(57)【要約】【課題】回路規模を軽減可能とし、輝度ムラが少なくかつ解像感の高い画像を撮影可能な固体撮像装置を提供すること。【解決手段】実施形態によれば、固体撮像装置は、感度差補正回路であるＧｒ／Ｇｂ補正回路２８を有する。感度差補正回路は、補正量算出回路３４、クリップ回路３６および演算回路である加算器３８を備える。補正量算出回路３４は、第１緑画素群における輝度値の平均と、第２緑画素群における輝度値の平均と、を基に、補正対象に対する補正量を算出する。第１緑画素群は、補正対象として設定された緑画素と、補正対象と同じラインに位置する緑画素とを備える。第２緑画素群は、補正対象を含むラインに隣接するラインに位置する緑画素を備える。クリップ回路３６は、クリップ値に応じて、補正量を調整する。クリップ値は、補正量の限度とする。演算回路は、クリップ回路３６における調整を経た補正量を、補正対象の輝度値に足し合わせる。【選択図】図４
2016021657.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
赤色成分の光を検出する赤画素と、緑色成分の光を検出する緑画素と、青色成分の光を検出する青画素と、を含み、水平方向へ配列された前記赤画素および前記緑画素を備える第１ラインと、水平方向へ配列された前記青画素および前記緑画素を備える第２ラインと、が交互に配置された画素アレイと、
前記第１ラインの前記緑画素である第１緑画素と、前記第２ラインの前記緑画素である第２緑画素と、における感度差を補正する感度差補正回路と、を有し、
前記感度差補正回路は、
補正対象として設定された前記緑画素と、前記補正対象と同じラインに位置する前記緑画素とを備える第１緑画素群における輝度値の平均と、前記補正対象を含むラインに隣接するラインに位置する前記緑画素を備える第２緑画素群における輝度値の平均と、を基に、前記補正対象に対する補正量を算出する補正量算出回路と、
前記補正量の限度とするクリップ値に応じて、前記補正量を調整するクリップ回路と、
前記クリップ回路における調整を経た前記補正量を、前記補正対象の輝度値に足し合わせる演算回路と、を備えることを特徴とする固体撮像装置。
【請求項２】
前記感度差補正回路は、前記クリップ値を生成するクリップ値生成回路を備え、
前記クリップ値生成回路は、前記第１緑画素群における輝度値の平均に、あらかじめ設定された感度比を乗算することにより、前記クリップ値を生成することを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項３】
前記補正量算出回路は、水平方向における前記補正対象の位置と、水平方向における前記第２緑画素群の範囲の中心位置とを一致させて得られた前記平均を基に、前記補正量を算出することを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項４】
前記感度差補正回路は、
前記クリップ値を生成するクリップ値生成回路と、
前記第１緑画素および前記第２緑画素における感度比を選択する感度比選択回路と、を備え、
前記感度比選択回路は、前記画素アレイにおける前記補正対象の位置に応じて、前記感度比を選択し、
前記クリップ値生成回路は、前記第１緑画素群における輝度値の平均に、前記感度比選択回路で選択された前記感度比を乗算することにより、前記クリップ値を生成することを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項５】
前記感度差補正回路は、前記演算回路への前記補正量の入力、および入力の停止を切り換える切り換え回路を備え、
前記切り換え回路は、ハイダイナミックレンジ合成を実施するモード指示が入力されると、ラインごとにおける前記入力および前記停止の切り換えを実施する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】
本実施形態は、固体撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、固体撮像装置が備えるイメージセンサの色配列として、ベイヤー配列が一般的に採用されている。ベイヤー配列は、２×２の画素ブロックを単位とする。この画素ブロックの対角に赤色（Ｒ）画素および青色（Ｂ）画素が配置され、残りの対角に２つの緑色（Ｇ）画素が配置される。画素ブロックに含まれる２つのＧ画素のうち、水平方向においてＲ画素と隣り合うＧ画素を、Ｇｒ画素と称する。画素ブロックに含まれる２つのＧ画素のうち、水平方向においてＢ画素と隣り合うＧ画素を、Ｇｂ画素と称する。
