(57)【要約】      （修正有）【課題】固定パターンノイズやダークシェーディングを低減する撮像装置を提供する。【解決手段】撮像装置であって、撮像素子１０２は、複数の画素が行方向及び列方向に配列され、遮光された画素が配された遮光領域と、遮光されていない画素が配された有効領域を有する。タイミング信号発生部１０７は、撮像素子の読み出しタイミングを制御する。スイッチング電源１０８は、撮像装置に電力を供給する。位相検出部１１１は、スイッチング電源１０８のスイッチングタイミングと撮像素子１０２の読み出しタイミングの位相差を検出する。アナログフロントエンド１０３において、オフセット生成部は、遮光領域の画像信号に基づいてオフセット信号を生成する。ＰＧＡは、オフセット信号を用いて有効領域の画像信号を補正する。特性変更部は、位相検出部１１１により検出された情報に基づき、オフセット信号の特性を変更する。【選択図】図１
2019075632.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の画素が行方向及び列方向に配列され、遮光された画素が配された遮光領域と、遮光されていない画素が配された有効領域を有する撮像素子（１０２）と、
前記撮像素子の読み出しタイミングを制御するタイミング信号発生部（１０７）と、
前記撮像装置に電力を供給するスイッチング電源（１０８）と、
前記スイッチング電源のスイッチングタイミングと前記撮像素子の読み出しタイミングの位相差を検出する位相検出部（１１１）と、
前記遮光領域の画像信号に基づいてオフセット信号を生成するオフセット生成部（５０３）と、
前記オフセット信号を用いて有効領域の画像信号を補正する補正手段（５０１）と、
前記位相検出部（１１１）により検出された情報に基づき、前記オフセット生成部（５０３）の特性を変更する特性変更部（５０７）と、
を備えたことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記特性変更部（５０７）は、前記位相検出部（１１１）により検出される位相差に基づいて補正係数を生成し、前記オフセット生成部は前記オフセット信号に補正係数を乗算することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記補正係数は、前記位相差が小さい程、大きな係数とすることを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
オフセット生成部（５０３）は行毎に生成したオフセット信号に対し、列方向のローパスフィルタ（６０６）を更に備え、前記特性変更部（５０７）は、前記位相検出部（１１１）により検出される位相差に基づいて前記ローパスフィルタ（６０６）の特性を変更することを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記特性変更部（５０７）は，前記位相差が小さい程、前記ローパスフィルタ（６０６）のカットオフ周波数を下げることを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記ローパスフィルタ（６０６）は平均化フィルタであり、前記特性変更部（５０７）は，前記位相差が小さい程、前記平均化フィルタで平均化する範囲を小さくすることを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記撮像装置は前記撮像素子の光信号とノイズ信号読みの時間差に対し、前記スイッチング電源の駆動周波数が所定の関係になるように駆動周波数を生成する周波数制御部（１０９）を有することを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れか一項に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記位相検出部により検出される