(57)【要約】【課題】リークによる画質劣化を防止し、良好な画像を得られるようにする。【解決手段】被写体の光学像を電気信号に変換する撮像素子と、クランプ用コンデンサを有し撮像素子の光学的黒レベルをクランプするクランプ手段と、直流信号又は撮像素子からの画素出力信号をクランプ手段に対して供給する信号供給手段と、直流信号の供給時にクランプ用コンデンサに発生するリーク量を検出するリーク検出手段と、検出されたリーク量に基づいて画素出力信号から得られる画像データを補正する補正処理手段とを有し、画素出力信号を読み出すことなく、発生しているリーク量を正確に検出して画像データを補正することで、リークによって生じる画像ノイズがない良好な画像を得られるようにする。【選択図】図１
2007300558.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体の光学像を電気信号に変換する撮像素子と、
クランプ用コンデンサを有し、前記撮像素子にて光学的に遮光された黒画素の出力を基準に前記撮像素子の光学的黒レベルをクランプするクランプ手段と、
直流信号又は前記撮像素子からの画素出力信号を前記クランプ手段に対して供給する信号供給手段と、
前記信号供給手段による前記直流信号の供給時に、前記クランプ用コンデンサに発生するリーク量を検出するリーク検出手段と、
前記リーク検出手段により検出されたリーク量に基づいて、前記画素出力信号から得られる画像データを補正する補正処理手段とを有することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記リーク検出手段により検出されたリーク量に基づいて補正データを生成する補正データ生成手段を有し、
前記補正処理手段は、前記補正データ生成手段により生成された補正データを用いて前記画像データを補正することを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【請求項３】
前記撮像素子における行毎の画素出力信号の読み出し終了時にクランプされている前記光学的黒レベルの変動量に基づいて前記補正データが生成されることを特徴とする請求項２記載の撮像装置。
【請求項４】
前記補正データは、１次元の補正データであることを特徴とする請求項２又は３記載の撮像装置。
【請求項５】
前記１次元の補正データは、前記画素出力信号の各行読み出し終了時にクランプされている前記光学的黒レベルの変動量により得られる垂直方向の１次元データであることを特徴とする請求項４記載の撮像装置。
【請求項６】
前記リーク検出手段によるリーク量の検出は、前記撮像素子の電荷蓄積期間内に行われることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記リーク検出手段によるリーク量の検出は、撮像装置の電源起動時に行われることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記リーク検出手段によるリーク量の検出は、撮像装置が有するレリーズスイッチの第１ストローク信号に基づいて行われることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記クランプ手段及び前記信号供給手段は同一の集積回路内に構成されており、前記直流信号は前記集積回路内の基準電圧であることを特徴とする請求項１〜８の何れか１項に記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記信号供給手段は前記撮像素子内部に構成されており、前記直流信号は前記撮像素子内部の基準電源であることを特徴とする請求項１〜８の何れか１項に記載の撮像装置。
【請求項１１】
前記信号供給手段は前記撮像素子及び前記クランプ手段を構成する集積回路外部に構成されていることを特徴とする請求項１〜８の何れか１項に記載の撮像装置。
【請求項１２】
被写体の光学像を電気信号に変換する撮像素子と、
前記撮像素子にて光学的に遮光された黒画素の出力値と前記撮像素子における光学的黒レベルの目標値との誤差量に対しフィードバックゲイン量を乗じた値を黒画素の出力値からオフセット減算して前記黒画素の出力値を前記目標値にクランプし、かつ前記オフセット減算量に応じた電圧を保持するクランプ用コンデンサを有するクランプ手段と、
前記フィードバックゲイン量を変更するゲイン変更手段と、
直流信号又は前記撮像素子からの画素出力信号を前記クランプ手段に対して供給する信号供給手段と、
前記信号供給手段による前記直流信号の供給時に、前記クランプ用コンデンサに発生するリーク量を検出するリーク検出手段と、
前記リーク検出手段により検出されたリーク量が許容値以上であるか否かを判定する判定手段とを有し、
前記判定手段によりリーク量が許容値以上であると判定された場合には、前記ゲイン変更手段によりフィードバックゲイン量を変更してクランプ動作を行うことを特徴とする撮像装置。
【請求項１３】
前記クランプ用コンデンサを充放電するための電流デジタルアナログコンバータを有し、
前記ゲイン変更手段は、前記電流デジタルアナログコンバータの出力電流量を変更可能であることを特徴とする請求項１２記載の撮像装置。
【請求項１４】
前記判定手段によりリーク量が許容値以上であると判定された場合には、前記ゲイン変更手段は、リーク量が許容値より小さい場合に用いられるフィードバックゲイン量より大きな値にフィードバックゲイン量を変更することを特徴とする請求項１２記載の撮像装置。
【請求項１５】
被写体の光学像を電気信号に変換する撮像素子と、
クランプ用コンデンサを有し、前記撮像素子にて光学的に遮光された黒画素の出力を基準に前記撮像素子の光学的黒レベルをクランプするクランプ手段と、
直流信号又は前記撮像素子からの画素出力信号を前記クランプ手段に対して供給する信号供給手段と、
前記信号供給手段による前記直流信号の供給時に、前記クランプ用コンデンサに発生するリーク量を検出するリーク検出手段と、
前記リーク検出手段により検出されたリーク量が許容値以上であるか否かを判定する判定手段とを有し、
前記判定手段によりリーク量が許容値以上であると判定された場合に、露光状態で前記撮像素子により撮像を行って得られた第１の画像データから、非露光状態で前記撮像素子により撮像を行って得られた第２の画像データを減算することを特徴とする撮像装置。
【請求項１６】
撮像素子が有する光学的に遮光された黒画素の出力を基準に当該撮像素子の光学的黒レベルをクランプ用コンデンサを用いてクランプするクランプ手段に直流信号を供給して前記クランプ用コンデンサに発生するリーク量を検出するリーク検出ステップと、
被写体の光学像を電気信号に変換する光電変換ステップと、
前記光電変換後の画素出力信号から得られる画像データを、前記リーク検出ステップにて検出されたリーク量に基づいて補正する補正処理ステップとを有することを特徴とする撮像方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置及び撮像方法に関し、特に画素出力信号の黒基準として光学的黒レベルをクランプする撮像技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、ＣＭＯＳやＣＣＤ等の固体撮像素子で撮像した静止画像や動画像を表示したり、記録したりする際に、画素出力信号の明るさの基準として、撮像素子の光学的黒画素（オプティカルブラック、以降ＯＢと称す）レベルが利用される。ＯＢとは、撮像素子の受光画素部の中で遮光されて入射光に依存しない画素出力のことを指す。