【０００３】
Ｇｒ画素およびＧｂ画素は、隣接する画素間での光学的あるいは電気的なクロストーク（混色）と、フォトダイオードの構造の対称性に起因して、入射光に対する感度差を生じさせることがある。Ｇｒ画素とＧｂ画素との間に感度差が生じると、被写体には存在しない輝度ムラが、例えば格子模様となって画像に現れることがある。
【０００４】
かかる感度差を原因とする輝度ムラを低減するために、従来、Ｇｒ画素から出力される信号とＧｂ画素から出力される信号との平均化処理を実施する手法が知られている。平均化処理を実施する場合、固体撮像装置は、画像の解像感を大幅に劣化させることがある。さらに、固体撮像装置は、輝度ムラの低減に要する回路規模を軽減できることが望まされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−１６９８３０号公報
【特許文献２】特開平１１−１７７９９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一つの実施形態は、回路規模を軽減可能とし、輝度ムラが少なくかつ解像感の高い画像を撮影可能な固体撮像装置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】
一つの実施形態によれば、固体撮像装置は、画素アレイおよび感度差補正回路を有する。画素アレイは、赤画素、緑画素および青画素を含む。赤画素は、赤色成分の光を検出する。緑画素は、緑色成分の光を検出する。青画素は、青色成分の光を検出する。画素アレイには、第１ラインおよび第２ラインが交互に配置されている。第１ラインは、水平方向へ配列された赤画素および緑画素を備える。第２ラインは、水平方向へ配列された青画素および緑画素を備える。感度差補正回路は、第１緑画素および第２緑画素における感度差を補正する。第１緑画素は、第１ラインの緑画素である。第２緑画素は、第２ラインの緑画素である。感度差補正回路は、補正量算出回路、クリップ回路および演算回路を備える。補正量算出回路は、第１緑画素群における輝度値の平均と、第２緑画素群における輝度値の平均と、を基に、補正対象に対する補正量を算出する。第１緑画素群は、補正対象として設定された緑画素と、補正対象と同じラインに位置する緑画素とを備える。第２緑画素群は、補正対象を含むラインに隣接するラインに位置する緑画素を備える。クリップ回路は、クリップ値に応じて、補正量を調整する。クリップ値は、補正量の限度とする。演算回路は、クリップ回路における調整を経た補正量を、補正対象の輝度値に足し合わせる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、第１の実施形態にかかる固体撮像装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、固体撮像装置を備えるカメラシステムの概略構成を示すブロック図である。
【図３】図３は、画素アレイにおける各色画素の配列について説明する図である。
【図４】図４は、Ｇｒ／Ｇｂ補正回路の構成を示すブロック図である。
【図５】図５は、Ｇｂ画素を補正対象とする場合における補正量の算出について説明する図である。
【図６】図６は、Ｇｒ画素を補正対象とする場合における補正量の算出について説明する図である。
【図７】図７は、クリップ回路における補正量の調整について説明する図である。
【図８】図８は、感度比の設定例を示す図である。
【図９】図９は、第２の実施形態にかかる固体撮像装置のうちの感度差補正回路の構成を示すブロック図である。
【図１０】図１０は、第３の実施形態にかかる固体撮像装置のうちの感度差補正回路の構成を示すブロック図である。
【図１１】図１１は、ラインごとにおける電荷蓄積期間の設定について説明する図である。
【図１２】図１２は、Ｇｒ／ＲラインおよびＢ／Ｇｂラインの双方に対して補正量を出力する場合における感度差補正の例を示す図である。
