(57)【要約】【課題】  有効画素領域の黒レベル値を正確に調整する。【解決手段】  遮光されている有効画素領域Ａ、ＶＯＰＢ領域Ｂ及びＨＯＰＢ領域Ｃの黒レベル値を検出し、ＶＯＰＢ領域Ｂと有効画素領域Ａの黒レベル値が等しいとき、ＨＯＰＢ領域ＣよりもＶＯＰＢ領域Ｂの方が有効画素領域Ａの黒レベル値に近いが、多少ずれているとき、ＨＯＰＢ領域Ｃと有効画素領域Ａの黒レベル値が等しいとき、ＶＯＰＢ領域ＢよりもＨＯＰＢ領域Ｃの方が有効画素領域Ａの黒レベル値に近いが、多少ずれているときの４パターンに応じて、カラムノイズ補正部３４を制御する。【選択図】  図４
2006025147.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画素が均一に行列状に配置されており、光が照射される有効画素領域と、光の照射が遮られている垂直遮光画素領域及び水平遮光画素領域からなる画素部と、垂直選択線で共通に接続された同一行の画素の制御電極を制御する垂直走査回路と、同一列の画素の主電極が共通に接続された垂直信号線を介して出力される画素信号を行単位で順次出力する水平走査回路と、上記水平走査回路からの画素信号を出力する出力回路とを有する固体撮像素子手段と、
上記有効画素領域に照射される光を遮光する遮光手段と、
上記固体撮像素子手段の上記出力回路から出力される画素信号に基づき、上記垂直遮光画素領域、上記水平遮光画素領域及び上記遮光手段により遮光された上記有効画素領域の黒レベル値を検出する黒レベル値検出手段と、
上記黒レベル値検出手段により検出された各領域の黒レベル値を比較する比較手段と、
上記固体撮像素子手段の上記出力回路から出力される上記垂直遮光画素領域の画素信号から上記黒レベル検出手段で検出された上記水平遮光画素領域の黒レベル値を減算し、上記固体撮像素子手段の上記出力回路から出力される上記有効画素領域の画素信号から上記黒レベル検出手段で検出された上記水平遮光画素領域の黒レベル値を減算する黒レベル値減算手段と、
上記黒レベル値減算手段により黒レベル値の減算処理が施された上記垂直遮光画素領域に配置されている画素から出力される画素信号に含まれているノイズ成分を検出するノイズ成分検出手段と、
上記ノイズ成分検出手段により検出されたノイズ成分に基づき、上記黒レベル値減算手段により黒レベル値の減算処理が施された上記有効画素領域に配置された画素から出力される画素信号に含まれているノイズを補正するノイズ補正手段と、
上記比較手段の比較結果に基づき、上記黒レベル値減算手段及び上記ノイズ補正手段を制御する制御手段を備え、
上記制御手段は、上記水平遮光画素領域の黒レベル値と上記有効画素領域の黒レベル値が一致する場合、上記ノイズ成分検出手段で検出されるノイズ成分から上記黒レベル検出手段で検出された上記垂直遮光画素領域の黒レベル値のオフセット分を減算処理し、減算処理により得られたノイズ成分に基づいてノイズを補正するように上記ノイズ補正手段を制御し、
上記水平遮光画素領域の黒レベル値が上記有効画素領域の黒レベル値に近似している場合、上記水平遮光画素領域の黒レベル値と上記有効画素領域の黒レベル値の差分を基づいて、上記固体撮像素子手段の上記出力回路から出力される上記垂直遮光画素領域の画素信号から上記黒レベル検出手段で検出された上記水平遮光画素領域の黒レベル値を減算し、上記固体撮像素子手段の上記出力回路から出力される上記有効画素領域の画素信号から上記黒レベル検出手段で検出された上記水平遮光画素領域の黒レベル値を減算するように黒レベル値減算手段を制御し、かつ、上記ノイズ成分検出手段で検出されるノイズ成分から上記黒レベル検出手段で検出された上記垂直遮光画素領域の黒レベル値のオフセット分を減算処理し、減算処理により得られたノイズ成分に基づいてノイズを補正するように上記ノイズ補正手段を制御し、
上記垂直遮光画素領域の黒レベル値が上記有効画素領域の黒レベル値に近似している場合、上記ノイズ成分検出手段で検出されるノイズ成分から、上記黒レベル検出手段で検出された上記垂直遮光画素領域の黒レベル値と上記有効画素領域の黒レベル値の差分を減算処理し、減算処理により得られたノイズ成分に基づいてノイズを補正するように上記ノイズ補正手段を制御することを特徴とする固体撮像素子装置。
【請求項２】
上記黒レベル値検出手段は、上記垂直遮光画素領域である垂直オプティカルブラック領域、上記水平遮光画素領域である水平オプティカルブラック領域及び上記遮光手段により遮光された上記有効画素領域に配置されている画素から出力される画素信号の黒レベル値をそれぞれ検出することを特徴とする請求項１記載の固体撮像素子装置。
【請求項３】
上記遮光手段は、メカニカルシャッタにより上記有効画素領域に入射される光を遮光することを特徴とする請求項１記載の固体撮像素子装置。
【請求項４】
画素が均一に行列状に配置されており、光が照射される有効画素領域と、光の照射が遮られている垂直遮光画素領域及び水平遮光画素領域からなる画素部と、垂直選択線で共通に接続された同一行の画素の制御電極を制御する垂直走査回路と、同一列の画素の主電極が共通に接続された垂直信号線を介して出力される画素信号を行単位で順次出力する水平走査回路と、上記水平走査回路からの画素信号を出力する出力回路とを有する固体撮像素子装置の信号処理方法であって、
上記有効画素領域に照射される光を遮光する遮光工程と、
上記固体撮像素子装置の上記出力回路から出力される画素信号に基づき、上記垂直遮光画素領域、上記水平遮光画素領域及び上記遮光工程により遮光された上記有効画素領域の黒レベル値を検出する黒レベル値検出工程と、
上記黒レベル値検出工程により検出された各領域の黒レベル値を比較する比較工程と、
上記固体撮像素子装置の上記出力回路から出力される上記垂直遮光画素領域の画素信号から上記黒レベル検出工程で検出された上記水平遮光画素領域の黒レベル値を減算し、上記固体撮像素子装置の上記出力回路から出力される上記有効画素領域の画素信号から上記黒レベル検出工程で検出された上記水平遮光画素領域の黒レベル値を減算する黒レベル値減算工程と、
上記黒レベル値減算工程により黒レベル値の減算処理が施された上記垂直遮光画素領域に配置されている画素から出力される画素信号に含まれているノイズ成分を検出するノイズ成分検出工程と、
