂直分割エリアごとに、そのエリア内の列のそれぞれのデジタル信号の平均値が補正値として保持される。これにより、境界内の画素毎に補正値を求める第１の実施の形態と比較して補正値の総数を削減することができる。これにより、容量の小さなメモリにより補正値保持部２６４を実現することができる。
【００６９】
また、シェーディング補正部２６５は、垂直分割エリアごとに、行方向においてのみ線形補間を行って列ごとの補正値を算出し、シェーディング補正を行う。このようにシェーディング補正部２６５は垂直分割エリアごとに線形補間を行えばよいため、行ごとに線形補間を行う第１の実施の形態と比較して、演算量を削減することができる。
【００７０】
このように、本技術の第２の実施の形態によれば、エリア分割部２６２は、垂直分割エリアごとに、列のそれぞれのダークレベルの平均値の分布を求めるため、行ごとにダークレベルの分布を求める場合と比較して演算量を削減することができる。
【００７１】
＜３．第３の実施の形態＞
上述の第１の実施の形態では、補正モードにおいてカラム信号処理部２６０は、温度や電圧を測定せずに、境界座標ごとに暗電流の値を補正値として保持していた。しかし、暗電流の値は、一般に、電圧や温度などの環境情報に依存して変動する。このため、補正値を保持したときと異なる電圧や温度の条件下において暗電流値が変動し、暗電流ノイズを十分に除去することができないおそれがある。この第３の実施の形態の撮像装置１００は、環境情報に基づいて暗電流補正を行う点において第１の実施の形態と異なる。
【００７２】
図１３は、本技術の第３の実施の形態におけるカラム信号処理部２６０の一構成例を示すブロック図である。この第３の実施の形態のカラム信号処理部２６０は、エリア分割部２６２、補正値設定部２６３、補正値保持部２６４およびシェーディング補正部２６５を備えない点において第１の実施の形態と異なる。
【００７３】
図１４は、本技術の第３の実施の形態におけるＤＳＰ回路１２０の一構成例を示すブロック図である。このＤＳＰ回路１２０は、エリア分割部１２１、補正値設定部１２２、補正値保持部１２３、環境情報取得部１２４およびシェーディング補正部１２５を備える。
【００７４】
エリア分割部１２１、補正値設定部１２２および補正値保持部１２３の構成は、第１の実施の形態のカラム信号処理部２６０内のエリア分割部２６２、補正値設定部２６３および補正値保持部２６４と同様である。ただし、補正値保持部２６４は、補正モードのときの環境情報をさらに保持する。ここで、環境情報は、撮像装置１００の環境に関する情報であり、温度、消費電力および電圧の少なくとも１つを含む。
【００７５】
環境情報取得部１２４は、環境情報を取得するものである。例えば、温度センサー、消費電力を算出する回路や、電圧計などにより環境情報取得部１２４が実現される。この環境情報取得部１２４は、補正モードが設定された場合に環境情報を補正値に対応付けて補正値保持部１２３に保持させる。一方、撮像モードが設定された場合に環境情報取得部１２４は、環境情報および補正値をシェーディング補正部１２５に供給する。
【００７６】
シェーディング補正部１２５は、保持した補正値と環境情報とに基づいてシェーディング補正を行う。例えば、シェーディング補正部１２５は、環境情報と暗電流との間の関係を示す関数を用いて補正値を演算する。一般に温度が上昇するほど、暗電流の値が大きくなる。このため、例えば、シェーディング補正部１２５は、温度が高いほど、元の補正値を大きくする関数を用いて、取得された環境情報に対応する補正値を演算する。
【００７７】
あるいは、シェーディング補正部１２５は、補正モードの際の環境情報に対応する補正値に基づいて、撮像モードの際の環境情報に対応する補正値を線形補間などにより補間する。この場合に、環境情報取得部１２４は、補正モードのときに複数の条件下で補正値を求め、条件に係る環境情報ごとに補正値を補正値保持部１２３が保持しておく。
【００７８】