【０００３】
このＯＢレベルを画素出力信号の黒基準としてクランプするクランプ回路で、デジタルカメラ等で一般的によく利用されるフィードバッククランプ方式の回路について簡単に説明する。
【０００４】
例えばＣＭＯＳなどの固体撮像素子から出力される画素出力信号が、アナログフロントエンド処理用（ＡＦＥ）ＩＣに入力される。ＡＦＥＩＣでは、その入力端子を介して入力される画素出力信号が、ＣＤＳ（相関２重サンプリング）回路と呼ばれる回路に入力されてリセットノイズ等が除去された後に、オフセット加算回路に入力されて所定のオフセット電圧が加算される。そのオフセット加算出力が、固体撮像素子の出力感度ばらつきを補正したり、撮像装置の感度設定を切り替えたりするための可変増幅器に入力される。
【０００５】
可変増幅器からの出力が、ＡＤＣ（アナログ−デジタルコンバータ）に入力されてＮビットのデジタル信号に変換される。このデジタル信号は、ＡＦＥＩＣの出力信号としてその出力端子から出力されるとともに、黒レベルをクランプするためにフィードバックされる。
【０００６】
フィードバックされたデジタル信号が、誤差算出部に入力されてデジタル信号の中に含まれるＯＢレベルとＯＢレベルの目標値との差が検出され、検出された差に応じた補正値が出力される。その補正値が、電流ＤＡＣ（デジタル−アナログコンバータ）に入力されてアナログ電流値に変換される。ＯＢレベルの抽出、誤差算出、及びアナログ電流値への変換は、ＡＦＥＩＣのＯＢＰ入力端子より入力されるＯＢ画素の読み出しタイミングに同期するＯＢクランプパルスに基づいて行われる。
【０００７】
電流ＤＡＣの出力は、ＡＦＥＩＣのクランプコンデンサ接続端子に接続されたクランプレベルを保持するためのクランプ用コンデンサに入力される。電流ＤＡＣの出力電流をコンデンサに充放電することで、抽出されたＯＢ補正レベルが電流値とコンデンサによって構成される所定の時定数にて充放電されるとともに、その出力がオフセット加算回路に入力されて減算されるフィードバック制御の構成になっている。
【０００８】
ところで、クランプ回路におけるクランプコンデンサ接続端子は、出力インピーダンスが高く、微小な端子間リーク電流が発生した場合でも、ＯＢレベルを適正レベルにクランプするための電圧をクランプ用コンデンサに保持することができなくなる。そのため、湿度等でクランプコンデンサ接続端子にリーク電流が発生した場合には、時間とともに黒レベルが変動し、シェーディングと呼ばれる画面ムラが出力画像に発生してしまう。
【０００９】
このような出力インピーダンスが高いクランプコンデンサ接続端子に対しては、従来、高湿度時のリーク電流の増加を防止するために、端子を防湿性のある樹脂で封止するなどの対策が行われていた。また、クランプコンデンサ接続端子の両端を非接続端子とすることでリーク電流を低減する方法が下記特許文献１に開示されている。
【００１０】
また、撮像素子で発生する暗電流ノイズや撮像素子固有の微小な傷による画素欠陥等の画質劣化に対する補正方法として用いられている黒引き補正処理により、リークにより発生するシェーディングを補正することが可能である。すなわち、撮像素子を露光した状態で電荷蓄積を行った撮影画像データと、撮像素子を露光しない状態で本撮影と同様に電荷蓄積を行った後に読み出した黒画像データを用いて演算処理することで、リークにより発生する固定パターンノイズを補正することができる。
【００１１】
【特許文献１】特開２０００−１５１８９８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、クランプコンデンサ接続端子を樹脂封止する方法は、組立作業工数の増加を招く。また、一度樹脂封止してしまうと分解が困難であり、リペアやメンテナンスにおいて、部品が破損される可能性が極めて高くなり、部品交換を必要とする場合が多くなるという問題があった。
【００１３】
また、クランプコンデンサ接続端子の両端を非接続端子にする方法においては、近年、パッケージの小型化及び端子数の増加から端子リード間のピッチが狭くなってきており、端子間でのリーク電流を十分に低減することが困難となっている。
【００１４】
また、本撮影を行った後に非露光状態で撮影を行い、それらの撮影で得られた画像データを用いた演算処理によりシェーディングを含む固定パターンノイズを補正する方法においては、連写撮影時に撮影間隔が大きくなってしまう。すなわち、黒画像の撮影が行われるために、リーク発生の有無に関わらず連写撮影時にＭコマ目と（Ｍ＋１）コマ目の撮影間隔が黒画像の撮影時間分だけ大きくなってしまい、ユーザーにとって使い勝手が悪くなってしまうという問題があった。
【００１５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、リークによる画質劣化を防止し、良好な画像を得られるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明に係る撮像装置は、被写体の光学像を電気信号に変換する撮像素子と、クランプ用コンデンサを有し、前記撮像素子にて光学的に遮光された黒画素の出力を基準に前記撮像素子の光学的黒レベルをクランプするクランプ手段と、直流信号又は前記撮像素子からの画素出力信号を前記クランプ手段に対して供給する信号供給手段と、前記信号供給手段による前記直流信号の供給時に、前記クランプ用コンデンサに発生するリーク量を検出するリーク検出手段と、前記リーク検出手段により検出されたリーク量に基づいて、前記画素出力信号から得られる画像データを補正する補正処理手段とを有することを特徴とする。
本発明に係る撮像装置は、被写体の光学像を電気信号に変換する撮像素子と、前記撮像素子にて光学的に遮光された黒画素の出力値と前記撮像素子における光学的黒レベルの目標値との誤差量に対しフィードバックゲイン量を乗じた値を黒画素の出力値からオフセット減算して前記黒画素の出力値を前記目標値にクランプし、かつ前記オフセット減算量に応じた電圧を保持するクランプ用コンデンサを有するクランプ手段と、前記フィードバックゲイン量を変更するゲイン変更手段と、直流信号又は前記撮像素子からの画素出力信号を前記クランプ手段に対して供給する信号供給手段と、前記信号供給手段による前記直流信号の供給時に、前記クランプ用コンデンサに発生するリーク量を検出するリーク検出手段と、前記リーク検出手段により検出されたリーク量が許容値以上であるか否かを判定する判定手段とを有し、前記判定手段によりリーク量が許容値以上であると判定された場合には、前記ゲイン変更手段によりフィードバックゲイン量を変更してクランプ動作を行うことを特徴とする。
本発明に係る撮像装置は、被写体の光学像を電気信号に変換する撮像素子と、クランプ用コンデンサを有し、前記撮像素子にて光学的に遮光された黒画素の出力を基準に前記撮像素子の光学的黒レベルをクランプするクランプ手段と、直流信号又は前記撮像素子からの画素出力信号を前記クランプ手段に対して供給する信号供給手段と、前記信号供給手段による前記直流信号の供給時に、前記クランプ用コンデンサに発生するリーク量を検出するリーク検出手段と、前記リーク検出手段により検出されたリーク量が許容値以上であるか否かを判定する判定手段とを有し、前記判定手段によりリーク量が許容値以上であると判定された場合に、露光状態で前記撮像素子により撮像を行って得られた第１の画像データから、非露光状態で前記撮像素子により撮像を行って得られた第２の画像データを減算することを特徴とする。
