(57)【要約】【課題】  固体撮像装置の画質を向上する。【解決手段】本実施形態の固体撮像装置は、複数の有効画素を有する有効画素領域と複数の遮光画素を有する遮光画素領域とを含み、画像信号ＲＳを生成するイメージセンサ１０と、有効画素から遮光画素への信号電荷の溢れを検出し、複数の遮光画素の信号から生成されるパラメータｄＨＯＢ３を用いて画像信号ＲＳに対する黒レベルの信号処理を実行するクランプ回路１０２とを含み、クランプ回路１０２は、複数の遮光画素の信号の積算値ｉｔｇＨＯＢを用いて、信号電荷の溢れを検出し、信号電荷の溢れの影響のない複数の遮光画素の出力信号から生成されたパラメータｄＨＯＢ３を設定する。【選択図】図４
2015056806.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の有効画素を有する有効画素領域と複数の遮光画素を有する遮光画素領域とを含み、前記複数の有効画素及び前記複数の遮光画素の出力信号から画像信号を生成するイメージセンサと、
前記有効画素から前記遮光画素への信号電荷の溢れを検出し、前記複数の遮光画素の信号から生成されるパラメータを用いて前記画像信号に対する黒レベルの信号処理を実行するクランプ回路と、
を具備し、
前記クランプ回路は、
前記遮光画素領域から前記有効領域へ向かう方向へ積算される前記複数の遮光画素の信号の積算値を用いて、前記信号電荷の溢れを検出し、
その検出結果に基づいて、前記信号電荷の溢れの影響のない前記複数の遮光画素の出力信号から生成された前記パラメータを設定する、
ことを特徴とする固体撮像装置。
【請求項２】
前記クランプ回路は、
前記複数の遮光画素の信号の前記積算値を生成する第１の積算回路と、
前記積算値から前記複数の遮光画素の出力信号の平均値を生成する平均値計算回路と、
前記平均値と黒レベル基準値とに対する計算処理を実行する第１の計算回路と、
前記積算値を第１の画素間隔毎に保持する第１のホールド回路と、
前記第１のホールド回路の出力信号を前記第１の画素間隔毎に保持する第２のホールド回路と、
前記第１のホールド回路の出力信号と前記第２のホールド回路の出力信号とを比較する第１の比較回路と、
前記第１のホールド回路の出力信号が前記第２のホールド回路の出力信号より大きい時に、前記第１の比較回路の出力信号に基づいて、カウント値を増加するカウンタと、
前記カウント値と判定値とを比較し、前記カウント値が前記判定値より大きい場合に、アサート信号を出力する第２の比較回路と、
前記第１の計算回路の出力信号を前記第１の画素間隔ごとに保持するタイミング調整回路と、
前記アサート信号が供給された時、前記タイミング調整回路の出力信号を保持する第３のホールド回路と、
前記第３のホールド回路の出力信号を前記パラメータに用いて、前記画像信号に対する処理を実行する処理回路と、
を含むことを特徴とする請求項１の固体撮像装置。
【請求項３】
前記クランプ回路は、
前記複数の遮光画素の出力信号の積算値を生成する第１の積算回路と、
前記積算値から前記複数の遮光画素の出力信号の平均値を生成する平均値計算回路と、
前記平均値と黒レベル基準値とに対する計算処理を実行する第１の計算回路と、
前記積算値を第１の画素間隔毎に保持する第１のホールド回路と、
前記第１のホールド回路の出力信号を前記第１の画素間隔毎に保持する第２のホールド回路と、
前記第１のホールド回路の出力信号と前記第２のホールド回路の出力信号とに対して計算処理を施す第２の計算回路と、
前記第２の計算回路の出力信号と判定値とを比較し、前記第２の計算回路の出力信号が前記判定値より大きい場合に、アサート信号を出力する比較回路と、
前記第１の計算回路の出力信号を前記第１の画素間隔毎に保持するタイミング調整回路と、
前記アサート信号が供給された時、前記タイミング調整回路の出力信号を保持する第３のホールド回路と、
前記第３のホールド回路の出力信号を前記パラメータに用いて、前記画像信号に対する処理を実行する処理回路と、
を含むことを特徴とする請求項１の固体撮像装置。
【請求項４】
前記ＯＢクランプ回路は、
前記複数の遮光画素の出力信号の積算値を生成する第１及び第２の積算回路と、
前記第１の積算回路によって生成された前記積算値から前記複数の遮光画素の出力信号の平均値を生成する平均値計算回路と、
前記平均値と黒レベル基準値とに対する計算処理を実行する第１の計算回路と、
前記第２の積算回路によって生成されたｍ個の遮光画素の前記積算値を保持する第１のホールド回路と、
前記第２の積算回路によって生成されたｎ個の遮光画素の前記積算値を前記ｎ個の画素間隔毎に保持する第２のホールド回路と、
前記第２のホールド回路の出力信号に対して第１の係数を用いた計算処理を実行する第２の計算回路と、
前記第１のホールド回路の出力信号と前記第２の計算回路の出力信号とを比較する第１の比較回路と、
前記第２の計算回路の出力信号が前記第１のホールド回路の出力信号より大きい時に、前記第１の比較回路の出力信号に基づいて、カウント値を増加するカウンタと、
前記カウント値と判定値とを比較し、前記カウント値が前記判定値より大きい場合に、アサート信号を出力する第２の比較回路と、
前記第１の計算回路の出力信号を、前記ｎ個の画素間隔毎に保持するタイミング調整回路と、
前記アサート信号が供給された時、前記タイミング調整回路の出力信号を保持する第３のホールド回路と、
前記第３のホールド回路の出力信号を前記パラメータに用いて、前記画像信号に対する処理を実行する第３の計算回路と、
を含むことを特徴とする請求項１の固体撮像装置。
【請求項５】
前記ＯＢクランプ回路は、
前記複数の遮光画素の出力信号の積算値を生成する第１及び第２の積算回路と、
前記第１の積算回路によって生成された前記積算値から前記複数の遮光画素の出力信号の平均値を生成する平均値計算回路と、
前記平均値と黒レベル基準値とに対する計算処理を実行する第１の計算回路と、
前記第２の積算回路によって積算されたｍ個の遮光画素の積算値を保持する第１のホールド回路と、
前記第２の積算回路によって積算されたｎ個の遮光画素の積算値を、ｎ個の画素間隔毎に保持する第２のホールド回路と、
前記第２のホールド回路の出力信号に対して第１の係数を用いた計算処理を実行する第２の計算回路と、
前記第１のホールド回路の出力信号と前記第２の計算回路の出力信号とに対する計算処理を実行する第３の計算回路と、
前記第３の計算回路の出力信号と判定値とを比較し、前記第３の計算回路の出力信号が前記判定値より大きい場合に、アサート信号を出力する比較回路と、
前記第１の計算回路の出力信号を、前記ｎ個の画素間隔毎に保持するタイミング調整回路と、
前記アサート信号が供給された時、前記タイミング調整回路の出力信号を保持する第３のホールド回路と、
前記第３のホールド回路の出力信号を前記パラメータに用いて、前記画像信号に対する処理を実行する処理回路と、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、固体撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＣＤイメージセンサやＣＯＭＳイメージセンサを含む固体撮像装置は、デジタルスチルカメラ、ビデオカメラ、或いは、監視カメラ等、多様な用途で使われている。
【０００３】
固体撮像装置には、画質の向上が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２１０８４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
画質の向上が可能な固体撮像装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本実施形態の固体撮像装置は、複数の有効画素を有する有効画素領域と複数の遮光画素を有する遮光画素領域とを含み、前記複数の有効画素及び前記複数の遮光画素の出力信号から画像信号を生成するイメージセンサと、前記有効画素から前記遮光画素への信号電荷の溢れを検出し、前記複数の遮光画素の信号から生成されるパラメータを用いて前記画像信号に対する黒レベルの信号処理を実行するクランプ回路と、を具備し、前記クランプ回路は、前記遮光画素領域から前記有効領域へ向かう方向へ積算される前記複数の遮光画素の信号の積算値を用いて、前記信号電荷の溢れを検出し、その検出結果に基づいて、前記信号電荷の溢れの影響のない前記複数の遮光画素の出力信号から生成された前記パラメータを設定する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】固体撮像装置の構成例を示すブロック図。
【図２】固体撮像装置の内部構成例を示す等価回路図。
【図３】固体撮像装置の内部構成例を示すブロック図。
【図４】第１の実施形態の固体撮像装置の内部構成例を示すブロック図。
【図５】第１の実施形態の固体撮像装置の動作例を示す模式図。
【図６】第２の実施形態の固体撮像装置の内部構成例を示すブロック図。
【図７】第２の実施形態の固体撮像装置の動作例を示す模式図。
【図８】第３の実施形態の固体撮像装置の内部構成例を示すブロック図。
【図９】第３の実施形態の固体撮像装置の動作例を示す模式図。
【図１０】第４の実施形態の固体撮像装置の内部構成例を示すブロック図。
【図１１】第４の実施形態の固体撮像装置の動作例を示す模式図。
【図１２】実施形態の固体撮像装置の変形例を示すブロック図。
【図１３】実施形態の固体撮像装置の変形例を示すブロック図。
【図１４】実施形態の固体撮像装置の適用例を示すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
［実施形態］  
以下、図面を参照しながら、本実施形態について詳細に説明する。以下の説明において、同一の機能及び構成を有する要素については、同一符号を付し、重複する説明は必要に応じて行う。
【０００９】
（１）  第１の実施形態  
図１乃至図５を参照して、第１の実施形態に係る固体撮像装置及びその動作について、説明する。
【００１０】
（ａ）  構成  
図１乃至図４を用いて、第１の実施形態の固体撮像装置について、説明する。
【００１１】
図１は、本実施形態の固体撮像装置の全体構成を模式的に示すブロック図である。
【００１２】
図１に示されるように、本実施形態の固体撮像装置は、撮像デバイスであるイメージセンサ１０、及び、信号処理回路１１を含む。イメージセンサ１０は、例えば、裏面照射型ＣＭＯＳイメージセンサである。但し、イメージセンサ１０は、ＣＣＤイメージセンサであってもよい。イメージセンサ１０は、表面照射型ＣＭＯＳ（又はＣＣＤ）イメージセンサでもよい。
【００１３】
イメージセンサ１０は、画素アレイ１２、垂直シフトレジスタ１３、制御回路１５、相関二重サンプリング回路（ＣＤＳ回路）１６、アナログデジタル変換回路（ＡＤＣ回路）１７及びラインメモリ１８を含む。
【００１４】
画素アレイ１２は、イメージセンサ１０の撮像領域に設けられている。画素アレイ１２は、画素アレイ１２の水平方向（ロウ方向、Ｘ方向）及び垂直方向（カラム方向、Ｙ方向）に沿ってアレイ状に配置された複数の画素を含む。イメージセンサ１０の画素アレイ１２内には、被写体からの光を受光する有効画素領域ＶＡと、信号処理のための基準電位（例えば、黒レベル）を生成するためのオプティカルブラック（遮光画素）領域（以下、ＯＢ領域と表記する）ＯＢＡ１，ＯＢＡ２とが、設けられている。
【００１５】