前記スイッチング電源のスイッチングタイミングは、前期スイッチング電源の電源出力波形あるいは前記スイッチング電源に入力されるスイッチングパルスのいずれか一つ以上を検出とすることを特徴とする請求項１乃至請求項７の何れか一項に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記位相検出部により検出される前記撮像素子の読み出しタイミングは、前記撮像素子のノイズ信号読み出しパルス、光信号読み出しパルス、水平走査信号のいずれか一つ以上を検出とすることを特徴とする請求項１乃至請求項８の何れか一項に記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記撮像装置は複数の撮影モードを有し、撮影モードに応じて、前記スイッチング電源の駆動周波数及び位相制御を行うことを特徴とする請求項１乃至請求項９の何れか一項に記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置に関し、特に撮像装置とその電源装置の制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、デジタル一眼レフカメラやビデオカメラにＣＭＯＳイメージセンサなどの撮像素子が使われてきている。撮像素子では、多画素化が進むことに伴い画素のサイズが小さくなる。画素のサイズが小さくなると画素における光電変換部（例えば、フォトダイオード）の受光面の面積も小さくなるので、光電変換部で発生する電荷に応じた光信号のレベルも小さくなる。これにより、Ｓ／Ｎを悪化させないように、固定パターンノイズやダークシェーディングを低減することがますます必要となってきている。
【０００３】
ダークシェーディングの要因の一つとして、撮像素子に供給するスイッチング電源のノイズによる影響が明らかになっている。電源ラインを介して画素に供給される電源電圧が所定の周期で変動することにより、画素から読み出される信号に所定の周期で変動するノイズが混入する。この場合、画素から異なるタイミングで読み出されたＳ信号とＮ信号とで互いに異なるレベルのノイズが混入し、Ｓ信号とＮ信号の差分を求めるＣＤＳ処理を行うとオフセットノイズが生じ有る。更に電源に混入するノイズは行毎に異なる為、行毎に異なるオフセットノイズが発生し、Ｓ／Ｎを悪化させてしまう。
【０００４】
上記問題に対し、行ごとのＳ信号とＮ信号を読み出す時の電位レベルの差分量を一定にする事によりＣＤＳ処理でＳ／Ｎを向上させるという技術がある。特許文献１には、動作モードに応じて複数用意されたスイッチング電源の駆動周波数の中から適切なものを選択して周波数を変更する方法が提案されている。
【０００５】
また、ダークシェーディングを抑制する他の方法として、特許文献２には、撮像センサの遮光画素領域の出力信号を用いて、有効画素領域の画像信号におけるダークシェーディング成分を補正する水平オプティカルブラック（ＯＢ）クランプ処理を行う方法が提案されている。水平ＯＢクランプ処理は水平ＯＢ領域の出力信号に基づいて、有効領域から出力される画像信号の水平ＯＢクランプ処理を行う。まず、水平ＯＢ信号と予め決められた目標値との差分を求め、差分に補正係数を掛けたものをオフセット値としてＯＢ信号に加算する。次の画素信号の読み出しで、（ＯＢ信号＋オフセット値）と目標値との差分に補正係数をかけたものを更にオフセット値に加算する。これを繰り返すことでオフセット値が適正に近づき、（ＯＢの電圧値＋オフセット値）≒目標値となる。すなわち、ダークシェーディング補正することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−２１９２９２号公報