本発明に係る撮像方法は、撮像素子が有する光学的に遮光された黒画素の出力を基準に当該撮像素子の光学的黒レベルをクランプ用コンデンサを用いてクランプするクランプ手段に直流信号を供給して前記クランプ用コンデンサに発生するリーク量を検出するリーク検出ステップと、被写体の光学像を電気信号に変換する光電変換ステップと、前記光電変換後の画素出力信号から得られる画像データを、前記リーク検出ステップにて検出されたリーク量に基づいて補正する補正処理ステップとを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、クランプ手段に対して直流信号又は撮像素子からの画素出力信号を切り替えて供給可能にし、直流信号供給時にリーク量を検出することで、画素出力信号を読み出すことなく、発生しているリーク量を正確に検出することができる。この検出されたリーク量に基づいて画素出力信号から得られる画像データを補正することにより、リークによる画質劣化を防止し、リークによって生じる画像ノイズがない良好な画像を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１９】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態におけるフィードバッククランプ方式の撮像装置の構成例を示すブロック図である。図１においては、第１の実施形態における撮像装置の特徴的構成を図示している。撮像装置の全体構成については後述する。
【００２０】
図１において、１ＡはＣＭＯＳイメージセンサやＣＣＤイメージセンサなどの固体撮像素子であり、被写体の光学像を電気信号に変換する。固体撮像素子１Ａから出力される画素出力信号が、アナログフロントエンド処理用（ＡＦＥ）ＩＣ２Ａに入力される。ＡＦＥＩＣ２Ａでは、入力端子２１を介して入力される画素出力信号が、ＣＤＳ（相関２重サンプリング）回路と呼ばれる回路２２に入力されてリセットノイズ等が除去される。ＣＤＳ回路２２の出力は、入力切替スイッチ２３に供給される。
【００２１】
入力切替スイッチ２３は、一方の入力端がＣＤＳ回路２２の出力端に接続され、他方の入力端がＡＦＥＩＣ２Ａ内部の基準電圧（ＡＶＲＥＦ）２４に接続されている。入力切替スイッチ２３は、切替信号入力端子２５に入力される切替信号ＩＳＥＬにより制御される。入力切替スイッチ２３は、その出力端がオフセット加算回路２６の入力端に接続されている。この入力切替スイッチ２３により本発明における信号供給手段が構成され、基準電圧（ＡＶＲＥＦ）が本発明における直流信号に相当する。
【００２２】
本実施形態では、切替信号ＩＳＥＬがハイレベル（“Ｈ”）のときに、入力切替スイッチ２３を介してオフセット加算回路２６にＣＤＳ回路２２の出力が接続されるものとする。また、切替信号ＩＳＥＬがロウレベル（“Ｌ”）のときに、入力切替スイッチ２３を介してオフセット加算回路２６に基準電圧（ＡＶＲＥＦ）２４が接続されるものとする。
【００２３】
画素出力読み出し時には（信号ＩＳＥＬが“Ｈ”）、ＣＤＳ回路２２の出力が入力切替スイッチ２３を介してオフセット加算回路２６に入力されて所定のオフセット電圧が加算され、そのオフセット加算出力が可変増幅器（ＰＧＡ）２７に入力される。なお、リーク量検出時には（信号ＩＳＥＬが“Ｌ”）、ＡＦＥＩＣ２Ａ内部の基準電圧（ＡＶＲＥＦ）２４が入力切替スイッチ２３を介してオフセット加算回路２６に入力される。本実施形態におけるリーク検出動作については後述する。
【００２４】
可変増幅器２７は、固体撮像素子１Ａの出力感度ばらつきを補正したり、撮像装置の感度設定を切り替えたりするためのゲイン可変手段であるが、以降、撮像装置におけるクランプ動作を簡略かつ明確に説明するために、ゲイン１倍として簡易的に扱うものとする。
【００２５】
可変増幅器２７からの出力が、ＮビットのＡＤＣ（アナログ−デジタルコンバータ）２８に入力されて、Ｎビットのデジタル信号に変換される。変換されたデジタル信号は、ＡＦＥＩＣ２Ａの出力信号として出力端子２９から出力されるとともに、黒レベルをクランプするためにフィードバックされる。
【００２６】
フィードバックされたデジタル信号は、誤差算出部３０に入力される。誤差算出部３０は、入力されたデジタル信号の中に含まれるＯＢレベルと、ＯＢレベルの目標値との差を検出し、検出した差に応じた補正値を出力する。この補正値が、電流ＤＡＣ（デジタル−アナログコンバータ）３１Ａに入力されてアナログ電流値に変換される。
【００２７】
誤差算出部３０及び電流ＤＡＣ３１Ａには、ＡＦＥＩＣ２ＡのＯＢＰ入力端子３２よりＯＢ画素の読み出しタイミングに同期するＯＢクランプパルスＯＢＰが入力されている。このＯＢクランプパルスＯＢＰが“Ｈ”である期間に、ＯＢレベルの抽出、誤差算出、及び電流ＤＡＣ３１Ａの駆動が行われる。
【００２８】
電流ＤＡＣ３１Ａの出力は、ＡＦＥＩＣ２Ａのクランプコンデンサ接続端子３３に接続されたクランプレベル保持用のコンデンサ３に入力されており、出力電流をコンデンサ３に充放電する。これにより、抽出されたＯＢ補正レベルが電流値とクランプ用コンデンサ３によって決定される所定の時定数にて充放電されるとともに、その出力がバッファ回路３４を介して減算値としてオフセット加算回路２６に入力されて減算される。これによって、ＯＢ出力は、所定のレベルにクランプされて出力される。
【００２９】
ここで、フィードバックループゲイン量は、電流ＤＡＣ３１Ａの電流量及びコンデンサ３の充電時間に相当するオフセットクランプ期間に比例し、コンデンサ３の容量に反比例の関係で与えられる。フィードバックループゲイン量は、１回のオフセットクランプ動作において補正される単位誤差量に対するオフセット補正量である。
【００３０】
すなわち、１回のオフセットクランプ動作で補正されるオフセット補正量は、電流ＤＡＣ３１Ａの電流量が大きく、オフセットクランプ期間が長いほど増加する。一方、１回のオフセットクランプ動作で補正されるオフセット補正量は、コンデンサ３の容量が大きいほど減少する。
【００３１】
次に、本実施形態におけるリーク検出動作及びリーク補正量算出方法について説明する。
図２（ａ）、（ｂ）は、本実施形態におけるリーク検出動作を説明するための図である。図２（ａ）、（ｂ）においては、入力切替スイッチ２３を介してオフセット加算回路２６にＡＦＥＩＣ２Ａ内の基準電圧（ＡＶＲＥＦ）２４が接続された場合のＯＢクランプパルスＯＢＰ及びクランプ電圧の波形を示している。
【００３２】
図２（ａ）は、クランプコンデンサ接続端子３３にてリークが発生していない場合の波形図である。上述したようにＯＢクランプパルスＯＢＰが“Ｈ”である期間に、ＯＢクランプ動作が実行され、誤差算出部３０での誤差算出及び電流ＤＡＣ３１Ａの駆動が行われる。すなわち、誤差算出部３０にて誤差が算出され、その誤差に応じたアナログ電流が電流ＤＡＣ３１Ａより出力されて、ＡＤＣ２８の出力がＯＢレベルの所定の目標値ＯＢｔとなる電圧Ｖｔにクランプ用コンデンサ３が充放電される。ここで、電圧ＶｔはＡＤＣ２８の感度（単位入力電圧あたりのデジタル出力値）をＫとすると、下記式（１）で与えられる。
【００３３】
【数１】
2007300558.tif 000003
【００３４】
クランプ動作終了後においては、入力信号が基準電圧（ＡＶＲＥＦ）で一定であるため、例えば図２（ａ）に示すように時間ｔ１、２ｔ１をそれぞれ経過した後もクランプ電圧は電圧Ｖｔのままである。すなわち、クランプコンデンサ接続端子３３にてリークが発生していない場合には、所定時間経過後もクランプ電圧は変動せず、電圧Ｖｔに保持されたままである。