例えば、補正モードの際に、温度Ｔ１について、ある行の境界座標（Ｘ１、Ｙ１）および（Ｘ２、Ｙ１）において、補正値Ｄ（Ｘ１、Ｙ１、Ｔ１）およびＤ（Ｘ２、Ｙ１、Ｔ１）が保持されたものとする。また、温度Ｔ２について、それらの境界座標において、補正値Ｄ（Ｘ１、Ｙ１、Ｔ２）およびＤ（Ｘ２、Ｙ１、Ｔ２）が保持されたものとする。シェーディング補正部１２５は、温度Ｔ１およびＴ２の間の温度Ｔが取得された際に、その条件下で境界座標（Ｘ１、Ｙ１）および（Ｘ２、Ｙ１）の間の（Ｘ、Ｙ１）の補正値を求めるため、まず、次の式により補正値Ｄ（Ｘ、Ｙ１、Ｔ１）を演算する。
｛Ｄ（Ｘ、Ｙ１、Ｔ１）−Ｄ（Ｘ１、Ｙ１、Ｔ１）｝
／｛Ｄ（Ｘ２、Ｙ１、Ｔ１）−Ｄ（Ｘ１、Ｙ１、Ｔ１）｝
＝（Ｘ−Ｘ１）／（Ｘ２−Ｘ１）                      ・・・式２
【００７９】
また、シェーディング補正部１２５は、次の式により、補正値Ｄ（Ｘ、Ｙ１、Ｔ２）を演算する。
｛Ｄ（Ｘ、Ｙ１、Ｔ２）−Ｄ（Ｘ１、Ｙ１、Ｔ２）｝
／｛Ｄ（Ｘ２、Ｙ１、Ｔ２）−Ｄ（Ｘ１、Ｙ１、Ｔ２）｝
＝（Ｘ−Ｘ１）／（Ｘ２−Ｘ１）                      ・・・式３
【００８０】
式２および式３の演算結果に基づいてシェーディング補正部１２５は、次の式により、補正値Ｄ（Ｘ、Ｙ１、Ｔ）を演算する。
｛Ｄ（Ｘ、Ｙ１、Ｔ）−Ｄ（Ｘ、Ｙ１、Ｔ１）｝
／｛Ｄ（Ｘ、Ｙ１、Ｔ２）−Ｄ（Ｘ、Ｙ１、Ｔ１）｝
＝（Ｔ−Ｔ１）／（Ｔ２−Ｔ１）                      ・・・式４
【００８１】
温度の他、消費電力や電圧が取得された場合においてもシェーディング補正部１２５は、同様の方法により線形補間を行うことができる。シェーディング補正部１２５は、線形補間後にシェーディング補正を行い、補正後の画像データを出力する。
【００８２】
なお、ＤＳＰ回路１２０内にエリア分割部１２１、補正値設定部１２２および補正値保持部１２３を配置しているが、これらの一部または全てを第１の実施の形態のようにカラム信号処理部２６０内に配置することもできる。
【００８３】
また、第３の実施の形態において、エリア分割部２６２は、第２の実施の形態のように、矩形の分割エリアに分割することもできる。
【００８４】
図１５は、本技術の第３の実施の形態における固体撮像素子２００の動作の一例を示すフローチャートである。この第３の実施の形態の固体撮像素子２００の動作は、ステップＳ９１０をさらに実行する点において第１の実施の形態と異なる。固体撮像素子２００は、画像データを撮像し（ステップＳ９０６）、温度や電圧などの環境情報を取得する（ステップＳ９１０）。そして、固体撮像素子２００は、式２乃至式４を用いて線形補間を行い（ステップＳ９０７）、シェーディング補正を行う（ステップＳ９０８）。
【００８５】
このように、本技術の第３の実施の形態によれば、シェーディング補正部１２５は、温度などの環境情報に基づいて暗電流補正を行うため、温度等が変化した場合であっても、補正精度を十分に高くすることができる。
【００８６】
＜４．第４の実施の形態＞
上述の第１の実施の形態では、画素毎にフォトダイオードや浮遊拡散層を配置していたが、画素数が多くなるほど、画素アレイ部２５０の回路規模が増大してしまう。この第４の実施の形態の固体撮像素子２００は、浮遊拡散層を共有するＦＤ（Floating Diffusion）共有型の構成において暗電流補正を行う点において第１の実施の形態と異なる。
【００８７】
図１６は、本技術の第４の実施の形態における画素ブロック２８０の一構成例を示す回路図である。この第４の実施の形態の画素アレイ部２５０内の有効エリア２５３および遮光エリア２５１のそれぞれには、複数の画素ブロック２８０が二次元格子状に配列される。それぞれの画素ブロック２８０には、浮遊拡散層を共有する複数の画素が配列される。例えば、ベイヤー配列においては、Ｇｒ(Green)画素、Ｒ(Red)画素、Ｇｂ(Green)画素およびＢ(Blue)画素の４画素が画素ブロック２８０に配列される。
【００８８】
画素ブロック２８０は、フォトダイオード２８２、２８４、２８６および２８８と、転送トランジスタ２８１、２８３、２８５および２８７とを備える。また、画素ブロック２８０は、浮遊拡散層２８９と、リセットトランジスタ２９０と、増幅トランジスタ２９１と、選択トランジスタ２９２とを備える。