上記ノイズ成分検出工程により検出されたノイズ成分に基づき、上記黒レベル値減算工程により黒レベル値の減算処理が施された上記有効画素領域に配置された画素から出力される画素信号に含まれているノイズを補正するノイズ補正工程とを備え、
上記黒レベル値減算工程は、上記比較工程の比較結果に基づき、上記水平遮光画素領域の黒レベル値が上記有効画素領域の黒レベル値に近似している場合、上記水平遮光画素領域の黒レベル値と上記有効画素領域の黒レベル値の差分を基づいて、上記固体撮像素子装置の上記出力回路から出力される上記垂直遮光画素領域の画素信号から上記黒レベル検出工程で検出された上記水平遮光画素領域の黒レベル値を減算し、上記固体撮像素子装置の上記出力回路から出力される上記有効画素領域の画素信号から上記黒レベル検出工程で検出された上記水平遮光画素領域の黒レベル値を減算し、
上記ノイズ補正工程は、上記比較工程の比較結果に基づき、上記水平遮光画素領域の黒レベル値と上記有効画素領域の黒レベル値が一致する場合、及び上記水平遮光画素領域の黒レベル値が上記有効画素領域の黒レベル値に近似している場合、上記ノイズ成分検出工程で検出されるノイズ成分から上記黒レベル検出工程で検出された上記垂直遮光画素領域の黒レベル値のオフセット分を減算処理し、減算処理により得られたノイズ成分に基づいてノイズを補正し、上記垂直遮光画素領域の黒レベル値が上記有効画素領域の黒レベル値に近似している場合、上記ノイズ成分検出工程で検出されるノイズ成分から上記黒レベル検出工程で検出された上記垂直遮光画素領域の黒レベル値と上記有効画素領域の黒レベル値の差分を減算処理し、減算処理により得られたノイズ成分に基づいてノイズを補正することを特徴とする固体撮像素子装置の信号処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ−Ｙアドレス型固体撮像素子により被写体を撮像する固体撮像素子装置及び固体撮像素子の信号処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＭＯＳ（complementary metal oxide semiconductor）センサに代表されるＸ−Ｙアドレス型の固体撮像素子は、図１１に示すように多数の画素が行列状に配列されており、この画素部５２の各行（以下、ラインという。）を順に選択するための垂直走査回路５４と、画素部５２の各列（以下、カラムという。）を順に選択するための水平走査回路５９と、信号を出力するための出力回路６１を備えている。
【０００３】
また、垂直走査回路５４と水平走査回路５９は、例えば、シフトレジスタによって構成され、垂直走査パルスおよび水平走査パルスを各ライン及び各カラムごとに１個ずつ順に発生するようになっている。
【０００４】
また、各画素に蓄えられた画像信号を読み出す際には、垂直走査回路５４によりパルス信号が一の垂直選択線５３に加えられ、１ライン分の各画素トランジスタ５１をすべて通電させ、各感光部５０から画像信号が各垂直信号線５５に読み出される。各垂直信号線５５に読み出された画像信号は、画素ごとのオフセット信号を除去する相関二重サンプリング回路（ＣＤＳ）５６等の回路に供給される。
【０００５】
水平走査回路５９は、各垂直信号線５５に接続されているトランジスタ５６に水平選択線５９を介してパルス信号を加え、該トランジスタ５６を通電状態にする。ＣＤＳ５６によりオフセット信号が除去されたカラムの画素信号は、水平信号線５８に読み出され、出力回路６１により電圧信号に変換されて、外部に出力される。
【０００６】
このようなＸ−Ｙアドレス型の固体撮像素子では、出力回路６１から供給される画素信号は、カラムごとに垂直信号線５５が異なるため、ＣＤＳ５６やトランジスタ５７などに特性のばらつきがあると、カラムごとに異なるオフセットが画像信号に乗ってしまう。このカラムごとのオフセットが表示画面上に筋状の固定パターンノイズ（以下、カラムノイズという。）として現れ、画質の劣化を生じさせてしまう。
【０００７】
この劣化の防止を図る方法として、固体撮像素子からカラムノイズ成分のみを抽出し、抽出したカラムノイズ成分を補正のための基準信号として保持しておき、通常の撮像動作時に固体撮像素子の信号出力から保持されている基準信号を減算することによってカラムノイズを補正するものがある。
【０００８】
しかし、通常、画素部５２に光が照射されると、カラムノイズ成分に入射光による信号成分が加算されるため、この出力信号を補正のための基準信号として使うことはできない。そこで、特許文献１では、図１２に示すように、画素部５２を光が照射される有効画素領域Ａと、アルミ薄膜等による遮光板により数ラインから数十ラインに渡って光の照射が遮られる垂直オプティカルブラック（以下、ＶＯＰＢという。）領域Ｂ及び水平オプティカルブラック（以下、ＨＯＰＢという。）領域Ｃで構成し、カラムノイズの検出・補正を行っている。
【０００９】
ところで、カラムノイズの原因となるカラムごとのオフセットは、有効画素領域Ａに位置する画素だけではなく、遮光された黒レベル基準のＶＯＰＢ領域Ｂに位置する画素からの出力にも同様に現れる。そのため、ＶＯＰＢ領域Ｂの画素からの信号を用いてカラムノイズ成分を検出し、有効画素領域Ａの画素からの信号から差し引くことで補正できる。
【００１０】
【特許文献１】特開平１０−１２６６９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、ＶＯＰＢ領域Ｂに配置されている画素から出力される信号を用いてカラムノイズを補正するための基準信号を得る場合には、ＶＯＰＢ領域Ｂの各画素から出力されるばらつきのある暗電流成分（以下、ランダムノイズという。）の影響が問題となる。特に、ＶＯＰＢ領域Ｂは、数ラインから数十ライン分であるため画素数が少なく、平均化処理を行ったとしても、各画素から出力される信号に含まれるランダムノイズを十分に抑圧することができない。
【００１２】
そこで、ＨＯＰＢ領域Ｃに配置されている画素から出力される画素信号の黒レベルと有効画素領域Ａに配置されている画素から出力される画素信号の黒レベルが等しいという仮定のもと、ＨＯＰＢ領域Ｃの黒レベルを常時検出し、有効画素領域Ａの画素信号からＨＯＰＢ領域Ｃの黒レベルを減算し、有効画素領域Ａの黒レベルをＨＯＰＢ領域Ｃの黒レベルに適合させることにより、有効画素領域Ａの黒レベルをゼロに調整する手法がある。