垂直シフトレジスタ１３は、画素アレイ１２内の各画素の読み出しを制御するために、画素アレイ１２のロウを垂直方向に順次走査する。
【００１６】
各画素は、光電変換素子であるフォトダイオードを含む。フォトダイオードは、各画素に入射された光量に応じた信号電荷を生成する。生成された信号電荷は、ＣＤＳ回路１６及びＡＤＣ回路１７によってノイズの除去やＡＤ変換が施され、デジタルデータ（デジタル信号）へ変換される。デジタルデータは、信号処理回路１１に出力される。
【００１７】
ラインメモリ１８は、画素アレイの１ライン分の画素の信号（デジタルデータ）を保持する。  
制御回路１５は、イメージセンサ１０内の各回路１３，１６，１７，１８の動作タイミングを制御する。
【００１８】
信号処理回路１１は、イメージセンサ１０からのデジタルデータに対して、例えば、レンズシェーディング補正、傷補正、ノイズ低減処理を行う。
【００１９】
これらの信号処理されたデータは、例えば、固体撮像装置の外部に出力されるとともに、イメージセンサ１０内においてフィードバック制御される。
【００２０】
図２は、イメージセンサ１０の画素アレイ１２の構成例を示す等価回路図である。
【００２１】
図２は、本実施形態のイメージセンサ１０の画素アレイの内部構成を模式的に示す等価回路図である。図２において、画素アレイ１２の有効画素領域ＶＡの内部構成が示されている。
【００２２】
図２に示されるように、本実施形態のイメージセンサの画素アレイ１２内に、複数の画素１Ａ，１Ｂが、マトリクス状に配置されている。
【００２３】
本実施形態において、イメージセンサ１０の画素アレイ１２は、２画素１セル構造を有する。２画素１セル構造は、１つの単位セルが、２つの画素を含む回路構成を有する。
【００２４】
複数の単位セルＵＣは、画素アレイ１２内に、マトリクス状に配置されている。各単位セルＵＣは、画素アレイ１２内の制御線ＲＤ１，ＲＤ２，ＲＳＴ，ＡＤＲと信号線ＶＳＬとの交差位置に、設けられている。制御線ＲＤ１，ＲＤ２，ＲＳＴ，ＡＤＲは、単位セルＵＣの動作（オン／オフ）を制御するための信号を単位セルＵＣに供給するために、画素アレイ１２内に設けられている。信号線ＶＳＬは、フォトダイオード（画素）１Ａ，１Ｂによって光電変換された信号を単位セルＵＣの外部に出力するために、画素アレイ１２内に設けられている。
【００２５】
２画素１セル構造の単位セルＵＣにおいて、画素（単位セル）の信号検出部６としての１つのフローティングディフュージョン６が、２つのフォトダイオード１Ａ，１Ｂに対して共通化されている。単位セルＵＣは、フォトダイオード１Ａ，１Ｂ及びフローティングディフュージョン６に加えて、例えば、２つのリードトランジスタ２Ａ，２Ｂ、リセットトランジスタ３、アドレストランジスタ４、及びアンプトランジスタ５を含む。
【００２６】
２画素１セル構造の単位セルＵＣにおいて、各フォトダイオード１Ａ，１Ｂに、それぞれ対応するように、２つのリードトランジスタ２Ａ，２Ｂが、単位セルＵＣ内に設けられている。２画素１セル構造の単位セルＵＣにおいて、リセットトランジスタ３、アドレストランジスタ４及びアンプトランジスタ５は、２つのフォトダイオード１Ａ，１Ｂに共有されている。
【００２７】
フォトダイオード１Ａ，１Ｂのアノードは、固定電位に接続され、例えば、接地されている。フォトダイオード１Ａ，１Ｂのカソードは、リードトランジスタ２Ａ，２Ｂの電流経路を介して、信号検出部としてのフローティングディフュージョン６に、それぞれ接続されている。
【００２８】
フォトダイオード１Ａ，１Ｂは、マイクロレンズ及びカラーフィルタを通過してフォトダイオードに入射されたある波長域の光を信号電荷（電気信号）に変換し、その電荷を蓄積する。例えば、カラーフィルタは、ベイヤーパターンやＲＧＢＷパターンのような色素膜の配列パターンを有する。以下では、フォトダイオード１Ａ，１Ｂを区別しない場合には、フォトダイオード１と表記する。
【００２９】
各リードトランジスタ２Ａ，２Ｂは、各フォトダイオード１Ａ，１Ｂの信号電荷の蓄積及び転送を制御する。リードトランジスタ２Ａ，２Ｂのゲートは、読み出し制御線ＲＤ１，ＲＤ２にそれぞれ接続されている。リードトランジスタ２Ａ，２Ｂの電流経路の一端は、フォトダイオード１Ａ，１Ｂのカソードに、それぞれ接続される。リードトランジスタ２Ａ，２Ｂの電流経路の他端は、フローティングディフュージョン６に接続されている。以下では、リードトランジスタ２Ａ，２Ｂを区別しない場合には、リードトランジスタ２と表記する。
【００３０】
リセットトランジスタ３は、フローティングディフュージョン６の電位（アンプトランジスタ５のゲート電位）をリセットする。リセットトランジスタ３のゲートは、リセット制御線ＲＳＴに接続されている。リセットトランジス３の電流経路の一端は、フローティングディフュージョン６に接続され、リセットトランジスタ３の電流経路の他端は、例えば、電源線（電源端子）ＶＤＤに接続されている。フローティングディフュージョン６がリセットされた時に、単位セルＵＣから出力されるリセット状態のフローティングディフュージョンの検出信号のことを、リセット信号（又はリセット電圧）とよぶ。
【００３１】
アドレストランジスタ４は、単位セルＵＣを選択する（活性化する）ための選択素子として機能する。アドレストランジスタ４のゲートは、アドレス制御線ＡＤＲに接続されている。アドレストランジスタ４の電流経路の一端は、アンプトランジスタ５の電流経路の他端に接続され、アドレストランジスタ４の電流経路の他端は、電源線ＶＤＤに接続されている。
【００３２】
アンプトランジスタ５は、フローティングディフュージョン６が保持するフォトダイオード１からの信号を増幅する。アンプトランジスタ５のゲートは、フローティングディフュージョン６に接続されている。アンプトランジスタ５の電流経路の一端は、垂直信号線ＶＳＬに接続されている。アンプトランジスタ５の電流経路の他端は、アドレストランジスタ４の電流経路の一端に接続されている。アンプトランジスタ５によって増幅された信号は、オン状態のアンプトランジスタ５を経由して単位セル（又は画素）ＵＣの信号として垂直信号線ＶＳＬに出力される。
【００３３】
イメージセンサの画素アレイ１２の各単位セルＵＣは、アドレストランジスタ４を含まなくともよい。この場合、単位セルＵＣにおいて、アンプトランジスタ５の電流経路の他端が、リセットトランジスタ３の電流経路の他端又は電源端子に接続される。単位セルＵＣがアドレストランジスタ４を含まない場合、アドレス信号線ＡＤＲも設けられない。
【００３４】
単位セルＵＣは、１つの画素を含む１画素１セル構造でもよいし、４画素１セル構造或いは８画素１セル構造のように、１つの単位セルが、３以上の画素（フォトダイオード）を含む回路構成（多画素１セル構造）でもよい。複数の画素を含む単位セル内において、３以上のフォトダイオードが、１つのフローティングディフュージョン及びリセットトランジスタ、アンプトランジスタ及びアドレストランジスタを共有する。複数の画素を含む単位セルにおいて、フォトダイオード毎に、１つのリードトランジスタが設けられる。
【００３５】
２本の読み出し制御線ＲＤ１，ＲＤ２、アドレス制御線ＡＤＲ及びリセット制御線ＲＳＴは、垂直シフトレジスタ１３に接続されている。読み出し制御線ＲＤ１，ＲＤ２、アドレス制御線ＡＤＲ及びリセット制御線ＲＳＴの電位（信号レベル）は、垂直シフトレジスタ１３によって制御される。画素アレイ１２内の複数の単位セルＵＣ（及び画素）は、ロウ単位で制御及び選択される。
【００３６】
負荷トランジスタ１３４は、垂直信号線ＶＳＬに対する電流源として用いられる。負荷トランジスタ１３４の電流経路の一端は、垂直信号線ＶＳＬを介して、アンプトランジスタ５の電流経路の一端に接続される。負荷トランジスタ１３４の電流経路の他端は、グランド線Ｖｓｓに接続されている。負荷トランジスタ１３４は、ダイオード接続され、負荷トランジスタ１３４のゲートは、負荷トランジスタ１３４の電流経路に接続されている。
【００３７】
垂直信号線ＶＳＬは、ＣＤＳ回路１６及びＡＤＣ回路１７に、それぞれ接続されている。ＣＤＳ回路１６及びＡＤＣ回路１７によって、垂直信号線ＶＳＬに出力された単位セルＵＣからの信号は、ノイズが除去され、単位セルＵＣからの信号がアナログ信号からデジタル信号（デジタルデータ）へ変換される。
【００３８】
垂直信号線ＶＳＬが、水平シフトレジスタ（図示せず）によって水平方向に順次走査されることによって、各垂直信号線に出力された信号が、水平信号線（図示せず）を介して、所定のタイミングで後段の回路に、転送される。イメージセンサ１０によって生成された画像信号ＲＳとしてのデジタルデータは、信号処理回路１１に出力される。例えば、カラーフィルタの配列パターンが、ベイヤーパターンである場合、イメージセンサ１０から出力される画像信号（デジタルデータ）ＲＳは、ＲＡＷ信号（ＲＡＷデータ）ともよばれる。
【００３９】
本実施形態の固体撮像装置５は、イメージセンサ１０によって撮像した画像信号ＲＳからＹＵＶ方式又はＲＧＢ方式の信号を生成できる。
【００４０】
尚、画素アレイ１２内のＯＢ領域ＯＢＡ１，ＯＢＡ２は、有効領域ＶＡの単位セルと同様の回路構成を有する単位セルが、アレイ状に配列されている。但し、ＯＢ領域ＯＢＡ１，ＯＢＡ２内の単位セルに光が入射しないように、ＯＢ領域ＯＢＡ１，ＯＢＡ２内の単位セルは、遮光膜によって覆われている。
【００４１】
図３は、本実施形態の固体撮像装置内に含まれるイメージセンサから出力された信号を処理する回路を説明するためのブロック図である。
【００４２】
図３に示されるように、本実施形態の固体撮像装置５は、イメージセンサ１０の出力信号（画像信号、ＲＡＷ信号）を処理する回路として、黒レベル補償回路（フィードバッククランプ回路ともよばれる）１０１、オプティカルブラッククランプ回路１０２、ゲイン調整回路１０３と、色分離・フォーマット変換回路１０４と、露光量調整回路（自動レベル制御回路ともよばれる）１０５と、タイミング制御回路１０６とを、含んでいる。これらの回路１０１，１０２，１０３，１０４，１０５，１０６は、信号処理回路１１内に設けられている。
【００４３】
以下では、黒レベル補償回路１０１をＦＢＣ回路、オプティカルブラッククランプ回路１０２をＯＢクランプ回路１０２、露光量調整回路１０５をＡＬＣ回路１０５、タイミング制御回路１０６をタイミングジェネレータ１０６とも表記する。
【００４４】
図１に示されるように、イメージセンサ１０の画素アレイ１２は、ＯＢ領域ＯＢＡ１，ＯＢＡ２として、ＯＢクランプ回路１０２の処理に用いられる水平遮光画素領域（以下では、ＨＯＢ画素領域とよぶ）ＯＢＡ１、ＦＢＣ回路１０１の処理に用いられる水平遮光画素領域（以下では、ＦＢＣ画素領域とよぶ）ＯＢＡ２を、含む。ＨＯＢ画素領域ＯＢＡ１は、画素アレイ１２の水平方向（ロウ方向）において有効画素領域ＶＡに隣接している。例えば、ＦＢＣ画素領域の水平方向に隣接するように、遮光画素領域（以下では、ＶＯＢ遮光画素領域とよぶ）が、画素アレイ１２内に設けられている。
【００４５】
ＨＯＢ画素領域ＯＢＡ１及びＦＢＣ画素領域ＯＢＡ２は、光が直接入射されない遮光画素領域である。光の受光面側において、ＨＯＢ／ＦＢＣ画素領域ＯＢＡ１，ＯＢＡ２内の画素が、金属膜（遮光膜）に覆われることによって、光の入射が防止される。
【００４６】
ＦＢＣ回路１０１は、ＦＢＣ画素領域ＯＢＡ２からの出力信号を用いて、撮影時の画素信号の基準となる黒レベル基準の調整を行うためのクランプパラメータｐＣＬＰを制御する。クランプパラメータｐＣＬＰは、画素信号をＣＤＳ処理及びＡ／Ｄ変換する際の基準電圧Ｖｒｅｆを決定するための係数である。クランプパラメータｐＣＬＰは、ＣＤＳ回路１６及びＡＤＣ回路１７に供給される。
