(57)【要約】【課題】固体撮像素子から出力される画像信号の基準レベルの補正を行なう回路規模の縮小化を図る。【解決手段】複数フレームを単位グループとして、グループ毎に行なう信号処理回路において、グループ毎に遮光領域信号の平均値を算出するＯＰＢ平均値算出手段（１）２５と、同一グループ内の各フレームにおける遮光領域の平均値と基準値との差分を算出する差分値算出手段（１）２６と、差分値が属する範囲に基づいて補正係数を決定する補正係数決定手段２７と、同一グループの全フレームの補正係数の基づいて補正値を決定する補正値決定手段２９と、補正値決定手段で決定した補正値に基づいて画像信号の補正を行なう加減算処理手段３３を備える。【選択図】図３
2008289015.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体撮像素子から出力される遮光領域信号を含む画像信号の補正処理を、複数フレームを単位グループとして、グループ毎に行なう信号処理回路において、
グループ毎に前記遮光領域信号の平均値を算出する平均値算出手段と、
同一グループ内の各フレームにおける遮光領域信号の平均値と基準値との差分値を算出する差分値算出手段と、
該差分値算出手段で算出した差分値が属する範囲に基づいて補正係数を決定する補正係数決定手段と、
グループ毎に、前記補正係数決定手段で決定した複数フレーム分の前記補正係数に基づいて補正値を決定する補正値決定手段と、
該補正値決定手段で決定した補正値に基づいて前記画像信号及び前記基準値の補正を行なう補正手段とを備える
ことを特徴とする信号処理回路。
【請求項２】
前記補正係数決定手段は、差分値算出手段で算出した差分値が、第１の閾値未満の範囲、第１の閾値以上第２の閾値未満の範囲、若しくは、第２の閾値以上の範囲のいずれの範囲に属するかを判断し、同差分値が属する範囲に基づいて補正係数を決定する
ことを特徴とする請求項１に記載の信号処理回路。
【請求項３】
前記補正値決定手段は、複数フレーム分の補正係数を加算し、加算した値が第３の閾値未満の範囲、第３の閾値以上第４の閾値未満の範囲、第４の閾値以上の範囲のいずれの範囲に属するかを判断し、加算した値が属する範囲に基づいて補正値を決定する
ことを特徴とする請求項１に記載の信号処理回路。
【請求項４】
第１の信号処理回路及び第２の信号処理回路を備え、選択手段により第１の信号処理回路若しくは第２の信号処理回路のいずれか一方が選択され、選択された第１の信号処理回路若しくは第２の信号処理回路によって固体撮像素子から出力される遮光領域信号を含む画像信号の補正処理を行なう信号処理回路であって、
前記第１の信号処理回路は、複数フレームを単位グループとして、グループ毎に画像信号の補正処理を行なうと共に、
フレーム毎に前記遮光領域信号の平均値を算出する第１の平均値算出手段と、
同一グループ内の各フレームにおける遮光領域信号の平均値と基準値との差分値を算出する第１の差分値算出手段と、
該第１の差分値算出手段で算出した差分値が属する範囲に基づいて補正係数を決定する第１の補正係数決定手段と、
グループ毎に、前記第１の補正係数決定手段で決定した複数フレーム分の前記補正係数に基づいて補正値を決定する第１の補正値決定手段と、
該第１の補正値決定手段で決定した補正値に基づいて前記画像信号及び前記基準値の補正を行なう第１の補正手段とを備え、
前記第２の信号処理回路は、
フレーム毎に前記遮光領域信号の平均値を算出する第２の平均値算出手段と、
該第２の平均値算出手段で算出した遮光領域信号の平均値と基準値との差分値を算出する第２の差分値算出手段と、
該第２の差分値算出手段で算出した差分値に基づいて前記画像信号及び前記基準値の補正を行なう第２の補正手段とを備える
信号処理回路。
【請求項５】
前記第１の補正係数決定手段は、第１の差分値算出手段で算出した差分値が、第１の閾値未満の範囲、第１の閾値以上第２の閾値未満の範囲、若しくは、第２の閾値以上の範囲のいずれの範囲に属するかを判断し、同差分値が属する範囲に基づいて補正係数を決定する
ことを特徴とする請求項４に記載の信号処理回路。
【請求項６】
前記第１の補正値決定手段は、複数フレーム分の補正係数を加算し、加算した値が第３の閾値未満の範囲、第３の閾値以上第４の閾値未満の範囲、第４の閾値以上の範囲のいずれの範囲に属するかを判断し、加算した値が属する範囲に基づいて補正値を決定する