【００１３】
しかし、Ｘ−Ｙアドレス型の固体撮像素子では、構造上の原因によりカラムノイズが発生するため、ＨＯＰＢ領域Ｃのカラム数がカラムノイズの影響を抑圧するのに十分でないと、図１３に示すように、ＨＯＰＢ領域Ｃで検出した黒レベルが有効画素領域Ａの黒レベルとずれてしまい、上述した仮定が成立しなくなり、有効画素領域Ａの信号からＨＯＰＢ領域Ｃの黒レベルを減算しても、有効画素領域Ａの黒レベルを正しくゼロに調整することができなくなる。なお、図１３（Ａ）の線分ＡＡ（ライン）に係る有効画素領域ＡとＨＯＰＢ領域Ｃの黒レベル値の差分値ΔＢＬを図１３（Ｂ）に示す。
【００１４】
また、仮にＨＯＰＢ領域Ｃの黒レベルと有効画素領域Ａの黒レベルが等しかったとしても、固体撮像素子の構造上の問題によりＶＯＰＢ領域Ｂの黒レベルが有効画素領域Ａの黒レベルとずれている場合には、カラムノイズ補正の際にＶＯＰＢ領域Ｂで検出したカラムノイズ成分をそのまま用いて有効画素領域Ａのカラムノイズを補正するため、有効画素領域Ａの黒レベルがずれてしまう。このような黒レベルのずれが画像の黒沈みや黒浮きを引き起こし、画質を劣化させる原因となる。
【００１５】
そこで、本発明では、カラムノイズ補正用のＶＯＰＢ領域を利用して、ＨＯＰＢ領域とＶＯＰＢ領域と有効画像領域の黒レベルがずれている場合でもそのずれ量を検出し、有効画素領域の画像信号を正しい黒レベルに補正しながら、カラムノイズを除去する固体撮像素子装置及び信号処理方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明に係る固体撮像素子装置は、上述の課題を解決するために、画素が均一に行列状に配置されており、光が照射される有効画素領域と、光の照射が遮られている垂直遮光画素領域及び水平遮光画素領域からなる画素部と、垂直選択線で共通に接続された同一行の画素の制御電極を制御する垂直走査回路と、同一列の画素の主電極が共通に接続された垂直信号線を介して出力される画素信号を行単位で順次出力する水平走査回路と、上記水平走査回路からの画素信号を出力する出力回路とを有する固体撮像素子手段と、上記有効画素領域に照射される光を遮光する遮光手段と、上記固体撮像素子手段の上記出力回路から出力される画素信号に基づき、上記垂直遮光画素領域、上記水平遮光画素領域及び上記遮光手段により遮光された上記有効画素領域の黒レベル値を検出する黒レベル値検出手段と、上記黒レベル値検出手段により検出された各領域の黒レベル値を比較する比較手段と、上記固体撮像素子手段の上記出力回路から出力される上記垂直遮光画素領域の画素信号から上記黒レベル検出手段で検出された上記水平遮光画素領域の黒レベル値を減算し、上記固体撮像素子手段の上記出力回路から出力される上記有効画素領域の画素信号から上記黒レベル検出手段で検出された上記水平遮光画素領域の黒レベル値を減算する黒レベル値減算手段と、上記黒レベル値減算手段により黒レベル値の減算処理が施された上記垂直遮光画素領域に配置されている画素から出力される画素信号に含まれているノイズ成分を検出するノイズ成分検出手段と、上記ノイズ成分検出手段により検出されたノイズ成分に基づき、上記黒レベル値減算手段により黒レベル値の減算処理が施された上記有効画素領域に配置された画素から出力される画素信号に含まれているノイズを補正するノイズ補正手段と、上記比較手段の比較結果に基づき、上記黒レベル値減算手段及び上記ノイズ補正手段を制御する制御手段を備え、上記制御手段は、上記比較手段の比較結果に基づき、上記水平遮光画素領域の黒レベル値と上記有効画素領域の黒レベル値が一致する場合、上記ノイズ成分検出手段で検出されるノイズ成分から上記黒レベル検出手段で検出された上記垂直遮光画素領域の黒レベル値のオフセット分を減算処理し、減算処理により得られたノイズ成分に基づいてノイズを補正するように上記ノイズ補正手段を制御し、上記水平遮光画素領域の黒レベル値が上記有効画素領域の黒レベル値に近似している場合、上記水平遮光画素領域の黒レベル値と上記有効画素領域の黒レベル値の差分を基づいて、上記固体撮像素子手段の上記出力回路から出力される上記垂直遮光画素領域の画素信号から上記黒レベル検出手段で検出された上記水平遮光画素領域の黒レベル値を減算し、上記固体撮像素子手段の上記出力回路から出力される上記有効画素領域の画素信号から上記黒レベル検出手段で検出された上記水平遮光画素領域の黒レベル値を減算するように黒レベル値減算手段を制御し、かつ、上記ノイズ成分検出手段で検出されるノイズ成分から上記黒レベル検出手段で検出された上記垂直遮光画素領域の黒レベル値のオフセット分を減算処理し、減算処理により得られたノイズ成分に基づいてノイズを補正するように上記ノイズ補正手段を制御し、上記垂直遮光画素領域の黒レベル値が上記有効画素領域の黒レベル値に近似している場合、上記ノイズ成分検出手段で検出されるノイズ成分から、上記黒レベル検出手段で検出された上記垂直遮光画素領域の黒レベル値と上記有効画素領域の黒レベル値の差分を減算処理し、減算処理により得られたノイズ成分に基づいてノイズを補正するように上記ノイズ補正手段を制御する。
【００１７】