【００４７】
ＦＢＣ回路１０１は、クランプパラメータｐＣＬＰを決定するために、イメージセンサ１０から読み出されたＦＢＣ画素領域ＯＢＡ２の画素信号（以下では、ＦＢＣ画素信号とよぶ）の信号レベルをモニタし、ＦＢＣ画素信号の平均値を計算する。
【００４８】
ＦＢＣ画素信号の平均値とあらかじめ設定されている黒レベル基準値との間に差分が生じるとき、ＦＢＣ回路１０１は、ＦＢＣ画素信号の平均値が黒レベル基準に近づくように、クランプパラメータｐＣＬＰの大きさを制御し、そのクランプパラメータｐＣＬＰの値をイメージセンサ１０にフィードバックする。イメージセンサ１０は、フィードバックされたクランプパラメータｐＣＬＰを用いて調整された信号を、ＦＢＣ回路１０１へ出力する。このような、イメージセンサ１０とＦＢＣ回路１０２との間のフィードバック処理が、１水平ライン（１ロウ）毎に繰り返される。
【００４９】
ＦＢＣ回路１０１において、ＦＢＣ画素領域ＯＢＡ２の出力信号によってクランプパラメータｐＣＬＰを制御する動作（以下では、ＦＢＣ動作とよぶ）は、有効画素の信号（以下、有効画素信号とよぶ）が出力される前の読み出し期間内に、実行される。ＦＢＣ動作のためのＦＢＣ画素領域ＯＢＡ２の出力信号の読み出し期間は、任意のライン数（あるロウに属するＦＢＣ画素の個数、或いは、水平ラインの本数）に基づいて設定され、ＦＢＣ回路１０１によるクランプパラメータｐＣＬＰのフィードバックは、１ライン（１水平ライン／１つのロウ、例えば、１本の読み出し制御線）毎に、１回、実行される。そのため、ＦＢＣ動作における読み出し期間内に読み出される水平ライン数が多いほど、ＦＢＣ動作の回数が増える。
【００５０】
ＯＢクランプ回路１０２は、１つの水平ライン内の水平遮光画素（ＨＯＢ画素）とＨＯＢ画素に後続する有効画素信号とを取り込み、有効画素信号に対してＨＯＢ画素から生成されたパラメータを用いたＯＢクランプ処理を実行する。例えば、ＯＢクランプ回路１０２は、１水平ライン内の画像信号の先頭にあるＨＯＢ画素の信号レベルの平均値を、その１水平ライン内の有効画像信号から減算する又は有効画像信号に加算することによって、１水平ライン単位において画像信号（有効画素信号）の黒レベルを補正する。
【００５１】
ゲイン調整回路１０３は、画像信号（デジタルデータ）のホワイトバランスやデジタルゲインＤＧを調整する。ゲイン調整回路１０３は、有効画像信号に、あるパラメータを用いた処理（例えば、パラメータの乗算処理）を実行することで、有効画像信号の各レベル（例えば、色調）を調整する。有効画像信号のレベルを調整するためのパラメータには、コマンドに基づく設定値、又は、露光量調整回路１０５によって計算された係数が、用いられる。
【００５２】
色分離／フォーマット変換回路１０４は、ゲインが調整された画像信号ＲＳを色分離し、画像信号ＲＳをＲＧＢ信号やＹＵＶ信号に変換する。また、色分離／フォーマット変換回路１０４は、色分離するときの画素から輝度信号ＹＳを、抽出する。
【００５３】
露光量調整回路（ＡＬＣ回路）１０５は、画像（画面）の輝度の調節を制御するための制御信号を生成する。露光量調整回路１０５は、色分離／フォーマット変換回路１０５によって抽出された輝度信号のＦＢＣ読み出し期間内の積算値から画像の明るさを判定し、デジタルゲインＤＧ及びアナログゲインＡＧを、調整する。
【００５４】
タイミング制御回路１０６は、イメージセンサ１０及び信号処理回路１１の動作タイミングを制御する。タイミング制御回路１０６は、電子シャッタの制御タイミングＥＳや、イメージセンサ１０の垂直方向の画像信号の読み出しタイミングの制御信号ＶＲ、イメージセンサ１０の水平方向の画像信号の読み出しタイミングの制御信号ＨＲ、アナログゲインＡＧなどの変更タイミングの制御信号を生成する。タイミング制御回路１０６は、生成した制御信号（パルス信号）を、イメージセンサ１０、及び、ＦＢＣ回路１０１などの信号処理回路１１内の回路に出力する。
【００５５】
図４は、本実施形態の固体撮像装置におけるＯＢクランプ回路１０２の構成例を示すブロック図である。
【００５６】
ＯＢクランプ回路１０２は、ＨＯＢ信号処理回路２０１を含む。  
ＨＯＢ信号処理回路２０１は、振幅制限回路２１０、ＨＯＢ画素信号積算回路２１１Ａ、ＨＯＢ信号平均値計算回路２１２を含んでいる。
【００５７】
ＨＯＢ信号処理回路２０１は、１水平ライン（ロウ）のサンプリング期間毎に、イメージセンサ１０からの画像信号（ＲＡＷデータ）ＲＳの先頭に含まれているＨＯＢ画素の出力信号（以下では、ＨＯＢ画素信号とよぶ）に対する計算処理を実行する。例えば、ＨＯＢ信号処理回路２０１に供給される画像信号ＲＳは、イメージセンサ１０への信号のフィードバックによりＦＢＣ処理が施された画像信号ＲＳである。但し、ＦＢＣ処理が施されない画像信号ＲＳが、ＯＢクランプ回路１０２に供給される場合もある。
【００５８】
１本の水平ラインに対する１回のサンプリング期間内において、ＨＯＢ信号処理回路２０１には、ＨＯＢ画素領域ＯＢＡ１の１水平ライン内のＨＯＢ画素数に対応した複数のＨＯＢ画素信号が、順次入力される。本実施形態において、例えば、１２８画素分のＨＯＢ画素信号が、ＨＯＢ画素領域ＯＢＡ１の１水平ラインにおけるＨＯＢ画素信号として、ＨＯＢ信号処理回路２０１に供給される。
【００５９】
振幅制限回路２１０は、積算前のＨＯＢ画素信号に対して、コマンドによってあらかじめ設定された黒レベル基準値ＲｅｆＢＬに基づいた振幅制限を行う。振幅制限回路２１０には、振幅制限のために、振幅値Ｖａｍｐが供給される。例えば、黒レベル基準値ＲｅｆＢＬがｄ４８に設定されたとき、振幅制限回路２１０は、ｄ２４からｄ７２の範囲で振幅を制限する。
【００６０】
ＨＯＢ積算回路２１１Ａは、振幅制限後のＨＯＢ画素信号を積算する。ＨＯＢ画素信号積算回路２１１Ａは、１水平ライン（ロウ）のサンプリング期間毎に、画像信号ＲＳが含む複数（例えば、１２８画素分）のＨＯＢ画素信号を積算し、ＨＯＢ画素信号の積算値（以下では、ＨＯＢ積算値又はＨＯＢ画素信号積算値とよぶ）を生成する。
【００６１】
ＨＯＢ平均値計算回路２１２は、ＨＯＢ積算値ｉｔｇＨＯＢを用いて、ＨＯＢ画素信号の平均値（以下では、ＨＯＢ平均値又はＨＯＢ画素信号平均値とよぶ）ａｖＨＯＢを計算する。ＨＯＢ平均値計算回路２１２は、後段の計算回路２０３に、ＨＯＢ平均値ａｖＨＯＢを出力する。
【００６２】
ＨＯＢ画素平均値ａｖＨＯＢは、計算回路２０３の加算回路２３２に入力される。加算回路２３２には、インバータ２３１を介して、黒レベル基準値ｒｅｆＢＬが供給される。加算回路２３２は、黒レベル基準値ＲｅｆＢＬの反転値とＨＯＢ平均値ａｖＨＯＢとを加算する。
【００６３】
計算回路２０３の処理によって、ＨＯＢ平均値ａｖＨＯＢから黒レベル基準値ＲｅｆＢＬが減算され、第１のＨＯＢ差分値ｄＨＯＢ１が、生成される。
【００６４】
本実施形態の固体撮像装置のＯＢクランプ回路１０２は、有効画素領域からＯＢ領域（ここでは、ＨＯＢ画素領域）への信号電荷の溢れを検出するための回路（以下では、検出回路）２９０を有している。
【００６５】
第１のホールド回路（ＨＯＬＤ１）２０４は、ホールド信号ＨＤがアサートされるタイミングで、ＨＯＢ積算回路からのＨＯＢ積算値ｉｔｇＨＯＢを保持する。
【００６６】
例えば、ホールド回路２０４は、１６画素毎のタイミング（１６画素の画素間隔）で、ＨＯＢ積算値ｉｔｇＨＯＢの値を、保持する。尚、本実施形態において、ホールド信号ＨＤのアサート間隔を、１６画素毎としているが、イメージセンサの仕様（例えば、１水平ライン内のＨＯＢ画素の個数）、信号処理の精度及び効率を考慮して、他の値（例えば、８画素、又は、２４画素）に設定することも可能である。  
第１のホールド回路２０４の信号保持状態（ホールド状態）は、水平ラインの先頭の入力（ＨＯＢ画素領域の１画素目の入力前）のタイミングで、タイミング制御回路１０６からのホールドリセット信号ＨＲＴによって、リセットされる。
【００６７】
第２のホールド回路（ＨＯＬＤ２）２０５は、ホールド信号ＨＤがアサートされるタイミング（例えば、１６画素の画素間隔）で、第１のホールド回路２０４の出力信号を保持する。第２のホールド回路２０５が保持しているＨＯＢ積算値ｉｔｇＨＯＢは、第１のホールド回路２０４が保持しているＨＯＢ積算値ｉｔｇＨＯＢに対して積算値のホールドのタイミングに応じた画素数分（ここでは、１６画素分）ずれている。例えば、第１のホールド回路２０４が４８画素までのＨＯＢ積算値ｉｔｇＨＯＢを保持している時、第２のホールド回路２０５は、３２画素までＨＯＢ積算値ｉｔｇＨＯＢを保持している。第２のホールド回路２０５の信号保持状態は、水平ラインの先頭の入力（ＨＯＢ画素領域の１画素目の入力前）のタイミングで、ホールドリセット信号ＨＲＴによって、リセットされる。
【００６８】
第１の比較回路２０６は、２つのホールド回路２０４，２０５の出力信号ＨＯＰ１，ＨＯＰ２（ＨＯＢ積算値ｉｔｇＨＯＢ）の大きさを、比較する。
【００６９】
第１のホールド回路２０４の出力信号ＨＯＰ１が第２のホールド回路２０５の出力信号ＨＯＰ２より大きい場合に、第１の比較回路２０６は、比較結果を示す出力信号ＣＲをアサートし、例えば、Ｈレベル（１）の信号を、カウンタ２０７に出力する。第１のホールド回路２０４の出力信号ＨＯＰ１が第２のホールド回路２０５の出力信号ＨＯＰ２以下である場合、比較回路２０６は、比較結果ＣＲとして、Ｌレベル（０）の信号ＣＲを、カウンタ２０７に出力する。
【００７０】
カウンタ２０７は、比較回路２０６における第１のホールド回路２０４の出力信号ＨＯＰ１が第２のホールド回路２０５の出力信号ＨＯＰ２より大きい比較結果ＣＲの数をカウントする。以下では、比較結果をカウントするカウンタ２０７を、比較結果カウンタ２０７ともよぶ。
【００７１】
カウンタ２０７のカウント動作は、比較回路２０６の出力信号（比較結果）ＣＲとホールドリセット信号ＨＲＴとによって、制御される。カウンタ２０７の制御信号は、ＯＲゲート２０９によって、生成される。ＯＲゲート２０９の一方の入力端子に、比較回路２０６の出力信号（ＨＯＢ積算値の比較結果）ＣＲが、インバータ２０８を介して供給され、ＯＲゲート２０９の他方の入力端子に、ホールドリセット信号ＨＲＴが供給される。
【００７２】
例えば、ＨＯＢ画素信号の積算処理（カウンタ２０７のカウント動作）中、ホールドリセット信号ＨＲＴは、Ｌ（０）レベルに設定されている。第１のホールド回路２０４の出力信号ＨＯＰ１が第２のホールド回路２０５の出力信号ＨＯＰ２より大きいことを示すＨレベルの信号ＣＲが比較回路２０６から出力された時、インバータ２０８によって、Ｌレベルの信号が、ＯＲゲート２０９に供給される。Ｌレベルのホールドリセット信号ＨＲＴとＬレベルの信号とによって、ＯＲゲート２０９は、Ｌレベルの信号をカウンタ２０７に出力する。
【００７３】
また、第１のホールド回路２０４の出力信号ＨＯＰ１が第２のホールド回路２０５の出力信号ＨＯＰ２以下であることを示すＬレベルの信号ＣＲが比較回路２０６から出力された時、Ｈレベルの信号が、インバータ２０８からＯＲゲート２０９に供給される。Ｌレベルのホールドリセット信号ＨＲＴとＨレベルの信号とによって、ＯＲゲート２０９は、Ｈレベルの信号をカウンタ２０７に出力する。
【００７４】
このように、カウンタ２０７の動作時、比較回路２０６の比較結果ＣＲに応じて、異なる信号レベルの信号が、ＯＲゲート２０９によって生成される。
