(57)【要約】  【課題】  本発明は、色フィルタの透過率による影響を除いた固体撮像素子におけるＦＰＮが画像信号より除去することが可能な撮像装置及び固定パターンノイズ補正処理方法を提供することを目的とする。  【解決手段】  均一光照射時における各色信号に対して、平均値演算部６３で平均値を求めるとともに、各画素の色信号をメモリ６１内に格納する。その後、ＦＰＮ成分抽出部６４において、メモリ６１から読み出された各画素の色信号から、その色信号に対して平均値演算部６３で求められた平均値を減算することで、ＦＰＮ成分を抽出する。この抽出したＦＰＮ成分を各画素毎にメモリ６１に格納する。【選択図】      図８
2005079766.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射光量に応じた電気信号を発生するとともに複数種類の色フィルタが設けられた画素を備える固体撮像素子を備える撮像装置において、
前記各画素間の出力バラツキを表す固定パターンノイズ成分を含むノイズ信号が前記固体撮像素子から出力されたとき、当該ノイズ信号より前記固定パターンノイズ成分を抽出するノイズ成分抽出部と、
前記固定パターンノイズ成分を前記固体撮像素子の各画素毎に格納するメモリと、
前記固体撮像素子が撮像動作を行うとき、当該撮像時における画像信号と前記メモリに格納した前記固定パターンノイズ成分とが前記各画素毎に与えられ、該画像信号から該固定パターンノイズを除去するノイズ成分除去部と、
を備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記ノイズ成分抽出部において、前記各画素毎に、前記ノイズ信号から当該画素に設けられた前記色フィルタの透過率により発生するオフセットを減じることによって前記固定パターンノイズ成分を抽出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】
前記色フィルタにより発生するオフセットが、前記色フィルタの種類毎に求められた同一種類の前記色フィルタが設けられた前記画素からのノイズ信号の平均値であ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】
前記固体撮像素子が入射光量に対して線形変換した電気信号を発生することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項５】
前記固体撮像素子が入射光量に対して対数変換した電気信号を発生することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項６】
前記固体撮像素子が入射光量に対して電気信号を発生する際に用いる光電変換特性を入射される輝度値に応じて切り換えることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項７】
前記固体撮像素子が入射光量に対して電気信号を発生する際に用いる光電変換特性を入射される輝度値に応じて線形変換特性及び対数変換特性のいずれかに切り換えることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項８】
前記固体撮像装置に均一光が照射されたときに前記固体撮像装置から出力される画像信号を前記ノイズ信号とすることを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項９】
入射光量に応じた電気信号を発生するとともに複数種類の色フィルタが設けられた画素を備える固体撮像素子から出力される画像信号より、前記各画素間の出力バラツキを表す固定パターンノイズ成分を除去する固定パターンノイズ補正処理方法において、
前記固定パターンノイズ成分を含むノイズ信号が前記固体撮像素子から出力されたとき、当該ノイズ信号より前記固定パターンノイズ成分を抽出する第１ステップと、
前記固定パターンノイズ成分を前記固体撮像素子の各画素毎に前記固体撮像素子外部のメモリに格納する第２ステップと、
前記固体撮像素子が撮像動作を行うとき、当該撮像時における画像信号から前記メモリに格納した前記固定パターンノイズを除去する第３ステップと、
を備えることを特徴とする固定パターンノイズ補正処理方法。
【請求項１０】
前記第１ステップにおいて、前記各画素毎に、前記ノイズ信号から当該画素に設けられた前記色フィルタの透過率により発生するオフセットを減じることによって前記固定パターンノイズ成分を抽出することを特徴とする請求項９に記載の固定パターンノイズ補正処理方法。
【請求項１１】
前記色フィルタにより発生するオフセットが、前記色フィルタの種類毎に求められた同一種類の前記色フィルタが設けられた前記画素からのノイズ信号の平均値であることを特徴とする請求項１０に記載の固定パターンノイズ補正処理方法。
【請求項１２】
前記固体撮像装置に均一光が照射されたときに前記固体撮像装置から出力される画像信号を前記ノイズ信号とすることを特徴とする請求項９〜請求項１１のいずれかに記載の固定パターンノイズ補正処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体撮像素子に生じる固定パターンノイズ（ＦＰＮ）を除去する撮像装置に関するもので、特に、複数種類の色フィルタを備えてカラー画像を撮像する撮像装置に関する。又、本発明は、このような撮像装置における固定パターンノイズ補正処理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、入射光量に対して線形変換する線形変換動作を行う固体撮像素子においては、そのダイナミックレンジが２桁と狭いため、広い輝度範囲の輝度分布を構成する被写体を撮像したときは、ダイナミックレンジ以外の範囲の輝度情報は出力されない。又、従来の固体撮像装置として、入射光量に対して対数変換する対数変換動作を行うものがある（特許文献１参照）。この固体撮像素子においては、そのダイナミックレンジが５〜６桁と広いため、少々広い輝度範囲の輝度分布を構成する被写体を撮像しても、輝度分布内の全輝度情報を電気信号に変換して出力することができる。しかしながら、被写体の輝度分布に対してその撮像可能領域が広くなるので、撮像可能領域内の低輝度領域又は高輝度領域において、輝度データの無い領域ができてしまう。