ことを特徴とする請求項４に記載の信号処理回路。
【請求項７】
固体撮像素子と、
該固体撮像素子から出力される遮光領域信号を含む画像信号の補正処理を、複数フレームを単位グループとして、グループ毎に行なう信号処理回路とを備える固体撮像装置において、
前記信号処理回路は、フレーム毎に前記遮光領域信号の平均値を算出する平均値算出手段と、
同一グループ内の各フレームにおける遮光領域信号の平均値と基準値との差分値を算出する差分値算出手段と、
該差分値算出手段で算出した差分値が属する範囲に基づいて補正係数を決定する補正係数決定手段と、
グループ毎に、前記補正係数決定手段で決定した複数フレーム分の前記補正係数に基づいて補正値を決定する補正値決定手段と、
該補正値決定手段で決定した補正値に基づいて前記画像信号及び前記基準値の補正を行なう補正手段とを備える
ことを特徴とする固体撮像装置。
【請求項８】
固体撮像素子と、
該固体撮像素子から出力される遮光領域信号を含む画像信号の補正処理を、複数フレームを単位グループとして、グループ毎に行なう信号処理回路とを備える固体撮像装置において、
前記信号処理回路は、第１の信号処理回路及び第２の信号処理回路を備え、選択手段により第１の信号処理回路若しくは第２の信号処理回路のいずれか一方が選択され、選択された第１の信号処理回路若しくは第２の信号処理回路によって前記固体撮像素子から出力される遮光領域信号を含む画像信号の補正処理を行ない、
前記第１の信号処理回路は、複数フレームを単位グループとして、グループ毎に画像信号の補正処理を行なうと共に、
フレーム毎に前記遮光領域信号の平均値を算出する第１の平均値算出手段と、
同一グループ内の各フレームにおける遮光領域信号の平均値と基準値との差分値を算出する第１の差分値算出手段と、
該第１の差分値算出手段で算出した差分値が属する範囲に基づいて補正係数を決定する第１の補正係数決定手段と、
グループ毎に、前記第１の補正係数決定手段で決定した複数フレーム分の前記補正係数に基づいて補正値を決定する第１の補正値決定手段と、
該第１の補正値決定手段で決定した補正値に基づいて前記画像信号及び前記基準値の補正を行なう第１の補正手段とを備え、
前記第２の信号処理回路は、
フレーム毎に前記遮光領域信号の平均値を算出する第２の平均値算出手段と、
該第２の平均値算出手段で算出した遮光領域信号の平均値と基準値との差分値を算出する第２の差分値算出手段と、
該第２の差分値算出手段で算出した差分値に基づいて前記画像信号及び前記基準値の補正を行なう第２の補正手段とを備える
ことを特徴とする固体撮像装置。
【請求項９】
固体撮像素子と、
該固体撮像素子の撮像エリア上に入射光を導く光学系と、
該固体撮像素子から出力される遮光領域信号を含む画像信号の補正処理を、複数フレームを単位グループとして、グループ毎に行なう信号処理回路を備えるカメラにおいて、
前記信号処理回路は、フレーム毎に前記遮光領域信号の平均値を算出する平均値算出手段と、
同一グループ内の各フレームにおける遮光領域信号の平均値と基準値との各差分値を算出する差分値算出手段と、
該差分値算出手段で算出した差分値が属する範囲に基づいて補正係数を決定する補正係数決定手段と、
グループ毎に、前記補正係数決定手段で決定した複数フレーム分の前記補正係数に基づいて補正値を決定する補正値決定手段と、
該補正値決定手段で決定した補正値に基づいて前記画像信号及び前記基準値の補正を行なう補正手段とを備える
ことを特徴とするカメラ。
【請求項１０】
固体撮像素子と、
該固体撮像素子の撮像エリア上に入射光を導く光学系と、
該固体撮像素子から出力される遮光領域信号を含む画像信号の補正処理を、複数フレームを単位グループとして、グループ毎に行なう信号処理回路を備えるカメラにおいて、
前記信号処理回路は、第１の信号処理回路及び第２の信号処理回路を備え、選択手段により第１の信号処理回路若しくは第２の信号処理回路のいずれか一方が選択され、選択された第１の信号処理回路若しくは第２の信号処理回路によって前記固体撮像素子から出力される遮光領域信号を含む画像信号の補正処理を行ない、