【００７５】
比較結果カウンタ２０７は、ホールド信号ＨＤがアサートされるタイミングにおいて、２つのホールド回路２０４，２０５の出力信号ＨＯＰ１，ＨＯＰ２の比較結果ＣＲがアサートされていれば、保持しているカウント値Ｖｃｎｔをカウントアップする。比較結果カウンタ２０７は、２つのホールド回路２０４，２０５の出力信号ＨＯＰ１，ＨＯＰ２の比較結果ＣＲがデアサートされていれば、ＯＲゲート２０９からのＨレベルの信号に基づいて、保持しているカウント値Ｖｃｎｔをリセットする。
【００７６】
第２の比較回路（以下では、判定回路ともよぶ）２１８は、事前に設定された比較値Ｖｃｍｐと比較結果カウンタ２０７のカウント値Ｖｃｎｔとを比較する。比較結果カウンタ２０７のカウント値Ｖｃｎｔが比較値Ｖｃｍｐ以上である時、第２の比較回路２０７は、ＨＯＢ差分値を保持するタイミングを制御するための信号（以下では、ホールドタイミング信号又は差分値ホールド信号とよぶ）ＨＴをアサートする。第２の比較回路２１８は、ホールドタイミング信号を、第３のホールド回路２２１に供給する。
【００７７】
尚、判定値としての比較値Ｖｃｍｐは、イメージセンサのテスト結果及び仕様等に基づいてあらかじめ計算された許容値から設定される値であり、例えば、２又は３に設定される。但し、ＨＯＢ画素領域ＯＢＡ１のサイズ（１水平ラインのＨＯＢ画素数）に応じて、比較値Ｖｃｍｐの値は、変更できる。
【００７８】
シフトレジスタ２２０は、例えば、ホールド信号ＨＤに同期したタイミング、ここでは、１６画素の画素間隔において、計算回路２０３から供給された第１のＨＯＢ差分値ｄＨＯＢ１を保持する。シフトレジスタ２２０は、第１のＨＯＢ差分値ｄＨＯＢ１を、比較値Ｖｃｍｐで指定された分だけシフトし、第２のＨＯＢ差分値ｄＨＯＢ２として保持する。シフトレジスタ２２０内に保持される差分値は、計算回路２０３からの出力信号を取り込むタイミング（１６画素毎の画素間隔）で更新され、ＨＯＢ信号の積算処理が進行するのにしたがって、順次書き換えられている。
【００７９】
シフトレジスタ２２０は、第１の計算回路２０３から第３のホールド回路２２１への計算回路２１３の計算結果の出力タイミングを調整するための遅延回路（バッファ、タイミング調整回路）として、機能する。すなわち、シフトレジスタ２２０によって、第３のホールド回路２２１への信号の送信タイミングが、比較値Ｖｃｍｐに応じた値の分だけ、第１の計算回路２０３からの信号の受信タイミング（又は、比較回路２０６，２１８の判定タイミング）より、遅延されている。
【００８０】
第３のホールド回路（ＨＯＬＤ３）２２１は、比較回路２１８の出力信号（ホールドタイミング信号）ＨＴがアサートされた時、シフトレジスタ２２０から出力された第２のＨＯＢ差分値ｄＨＯＢ２を保持する。第３のホールド回路２２１は、比較回路２１８の出力信号がデアサートされた時、シフトレジスト２２０からの出力を取り込まない。
【００８１】
第３のホールド回路２２１へ供給される第２のＨＯＢ差分値ｄＨＯＢ２は、シフトレジスタ２２０に供給された比較値Ｖｃｍｐで指定された値に応じてシフトされたタイミングの第１のＨＯＢ差分値ｄＨＯＢ１である。例えば、比較値Ｖｃｍｐが“２”に設定されている場合、シフトレジスタ２２０からホールド回路２２１へ出力される第２のＨＯＢ差分値ｄＨＯＢ２は、比較回路２０６，２１８が信号電荷の溢れを検出したＨＯＢ積算値の生成タイミングより、２回前のタイミングで生成されたＨＯＢ差分値である。
【００８２】
尚、第３のホールド回路２２１は、１水平ラインに対する処理中に、ＨＯＢ差分値を一度保持すると、保持された値が更新されることなく、その値の保持状態を継続する。
【００８３】
第３のホールド回路２２１は、保持していた第２のＨＯＢ差分値ｄＨＯＢ２を、第３のＨＯＢ差分値ｄＨＯＢ３として、第２の計算回路２１３へ出力する。
【００８４】
第２及び第３のＨＯＢ差分値ｄＨＯＢ２，ｄＨＯＢ３は、有効画素からＨＯＢ画素への信号電荷の溢れが検出される前（カウント値が比較値以上になる前）までの期間に積算された値である。すなわち、第２及び第３のＨＯＢ差分値ｄＨＯＢ２，ｄＨＯＢ３は、有効画素からの信号電荷の溢れの影響が無い又は小さい遮光画素の出力信号から生成された値である。
【００８５】
水平ライン（ロウ）の先頭（画素アレイの終端）からＨＯＢ画素領域ＯＢＡ１と有効画素領域ＶＡとの境界に向かって、ＨＯＢ画素信号が積算される。そのため、有効画素領域ＶＡからＨＯＢ画素領域ＯＢＡ１への信号電荷の溢れ（又は、光の漏れ）が発生する場合、ＨＯＢ画素信号積算値ｉｔｇＨＯＢは、積算処理が進むにしたがって、ＨＯＢ積算値ｉｔｇＨＯＢは急峻に増加し、それに伴って、ＨＯＢ平均値ａｖＨＯＢも大きくなる。
【００８６】
比較回路２０６における第１のホールド回路２０４の出力信号ＨＯＰ１が第２のホールド回路２０５の出力信号ＨＯＰ２より大きくなる比較結果ＣＲの連続は、水平ラインの先頭（有効画素領域から離れた領域）から有効画素領域とＨＯＢ画素領域との境界に近づくことによって、信号の積算に用いられるＨＯＢ画素が信号電荷の溢れの影響を受けている可能性が高いことを、示している。
【００８７】
カウンタ２０７によるカウント値Ｖｃｎｔのカウントアップが連続し、カウント値Ｖｃｎｔが比較値Ｖｃｍｐ以上になるときにおいて、有効画素領域ＶＡからＨＯＢ画素領域ＯＢＡ１への信号電荷の溢れの影響を受けたＨＯＢ画素の出力信号を含むＨＯＢ積算値（平均値）ｉｔｇＨＯＢ及びその積算値（平均値）ｉｔｇＨＯＢを用いたＨＯＢ差分値ｄＨＯＢ１が生成されている可能性が高い。それゆえ、カウント値Ｖｃｎｔと比較値との判定結果に基づいて、ＯＢクランプ処理に用いられるＨＯＢ差分値ｄＨＯＢ３の設定タイミングが、制御される。このように、有効画素からＨＯＢ画素への信号電荷の溢れを検出でき、その検出結果に基づいて、有効画素からの信号電荷の溢れの影響がほとんどないＨＯＢ画素から得られたパラメータを選択的に取得できる。
【００８８】
第２の計算回路２１３は、第３のＨＯＢ差分値ｄＨＯＢ３と画素信号ＲＳとに対して計算処理を施し、ＯＢクランプ処理が施された画像信号ＲＳ（ＣＬＰ＿ＲＳ）を生成する。
【００８９】
例えば、計算回路２１３は、インバータ２３５と加算器２３６とを含む。第３のＨＯＢ差分値ｄＨＯＢ３は、インバータ２３５を介して、第２の計算回路２１３内の加算回路２３６に、供給される。加算回路２３６は、第３のＨＯＢ差分値ｄＨＯＢ３の反転値を、画素信号（有効画素信号）ＲＳの値に加算する。すなわち、計算回路２１３によって、画像信号（例えば、ＦＢＣ処理後の有効画像信号）ＲＳから第３のＨＯＢ差分値ｄＨＯＢ３が、減算される。第２の計算回路のことを、処理回路ともよぶ。
【００９０】
このように、第３のＨＯＢ差分値ｄＨＯＢがパラメータに用いられてＯＢクランプ処理された画素信号ＣＬＰ＿ＲＳが、第２の計算回路２１３によって生成される。
【００９１】
黒レベルに関する信号処理が施された画像信号ＣＬＰ＿ＲＳが、ＯＢクランプ回路１０２から後段の回路（例えば、ゲイン調整回路１０３）に出力される。
【００９２】
精度の高いＯＢクランプ処理を実行するために、より多くの信号電荷の溢れの影響のないＨＯＢ画素の出力信号を用いて、ＯＢクランプ処理のためのパラメータ（ここでは、ＨＯＢ差分値）が設定されることが好ましい。
【００９３】
尚、ＯＢクランプ回路１０２内における１水平ラインのＨＯＢ画素の画素信号に対する処理期間中に、カウント値が判定値Ｖｃｍｐより大きくならない場合、例えば、タイミング制御回路１０６の制御によって、１水平ライン内に含まれる複数（ここでは、１２８画素）のＨＯＢ画素の画素信号に対する計算処理が終了するタイミングで、第３のホールド回路２２１は、シフトレジスタ２２０が保持しているＨＯＢ差分値（ここでは、１２８画素分のＨＯＢ画素信号から得られた値）を取り込み、その値を後段の計算回路２１３に供給する。
【００９４】
輝度の高い光（例えば、フォトダイオードの飽和光量を超える光）が有効画素領域内に照射されたり、画素の微細化により有効画素とＯＢ画素との間隔が小さかったりする場合、有効画素領域と遮光画素領域（ＨＯＢ画素領域）との境界近傍の領域において、有効画素領域から遮光画素領域へ信号電荷が溢れ、有効画素領域の画素によって光電変換された信号電荷が、遮光画素領域の画素内に蓄積される可能性がある。
【００９５】
有効画素領域から遮光画素領域内に溢れ出た信号電荷が、有効画素領域と遮光画素領域との境界近傍の遮光画素内に蓄積されると、有効画素から溢れた信号電荷を蓄積した遮光画素の出力信号は大きくなり、遮光画素の信号レベルの積算値及び平均値は大きくなる。このため、有効画素領域と遮光画素領域との境界近傍における信号電荷の溢れの影響を遮光画素が受け、遮光画素の出力信号を用いて生成される有効画素領域の画像信号に対するクランプ処理のパラメータの値が、大きくなる。
【００９６】
これが原因で、ＯＢクランプ処理が施された画像信号の信号レベルが下がり、沈んだ画像となる。
【００９７】
本実施形態の固体撮像装置のＯＢクランプ回路は、有効画素領域から遮光画素（例えば、ＨＯＢ画素領域）への信号電荷の溢れの発生の有無を、遮光画素（ＨＯＢ画素）の出力信号に対する信号処理（計算処理）によって判定する機能（回路、ブロック）を有している。
【００９８】
本実施形態において、ＯＢクランプ回路は、有効画素領域と遮光画素領域の境界側の遮光画素の出力信号から得られる値（ここでは、ＨＯＢ画素信号積算値）とその境界側とは反対側（水平ラインの先頭側）の遮光画素の出力信号から得られる値とを比較することによって、有効画素からの信号電荷の溢れの影響を受けた遮光画素を検出する。
【００９９】
有効画素からの信号電荷の溢れの影響が遮光画素に発生している可能性が高いと判定された場合、本実施形態の固体撮像装置内のＯＢクランプ回路は、信号電荷の溢れの影響が無いと判定された遮光画素の出力信号から得られる値から生成されたパラメータ（ここでは、ＨＯＢ差分値）を用いて、画像信号に対してＯＢクランプ処理を実行する。
【０１００】
このように、本実施形態の固体撮像装置は、有効画素から遮光画素への信号電荷の溢れの発生を検出することによって、複数の遮光画素のうち、有効画素領域と遮光画素領域との境界近傍における有効画素から遮光画素に対する信号電荷の溢れの影響の無い遮光画素から得られるパラメータを用いて、ＯＢクランプ処理を実行できる。この結果として、本実施形態の固体撮像装置は、ＯＢクランプ処理が施された画像信号の信号レベルの低下及び沈んだ色調の画像の生成を抑制できる。
【０１０１】
以上のように、第１の実施形態の固体撮像装置によれば、固体撮像装置によって形成される画像の画質を向上できる。
【０１０２】
（ｂ）  動作  
図５を参照して、第１の実施形態の固体撮像装置の動作（制御方法）について、説明する。ここでが、図５に加えて、図１乃至図４も適宜用いて、本実施形態の固体撮像装置の動作について、説明する。
【０１０３】
図５は、本実施形態の固体撮像装置におけるＯＢクランプ回路の動作を説明するための図である。図５の横軸は１水平ライン内の遮光画素の個数及び信号のサンプリングタイミング（時間）に対応し、図５の縦軸は各信号の大きさに対応している。
【０１０４】
例えば、固体撮像装置内のイメージセンサのフォトダイオードが被写体からの光から生成された電気信号に対して、ＣＤＳ処理及びＡＤＣ処理が施され、イメージセンサの画像信号ＲＳが生成される。画像信号ＲＳは、ＨＯＢ画素領域ＯＢＡ１内のＨＯＢ画素信号と有効画素領域ＶＡ内の有効画素信号とを含む。例えば、画像信号ＲＳは、１２８画素分のＨＯＢ画素信号を含む。