【図１３】図１３は、Ｂ／Ｇｂラインに対して補正量を出力し、Ｇｒ／Ｒラインに対する補正量の出力を停止する場合における感度差補正の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に添付図面を参照して、実施形態にかかる固体撮像装置を詳細に説明する。なお、これらの実施形態により本発明が限定されるものではない。
【００１０】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態にかかる固体撮像装置の概略構成を示すブロック図である。図２は、固体撮像装置を備えるカメラシステムの概略構成を示すブロック図である。
【００１１】
カメラシステム１０は、カメラモジュール１１を備える電子機器であって、例えばカメラ付き携帯端末である。カメラシステム１０は、カメラ付き携帯端末以外の電子機器、例えば、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ等であっても良い。
【００１２】
撮像光学系１３は、被写体からの光を取り込み、被写体像を結像させる。固体撮像装置１４は、被写体像を撮像する。ＩＳＰ１５は、固体撮像装置１４での撮像により得られた画像信号の信号処理を実施する。記憶部１６は、ＩＳＰ１５での信号処理を経た画像を格納する。記憶部１６は、ユーザの操作等に応じて、表示部１７へ画像信号を出力する。表示部１７は、ＩＳＰ１５あるいは記憶部１６から入力される画像信号に応じて、画像を表示する。表示部１７は、例えば、液晶ディスプレイである。カメラシステム１０は、ＩＳＰ１５での信号処理を経たデータに基づき、カメラモジュール１１のフィードバック制御を実施する。
【００１３】
固体撮像装置１４は、イメージセンサ２０および信号処理回路２１を備える。イメージセンサ２０は、被写体像を撮像する。イメージセンサ２０は、例えば、ＣＭＯＳイメージセンサである。イメージセンサ２０は、画素アレイ２２、垂直シフトレジスタ２３、タイミング制御部２４、相関二重サンプリング部（ＣＤＳ）２５、アナログデジタル変換部（ＡＤＣ）２６およびラインメモリ２７を備える。
【００１４】
画素アレイ２２は、イメージセンサ２０の撮像領域に設けられている。画素アレイ２２は、水平方向（行方向）および垂直方向（列方向）へアレイ状に配列された画素を備える。各画素は、光電変換素子であるフォトダイオードを備える。光電変換素子は、入射光量に応じた信号電荷を生成する。各画素は、入射光量に応じた信号電荷を蓄積する。各画素の入射側には、色配列に応じたカラーフィルタ（図示省略）が設けられている。各画素は、カラーフィルタを透過した色光を検出する。
【００１５】
図３は、画素アレイにおける各色画素の配列について説明する図である。各色光を分担して検出する各色画素は、ベイヤー配列を構成する。ベイヤー配列は、Ｇｒ，Ｒ，Ｇｂ，Ｂの４画素を備える画素ブロックを単位として構成されている。
【００１６】
赤（Ｒ）画素は、赤色成分を検出する。青（Ｂ）画素は、青色成分を検出する。第１緑画素であるＧｒ画素は、緑色成分を検出する緑（Ｇ）画素であって、水平方向においてＲ画素に隣接する。第２緑画素であるＧｂ画素は、緑色成分を検出する緑（Ｇ）画素であって、水平方向においてＢ画素に隣接する。
【００１７】
画素アレイ２２には、Ｇｒ／Ｒライン３１およびＢ／Ｇｂライン３２が、垂直方向において交互に配置されている。第１ラインであるＧｒ／Ｒライン３１は、水平方向へ並列されたＲ画素およびＧｒ画素を備える。第２ラインであるＢ／Ｇｂライン３２は、水平方向へ並列されたＢ画素およびＧｂ画素を備える。
【００１８】
タイミング制御部２４は、各種のタイミングを制御するためのクロックを生成する。タイミング制御部２４は、垂直同期信号に応じた垂直走査クロックを、垂直シフトレジスタ２３へ出力する。タイミング制御部２４は、水平同期信号に応じた水平走査クロックをラインメモリ２７へ出力する。タイミング制御部２４は、ＣＤＳ２５およびＡＤＣ２６に対し、駆動タイミングを指示するタイミング信号をそれぞれ出力する。
【００１９】
垂直シフトレジスタ２３は、信号が読み出される画素の行を、タイミング制御部２４からの垂直走査クロックに応じて選択する。垂直シフトレジスタ２３は、選択された行の各画素へ読み出し信号を出力する。垂直シフトレジスタ２３から読み出し信号が入力された画素は、蓄積された信号電荷を垂直信号線（図示省略）へ出力する。画素アレイ２２は、画素からの信号を、垂直信号線を介してＣＤＳ２５へ出力する。