【０００３】
これらに対して、従来の固体撮像素子として、上述の線形変換動作と対数変換動作とを切り換えることが可能なものがある（特許文献２参照）。このような線形変換動作と対数変換動作が切換可能な固体撮像素子において、各画素の感度バラツキを除去するために、リセット時のノイズ信号を画像信号から減算する動作が固体撮像素子内において行われている。しかしながら、このように固体撮像素子内において画像信号からノイズ信号を減算することでノイズ除去を行っても、各画素を構成するＭＯＳトランジスタの閾値バラツキなどが原因となるオフセットが完全に除去されずに、固体撮像素子から出力される画像信号にＦＰＮが重畳した状態となっていた。
【０００４】
このような画像信号に重畳したＦＰＮを除去するために、本出願人は、対数変換特性による光電変換動作を行う固体撮像素子に均一光を与えて得られた固体撮像素子のＦＰＮを表すシェーディングデータをメモリに記憶した後、撮像されて得られた画像信号に対して補正演算回路でメモリに記憶したシェーディングデータを減算して補正する固体撮像装置を提案している（特許文献３参照）。又、色フィルタを備えた対数変換特性による光電変換動作を行う固体撮像素子において、白色光照射時の各色信号を補正データとしてメモリに記憶した後、撮像されて得られた各色信号に対して補正演算回路でメモリに記憶した各色信号の補正データを減算してホワイトバランスをとる固体撮像装置を提案している（特許文献４参照）。更に、対数変換特性による光電変換動作を行う固体撮像素子に均一光を与えて得られた固体撮像素子のＦＰＮを表すシェーディングデータにおける補正を行うとともに、均一光照射時の温度と撮像時の温度との差異に基づく感度変化に対する補正を行う固体撮像装置を提案している（特許文献５参照）。
【特許文献１】特開平１１−３１３２５７号公報
【特許文献２】特開２００２−７７７３３号公報
【特許文献３】特開平５−３０３５０号公報
【特許文献４】特開平５−１６８０２２号公報
【特許文献５】特開２０００−３０７９６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献４における固体撮像装置では、対数変換特性のみによる光電変換動作を行う固体撮像素子から出力される画像信号を補正することに対しては有効であるが、線形変換特性による光電変換動作を行う固体撮像素子については、ホワイトバランスがとることができない。又、色フィルタを備えた固体撮像素子のＦＰＮを除去するために、特許文献３〜特許文献５のようにして均一光照射時の画像信号をメモリに記憶して、撮像時の画像信号から減算したとき、色フィルタの透過率によって生じるオフセットも除去してしまう。そのため、光電変換動作に線形変換特性を含むような固体撮像素子を備えた撮像装置においては、ホワイトバランス処理を行うために後段に設けられる回路における演算処理が複雑なものとなってしまうという問題が生じる。
【０００６】
このような問題を鑑みて、本発明は、色フィルタの透過率による影響を除いた固体撮像素子におけるＦＰＮが画像信号より除去することが可能な撮像装置及び固定パターンノイズ補正処理方法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】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の撮像装置は、入射光量に応じた電気信号を発生するとともに複数種類の色フィルタが設けられた画素を備える固体撮像素子を備える撮像装置において、前記各画素間の出力バラツキを表す固定パターンノイズ成分を含むノイズ信号が前記固体撮像素子から出力されたとき、当該ノイズ信号より前記固定パターンノイズ成分を抽出するノイズ成分抽出部と、前記固定パターンノイズ成分を前記固体撮像素子の各画素毎に格納するメモリと、前記固体撮像素子が撮像動作を行うとき、当該撮像時における画像信号と前記メモリに格納した前記固定パターンノイズ成分とが前記各画素毎に与えられ、該画像信号から該固定パターンノイズを除去するノイズ成分除去部と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
このような撮像装置において、前記ノイズ成分抽出部において、前記各画素毎に、前記ノイズ信号から当該画素に設けられた前記色フィルタの透過率により発生するオフセットを減じることによって前記固定パターンノイズ成分を抽出することにより、前記色フィルタの透過率の差異による異なるオフセットを前記画像信号から除去することなく、純粋に前記固定パターンノイズのみを除去することができ、後段に設けるホワイトバランス処理が複雑なものでなくなる。更に、このとき、前記色フィルタにより発生するオフセットを、前記色フィルタの種類毎に求められた同一種類の前記色フィルタが設けられた前記画素からのノイズ信号の平均値としても構わない。
【０００９】
又、前記ノイズ成分抽出部が、前記色フィルタの種類毎に前記ノイズ信号の平均値を求める平均値演算部と、前記色フィルタの種類毎に前記ノイズ信号から前記ノイズ信号の平均値を減算する減算部と、を備え、前記ノイズ信号を前記メモリに一時的に格納するとともに前記平均値演算部が前記ノイズ信号の平均値を前記色フィルタの種類毎に求めた後、前記減算部が前記色フィルタの種類毎に前記メモリに一時的に格納した前記ノイズ信号から前記ノイズ信号の平均値を減算して前記固定パターンノイズ成分を抽出し、前記メモリに格納する。
【００１０】
これらの撮像装置において、前記固体撮像素子が入射光量に対して線形変換した電気信号を発生するものとしても構わないし、入射光量に対して対数変換した電気信号を発生するものとしても構わない。又、このとき、前記固体撮像素子が入射光量に対して電気信号を発生する際に用いる光電変換特性を入射される輝度値に応じて切り換えるものとしても構わない。
【００１１】