【００３５】
図２（ｂ）は、クランプコンデンサ接続端子３３にてリークが発生した場合の波形図である。上述したようにＯＢクランプパルスＯＢＰが“Ｈ”である期間に、ＯＢクランプ動作が実行されて誤差算出部３０での誤差算出及び電流ＤＡＣ３１Ａの駆動が行われる。すなわち、ＡＤＣ２８の出力が所定の目標値ＯＢｔとなる電圧Ｖｔに電流ＤＡＣ３１Ａによりクランプ用コンデンサ３が充放電される。
【００３６】
クランプ動作終了後、クランプコンデンサ接続端子３３にてリークが発生している場合には、クランプ電圧を保持することができず、図２（ｂ）に示すようにクランプ電圧は電圧Ｖｔから変動してしまう。
【００３７】
時間ｔ１経過後の電圧変動量ΔＶ１は、クランプ用コンデンサ３の容量をＣ、リーク電圧をＶｌｅａｋ、及びリーク抵抗をＲｌｅａｋとすると、下記式（２）で表される。ここで、リーク電圧Ｖｌｅａｋとは、クランプコンデンサ接続端子３３のリーク先の電圧であり、リーク抵抗Ｒｌｅａｋとは、リーク先電圧Ｖｌｅａｋへの抵抗値である。
【００３８】
【数２】
2007300558.tif 000004
【００３９】
同様に、時間２ｔ１経過後の電圧変動量ΔＶ２は、下記式（３）で表される。
【００４０】
【数３】
2007300558.tif 000005
【００４１】
ＡＤＣ２８の出力値は、クランプ動作が終了してから時間ｔ１経過後には目標値ＯＢｔに対してｉｎｔ（ΔＶ１×Ｋ）変動した値となり、時間２ｔ１経過後には目標値ＯＢｔに対してｉｎｔ（ΔＶ２×Ｋ）変動した値となる。ここで、ＫはＡＤＣ２８の感度（単位入力電圧あたりのデジタル出力値）であり、ｉｎｔ（ｘ）とは値“ｘ”を四捨五入した整数値である。
【００４２】
次に、基準電圧（ＡＶＲＥＦ）接続時におけるＡＤＣ２８の出力に基づいて、クランプコンデンサ接続端子３３のリーク電圧Ｖｌｅａｋ及びリーク抵抗Ｒｌｅａｋを求める方法について説明する。
【００４３】
基準電圧（ＡＶＲＥＦ）接続時に、クランプ動作が終了してから互いに異なる所定期間経過後の２点以上におけるＡＤＣ２８の出力値によりリーク電圧Ｖｌｅａｋ及びリーク抵抗Ｒｌｅａｋを求めることが可能である。例えば、時間ｔ１経過後及び時間２ｔ１経過後の２ポイントにおけるＡＤＣ２８の出力値を使用することにより、クランプコンデンサ接続端子３３のリーク電圧Ｖｌｅａｋ及びリーク抵抗Ｒｌｅａｋを容易に求めることが可能である。
【００４４】
クランプ回路の入力（オフセット加算回路２６の入力）に基準電圧（ＡＶＲＥＦ）を接続した状態でＯＢクランプ動作を実施し、動作が終了してから時間ｔ１経過後のＡＤＣ２８の出力値がＯＢ１、時間２ｔ１経過後のＡＤＣ２８の出力値がＯＢ２であるとする。この場合、時間ｔ１経過後のクランプ電圧の変動量ΔＶ１は近似的に下記式（４）となり、時間２ｔ１経過後のクランプ電圧の変動量ΔＶ２は近似的に下記式（５）となる。
【００４５】
【数４】
2007300558.tif 000006
【００４６】
これらの関係式（４）、（５）及び上述した式（２）、（３）に基づき、リーク抵抗Ｒｌｅａｋ及びリーク電圧Ｖｌｅａｋは、下記式（６）、（７）により求めることができる。
【００４７】
【数５】
2007300558.tif 000007
【００４８】
次に、本実施形態における撮像装置の撮影動作において、上述のようにして求められるリーク抵抗Ｒｌｅａｋ及びリーク電圧Ｖｌｅａｋを用いた画像出力に対する補正処理方法ついて説明する。
【００４９】
図３は、本実施形態における撮像装置全体の構成例を示す図であり、電子スチルカメラの構成を一例として示している。
図３において、１は撮影レンズ１３を介して被写体像を受光して該被写体像を光電変換するための固体撮像素子、２はアナログフロントエンド処理用（ＡＦＥ）ＩＣ、３はＡＦＥＩＣ２に接続されるクランプ用コンデンサである。ここで、固体撮像素子１、ＡＦＥＩＣ２、及びクランプ用コンデンサ３は、図１に示した固体撮像素子１Ａ、ＡＦＥＩＣ２Ａ、及びクランプ用コンデンサ３にそれぞれ対応する。
【００５０】
４は画像データ及び補正データを一時的に格納するバッファメモリであり、５はバッファメモリ４に格納されている画像データ及び補正データを用いて所定の画像信号を生成するための画像処理回路である。６は画像処理回路５で生成される画像信号を記録媒体に記録するための記録回路、７は画像信号が記録される記録媒体（例えば、メモリカード）、８は合焦位置に撮影レンズ１３を駆動するための駆動回路である。９はＡＦＥＩＣ２、画像処理回路５、記録回路６等の撮像装置内の各回路を制御するための制御回路である。
【００５１】
また、１０は自動で焦点を検出するためのＡＦ回路、１１は撮影画像の露出を決定するためのＡＥ回路、１２は撮影動作の実行を指示したりするためのレリーズスイッチである。
【００５２】
次に、第１の実施形態における撮像装置による撮影動作について説明する。図４は、第１の実施形態に係る撮影動作を示すフローチャートである。
【００５３】
撮像装置における動作を開始する際、ステップＳ１にて、図示しない電源スイッチが操作され電源を投入されることで撮像装置が起動すると、ステップＳ２にて、撮像装置ではバッテリチェックやレンズが装着されているかの確認等の初期動作が行われる。
【００５４】
次に、ステップＳ３にて、レリーズスイッチ１２における第１ストロークスイッチ（ＳＷ１）がオンされると、当該操作に応じた第１ストローク信号が出力され、ステップＳ４にて、制御回路９はＡＥ回路１１を動作させる。ＡＥ回路１１は、測光動作を行い露出値が求められる。次に、ステップＳ５にて、制御回路９はＡＥ回路１０に測距動作を行わせる。
【００５５】
続いて、ステップＳ６にて、リーク量検出動作が実行される。リーク量検出動作においては、制御回路９は、制御信号によりＡＦＥＩＣ２におけるクランプ回路の入力を基準電源（ＡＶＲＥＦ）に切り替えてクランプ動作を実行させる。制御回路９は、クランプ動作の実行後、時間ｔ１、２ｔ１経過後のＡＤＣ２８の出力値を取得して、リーク抵抗Ｒｌｅａｋ及びリーク電圧Ｖｌｅａｋを算出する。リーク抵抗Ｒｌｅａｋ及びリーク電圧Ｖｌｅａｋの算出方法は上述のとおりである。
【００５６】
次に、ステップＳ７にて、制御回路９は、ステップＳ６において算出したリーク抵抗Ｒｌｅａｋ及びリーク電圧Ｖｌｅａｋを用いて補正データを生成してバッファメモリ４に展開する。
【００５７】
ここで、補正データの生成動作について説明する。
図５は、リークが発生している場合における画素出力読み出し時のＯＢクランプパルスＯＢＰ及びクランプ電圧の波形を示す図である。すなわち、ＡＦＥＩＣ２内部において、入力切替スイッチ２３を介してＣＤＳ回路２２の出力がオフセット加算回路２６に接続された状態での動作波形を示している。
【００５８】
画素出力読み出し時には、まず、固体撮像素子１における垂直方向の遮光領域である垂直ＯＢ部に係る出力値が所定の目標値ＯＢｔになるよう垂直ＯＢクランプ動作が行われる。ここで、垂直ＯＢクランプ動作においては、ＯＢ出力が目標値ＯＢｔとなるクランプ電圧Ｖｓまでクランプコンデンサ３がチャージされる。
【００５９】
なお、垂直ＯＢクランプ動作時には、クランプコンデンサ３がクランプ電圧Ｖｓまでチャージされるのに十分なフィードバックループゲインＦｖｏｂが設定されている。すなわち、垂直ＯＢクランプ期間ｔｖｏｂが十分な長さ確保されている。
【００６０】