【００２０】
ＣＤＳ２５は、画素アレイ２２からの信号に対し、固定パターンノイズの低減のための相関二重サンプリング処理を行う。ＡＤＣ２６は、アナログ方式の信号をデジタル方式の信号へ変換する。ラインメモリ２７は、ＡＤＣ２６からの信号を蓄積する。イメージセンサ２０は、ラインメモリ２７に蓄積された信号を出力する。
【００２１】
信号処理回路２１は、イメージセンサ２０からの画像信号に対し、各種の信号処理を実施する。信号処理回路２１は、感度差補正回路であるＧｒ／Ｇｂ補正回路２８を備える。Ｇｒ／Ｇｂ補正回路２８は、Ｇｒ画素およびＧｂ画素における感度差を補正する。
【００２２】
信号処理回路２１は、Ｇｒ画素およびＧｂ画素の感度差補正以外にも、各種信号処理、例えば、ガンマ補正、ノイズ低減処理、レンズシェーディング補正、ホワイトバランス調整、歪曲補正、解像度復元等を実施する。図１には、信号処理回路２１のうち、Ｇｒ／Ｇｂ補正回路２８以外の構成の図示を省略している。
【００２３】
固体撮像装置１４は、信号処理回路２１での信号処理を経た画像信号をチップ外部へ出力する。固体撮像装置１４は、信号処理回路２１での信号処理を経たデータに基づき、イメージセンサ２０のフィードバック制御を実施する。
【００２４】
カメラシステム１０は、本実施形態において信号処理回路２１が実施するものとした各種信号処理の少なくともいずれかを、後段処理部１２のＩＳＰ１５が実施することとしても良い。カメラシステム１０は、各種信号処理の少なくともいずれかを、信号処理回路２１およびＩＳＰ１５の双方が実施しても良い。信号処理回路２１およびＩＳＰ１５は、本実施形態で説明する信号処理以外の信号処理を実施することとしても良い。
【００２５】
図４は、Ｇｒ／Ｇｂ補正回路の構成を示すブロック図である。Ｇｒ／Ｇｂ補正回路２８は、緑画素（Ｇ）選択回路３３、補正量算出回路３４、クリップ値生成回路３５、クリップ回路３６、乗算器３７および加算器３８を備える。
【００２６】
Ｇ選択回路３３は、Ｇ画素の識別のためのカウントに応じて、Ｇｒ／Ｇｂ補正回路２８へ入力される信号のうちＧ画素からの信号を選択する。補正量算出回路３４は、後述する補正対象に対する補正量を算出する。補正量算出回路３４は、平均値算出回路（ＡＶＥ）４１、ＳＲＡＭ（Static  Random  Access  Memory）４２および減算器４３を備える。
【００２７】
平均値算出回路４１は、Ｇ選択回路３３で選択されたＧ画素のうち、連続する所定の個数のＧ画素の信号レベルの平均値を算出する。ＳＲＡＭ４２は、１つのラインに含まれる各Ｇ画素について、ＡＶＥ４１で算出された平均値を蓄積する。減算器４３は、ＡＶＥ４１から入力された信号から、ＳＲＡＭ４２から入力された信号を減算する。補正量算出回路３４は、減算器４３における減算結果を出力する。
【００２８】
クリップ値生成回路３５は、補正量の限度とするクリップ値を生成する。クリップ値生成回路３５は、減算器４４、絶対値算出回路（ＡＢＳ）４５および乗算器４６を備える。減算器４４は、ＡＶＥ４１で算出された平均値から黒レベルを減算する。黒レベルは、例えば６４ＬＳＢとする。ＡＢＳ４５は、減算器４４での減算結果の絶対値を算出する。乗算器４６は、ＡＢＳ４５で算出された絶対値に、あらかじめ設定された感度比（ＧＮＲ＿ＲＡＴＩＯ）を乗算する。クリップ値生成回路３５は、乗算器４６における乗算結果を出力する。
【００２９】
クリップ回路３６は、クリップ値生成回路３５で生成されたクリップ値に応じて、補正量算出回路３４からの補正量を調整する。乗算器３７は、クリップ回路３６での調整を経た補正量に、定数である１／２を乗算する。加算器３８は、Ｇｒ／Ｇｂ補正回路２８へ入力された信号に、乗算器３７からの信号を加算する。加算器３８は、クリップ回路３６における調整を経た補正量を、補正対象の輝度値に足し合わせる演算回路である。Ｇｒ／Ｇｂ補正回路２８は、加算器３８における加算結果を出力する。
【００３０】
補正量算出回路３４は、第１Ｇ画素群における輝度値の平均と、第２Ｇ画素群における輝度値の平均とを基に、補正対象に対する補正量を算出する。第１Ｇ画素群は、補正対象として設定されたＧ画素と、補正対象と同じラインに位置するＧ画素とを備える。第２Ｇ画素群は、補正対象を含むラインに隣接するラインに位置するＧ画素を備える。