更に、前記固体撮像素子が入射光量に対して電気信号を発生する際に用いる光電変換特性を入射される輝度値に応じて線形変換特性及び対数変換特性のいずれかに切り換えるものとしても構わない。このとき、前記固体撮像素子の各画素が、入射光量に応じた電気信号を発生する感光素子と、当該感光素子の一方の電極に第１電極が接続されるトランジスタと、を備え、前記入射光量が所定値までは前記トランジスタが不作動状態であり、当該所定値を超えると前記トランジスタがサブスレッショルド領域で動作し、又、リセット時に前記トランジスタに与える信号の値と撮像時に前記トランジスタに与える値との差を変更することで前記トランジスタの動作を切り換える前記入射光量の所定値を切り換えるものとしても構わない。
【００１２】
又、上述の撮像装置において、前記固体撮像装置に均一光が照射されたときに前記固体撮像装置から出力される画像信号を前記ノイズ信号とするものとしても構わない。
【００１３】
又、本発明の固定パターンノイズ補正処理方法は、入射光量に応じた電気信号を発生するとともに複数種類の色フィルタが設けられた画素を備える固体撮像素子から出力される画像信号より、前記各画素間の出力バラツキを表す固定パターンノイズ成分を除去する固定パターンノイズ補正処理方法において、前記固定パターンノイズ成分を含むノイズ信号が前記固体撮像素子から出力されたとき、当該ノイズ信号より前記固定パターンノイズ成分を抽出する第１ステップと、前記固定パターンノイズ成分を前記固体撮像素子の各画素毎に前記固体撮像素子外部のメモリに格納する第２ステップと、前記固体撮像素子が撮像動作を行うとき、当該撮像時における画像信号から前記メモリに格納した前記固定パターンノイズ成分を除去する第３ステップと、を備えることを特徴とする。
【００１４】
このような固定パターンノイズ補正処理方法において、前記第１ステップにおいて、前記各画素毎に、前記ノイズ信号から当該画素に設けられた前記色フィルタの透過率により発生するオフセットを減じることによって前記固定パターンノイズ成分を抽出する。又、前記色フィルタにより発生するオフセットが、前記色フィルタの種類毎に求められた同一種類の前記色フィルタが設けられた前記画素からのノイズ信号の平均値である。更に、前記固体撮像装置に均一光が照射されたときに前記固体撮像装置から出力される画像信号を前記ノイズ信号とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によると、固定パターンノイズ成分のみをメモリに格納して、メモリに格納した固定パターンノイズに基づいて、撮像動作を行ったときに固体撮像素子から出力される画像信号から固定パターンノイズのみを除去することができる。よって、従来のように、均一光などが照射されたときに得られるノイズ信号を減算して各画素毎の感度バラツキなどが原因となるノイズ成分を除去する場合と異なり、色フィルタの透過率の差異により生じるオフセットをも除去することなく、純粋に固定パターンノイズ成分のみを除去することができる。よって、光電変換特性として線形変換特性を備える固体撮像素子を有する場合などにおいて、従来においては、固定パターンノイズ成分とともに色フィルタの透過率によるオフセットを除去するため、ホワイトバランス処理を行ったとき、そのホワイトバランスが崩れてしまうが、当該発明では、固定パターンノイズ成分のみが除去されるため、ホワイトバランスを崩れることを防ぐことができる。即ち、本発明によると、後段に設けられるホワイトバランス処理を行うための回路を、従来と比べて、簡単な構成とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
＜撮像装置の構成＞
本発明の撮像装置の構成について、図１を参照して説明する。図１は、本発明の撮像装置の内部構成を示すブロック図である。
【００１７】
図１の撮像装置は、複数のレンズから構成される光学系１と、光学系１を通じて入射される光の入射光量を電気信号に変換する固体撮像素子２と、固体撮像素子２から出力される電気信号を増幅するアンプ３と、アンプ３で増幅された電気信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換回路４と、ＡＤ変換回路４からのデジタル信号の最低レベルを設定する黒基準補正回路５と、黒基準補正回路５で黒基準値により補正されたデジタル信号が固体撮像素子２の各画素の感度などによるＦＰＮを除去するＦＰＮ補正回路６と、ＦＰＮ補正回路６でＦＰＮ除去されたデジタル信号より自動露出制御（ＡＥ）及びホワイトバランス（ＷＢ）を行うためのそれぞれの評価値を検出するＡＥ・ＷＢ評価値検出回路７と、ＦＰＮ補正回路６でＦＰＮ除去されたデジタル信号について色バランスがとれるように各色信号毎に補正を行うＷＢ制御回路８と、ＷＢ制御回路８から出力される隣接する複数の画素の色信号に基づいて各色信号の補間を行う色補間回路９と、色補間回路９から出力される各色信号を他の色信号により色合いを各画素毎に補正する色補正回路１０と、色補正回路１０から出力されるデジタル信号の階調変換を行う階調変換回路１１と、階調変換回路１１から出力されるデジタル信号についてエッジ強調などの処理を施すコアリング回路１２と、各ブロックの制御を行う全体制御部１３と、光学系１に備えられる絞り１ａによる露光量を制御する絞り制御部１４と、固体撮像素子２及びＡＤ変換回路４に動作タイミング用のクロックを与えるタイミング生成回路１５と、を備える。
【００１８】
このように構成される撮像装置は、光学系１を介して光が各画素毎に異なる色フィルタを備えた固体撮像素子２に入射されると、各画素において光電変換動作が行われ、各画素毎に異なる色信号となるアナログ信号が出力される。即ち、図２のように、ＲＧＢによるベイヤ型配列となる色フィルタが固体撮像素子２に設けられるとき、Ｒとなる色フィルタが設けられた画素からは赤色を表すＲ信号が、Ｇとなる色フィルタが設けられた画素からは緑色を表すＧ信号が、Ｂとなる色フィルタが設けられた画素からは青色を表すＢ信号が、それぞれ出力される。尚、固体撮像素子２は、後述するように、全体制御部１３から与えられるダイナミックレンジを変化させるダイナミックレンジ制御信号によって、線形変換動作及び対数変換動作を切り換える輝度を変更させる。