また、本発明に係る信号処理方法は、上述の課題を解決するために、画素が均一に行列状に配置されており、光が照射される有効画素領域と、光の照射が遮られている垂直遮光画素領域及び水平遮光画素領域からなる画素部と、垂直選択線で共通に接続された同一行の画素の制御電極を制御する垂直走査回路と、同一列の画素の主電極が共通に接続された垂直信号線を介して出力される画素信号を行単位で順次出力する水平走査回路と、上記水平走査回路からの画素信号を出力する出力回路とを有する固体撮像素子装置の信号処理方法であって、上記有効画素領域に照射される光を遮光する遮光工程と、上記固体撮像素子装置の上記出力回路から出力される画素信号に基づき、上記垂直遮光画素領域、上記水平遮光画素領域及び上記遮光工程により遮光された上記有効画素領域の黒レベル値を検出する黒レベル値検出工程と、上記黒レベル値検出工程により検出された各領域の黒レベル値を比較する比較工程と、上記固体撮像素子装置の上記出力回路から出力される上記垂直遮光画素領域の画素信号から上記黒レベル検出工程で検出された上記水平遮光画素領域の黒レベル値を減算し、上記固体撮像素子装置の上記出力回路から出力される上記有効画素領域の画素信号から上記黒レベル検出工程で検出された上記水平遮光画素領域の黒レベル値を減算する黒レベル値減算工程と、上記黒レベル値減算工程により黒レベル値の減算処理が施された上記垂直遮光画素領域に配置されている画素から出力される画素信号に含まれているノイズ成分を検出するノイズ成分検出工程と、上記ノイズ成分検出工程により検出されたノイズ成分に基づき、上記黒レベル値減算工程により黒レベル値の減算処理が施された上記有効画素領域に配置された画素から出力される画素信号に含まれているノイズを補正するノイズ補正工程とを備え、上記黒レベル値減算工程は、上記比較工程の比較結果に基づき、上記水平遮光画素領域の黒レベル値が上記有効画素領域の黒レベル値に近似している場合、上記水平遮光画素領域の黒レベル値と上記有効画素領域の黒レベル値の差分を基づいて、上記固体撮像素子装置の上記出力回路から出力される上記垂直遮光画素領域の画素信号から上記黒レベル検出工程で検出された上記水平遮光画素領域の黒レベル値を減算し、上記固体撮像素子装置の上記出力回路から出力される上記有効画素領域の画素信号から上記黒レベル検出工程で検出された上記水平遮光画素領域の黒レベル値を減算し、上記ノイズ補正工程は、上記比較工程の比較結果に基づき、上記水平遮光画素領域の黒レベル値と上記有効画素領域の黒レベル値が一致する場合、及び上記水平遮光画素領域の黒レベル値が上記有効画素領域の黒レベル値に近似している場合、上記ノイズ成分検出工程で検出されるノイズ成分から上記黒レベル検出工程で検出された上記垂直遮光画素領域の黒レベル値のオフセット分を減算処理し、減算処理により得られたノイズ成分に基づいてノイズを補正し、上記垂直遮光画素領域の黒レベル値が上記有効画素領域の黒レベル値に近似している場合、上記ノイズ成分検出工程で検出されるノイズ成分から上記黒レベル検出工程で検出された上記垂直遮光画素領域の黒レベル値と上記有効画素領域の黒レベル値の差分を減算処理し、減算処理により得られたノイズ成分に基づいてノイズを補正する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明では、固体撮像素子の遮光されている有効画素領域Ａ、ＶＯＰＢ領域Ｂ及びＨＯＰＢ領域Ｃの黒レベル値をそれぞれ検出し、ＶＯＰＢ領域Ｂと有効画素領域Ａの黒レベル値が等しいとき、ＨＯＰＢ領域ＣよりもＶＯＰＢ領域Ｂの方が有効画素領域Ａの黒レベル値に近いが、多少ずれているとき、ＨＯＰＢ領域Ｃと有効画素領域Ａの黒レベル値が等しいとき、ＶＯＰＢ領域ＢよりもＨＯＰＢ領域Ｃの方が有効画素領域Ａの黒レベル値に近いが、多少ずれているときの４パターンに応じて、カラムノイズ補正部を制御するので、有効画素領域Ａの画素信号に含まれているカラムノイズの補正を行いながら、有効画素領域Ａの黒レベル値を正確（ゼロ）に調整することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態として、被写体を撮像する固体撮像素子装置及び信号処理方法について説明する。
【００２０】
固体撮像素子装置１は、図１に示すように、入射光を集光するレンズ１０と、レンズ１０で集光された光を所定時間だけ通過させるシャッタ１１と、レンズ１０及びシャッタ１１を介して入射される被写体の画像を撮像する固体撮像素子１２と、シャッタ１１と固体撮像素子１２を制御する制御部１３と、固体撮像素子１２により撮像された画素信号に所定の信号処理を行う信号処理部１４とを備えている。
【００２１】
被写体から発せられた光は、レンズ１０及びシャッタ１１の光学系を経て、固体撮像素子１２に入射する。固体撮像素子１２は、被写体を撮像する画素部を有している。画素部は、図２に示すように、光が照射される有効画素領域Ａと、アルミ薄膜等による遮光板により数ラインから数十ラインに渡って光の照射が遮られる垂直オプティカルブラック（以下、ＶＯＰＢという。）領域Ｂと、アルミ薄膜等による遮光板により数カラムから数十カラムに渡って光の照射が遮られる水平オプティカルブラック（以下、ＨＯＰＢという。）領域Ｃで構成されている。
【００２２】
制御部１３は、シャッタ１１の開閉動作を制御する。また、制御部１３は、有効画素領域Ａに照射される光を遮光するシャッタ１１を閉じるメカニカルシャッタモードを有している。また、制御部１３は、固体撮像素子１２を制御し、選択的に有効画素領域Ａ、ＶＯＰＢ領域Ｂ及びＨＯＰＢ領域Ｃに配置されている画素から出力される画素信号Ｓ１を信号処理部１４に出力させる。
【００２３】
ここで、固体撮像素子１２について図３を用いて説明する。固体撮像素子１２は、例えば、Ｘ−Ｙアドレス型を採用し、図３に示すように、光の照射に応じて電荷を蓄積する感光部１５と、感光部１５に蓄積されている電荷を出力する画素トランジスタ１６からなる画素が行列状に配置されてなる画素部１７と、画素部１７に配列されている画素を行（ライン）ごとに接続している垂直選択線１８にパルス信号を印加する垂直走査回路１９と、垂直走査回路１９によるパルス信号の印加により、画素部１７に配列されている画素を列（カラム）ごとに接続している垂直信号線２０に供給された信号のオフセット信号を除去する相関２重サンプリング回路（ＣＤＳ）２１と、ＣＤＳ２１によりオフセット信号が除去された信号を水平信号線２２に供給するためのトランジスタ２３と、ＣＤＳ２１によりオフセット信号が除去された信号を水平信号線２２に供給させるために水平選択線２４を介してトランジスタ２３にパルス信号を供給する水平走査回路２５と、水平走査回路２５に供給された信号を信号処理部１４に供給する出力回路２６とを備える。
【００２４】
このようなＸ−Ｙアドレス型の固体撮像素子１２では、出力回路２６から供給される画素信号は、配置されている画素により列（カラム）ごとに垂直信号線４が異なるため、ＣＤＳ２１やトランジスタ２３などに特性のばらつきがあると、カラムごとに異なるオフセットが画像信号に乗ってしまう。このカラムごとのオフセットが表示画面上に筋状の固定パターンノイズ（以下、カラムノイズという。）として現れ、画質の劣化を生じさせてしまう原因となる。固体撮像素子１２の後段にある信号処理部１４は、このようなカラムノイズを除去する。