【特許文献２】特開２００９−３８６４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、スイッチング電源はスイッチングのタイミングで急峻な電源電圧変動（スパイクノイズ）が発生する。特許文献１では上記スイッチングタイミングが考慮されておらず、スイッチングタイミングで撮像素子がＳ信号または、Ｎ信号を読み出した場合には急峻な電源電圧変動によりＳ信号とＮ信号を読み出した時の電位レベルの差分量を一定にする事が出来ない。このため、Ｓ／Ｎを悪化させる可能性がある。
【０００８】
また、特許文献２で示すような従来のＯＢクランプ処理おいて、ＯＢクランプの補正係数を大きくすることは急峻な電源電圧変動によるシェーディングに対し有効である。しかしながら、ＯＢ領域の欠陥画素やランダムノイズによる誤補正を避ける為、補正係数を大きくすることができず、急峻な電源電圧変動によるシェーディングを補正することができなかった。
【０００９】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、撮像装置において、撮像素子のＳ信号とＮ信号を読み出す周期に同期したスイッチング電源の駆動周波数を生成し、Ｓ信号とＮ信号を読み出す時の行毎の電位レベルの差分を低減する。更にスイッチング電源のスイッチングタイミングと撮像素子の読み出しタイミングの位相差を検出し、検出した位相差に基づいて水平ダークシェーディングの補正特性を変更することで、高品位な画像を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するために、本発明に係る撮像装置は、
複数の画素が行方向及び列方向に配列され、遮光された画素が配された遮光領域と、遮光されていない画素が配された有効領域を有する撮像素子（１０２）と、
前記撮像素子の読み出しタイミングを制御するタイミング信号発生部（１０７）と、
前記撮像装置に電力を供給するスイッチング電源（１０８）と、
前記スイッチング電源のスイッチングタイミングと前記撮像素子の読み出しタイミングの位相差を検出する位相検出部（１１１）と、
前記遮光領域の画像信号に基づいてオフセット信号を生成するオフセット生成部（５０３）と、
前記オフセット信号を用いて有効領域の画像信号を補正する補正手段（５０１）と、
前記位相検出部（１１１）により検出された情報に基づき、前記オフセット生成部（５０３）の特性を変更する特性変更部（５０７）を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る撮像装置によれば、撮像素子のＳ信号とＮ信号を読み出す周期に同期したスイッチング電源の駆動周波数を生成し、Ｓ信号とＮ信号を読み出す時の行毎の電位レベルの差分を低減する。更にスイッチング電源のスイッチングタイミングと撮像素子の読み出しタイミングの位相差を検出し、検出した位相差に基づいて水平ダークシェーディング補正を行うことにより、高品位な画像を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第一の実施形態にかかる撮像装置の全体ブロック図
【図２】本発明の実施形態にかかる周波数制御部のブロック図
【図３】本発明の実施形態にかかるＣＭＯＳイメージセンサ全体レイアウト図
【図４】本発明の実施形態にかかるＣＭＯＳイメージセンサ画素回路図
【図５】本発明の第一の実施形態にかかるＡＦＥのブロック図
【図６】本発明の第一の実施形態にかかるフローチャート
【図７】本発明の第二の実施形態にかかる撮像装置の全体ブロック図
【図８】本発明の第二の実施形態にかかるシェーディング補正部のブロック図
【図９】本発明の第二の実施形態にかかるフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【００１４】
［実施形態１］
図１は、本発明の第１の実施形態に係る撮像装置の全体ブロック図である。
【００１５】
図１において、撮影レンズ（１０１）は、撮像素子（１０２）の撮像面に被写体の像を形成する。なお、撮影レンズ（１０１）と撮像素子（１０２）の間には、図示しないシャッタ及び絞りが設けられている。