【００８９】
フォトダイオード２８２、２８４、２８６および２８８は、光電変換により電荷を生成するものである。ただし、フォトダイオード２８２および２８８は、緑色の光を受光し、フォトダイオード２８４は、赤色の光を受光し、フォトダイオード２８６は、青色の光を受光する。
【００９０】
転送トランジスタ２８１は、行選択部２１０からの転送信号ＴＸ＿Ｇｒに従ってフォトダイオード２８２から浮遊拡散層２８９へ電荷を転送するものである。転送トランジスタ２８３は、行選択部２１０からの転送信号ＴＸ＿Ｒに従ってフォトダイオード２８４から浮遊拡散層２８９へ電荷を転送するものである。転送トランジスタ２８５は、行選択部２１０からの転送信号ＴＸ＿Ｂに従ってフォトダイオード２８６から浮遊拡散層２８９へ電荷を転送するものである。転送トランジスタ２８７は、行選択部２１０からの転送信号ＴＸ＿Ｇｂに従ってフォトダイオード２８８から浮遊拡散層２８９へ電荷を転送するものである。
【００９１】
浮遊拡散層２８９は、転送された電荷を蓄積し、電荷量に応じた電圧を生成するものである。リセットトランジスタ２９０は、行選択部２１０からのリセット信号ＲＳＴに従って浮遊拡散層２８９から電荷を引き抜いて初期化するものである。増幅トランジスタ２９１は、浮遊拡散層２８９の電圧を増幅するものである。選択トランジスタ２９２は、行選択部２１０からの選択信号ＳＥＬに従って増幅された電圧の信号を画素信号としてカラム信号処理部２６０へ出力するものである。
【００９２】
上述の構成により、浮遊拡散層２８９、リセットトランジスタ２９０、増幅トランジスタ２９１および選択トランジスタ２９２は、４画素により共有される。転送トランジスタ２８１と、フォトダイオード２８２と、共有される浮遊拡散層２８９等とからなる回路はＧｒ画素として機能する。転送トランジスタ２８３と、フォトダイオード２８４と、共有される浮遊拡散層２８９等とからなる回路はＲ画素として機能する。転送トランジスタ２８５と、フォトダイオード２８６と、共有される浮遊拡散層２８９等とからなる回路はＢ画素として機能する。転送トランジスタ２８７と、フォトダイオード２８８と、共有される浮遊拡散層２８９等とからなる回路はＧｂ画素として機能する。
【００９３】
また、第４の実施の形態のエリア分割部２６２は、画素ブロック２８０内において相対位置が同一の画素ごとに、暗電流の分布に基づいて複数の分割エリアに分割する。例えば、画素ブロック２８０がＫ（Ｋは整数）個配列される場合、Ｇｒ画素、Ｒ画素、Ｇｂ画素およびＢ画素も、Ｋ個ずつ配列される。エリア分割部２６２は、Ｋ個のＧｒ画素からなる画像を複数の分割エリアに分割する。同様に、Ｋ個のＲ画素からなる画像と、Ｋ個のＧｂ画素からなる画像と、Ｋ個のＢ画素からなる画像とのそれぞれも個別に分割される。
【００９４】
補正値設定部２６３、補正値保持部２６４およびシェーディング補正部２６５の構成は、第１の実施の形態と同様である。なお、４画素で浮遊拡散層２８９を共有しているが、共有する画素数は４画素に限定されず、８画素などであってもよい。また、ベイヤー配列以外の配列により画素を配列してもよい。また、第４の実施の形態に、第１乃至第３の実施の形態の構成を適用することもできる。
【００９５】
このように、本技術の第４の実施の形態によれば、浮遊拡散層２８９を共有する複数の画素を配列したため、浮遊拡散層２８９を共有しない場合と比較して画素アレイ部２５０の回路規模を削減することができる。
【００９６】
＜５．移動体への応用例＞
本開示に係る技術（本技術）は、様々な製品へ応用することができる。例えば、本開示に係る技術は、自動車、電気自動車、ハイブリッド電気自動車、自動二輪車、自転車、パーソナルモビリティ、飛行機、ドローン、船舶、ロボット等のいずれかの種類の移動体に搭載される装置として実現されてもよい。
【００９７】
図１７は、本開示に係る技術が適用され得る移動体制御システムの一例である車両制御システムの概略的な構成例を示すブロック図である。