前記第１の信号処理回路は、複数フレームを単位グループとして、グループ毎に画像信号の補正処理を行なうと共に、
フレーム毎に前記遮光領域信号の平均値を算出する第１の平均値算出手段と、
同一グループ内の各フレームにおける遮光領域信号の平均値と基準値との差分値を算出する第１の差分値算出手段と、
該第１の差分値算出手段で算出した差分値が属する範囲に基づいて補正係数を決定する第１の補正係数決定手段と、
グループ毎に、前記第１の補正係数決定手段で決定した複数フレーム分の前記補正係数に基づいて補正値を決定する第１の補正値決定手段と、
該第１の補正値決定手段で決定した補正値に基づいて前記画像信号及び前記基準値の補正を行なう第１の補正手段とを備え、
前記第２の信号処理回路は、
フレーム毎に前記遮光領域信号の平均値を算出する第２の平均値算出手段と、
該第２の平均値算出手段で算出した遮光領域信号の平均値と基準値との差分値を算出する第２の差分値算出手段と、
該第２の差分値算出手段で算出した差分値に基づいて前記画像信号及び前記基準値の補正を行なう第２の補正手段とを備える
ことを特徴とするカメラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は信号処理回路及び固体撮像装置、並びにカメラに関する。詳しくは、固体撮像素子から出力される画像信号の基準レベルの調整を行なう信号処理回路及びこうした信号処理回路を備える固体撮像装置やカメラに係るものである。
【背景技術】
【０００２】
ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）型固体撮像素子に代表されるＸ−Ｙアドレス型の固体撮像素子は、図４で示す様に、多数の画素がマトリクス状に配列されており、この画素部５２の各行（以下、ラインと称する。）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、カラムと称する。）を順に選択するための水平走査回路６０と、信号を出力するための出力回路６１を備えている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
ここで、垂直走査回路５４と水平走査回路６０は、例えば、シフトレジスタによって構成され、垂直走査パルス及び水平走査パルスを各ライン及び各カラムに１個ずつ順に発生する様に構成されている。
【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を全て通電させ、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６０は、各垂直信号線５５に接続されているトランジスタ５７に水平選択線５９を介してパルス信号を加え、トランジスタ５７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画像信号は、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】
ところで、一般に固体撮像素子やアナログ部品は周辺温度によりその特性が変化するために経時変化により基準レベル（黒レベル）が変動し、固体撮像素子からの画像信号の黒浮き等が生じることがある。
【０００７】
そのため、固体撮像素子の画像部に遮光領域を形成し、この遮光領域における画像信号（以下、「遮光領域信号」と称する。）のレベルを検知し、設定基準レベル（設定黒レベル）との差分量を算出した上で、その差分量に基づいて固体撮像素子が撮像した画像信号全体に差分量を加算若しくは減算するクランプ処理を行うことで、黒レベル変動を抑えている。
【０００８】
具体的には、図５で示す様に、固体撮像素子からの画像信号は、アナログデジタル変換器（Ａｎａｌｏｇ−ｔｏ−Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）１０１によってデジタル信号に変換された後に、ＯＰＢ（オプティカルブラック）平均値算出手段１０２によって遮光領域信号の平均値を算出し、差分値算出手段１０３によって所定の設定基準レベル（設定黒レベル）と遮光領域信号の平均値との差分値を算出した上で、加減算処理手段１０４によって算出された差分値に基づいて固体撮像素子からの画像信号（デジタル変換済み）に加算処理若しくは減算処理を行っている。