次に、固体撮像素子１における有効画素行の読み出しに際して、各行毎での暗電流ムラ等の微小なバラツキを排除するために、撮像素子１の１行毎に配置されている水平方向の遮光領域である水平ＯＢ部を用いて各行毎での水平ＯＢクランプ動作が行われる。ここで、水平ＯＢクランプ期間はｔｈｏｂであり、フィードバックループゲインＦｈｏｂにてオフセット補正が行われる。
【００６１】
次に、画素出力読み出し動作時に、リーク抵抗Ｒｌｅａｋ及びリーク電圧Ｖｌｅａｋでリークが発生している場合のクランプ電圧の変化について説明する。
【００６２】
まず、十分大きなフィードバックループゲインＦｖｏｂが設定されている垂直ＯＢクランプ動作によって、クランプコンデンサ３はクランプ電圧Ｖｓまでチャージされる。続いて、有効画素部を含む第０行目の画素出力読み出しが開始される。このとき、１行読み出し後のクランプ電圧の変動量ΔＶ（０）は下記式（８）で求められる。ここで、１Ｈは、図５に示したように水平ＯＢクランプ期間を除いた１行の読み出しに要する期間に相当する。
【００６３】
【数６】
2007300558.tif 000008
【００６４】
また、ＶｓはＯＢ出力が目標値ＯＢｔとなるためのオフセットクランプ電圧である。式（８）算出時には、予めＯＢ出力の設計値から求めた値を不図示の記憶手段に記憶しておき、その値を用いて計算すれば良い。また、実際には、ＯＢ部の出力レベルは温度等により変動するが、それに対しては不図示の温度計による温度情報を用いてＶｓを換算して演算の際に使用するようにしても良い。これにより、より精度の高い補正が可能となる。
【００６５】
第０行目に係る有効画素部の画素出力読み出しが終了すると、次に、第１行目の水平ＯＢ部を用いて再度クランプ動作が実行される。リークによってΔＶ（０）の誤差が発生しているので、第１行目に係る水平ＯＢクランプ動作実行後のクランプ電圧は、誤差量ΔＶ（０）にフィードバックループゲインＦｈｏｂを乗じた（ΔＶ（０）×Ｆｈｏｂ）だけ目標電圧に近づく。したがって、第１行目の画素出力読み出し終了後におけるクランプ電圧の変動量ΔＶ（１）は下記式（９）で表される。
【００６６】
【数７】
2007300558.tif 000009
【００６７】
同様に、第Ｎ行目の画素出力読み出し終了後におけるクランプ電圧の変動量ΔＶ（Ｎ）は下記式（１０）で表される。
【００６８】
【数８】
2007300558.tif 000010
【００６９】
すなわち、各行毎の読み出し終了時にはクランプされている光学的黒レベルにおいて誤差電圧ΔＶ（Ｎ）だけクランプレベルの目標値に対してオフセットが発生し、結果として垂直方向にシェーディングが発生する。言い換えれば、各行毎に読み出し終了時の誤差電圧に対応するオフセット量を出力画像から減算すれば、リークによって発生する行毎のクランプ電圧変動、すなわち垂直方向のシェーディングを近似的に補正することができる。ここで、行毎の読み出し終了時の誤差電圧に対応するオフセット量ΔＶＳＨＤ（Ｎ）はＡＤＣ２８の感度をＫとすると下記式（１１）で求まる。
【００７０】
【数９】
2007300558.tif 000011
【００７１】
この式（１１）で与えられるΔＶＳＨＤ（Ｎ）が垂直方向の一次元の補正データとなる。求めた一次元の補正データΔＶＳＨＤ（Ｎ）はバッファメモリに展開される。その際、例えば１次元補正データを水平方向に実際の画像と同数の列数だけ繰り返して展開する。すなわち、一次元の補正データΔＶＳＨＤ（Ｎ）が水平方向に並んだ画像データとして補正データを展開する。
【００７２】
図４に戻り、上述にようにして補正データを生成してバッファメモリ４に展開した後、ステップＳ８に進む。ステップＳ８では、第１ストロークスイッチ（ＳＷ１）がオン状態に維持されている場合、制御回路９が合焦位置及び露出値データを保持したまま、レリーズスイッチ１２における第２ストロークスイッチ（ＳＷ２）の投入待機状態となり、ステップＳ９に進む。一方、第１ストロークスイッチ（ＳＷ１）がオフ状態である場合には、ステップＳ３に進む。
【００７３】
ステップＳ９にて、第２ストロークスイッチ（ＳＷ２）がオンされると、ステップＳ１０にて撮影動作が行われる。具体的には、第２ストロークスイッチ（ＳＷ２）がオンされると、制御回路９は、制御信号を出力して図示しないシャッタ機構を開閉する。これにより、被写体が撮像素子１において露光され、この被写体像が光電変換される。そして、光電変換された被写体像は、画素出力信号として撮像素子１から出力され、ＡＦＥＩＣ２でデジタルデータ（撮影データ）に変換された後、バッファメモリ４に一時的に格納される。
【００７４】
ステップＳ１１にて、制御回路９による制御に基づき、画像処理回路５がバッファメモリ４に格納されている撮影データから補正データを減算してリーク補正済みの画像データを生成し、所定の画像データに変換する。制御回路９は、変換後の画像データを記録回路６を用いて記録媒体７に記録し、動作を終了する。
【００７５】
本発明の第１の実施形態によれば、撮像素子１から画素出力信号を読み出すことなく、ＡＦＥＩＣ２内部の基準電源（ＡＶＲＥＦ）を用いてクランプコンデンサ接続端子３３に発生しているリーク量を検出することが可能になる。これにより、発生しているリーク量を短時間で正確に検出することができる。また、その検出されたリーク量に基づいて補正データを生成し、生成した補正データを用いて、画素出力信号より得られた撮影データの補正を実行することでリークによって生じる垂直シェーディングを補正することが可能になる。したがって、組立作業性を悪化させる樹脂封止などのリーク対策を施さなくとも、リークによる画質劣化を防止し、リークによって生じる画像ノイズがない良好な画像を得ることができる。
【００７６】
なお、上述した第１の実施形態では、レリーズスイッチ１２における第１ストロークスイッチ（ＳＷ１）が押された後に、リーク量検出動作を行うようにしているが、これに限定されるものではない。例えば、撮像装置の電源投入時にリーク量を検出して補正データの生成及び展開を行うようにしても良い。また、例えば撮影時の撮像素子に対する電荷蓄積時間内にリーク量検出期間を設定し、撮影毎の電荷蓄積期間内にリーク量検出動作を行うようにしても良い。
【００７７】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について説明する。
以下に説明する本発明の第２の実施形態は、固体撮像素子（例えばＣＭＯＳイメージセンサ）内部に画素出力及び基準電圧出力を切り替える手段を有している点が第１の実施形態と相違する。
【００７８】
図６（ａ）、（ｂ）は、第２の実施形態の構成例を示すブロック図である。この図６（ａ）、（ｂ）において、図１等に示した第１の実施形態と同様の機能を有するブロック等には同一の符号を付している。図６（ａ）は、第２の実施形態におけるフィードバッククランプ方式の撮像装置の構成例を示すブロック図であり、図６（ｂ）は第２の実施形態における撮像装置の固体撮像素子の内部構成を示すブロック図である。なお、図６（ａ）、（ｂ）においては、第１の実施形態と同様に第２の実施形態における撮像装置の特徴的構成を図示している。また、第２の実施形態における撮像装置の全体構成は、第１の実施形態と同様である。
【００７９】
図６（ａ）において、１ＢはＣＭＯＳイメージセンサなどの固体撮像素子であり、この固体撮像素子１Ｂから出力される画素出力信号が、アナログフロントエンド処理用（ＡＦＥ）ＩＣ２Ｂに入力される。固体撮像素子１Ｂの詳細な構成については後述する。
