JP2014107738A - Imaging device and control method therefor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、撮像装置及びその制御方法に関するものである。 The present invention relates to an imaging apparatus and a control method thereof.
デジタルカメラやビデオカメラなどの撮像装置は、CMOSイメージセンサなどの撮像センサ(撮像素子)を備えている。近年では撮像センサの多画素化が進んでおり、それに伴って撮像センサの各画素のサイズが小さくなっている。画素サイズが小さくなると、各画素における光電変換部(例えば、フォトダイオード)の受光面の面積も小さくなるため、光電変換部で発生する電荷に応じた光信号のレベルが小さくなる。そして、相対的にノイズレベルが大きくなり、S/Nが悪化する。S/Nを向上させるためには、固定パターンノイズやダークシェーディングを低減させることが必要になる。 An imaging apparatus such as a digital camera or a video camera includes an imaging sensor (imaging device) such as a CMOS image sensor. In recent years, the number of pixels of an image sensor has been increased, and the size of each pixel of the image sensor has been reduced accordingly. When the pixel size is reduced, the area of the light receiving surface of the photoelectric conversion unit (for example, photodiode) in each pixel is also reduced, so that the level of the optical signal corresponding to the charge generated in the photoelectric conversion unit is reduced. And a noise level becomes large relatively and S / N deteriorates. In order to improve the S / N, it is necessary to reduce fixed pattern noise and dark shading.
ところで、上記したような撮像装置では、撮像センサの遮光画素領域の出力信号を用いて、有効画素領域の画像信号におけるダークシェーディング成分を補正するOBクランプ処理が行われている。OBクランプ処理は、温度や撮影感度等の影響により処理精度が低下する場合があり、画質劣化を引き起こす可能性がある。その対策として、特許文献1では、多フィールド読み出しが可能なCCDイメージセンサを備えた撮像装置において、温度や撮像感度によってOBクランプの領域、または、OBクランプの周期を変更することを提案している。
By the way, in the imaging apparatus as described above, the OB clamp processing for correcting the dark shading component in the image signal of the effective pixel region is performed using the output signal of the light shielding pixel region of the imaging sensor. In the OB clamp processing, the processing accuracy may be reduced due to the influence of temperature, photographing sensitivity, and the like, which may cause image quality degradation. As a countermeasure,
上記OBクランプ処理としては、黒レベルの基準信号と該当行のオフセットを任意の間隔で徐々に補正していく第1の水平OBクランプ処理がある。また、黒レベルの基準信号と該当行のオフセットが任意の閾値を上回った際に黒レベルに合わせ込む第2の水平OBクランプ処理がある。そして、これら2種類の水平方向のOBクランプを行う撮像装置がある。 As the OB clamping process, there is a first horizontal OB clamping process in which the black level reference signal and the offset of the corresponding row are gradually corrected at an arbitrary interval. In addition, there is a second horizontal OB clamping process for adjusting to the black level when the black level reference signal and the offset of the corresponding row exceed an arbitrary threshold value. There are image pickup apparatuses that perform these two types of horizontal OB clamping.
近年、撮像センサの温度上昇による暗電流の増加が顕著になり、撮像画質への影響が懸念されている。特に、撮像センサが信号読み出し動作時に発熱することで、読み出しタイミングが遅くなる行ほど、暗電流が増加することに起因した画質劣化が目立つ場合が考えられる。その場合、撮像センサの暗電流成分が、第1の水平OBクランプ処理の補正ステップ量を上回った行は、黒レベルの基準信号とのオフセットが拡大していく。そして、黒レベルの基準信号と該当行のオフセットが任意の閾値を上回ると、第2の水平OBクランプ処理による補正が行われる。しかしながら、第2の水平OBクランプ処理を行うことで画像に現れる横縞が増加し、画質を劣化させてしまう場合がある。 In recent years, an increase in dark current due to a rise in temperature of an image sensor has become remarkable, and there is a concern about the influence on image quality. In particular, there may be a case where image quality deterioration due to an increase in dark current is more conspicuous as the readout timing is delayed as a result of the image sensor generating heat during the signal readout operation. In that case, the offset of the black level reference signal increases in the row where the dark current component of the image sensor exceeds the correction step amount of the first horizontal OB clamp process. When the black level reference signal and the offset of the corresponding row exceed an arbitrary threshold value, correction by the second horizontal OB clamping process is performed. However, performing the second horizontal OB clamping process may increase the horizontal stripes appearing in the image and degrade the image quality.
本発明の目的は、上記課題を鑑みてなされたもので、撮像装置において、温度や撮影感度等を考慮してOBクランプを実施することで、高品位な画像形成が可能な撮像装置及びその駆動方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is made in view of the above problems, and an imaging apparatus capable of forming a high-quality image by performing OB clamping in consideration of temperature, imaging sensitivity, and the like in the imaging apparatus, and driving thereof It aims to provide a method.