【０００９】
さて、上記の様な信号処理、即ち、フレーム毎に遮光領域信号の設定基準レベルからのズレ量を反映させる方法を採った場合には、あるフレームで遮光領域信号に大きなノイズが発生した場合に、そうしたノイズに固体撮像素子からの画像信号が追従してしまい、フレーム毎に基準レベル（黒レベル）が変動するが故に、画の明るさが変わって画質の劣化を招いてしまう。
【００１０】
そのために、フレーム単位で画像信号の加算処理若しくは減算処理を行うのではなく、複数フレームを単位グループとして、グループ単位で画像信号の加算処理若しくは減算処理が行われている。
具体的には、図６で示す様に、固体撮像素子からの画像信号がアナログデジタル変換器１０１によってデジタル信号に変換された後に、ＯＰＢ平均値算出手段１０２によって遮光領域信号の平均値を算出する。次に、差分値算出手段１０３によって所定の設定基準レベル（設定黒レベル）と遮光領域信号の平均値との差分値を算出し、算出された複数フレーム分（例えば、１０フレーム分）の差分値の平均値を差分平均値算出手段１０５によって算出した上で、加減算処理手段１０４によって算出された差分値の平均値に基づいて固体撮像素子からの画像信号（デジタル変換済み）に加算処理若しくは減算処理を行っている。
【００１１】
【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】
【００１２】
しかしながら、差分平均値算出手段により差分値の平均値を算出する場合には、一般には、ＦＩＲ（Ｆｉｎｉｔｅ  Ｉｍｐｕｌｓｅ  Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）フィルタ等の積分フィルタを用いて信号処理回路を構成するのが一般的であるが、ＦＩＲフィルタ等で差分値の積分を行なう回路構成とした場合には、回路規模が非常に大きくなってしまう。
なお、固体撮像素子に基本信号処理が組み合わされたような集積回路構成においては特に、基本信号処理回路部を小規模回路で画質を落とすことなく実装することが望まれている。
【００１３】
本発明は以上の点に鑑みて創案されたものであって、固体撮像素子から出力される画像信号の基準レベルの補正を行なう回路規模の縮小化が実現できる信号処理回路及びこうした信号処理回路を有する固体撮像措置並びにカメラを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の目的を達成するために、本発明に係る信号処理回路では、固体撮像素子から出力される遮光領域信号を含む画像信号の補正処理を、複数フレームを単位グループとして、グループ毎に行なう信号処理回路において、グループ毎に前記遮光領域信号の平均値を算出する平均値算出手段と、同一グループ内の各フレームにおける遮光領域信号の平均値と基準値との差分値を算出する差分値算出手段と、該差分値算出手段で算出した差分値が属する範囲に基づいて補正係数を決定する補正係数決定手段と、グループ毎に、前記補正係数決定手段で決定した複数フレーム分の前記補正係数に基づいて補正値を決定する補正値決定手段と、該補正値決定手段で決定した補正値に基づいて前記画像信号及び前記基準値の補正を行なう補正手段とを備える。
【００１５】
ここで、補正係数決定手段が、差分値算出手段で算出した差分値が属する範囲に基づいて補正係数を決定することによって、補正値を決定する補正値決定手段の小型化が実現する。
即ち、差分値算出手段で算出した差分値に基づいて補正係数を決定する場合には、補正係数が差分値と同様に多数の値を取り得ることとなるために、補正値決定手段で補正値を決定する際に多数の値を取り得る補正係数に基づいて処理を行なう必要があるのに対して、差分値算出手段で算出した差分値が属する範囲に基づいて補正係数を決定する場合には、「差分値が属する範囲」である「所定の数値幅」に対応して補正係数が決定されることとなり、補正係数の取り得る値が減少することとなるために、補正値を決定する補正値決定手段の小型化が実現するのである。
【００１６】