【００１６】
ＣＭＯＳイメージセンサなどの撮像素子（１０２）は、撮像面に形成された被写体の像に応じた画像信号を生成して出力する。また、撮像素子（１０２）には後述するように遮光画素領域が設けられており、遮光画素領域からは黒レベルの基準信号が出力される。
【００１７】
アナログフロントエンド（ＡＦＥ）（１０３）は、撮像素子（１０２）の遮光画素領域から読み出される黒レベルの基準信号と後述の位相差検出部（１１１）から供給される位相差に基づいてオフセット信号を生成し、後述する水平ＯＢクランプ処理を行う。これにより画像信号のダークシェーディング成分を除去する。そして、水平ＯＢクランプ処理された画像信号をＡＤ変換してデジタル信号を出力する。
【００１８】
画像処理部（１０４）は、ＡＦＥ（１０３）から出力されたデジタル信号に対して、各種補正処理及び現像処理を行って画像データを生成する。
【００１９】
メモリ部（１０５）は、前記画像処理部（１０４）による現像処理における作業用メモリや、撮像動作が連続した際に、前記画像処理部（１０４）の現像処理が間に合わない時のバッファーメモリとして使用される。
【００２０】
システム制御部（１０６）は、各部の全体的な制御を行っている。また、撮像装置の基準クロックを後述のタイミング信号発生部（１０７）及び、前記撮像電源部（１０８）に供給する。更に、撮影時のＳ信号とＮ信号を読み出す周期に基づいて決定される周波数情報を後述の撮像電源部（１０８）に通知する。
【００２１】
タイミング信号発生部（ＴＧ）（１０７）は、前記システム制御部（１０６）から供給される基準クロックを基に、前記撮像素子（１０２）を駆動する各種の駆動信号を生成し、生成した駆動信号を前記撮像素子（１０２）へ供給する。供給する駆動信号としては、例えば、電荷蓄積開始及び終了を制御するタイミング信号、各画素の信号読み出し制御信号（水平同期信号、垂直同期信号、転送信号等）等である。
【００２２】
撮像電源部（１０８）は周波数制御部（１０９）とスイッチング電源（１１０）により構成される。周波数制御部（１０９）は前記システム制御部（１０６）から供給される基準クロック及び、周波数情報に基づき出力周波数がＳ信号とＮ信号を読み出す周期の任意逓倍周波数のスイッチングパルスを生成し、スイッチング電源（１１０）に供給する。
【００２３】
ここで、前記周波数制御部（１０９）は、例えば、図２に示される位相同期回路（ＰＬＬ）（２０１）を用いて行うものとする。位相同期回路（２０１）の出力部に分周用分周器（２０２）、入力部に逓倍用分周器（２０３）を配置し、前記基準クロックを所望の分周比により分周させることにより、Ｓ信号とＮ信号を読み出す周期の任意逓倍周波数のスイッチングパルスを生成する。
【００２４】
スイッチング電源（１１０）は前記周波数制御部（１０９）から供給されたスイッチングパルスにより駆動され、前記撮像素子（１０２）に電源供給を行う。
【００２５】
位相差検出部（１１１）は前記スイッチング電源（１１０）から供給されるスイッチングパルスとタイミング信号発生部（ＴＧ）（１０７）から供給されるＳ信号又は、Ｎ信号を読み出すタイミング（信号読出しパルス）に基づいて両者の位相差を算出する。
【００２６】
次に、撮像素子（１０２）の構成を説明する。本実施形態では、撮像素子（１０２）として、ＣＭＯＳイメージセンサを用いた例について説明する。
【００２７】
図３は、ＣＭＯＳイメージセンサ（３０１）の全体レイアウトを示す図である。
【００２８】
図３において、ＣＭＯＳイメージセンサ（３０１）には、複数の画素が行方向及び列方向に配列されており、有効画素領域（以下、有効領域と称す）と遮光画素領域（以下、遮光領域と称す）を有する。有効領域（３０２）は、複数の画素のうち遮光されていない画素が配置された領域である。遮光領域は、複数の画素のうち遮光された画素が配置された領域であり、垂直オプティカルブラック領域（以下、ＶＯＢ領域と称す）（３０３）と水平オプティカルブラック領域（以下、ＨＯＢ領域と称す）（３０４）とを含む。