【００１９】
この固体撮像素子２からシリアルに出力されるＲ信号及びＧ信号及びＢ信号が、アンプ３において増幅された後、ＡＤ変換回路４においてデジタル信号に変換される。このようにデジタル信号に変換されたＲ信号及びＧ信号及びＢ信号が黒基準補正回路５に与えられると、全体制御部１３から与えられるダイナミックレンジ制御信号に基づいて、最低輝度値となる黒レベルが基準値（０）に補正される。即ち、固体撮像素子２のダイナミックレンジによって黒レベルが異なるため、ＡＤ変換回路４から出力されるＲ信号及びＧ信号及びＢ信号それぞれの信号レベルに対して、黒レベルとなる信号レベルが減算されることで、基準値補正が行われる。
【００２０】
この黒基準補正が行われたＲ信号及びＧ信号及びＢ信号は、後述するように、ＦＰＮ補正回路６において格納しているＦＰＮ成分を減算することによって、ＦＰＮ成分が除去される。このＦＰＮ成分は、固体撮像素子２内の各画素を構成するＭＯＳトランジスタの閾値バラツキなどが原因となって生じるオフセットバラツキである。このようにＦＰＮ成分が除去されたＲ信号及びＧ信号及びＢ信号が、ＡＥ・ＷＢ評価値検出回路７及びＷＢ制御回路８に与えられる。このＦＰＮ補正回路６の詳細については後述する。
【００２１】
ＡＥ・ＷＢ評価値検出回路７では、与えられたＲ信号及びＧ信号及びＢ信号より成る画像信号の輝度値を確認することにより、被写体の輝度範囲を表す輝度の平均値分布範囲を算出し、露光量を設定するＡＥ評価値として全体制御部１３に送出する。このＡＥ評価値に基づいて全体制御部１３が絞り１ａの開口度を制御することで、露光量が制御される。又、ＡＥ・ＷＢ評価値検出回路７では、与えられたＲ信号及びＧ信号及びＢ信号よりそれぞれの輝度比及び輝度差を確認し、ホワイトバランスを行うための基準値であるＷＢ評価値を算出し、全体制御部１３に送出する。そして、ＷＢ制御回路８では、全体制御部１３より与えられるＷＢ評価値及びダイナミックレンジ制御信号に基づいて、Ｒ信号及びＧ信号及びＢ信号が、同一の光電変換特性となるようにホワイトバランス処理が施される。
【００２２】
ＷＢ制御回路８でホワイトバランス処理が施されたＲ信号及びＧ信号及びＢ信号は、色補間回路９において色補間処理が施される。図２のようなＲＧＢによるベイヤ型配列となる色フィルタが固体撮像素子２に設けられているとき、各画素から出力される色信号は、その画素に設けられる色フィルタによる色信号のみである。よって、色補間回路９において、他の色信号が隣接する画素の色信号により生成されることで、色補間処理が施される。
【００２３】
そして、ＲＧＢそれぞれの色フィルタが各画素Ｇ11〜Ｇ44に図２のように配列されているとき、画素Ｇ11，Ｇ31，Ｇ13，Ｇ33からＲ信号ｒ11，ｒ31，ｒ13，ｒ33が、画素Ｇ21，Ｇ41，Ｇ12，Ｇ32，Ｇ23，Ｇ43，Ｇ14，Ｇ34からＧ信号ｇ21，ｇ41，ｇ12，ｇ32，ｇ23，ｇ43，ｇ14，ｇ34が、画素Ｇ22，Ｇ42，Ｇ24，Ｇ44からＢ信号ｂ22，ｂ42，ｂ24，ｂ44が、出力される。このとき、画素Ｇ22，Ｇ23，Ｇ32，Ｇ33のＲＧＢ信号が、以下の式のように表される。
【００２４】
画素Ｇ22のＲ信号ｒ22、Ｇ信号ｇ22、Ｂ信号ｂ22
ｒ22＝（ｒ11＋ｒ31＋ｒ13＋ｒ33）／４
ｇ22＝（ｇ21＋ｇ12＋ｇ32＋ｇ23）／４
ｂ22＝ｂ22
画素Ｇ32のＲ信号ｒ32、Ｇ信号ｇ32、Ｂ信号ｂ32
ｒ32＝（ｒ31＋ｒ33）／２
ｇ32＝ｇ32
ｂ32＝（ｂ22＋ｂ42）／２
画素Ｇ23のＲ信号ｒ23、Ｇ信号ｇ23、Ｂ信号ｂ23
ｒ23＝（ｒ13＋ｒ33）／２
ｇ23＝ｇ23
ｂ23＝（ｂ22＋ｂ24）／２
画素Ｇ33のＲ信号ｒ33、Ｇ信号ｇ33、Ｂ信号ｂ33
ｒ33＝ｒ33
ｇ33＝（ｇ32＋ｇ23＋ｇ43＋ｇ34）／４
ｂ33＝（ｂ22＋ｂ42＋ｂ24＋ｂ44）／４
【００２５】
このように画素補間処理を行うことで、各画素毎にＲＧＢ信号が得られると、各画素のＲＧＢ信号が色補正回路１０に与えられ、各画素の色合いを強調するための色補正処理が施される。このとき、ＲＧＢ信号はそれぞれ、他の色信号の値により色補正が施される。即ち、画素ＧklのＲＧＢ信号ｒkl，ｇkl，ｂklを以下の式に代入することによって、色合い補正が施された画素ＧｋｌのＲＧＢ信号ｒｘkl，ｇｘkl，ｂｘklが生成される。この際、ａ１〜ａ３，ｂ１〜ｂ３，ｃ１〜ｃ３によるマトリックス係数が、全体制御部１３から入力されるダイナミックレンジ制御信号に基づいて切り換えられて、各画素のＲＧＢ信号による色合いが強調される。
ｒｘkl＝ａ１×ｒkl＋ａ２×ｇkl＋ａ３×ｂkl
ｇｘkl＝ｂ１×ｒkl＋ｂ２×ｇkl＋ｂ３×ｂkl
ｂｘkl＝ｃ１×ｒkl＋ｃ２×ｇkl＋ｃ３×ｂkl
【００２６】
色補正回路１０で色補正が施されたＲＧＢ信号は、階調変換回路１１に与えられて、適切な出力レベルとなるように、全体制御部１３から入力されるダイナミックレンジ制御信号及びＡＥ評価値に基づいて、γカーブに基づく変化やデジタルゲインの変化により階調特性を変化させる。そして、エッジ成分に対して図３のような関係のレベル変換特性を備えるコアリング回路１２において、ＲＧＢ信号それぞれに重畳したノイズ成分が除去されるとともに、エッジ成分が抽出されてエッジ強調処理が施される。
【００２７】
＜固体撮像素子の構成例＞
図１のように構成される撮像装置における固体撮像素子２の構成について、図面を参照して説明する。図４は、本例の固体撮像素子の一部の構成を概略的に示すブロック図であり、図５は、各画素の構成を示す回路図である。
【００２８】