【０１０５】
尚、ＨＯＢ画素信号及び有効画素信号が含まれる画像信号ＲＳに対して、ＨＯＢ画素信号を用いた画像信号に対する信号処理が実行される前に、ＯＢ領域ＯＢＡ２内のＦＢＣ画素信号が、イメージセンサ１０から信号処理回路１１に供給され、ＦＢＣ回路１０１によるＦＢＣ処理が実行されている。これによって、ＣＤＳ／ＡＤＣ処理のための基準電圧を決定するためのクランプパラメータｐＣＬＰ値が、制御される。それゆえ、本実施形態では、ＨＯＢ画素信号及び有効画素信号が含まれる画像信号ＲＳは、ＦＢＣ処理後の信号となっている。
【０１０６】
ＨＯＢ画素信号及び有効画素信号が含まれる画像信号ＲＳが、ＯＢクランプ回路１０２に供給される。  
ＯＢクランプ回路１０２によって、供給された画像信号ＲＳを用いたＯＢクランプ処理が実行される。
【０１０７】
図５に示されるように、画像信号ＲＳのＨＯＢ画素信号がＯＢクランプ回路１０２に供給されるタイミングで、Ｈレベルのホールドリセット信号ＨＲＴがＯＢクランプ回路に供給される。これによって、ＨＯＢ画素信号を用いたＯＢクランプ回路１０２の処理の前に、ＯＢクランプ回路１０２の検出回路内のホールド回路２０４，２０５及びカウンタ２０７が、リセット状態にされる。
【０１０８】
画像信号ＲＳ内における１水平ラインの先頭に位置するＨＯＢ画素信号ｓｉｇＨＯＢが、ＨＯＢ画素信号処理回路２０１に供給される。ＨＯＢ画素領域ＯＢＡ１内の各ＨＯＢ画素の信号ｓｉｇＨＯＢは、黒レベル基準値ＲｅｆＢＬと振幅値Ｖａｍｐとに基づいて、振幅制限回路２１０によって、振幅制限される。
【０１０９】
振幅制限されたＨＯＢ画素信号ｓｉｇＨＯＢは、ＨＯＢ積算回路２１１に供給され、順次積算される。これによって、ＨＯＢ積算値（ＨＯＢ画素信号積算値）ｉｔｇＨＯＢが、生成される。
【０１１０】
生成されたＨＯＢ積算値ｉｔｇＨＯＢは、ＨＯＢ平均値計算回路２１２に供給される。ＨＯＢ積算値ｉｔｇＨＯＢが積算数（画素数）によって除算され、１水平ライン内のＨＯＢ画素の信号レベルが、平均化される。これによって、ＨＯＢ平均値（ＨＯＢ画素信号平均値）ａｖＨＯＢが、ＨＯＢ平均値計算回路によって生成される。
【０１１１】
ＨＯＢ平均値ａｖＨＯＢは、ＨＯＢ画素信号処理回路２０１から後段の計算回路２０３へ供給される。ＨＯＢ平均値ａｖＨＯＢと黒レベル基準値ＲｅｆＢＬとに対して、計算回路２０３による計算処理が施される。計算回路２０３によって、ＨＯＢ平均値ａｖＨＯＢから黒レベル基準値ＲｅｆＢＬが減算され、ＨＯＢ差分値（ＨＯＢ画素信号差分値）ｄＨＯＢ１が、生成される。
【０１１２】
ＨＯＢ平均値ａｖＨＯＢの計算処理に並行して、ＨＯＢ積算値ｉｔｇＨＯＢが、第１及び第２のホールド回路２０４，２０５に供給される。  
１６画素分のＨＯＢ画素信号のＨＯＢ積算値ｉｔｇＨＯＢが生成されるタイミングで、ホールド信号ＨＤがアサートされる。１６個のＨＯＢ画素毎に、ホールド信号ＨＤがアサートされ、Ｈレベルの信号が、第１及び第２のホールド回路２０４，２０５に、供給される。
【０１１３】
ホールド信号ＨＤがアサートされるタイミングで、第１のホールド回路２０４内に、１６画素毎のＨＯＢ積算値ｉｔｇＨＯＢが、ホールド回路２０４内に取り込まれる。  
さらに、ホールド信号ＨＤがアサートされるタイミングで、前のタイミングで第１のホールド回路２０４に保持されたＨＯＢ積算値ｉｔｇＨＯＢｘが、第２のホールド回路２０５内に、取り込まれる。
【０１１４】
第１のホールド回路２０４で保持されるＨＯＢ積算値（ホールド値）と第２のホールド回路２０５で保持されるＨＯＢ積算値（ホールド値）とは、１６画素分ずれている。例えば、第１のホールド回路２０４内のＨＯＢ積算値ｉｔｇＨＯＢが、１水平ラインの８０画素までのＨＯＢ画素の積算値である場合、第２のホールド回路２０５内のＨＯＢ積算値ｉｔｇＨＯＢｘは、１水平ラインの６４画素までのＨＯＢ画素の積算値である。第１のホールド回路２０４内に保持されているＨＯＢ画素信号積算値ｉｔｇＨＯＢは、第２のホールド回路２０４内に保持されているＨＯＢ画素信号積算値ｉｔｇＨＯＢｘよりも有効画素領域ＶＡとＨＯＢ画素領域ＯＢＡ１の境界側（ＨＯＢ画素領域の終端側）のＨＯＢ画素内に蓄積された信号電荷に対応した信号値を含む積算値である。
【０１１５】
１６画素毎のタイミングで、第１のホールド回路２０４内に保持されているＨＯＢ積算値が、第２のホールド回路２０５内に取り込まれ、ＨＯＢ積算回路２１１Ａによって生成された積算値が第１のホールド回路２０４内に新たに取り込まれる。尚、１水平ラインに対する処理中において１回目のＨＯＢ積算値が第１のホールド回路２０４内にホールドされる時、それに同期して第１のホールド回路２０５から第２のホールド回路２０５内に出力される値は、第１のホールド回路２０４のリセット状態の値（例えば、ゼロ）である。
【０１１６】
ＨＯＢ積算値ｉｔｇＨＯＢ，ｉｔｇＨＯＢｘが第１及び第２のホールド回路２０４，２０５にホールドされるのと実質的に同時に、ホールド信号ＨＤがアサートされるタイミングで、計算回路２０３からの第１のＨＯＢ差分値ｄＨＯＢ１が、シフトレジスタ２２０内に取り込まれる。１６画素毎に値が更新された第１のＨＯＢ差分値ｄＨＯＢ１が、シフトレジスタ２２０内に保持される。
【０１１７】
第１のホールド回路２０４の出力信号（ホールド値）ＨＯＰ１と第２のホールド回路２０５の出力信号（ホールド値）ＨＯＰ２とが、比較回路２０６に供給される。２つのホールド回路２０４，２０５の出力信号ＨＯＰ１，ＨＯＰ２の大小関係が、比較回路２０６によって、比較される。
【０１１８】
第１のホールド回路２０４の出力信号ＨＯＰ１が、第２のホールド回路２０５の出力信号ＨＯＰ２より大きい場合に、比較回路２０６の比較結果ＣＲを示す出力信号ＣＲは、アサートされ、Ｈレベルの信号が、カウンタ２０７に供給される。  
一方、第１のホールド回路２０４の出力信号ＨＯＰ１が、第２のホールド回路２０５の出力信号ＨＯＰ２以下である場合、比較回路２０６による比較結果ＣＲを示す出力信号ＣＲは、デアサートされ、Ｌレベルの信号が、カウンタ２０７に供給される。
【０１１９】
比較回路２０６の比較結果ＣＲは、カウンタ２０７に供給されるとともに、インバータ２０８を介して、ＯＲゲート２０９に供給される。ＯＲゲート２０９には、比較結果ＣＲの反転信号とホールドリセット信号ＨＲＴとが、入力される。ＯＲゲート２０９の出力信号が、カウンタ２０７の制御信号として、カウンタ２０７に供給される。
【０１２０】
例えば、１６画素目までのＨＯＢ画素の出力信号（信号電荷）の積算値が生成されたタイミングのように、第１のホールド回路２０４の出力信号ＨＯＰ１が、第２のホールド回路２０５の出力信号ＨＯＰ２より大きい場合、比較回路２０７からのアサート状態の信号ＣＲによって、カウンタ２０７のカウント値Ｖｃｎｔが、カウントアップされる。
【０１２１】
比較回路２０７からデアサート状態の信号ＣＲが出力された場合、制御信号としてのＯＲゲート２０９のＬレベルの出力信号によって、カウンタ２０７のカウント値Ｖｃｎｔは、リセットされる。例えば、３２画素目までのＨＯＢ画素の信号の積算値が生成されたタイミングのように、第１のホールド回路２０４の出力信号ＨＯＰ１が、第２のホールド回路２０５の出力信号ＨＯＰ２以下である場合、カウンタ２０７のカウント値Ｖｃｎｔはリセットされる。
【０１２２】
カウンタ２０７のカウント値Ｖｃｎｔは、比較回路（判定回路）２１８に供給される。カウント値Ｖｃｎｔが、比較回路２１８の比較値Ｖｃｍｐと比較される。
【０１２３】
カウント値Ｖｃｎｔが比較値Ｖｃｍｐより小さい場合、比較回路２１８の比較結果に対応するホールドタイミング信号ＨＴは、デアサートされる。
【０１２４】
カウント値Ｖｃｎｔが比較値Ｖｃｍｐ以上である時、ホールドタイミング信号ＨＴは、アサートされる。
【０１２５】
図５に示される例では、有効画素からＨＯＢ画素への信号電荷の溢れ（又は光の漏れ）の影響が６４画素目以降のＨＯＢ画素から生じ始め、各ＨＯＢ画素信号の信号レベル（出力信号）ｓｉｇＨＯＢが徐々に大きくなる。６４画素目以前のＨＯＢ画素に対して、有効画素からの信号電荷の溢れ（又は光の漏れ）の影響は、ほとんど生じない。
【０１２６】
比較値Ｖｃｍｐが“２”に設定された場合、８０画素目まで及び９６画素目までのＨＯＢ積算値ｉｔｇＨＯＢのように、第１のホールド回路２０４の出力信号ＨＯＰ１が、第２のホールド回路２０５の出力信号ＨＯＰ２より大きい状態が２回連続した場合（カウント値Ｖｃｎｔが２である場合）、有効画素領域とＨＯＢ画素領域との境界近傍のＨＯＢ画素に、有効画素領域からの信号電荷の漏れが生じていると、検出回路２９０によって、判定される。
【０１２７】
アサートされたホールドタイミング信号ＨＴによって、比較値Ｖｃｍｐに応じてタイミングがシフトされているシフトレジスタ２２０内のＨＯＢ差分値が、第２のＨＯＢ差分値ｄＨＯＢ２として、第３のホールド回路２２１内に取り込まれる。例えば、９６画素目までのＨＯＢ画素から生成された積算値において、カウント値Ｖｃｎｔが比較値Ｖｃｍｐになったとき、比較値Ｖｃｍｐの値分だけシフトされたタイミングで生成された差分値、ここでは、６４画素目までのＨＯＢ画素信号から生成されたＨＯＢ差分値が、第３のホールド回路２２１に供給される。例えば、第３のホールド回路２２１内に、ＨＯＢ差分値が格納されたことを、信号処理回路１１内のタイミング制御回路１０６は、認識できる。
【０１２８】
第３のホールド回路２２１が保持している値が、第３のＨＯＢ差分値ｄＨＯＢ３として、後段の計算回路２１３に供給される。例えば、ＨＯＢ差分値ｄＨＯＢ２が第３のホールド回路２２１に取り込まれたタイミングで、画像信号ＲＳに対するクランプ処理が開始される。
【０１２９】
計算回路２１３の計算処理によって、画像信号（例えば、ＦＢＣ処理後の画像信号）ＲＳの有効画素信号から第３のＨＯＢ差分値ｄＨＯＢ３が減算され、ＯＢクランプ処理後の画像信号ＣＬＰ＿ＲＳが、生成される。
【０１３０】
尚、１水平ラインに対するＯＢクランプ処理時において、２つのホールド回路２０４，２０５の出力信号ＨＯＰ１，ＨＯＰ２の比較が継続されていても、ＨＯＢ差分値が第３のホールド回路２２１に一度取り込まれると、第３のホールド回路２２１内に取り込まれたＨＯＢ差分値は、シフトレジスタ２２０内に取り込まれた計算回路２０３からのＨＯＢ差分値に更新されない。
【０１３１】
第３のホールド回路２２１から計算回路２１３に供給されるＨＯＢ差分値ｄＨＯＢ３は、有効画素領域ＶＡからＨＯＢ画素領域ＯＢＡ１に溢れた信号電荷をほとんど取り込んでいないＨＯＢ画素の信号から生成された値（パラメータ）である。  
それゆえ、本実施形態の固体撮像装置のＯＢクランプ回路１０２によって生成されたＯＢクランプ処理後の画像信号ＣＬＰ＿ＲＳは、有効画素領域ＶＡからＨＯＢ画素領域ＯＢＡ１への信号電荷の溢れの影響が小さい。
【０１３２】
尚、カウント値Ｖｃｎｔが比較値Ｖｃｍｐを超えない場合、有効画素領域からＨＯＢ画素領域への信号電荷の溢れの影響が生じていない可能性が高い。そのため、例えば、タイミング制御回路１０６の制御によって、１水平ライン内に含まれる全てのＨＯＢ画素の出力信号から得られたＨＯＢ差分値ｄＨＯＢ１が、第３のホールド回路２１３内に直接取り込まれる。その値が、第３のホールド回路２２１から計算回路２１３に供給され、画像信号ＲＳに対する信号処理が実行される。
【０１３３】
ＯＢクランプ処理後の画像信号ＣＬＰ＿ＲＳは、後段のゲイン調整回路１０３に供給される。  