また、本発明に係る信号処理回路では、第１の信号処理回路及び第２の信号処理回路を備え、選択手段により第１の信号処理回路若しくは第２の信号処理回路のいずれか一方が選択され、選択された第１の信号処理回路若しくは第２の信号処理回路によって固体撮像素子から出力される遮光領域信号を含む画像信号の補正処理を行なう信号処理回路であって、前記第１の信号処理回路は、複数フレームを単位グループとして、グループ毎に画像信号の補正処理を行なうと共に、フレーム毎に前記遮光領域信号の平均値を算出する第１の平均値算出手段と、同一グループ内の各フレームにおける遮光領域信号の平均値と基準値との差分値を算出する第１の差分値算出手段と、該第１の差分値算出手段で算出した差分値が属する範囲に基づいて補正係数を決定する第１の補正係数決定手段と、グループ毎に、前記第１の補正係数決定手段で決定した複数フレーム分の前記補正係数に基づいて補正値を決定する第１の補正値決定手段と、該第１の補正値決定手段で決定した補正値に基づいて前記画像信号及び前記基準値の補正を行なう第１の補正手段とを備え、前記第２の信号処理回路は、フレーム毎に前記遮光領域信号の平均値を算出する第２の平均値算出手段と、該第２の平均値算出手段で算出した遮光領域信号の平均値と基準値との差分値を算出する第２の差分値算出手段と、該第２の差分値算出手段で算出した差分値に基づいて前記画像信号及び前記基準値の補正を行なう第２の補正手段とを備える。
【００１７】
ここで、第１の補正係数決定手段が、第１の差分値算出手段で算出した差分値が属する範囲に基づいて補正係数を決定することによって、補正値を決定する第１の補正値決定手段の小型化が実現する。
即ち、第１の差分値算出手段で算出した差分値に基づいて補正係数を決定する場合には、補正係数が差分値と同様に多数の値を取り得ることとなるために、第１の補正値決定手段で補正値を決定する際に多数の値を取り得る補正係数に基づいて処理を行なう必要があるのに対して、第１の差分値算出手段で算出した差分値が属する範囲に基づいて補正係数を決定する場合には、「差分値が属する範囲」である「所定の数値幅」に対応して補正係数が決定されることとなり、補正係数の取り得る値が減少することとなるために、補正値を決定する第１の補正値決定手段の小型化が実現するのである。
【００１８】
また、上記の目的を達成するために、本発明に係る固体撮像装置では、固体撮像素子と、
該固体撮像素子から出力される遮光領域信号を含む画像信号の補正処理を、複数フレームを単位グループとして、グループ毎に行なう信号処理回路とを備える固体撮像装置において、前記信号処理回路は、フレーム毎に前記遮光領域信号の平均値を算出する平均値算出手段と、同一グループ内の各フレームにおける遮光領域信号の平均値と基準値との差分値を算出する差分値算出手段と、該差分値算出手段で算出した差分値が属する範囲に基づいて補正係数を決定する補正係数決定手段と、グループ毎に、前記補正係数決定手段で決定した複数フレーム分の前記補正係数に基づいて補正値を決定する補正値決定手段と、
該補正値決定手段で決定した補正値に基づいて前記画像信号及び前記基準値の補正を行なう補正手段とを備える。
【００１９】
ここで、補正係数決定手段が、差分値算出手段で算出した差分値が属する範囲に基づいて補正係数を決定することによって、補正値を決定する補正値決定手段の小型化が実現する。
【００２０】
また、本発明に係る固体撮像装置では、固体撮像素子と、該固体撮像素子から出力される遮光領域信号を含む画像信号の補正処理を、複数フレームを単位グループとして、グループ毎に行なう信号処理回路とを備える固体撮像装置において、前記信号処理回路は、第１の信号処理回路及び第２の信号処理回路を備え、選択手段により第１の信号処理回路若しくは第２の信号処理回路のいずれか一方が選択され、選択された第１の信号処理回路若しくは第２の信号処理回路によって前記固体撮像素子から出力される遮光領域信号を含む画像信号の補正処理を行ない、前記第１の信号処理回路は、複数フレームを単位グループとして、グループ毎に画像信号の補正処理を行なうと共に、フレーム毎に前記遮光領域信号の平均値を算出する第１の平均値算出手段と、同一グループ内の各フレームにおける遮光領域信号の平均値と基準値との差分値を算出する第１の差分値算出手段と、該第１の差分値算出手段で算出した差分値が属する範囲に基づいて補正係数を決定する第１の補正係数決定手段と、グループ毎に、前記第１の補正係数決定手段で決定した複数フレーム分の前記補正係数に基づいて補正値を決定する第１の補正値決定手段と、該第１の補正値決定手段で決定した補正値に基づいて前記画像信号及び前記基準値の補正を行なう第１の補正手段とを備え、前記第２の信号処理回路は、フレーム毎に前記遮光領域信号の平均値を算出する第２の平均値算出手段と、該第２の平均値算出手段で算出した遮光領域信号の平均値と基準値との差分値を算出する第２の差分値算出手段と、該第２の差分値算出手段で算出した差分値に基づいて前記画像信号及び前記基準値の補正を行なう第２の補正手段とを備える。