【００３１】
図５は、Ｇｂ画素を補正対象とする場合における補正量の算出について説明する図である。図５には、Ｂ／ＧｂラインであるラインＬ０の一部と、ラインＬ０に隣接するＧｒ／ＲラインであるラインＬ１とを示している。
【００３２】
ＡＶＥ４１は、水平方向に並列された４つのＧ画素からなる画素群における信号レベルの平均を算出する。各信号レベルは、Ｇ画素で検出された輝度値を表す。ＡＶＥ４１は、水平方向に並列された４つのＧ画素の各信号を同時化して、各輝度値の加算平均を算出する。ＳＲＡＭ４２は、ＡＶＥ４１で算出された平均値を保持する。ＳＲＡＭ４２は、１つのラインの半分（０．５Ｈ）のデータを記憶可能な容量を備える。
【００３３】
ラインＬ０の信号がＧｒ／Ｇｂ補正回路２８へ入力されると、Ｇ選択回路３３は、ラインＬ０の信号のうちＧｂ画素の信号を選択的に通過させる。ラインＬ０の各Ｇｂ画素の信号が順次ＡＶＥ４１に入力されると、ＡＶＥ４１は、４つのＧｂ画素の輝度値の平均をラインＬ０の各Ｇｂ画素について算出する。
【００３４】
ラインＬ１の信号は、ラインＬ０の信号の直前に、Ｇｒ／Ｇｂ補正回路２８へ入力されている。ＡＶＥ４１は、ラインＬ０の各Ｇｂ画素について輝度値の平均を算出するより前に、ラインＬ１の各Ｇｒ画素について輝度値の平均を算出する。ＳＲＡＭ４２は、ラインＬ１の各Ｇｒ画素についての平均値を保持する。
【００３５】
例えば、図示するラインＬ０に含まれるＧｂ画素であるＧｂ３が補正対象であるタイミングでは、ＡＶＥ４１は、第１Ｇ画素群である４つのＧｂ画素Ｇｂ１，Ｇｂ２，Ｇｂ３，Ｇｂ４の各信号を同時化して、各輝度値の加算平均であるＧＬ０を算出する。第１Ｇ画素群は、Ｇｂ３と、ラインＬ０に位置するＧｂ画素であるＧｂ１，Ｇｂ２，Ｇｂ４を備える。
【００３６】
減算器４３には、ＡＶＥ４１からのＧＬ０と、ＳＲＡＭ４２から読み出されたＧＬ１とが入力される。ＧＬ１は、第２Ｇ画素群である４つのＧｒ画素Ｇｒ１，Ｇｒ２，Ｇｒ３，Ｇｒ４の輝度値の加算平均である。ＧＬ１は、ラインＬ１の信号が補正量算出回路３４へ入力されたときにＡＶＥ４１にて算出され、ＳＲＡＭ４２に格納されている。第２Ｇ画素群は、ラインＬ０に隣接するラインＬ１に位置するＧｒ画素であるＧｒ１，Ｇｒ２，Ｇｒ３，Ｇｒ４を備える。
【００３７】
水平方向における第２Ｇ画素群の範囲は、水平方向における第１Ｇ画素群の範囲に対し、１画素の分シフトしている。水平方向におけるＧｂ３の位置は、水平方向における第２Ｇ画素群の範囲の中心位置に一致する。補正量算出回路３４は、水平方向における補正対象の位置と、水平方向における第２Ｇ画素群の範囲の中心位置とが一致するように、ＡＶＥ４１からの信号とＳＲＡＭ４２からの信号とのタイミングを調整する。減算器４３は、ＧＬ０からＧＬ１を減算する。
【００３８】
図６は、Ｇｒ画素を補正対象とする場合における補正量の算出について説明する図である。図６には、Ｇｒ／ＲラインであるラインＬ０の一部と、ラインＬ０に隣接するＢ／ＧｂラインであるラインＬ１とを示している。
【００３９】
例えば、図示するラインＬ０に含まれるＧｒ画素であるＧｒ３が補正対象であるタイミングでは、ＡＶＥ４１は、第１Ｇ画素群である４つのＧｒ画素Ｇｒ１，Ｇｒ２，Ｇｒ３，Ｇｒ４の輝度値の平均ＧＬ０を算出する。減算器４３には、ＡＶＥ４１からのＧＬ０と、ＳＲＡＭ４２から読み出されたＧＬ１とが入力される。ＧＬ１は、第２Ｇ画素群である４つのＧｂ画素Ｇｂ１，Ｇｂ２，Ｇｂ３，Ｇｂ４の輝度値の平均である。減算器４３は、ＧＬ０からＧＬ１を減算する。
【００４０】
このように、補正量算出回路３４は、水平方向における補正対象の位置と、水平方向における第２Ｇ画素群の範囲の中心位置とを一致させて得られた平均ＧＬ０，ＧＬ１を基に、補正量を算出する。
【００４１】
第１Ｇ画素群のＧ画素の個数と、第２Ｇ画素群のＧ画素の個数とは、いずれも４つである場合に限られず、適宜変更しても良い。ＡＶＥ４１は、第１Ｇ画素群および第２画素群の各Ｇ画素の輝度値に重み付けを施して、平均を算出しても良い。例えば、ＡＶＥ４１は、水平方向における位置が補正対象に近いほど値が大きくなるように、重み付けを施す。
【００４２】