固体撮像素子２は、図４に示すように、Ｇ11〜Ｇmnは行列配置（マトリクス配置）された画素を示している。２１は垂直走査回路であり、各画素に信号φＶを与える行（ライン）２３−１，２３−２，・・・，２３−ｎを順次走査していくとともに、ライン２４−１，２４−２，・・・，２４−ｎを介して各画素に信号φＶＤを、ライン２５−１，２５−２，・・・，２５−ｎを介して各画素に信号φＶPSを、それぞれ与える。２２は水平走査回路であり、画素から出力信号線２６−１，２６−２，・・・，２６−ｍに導出された光電変換信号を画素ごとに水平方向に順次読み出す。２０は電源ラインである。各画素に対し、上記ライン２３−１〜２３−ｎ，２４−１〜２４−ｎ，２５−１〜２５−ｎや出力信号線２６−１〜２６−ｍ、電源ライン２０だけでなく、他のライン（例えば、クロックラインやバイアス供給ライン等）も接続されるが、図４ではこれらについて省略する。
【００２９】
又、出力信号線２６−１〜２６−ｍのそれぞれには、定電流源２７−１〜２７−ｍが接続されるとともに、信号線２６−１〜２６−ｍのそれぞれを介して与えられる画素Ｇ11〜Ｇmnから与えられる画像信号とノイズ信号をサンプルホールドする選択回路２８−１〜２８−ｍが設けられる。そして、補正回路２９に選択回路２８−１〜２８−ｍから画像信号及びノイズ信号が順に送出されると、この補正回路２９で補正処理が行われて、ノイズ除去された画像信号が外部に出力される。尚、定電流源２７−１〜２７−ｍの一端に直流電圧ＶPSが印加される。
【００３０】
このような固体撮像素子において、画素Ｇab（ａ：１≦ａ≦ｍの自然数、ｂ：１≦ｂ≦ｎの自然数）からの出力となる画像信号及びノイズ信号が、それぞれ、出力信号線２６−ａを介して出力されるとともに、この出力信号線２６−ａに接続された定電流源２７−ａによって増幅される。そして、画素Ｇabから出力された画像信号及びノイズ信号が順番に選択回路２８−ａに送出されるとともに、この選択回路２８−ａにおいて、送出された画像信号及びノイズ信号がサンプルホールドされる。その後、選択回路２８−ａより、サンプルホールドされた画像信号が補正回路２９に送出された後、同じくサンプルホールドされたノイズ信号が補正回路２９に送出される。補正回路２９では、選択回路２８−ａより与えられた画像信号を、同じく選択回路２８−ａより与えられたノイズ信号に基づいて補正処理して、ノイズ除去した画像信号をアンプ３に出力する。
【００３１】
このような構成の固体撮像素子２において、画素Ｇ11〜Ｇmnは、図５に示すように、カソードに直流電圧ＶPDが印加されたフォトダイオードＰＤのアノードにＭＯＳトランジスタＴ１のドレインが接続され、ＭＯＳトランジスタＴ１のソースにＭＯＳトランジスタＴ２のゲート及びドレインとＭＯＳトランジスタＴ３のゲートが接続される。又、ＭＯＳトランジスタＴ３のソースにＭＯＳトランジスタＴ４のゲート及びＭＯＳトランジスタＴ５のドレインが接続され、ＭＯＳトランジスタＴ４のソースにＭＯＳトランジスタＴ６のドレインが接続される。そして、ＭＯＳトランジスタＴ６のドレインが出力信号線２６（図４の出力信号線２６−１〜２６−ｍに相当する）に接続される。尚、ＭＯＳトランジスタＴ１〜Ｔ６は、ＰチャネルのＭＯＳトランジスタである。
【００３２】
ＭＯＳトランジスタＴ２のソースにはライン２５（図４のライン２５−１〜２５−ｎに相当する）を介して信号φＶPSが入力され、ＭＯＳトランジスタＴ３，Ｔ４のドレインに直流電圧ＶPDが印加される。又、ＭＯＳトランジスタＴ３のソースには、その一端にライン２４（図４のライン２４−１〜２４−ｎに相当する）を介して信号φＶＤが与えられるキャパシタＣの他端が接続される。又、ＭＯＳトランジスタＴ５のソースには直流電圧ＶRGが入力され、そのゲートに信号φＲＳが入力される。更に、ＭＯＳトランジスタＴ１，Ｔ６のゲートにはそれぞれ、信号φＳ，φＶが入力される。
【００３３】
尚、信号φＶPSは２値の電圧信号で、入射光量が所定値を超えたときにＭＯＳトランジスタＴ２をサブスレッショルド領域で動作させるための電圧をＶＬとし、又、この電圧よりも高くＭＯＳトランジスタＴ２を導通状態にする電圧をＶＨとする。又、信号φＶＤは、３値の電圧信号であり、キャパシタＣを積分動作させる際の電圧値を最も高いＶｈとし、画像信号読み出し時の電圧値をＶｈよりも低いＶｍとし、ノイズ信号読み出し時の電圧値をＶｍよりも低いＶｌとする。
【００３４】
このように構成される固体撮像素子２における画素Ｇ11〜Ｇmnの動作について、図６のフローチャートを参照して説明する。まず、電圧値Ｖｍのパルス信号φＶＤとパルス信号φＶが与えられて画像信号が出力されると、信号φＶＤをＶｈとした後、信号φＳをハイにしてＭＯＳトランジスタＴ１をＯＦＦにして、リセット動作が始まる。次に、ＭＯＳトランジスタＴ２のソースに与える信号φＶPSをＶＨにして、ＭＯＳトランジスタＴ２のソース電圧を高くすることで、ＭＯＳトランジスタＴ２のゲート及びドレイン、そしてＭＯＳトランジスタＴ３のゲートに蓄積された負の電荷が速やかに再結合される。このとき、信号φＲＳをローとして、ＭＯＳトランジスタＴ５をＯＮにして、キャパシタＣとＭＯＳトランジスタＴ４のゲートとの接続ノードの電圧を初期化する。
【００３５】
そして、ＭＯＳトランジスタＴ２のソースに与える信号φＶPSをＶＬにして、ＭＯＳトランジスタＴ２のポテンシャル状態を基の状態に戻した後、信号φＲＳをハイにして、ＭＯＳトランジスタＴ５をＯＦＦにする。その後、キャパシタＣが積分動作を行って、キャパシタＣとＭＯＳトランジスタＴ４のゲートとの接続ノードの電圧が、リセットされたＭＯＳトランジスタＴ２のゲート電圧に応じたものとなる。そして、パルス信号φＶをＭＯＳトランジスタＴ６のゲートに与えてＭＯＳトランジスタＴ６をＯＮにするとともに信号φＶＤの電圧値をＶｌにする。このとき、ＭＯＳトランジスタＴ４がソースフォロワ型のＭＯＳトランジスタとして動作するため、出力信号線２６にはノイズ信号が電圧信号として現れる。その後、再び、パルス信号φＲＳをＭＯＳトランジスタＴ５に与えて、キャパシタＣとＭＯＳトランジスタＴ４のゲートとの接続ノードの電圧をリセットした後、信号φＳをローにしてＭＯＳトランジスタＴ１を導通させて撮像動作が行える状態にする。
【００３６】
このようにノイズ信号が出力された後、ＭＯＳトランジスタＴ１がＯＮとされると、撮像動作が開始される。このとき、信号φＲＳをハイとして、ＭＯＳトランジスタＴ５をＯＦＦとする。又、ＭＯＳトランジスタＴ２のソースに与える信号φＶPSをＶＬとするとともに、キャパシタＣに与える信号φＶＤの電圧値をＶｈとして、積分動作を行うようにする。そして、フォトダイオードＰＤより入射光量に応じた光電荷がＭＯＳトランジスタＴ２に流れ込むと、ＭＯＳトランジスタＴ２はカットオフ状態であるので、光電荷がＭＯＳトランジスタＴ２のゲートに蓄積される。