【００２１】
ここで、第１の補正係数決定手段が、第１の差分値算出手段で算出した差分値が属する範囲に基づいて補正係数を決定することによって、補正値を決定する補正値決定手段の小型化が実現する。
【００２２】
また、上記の目的を達成するために、本発明に係るカメラでは、固体撮像素子と、該固体撮像素子の撮像エリア上に入射光を導く光学系と、該固体撮像素子から出力される遮光領域信号を含む画像信号の補正処理を、複数フレームを単位グループとして、グループ毎に行なう信号処理回路を備えるカメラにおいて、前記信号処理回路は、フレーム毎に前記遮光領域信号の平均値を算出する平均値算出手段と、同一グループ内の各フレームにおける遮光領域信号の平均値と基準値との各差分値を算出する差分値算出手段と、該差分値算出手段で算出した差分値が属する範囲に基づいて補正係数を決定する補正係数決定手段と、グループ毎に、前記補正係数決定手段で決定した複数フレーム分の前記補正係数に基づいて補正値を決定する補正値決定手段と、該補正値決定手段で決定した補正値に基づいて前記画像信号及び前記基準値の補正を行なう補正手段とを備える。
【００２３】
ここで、補正係数決定手段が、差分値算出手段で算出した差分値が属する範囲に基づいて補正係数を決定することによって、補正値を決定する補正値決定手段の小型化が実現する。
【００２４】
また、本発明に係るカメラでは、固体撮像素子と、該固体撮像素子の撮像エリア上に入射光を導く光学系と、該固体撮像素子から出力される遮光領域信号を含む画像信号の補正処理を、複数フレームを単位グループとして、グループ毎に行なう信号処理回路を備えるカメラにおいて、前記信号処理回路は、第１の信号処理回路及び第２の信号処理回路を備え、選択手段により第１の信号処理回路若しくは第２の信号処理回路のいずれか一方が選択され、選択された第１の信号処理回路若しくは第２の信号処理回路によって前記固体撮像素子から出力される遮光領域信号を含む画像信号の補正処理を行ない、前記第１の信号処理回路は、複数フレームを単位グループとして、グループ毎に画像信号の補正処理を行なうと共に、フレーム毎に前記遮光領域信号の平均値を算出する第１の平均値算出手段と、同一グループ内の各フレームにおける遮光領域信号の平均値と基準値との差分値を算出する第１の差分値算出手段と、該第１の差分値算出手段で算出した差分値が属する範囲に基づいて補正係数を決定する第１の補正係数決定手段と、グループ毎に、前記第１の補正係数決定手段で決定した複数フレーム分の前記補正係数に基づいて補正値を決定する第１の補正値決定手段と、該第１の補正値決定手段で決定した補正値に基づいて前記画像信号及び前記基準値の補正を行なう第１の補正手段とを備え、前記第２の信号処理回路は、フレーム毎に前記遮光領域信号の平均値を算出する第２の平均値算出手段と、該第２の平均値算出手段で算出した遮光領域信号の平均値と基準値との差分値を算出する第２の差分値算出手段と、該第２の差分値算出手段で算出した差分値に基づいて前記画像信号及び前記基準値の補正を行なう第２の補正手段とを備える。
【００２５】
ここで、第１の補正係数決定手段が、第１の差分値算出手段で算出した差分値が属する範囲に基づいて補正係数を決定することによって、補正値を決定する補正値決定手段の小型化が実現する。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の信号処理回路では、固体撮像素子から出力される画像信号の基準レベルの補正を行なう回路規模の縮小化が実現できる。また、本発明の信号処理回路の縮小化に伴って、本発明の固体撮像装置及びカメラも縮小化が実現する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明し、本発明の理解に供する。