【００２５】
つぎに、信号処理部１４の構成について以下に説明する。信号処理部１４は、図４に示すように、固体撮像素子１２の出力信号をデジタル信号に変換するＡＦＥ（analog front end）部３０と、ＡＦＥ部３０から供給される画素信号からＨＯＰＢ領域Ｃの黒レベル値を減算処理するデジタルクランプ３１と、デジタルクランプ３１から出力されるＶＯＰＢ領域Ｂに対応する画素信号から固定パターンノイズ（以下、カラムノイズ成分という。）を検出し、有効画素領域Ａ及びＶＯＰＢ領域Ｂの黒レベル値を検出するカラムノイズ成分検出部３２と、カラムノイズ成分検出部３２で検出されたカラムノイズ成分を保存するラインメモリ３３と、ラインメモリ３３に保存されているカラムノイズ成分に基づき、ＡＦＥ部３０から供給される有効画素領域Ａの画素信号のカラムノイズ成分を補正するカラムノイズ補正部３４と、カラムノイズ補正部３４の出力信号に所定のカメラ処理を行うカメラ信号処理部３５と、カラムノイズ成分検出部３２で検出された有効画素領域Ａ及びＶＯＰＢ領域Ｂの黒レベル値に基づいて所定の制御信号を生成し、カラムノイズ補正部３４に供給する制御部３６とを備える。
【００２６】
ＡＦＥ部３０は、固体撮像素子１２から供給された画素信号をデジタル信号に変換し、変換後の画素信号を出力する。
【００２７】
デジタルクランプ３１は、ＡＦＥ部３０から供給される画素信号からＨＯＰＢ領域Ｃの黒レベル値を検出し、有効画素領域Ａ及びＶＯＰＢ領域Ｂの画素信号から検出したＨＯＰＢ領域Ｃの黒レベル値を減算する。デジタルクランプ３１は、ＶＯＰＢ領域Ｂの画素信号からＨＯＰＢ領域Ｃの黒レベル値を減算して得られた信号と、有効画素領域Ａの画素信号からＨＯＰＢ領域Ｃの黒レベル値を減算して得られた信号をカラムノイズ成分検出部３２に供給し、一方、有効画素領域Ａの画素信号からＨＯＰＢ領域Ｃの黒レベル値を減算して得られた信号をカラムノイズ補正部３４に供給する。
【００２８】
カラムノイズ成分検出部３２は、カラムノイズが同じカラムの画素では同量であることに着目し、デジタルクランプ３１から供給された信号からカラムノイズ成分の検出を行い、その結果をラインメモリ３３に記憶する。また、カラムノイズ成分検出部３２は、有効画素領域ＡとＶＯＰＢ領域Ｂの黒レベル値を検出し、ＶＯＰＢ領域ＢとＨＯＰＢ領域Ｃとの差分値及び有効画素領域ＡとＨＯＰＢ領域Ｃとの差分値を制御部３６に出力する。
【００２９】
ここで、カラムノイズ成分検出部３２により行われるＨＯＰＢ領域ＣとＶＯＰＢ領域Ｂの黒レベル値の差分の検出動作について述べる。上述したように、デジタルクランプ３１において、ＶＯＰＢ領域Ｂの画素信号からＨＯＰＢ領域Ｃの黒レベル値を減算しているため、ＨＯＰＢ領域ＣとＶＯＰＢ領域Ｂの黒レベル値に差がなければ、カラムノイズ成分検出部３２でＶＯＰＢ領域Ｂの黒レベル値を検出するとゼロになる。
【００３０】
一方で、ＨＯＰＢ領域ＣとＶＯＰＢ領域Ｂの黒レベル値に差がある場合には、カラムノイズ成分検出部３２でＶＯＰＢ領域Ｂの黒レベル値を検出すると正又は負の値を持つ。ＶＯＰＢ領域Ｂの黒レベル値が正の値の場合には、ＨＯＰＢ領域Ｃの黒レベル値に対してＶＯＰＢ領域Ｂの黒レベル値が高いことを示し、ＶＯＰＢ領域Ｂの黒レベル値が負の値の場合には、ＨＯＰＢ領域Ｃの黒レベル値に対してＶＯＰＢ領域Ｂの黒レベル値が低いことを示す。
【００３１】
したがって、カラムノイズ成分検出部３２では、ＨＯＰＢ領域ＣとＶＯＰＢ領域Ｂの黒レベル値の差分を検出するには、ＨＯＰＢ領域Ｃの黒レベル値がゼロになっているため、ＶＯＰＢ領域Ｂの黒レベル値を検出するだけで良い。なお、ＶＯＰＢ領域Ｂの黒レベル値の検出の方法は、ＶＯＰＢ領域Ｂ全体を積分する構成であっても良いし、ＶＯＰＢ領域Ｂの一部の領域を用いて積分を行う構成であっても良い。
【００３２】
つぎに、カラムノイズ成分検出部３２により行われる有効画素領域ＡとＶＯＰＢ領域Ｂの黒レベル値の差分の検出動作について述べる。なお、該検出動作は、固体撮像素子装置の電源投入時又は工場出射時に行うものとする。また、有効画素領域Ａの黒レベル値を検出するには、メカニカルシャッタモードによりシャッタを閉じて遮光する。
【００３３】
上述したように、デジタルクランプ３１において、メカニカルシャッタにより遮光されている有効画素領域Ａの画素信号からＨＯＰＢ領域Ｃの黒レベル値を減算しているため、有効画素領域ＡとＨＯＰＢ領域Ｃの黒レベル値に差がなければ、カラムノイズ成分検出部３２で有効画素領域Ａの黒レベル値を検出するとゼロになる。
【００３４】
一方で、有効画素領域ＡとＨＯＰＢ領域Ｃの黒レベル値の差がある場合には、カラムノイズ成分検出部３２で有効画素領域Ａの黒レベル値を検出すると正又は負の値を持つ。有効画素領域Ａの黒レベル値が正の値の場合には、ＨＯＰＢ領域Ｃの黒レベル値に対して有効画素領域Ａの黒レベル値が高いことを示し、有効画素領域Ａの黒レベル値が負の値の場合には、ＨＯＰＢ領域Ｃの黒レベル値に対して有効画素領域Ａの黒レベル値が低いことを示す。
【００３５】
したがって、カラムノイズ成分検出部３２では、ＨＯＰＢ領域Ｃと有効画素領域Ａの黒レベル値の差分を検出するには、ＨＯＰＢ領域Ｃの黒レベル値がゼロになっているため、有効画素領域Ａの黒レベル値を検出するだけで良い。なお、有効画素領域Ａの黒レベル値の検出の方法は、有効画素領域Ａ全体を積分する構成であっても良いし、有効画素領域Ａの一部の領域を用いて積分を行う構成であっても良い。
【００３６】
制御部３６は、カラムノイズ成分検出部３２から供給されたＶＯＰＢ領域ＢとＨＯＰＢ領域Ｃとの差分値及び有効画素領域ＡとＨＯＰＢ領域Ｃとの差分値に基づき所定の制御信号を生成し、生成した制御信号をカラムノイズ補正部３４に供給する。
【００３７】
カラムノイズ補正部３４は、制御部３６で生成された制御信号と、カラムノイズ成分検出部３２で検出されたノイズ成分に基づき、有効画素領域Ａに配置されている画素から出力される画素信号のカラムノイズの補正を行い、補正後の信号をカメラ信号処理部３５に供給する。カメラ信号処理部３５は、カラムノイズ補正部３４でカラムノイズが補正処理された信号に所定のカメラ信号処理を行う。