【００９８】
車両制御システム１２０００は、通信ネットワーク１２００１を介して接続された複数の電子制御ユニットを備える。図１７に示した例では、車両制御システム１２０００は、駆動系制御ユニット１２０１０、ボディ系制御ユニット１２０２０、車外情報検出ユニット１２０３０、車内情報検出ユニット１２０４０、及び統合制御ユニット１２０５０を備える。また、統合制御ユニット１２０５０の機能構成として、マイクロコンピュータ１２０５１、音声画像出力部１２０５２、及び車載ネットワークＩ／Ｆ(interface)１２０５３が図示されている。
【００９９】
駆動系制御ユニット１２０１０は、各種プログラムにしたがって車両の駆動系に関連する装置の動作を制御する。例えば、駆動系制御ユニット１２０１０は、内燃機関又は駆動用モータ等の車両の駆動力を発生させるための駆動力発生装置、駆動力を車輪に伝達するための駆動力伝達機構、車両の舵角を調節するステアリング機構、及び、車両の制動力を発生させる制動装置等の制御装置として機能する。
【０１００】
ボディ系制御ユニット１２０２０は、各種プログラムにしたがって車体に装備された各種装置の動作を制御する。例えば、ボディ系制御ユニット１２０２０は、キーレスエントリシステム、スマートキーシステム、パワーウィンドウ装置、あるいは、ヘッドランプ、バックランプ、ブレーキランプ、ウィンカー又はフォグランプ等の各種ランプの制御装置として機能する。この場合、ボディ系制御ユニット１２０２０には、鍵を代替する携帯機から発信される電波又は各種スイッチの信号が入力され得る。ボディ系制御ユニット１２０２０は、これらの電波又は信号の入力を受け付け、車両のドアロック装置、パワーウィンドウ装置、ランプ等を制御する。
【０１０１】
車外情報検出ユニット１２０３０は、車両制御システム１２０００を搭載した車両の外部の情報を検出する。例えば、車外情報検出ユニット１２０３０には、撮像部１２０３１が接続される。車外情報検出ユニット１２０３０は、撮像部１２０３１に車外の画像を撮像させるとともに、撮像された画像を受信する。車外情報検出ユニット１２０３０は、受信した画像に基づいて、人、車、障害物、標識又は路面上の文字等の物体検出処理又は距離検出処理を行ってもよい。
【０１０２】
撮像部１２０３１は、光を受光し、その光の受光量に応じた電気信号を出力する光センサである。撮像部１２０３１は、電気信号を画像として出力することもできるし、測距の情報として出力することもできる。また、撮像部１２０３１が受光する光は、可視光であっても良いし、赤外線等の非可視光であっても良い。
【０１０３】
車内情報検出ユニット１２０４０は、車内の情報を検出する。車内情報検出ユニット１２０４０には、例えば、運転者の状態を検出する運転者状態検出部１２０４１が接続される。運転者状態検出部１２０４１は、例えば運転者を撮像するカメラを含み、車内情報検出ユニット１２０４０は、運転者状態検出部１２０４１から入力される検出情報に基づいて、運転者の疲労度合い又は集中度合いを算出してもよいし、運転者が居眠りをしていないかを判別してもよい。
【０１０４】
マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０又は車内情報検出ユニット１２０４０で取得される車内外の情報に基づいて、駆動力発生装置、ステアリング機構又は制動装置の制御目標値を演算し、駆動系制御ユニット１２０１０に対して制御指令を出力することができる。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、車両の衝突回避あるいは衝撃緩和、車間距離に基づく追従走行、車速維持走行、車両の衝突警告、又は車両のレーン逸脱警告等を含むＡＤＡＳ(Advanced Driver Assistance System)の機能実現を目的とした協調制御を行うことができる。
【０１０５】