【００３７】
よって、撮像する被写体の輝度が低くフォトダイオードＰＤに入射される入射光量が少ない場合は、ＭＯＳトランジスタＴ２のゲートに蓄積された光電荷量に応じた電圧がＭＯＳトランジスタＴ２のゲートに現れるため、入射光量の積分値に対して線形的に比例した電圧がＭＯＳトランジスタＴ３のゲートに現れる。又、撮像する被写体の輝度が高くフォトダイオードＰＤに入射される入射光量が多く、ＭＯＳトランジスタＴ２のゲートに蓄積された光電荷量に応じた電圧が高くなると、ＭＯＳトランジスタＴ２がサブスレッショルド領域で動作を行うため、入射光量に対して自然対数的に比例した電圧がＭＯＳトランジスタＴ３のゲートに現れる。
【００３８】
この入射光量に対して線形的に又は自然対数的に比例した電圧がＭＯＳトランジスタＴ３で電流増幅されたドレイン電流がキャパシタＣから流れるため、ＭＯＳトランジスタＴ４のゲート電圧が、入射光量の積分値に対して線形的又は自然対数的に比例した電圧となる。そして、信号φＶＤの電圧値をＶｍとするとともに、ＭＯＳトランジスタＴ６にパルス信号φＶを与えることで、ＭＯＳトランジスタＴ４のゲート電圧に応じたソース電流が、ＭＯＳトランジスタＴ６を介して出力信号線６へ流れる。このとき、ＭＯＳトランジスタＴ４がソースフォロワ型のＭＯＳトランジスタとして動作するため、出力信号線６には画像信号が電圧信号として現れる。その後、信号φＶをハイにしてＭＯＳトランジスタＴ６をＯＦＦにするとともに、信号φＶＤの電圧値をＶｈとする。
【００３９】
このように動作するとき、撮像時の信号φＶPSの電圧値ＶＬが低くなり、リセット時の信号φＶPSの電圧値ＶＨとの差を大きくするほど、ＭＯＳトランジスタＴ２のゲート・ソース間のポテンシャルの差が大きくなり、ＭＯＳトランジスタＴ２がカットオフ状態で動作する被写体輝度の割合が大きくなる。よって、図７のように、電圧値ＶＬが低いほど、線形変換する被写体輝度の割合が大きくなる。即ち、被写体の輝度範囲が狭いと電圧値ＶＬを低くして、線形変換する輝度範囲を広くし、又、被写体の輝度範囲が広いと電圧値ＶＬを高くして、対数変換する輝度範囲を広くする。よって、電圧値ＶＬを最小とするとき、常に線形変換する状態とし、又、電圧値ＶＬを最大とするとき、常に対数変換する状態とする。
【００４０】
このように動作する固体撮像素子２の画素Ｇ11〜Ｇmnに与える信号φＶPSの電圧値ＶＬの値を全体制御部１３が切り換えることによって、被写体の輝度範囲に応じたダイナミックレンジを備えた固体撮像素子２とすることができる。即ち、全体制御部１３が信号φＶPSの電圧値ＶＬの値を切り換えることで、固体撮像素子２の画素Ｇ11〜Ｇmnにおける線形変換動作から対数変換動作へ切り替わる変極点（輝度値）を設定することができる。尚、撮像時に対数変換動作に変わるときのＭＯＳトランジスタＴ２のゲート電圧に至るまでにＭＯＳトランジスタＴ２に流れ込む光電荷量が、全ての画素において等しい。
【００４１】
尚、本構成例では、図５のように構成される画素を備えた固体撮像素子としたが、このような構成に限られるものではなく、線形変換動作と対数変換動作が各画素において自動的に切り換えることが可能なものであれば、特許文献２に示されるような構成の画素などのような他の構成の画素より構成されるものとしても構わない。又、撮像時の信号φＶPSの電圧値ＶＬを変更することで線形変換動作と対数変換動作との変極点を変更するものとしたが、リセット時の信号φＶPSの電圧値ＶＨを変更することで線形変換動作と対数変換動作との変極点を変更するものとしても構わない。又、光電変換特性が暗時から明時に線形変換特性から対数変換特性に切り替わるものとしているが、暗時から明時に対数変換特性から線形変換特性に切り替わるものとしても構わない。又、光電変換特性が線形変換特性と対数変換特性との間で切り替わるものとしているが、常に線形変換動作を行うとともにそのゲインが切り替わるものとしても構わない。更に、各画素にＲＧＢフィルタを備えるものとしたが、シアン（Cyan）、マゼンタ（Magenta）、イエロー（Yellow）などの他の色フィルタを備えるものとしても構わない。
【００４２】
＜ＦＰＮ補正回路＞
図１のように構成される撮像装置におけるＦＰＮ補正回路６について、図面を参照して以下に詳細に説明する。図８は、ＦＰＮ補正回路の内部構成を示すブロック図である。
【００４３】
ＦＰＮ補正回路６は、図８に示すように、黒基準補正回路５から与えられる均一光照射時のＲＧＢ信号及びＦＰＮ成分抽出部６４で得られたＦＰＮ成分が各画素毎に格納される画像メモリ６１と、画像メモリ６１の書き込み及び読み出し制御を行うメモリ制御部６２と、均一光照射時のＲＧＢ信号それぞれの平均値を求める平均値演算部６３と、均一光を照射したときのＲＧＢ信号とその平均値により固体撮像素子２の各画素のＦＰＮ成分を抽出するＦＰＮ成分抽出部６４と、画像メモリ６１に格納したＦＰＮ成分に基づいて被写体撮像時のＲＧＢ信号から各画素のＦＰＮ成分を除去するＦＰＮ成分除去部６５と、黒基準補正回路５から与えられるＲＧＢ信号をメモリ制御部６２及びＦＰＮ成分除去部６５のいずれに送出するか選択するためのスイッチＳＷ１と、メモリ制御部６２によって読み出された信号を平均値演算部６３及びＦＰＮ成分抽出部６４及びＦＰＮ成分除去部６５のいずれに送出するか選択するためのスイッチＳＷ２と、を備える。
【００４４】
このようにＦＰＮ補正回路６が構成されるとき、固体撮像素子２にｎフレーム毎に均一光が照射されてＦＰＮ成分がＦＰＮ補正回路６で抽出されるときの動作について、図９のフローチャートを参照して説明する。尚、均一光照射時においても、通常の撮像時と同様、固体撮像素子２の各画素Ｇ11〜Ｇmnが図６の状態遷移図に従って動作する。このＦＰＮ成分の抽出動作が行われるとき、ＦＰＮ補正回路６では、まず、黒基準補正回路５から与えられるＲＧＢ信号がメモリ制御部６２に送出されるように、スイッチＳＷ１の接点を切り換える（ＳＴＥＰ１）。次に、ＲＧＢ信号がメモリ制御部６２から平均値演算部６３に送出されるように、スイッチＳＷ２の接点を切り換える（ＳＴＥＰ２）。