図７は、クリップ回路における補正量の調整について説明する図である。グラフの横軸はクリップ回路３６へ入力される補正量、縦軸はクリップ回路３６から出力される補正量をそれぞれ表している。
【００４３】
クリップ回路３６は、クリップ値生成回路３５で生成されたクリップ値ｃに応じて、補正量の上限を＋ｃ、補正量の下限を−ｃにそれぞれ制限する。クリップ回路３６は、＋ｃより大きい補正量が入力された場合、＋ｃを出力する。クリップ回路３６は、−ｃより小さい補正量が入力された場合、−ｃを出力する。＋ｃより小さく、かつ−ｃより大きい補正量が入力された場合、クリップ回路３６は、入力された補正量を出力する。
【００４４】
クリップ回路３６からの補正量は、乗算器３７にて半分にされた後、加算器３８へ入力される。加算器３８は、補正対象であるＧ画素の信号に、乗算器３７からの信号を加算する。
【００４５】
図８は、感度比の設定例を示す図である。クリップ値生成回路３５には、例えば図８に示す１６段階のＧＮＲ＿ＲＡＴＩＯ「０」〜「１５」（０．００％〜５．８６％）のいずれかが設定されている。クリップ値生成回路３５は、設定されたＧＮＲ＿ＲＡＴＩＯを、例えばレジスタに保持している。
【００４６】
ＧＮＲ＿ＲＡＴＩＯは、例えば、イメージセンサ２０のＧｒ画素とＧｂ画素との感度比を計測した結果に基づいて設定されている。ＧＮＲ＿ＲＡＴＩＯの最大値「１５」は、Ｇｒ／Ｇｂ補正回路２８での感度差補正による解像感の低下が抑えられる程度とされている。
【００４７】
第１の実施形態によれば、Ｇｒ／Ｇｂ補正回路２８は、クリップ回路３６にて補正量を調整することで、画像の解像感の低下を抑制可能とする。Ｇｒ／Ｇｂ補正回路２８は、輝度レベルの変化が少ない平坦部における輝度ムラを効果的に抑制でき、かつ輝度レベルの変化が多いパターン部におけるコントラスト低下を軽減できる。
【００４８】
Ｇｒ／Ｇｂ補正回路２８は、ＳＲＡＭ４２に一時格納された輝度値の平均を用いて、補正量を算出する。Ｇｒ／Ｇｂ補正回路２８は、複数のラインのデータを格納可能なラインメモリを要する場合に比べて、メモリ規模を縮小できる。Ｇｒ／Ｇｂ補正回路２８は、比較的簡易な演算処理によって、補正量を算出可能とする。
【００４９】
以上により、固体撮像装置１４は、回路規模を軽減可能とし、輝度ムラが少なくかつ解像感の高い画像を撮影できるという効果を得ることができる。
【００５０】
（第２の実施形態）
図９は、第２の実施形態にかかる固体撮像装置のうちの感度差補正回路の構成を示すブロック図である。上記の第１の実施形態と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００５１】
感度差補正回路であるＧｒ／Ｇｂ補正回路５０は、第１の実施形態にかかるＧｒ／Ｇｂ補正回路２８の構成に、感度比選択回路５１が追加されている。感度比選択回路５１は、Ｇｒ画素およびＧｂ画素における感度比を、画素アレイ２２における補正対象の位置に応じて選択する。
【００５２】
感度比選択回路５１には、ｘｙ座標が入力される。このｘｙ座標は、画素アレイ２２における補正対象の位置を表す。感度比選択回路５１は、入力されたｘｙ座標に対応する感度比（ＧＮＲ＿ＲＡＴＩＯ）を出力する。感度比選択回路５１は、例えば、図８に示すＧＮＲ＿ＲＡＴＩＯ「０」〜「１５」のいずれかを、補正対象の位置に応じて選択する。なお、感度比選択回路５１には、ｘｙ座標と、感度比との対応関係があらかじめ設定されている。
【００５３】
クリップ値生成回路３５は、第１Ｇ画素群における輝度値の平均に、感度比選択回路５１で選択されたＧＮＲ＿ＲＡＴＩＯを乗算することにより、クリップ値を生成する。
【００５４】
感度比は、例えば、画面の中心から離れるにしたがって大きい値となるように設定されている。補正対象の位置に応じて感度比を変更することで、Ｇｒ／Ｇｂ補正回路５０は、画面の周縁部に近いほど顕著となる混色を、効果的に抑制できる。第２の実施形態によると、固体撮像装置１４は、画面の位置ごとにおける混色の程度に応じた感度差補正を実施できる。また、第２の実施形態においても、固体撮像装置１４は、回路規模を軽減可能とし、輝度ムラが少なくかつ解像感の高い画像を撮影できるという効果を得ることができる。
【００５５】
（第３の実施形態）