また、マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０又は車内情報検出ユニット１２０４０で取得される車両の周囲の情報に基づいて駆動力発生装置、ステアリング機構又は制動装置等を制御することにより、運転者の操作に拠らずに自律的に走行する自動運転等を目的とした協調制御を行うことができる。
【０１０６】
また、マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０で取得される車外の情報に基づいて、ボディ系制御ユニット１２０２０に対して制御指令を出力することができる。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０で検知した先行車又は対向車の位置に応じてヘッドランプを制御し、ハイビームをロービームに切り替える等の防眩を図ることを目的とした協調制御を行うことができる。
【０１０７】
音声画像出力部１２０５２は、車両の搭乗者又は車外に対して、視覚的又は聴覚的に情報を通知することが可能な出力装置へ音声及び画像のうちの少なくとも一方の出力信号を送信する。図１７の例では、出力装置として、オーディオスピーカ１２０６１、表示部１２０６２及びインストルメントパネル１２０６３が例示されている。表示部１２０６２は、例えば、オンボードディスプレイ及びヘッドアップディスプレイの少なくとも一つを含んでいてもよい。
【０１０８】
図１８は、撮像部１２０３１の設置位置の例を示す図である。
【０１０９】
図１８では、撮像部１２０３１として、撮像部１２１０１，１２１０２，１２１０３，１２１０４，１２１０５を有する。
【０１１０】
撮像部１２１０１，１２１０２，１２１０３，１２１０４，１２１０５は、例えば、車両１２１００のフロントノーズ、サイドミラー、リアバンパ、バックドア及び車室内のフロントガラスの上部等の位置に設けられる。フロントノーズに備えられる撮像部１２１０１及び車室内のフロントガラスの上部に備えられる撮像部１２１０５は、主として車両１２１００の前方の画像を取得する。サイドミラーに備えられる撮像部１２１０２，１２１０３は、主として車両１２１００の側方の画像を取得する。リアバンパ又はバックドアに備えられる撮像部１２１０４は、主として車両１２１００の後方の画像を取得する。車室内のフロントガラスの上部に備えられる撮像部１２１０５は、主として先行車両又は、歩行者、障害物、信号機、交通標識又は車線等の検出に用いられる。
【０１１１】
なお、図１８には、撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮影範囲の一例が示されている。撮像範囲１２１１１は、フロントノーズに設けられた撮像部１２１０１の撮像範囲を示し、撮像範囲１２１１２，１２１１３は、それぞれサイドミラーに設けられた撮像部１２１０２，１２１０３の撮像範囲を示し、撮像範囲１２１１４は、リアバンパ又はバックドアに設けられた撮像部１２１０４の撮像範囲を示す。例えば、撮像部１２１０１ないし１２１０４で撮像された画像データが重ね合わせられることにより、車両１２１００を上方から見た俯瞰画像が得られる。
【０１１２】
撮像部１２１０１ないし１２１０４の少なくとも１つは、距離情報を取得する機能を有していてもよい。例えば、撮像部１２１０１ないし１２１０４の少なくとも１つは、複数の撮像素子からなるステレオカメラであってもよいし、位相差検出用の画素を有する撮像素子であってもよい。
【０１１３】
例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、撮像部１２１０１ないし１２１０４から得られた距離情報を基に、撮像範囲１２１１１ないし１２１１４内における各立体物までの距離と、この距離の時間的変化（車両１２１００に対する相対速度）を求めることにより、特に車両１２１００の進行路上にある最も近い立体物で、車両１２１００と略同じ方向に所定の速度（例えば、０ｋｍ／ｈ以上）で走行する立体物を先行車として抽出することができる。さらに、マイクロコンピュータ１２０５１は、先行車の手前に予め確保すべき車間距離を設定し、自動ブレーキ制御（追従停止制御も含む）や自動加速制御（追従発進制御も含む）等を行うことができる。このように運転者の操作に拠らずに自律的に走行する自動運転等を目的とした協調制御を行うことができる。