【００４５】
そして、黒基準補正回路５から与えられるＲＧＢ信号がスイッチＳＷ１を介してメモリ制御部６２に与えられ、各画素毎に画像メモリ６１に格納される（ＳＴＥＰ３）。又、メモリ制御部６２よりＲＧＢ信号が平均値演算部６３に与えられることによって、ＲＧＢ信号それぞれの平均値ｒav，ｇav，ｂavが求められるとともに平均値演算部６３内に格納される（ＳＴＥＰ４）。具体的には、メモリ制御部６２に与えられたＲＧＢ信号は、画像メモリ６１及び平均値演算部６３に与えられる。そして、平均値演算部６３において、メモリ制御部６２より与えられたＲＧＢ信号は、それぞれの信号が与えられる毎に加算する。その後、メモリ制御部６２により全てのＲＧＢ信号が画像メモリ６１及び平均値演算部６３に与えられたとき、平均値演算部６３では、ＲＧＢ信号それぞれの加算された値が各信号を出力する画素数で除算することで平均値ｒav，ｇav，ｂavが求められて格納される。
【００４６】
よって、色フィルタが画素Ｇ11〜Ｇ44に対して図２のように設けられているとき、画素Ｇ11，Ｇ31，Ｇ13，Ｇ33に対して均一光照射時のＲ信号ｒｂ11，ｒｂ31，ｒｂ13，ｒｂ33が、画素Ｇ21，Ｇ41，Ｇ12，Ｇ32，Ｇ23，Ｇ43，Ｇ14，Ｇ34に対してＧ信号ｇｂ21，ｇｂ41，ｇｂ12，ｇｂ32，ｇｂ23，ｇｂ43，ｇｂ14，ｇｂ34が、画素Ｇ22，Ｇ42，Ｇ24，Ｇ44に対してＢ信号ｂｂ22，ｂｂ42，ｂｂ24，ｂｂ44が、それぞれ画像メモリ６１に格納される。そして、平均値演算回路６３において、Ｒ信号の平均値ｒav＝（ｒｂ11＋ｒｂ31＋ｒｂ13＋ｒｂ33）／４が、Ｇ信号の平均値ｇav＝（ｇｂ21＋ｇｂ41＋ｇｂ12＋ｇｂ32＋ｇｂ23＋ｇｂ43＋ｇｂ14＋ｇｂ34）／８が、Ｂ信号の平均値ｂav＝（ｂｂ22＋ｂｂ42＋ｂｂ24＋ｂｂ44）／４が求められて格納される。
【００４７】
このように、均一光照射時における各画素のＲＧＢ信号を画像メモリ６１に格納するとともに、その平均値ｒav，ｇav，ｂavを平均値演算部６３に格納すると、メモリ制御部６２によって画像メモリ６１から読み出されたＲＧＢ信号がＦＰＮ成分抽出部６４に送出されるように、スイッチＳＷ２の接点を切り換える（ＳＴＥＰ５）。その後、メモリ制御部６２により画像メモリ６１からＲＧＢ信号が読み出されると、スイッチＳＷ２を介して読み出されたＲＧＢ信号がＦＰＮ成分抽出部６４に与えられ、平均値演算部６３から与えられるＲＧＢ信号の平均値が減算されて、各画素のＦＰＮ成分が抽出される（ＳＴＥＰ６）。このように画素毎に抽出されたＦＰＮ成分は、メモリ制御部６２に与えられた後、メモリ制御部６２によって各画素毎に画像メモリ６１に格納される。
【００４８】
このとき、ＦＰＮ成分抽出部６４は、図１０のように、メモリ制御部６２によって画像メモリ６１より読み出されたＲＧＢ信号それぞれが入力される減算回路６４ｒ，６４ｇ，６４ｂを備える。そして、この減算回路６４ｒ，６４ｇ，６４ｂそれぞれに対して平均値演算部６３よりＲＧＢ信号の平均値ｒav，ｇav，ｂavが入力される。よって、色フィルタが画素Ｇ11〜Ｇ44に対して図２のように設けられているとき、画素Ｇ11，Ｇ31，Ｇ13，Ｇ33におけるＲ信号ｒｂ11，ｒｂ31，ｒｂ13，ｒｂ33がそれぞれ減算回路６４ｒに与えられて、Ｒ信号の平均値ｒavが減算されると、画像メモリ６１では、画素Ｇ11，Ｇ31，Ｇ13，Ｇ33に対してＦＰＮ成分ｆ11＝ｒｂ11−ｒav，ｆ31＝ｒｂ31−ｒav，ｆ13＝ｒｂ13−ｒav，ｆ33＝ｒｂ33−ｒavが格納される。
【００４９】
同様に、画素Ｇ21，Ｇ41，Ｇ12，Ｇ32，Ｇ23，Ｇ43，Ｇ14，Ｇ34におけるＧ信号ｇｂ21，ｇｂ41，ｇｂ12，ｇｂ32，ｇｂ23，ｇｂ43，ｇｂ14，ｇｂ34がそれぞれ減算回路６４ｇに与えられて、Ｇ信号の平均値ｇavが減算されると、画像メモリ６１では、画素Ｇ21，Ｇ41，Ｇ12，Ｇ32，Ｇ23，Ｇ43，Ｇ14，Ｇ34に対してＦＰＮ成分ｆ21＝ｇｂ21−ｇav，ｆ41＝ｇｂ41−ｇav，ｆ12＝ｇｂ12−ｇav，ｆ32＝ｇｂ32−ｇav，ｆ23＝ｇｂ23−ｇav，ｆ43＝ｇｂ43−ｇav，ｆ14＝ｇｂ14−ｇav，ｆ34＝ｇｂ34−ｇavが格納される。又、画素Ｇ22，Ｇ42，Ｇ24，Ｇ44におけるＢ信号ｂｂ22，ｂｂ42，ｂｂ24，ｂｂ44がそれぞれ減算回路６４ｂに与えられて、Ｂ信号の平均値ｂavが減算されると、画像メモリ６１では、画素Ｇ22，Ｇ42，Ｇ24，Ｇ44に対してＦＰＮ成分ｆ22＝ｂｂ22−ｂav，ｆ42＝ｂｂ42−ｂav，ｆ24＝ｂｂ24−ｂav，ｆ44＝ｂｂ44−ｂavが格納される。
【００５０】
このように、均一光照射時のＲＧＢ信号それぞれに対してＲＧＢ信号それぞれの平均値ｒav，ｇav，ｂavを減算した値をＦＰＮ成分として抽出することで、抽出したＦＰＮ成分を、均一光照射時に格納された各画素のＲＧＢ信号より各色フィルタの透過率によるオフセットを除いた値とすることができる。即ち、図２の例の場合、均一光照射時に黒基準補正回路５より与えられる画素Ｇ11〜Ｇ44によるＲＧＢ信号の値が図１１（ａ）の実線のようになるとき、図１１（ａ）の点線で表されるＲＧＢ信号それぞれの平均値ｒav，ｇav，ｂavが減算される。よって、抽出される画素Ｇ11〜Ｇ44のＦＰＮ成分が図１１（ｂ）のようになり、各色フィルタの透過率によるオフセットを除いた値とすることができる。
【００５１】
このようにしてＦＰＮ成分がＦＰＮ成分抽出部６４で抽出されて画像メモリ６１に格納されると、黒基準補正回路５から与えられるＲＧＢ信号がＦＰＮ成分除去部６５に送出されるように、スイッチＳＷ１の接点を切り換える（ＳＴＥＰ７）。次に、メモリ制御部６２によって画像メモリ６１から読み出されたＦＰＮ成分がＦＰＮ成分除去部６５に送出されるように、スイッチＳＷ２の接点を切り換える（ＳＴＥＰ８）。このようにすることで、通常動作時に得られたＲＧＢ信号が黒基準補正回路５から与えられるとき、これらのＲＧＢ信号は、ＦＰＮ成分除去部６５において各画素毎に画像メモリ６１に記憶されているＦＰＮ成分が除去される（ＳＴＥＰ９）。