図１０は、第３の実施形態にかかる固体撮像装置のうちの感度差補正回路の構成を示すブロック図である。上記の第１の実施形態と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００５６】
感度差補正回路であるＧｒ／Ｇｂ補正回路６０は、第１の実施形態にかかるＧｒ／Ｇｂ補正回路２８の構成に、切り換え回路６１が追加されている。切り換え回路６１は、加算器３８への補正量の入力、および入力の停止を切り換える。
【００５７】
固体撮像装置１４は、信号処理回路２１へ入力されたデジタル画像信号に対するハイダイナミックレンジ（high  dynamic  range；ＨＤＲ）合成を実施するモードと、通常の撮影を実施するモードとを切り換え可能とする。通常の撮影とは、ＨＤＲ合成を実施しない場合の撮影とする。
【００５８】
図１１は、ラインごとにおける電荷蓄積期間の設定について説明する図である。画素アレイ２２は、Ｇｒ／Ｒライン３１およびＢ／Ｇｂライン３２の２本のラインからなるラインエリアごとに、電荷蓄積期間を交互に異ならせている。長露光ラインエリア６２の電荷蓄積期間は、短露光ラインエリア６３の電荷蓄積期間より長い。
【００５９】
上記のモードのいずれであるかを示すＨＤＲモード指示は、乗算器３７および切り換え回路６１へ入力される。ＨＤＲ合成を実施するモード指示が入力されると、乗算器３７は、クリップ回路３６からの補正量への１／２の乗算を停止する。切り換え回路６１は、Ｇｒ／Ｒライン３１およびＢ／Ｇｂライン３２の一方に対して、補正量の出力を停止する。切り換え回路６１は、ＨＤＲ合成を実施するモード指示が入力されると、ラインごとにおける加算器３８への補正量の入力、および入力の停止の切り換えを実施する。
【００６０】
切り換え回路６１には、ラインカウントが入力される。ラインカウントは、切り換え回路６１へ入力された信号が、Ｇｒ／Ｒライン３１およびＢ／Ｇｂライン３２のいずれの画素を補正対象としたものかを表す信号である。切り換え回路６１は、ラインカウントに応じて、加算器３８への補正量の入力、および入力の停止を切り換える。
【００６１】
切り換え回路６１は、例えば奇数ラインであるＧｒ／Ｒライン３１に対しては補正量の出力を停止し、偶数ラインであるＢ／Ｇｂライン３２に対しては補正量を出力する。この場合、Ｇｒ／Ｇｂ補正回路６０は、Ｇｒ画素およびＧｂ画素のうち、Ｇｂ画素に対して感度差補正を実施する。
【００６２】
通常の撮影を実施するモード指示が入力されると、乗算器３７は、クリップ回路３６からの補正量へ１／２を乗算する。切り換え回路６１は、Ｇｒ／Ｒライン３１およびＢ／Ｇｂライン３２の双方に対して、補正量を出力する。この場合、Ｇｒ／Ｇｂ補正回路６０は、Ｇｒ画素およびＧｂ画素の双方に対して感度差補正を実施する。
【００６３】
図１２は、Ｇｒ／ＲラインおよびＢ／Ｇｂラインの双方に対して補正量を出力する場合における感度差補正の例を示す図である。ラインＬ０およびラインＬ２は、Ｂ／Ｇｂライン３２とする。ラインＬ１およびラインＬ３は、Ｇｒ／Ｒライン３１とする。
【００６４】
ラインＬ０のＧｂ画素が補正対象であるとき、Ｇｒ／Ｇｂ補正回路６０は、ラインＬ０のＧｂ画素からなる第１Ｇ画素群の輝度値の平均（ＧＬ０）と、ラインＬ１のＧｒ画素からなる第２Ｇ画素群の輝度値の平均（ＧＬ１）とを基に、補正量を算出する。ＧＬ０，ＧＬ１がそれぞれ「９６」、「９８」であった場合に、ＧＬ０およびＧＬ１の差分に１／２を乗算して得た「１」が補正量となる。補正対象であるＧｂ画素の輝度値が「９６」である場合、Ｇｒ／Ｇｂ補正回路６０は、補正対象の輝度値「９６」に「１」を加算する。
【００６５】
ラインＬ１のＧｒ画素が補正対象であるとき、Ｇｒ／Ｇｂ補正回路６０は、ラインＬ１のＧｒ画素の輝度値の平均（ＧＬ１）と、ラインＬ２のＧｂ画素の輝度値の平均（ＧＬ２）とを基に、補正量を算出する。ＧＬ１，ＧＬ２がそれぞれ「９８」、「９６」であった場合に、ＧＬ１およびＧＬ２の差分に１／２を乗算して得た「−１」が補正量となる。補正対象であるＧｒ画素の輝度値が「９８」である場合、Ｇｒ／Ｇｂ補正回路６０は、補正対象の輝度値「９８」に「−１」を加算する。
【００６６】
図１２に示す例において、ラインＬ０からＬ３の各Ｇ画素について同様の感度差補正を実施することで、Ｇｒ／Ｇｂ補正回路６０は、各Ｇｂ画素の輝度値を「９６」から「９７」へ、各Ｇｒ画素の輝度値を「９８」から「９７」へ、それぞれ補正する。