【００２９】
ＶＯＢ領域（３０３）及びＨＯＢ領域（３０４）から読み出された信号は、暗電流成分又は電源変動による基準レベル（黒レベル）のずれによる信号成分を含む。そのため、有効領域（３０２）から読み出された被写体露光信号におけるダークシェーディング成分を補正するために用いられる。ＶＯＢ領域（３０３）から読み出された信号は、水平方向のダークシェーディング成分の補正に用いられる。また、ＨＯＢ領域（３０４）から読み出された信号は、垂直方向のダークシェーディング成分の補正に用いられる。
【００３０】
図４は、図３のＣＭＯＳイメージセンサの画素配列における各画素の回路構成図である。
【００３１】
画素（４０１）において、フォトダイオード（以下、ＰＤと称す）（４０２）は、入射光に応じた電荷を発生して蓄積する。転送スイッチ（以下、ＴＸと称す）（４０３）は、ＰＤ（４０２）で発生した電荷をフローティングディフュージョン（以下、ＦＤと称す（４０４）へ転送する。ＦＤ（４０４）は等価的にコンデンサになっており、ＰＤ（４０２）から転送された電荷を電圧へ変換する。アンプ（４０５）は、ＭＯＳトランジスタで構成され、列信号線（４０６）に接続された定電流源（不図示）とともにソースフォロワ動作を行うことにより、ＦＤ（４０４）の電圧に応じた信号を列信号線（４０６）へ出力する。選択スイッチ（４０７）をオンすることにより画素（４０１）を選択状態にし、オフすることにより画素（４０１）を非選択状態にする。リセットスイッチ（４０８）は、ＦＤ（４０４）をリセットする。
【００３２】
図３に戻り、垂直走査回路（３０５）は、画素配列における信号を読み出すべき行を選択し、選択した行の信号が読み出し回路（３０６）へ読み出されるように、選択した行における各列の画素を駆動する。読み出し回路（３０６）は、垂直走査回路（３０５）により選択された行の各列の画素から出力された光信号（Ｓ信号）とノイズ信号（Ｎ信号）との差分を求めるＣＤＳ処理を行う。この処理により、読み出し回路（３０６）は、ＣＭＯＳイメージセンサに固有の固定パターンノイズが除去された各列の画素の画像信号を求めて保持する。この固定パターンノイズには、図４のリセットスイッチ（４０５）がＦＤ（４０４）をリセットした際に発生するノイズや、アンプ（４０５）を構成するＭＯＳトランジスタの閾値電圧が画素ごとにばらつくことに起因したノイズなどがある。水平走査回路（３０７）は、読み出し回路（３０６）に保持された各列の画素信号を順次に選択して出力アンプ（３０８）へ転送する。出力アンプ（３０８）は、転送された画素信号を増幅して出力する。
【００３３】
図５は、図１に示したＡＦＥ（１０３）の構成ブロック図である。
【００３４】
図５において、ＡＦＥ（１０３）は、ＨＯＢ領域（３０４）の出力信号に基づいて、有効領域（３０２）から出力される画像信号の水平ＯＢクランプ処理を行う。
【００３５】
撮像素子（１０２）から出力されるアナログ信号は、プログラマブルゲインアンプ（ＰＧＡ）（５０１）にて増幅される。ＡＤ変換器（５０２）は、ＰＧＡ（５０１）により増幅された信号をアナログ形式から例えば１４ｂｉｔのデジタル形式に変換して出力する。
【００３６】
オフセット生成部（５０３）は行平均値算出部（５０４）及び、減算部（５０５）、演算部（５０６）で構成される。
【００３７】
行平均値算出部（５０４）は画素配列の各行ごとの遮光領域である図３記載のＨＯＢ領域（３０４）の出力信号が入力された場合に、行方向の平均値を算出する。なお、平均値でなく行方向のローパスフィルタ（ＬＰＦ）を構成し、ＨＯＢ領域の行方向最後の画素のＬＰＦ出力値としてもよい。
【００３８】
減算部（５０５）は予め決められたクランプ目標値と行平均値算出部（５０４）の出力信号との差分を算出する。演算部（５０６）は前記差分に、後述の演算計数設定部で設定された１以下の係数を乗算しオフセットを求める。更に、前画素で求めたオフセットに今回求めたオフセットを加算する。