【００８０】
ＡＦＥＩＣ２Ｂでは、入力端子２１を介して入力される画素出力信号が、ＣＤＳ回路２２に入力されてリセットノイズ等が除去された後、オフセット加算回路２６に入力されて所定のオフセット電圧が加算される。そのオフセット加算出力が、可変増幅器２７に入力される。可変増幅器２７からの出力が、ＡＤＣ２８に入力されてＮビットのデジタル信号に変換され、変換後のデジタル信号は、ＡＦＥＩＣ２Ｂの出力信号として出力端子２９から出力されるとともに、黒レベルをクランプするためにフィードバックされる。
【００８１】
フィードバックされたデジタル信号は、誤差算出部３０に入力されてデジタル信号の中に含まれるＯＢレベルとＯＢレベルの目標値との差が検出され、検出された差に応じた補正値が出力される。この補正値は、電流ＤＡＣ３１Ａに入力されてアナログ電流値に変換される。ここで、誤差算出部３０及び電流ＤＡＣ３１Ａには、ＡＦＥＩＣ２ＢのＯＢＰ入力端子３２よりＯＢクランプパルスＯＢＰが入力されており、ＯＢクランプパルスＯＢＰが“Ｈ”である期間にＯＢレベルの抽出、誤差算出、及び電流ＤＡＣ３１Ａの駆動が行われる。
【００８２】
電流ＤＡＣ３１Ａの出力は、ＡＦＥＩＣ２Ｂのクランプコンデンサ端子３３に接続されたクランプ用コンデンサ３に入力されている。電流ＤＡＣ３１Ａの出力電流をコンデンサ３に充放電することで、抽出されたＯＢ補正レベルが電流値とコンデンサ３により決定される時定数にて充放電され、その出力がバッファ回路３４を介して減算値としてオフセット加算回路２６に入力され減算される。これによって、ＯＢ出力は、所定のレベルにクランプされ出力される。
【００８３】
次に、第２の実施形態におけるリーク検出動作及びリーク量検出方法について説明する。
図６（ｂ）に示すように第２の実施形態における固体撮像素子１Ｂにおいて、画素部４１は光学像を電気信号に変換する光電変換部及び画素アンプなどからなり、例えばＭＯＳトランジスタで構成される。この画素群は、ランダムアクセスが可能な垂直走査回路４２及び水平走査回路４３により選択、駆動される。画素部４１に蓄積された電荷は、画素アンプで電荷電圧変換された後、垂直信号線４４を介してノイズ除去回路４５に入力されて画素アンプのノイズが除去され、水平信号線４６に出力される。
【００８４】
水平信号線４６は、出力切替スイッチ４７の一方の入力端に接続され、固体撮像素子１Ｂ内部の基準電源（ＳＶＲＥＦ）４８は、出力切替スイッチ４７の他方の入力端に接続されている。出力切替スイッチ４７は、出力切替信号入力端子４９に入力される切替信号ＯＳＥＬにより制御される。出力切替スイッチ４７は、その出力端が出力回路５０の入力端に接続されている。この出力切替スイッチ４７により本発明における信号供給手段が構成され、基準電源（ＳＶＲＥＦ）が本発明における直流信号に相当する。
【００８５】
本実施形態では、切替信号ＯＳＥＬが“Ｌ”のときに、出力切替スイッチ４７を介して水平信号線４６が出力回路５０に接続されるものとする。したがって、切替信号ＯＳＥＬが“Ｌ”のときには、水平走査回路４３により順次読み出された画素部４１からの出力信号が、水平信号線４６及び出力回路５０を介して所定のゲインをかけた後、出力端子５１から順次出力される。
【００８６】
また、切替信号ＯＳＥＬが“Ｈ”のときに、出力切替スイッチ４７を介して基準電源（ＳＶＲＥＦ）４８が出力回路５０に接続されるものとする。したがって、切替信号ＯＳＥＬが“Ｈ”のときには、固体撮像素子１の基準電源（ＳＶＲＥＦ）が、出力回路５０を介して所定のゲインをかけた後、出力端子５１から順次出力される。
【００８７】
リーク量検出動作時には、撮像素子１内部の基準電源（ＳＶＲＥＦ）４８が出力切替スイッチ４７を介して出力回路５０に接続され、この基準電源（ＳＶＲＥＦ）４８が出力回路５０に接続された状態でＯＢクランプ動作を実行させる。撮像装置の制御回路９は、ＯＢクランプ動作の終了後、時間ｔ１、２ｔ１経過後におけるクランプ電圧の変動量に基づいてリーク電圧Ｖｌｅａｋ及びリーク抵抗Ｒｌｅａｋを算出する。そして、制御回路９は、算出したリーク電圧Ｖｌｅａｋ及びリーク抵抗Ｒｌｅａｋにより画素出力に対する補正データを生成し、撮影時にはこの補正データを用いて撮影データに補正を施してリーク補正済みの画像データを生成する。第２の実施形態におけるリーク量検出方法、補正データ生成方法、及び補正処理動作のそれぞれについては、基本的には第１の実施形態と同様であるのでその詳細な説明は省略する。
【００８８】
このように、リーク量検出動作時には、撮像素子１Ｂ内部の基準電源（ＳＶＲＥＦ）を出力回路の入力とし、撮像素子１Ｂの出力として撮像素子１Ｂ内の基準電源を出力可能とすることにより、上述した第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。すなわち、リークによって生じるシェーディングを補正することが可能になり、組立作業性を悪化させる樹脂封止などのリーク対策を施さなくとも、リークによる画質劣化を防止して良好な画像を得ることができる。
【００８９】
（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態について説明する。
本発明の第３の実施形態は、リーク量検出時にアナログフロントエンド処理用（ＡＦＥ）ＩＣへの入力信号を切り替える手段として外部の切替回路（スイッチ回路）を用いることが、第１及び第２の実施形態と相違する。
【００９０】
図７は、第３の実施形態におけるフィードバッククランプ方式の撮像装置の構成例を示すブロック図であり、第３の実施形態における撮像装置の特徴的構成を図示している。この図７において、図１、図６等に示したブロック等と同様の機能を有するブロック等には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００９１】
図７において、６１はＡＦＥＩＣ２Ｂの入力端子２１に対する接続を切り替えるスイッチ回路である。スイッチ回路６１は、一方の入力端が固体撮像素子１Ａの出力端に接続され、他方の入力端が外部基準電源（ＶＲＥＦ）６２に接続されている。スイッチ回路６１は、不図示の制御回路からの制御信号ＳＥＬにより制御される。スイッチ回路６１は、その出力端がＡＦＥＩＣ２Ｂの入力端子２１に接続されている。このスイッチ回路６１により本発明における信号供給手段が構成され、基準電源（ＶＲＥＦ）が本発明における直流信号に相当する。
【００９２】
本実施形態では、制御信号ＳＥＬが“Ｈ”のときに、スイッチ回路６１を介して固体撮像素子１Ａの出力がＡＦＥＩＣ２Ｂの入力端子２１に接続されるものとする。また、制御信号ＳＥＬが“Ｌ”のときに、スイッチ回路６１を介して外部基準電源（ＶＲＥＦ）がＡＦＥＩＣ２Ｂの入力端子２１に接続されるものとする。
【００９３】
すなわち、リーク量検出時には制御信号ＳＥＬを“Ｌ”に制御し、スイッチ回路６１を介してＡＦＥＩＣ２Ｂに外部基準電源（ＶＲＥＦ）６２を接続した状態でリーク量を算出する。また、画素出力読み出し時には制御信号ＳＥＬを“Ｈ”に制御し、スイッチ回路６１を介してＡＦＥＩＣ２Ｂに固体撮像素子１を接続する。
【００９４】
ＡＦＥＩＣ２Ｂに対し外部基準電源（ＶＲＥＦ）６２を接続しているときにＯＢクランプ動作を実行し、ＯＢクランプ動作の終了後、時間ｔ１、２ｔ１経過後におけるクランプ電圧の変動量に基づいてリーク電圧Ｖｌｅａｋ及びリーク抵抗Ｒｌｅａｋを算出する。そして、算出したリーク電圧Ｖｌｅａｋ及びリーク抵抗Ｒｌｅａｋにより画素出力に対する補正データを生成し、撮影時にはこの補正データを用いて撮影データに補正を施してリーク補正済みの画像データを生成する。第３の実施形態におけるリーク量検出方法、補正データ生成方法、補正処理動作のそれぞれについては、基本的には第１の実施形態と同様であるのでその詳細な説明は省略する。