以上のような１水平ラインごとのＯＢクランプ処理が、イメージセンサの１フレーム分の画像信号が形成されるまで、繰り返し実行される。
【０１３４】
本実施形態の固体撮像装置内のＯＢクランプ回路の動作において、有効画素領域ＶＡと遮光画素領域（ここでは、ＨＯＢ画素領域）ＯＢＡ１の境界側の遮光画素の出力信号から得られる値（ここでは、ＨＯＢ画素信号積算値）とその境界側とは反対側（水平ラインの先頭側）の遮光画素の出力信号から得られる値とが比較される。
【０１３５】
これによって、本実施形態において、有効画素領域ＶＡと遮光画素領域ＯＢＡ１との境界領域における有効画素から遮光画素への信号電荷の溢れの影響が、検出される。
【０１３６】
本実施形態において、有効画素から遮光画素への信号電荷の溢れの影響が検出された場合、信号電荷の溢れの影響が検出される前までの処理でＯＢクランプ回路１０２によって生成されたパラメータ（ＨＯＢ差分値）を用いて、画像信号に対するＯＢクランプ処理が実行される。
【０１３７】
それゆえ、本実施形態の固体撮像装置の動作において、大きい光量や素子の微細化などに起因した有効画素領域ＶＡからＨＯＢ画素領域ＯＢＡ１への信号電荷の溢れの影響がほとんどないＨＯＢ画素の信号から生成された値を用いて、画像信号に対するＯＢクランプ処理を、実行できる。
【０１３８】
その結果として、本実施形態において、有効画素領域ＶＡからＨＯＢ画素領域ＯＢＡ１への信号電荷の溢れの影響によるＯＢクランプ処理後の画像信号のレベルの過剰な低下や沈んだ色調の画像の形成が、抑制される。
【０１３９】
したがって、第１の実施形態の固体撮像装置の制御方法によれば、固体撮像装置によって形成される画像の画質を向上できる。
【０１４０】
（２）  第２の実施形態  
図６及び図７を参照して、第２の実施形態の固体撮像装置について、説明する。
【０１４１】
本実施形態において、第１の実施形態の固体撮像装置と実質的に同じ構成、機能及び動作に関する説明は、省略する。
【０１４２】
図６は、本実施形態の固体撮像装置内に含まれるＯＢクランプ回路の内部構成を示すブロック図である。
【０１４３】
第２の実施形態の固体撮像装置のＯＢクランプ回路１０２は、２つのホールド回路２０４，２０５がそれぞれ保持するＨＯＢ積算値に対する計算結果とある閾値との比較結果によって有効画素領域から遮光画素領域（ＨＯＢ画素領域）への信号電荷の漏れの有無を判定することが、第１の実施形態の固体撮像装置と異なっている。
【０１４４】
図６に示されるように、ＯＢクランプ回路１０２内に含まれる検出回路２９０において、第１及び第２のホールド回路２０４，２０５の出力信号ＨＯＰ１，ＨＯＰ２は、第３の計算回路２１５に出力される。
【０１４５】
第３の計算回路２１５は、例えば、減算回路２１５であり、第１のホールド回路２０４の出力信号ＨＯＰ１及び第２のホールド回路２０５の出力信号ＨＯＰ２を用いた減算処理を実行する。例えば、減算回路２１５は、第２のホールド回路２０５の出力信号ＨＯＰ２から第１のホールド回路２０４の出力信号ＨＯＰ１を減算する。計算回路（減算回路）２１５の計算結果ＣＲを示す差分値ｄ１が、比較回路２１６に出力される。
【０１４６】
比較回路２１６は、計算回路２１５の出力信号（計算結果）ｄ１と設定された閾値Ｖｔｈとを比較する。閾値Ｖｔｈは、黒レベル基準値ＲｅｆＢＬとＨＯＢ画素の信号レベルとの差分値の許容差に基づいて、設定される。尚、判定値としての閾値Ｖｔｈは、イメージセンサのテスト結果及び仕様等に基づいてあらかじめ計算された許容値から設定される値である。
【０１４７】
本実施形態において、第１の計算回路２０３の計算結果（ＨＯＢ差分値ｄＨＯＢ１）を保持するシフトレジスタの代わりに、第４のホールド回路（ＨＯＬＤ４）２２０Ａが、ＯＢクランプ回路１０２内に設けられている。タイミング調整回路（バッファ）としての第４のホールド回路２２０Ａは、計算回路２０３から第３のホールド回路２２１に対するＨＯＢ差分値の出力タイミングを調整するために、設けられている。第４のホールド回路２２０Ａは、第１の計算回路２０３と第３のホールド回路２２１との間に、接続されている。
【０１４８】
第４のホールド回路２２０Ａは、ホールド信号ＨＤを制御信号として、第１の計算回路２０３からの第１のＨＯＢ差分値ｄＨＯＢ１を保持する。第４のホールド回路２２０Ａは、ホールド信号ＨＤに基づくタイミングで、計算回路２０３からのＨＯＢ差分値ｄＨＯＢ１をホールドし、そのホールド回路２２０Ａ内に取り込まれた差分値を第２のＨＯＢ差分値ｄＨＯＢ２として、後段の第３のホールド回路２２１へ出力する。第４のホールド回路２２０Ａ内に保持される差分値は、計算回路２０３からの出力信号を取り込むタイミング（１６画素毎の画素間隔）で更新され、ＨＯＢ信号の積算処理が進行するのにしたがって、順次書き換えられている。
【０１４９】
第３のホールド回路２２１は、比較回路２１６の出力がアサートされたタイミングで、第４のホールド回路２２０Ａからの第２のＨＯＢ差分値ｄＨＯＢ２を、保持する。そして、第３のホールド回路２２１は、保持した第２のＨＯＢ差分値ｄＨＯＢ２を、第３のＨＯＢ差分値ｄＨＯＢ３として出力する。
【０１５０】
信号電荷の溢れの影響で第１のホールド回路２０４が保持するＨＯＢ積算値が大きくなる結果として、計算回路２１５の出力信号ｄ１、換言すると、第１及び第２のホールド回路２０４，２０５の出力信号ＨＯＰ１，ＨＯＰ２の差分値が、閾値Ｖｔｈより大きくなった時、比較回路２１６は、ホールドタイミング信号ＨＴをアサートする。この比較回路２１６のアサート信号ＨＴによって、ホールド回路２２１がアクティブにされる。
【０１５１】
減算回路２１５の出力信号ｄ１が閾値Ｖｔｈ以下である時、比較回路２１６は、ホールドタイミング信号ＨＴを、デアサートする。
【０１５２】
そして、ＨＯＢ差分値ｄＨＯＢ３と画像信号（有効画素信号）ＲＳとの計算処理が実行され、例えば、画素信号ＲＳからＨＯＢ差分値ｄＨＯＢ３が、減算される。
【０１５３】
これによって、有効画素領域ＶＡと遮光画素領域ＯＢＡ１との境界近傍における遮光画素領域への信号電荷の溢れの影響がほとんど無い遮光画素（ここでは、ＨＯＢ画素）の出力信号から生成されたパラメータを用いて、ＯＢクランプ処理が実行される。
【０１５４】
図７は、本実施形態の固体撮像装置におけるＯＢクランプ回路の動作を説明するための図である。図７の横軸は１水平ライン内の遮光画素の個数及び信号のサンプリングタイミング（時間）に対応し、図７の縦軸は各信号の大きさに対応している。
【０１５５】
図７に示されるように、第１の実施形態と同様に、ＨＯＢ積算値がホールド信号ＨＤがアサートされたタイミングでホールド回路２０４，２０５内にそれぞれ取り込まれた後、第１のホールド回路２０４内のＨＯＢ積算値ｉｔｇＨＯＢと第２のホールド回路２０５内のＨＯＢ積算値ｉｔｇＨＯＢｘとに対する計算処理が、計算回路２１５によって実行される。
【０１５６】
有効画素領域ＶＡからＨＯＢ画素領域ＯＢＡ１への信号電荷の溢れによって、第２のホールド回路２０５よりも有効画素領域ＶＡとＨＯＢ画素領域ＯＢＡ１との境界側までのＨＯＢ画素信号の積算値を保持する第１のホールド回路２０４の出力信号ＨＯＰ１が、第２のホールド回路２０５の出力ＨＯＰ２より大きくなる場合、減算回路２１５の計算処理によるホールド回路２０４の出力信号ＨＯＰ１と第２のホールド回路２０５の出力信号ＨＯＰ２との差分値ｄ１が、大きくなる。
【０１５７】
尚、有効画素領域ＶＡからＨＯＢ画素領域ＯＢＡ１への信号電荷の溢れによって、ＨＯＢ積算値ｉｔｇＨＯＢが大きくなる場合、ＨＯＢ画素領域ＯＢＡ１と有効画素領域ＶＡとの境界近傍のＨＯＢ画素信号のサンプリングにしたがって、減算回路２１５から出力される差分値ｄ１は、増加する傾向がある。
【０１５８】
減算回路２１５の出力信号ＣＲとしての差分値ｄ１が、比較回路（判定回路）２１６に供給され、差分値ｄ１と閾値Ｖｔｈとが比較される。
【０１５９】
差分値ｄ１が閾値Ｖｔｈより大きい場合、すなわち、有効画素領域ＶＡからＨＯＢ画素領域ＯＢＡ１への信号電荷の溢れが検出された場合、比較回路２１６の出力信号（ホールドタイミング信号）ＨＴがアサートされ、ホールド回路２２１が活性化される。これによって、第４のホールド回路（タイミング調整回路）２２０ＡからのＨＯＢ差分値ｄＨＯＢ２が、第３のホールド回路２２１に保持される。
【０１６０】
それゆえ、比較回路２１６の出力信号がアサートされた時において、信号電荷の溢れの影響の小さいＨＯＢ画素の出力信号から生成されたＨＯＢ差分値ｄＨＯＢ２が、ＯＢクランプ処理のための計算回路２１３にパラメータを供給する第３のホールド回路２２１に、
取り込まれる。
【０１６１】
ホールド回路２２１内に保持されているＨＯＢ差分値ｄＨＯＢ３が、ＯＢクランプ処理のためのＨＯＢ差分値ｄＨＯＢ３として、計算回路２１３に出力される。
【０１６２】
それゆえ、有効画素領域ＶＡからＨＯＢ画素領域ＯＢＡ１への信号電荷の溢れの影響がほとんどないＨＯＢ画素信号を用いたＨＯＢ差分値ｄＨＯＢ３を用いて、有効画像信号（例えば、ＦＢＣ処理後の有効画像信号）ＲＳに対するＯＢクランプ処理が実行される。
【０１６３】
したがって、第２の実施形態の固体撮像装置によれば、固体撮像装置によって形成される画像の画質を向上できる。
【０１６４】
（３）  第３の実施形態  
図８及び図９を参照して、第３の実施形態の固体撮像装置について、説明する。  
本実施形態において、第１及び第２の実施形態の固体撮像装置と実質的に同じ構成、機能及び動作に関する説明は、省略する。
【０１６５】
第３の実施形態の固体撮像装置のＯＢクランプ回路１０２において、有効画素領域と遮光画素領域（例えば、ＨＯＢ画素領域）との境界から離れた領域内の信号電荷の溢れの影響がほとんど生じない遮光画素に関して、信号電荷の溢れの検出が実行されないことが、第１及び第２の実施形態と異なっている。
【０１６６】
換言すると、本実施形態の固体撮像装置のＯＢクランプ回路１０２は、固体撮像装置（又はイメージセンサ）に対するテスト工程によって、有効画素からの信号電荷の溢れの発生の可能性が高いことがあらかじめ予想される遮光画素から信号電荷の溢れの検出を開始する。
【０１６７】
図８は、第３の実施形態の固体撮像装置のＯＢクランプ回路の内部構成例を示すブロック図である。
【０１６８】
図８に示されるように、ＯＢクランプ回路１０２内に、２つのＨＯＢ積算回路２１１Ａ，２１１Ｂが設けられている。
【０１６９】
第１のＨＯＢ積算回路２１１Ａは、１水平ライン（ロウ）の所定のサンプリング期間毎（例えば、１６画素毎のタイミング）において、画像信号ＲＳが含むＨＯＢ画素信号を積算し、ＨＯＢ画素信号積算値ｉｔｇＨＯＢ１を、生成する。
【０１７０】
第１及び第２の実施形態と同様に、ＨＯＢ平均値計算回路２１２は、第１のＨＯＢ積算回路２１１ＡからのＨＯＢ積算値ｉｔｇＨＯＢ１からＨＯＢ平均値ａｖＨＯＢを計算する。そして、得られたＨＯＢ平均値ａｖＨＯＢと黒レベル基準値ＲｅｆＢＬとが、計算回路２０３によって計算処理され、ＨＯＢ差分値ｄＨＯＢ１が生成される。
【０１７１】
第２のＨＯＢ積算回路２１１Ｂは、画像信号ＲＳが含むＨＯＢ画素信号ｓｉｇＨＯＢを積算し、第２のＨＯＢ積算値ｉｔｇＨＯＢ２を生成する。第２のＨＯＢ積算回路２１１Ｂには、第１及び第２のホールド信号ＨＤ１，ＨＤ２及びホールドリセット信号ＨＲＴが供給される。ホールド信号ＨＤ１，ＨＤ２及びホールドリセット信号ＨＲＴによって、第２のＨＯＢ積算回路２１１Ｂの動作が制御される。例えば、ホールド信号ＨＤ１，ＨＤ２及びホールドリセット信号ＨＲＴのいずれか１つがアサートされることによって、第２のＨＯＢ積算回路２１１Ｂがリセット状態にされる。