【００３９】
特性変更部（５０７）は演算計数設定部で構成され、図１の位相差検出部（１１１）で検出したスイッチング電源（１１０）のスイッチングパルスとタイミング信号発生部（ＴＧ）（１０７）から供給されるＳ信号又は、Ｎ信号を読み出すタイミング（信号読出しパルス）との位相差に基づき演算計数を決定する。演算計数は位相差が小さい程、演算計数を大きく設定する。例えば位相差が所定の閾値以上では一定の係数Ａとし、位相差が所定の閾値以下となった場合は位相差に応じて線形に大きくなるよう、係数Ａより大きい係数に設定する。このように、位相差情報に応じて行毎に演算計数を設定することで、行毎にＯＢクランプ処理特性を変更する。
【００４０】
ＨＯＢ領域（３０４）の読み出しが終わると、有効領域（３０２）の読み出しが行われる。有効領域（３０２）の読み出しを行うときは、オフセット生成部（５０３）でのオフセットを更新しない。
【００４１】
オフセット生成部（５０３）により生成されたオフセット信号は、デジタルアナログ変換器（ＤＡ変換機）（５０７）によりデジタル形式からアナログ形式に変換され、ＰＧＡ（５０１）にフィードバックされる。ＰＧＡ（５０１）では、オフセット信号（水平ＯＢクランプ補正量）により画像信号のオフセット調整が行われ、有効領域から出力される画像信号のダークレベルが調整される。そして、オフセット調整が行われた画像信号を、図１のシステム制御部（１０６）により調整されたゲインで増幅して出力することにより感度が調整される。
【００４２】
以上により、スイッチング電源のスイッチングタイミングと撮像素子の読み出しタイミングが重なる時にはＯＢクランプの演算係数を大きく設定し、急峻な電源電圧変動によるシェーディングを補正することが可能となる。一方で前記双方のタイミングが重ならない時には演算計数を小さく設定し、ＯＢ領域の欠陥画素やランダムノイズの影響を避けることが可能になる。
【００４３】
図６は本実施形態において、第１の例として水平ＯＢクランプを用いてダークレベルへのクランプを行う構成の撮像装置における撮像シーケンスを示すフローチャートである。
【００４４】
撮影開始に先立ち、システム制御部（１０６）は周波数制御部（１０９）に対して撮影モードに応じたＳ信号とＮ信号を読み出す周期を元に決定される周波数情報を送る。前記周波数制御部（１０９）は前記周波数情報に基づき、出力周波数がＳ信号とＮ信号を読み出す周期の任意逓倍周波数になるようにスイッチング電源（１１０）を制御する（Ｓ１０１）。
【００４５】
続いてシステム制御部（１０６）はタイミング信号発生部（１０７）を介して撮像素子（１０２）における信号蓄積を開始させる（Ｓ１０２）。
【００４６】
次に、不図示のシャッタが開閉することによって露光を行った後（Ｓ１０３）、撮像素子（１０２）における信号蓄積を終了させる（Ｓ１０４）。
【００４７】
次にＡＦＥ（１０３）における行ごとの処理を示す（Ｓ１０５〜Ｓ１１０）。
【００４８】
位相検出部（１１１）はスイッチング電源（１１０）のスイッチングパルスと撮像素子（１０２）のＳ信号又はＮ信号読み出しタイミングを検出し、両者の位相差を算出する（Ｓ１０５）。
【００４９】
次に、水平ＯＢ領域（３０４）において先頭行から読出しを開始し、読出し行の平均値を算出する（Ｓ１０６）。そして算出した前記平均値から予め定められたクランプ目標値を減算部（５０５）で減算する（Ｓ１０７）。
【００５０】
続いて、Ｓ１０５で算出した位相差に基づいて演算計数設定部（５０７）にて演算計数を求め（Ｓ１０８）、演算部（５０６）にて減算部（５０５）の出力値に演算計数を乗算し、ＯＢクランプオフセットを算出する（Ｓ１０９）。
【００５１】