【００９５】
このように、ＡＦＥＩＣ２Ｂへの入力を基準電源（ＶＲＥＦ）又は撮像素子１Ａの出力に切り替え可能なスイッチ回路６１を撮像素子１Ａ、ＡＦＥＩＣ２Ｂの外部に設け、リーク量検出動作時にはＡＦＥＩＣ２Ｂに基準電源（ＶＲＥＦ）を供給する。これにより、上述した第１、第２の実施形態と同様の効果を得ることができ、組立作業性を悪化させる樹脂封止などのリーク対策を施さなくとも、リークによる画質劣化を防止して良好な画像を得ることができる。また、撮像素子及びＡＦＥＩＣの外部にスイッチ回路６１を設けることで、第１、第２の実施形態で示したようなリーク量検出に係る手段を有していない従来の撮像素子及びＡＦＥＩＣで構成される撮像装置においても、リーク量を容易に検出することが可能になる。
【００９６】
（第４の実施形態）
次に、第４の実施形態について説明する。
図８は、本発明の第４の実施形態におけるフィードバッククランプ方式の撮像装置の構成例を示すブロック図であり、図９は、第４の実施形態における撮像装置による撮影動作を示すフローチャートである。
【００９７】
図８においては、第４の実施形態における撮像装置の特徴的構成を図示しており、この図８において、図１に示したブロック等と同様の機能を有するブロック等には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。また、第４の実施形態における撮像装置の全体構成は、第１の実施形態と同様である。
【００９８】
第４の実施形態における撮像装置は、電流ＤＡＣ３１Ａに代えて、電流量を切り替え可能な電流ＤＡＣ３１Ｂをアナログフロントエンド処理用（ＡＦＥ）ＩＣ２Ｃ内に設けた点が第１の実施形態と相違する。
【００９９】
第４の実施形態における撮像装置では、ＯＢクランプ動作時のクランプコンデンサ３充電用の電流ＤＡＣ３１Ｂは、電流量切替信号入力端子７１からの入力信号ＩＤＡＣ＿ＳＥＬに応じて電流量を切り替えることが可能である。例えば、入力信号ＩＤＡＣ＿ＳＥＬが“Ｌ”の場合には、通常の電流値ＩｄａｃでＯＢクランプ動作が実行され、入力信号ＩＤＡＣ＿ＳＥＬが“Ｈ”の場合には、通常の電流値の４倍の電流量４ＩｄａｃでＯＢクランプ動作が実行される。
【０１００】
すなわち、第４の実施形態における撮像装置は、入力信号ＩＤＡＣ＿ＳＥＬに応じて、ＯＢクランプ動作時におけるフィードバックループゲイン量を、通常時の値又は通常時の４倍の値を選択することが可能である。これにより、リーク検出動作において所定量以上のリークが検出された場合に、フィードバックループゲインを通常よりも大きくする方向に電流ＤＡＣ３１Ｂの電流量を切り替えることで、１回のクランプ動作で補正可能なオフセット量を増大させることができる。結果として、リークによって発生するクランプ電圧の変動量を軽減でき、リークによるシェーディング量を減らすことが可能になる。
【０１０１】
図９を参照して、第４の実施形態における撮影動作について説明する。
図９に示すフローチャートにおいて、ステップＳ１０１〜Ｓ１０６、及びステップＳ１０９〜Ｓ１１２での処理は、図４に示したステップＳ１〜Ｓ６、及びステップＳ８〜Ｓ１１での処理と同様であるので、その説明は省略する。
【０１０２】
ステップＳ１０７にて、制御回路９は、ステップＳ１０６において検出されたリーク量が許容レベルであるか否かの判定を行う。リーク量が許容範囲内であるか否かの判定は、画素出力読み出し時における最初の行のＯＢクランプレベルと最後の行のＯＢクランプレベルとの差が所定量以内であるか否かで判定すれば良い。例えば、最初の行と最後の行とのＯＢクランプレベルの差が１０ＬＳＢ以内である場合には、制御回路９は、リーク量が許容レベルであると判定するようにすれば良い。ここで、最初の行と最後の行とのＯＢクランプレベルの差は、ステップＳ１０６で検出したリーク抵抗Ｒｌｅａｋ及びリーク電圧Ｖｌｅａｋにより算出することが可能である。
【０１０３】
ステップＳ１０７での判定の結果、制御回路９は、リークが許容レベル外（許容値以上）であると判定した場合には、ステップＳ１０８にて、入力信号ＩＤＡＣ＿ＳＥＬを“Ｈ”に制御し電流ＤＡＣ３１Ｂの出力電流量を通常の電流値の４倍に切り替える。すなわち、リーク量が許容レベルを超えると判定した場合には、制御回路９は、ＯＢクランプ動作時のフィードバックループゲイン量を通常時の４倍の値を選択する。これにより、リークによって発生するクランプ電圧の変動量を軽減することができる。そして、ステップＳ１０９に進む。
一方、ステップＳ１０７での判定の結果、リークが許容レベル内であると判定した場合には、電流ＤＡＣ３１Ｂの電流量を通常設定のままとしステップＳ１０９に進む。
【０１０４】
なお、図示していないが、ステップＳ１０９に進む際、制御回路９は、ステップＳ１０６で検出したリーク抵抗Ｒｌｅａｋ及びリーク電圧Ｖｌｅａｋに基づいて補正データを生成しバッファメモリ４に展開する。
【０１０５】
第４の実施形態によれば、上述した第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、クランプコンデンサ接続端子３３に発生しているリーク量を検出し、許容値（レベル）以上のリークが発生していると判定した場合には、ＯＢクランプ動作時のフィードバックループゲインが大きくなるように電流ＤＡＣ３１Ｂの電流量を切り替える。これにより、リークによるクランプ電圧の変動を軽減することができ、良好な画像を得ることができる。
【０１０６】
また、リークが発生していない又は許容値以内であると判定した場合には、通常時のフィードバックループゲインにてＯＢクランプ動作を実行することができ、動作電流を軽減することが可能である。この場合には、フィードバックループゲインを大きくする必要が無いので、フィードバックループゲインを大きくすることで懸念されるランダムノイズ等の影響によるクランプエラーの発生も通常時には抑制することができる。
【０１０７】
なお、上述した説明では、リーク量が許容値以上であると判定した場合における変更後のフィードバックループゲイン量は通常時の４倍の値としているが、これに限定されるものではなく、変更後のフィードバックループゲイン量は１倍より大きければ任意である。
【０１０８】
（第５の実施形態）
次に、第５の実施形態について説明する。
本発明の第５の実施形態における撮像装置の構成は、図１及び図３に示した第１の実施形態における撮像装置と同様であるので構成についての説明は省略し、動作についてのみ説明する。
【０１０９】
図１０は、第５の実施形態における撮像装置による撮影動作を示すフローチャートである。図１０に示すフローチャートにおいて、ステップＳ２０１〜Ｓ２０８での処理は、図４に示したステップＳ１〜Ｓ９での処理と同様であるので、その説明は省略する。なお、ステップＳ２０６でのリーク量検出動作においては、制御回路９は、リーク抵抗Ｒｌｅａｋ及びリーク電圧Ｖｌｅａｋの検出を行い、検出したリーク抵抗Ｒｌｅａｋ及びリーク電圧Ｖｌｅａｋに基づいて補正データを生成しバッファメモリ４に展開する。
【０１１０】