図１は本発明を適用したカメラの一例であるＣＭＯＳ型固体撮像装置を説明するための模式図であり、ここで示すＣＭＯＳ型固体撮像装置１は、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ＣＭＯＳ型固体撮像素子１２と、シャッタ１１とＣＭＯＳ型固体撮像素子１２を制御する制御部１３と、ＣＭＯＳ型固体撮像素子１２により撮像された画像信号に所定の信号処理を行なう信号処理回路１４を備えている。
【００２８】
ここで、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、ＣＭＯＳ型固体撮像素子１２に入射する。ＣＭＯＳ型固体撮像素子１２は、被写体を撮像する画素部を有している。なお、画素部は光が照射される有効画素領域と、アルミ薄膜等による遮光がなされたオプティカルブラック領域とで構成されている。
【００２９】
また、制御部１３は、シャッタ１１の開閉動作を制御すると共に、ＣＭＯＳ型固体撮像素子１２を制御して画像信号を信号処理回路１４に出力させる。
【００３０】
なお、ＣＭＯＳ型固体撮像素子１２は、上記した従来のＣＭＯＳ型固体撮像素子と同様に（図４参照。）、多数の画素がマトリクス状に配列されており、この画素部５２の各ラインを順に選択するための垂直走査回路５４と、画素部の各カラムを順に選択するための水平走査回路６０と、信号を出力するための出力回路６１を備えている。垂直走査回路５４と水平走査回路６０は、例えば、シフトレジスタによって構成され、垂直走査パルス及び水平走査パルスを各ライン及び各カラムに１個ずつ順に発生する様に構成されている。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を全て通電させ、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ＣＤＳ５６等の回路に供給される。水平走査回路６０は、各垂直信号線５５に接続されているトランジスタ５７に水平選択線５９を介してパルス信号を加え、トランジスタ５７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画像信号は、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。
【００３１】
さて、信号処理回路１４は、ＣＭＯＳ型固体撮像素子の遮光領域信号のレベルを検知して、複数フレームを単位グループとして、グループ単位で画像信号の加算処理若しくは減算処理を行う様に構成されている。
【００３２】
具体的には、図２で示す様に、ＣＭＯＳ型固体撮像素子からの画像信号は、アナログデジタル変換器２１によってデジタル信号に変換された後に第１の信号処理回路２３及び第２の信号処理回路２４に入力されることとなる。なお、選択手段２２によって選択された処理回路によって信号処理がなされることとなる。
【００３３】
（第１の信号処理回路について）図３（ａ）参照
先ず、遮光領域信号が第１の信号処理回路に入力すると、ＯＰＢ平均値算出手段（１）２５によって遮光領域信号の平均値を算出し、差分値算出手段（１）２６によって設定基準レベル（設定黒レベル）と遮光領域信号の平均値との差分値を算出する。次に、補正係数決定手段２７によって差分値算出手段（１）で算出された差分値を所定の第１の閾値レンジ（不感帯）と比較処理を行って、第１の閾値レンジよりも大きければ（第１の閾値レンジ＜差分値）補正係数として"１"を出力し、第１の閾値レンジ内であれば補正係数として"０"を出力し、第１の閾値レンジよりも小さければ（第１の閾値レンジ＞差分値）補正係数として"−１"を出力する。
【００３４】
続いて、積分器２８によって、補正係数決定手段が出力する"１"、"０"、"−１"の３値のデータを単位グループに対応する複数フレーム（例えば１０フレーム）分だけ加算処理を行う。こうした積分結果により現在のグループにおける黒レベルがそれまでの黒レベルに対して高い側にあるか低い側にあるかといった積分情報を得ることができる。
【００３５】