【０１７２】
尚、本実施形態におけるＯＢクランプ回路のように、２つのＨＯＢ積算回路２１１Ａ，２１１Ｂが設けられた場合において、例えば、積算前のＨＯＢ画素信号には、上述のように、黒レベル基準値をｄ４８としたとき、ｄ２４〜ｄ７２の範囲の振幅制限が、施されている。
【０１７３】
第１及び第２のホールド回路２０４，２０５には、第２のＨＯＢ積算回路２１１ＢからのＨＯＢ積算値ｉｔｇＨＯＢ２が供給される。  
第１のホールド回路（ＨＯＬＤ１）２０４には、ホールドリセット信号ＨＲＴと第１のホールド信号ＨＤ１が供給され、それらの信号ＨＲＴ，ＨＤ１によってホールド回路２０４の動作が制御される。第１のホールド回路２０４は、画素アレイ１２の水平ラインの先頭のタイミングでホールドリセット信号ＨＲＴによってリセットされ、ホールド信号ＨＤ１がアサートされるタイミングでＨＯＢ積算値ｉｔｇＨＯＢ２を、保持する。
【０１７４】
例えば、ＨＯＢ画素領域ＯＢＡ１の１水平ライン内に１２８個の画素が設けられている場合、ＨＯＢ画素領域ＯＢＡ１と有効画素領域ＶＡとの境界から離れた１番目から４８画素目のＨＯＢ画素までの領域で信号電荷の溢れが生じる可能性が低ければ、４８番目のＨＯＢ画素の出力信号のサンプリング時においてホールド信号ＨＤ１がアサートされ、アサートされたホールド信号ＨＤ１に基づいて、第１のホールド回路２０４は、ＨＯＢ積算値ｉｔｇＨＯＢ２の値を保持する。第１のホールド回路２０４は、１水平ラインに対するＯＢクランプ処理が完了するまで、第１のホールド信号ＨＤ１がアサートされた時に取り込んだ値を保持し続け、一定のＨＯＢ積算値（ここでは、４８番目のＨＯＢ画素までのＨＯＢ積算値）ｉｔｇＨＯＢ２を後段の比較回路２０６に供給する。
【０１７５】
第２のホールド回路（ＨＯＬＤ２）２０５には、ホールドリセット信号ＨＲＴと第２のホールド信号ＨＤ２が供給され、それらの信号ＨＲＴ，ＨＤ２によってホールド回路２０５の動作が制御される。
【０１７６】
第２のホールド回路２０５は、画素アレイ１２の水平ライン先頭のタイミングでホールドリセット信号ＨＲＴによりリセットされ、ホールド信号ＨＤ２がアサートされるタイミングで、ＨＯＢ積算値ｉｔｇＨＯＢ２を保持する。例えば、ＨＯＢ画素領域ＯＢＡ１の１水平ライン内に１２８個の画素が設けられている場合、その１水平ラインの５４画素目以降、８画素毎の画素間隔で、第２のホールド信号ＨＤ２がアサートされる。その画素間隔でアサートされたホールド信号ＨＤ２に基づいて、第２のホールド回路２０５は、ＨＯＢ積算値ｉｔｇＨＯＢ２の値を保持する。
【０１７７】
このように、第１及び第２のホールド回路２０４，２０５は、第２のＨＯＢ積算回路２１１ＢからのＨＯＢ積算値ｉｔｇＨＯＢ２を保持するタイミングが異なっている。
【０１７８】
第２のホールド回路２０５の出力信号ＨＯＰ２は、乗算回路２１９に出力される。乗算器２１９には、ある係数Ｖｃｏｎが供給される。乗算回路２１９は、ＨＯＢ信号積算値ｉｔｇＨＯＢ２を係数倍して、係数が乗算されたＨＯＢ積算値ｉｔｇＨＯＢ２（＝ｍＯＰ）を、比較回路２０６に供給する。ここで、係数Ｖｃｏｎの値は、ホールド信号ＨＤ１によってホールドされるＨＯＢ画素の位置（ここでは、４８画素目）とホールド信号ＨＤ２によってホールドされるＨＯＢ画素の画素間隔(ここでは、８画素毎のホールド周期)の比に設定される。例えば、本実施形態において、係数Ｖｃｏｎの値は、６（＝４８／８）に設定されている。
【０１７９】
比較回路２０６は、ホールド回路２０４の出力信号ＨＯＰ１と乗算回路２１９の出力信号ｍＯＰ（係数Ｖｃｏｎが乗算された第２のホールド回路２０５の出力信号）を比較する。  
ホールド回路２０４の出力信号ＨＯＰ１が乗算回路２１９の出力信号ｍＯＰより小さい場合、比較回路２０６は、比較結果に基づいた比較回路２０６の出力信号ＣＲをアサートする。この一方、ホールド回路２０４の出力信号ＨＯＰ１が乗算回路２１９の出力信号ｍＯＰ以下である場合、比較回路２０６は、比較結果に基づいた比較回路２０６の出力信号ＣＲを、デアサートする。
【０１８０】
このように、第１のホールド回路２０４が保持する積算値（有効画素からの信号電荷の溢れの影響が無い積算値）は、有効画素から遮光画素（ＨＯＢ画素）への信号電荷の溢れを検出するための基準値の１つとして、用いられる。
【０１８１】
そして、第１の実施形態と同様に、カウンタ２０７は、第１の比較回路２０６の出力信号ＣＲに応じて、カウント動作を実行する。第２の比較回路（判定回路）２１０は、比較値Ｖｃｍｐとカウンタ２０７のカウント値Ｖｃｎｔとを比較し、ホールドタイミング信号ＨＴをアサート又はデアサートする。カウント値Ｖｃｎｔが比較回数Ｖｃｍｐ以上である場合、比較回路２１８は、ホールドタイミング信号ＨＴをアサートする。
【０１８２】
シフトレジスタ２２０は、例えば、ホールド信号ＨＤ２に基づくタイミングで、計算回路２０３からのＨＯＢ差分値ｄＨＯＢ１を取り込む。シフトレジスタ２２０は、比較回数Ｖｃｍｐで指定された分だけ、取り込んだＨＯＢ差分値ｄＨＯＢ１の送信タイミングをシフトし、ＨＯＢ差分値ｄＨＯＢ２として、第３のホールド回路２２１に出力する。
【０１８３】
第３のホールド回路２２１は、シフトレジスタ２２０から供給される第２のＨＯＢ差分値ｄＨＯＢ２を、ホールドタイミング信号ＨＴがアサートされたタイミングで取り込み、第３のＨＯＢ差分値ｄＨＯＢ３として、計算回路２１３に出力する。
【０１８４】
ホールドタイミング信号ＨＴがデアサートされている時、第３のホールド回路２２１は、そのタイミングにおけるシフトレジスタ２２０から出力される値を取り込まない。第３のホールド回路２２１内に保持されている値を、第３のＨＯＢ差分値ｄＨＯＢ３として、出力する。
【０１８５】
図９を用いて、本実施形態の固体撮像装置の動作について、説明する。
【０１８６】
図９は、第３の実施形態の固体撮像装置の動作（信号処理）を説明するための模式図である。図９の縦軸は、各信号の大きさを示し、図９の横軸は、１水平ライン内の遮光画素の個数及び信号のサンプリングタイミング（時間）を示している。
【０１８７】
例えば、図９に示されるように、ＨＯＢ画素領域ＯＢＡ１内における１水平ライン内の１番目の画素から４７番目の画素までの範囲において有効画素領域ＶＡからの信号電荷の漏れの影響が生じないとイメージセンサ（固体撮像装置）に対する事前のテスト工程によって認識されている場合、ＨＯＢ画素領域の１水平ラインの４８番目以降の画素からＨＯＢ積算値を用いた信号電荷の溢れの検出が開始される。
【０１８８】
ホールドリセット信号ＨＲＴにより第１及び第２のホールド回路２０４，２０５がリセットされた後、ＨＯＢ画素の信号のレベルが積算及び平均化され、ＨＯＢ差分値ｄＨＯＢ１が生成される。
【０１８９】
第１のＨＯＢ積算回路２１１ＡによるＨＯＢ画素信号の積算処理に並行して、第２のＨＯＢ積算回路２１１ＢによるＨＯＢ画素信号の積算処理が実行されている。ただし、この間のＨＯＢ信号積算値ｉｔｇＨＯＢ２は、第１及び第２のホールド回路２０４，２０５に保持されない。
【０１９０】
４８番目のＨＯＢ画素の信号の入力タイミングで、第１のホールド信号ＨＤ１がアサートされ、Ｈレベルの第１のホールド信号ＨＤ１によって、第２のＨＯＢ積算回路２１１ＢからのＨＯＢ積算値ｉｔｇＨＯＢ２が、第１のホールド回路２０４に保持される。  
ホールド信号ＨＤ１がアサートされることにより、第２のＨＯＢ積算回路２１１Ｂがリセット状態にされる。また、このとき、ホールド信号ＨＤ２はデアサートされているため、第２のＨＯＢ積算回路２１１Ｂの出力ｉｔｇＨＯＢ２は、第２のホールド回路２０５内に保持されない。
【０１９１】
４８番目のＨＯＢ画素の信号が入力され、第１のホールド回路２０４がＨＯＢ積分値を保持した後、８画素の画素間隔で、第２のホールド信号ＨＤ２がアサートされ、第２のホールド回路２０５が、ＨＯＢ積算値ｉｔｇＨＯＢ２を取り込む。これ以降、８画素毎のＨＯＢ画素の入力タイミング（５８番目、６４番目、７２番目・・・）で、第２のＨＯＢ積算値ｉｔｇＨＯＢ２が、第２のホールド回路２０５に、順次取り込まれる。
【０１９２】
尚、第２のホールド信号ＨＤ２がアサートされるたびに、第２のＨＯＢ積算回路２１１Ｂはリセット状態にされるため、第２のホールド回路２０５内に取り込まれる積算値ｉｔｇＨＯＢ２は、８画素分のＨＯＢ画素信号の積算値である。
【０１９３】
第１のホールド回路２０４は、４８番目のＨＯＢ画素の信号の入力タイミングで、ＨＯＢ積算値を取り込んだ後、次の水平ラインの処理シーケンスになるまで、積算処理により更新されたＨＯＢ積算値ｉｔｇＨＯＢ２を取り込まず、４８番目のＨＯＢ画素信号の入力タイミングで取り込んだ値を、１水平ラインに対する処理が完了するまで、保持し続ける。
【０１９４】
尚、本実施形態では、第１のホールド信号ＨＤ１がアサートされるタイミングが、４８画素目のタイミングに設定され、第２のホールド信号ＨＤ２がアサートされるタイミングの間隔が、８画素毎のタイミングに設定されているが、画素アレイ及びＨＯＢ画素領域のサイズ（画素数）に応じて、他の値に設定することも可能である。
【０１９５】
第２のホールド回路２０５の出力信号ＨＯＰ２が、乗算回路２１９に供給され、第２のホールド回路２０５の出力信号ＨＯＰ２に、係数Ｖｃｏｎが乗算される。
【０１９６】
第１のホールド回路２０４の出力信号（４８番目までのＨＯＢ信号の積算値）ＨＯＰ１と乗算回路２１９の出力信号ｍＯＰとが、比較回路２０６に供給され、それらの信号ＨＯＰ１，ｍＯＰの大きさが、第２のホールド回路２０５内の積算値が更新されるたび（８画素毎のタイミング）に、比較回路２０６によって比較される。
【０１９７】
乗算回路２１９の出力信号ｍＯＰが第１のホールド回路の出力信号ＨＯＰ１以下である場合（例えば、６４番目のＨＯＢ画素の入力時）、比較回路２０６の出力信号ＣＲがデアサートされ、ＯＲゲート２０９の出力信号によって、カウンタ２０７のカウント値Ｖｃｎｔがリセットされる。
【０１９８】
乗算回路２１９の出力信号ｍＯＰが第１のホールド回路２０４の出力信号ＨＯＰ１より大きい場合（例えば、６４番目のＨＯＢ画素の入力時）、比較回路２０６の出力信号ＣＲがアサートされ、Ｈレベルの出力信号ＣＲがカウンタ２０７に供給される。カウンタ２０７におけるカウント値Ｖｃｎｔが、カウントアップされる。すなわち、乗算回路２１９の出力信号ｍＯＰがホールド回路２０４の出力信号ＨＯＰ１より大きい状態が連続することによって、カウント値Ｖｃｎｔが大きくなる。
【０１９９】
第１の実施形態と同様に、カウンタ２０７のカウント値Ｖｃｎｔが、比較回路２１８によって、所定の比較値Ｖｃｍｐと比較される。  
カウント値Ｖｃｎｔが、比較値Ｖｃｍｐの値（ここでは、２）以上であると、ホールドタイミング信号ＨＴがアサートされる。
【０２００】
アサートされたホールドタイミング信号（例えば、Ｈレベルの信号）ＨＴによって、シフトレジスタ２２０の保持しているＨＯＢ差分値ｄＨＯＢ２が、第３のホールド回路２２１に取り込まれる。尚、シフトレジスタ２２０の保持値ｄＨＯＢ２が第３のホールド回路２２１に保持された後、カウント値Ｖｃｎｔが比較値Ｖｃｍｐより小さくなっても、１水平ラインのＯＢクランプ処理中に、ホールド回路２２１内に取り込まれた値が、シフトレジスタ２２０内に保持される値に更新されることは無い。
【０２０１】
ホールド回路２２１の出力信号ｄＨＯＢ３を用いた画像信号（例えば、ＦＢＣ処理後の画像信号）ＲＳに対する計算処理によって、有効画素信号のＯＢクランプ処理が実行される。