【０１１４】
例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、撮像部１２１０１ないし１２１０４から得られた距離情報を元に、立体物に関する立体物データを、２輪車、普通車両、大型車両、歩行者、電柱等その他の立体物に分類して抽出し、障害物の自動回避に用いることができる。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、車両１２１００の周辺の障害物を、車両１２１００のドライバが視認可能な障害物と視認困難な障害物とに識別する。そして、マイクロコンピュータ１２０５１は、各障害物との衝突の危険度を示す衝突リスクを判断し、衝突リスクが設定値以上で衝突可能性がある状況であるときには、オーディオスピーカ１２０６１や表示部１２０６２を介してドライバに警報を出力することや、駆動系制御ユニット１２０１０を介して強制減速や回避操舵を行うことで、衝突回避のための運転支援を行うことができる。
【０１１５】
撮像部１２１０１ないし１２１０４の少なくとも１つは、赤外線を検出する赤外線カメラであってもよい。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮像画像中に歩行者が存在するか否かを判定することで歩行者を認識することができる。かかる歩行者の認識は、例えば赤外線カメラとしての撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮像画像における特徴点を抽出する手順と、物体の輪郭を示す一連の特徴点にパターンマッチング処理を行って歩行者か否かを判別する手順によって行われる。マイクロコンピュータ１２０５１が、撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮像画像中に歩行者が存在すると判定し、歩行者を認識すると、音声画像出力部１２０５２は、当該認識された歩行者に強調のための方形輪郭線を重畳表示するように、表示部１２０６２を制御する。また、音声画像出力部１２０５２は、歩行者を示すアイコン等を所望の位置に表示するように表示部１２０６２を制御してもよい。
【０１１６】
以上、本開示に係る技術が適用され得る車両制御システムの一例について説明した。本開示に係る技術は、以上説明した構成のうち、撮像部１２０３１に適用され得る。具体的には、例えば、図１の撮像装置１００は、撮像部１２０３１に適用することができる。撮像部１２０３１に本開示に係る技術を適用することにより、シェーディングを補正して、より見やすい撮影画像を得ることができるため、ドライバの疲労を軽減することが可能になる。
【０１１７】
なお、上述の実施の形態は本技術を具現化するための一例を示したものであり、実施の形態における事項と、特許請求の範囲における発明特定事項とはそれぞれ対応関係を有する。同様に、特許請求の範囲における発明特定事項と、これと同一名称を付した本技術の実施の形態における事項とはそれぞれ対応関係を有する。ただし、本技術は実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において実施の形態に種々の変形を施すことにより具現化することができる。
【０１１８】
なお、本明細書に記載された効果はあくまで例示であって、限定されるものではなく、また、他の効果があってもよい。
【０１１９】
なお、本技術は以下のような構成もとることができる。
（１）複数の画素を二次元格子状に配列した画素アレイ部内の暗電流の分布に基づいて画素アレイ部を複数の領域に分割する領域分割部と、
前記複数の領域のそれぞれの境界における前記暗電流の値を暗電流補正のための補正値として保持する補正値保持部と、
前記複数の画素のそれぞれの画素信号に対する前記暗電流補正を前記補正値を用いて行う補正部と
を具備する固体撮像素子。