ＨＯＢ領域（３０４）の読出しが完了すると、ＯＢクランプオフセットをＤＡ変換機（５０８）にセットし、ＰＧＡ（５０１）にフィードバックすることで、ダークレベルが目標値になるようにクランプを施しながら、有効領域（３０２）の行読出しを行う（Ｓ１１０）。有効領域（３０２）の行読出しが完了したら、その行が最終行であるかを判定する（Ｓ１１１）。この判定の結果、最終行である場合は、一連の撮影動作を終了する。一方、Ｓ１１１の判定の結果、最終行でない場合は、Ｓ１０５に戻り、次の行の読出しを行う。
【００５２】
［実施形態２］
上記の第１の実施形態では、ＡＦＥ（１０３）で位相差情報に基づきＯＢクランプオフセット信号を生成し、ＯＢクランプ処理することで急峻な電源電圧変動によるシェーディングも補正できることを説明した。
【００５３】
本実施例では、ＡＦＥ（１０３）後段の画像処理部（１０４）でシェーディングの補正を行う例を説明する。
【００５４】
図７は、本発明の第２実施形態に係る撮像装置の全体ブロック図である。
【００５５】
図１では、位相差検出部（１１１）からＡＦＥ（１０３）に位相差情報を供給したが、図７においては画像処理部（１０４）で水平シェーディングの補正を行う為、位相差検出部（１１１）から画像処理部（１０４）に位相差情報を供給する。ＡＦＥ（１０３）では従来技術と同様の水平ＯＢクランプ処理を行うことにより、緩やかに変化する水平シェーディング成分が除去される。
【００５６】
図８は画像処理部（１０４）における水平シェーディング補正部（６０１）のブロック図である。
【００５７】
図８において、水平シェーディング補正部（６０１）は、ＡＦＥ（１０３）から出力されたデジタル信号のＨＯＢ領域（３０４）の出力信号に基づいて、有効領域（３０２）から出力される画像信号の水平シェーディング補正を行う。
【００５８】
オフセット生成部（６０３）は行平均値算出部（６０４）及び、減算部（６０５）、列ローパスフィルタ（列ＬＰＦ）（６０６）、演算部（６０７）で構成される。
【００５９】
行平均値算出部（６０４）及び、減算部（６０５）は図５の行平均値算出部（５０４）及び、減算部（５０５）と同様の為、説明を省略する。列ＬＰＦ（６０６）は減算部（６０５）が出力した行毎の減算値に列方向のＬＰＦをかける。
【００６０】
ＬＰＦは例えば既知の“Ｉｎｆｉｎｉｔｅ  Ｉｍｐｕｌｓｅ  Ｒｅｓｐｏｎｓｅ”（ＩＩＲ）フィルタを構成し、行平均値算出部（６０４）では除去しきれないＯＢ領域の欠陥画素やランダムノイズの影響を低減する。
【００６１】
演算部（６０７）は列ＬＰＦ（６０６）の出力値に、後述の特性変更部（６０８）で設定された１以下の係数を乗算しオフセットを求める。更に、前行で求めたオフセットに今回求めたオフセットを加算する。
【００６２】
特性変更部（６０８）はフィルタ設定部（６０９）及び、演算計数設定部（６１０）で構成され、位相差検出部（１１１）で検出した位相差に基づいてフィルタ特性及び演算計数を設定する。
【００６３】
フィルタ設定部（６０９）は図７の位相差検出部（１１１）で検出したスイッチング電源（１１０）のスイッチングパルスとタイミング信号発生部（ＴＧ）（１０７）から供給されるＳ信号又は、Ｎ信号を読み出すタイミング（信号読出しパルス）との位相差に基づき、列ＬＰＦ（６０６）のカットオフ周波数及び、タップ数を設定する。例えば、位相差が所定値以上大きい場合は予め定められたカットオフ周波数及び、タップ数で列ＬＰＦ処理を行い、ＯＢ領域の欠陥画素やランダムノイズの影響を低減する。
【００６４】
しかし、スイッチング電源のスイッチングタイミングで急峻な電源電圧変動が発生した場合においても同様の列ＬＰＦをかけてしまうと、急峻な電源電圧変動によるシェーディングのオフセット信号を生成することができない。
【００６５】
そこで、位相差が所定値以下の場合は、位相差が小さい程ＬＰＦのカットオフ周波数を低く設定し、タップ数を小さく設定する。これにより、急峻な電源電圧変動に追従したオフセットを算出することができる。
【００６６】
演算計数設定部（６１０）は、図５の演算計数設定部（５０７）と同様のため説明を省略する。
【００６７】