【００３８】
ここで、有効画素領域Ａの黒レベル値をゼロに調整し、かつ、カラムノイズの補正を行う信号処理部の動作について図５に示すフローチャートにしたがって説明する。
【００３９】
ステップＳＴ１において、カラムノイズ成分検出部３２は、有効画素領域Ａ、ＶＯＰＢ領域Ｂの黒レベル値を検出する。カラムノイズ成分検出部３２は、検出した有効画素領域Ａの黒レベル値と、ＶＯＰＢ領域Ｂの黒レベル値と、デジタルクランプ３１で検出されたＨＯＰＢ領域Ｃの黒レベル値に基づき、有効画素領域ＡとＨＯＰＢ領域Ｃとの差分及び有効画素領域ＡとＶＯＰＢ領域Ｂとの差分を検出する。カラムノイズ成分検出部３２は、検出した有効画素領域ＡとＨＯＰＢ領域Ｃとの差分及び有効画素領域ＡとＨＯＰＢ領域Ｃとの差分を制御部３６に供給する。
【００４０】
ステップＳＴ２において、制御部３６は、ＶＯＰＢ領域ＢとＨＯＰＢ領域Ｃのどちらが有効画素領域Ａの黒レベルに近いかを判断する。制御部３６は、カラムノイズ成分検出部３２から供給された有効画素領域ＡとＶＯＰＢ領域Ｂとの差分及び有効画素領域ＡとＨＯＰＢ領域Ｃとの差分に基づき、ＶＯＰＢ領域Ｂの黒レベルとＨＯＰＢ領域Ｃの黒レベルのを有効画素領域Ａの黒レベルと対比し、どちらが有効画素領域Ａの黒レベルに近いかを判断する。
【００４１】
有効画素領域Ａの黒レベル値がＶＯＰＢ領域Ｂの黒レベル値に近い場合は、ステップＳＴ３に進み、有効画素領域Ａの黒レベル値がＨＯＰＢ領域Ｃの黒レベル値に近い場合は、ステップＳＴ６に進む。
【００４２】
ステップＳＴ３において、制御部３６は、ＶＯＰＢ領域Ｂの黒レベル値と有効画素領域Ａの黒レベル値が等しいかどうかを判断する。ＶＯＰＢ領域Ｂの黒レベル値と有効画素領域Ａの黒レベル値が等しい場合には、ステップＳＴ４に進み、ＶＯＰＢ領域Ｂの黒レベル値と有効画素領域Ａの黒レベル値が異なっている場合には、ステップＳＴ５に進む。
【００４３】
ステップＳＴ４において、制御部３６は、カラムノイズ補正部３４に対して制御を行わない。
【００４４】
ここで、ＶＯＰＢ領域Ｂと有効画素領域Ａの黒レベルが等しいときのカラムノイズ補正処理（第１のカラムノイズ補正処理）について以下に述べる。
【００４５】
図６に示すように、例えば、有効画素領域Ａの黒レベル値がｘであり、同様にＶＯＰＢ領域Ｂの黒レベル値がｘであり、ＨＯＰＢ領域Ｃと有効画素領域Ａの黒レベル値の差がａであった場合、デジタルクランプ３１は、ＨＯＰＢ領域Ｃの画素信号の黒レベル値として、ｘ＋ａを検出する。デジタルクランプ３１は、ＶＯＰＢ領域Ｂの画素信号からＨＯＰＢ領域Ｃの黒レベル値ｘ＋ａを減算し、有効画素領域Ａの画素信号からＨＯＰＢ領域Ｃの黒レベル値ｘ＋ａを減算する。
【００４６】
したがって、デジタルクランプ３１経過後のＶＯＰＢ領域Ｂの黒レベル値と有効画素領域Ａの画素信号の黒レベル値は、ともに−ａとなる。黒レベル値が−ａの有効画素領域Ａの画素信号は、カラムノイズ補正部３４に供給され、黒レベル値が−ａのＶＯＰＢ領域Ｂの画素信号は、カラムノイズ成分検出部３２に供給される。
【００４７】
カラムノイズ成分検出部３２は、ＶＯＰＢ領域Ｂをカラム毎に積分して得られたカラムノイズ成分を検出し、検出したカラムノイズ成分をラインメモリ３３に保存する。このラインメモリ３３に保存されているカラムノイズ成分の黒レベル値は−ａとなっている。
【００４８】
また、カラムノイズ成分検出部３２は、ＶＯＰＢ領域ＢとＨＯＰＢ領域Ｃとの差分値−ａ及び、有効画素領域ＡとＨＯＰＢ領域Ｃとの差分値−ａを制御部３６に供給する。
【００４９】
制御部３６は、カラムノイズ成分検出部３２から供給された信号に基づき、有効画素領域Ａの黒レベル値とＶＯＰＢ領域Ｂの黒レベル値は同等であると判断する。制御部３６は、有効画素領域ＡとＶＯＰＢ領域Ｂの黒レベル値が同等であると判断した場合には、カラムノイズ補正部３４に対して制御を行わない。
【００５０】
また、カラムノイズ補正部３４は、有効画素領域Ａの画素信号からラインメモリ３３に格納されているカラムノイズ成分を減算処理する。カラムノイズ補正部３４は、この減算処理により、有効画素領域Ａの画素信号に含まれているカラムノイズ補正を行い、かつ、黒レベル値の−ａ（オフセット成分）が打ち消されてゼロになる。したがって、制御部３６がカラムノイズ補正部３４に対して何ら制御しなくても、有効画素領域Ａの画素信号は、ＶＯＰＢ領域Ｂの黒レベル値に調整することができる。
【００５１】
ステップＳＴ５において、制御部３６は、カラムノイズ補正部３４に所定の制御を行う。
【００５２】
ここで、ＨＯＰＢ領域ＣよりもＶＯＰＢ領域Ｂの方が有効画素領域Ａの黒レベルに近いが、多少ずれているときのカラムノイズ補正処理（第２のカラムノイズ補正処理）について以下に述べる。
【００５３】
図７に示すように、例えば、有効画素領域Ａの黒レベル値がｘであり、ＨＯＰＢ領域Ｃと有効画素領域Ａの黒レベル値差がａであり、ＶＯＰＢ領域Ｂと有効画素領域Ａの黒レベル差がｄｘ（但し、ｄｘ＜ａ）であった場合、デジタルクランプ３１は、ＶＯＰＢ領域Ｂの黒レベル値として、ｘ＋ｄｘを検出し、ＨＯＰＢ領域Ｃの黒レベル値として、ｘ＋ａを検出する。デジタルクランプ３１は、ＶＯＰＢ領域Ｂの画素信号からＨＯＰＢ領域Ｃの黒レベル値ｘ＋ａを減算し、有効画素領域Ａの画素信号からＨＯＰＢ領域Ｃの黒レベル値ｘ＋ａを減算する。
【００５４】
したがって、デジタルクランプ３１経過後の有効画素領域Ａの画素信号の黒レベル値は、−ａであり、ＶＯＰＢ領域Ｂの画素信号の黒レベル値は、ｄｘ−ａである。黒レベル値が−ａの有効画素領域Ａの画素信号は、カラムノイズ補正部３４に供給され、黒レベル値がｄｘ−ａのＶＯＰＢ領域Ｂの画素信号は、カラムノイズ成分検出部３２に供給される。
【００５５】
カラムノイズ成分検出部３２は、ＶＯＰＢ領域Ｂをカラム毎に積分して得られたカラムノイズ成分を検出し、検出したカラムノイズ成分をラインメモリ３３に保存する。このラインメモリ３３に保存されているカラムノイズ成分の黒レベル値はｄｘ−ａとなっている。
【００５６】
また、カラムノイズ成分検出部３２は、ＶＯＰＢ領域ＢとＨＯＰＢ領域Ｃとの差分値ｄｘ−ａ及び、有効画素領域ＡとＨＯＰＢ領域Ｃとの差分値−ａを制御部３６に供給する。