【００５２】
このＦＰＮ成分除去部６５では、図１２のように、黒基準補正回路５から与えられるＲＧＢ信号がそれぞれ減算回路６５ｒ，６５ｇ，６５ｂに入力される。そして、黒基準補正回路５からのＲ信号が入力される減算回路６５ｒでは、そのＲ信号を出力した画素のＦＰＮ成分がメモリ制御部６２より与えられて、Ｒ信号からＦＰＮ成分を減算する。又、黒基準補正回路５からのＧ信号が入力される減算回路６５ｇでは、そのＧ信号を出力した画素のＦＰＮ成分がメモリ制御部６２より与えられて、Ｇ信号からＦＰＮ成分を減算する。又、黒基準補正回路５からのＢ信号が入力される減算回路６５ｂでは、そのＢ信号を出力した画素のＦＰＮ成分がメモリ制御部６２より与えられて、Ｂ信号からＦＰＮ成分を減算する。
【００５３】
よって、色フィルタが画素Ｇ11〜Ｇ44に対して図２のように設けられているとき、画素Ｇ11，Ｇ31，Ｇ13，Ｇ33におけるＲ信号ｒ11，ｒ31，ｒ13，ｒ33がそれぞれ、黒基準補正回路５から減算回路６５ｒに入力されるとき、画像メモリ６１より読み出された画素Ｇ11，Ｇ31，Ｇ13，Ｇ33におけるＦＰＮ成分ｆ11，ｆ31，ｆ13，ｆ33がメモリ制御部６２から減算回路６５ｒに与えられる。そして、減算回路６５ｒから、画素Ｇ11，Ｇ31，Ｇ13，Ｇ33に対するＲ信号がそれぞれ、ｒ11−ｆ11、ｒ31−ｆ31、ｒ13−ｆ13、ｒ33−ｆ33となり、ＦＰＮ補正されてＡＥ・ＷＢ評価値検出回路７及びＷＢ制御回路８に出力される。
【００５４】
又、画素Ｇ21，Ｇ41，Ｇ12，Ｇ32，Ｇ23，Ｇ43，Ｇ14，Ｇ34におけるＧ信号ｇ21，ｇ41，ｇ12，ｇ32，ｇ23，ｇ43，ｇ14，ｇ34がそれぞれ、黒基準補正回路５から減算回路６５ｇに入力されるとき、画像メモリ６１より読み出された画素Ｇ21，Ｇ41，Ｇ12，Ｇ32，Ｇ23，Ｇ43，Ｇ14，Ｇ34におけるＦＰＮ成分ｆ21，ｆ41，ｆ12，ｆ32，ｆ23，ｆ43，ｆ14，ｆ34がメモリ制御部６２から減算回路６５ｇに与えられる。そして、減算回路６５ｇから、画素Ｇ21，Ｇ41，Ｇ12，Ｇ32，Ｇ23，Ｇ43，Ｇ14，Ｇ34に対するＧ信号がそれぞれ、ｇ21−ｆ21、ｇ41−ｆ41、ｇ12−ｆ12、ｇ32−ｆ32、ｇ23−ｆ23、ｇ43−ｆ43、ｇ14−ｆ14、ｇ34−ｆ34となり、ＦＰＮ補正されてＡＥ・ＷＢ評価値検出回路７及びＷＢ制御回路８に出力される。
【００５５】
又、画素Ｇ22，Ｇ42，Ｇ24，Ｇ44におけるＢ信号ｂ22，ｂ42，ｂ24，ｂ44がそれぞれ、黒基準補正回路５から減算回路６５ｂに入力されるとき、画像メモリ６１より読み出された画素Ｇ22，Ｇ42，Ｇ24，Ｇ44におけるＦＰＮ成分ｆ22，ｆ42，ｆ24，ｆ44がメモリ制御部６２から減算回路６５ｂに与えられる。そして、減算回路６５ｂから、画素Ｇ22，Ｇ42，Ｇ24，Ｇ44に対するＢ信号がそれぞれ、ｂ22−ｆ22、ｂ42−ｆ42、ｂ24−ｆ24、ｂ44−ｆ44となり、ＦＰＮ補正されてＡＥ・ＷＢ評価値検出回路７及びＷＢ制御回路８に出力される。
【００５６】
このように、ＦＰＮ補正回路６のＦＰＮ成分除去部６５によりＦＰＮ補正処理が可能な状態となると、ｎ−１フレーム分の画像に対して通常撮像動作が行われると、再び、固体撮像素子２に均一光がされるとともに、ＦＰＮ補正回路６の動作状態がＳＴＥＰ１に移行してＦＰＮ成分を抽出するための動作を行う。又、上述のようにＦＰＮ補正回路６が動作することによって、ＦＰＮ補正が施されたＲＧＢ信号には、色フィルタの透過率の差によって生じるオフセットが含まれることとなり、色フィルタの透過率の差によって生じるオフセットを含めて除去した場合と比べて、後段のＷＢ制御回路８における演算処理を単純化することができる。
【００５７】
尚、本実施形態において、固体撮像素子を画像信号からノイズ信号を減算することで素子内で画素バラツキを除去するように動作するものとし、ＦＰＮ補正回路において画像信号内に更に残存するＦＰＮ成分を除去するようにしたが、固体撮像素子においてノイズ信号の読み出しを行うことなく、ＦＰＮ補正回路において画素バラツキなどにより発生するＦＰＮ成分全てを除去するようにしても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】は、本発明の撮像装置の構成を示すブロック図である。
【図２】は、固体撮像素子に設けられる色フィルタの配列を示す図である。
【図３】は、コアリング回路におけるエッジ成分に対するレベル変換特性を示すグラフである。
【図４】は、固体撮像素子の全体の構成を説明するためのブロック回路図。
【図５】は、図４の固体撮像素子を構成する画素の一構成例を示す回路図である。
【図６】は、図５の画素の動作を示すタイミングチャートである。
【図７】は、被写体の輝度と画素の出力との関係を示すグラフである。
【図８】は、ＦＰＮ補正回路の構成を説明するためのブロック図である。
【図９】は、ＦＰＮ補正回路の動作を説明するための状態遷移図である。
【図１０】は、ＦＰＮ成分抽出部の構成を示す図である。
【図１１】は、ＦＰＮ補正回路のＦＰＮ成分抽出時の動作を説明するための図である。
【図１２】は、ＦＰＮ成分除去部の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００５９】
１    光学系
２    固体撮像素子
３    アンプ
４    ＡＤ変換回路
５    黒基準補正回路
６    ＦＰＮ補正回路
７    ＡＥ・ＷＢ評価値検出回路
８    ＷＢ制御回路
９    色補間回路
１０    色補正回路
１１    階調変換回路
１２    コアリング回路
１３    全体制御部
１４    絞り制御部
１５    タイミング生成回路
【図１】
2005079766.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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