次に、補正値決定手段２９によって、積分器による積分結果に対して第２の閾値レンジと比較処理を行って、第２の閾値レンジよりも大きければ（第２の閾値レンジ＜積分結果）補正値として"１"を出力し、第２の閾値レンジ内であれば（第２の閾値レンジ＝積分結果）補正値として"０"を出力し、第２の閾値レンジよりも小さければ（第２の閾値レンジ＞積分結果）補正値として"−１"を出力する。なお、カウンタ３０のカウント値によってフレーム数を計測し、単位グループに対応するフレーム数が終了した時点で補正値決定手段の判定を行うとともに、積分器にメモリされたデータのリセット処理を行なう。
【００３６】
その後、加減算処理手段３３によって、補正値決定手段により決定された補正値に基づいて画像信号の加算処理若しくは減算処理を行う。
【００３７】
（第２の信号処理回路について）図３（ｂ）参照
次に、遮光領域信号が第２の信号処理回路に入力すると、ＯＰＢ平均値算出手段（２）３１によって遮光領域信号の平均値を算出し、差分値算出手段（２）３２によって設定基準レベル（黒レベル）と遮光領域信号の平均値との差分値を算出する。
【００３８】
その後、加減算処理手段３３によって、差分値算出手段（２）により算出された差分値に基づいて画像信号の加算処理若しくは減算処理を行うと共に、設定基準レベル（黒レベル）についても加算処理若しくは減算処理を行って更新を行なう。
【００３９】
本発明を適用した信号処理回路では、デジタルフィルターで一般的なＦＩＲ等の積分回路構成と比較すると、回路規模の縮小化が可能である。
即ち、積分対象の信号量（ｎ−ｂｉｔ）をそのままの状態で単位グループ分だけ積分処理を行った場合には、信号量のｂｉｔ数や単位グループ内のフレーム数が多い場合には、一般的なＦＩＲ等の積分フィルタで信号処理回路を構成すると回路規模が増大するのに対して、本発明は積分対象信号量（ｎ−ｂｉｔ）から補正係数決定手段により２ｂｉｔに変換を行っているために、信号処理回路の回路規模の縮小化が可能となるのである。
【００４０】
また、第１の信号処理回路と第２の信号処理回路とを選択手段で使い分けることによって、具体的には、黒レベルの変動に高速に追従したい場合（電源を入れて直ぐの場合等）には第２の信号処理回路を選択し、黒レベルの変動に低速で追従したい場合には第１の信号処理回路を選択するといった具合に使い分けることによって、状況に応じた画像信号の補正処理を行なうことが可能となる。
【００４１】
なお、本実施例では、補正値決定手段において、積分結果と第２の閾値レンジとを比較した上で、"１"、"０"、"−１"の３値を補正値として出力することとしているが、それらの値にゲインをかけて補正値調整を設けてもよい。
また、上記ゲイン、第２の閾値レンジ、カウンタの設定値を調整することで、追従の速さを制御することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明を適用したカメラの一例であるＣＭＯＳ型固体撮像装置を説明するための模式図である。
【図２】信号処理回路を説明するための模式図である。
【図３】第１の信号処理回路及び第２の信号処理回路を説明するための模式図である。
【図４】ＣＭＯＳ型固体撮像素子を説明するための模式図である。
【図５】従来の信号処理回路を説明するための模式図（１）である。
【図６】従来の信号処理回路を説明するための模式図（２）である。
【符号の説明】
【００４３】
１    ＣＭＯＳ型固体撮像装置
１０    レンズ
１１    シャッタ
１２    ＣＭＯＳ型固体撮像素子
１３    制御部
１４    信号処理回路
２１    アナログデジタル変換器
２２    選択手段
２３    第１の信号処理回路
２４    第２の信号処理回路
２５    ＯＰＢ平均値算出手段（１）
２６    差分値算出手段（１）
２７    補正係数決定手段
２８    積分器
２９    補正値決定手段
３０    カウンタ
３１    ＯＰＢ平均値算出手段（２）
３２    差分値算出手段（２）
３３    加減算処理手段
【図１】
2008289015.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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