【００５７】
制御部３６は、カラムノイズ成分検出部３２から供給された信号に基づき、ＨＯＰＢ領域ＣよりもＶＯＰＢ領域Ｂの方が有効画素領域Ａの黒レベルに近いが、多少ずれていることを判断する。制御部３６は、上記判断にしたがって、所定の制御信号を生成し、生成した制御信号をカラムノイズ補正部３４に供給する。
【００５８】
カラムノイズ補正部３４は、制御部３６から供給された制御信号に応じて、ラインメモリ３３に格納されているカラムノイズ成分から、有効画素領域ＡとＶＯＰＢ領域Ｂの黒レベル値差ｄｘを減算し、減算した値を有効画素領域Ａの画素信号から減算処理する。カラムノイズ補正部３４は、この減算処理により、有効画素領域Ａの画素信号に含まれているカラムノイズの補正を行い、かつ、黒レベル値の−ａのオフセット成分が打ち消されてゼロにすることができる。
【００５９】
ステップＳＴ６において、制御部３６は、ＨＯＰＢ領域Ｃの黒レベル値と有効画素領域Ａの黒レベル値が等しいかどうかを判断する。ＨＯＰＢ領域Ｃの黒レベル値と有効画素領域Ａの黒レベル値が等しい場合には、ステップＳＴ７に進み、ＨＯＰＢ領域Ｃの黒レベル値と有効画素領域Ａの黒レベル値が異なっている場合には、ステップＳＴ８に進む。
【００６０】
ステップＳＴ７において、制御部３６は、カラムノイズ補正部３４に所定の制御を行う。
【００６１】
ここで、ＨＯＰＢ領域Ｃと有効画素領域Ａの黒レベル値が等しいときのカラムノイズ補正処理（第３のカラムノイズ補正処理）について以下に述べる。
【００６２】
図８に示すように、例えば、有効画素領域Ａの黒レベル値がｘであり、ＨＯＰＢ領域Ｃの黒レベル値がｘであり、ＶＯＰＢ領域Ｂと有効画素領域Ａの黒レベル値差がａであった場合、デジタルクランプ３１は、ＶＯＰＢ領域Ｂの黒レベル値として、ｘ＋ａを検出する。デジタルクランプ３１は、ＶＯＰＢ領域Ｂの画素信号からＨＯＰＢ領域Ｃの黒レベル値ｘを減算し、有効画素領域Ａの画素信号からＨＯＰＢ領域Ｃの黒レベル値ｘを減算する。
【００６３】
したがって、デジタルクランプ３１経過後の有効画素領域Ａの黒レベル値は、０であり、ＶＯＰＢ領域Ｂの黒レベル値は、ａである。黒レベル値が０の有効画素領域Ａの画素信号は、カラムノイズ補正部３４に供給され、黒レベル値がａのＶＯＰＢ領域Ｂの画素信号は、カラムノイズ成分検出部３２に供給される。
【００６４】
カラムノイズ成分検出部３２は、ＶＯＰＢ領域Ｂをカラム毎に積分して得られたカラムノイズ成分を検出し、検出したカラムノイズ成分をラインメモリ３３に保存する。このラインメモリ３３に保存されているカラムノイズ成分の黒レベル値はａとなっている。
【００６５】
また、カラムノイズ成分検出部３２は、ＶＯＰＢ領域ＢとＨＯＰＢ領域Ｃとの差分値ａ及び、有効画素領域ＡとＨＯＰＢ領域Ｃとの差分値０を制御部３６に供給する。
【００６６】
制御部３６は、カラムノイズ成分検出部３２から供給された信号に基づき、有効画素領域Ａの黒レベル値とＨＯＰＢ領域Ｃの黒レベル値は同等であると判断する。制御部３６は、上記判断にしたがって、所定の制御信号を生成し、生成した制御信号をカラムノイズ補正部３４に供給する。
【００６７】
カラムノイズ補正部３４は、制御部３６から供給された制御信号に応じて、ラインメモリ３３に格納されているカラムノイズ成分からＶＯＰＢ領域Ｂの黒レベル値ａ（オフセット成分）を減算し、ＶＯＰＢ領域Ｂの黒レベル値ａが減算されたカラムノイズ成分を有効画素領域Ａの画素信号から減算処理する。カラムノイズ補正部３４は、この減算処理により、有効画素領域Ａの黒レベル値はゼロのまま、有効画素領域Ａの画素信号に含まれているカラムノイズの補正を行うことができる。
【００６８】
ステップＳＴ８において、制御部３６は、カラムノイズ補正部３４に所定の制御を行う。
【００６９】
ここで、ＶＯＰＢ領域ＢよりもＨＯＰＢ領域Ｃの方が有効画素領域Ａの黒レベル値に近いが、多少ずれているときのカラムノイズ補正処理（第４のカラムノイズ補正処理）について以下に述べる。
【００７０】
図９に示すように、例えば、有効画素領域Ａの黒レベル値がｘであり、ＶＯＰＢ領域Ｂと有効画素領域Ａの黒レベル値差がａであり、ＨＯＰＢ領域Ｃと有効画素領域Ａの黒レベル値差がｄｘ（但し、ｄｘ＜ａ）であった場合、デジタルクランプ３１は、メカニカルシャッタを閉じた状態でＨＯＰＢ領域Ｃの黒レベル値にＨＯＰＢ領域Ｃと有効画素領域Ａの黒レベル差ｄｘを検出し、保持する。
【００７１】
デジタルクランプ３１は、常時ＨＯＰＢ領域Ｃの黒レベル値ｘ＋ｄｘを検出するが、黒レベル値差ｄｘを考慮した値ｘ分だけＶＯＰＢ領域Ｂや有効画素領域Ａの信号から減算する。よって、デジタルクランプ３１経過後の有効画素領域Ａの黒レベル値は、０となり、また、ＶＯＰＢ領域のＢの黒レベル値は、ａとなる。黒レベル値が０の有効画素領域Ａの画素信号は、カラムノイズ補正部３４に供給され、黒レベル値がａのＶＯＰＢ領域Ｂの画素信号は、カラムノイズ成分検出部３２に供給される。
【００７２】
カラムノイズ成分検出部３２は、ＶＯＰＢ領域Ｂをカラム毎に積分して得られたカラムノイズ成分を検出し、検出したカラムノイズ成分をラインメモリ３３に保存する。このラインメモリ３３に保存されているカラムノイズ成分の黒レベル値はａとなっている。
【００７３】
また、カラムノイズ成分検出部３２は、ＶＯＰＢ領域ＢとＨＯＰＢ領域Ｃとの差分値ａ及び、有効画素領域ＡとＨＯＰＢ領域Ｃとの差分値０を制御部３６に供給する。
【００７４】
制御部３６は、カラムノイズ成分検出部３２から供給された信号に基づき、ＶＯＰＢ領域ＢよりもＨＯＰＢ領域Ｃの方が有効画素領域Ａの黒レベル値に近いが、多少ずれていることを判断する。制御部３６は、上記判断にしたがって、所定の制御信号を生成し、生成した制御信号をカラムノイズ補正部３４に供給する。
【００７５】
カラムノイズ補正部３４は、制御部３６から供給された制御信号に応じて、ラインメモリ３３に格納されているカラムノイズ成分からＶＯＰＢ領域Ｂの黒レベル値ａ（オフセット成分）を減算し、ＶＯＰＢ領域Ｂの黒レベル値ａが減算されたカラムノイズ成分を有効画素領域Ａの画素信号から減算処理する。カラムノイズ補正部３４は、この減算処理により、有効画素領域Ａの黒レベル値はゼロのまま、有効画素領域Ａの画素信号に含まれているカラムノイズの補正を行うことができる。