演算部（６０７）でＨＯＢ領域（３０４）に基づいたオフセット信号の算出を完了すると、減算部（６０２）で有効領域（３０２）の信号からオフセット信号を減算し、シェーディング補正処理を行う。
【００６８】
図９は本実施形態における撮像シーケンスを示すフローチャートである。
【００６９】
図９において、Ｓ２０１からＳ２０４は図６のＳ１０１からＳ１０４と同様の為、説明を省略する。
【００７０】
Ｓ２０５〜Ｓ２０８はＡＦＥ（１０３）におけるＯＢクランプ処理を示す。
【００７１】
各行の信号を読み出すタイミングで、スイッチング電源（１１０）のスイッチングパルスと撮像素子（１０２）のＳ信号又はＮ信号読み出しタイミングを検出し、両者の各行の位相差を算出し、記憶する（Ｓ２０５）。
【００７２】
次に、従来技術と同様のＯＢクランプ処理を行う。水平ＯＢ領域（３０４）において先頭行から読出しを開始し、読出し行の平均値を算出し、目標値を減算部で減算した後に、予め定められた演算計数を演算部にて乗算することでＯＢクランプオフセットを算出する。ＨＯＢ領域（３０４）の読出しが完了すると、ＯＢクランプオフセットをＤＡ変換機にセットし、ＰＧＡにフィードバックすることで、ダークレベルが目標値になるようにクランプを施しながら、有効領域（３０２）の行読出しを行う（Ｓ２０７）。有効領域（３０２）の行読出しが完了したら、その行が最終行であるかを判定する。判定の結果、最終行でない場合は、Ｓ２０５  に戻り、次の行の読出しを行う。判定の結果、最終行である場合は画像処理部（１０４）におけるシェーディング補正処理を行う（Ｓ２０９〜Ｓ２１５）。
【００７３】
シェーディング補正処理を行うため、１行目に戻り、ＨＯＢ領域（３０４）の行平均値を算出する（Ｓ２０９）。なお、前記水平ＯＢクランプレベル設定（Ｓ２０６）において算出したＨＯＢ領域（３０４）の行平均値を記憶しておき、記憶した行平均値を参照してもよい。次に、減算部（６０５）にて前記行平均値から予め定められたクランプ目標値を減算する（Ｓ２１０）
次に、Ｓ２０５で記憶した位相差情報を参照し、位相差に基づいて特性変更部（６０８）のフィルタ設定部（６１０）にて列ＬＰＦ（６０６）のフィルタタップ数及び、カットオフ周波数を設定する（Ｓ２１１〜Ｓ２１２）。そして、減算部（６０５）の出力値に対し、設定したタップ数及び、カットオフ周波数で列ＬＰＦ処理を行う（Ｓ２１３）。
【００７４】
次に、前記位相差に基づいて演算計数設定部（６１０）にて演算計数を求め（Ｓ２１４）、演算部（６０７）にて列ＬＰＦ（６０６）の出力値に演算計数を乗算し、シェーディング補正のオフセット信号を算出する（Ｓ２１５）。
【００７５】
次に、有効領域（３０２）の信号から前記オフセット信号を減算部（６０２）にて減算し、シェーディング補正を行う（Ｓ２１６）。そして、最終行であるかを判定し（Ｓ２１７）、判定の結果、最終行である場合は、一連の撮影動作を終了する。一方、Ｓ２１７の判定の結果、最終行でない場合は、Ｓ２０９  に戻り、次の行のシェーディング補正を行う。
【００７６】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【符号の説明】
【００７７】
１０２  撮像素子、１０７  タイミング信号発生部、１１０  スイッチング電源、
１１１  位相差検出部、５０１  補正手段、５０３  オフセット生成部、
５０７  特性変更部
【図１】
2019075632.tif 000003
【図２】
2019075632.tif 000004
【図３】
2019075632.tif 000005
【図４】
2019075632.tif 000006
【図５】
2019075632.tif 000007
【図６】
2019075632.tif 000008
【図７】
2019075632.tif 000009
【図８】
2019075632.tif 000010
【図９】
2019075632.tif 000011