ステップＳ２０８にて、レリーズスイッチ１２における第２ストロークスイッチ（ＳＷ２）がオンされると、ステップＳ２０９にて本画像の撮影動作が行われる。具体的には、第２ストロークスイッチ（ＳＷ２）がオンされると、制御回路９は、制御信号を出力して図示しないシャッタ機構を開閉する。これにより、被写体が撮像素子１において露光され、この被写体像が光電変換される。そして、光電変換された被写体像は、画素出力信号として撮像素子１から出力され、ＡＦＥＩＣ２でデジタルデータ（撮影データ）に変換された後、バッファメモリ４に一時的に格納される。
【０１１１】
次に、ステップＳ２１０にて、制御回路９は、リーク量が許容レベルであるか否かの判定を行う。リーク量が許容範囲内であるか否かの判定は、画素出力読み出し時における最初の行と最後の行とのＯＢクランプレベルの差が所定量以内であるか否かで判定すれば良い。例えば、最初の行と最後の行とのＯＢクランプレベルの差が１０ＬＳＢ以内である場合には、制御回路９は、リーク量が許容レベルであると判定するようにすれば良い。ここで、最初の行と最後の行とのＯＢクランプレベルの差は、ステップＳ２０６で検出したリーク抵抗Ｒｌｅａｋ及びリーク電圧Ｖｌｅａｋにより算出することが可能である。
【０１１２】
ステップＳ２１０での判定の結果、リーク量が許容レベル内であると判定した場合には、ステップＳ２１３にて、制御回路９による制御に基づき、画像処理回路５がバッファメモリ４に格納されている本画像撮影時のデジタルデータを所定の画像データに変換する。制御回路９は、変換後の画像データを記録回路６を用いて記録媒体７に記録し、動作を終了する。
【０１１３】
一方、ステップＳ２１０での判定の結果、リーク量が許容レベル外（許容値以上）であると判定した場合には、ステップＳ２１１に進み、制御回路９は、シャッタ機構を閉じたままの状態で本画像と同秒時の黒画像撮影を行う。すなわち、リーク量が許容レベル外であると判定した場合には、制御回路９は、固体撮像素子１を非露光状態として黒画像の撮影動作を行う。この黒画像撮影により得られる黒画像データは、ＡＦＥＩＣ２でデジタルデータに変換された後、バッファメモリ４に一時的に格納される。
【０１１４】
次に、ステップＳ２１２にて、制御回路９による制御に基づき、画像処理回路５がバッファメモリ４に格納されている本画像撮影時のデジタルデータから黒画像撮影時のデジタルデータを減算し、いわゆる黒引き補正処理を行う。そして、黒引き補正後のデジタルデータをバッファメモリ４に格納する。次に、ステップＳ２１３にて、制御回路９による制御に基づいて、画像処理回路５がバッファメモリ４に格納されている黒引き補正後のデジタルデータを所定の画像データに変換し、記録回路６により記録媒体７に記録して、動作を終了する。
【０１１５】
第５の実施形態によれば、上述した第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、許容値（レベル）以上のリークが発生していると判定した場合には、いわゆる黒引き補正処理を行うことで、リークよるシェーディングを補正することができ、リークによって生じる画像ノイズがない良好な画像を得ることができる。また、リークが発生していない又は許容レベル内であると判定した場合には、黒引き補正を行わないので、連写撮影時のＭコマ目と（Ｍ＋１）コマ目の撮影間隔が黒画像撮影分伸びてしまうことなく撮影を行うことが可能である。
【０１１６】
（本発明の他の実施形態）
上述した実施形態の機能を実現するべく各種のデバイスを動作させるように、各種デバイスと接続された装置又はシステム内のコンピュータ（ＣＰＵあるいはＭＰＵ）に対し、実施形態の機能を実現するためのソフトウェアのプログラムを供給し、システム又は装置のコンピュータに格納されたプログラムに従って前記各種デバイスを動作させることによって実施したものも、本発明の範疇に含まれる。
また、この場合、前記プログラム自体が上述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラム自体は本発明を構成する。また、そのプログラムをコンピュータに供給するための手段、例えばかかるプログラムを格納した記録媒体は本発明を構成する。かかるプログラムを記憶する記録媒体としては、例えばフレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ等を用いることができる。
また、コンピュータが供給されたプログラムを実行することにより、上述の実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムがコンピュータにおいて稼働しているＯＳ（オペレーティングシステム）又は他のアプリケーションソフト等と共同して上述の実施形態の機能が実現される場合にもかかるプログラムは本発明の実施形態に含まれることは言うまでもない。
さらに、供給されたプログラムがコンピュータの機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに格納された後、そのプログラムの指示に基づいてその機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵ等が実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって上述した実施形態の機能が実現される場合にも本発明に含まれることは言うまでもない。
【０１１７】
なお、上述した実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化のほんの一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１８】
【図１】第１の実施形態における撮像装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】リーク検出動作時のＯＢクランプパルス及びクランプ電圧の波形を示す図である。
【図３】本実施形態における撮像装置全体の構成例を示すブロック図である。
【図４】第１の実施形態における撮像装置の撮影動作を示すフローチャートである。
【図５】画素出力読み出し時のＯＢクランプパルス及びクランプ電圧の波形を示す図である。
【図６】第２の実施形態における撮像装置の構成例を示すブロック図である。
【図７】第３の実施形態における撮像装置の構成例を示すブロック図である。
【図８】第４の実施形態における撮像装置の構成例を示すブロック図である。
【図９】第４の実施形態における撮像装置の撮影動作を示すフローチャートである。
【図１０】第５の実施形態における撮像装置の撮影動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１１９】
１Ａ、１Ｂ  固体撮像素子
２Ａ、２Ｂ、２Ｃ  アナログフロントエンド処理用ＩＣ
３  クランプ用コンデンサ
４  バッファメモリ
５  画像処理回路
９  制御回路
１２  レリーズスイッチ
２３  入力切替スイッチ
２４  基準電圧
２６  オフセット加算回路
２８  ＡＤＣ
３０  誤差算出部
３１Ａ、３１Ｂ  電流ＤＡＣ
４７  出力切替スイッチ
４８  基準電源
６１  スイッチ回路
６２  基準電源
【図１】
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【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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