【００７６】
なお、本実施の形態においては、有効画素領域Ａ、ＶＯＰＢ領域Ｂ及びＨＯＰＢ領域Ｃの黒レベル値の検出をカラムノイズ成分検出部３２で行うこととしたが、各領域の黒レベル値の検出場所は特に制限される必要はなく、例えば、図４に破線で示すように、ＡＦＥ部３０とデジタルクランプ３１の間に黒レベル値を検出する黒レベル値検出部３７を設けるような構成であっても良い。
【００７７】
この場合には、黒レベル値検出部３７は、ＡＦＥ部３０から供給される画素信号からＶＯＰＢ領域Ｂ、ＨＯＰＢ領域Ｃ及びメカニカルシャッタで遮光されている有効画素領域Ａの黒レベル値を検出し、検出した各領域の黒レベル値を制御部３６に供給する。また、黒レベル値検出部３７は、ＨＯＰＢ領域Ｃの黒レベル値をデジタルクランプ３１に供給する。
【００７８】
また、上述のように黒レベル値検出部３７を設ける場合には、カラムノイズ成分検出部３２では、有効画素領域Ａ、ＶＯＰＢ領域Ｂ及びＨＯＰＢ領域Ｃの黒レベル値の検出は行わない。
【００７９】
デジタルクランプ３１は、ＡＦＥ部３０から供給される有効画素領域Ａ及びＶＯＰＢ領域Ｂの画素信号から、黒レベル値検出部３７から供給されるＨＯＰＢ領域Ｃの黒レベル値を減算処理する。デジタルクランプ３１は、有効画素領域Ａの画素信号からＨＯＰＢ領域Ｃの黒レベル値を減算して得られた信号をカラムノイズ補正部３４に供給し、ＶＯＰＢ領域Ｂの画素信号からＨＯＰＢ領域Ｃの黒レベル値を減算して得られた信号をカラムノイズ成分検出部３２に供給する。
【００８０】
制御部３６は、黒レベル値検出部３７から供給された各領域の黒レベル値の差分を算出し、該差分値に応じた制御信号を生成し、生成した制御信号をカラムノイズ補正部３４に供給する。なお、制御部３６及びカラムノイズ補正部３４の動作は、上述したステップＳＴ４及びステップＳＴ５、ステップＳＴ７及びステップＳＴ８と同様である。
【００８１】
したがって、本願発明に係る固体撮像素子装置１は、固体撮像素子１２のメカニカルシャッタにより遮光されている有効画素領域Ａ、ＶＯＰＢ領域Ｂ及びＨＯＰＢ領域Ｃの黒レベル値を検出し、ＶＯＰＢ領域Ｂと有効画素領域Ａの黒レベル値が等しいとき、ＨＯＰＢ領域ＣよりもＶＯＰＢ領域Ｂの方が有効画素領域Ａの黒レベル値に近いが、多少ずれているとき、ＨＯＰＢ領域Ｃと有効画素領域Ａの黒レベル値が等しいとき、ＶＯＰＢ領域ＢよりもＨＯＰＢ領域Ｃの方が有効画素領域Ａの黒レベル値に近いが、多少ずれているときの４パターンに応じて、カラムノイズ補正部３４を制御するので、有効画素領域Ａの画素信号に含まれているカラムノイズの補正を行いながら、有効画素領域Ａの黒レベル値をゼロに調整することができる。
【００８２】
また、固体撮像素子装置１は、図１０に示すように、被写体の撮像等を行うことにより画素部の内部温度が上昇又は降下し、該上昇又は下降に伴って画素部の各領域（有効画素領域Ａ、ＶＯＰＢ領域Ｂ及びＨＯＰＢ領域Ｃ）から出力される画素信号の黒レベル値も上昇又は下降、すなわち変動してしまう。しかしながら、画素部の各領域における内部温度の上昇分又は下降分は等量なので、本願発明に係る固体撮像素子装置１では、例えば、電源投入時にメカニカルシャッタモード時の有効画素領域Ａの黒レベル値ＢＬ＿ｅｆ０と、ＨＯＰＢ領域Ｃの黒レベル値ＢＬ＿ｈｏｐｂ０を検出し、黒レベル値差（ΔＢＬ＝ＢＬ＿ｅｆ０−ＢＬ＿ｈｏｐｂ０）を求めておき（黒レベル値差ΔＢＬは、一度検出したら変化しない。）、カラムノイズ補正時に、画素部の内部温度の上昇又は下降に併せて所定の補正を行うような構成であっても良い。
【００８３】
このような構成にすることにより、本願発明に係る固体撮像素子装置１は、内部温度の上昇又は下降による黒レベル値の変動があっても、有効画素領域Ａの画素信号に含まれているカラムノイズの補正を行いながら、有効画素領域Ａの黒レベル値をゼロに調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本願発明に係る固体撮像素子装置の構成を示すブロック図である。
【図２】固体撮像素子の画素部を有効画素領域、ＶＯＰＢ領域及びＨＯＰＢ領域に分割して構成したときの様子を示す図である。
【図３】固体撮像素子の構造を示す模式図である。
【図４】信号処理部の構成を示すブロック図である。
【図５】有効画素領域の黒レベル値をゼロに調整し、かつ、カラムノイズ補正処理を行う信号処理部の動作の説明に供するフローチャートである。
【図６】第１のカラムノイズ補正処理の説明に供する図である。
【図７】第２のカラムノイズ補正処理の説明に供する図である。
【図８】第３のカラムノイズ補正処理の説明に供する図である。
【図９】第４のカラムノイズ補正処理の説明に供する図である。
【図１０】内部温度の上昇又は下降に応じて黒レベル値が変動した場合のカラムノイズ補正の説明に供する図である。
【図１１】固体撮像素子の構造を示す模式図である。
【図１２】固体撮像素子の画素部を有効画素領域と、ＶＯＰＢ領域と、ＨＯＰＢ領域Ｃに分割して構成したときの様子を示す図である。
【図１３】所定の１ラインにおける有効画素領域とＨＯＰＢ領域の黒レベル値差ΔＢＬを示す図である。
【符号の説明】
【００８５】
１  固体撮像素子装置、１０  レンズ、１１  シャッタ、１２  固体撮像素子、１３，３６  制御部、１４  信号処理部、１５  感光部、１６  画素トランジスタ、１７  画素部、１８  垂直選択線、１９  垂直走査回路、２０  垂直信号線、２１  相関２重サンプリング回路（ＣＤＳ）、２２  水平信号線、２３  トランジスタ、２４  水平選択線、２５  水平走査回路、２６  出力回路、３０  ＡＦＥ（analog front end）部、３１  デジタルクランプ、３３  ラインメモリ、３４  カラムノイズ補正部、３５  カメラ信号処理部、３７  黒レベル検出部
【図１】
2006025147.tif 000003
【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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