【０２０２】
以上のように、第３の実施形態の固体撮像装置のＯＢクランプ回路の信号処理は、第１及び第２の実施形態と同様に、有効画素からの信号電荷の溢れの影響の無い又は小さい遮光画素の出力信号を用いて、実行される。
【０２０３】
したがって、第３の実施形態の固体撮像装置によれば、固体撮像装置によって形成される画像の画質を向上できる。
【０２０４】
（４）  第４の実施形態  
図１０及び図１１を参照して、第４の実施形態の固体撮像装置について、説明する。  
本実施形態において、第１乃至第３の実施形態の固体撮像装置と実質的に同じ構成、機能及び動作に関する説明は、省略する。
【０２０５】
図１０は、第４の実施形態の固体撮像装置の回路構成を説明するためのブロック図である。図１０において、本実施形態において、固体撮像装置内のＯＢクランプ回路の内部構成が、示されている。
【０２０６】
図１０に示されるように、第４の実施形態のイメージセンサは、第１のホールド回路２０４の出力信号と第２のホールド回路２０５の出力信号とに対する計算処理の結果が、所定の閾値と比較されることによって、画像信号に対してＯＢクランプ処理するための値が決定されることが、第３の実施形態と異なっている。  
例えば、第１のホールド回路２０４の出力信号と第２のホールド回路２０５の出力信号とに対する処理は、第２の実施形態の固体撮像装置のＯＢクランプ回路の処理に類似する。
【０２０７】
第３の実施形態と実質的に同様に、第１及び第２のホールド回路２０４，２０５に、第２のＨＯＢ積算回路２１１ＢからのＨＯＢ積算値ｉｔｇＨＯＢ２が、所定のタイミングで、それぞれ供給される。第２のホールド回路２０５内に保持された８画素毎のＨＯＢ積算値ｉｔｇＨＯＢ２は、乗算回路２１９によって、係数Ｖｃｏｎが乗算される。
【０２０８】
減算回路２１５は、第１のホールド回路２０４の出力信号ＨＯＰ１の値と乗算回路２１９の出力信号ｍＯＰ（＝Ｖｃｏｎ×ｉｔｇＨＯＢ２）の値とを用いた減算処理を実行する。減算回路２１５は、減算処理の結果ＣＲを、比較回路２１６に出力する。
【０２０９】
比較回路（判定回路）２１６は、減算回路２１５からの出力信号（減算結果）ＣＲを、供給された閾値Ｖｔｈと比較する。比較回路２１６は、減算回路２１５からの出力信号ＣＲが、閾値Ｖｔｈより大きい場合、比較回路２１６は、ホールドタイミング信号ＨＴをアサートする。
【０２１０】
図１１は、第４の実施形態の固体撮像装置の動作（信号処理）を説明するための模式図である。図１１の縦軸は、各信号の大きさを示し、図１１の横軸は、１水平ライン内の遮光画素の個数及び信号のサンプリングタイミング（時間）を示している。
【０２１１】
図１１に示されるように、４８画素目までのＨＯＢ画素信号の積算値ｉｔｇＨＯＢ２が生成されたタイミングで、第１のホールド信号ＨＤ１がアサートされ、ＨＯＢ積算値ｉｔｇＨＯＢ２が、第１のホールド回路２０４内に供給され、第１のホールド回路２０４は、１水平ラインに対するＯＢクランプ処理が完了するまで、４８画素目までのＨＯＢ画素のＨＯＢ積算値ｉｔｇＨＯＢ２を保持し続ける。
【０２１２】
ＨＯＢ画素信号積算値ｉｔｇＨＯＢ２が第１のホールド回路２０４にホールドされた後、５４画素目から８画素ごとのタイミングで第２のホールド信号ＨＤ２がアサートされ、ＨＯＢ画素信号積算値ｉｔｇＨＯＢ２が、第２のホールド回路２０５内に供給され、保持値が順次更新される。
【０２１３】
そして、第２のホールド回路２０５の出力信号ＨＯＰ２は、乗算回路２１９によって係数Ｖｃｏｎが乗算され、第２の実施形態と同様に、乗算回路２１９の出力信号ｍＯＰが、第１のホールド回路２０４の出力信号ＨＯＰ１とともに、減算回路２１５に供給される。
【０２１４】
第１のホールド回路２０４の出力信号ＨＯＰ１と乗算回路２１９の出力信号ｍＯＰ（ＨＯＰ２×Ｖｃｏｎ）との減算処理の計算結果ｄ１（ＣＲ）が、比較回路２１６に供給され、その計算結果ｄ１（ＣＲ）が、閾値Ｖｔｈと比較される。
【０２１５】
減算回路２１５の出力信号（計算結果）ｄ１（ＣＲ）がしきい値Ｖｔｈより大きい場合、ホールドタイミング信号ＨＴがアサートされる。これによって、ホールドタイミング信号ＨＴがアサートされたタイミングにおけるホールド回路２２０Ａ内のＨＯＢ画素信号ｄＨＯＢ２が、第３のホールド回路２２１に供給される。
【０２１６】
第３のホールド回路２２１に保持されたＨＯＢ差分値ｄＨＯＢ３が、画像信号ＲＳに対するＯＢクランプ処理を実行するためのパラメータに用いられ、画像信号（例えば、ＦＢＣ処理後の有効画像信号）ＲＳに対する処理が実行される。
【０２１７】
以上のように、第４の実施形態の固体撮像装置及びその動作においても、第１乃至第３の実施形態と同様に、有効画素領域から遮光画素領域への信号電荷の溢れの影響がない（又は小さい）遮光画素を用いて、画像信号に対する信号処理が実行される。
【０２１８】
したがって、第４の実施形態の固体撮像装置によれば、固体撮像装置によって形成される画像の画質を向上できる。
【０２１９】
（５）  変形例  
図１２及び図１３を参照して、実施形態の固体撮像装置（イメージセンサ）の変形例について説明する。
【０２２０】
図１２及び図１３は、実施形態のイメージセンサの変形例の構成を示すブロック図である。
【０２２１】
図１２に示されるように、第１及び第２の実施形態で述べられたＯＢクランプ回路を含む固体撮像装置５は、傷補正回路１０７を、含んでいてもよい。
【０２２２】
傷補正回路１０７は、イメージセンサ１０から出力される画像信号の有効画素領域、ＦＢＣ領域及びＨＯＢ画素領域内の傷を補正する。このように、傷補正回路１０７によって画素アレイ１２内の傷に起因したノイズが除去された信号に対してＯＢクランプ処理を実行することによって、固体撮像装置５によって形成される画像の画質を向上する。
【０２２３】
図１２に示されるように、上述の第１又は第２の実施形態の複数のＯＢクランプ回路１０２Ａ，１０２Ｂが、１つの固体撮像装置内に設けられてもよい。図１２に示される例では、２つのＯＢクランプ回路１０２Ａ，１０２Ｂが、固体撮像装置内に設けられている。
【０２２４】
２つのＯＢクランプ回路１０２Ａ，１０２Ｂには、ホールドリセット信号ＨＲＴ及びホールド信号ＨＤが、それぞれ供給される。
【０２２５】
２つのＯＢクランプ回路１０２Ａ，１０２Ｂには、互いに異なる振幅制限が設定されている。例えば、固体撮像装置内の２つのＯＢクランプ回路のうち、前段（イメージセンサ側）のＯＢクランプ回路１０２Ａの振幅値Ｖａｍｐ１は、比較的大きい値（広い制限幅）に設定され、後段のＯＢクランプ回路１０２Ｂの振幅値Ｖａｍｐ２は、前段のＯＢクランプ回路１０２の振幅値Ｖａｍｐ２より小さい値（狭い制限幅）に設定される。
【０２２６】
前段のＯＢクランプ回路１０２ＡのＯＢクランプ処理において、広い範囲の振幅制限が用いられることによって、ＨＯＢ差分値が大きい値となる。これによって、黒レベル（ＨＯＢ平均値）が大きく変動しても、ＨＯＢ差分値及び有効画素の黒レベルを、強く引き込むことができる。
【０２２７】
一方、後段のＯＢクランプ回路１０２Ｂのクランプ処理において、狭い範囲の振幅値Ｖａｍｐ２が用いられることによって、黒レベル基準への引き込みが、高精度になる。
【０２２８】
図１３に示されるように、複数（ここでは、２つ）のＯＢクランプ回路１０２Ａ，１０２Ｂが、固体撮像装置５内に設けられてもよい。各ＯＢクランプ回路１０２Ａ，１０２Ｂに対して、ホールドリセット信号ＨＲＴ及び２つのホールド信号ＨＤ１，ＨＤ２が、タイミング制御回路１０６から供給される。また、各ＯＢクランプ回路１０２Ａ，１０２Ｂに対して、それぞれ異なる大きさの振幅値Ｖａｍｐ１，Ｖａｍｐ２が、供給される。
【０２２９】
また、第３又は第４の実施形態で述べられたＯＢクランプ回路１０２Ａ，１０２Ｂを含む固体撮像装置５内に、傷補正回路１０７が設けられてもよい。
【０２３０】
図１３に示される第３又は第４の実施形態で述べられたＯＢクランプ回路を含む固体撮像装置５においても、図１２に示される固体撮像装置と実質的に同じ効果が得られる。
【０２３１】
以上のように、実施形態の変形例の固体撮像装置は、画質を向上できる。
【０２３２】
（６）  適用例  
図１４を参照して、各実施形態の固体撮像装置の適用例について、説明する。
【０２３３】
例えば、実施形態の固体撮像装置は、モジュール化され、デジタルカメラ内に搭載される。以下では、本実施形態の固体撮像装置を含むモジュールのことを、カメラモジュールとよぶ。
【０２３４】
図１４に示されるように、本実施形態の固体撮像装置５を含んでいるカメラモジュールＣＭは、デジタルカメラ９００内に搭載される。デジタルカメラ９００は、画像処理回路（ＩＳＰ）９０２、メモリ９０３、ディスプレイ９０４、及び、コントローラ９０５を含んでいる。
【０２３５】
図１２のカメラモジュールＣＭは、固体撮像装置５に加えて、光学レンズユニット（撮像光学系）９０１を含んでいる。
【０２３６】
光学レンズユニット９０１は、入射光（被写体からの光）を本実施形態の固体撮像装置５に集光し、入射光に対応する被写体像を固体撮像装置５のイメージセンサ１０上に結像させる。光学レンズユニット９０１は、複数のレンズを含む。各レンズに対する機械的又は電気的な制御によって、光学レンズユニット９０１の光学特性（例えば、焦点距離）を制御できる。
【０２３７】
ＩＳＰ９０２は、カメラモジュールＣＭの撮像により得られた画像信号を処理する。ＩＳＰ９０２によって信号処理されたデータは、カメラモジュールＣＭ内にフィードバック制御される。ＩＳＰ９０２内に、信号処理回路１１が、設けられてもよい。
【０２３８】
メモリ９０３は、ＩＳＰ９０２からの信号を記憶する。メモリ９０３は、外部から与えられた信号及びデータを記憶することもできる。
【０２３９】
ディスプレイ（例えば、液晶ディスプレイ）９０４に、ＩＳＰ９０２からの信号又はメモリ９０３からの信号が、表示される。ＩＳＰ９０２及びメモリ９０３からディスプレイ９０４に出力される信号は、固体撮像装置５が取得した被写体からの光に対応した画像データ（静止画データ又は動画データ）である。コントローラ９０５は、デジタルカメラ９００内の各構成部５，９０１〜９０４の動作を制御する。
【０２４０】
カメラモジュールＣＭは、デジタルカメラ９００以外に、例えば、カメラ付き携帯端末、カメラ付きパーソナルコンピュータ、及び、車載カメラ等の電子機器、に適用できる。
【０２４１】
以上のように、実施形態の固体撮像装置５は、カメラモジュールＣＭ及びデジタルカメラ９００に、適用できる。
【０２４２】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０２４３】
１０：イメージセンサ、１１：信号処理回路、１２：画素アレイ、ＶＡ：有効画素領域、ＯＢＡ１，ＯＢＡ２：ＯＢ画素領域、１０２：ＯＢクランプ回路、２０１：ＨＯＢ信号計算回路、２９０：検出回路。
【図１】
2015056806.tif 000003
【図２】
2015056806.tif 000004
【図３】
2015056806.tif 000005
【図４】
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【図５】
2015056806.tif 000007
【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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