【００６７】
このように、Ｇｒ／Ｇｂ補正回路６０は、通常の撮影では、互いに隣接するラインにおける輝度値の平均の差分に１／２を乗算して得られた補正量を、Ｇｒ画素およびＧｂ画素の双方に対して適用する。この場合、Ｇｒ／Ｇｂ補正回路６０は、感度差補正において生じ得る量子化ノイズをラインごとに分散させ、均等にできる。
【００６８】
図１３は、Ｂ／Ｇｂラインに対して補正量を出力し、Ｇｒ／Ｒラインに対する補正量の出力を停止する場合における感度差補正の例を示す。ラインＬ０およびラインＬ２は、Ｂ／Ｇｂライン３２とする。ラインＬ１およびラインＬ３は、Ｇｒ／Ｒライン３１とする。ラインＬ０およびラインＬ１は長露光ラインエリア６２に含まれ、ラインＬ２およびラインＬ３は短露光ラインエリア６３に含まれている。
【００６９】
切り換え回路６１は、ラインＬ０に補正対象が設定されているとき、加算器３８へ補正量を入力する。Ｇｒ／Ｇｂ補正回路６０は、ラインＬ０のＧｂ画素からなる第１Ｇ画素群の輝度値の平均（ＧＬ０）と、ラインＬ１のＧｒ画素からなる第２Ｇ画素群の輝度値の平均（ＧＬ１）とを基に、補正量を算出する。ＧＬ０，ＧＬ１がそれぞれ「９６」、「９８」であった場合に、ＧＬ０およびＧＬ１の差分「２」が補正量となる。補正対象であるＧｂ画素の輝度値が「９６」である場合、Ｇｒ／Ｇｂ補正回路６０は、補正対象の輝度値「９６」に「２」を加算する。
【００７０】
切り換え回路６１は、ラインＬ１に補正対象が設定されているとき、加算器３８への補正量の入力を停止する。Ｇｒ／Ｇｂ補正回路６０は、ラインＬ１のＧｒ画素については輝度値を補正せず、入力された輝度値をそのまま出力する。例えば、輝度値が「９８」であるＧｒ画素に対して、Ｇｒ／Ｇｂ補正回路６０は、輝度値を「９８」のままとする。
【００７１】
図１３に示す例において、ラインＬ０からＬ３の各Ｇ画素について同様の感度差補正を実施することで、Ｇｒ／Ｇｂ補正回路６０は、各Ｇｂ画素の輝度値を「９６」から「９８」へ補正し、各Ｇｒ画素の輝度値を「９８」のままとする。
【００７２】
このように、Ｇｒ／Ｇｂ補正回路６０は、補正対象が設定されたラインと、その直前に入力されたラインとで電荷蓄積期間が異なる場合に、当該補正対象が設定されたラインについては感度差補正を停止する。２本のラインからなるラインエリアごとに電荷蓄積期間を異ならせる場合は、Ｇｒ／Ｇｂ補正回路６０は、１ラインおきに感度差補正の実施および停止を切り換える。
【００７３】
この例では、Ｇｒ／Ｇｂ補正回路６０は、ＨＤＲ合成を実施する場合、互いに隣接するラインにおける輝度値の平均の差分を求めて得られた補正量を、Ｇｂ画素に対して適用する。これにより、Ｇｒ／Ｇｂ補正回路６０は、電荷蓄積期間が同一であるラインエリア内のＧ画素の信号に基づいて感度差補正を実施できる。
【００７４】
切り換え回路６１が加算器３８への補正量の入力、および入力の停止を切り換える態様は、ＨＤＲ合成の態様に応じて適宜変更しても良い。電荷蓄積期間が同一であるラインエリア内のＧ画素に基づいて感度差補正を実施可能であれば、Ｇｒ／Ｇｂ補正回路６０は、いずれの態様で感度差補正を実施しても良い。
【００７５】
第３の実施形態によると、固体撮像装置１４は、ＨＤＲ合成を実施するか否かに応じて、適切な感度差補正を実施することができる。ＨＤＲ合成を実施する場合は、固体撮像装置１４は、電荷蓄積期間が同一であるラインエリア内の画素の信号を用いて感度差補正を実施できる。また、第３の実施形態においても、固体撮像装置１４は、回路規模を軽減可能とし、輝度ムラが少なくかつ解像感の高い画像を撮影できるという効果を得ることができる。
【００７６】
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】
【００７７】
１４  固体撮像装置、２２  画素アレイ、２８，５０，６０  Ｇｒ／Ｇｂ補正回路、３１  Ｇｒ／Ｒライン、３２  Ｂ／Ｇｂライン、３４  補正量算出回路、３５  クリップ値生成回路、３６  クリップ回路、３８  加算器、５１  感度比選択回路、６１  切り換え回路。
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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