（２）前記画素アレイ部には、複数の行が配列され、
前記複数の行のそれぞれには、所定方向に沿って所定数の画素が配列され、
前記領域分割部は、
前記複数の行のそれぞれについて前記分布を取得して前記分布に基づいて前記境界を設定する
前記（１）記載の固体撮像素子。
（３）前記画素アレイ部は、所定方向に垂直な方向において一定の間隔で複数の垂直分割エリアに分割され、
前記領域分割部は、前記複数の垂直分割エリアのそれぞれについて前記分布を取得して前記分布に基づいて前記境界を設定する
前記（１）記載の固体撮像素子。
（４）温度、消費電力および電圧の少なくとも１つを含む環境情報を取得する環境情報取得部をさらに具備し、
前記補正部は、前記環境情報と前記補正値とに基づいて前記暗電流補正を行う
前記（１）から（３）のいずれかに記載の固体撮像素子。
（５）前記画素アレイ部には、浮遊拡散層を共有する複数の画素がそれぞれに配列された複数の画素ブロックが配列され、
前記領域分割部は、前記画素アレイ部内の相対位置が同一の画素ごとに前記分布に基づいて前記複数の領域に分割する
前記（１）から（４）のいずれかに記載の固体撮像素子。
（６）前記領域分割部は、前記分布における前記暗電流の変化量が所定の閾値を超えた座標を前記境界として求める
前記（１）から（５）のいずれかに記載の固体撮像素子。
（７）前記領域分割部は、前記分布を示す関数の変曲点を前記境界として求める
前記（１）から（６）のいずれかに記載の固体撮像素子。
（８）前記補正部は、前記境界に該当しない座標における前記暗電流の値を前記補正値から補間して当該補間した補間値を用いて前記暗電流補正を行う
前記（１）から（７）のいずれかに記載の固体撮像素子。
（９）前記補正部は、線形補間により前記補間値を求める
前記（８）記載の固体撮像素子。
（１０）複数の画素を二次元格子状に配列した画素アレイ部内の暗電流の分布に基づいて画素アレイ部を複数の領域に分割する領域分割部と、
前記複数の領域のそれぞれの境界における前記暗電流の値を暗電流補正のための補正値として保持する補正値保持部と、
前記複数の画素のそれぞれの画素信号に対する前記暗電流補正を前記補正値を用いて行う補正部と、
前記暗電流補正が行われた前記画素信号を処理する信号処理部と
を具備する撮像装置。
（１１）複数の画素を二次元格子状に配列した画素アレイ部内の暗電流の分布に基づいて画素アレイ部を複数の領域に分割する領域分割手順と、
前記複数の領域のそれぞれの境界における前記暗電流の値を暗電流補正のための補正値として補正値保持部に保持する保持手順と、
前記複数の画素のそれぞれの画素信号に対する暗電流補正を前記補正値を用いて行う補正手順と
を具備する固体撮像素子の制御方法。
【符号の説明】
【０１２０】
１００  撮像装置
１１０  光学部
１２０  ＤＳＰ回路
１２１  エリア分割部
１２２  補正値設定部
１２３  補正値保持部
１２４  環境情報取得部
１２５  シェーディング補正部
１３０  表示部
１４０  操作部
１５０  バス
１６０  フレームメモリ
１７０  記憶部
１８０  電源部
２００  固体撮像素子
２１０  行選択部
２２０  タイミング制御部
２３０  ＤＡＣ
２５０  画素アレイ部
２５１  遮光エリア
２５２  遮光画素
２５３  有効エリア
２５４  有効画素
２６０  カラム信号処理部
２６１  アナログデジタル変換部
２６２  エリア分割部
２６３  補正値設定部
２６４  補正値保持部
２６５  シェーディング補正部
２７０  水平転送走査部
２８０  画素ブロック
２８１、２８３、２８５、２８７  転送トランジスタ
２８２、２８４、２８６、２８８  フォトダイオード
２８９  浮遊拡散層
２９０  リセットトランジスタ
２９１  増幅トランジスタ
２９２  選択トランジスタ
１２０３１  撮像部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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