本発明は、上記目的を達成するためになされたものであり、請求項1に記載の撮像装置は、複数の画素が行方向及び列方向に配列され、遮光された画素が配された遮光領域と、遮光されていない画素が配された有効領域を有する撮像素子と、前記遮光領域の画素から読み出された信号に基づいて、オフセット信号を生成する第1の生成手段と、前記オフセット信号を用いて黒レベルを補正する第1の補正データを生成する第2の生成手段と、前記第1の補正データを用いて画像信号の黒レベルを補正する第1の補正手段と、撮像素子の温度を検出する温度検出手段と、撮像感度を設定する感度設定手段と、前記温度検出手段で検出された温度、及び前記感度設定手段で設定された撮像感度を加味して補正手段における黒レベルの補正量を変更するように制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする。
The present invention has been made to achieve the above object, and the imaging device according to
また、請求項4に記載の撮像装置の制御方法は、複数の画素が行方向及び列方向に配列され、遮光された画素が配された遮光領域と、遮光されていない画素が配された有効領域を有する撮像素子と、前記遮光領域の画素から読み出された信号に基づいて、オフセット信号を生成する第1の生成手段と、前記オフセット信号を用いて黒レベルを補正する第1の補正データを生成する第2の生成手段と、第1の補正データを用いて画像信号の黒レベルを補正する第1の補正手段と、撮像素子の温度を検出する温度検出手段と、撮像感度を設定する感度設定手段とを備えた撮像装置の制御方法であって、前記温度検出手段で検出された温度、及び前記感度設定手段で設定された撮像感度を加味して第1の補正手段における黒レベルの補正量を変更することを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a method for controlling an imaging apparatus, wherein a plurality of pixels are arranged in a row direction and a column direction, a light shielding region where light-shielded pixels are arranged, and a pixel where non-light-shielded pixels are arranged. An image sensor having a region, a first generation unit that generates an offset signal based on a signal read from a pixel in the light shielding region, and first correction data that corrects a black level using the offset signal A second generation unit that generates the first correction data, a first correction unit that corrects the black level of the image signal using the first correction data, a temperature detection unit that detects the temperature of the image sensor, and an imaging sensitivity. A method for controlling an imaging apparatus including a sensitivity setting unit, wherein the black level in the first correction unit is calculated by taking into account the temperature detected by the temperature detection unit and the imaging sensitivity set by the sensitivity setting unit. Change the correction amount It is characterized in.
本発明によれば、撮像センサが読み出し動作時に発熱することで、読み出しタイミングが遅い行ほど増加する暗電流成分に起因した黒レベルの変動にOBクランプを追従させることが可能となる。 According to the present invention, since the image sensor generates heat during the read operation, the OB clamp can follow the black level variation caused by the dark current component that increases as the read timing is delayed.
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
(第1実施形態)
図1は、本発明の第1実施形態に係る撮像装置の全体ブロック図である。撮影レンズ1は、撮像センサ(撮像素子)2の撮像面に被写体の像を形成する。なお、撮影レンズ1と撮像センサ2の間には、図示しないシャッタ及び絞りが設けられている。CMOSイメージセンサなどの撮像センサ2は、撮像面に形成された被写体の像に応じた画像信号を生成して出力する。また、撮像センサ2には、後述するように遮光画素領域が設けられており、遮光画素領域からは黒レベルの基準信号が出力される。
(First embodiment)
FIG. 1 is an overall block diagram of an imaging apparatus according to the first embodiment of the present invention. The photographing
アナログフロントエンド(AFE)3は、撮像センサ2の遮光画素領域から読み出される黒レベルの基準信号に基づいてオフセット信号を生成し、後述する水平OBクランプ処理を行うことにより画像信号のダークシェーディング成分を除去する。そして、AFE3は、水平OBクランプ処理された画像信号をAD変換してデジタル信号を出力する。
The analog front end (AFE) 3 generates an offset signal based on a black level reference signal read from the light-shielded pixel area of the
タイミング発生部(TG)8は、撮像センサ2を駆動する各種の駆動信号を生成し、生成した駆動信号を撮像センサ2へ供給する。供給する駆動信号としては、例えば、電荷蓄積開始及び終了を制御するタイミング信号、各画素の信号読み出し制御信号(水平同期信号、垂直同期信号、転送信号等)等である。温度検出部9は、撮像センサ2の温度を検出し、制御部7へ温度情報を出力する。
The timing generator (TG) 8 generates various drive signals for driving the
制御部7は、各部の全体的な制御を行っている。また、温度検出部9から出力される温度情報をAFE3や画像処理部6に通知している。画像処理部6は、AFE3から出力されたデジタル信号に対して、各種補正処理及び現像処理を行って画像データを生成する。メモリ部4は、画像処理部6による現像処理における作業用メモリや、撮像動作が連続した際に、画像処理部6の現像処理が間に合わない時のバッファーメモリとして使用される。表示部5は、画像データを表示用のアナログ信号に変換し、変換後の信号に応じた画像をディスプレイに表示する。
The
次に、撮像センサ2の構成を説明する。本実施形態では、撮像センサ2として、CMOSイメージセンサを用いた例について説明する。図2は、CMOSイメージセンサの全体レイアウトを示す図である。図2において、CMOSイメージセンサ101には、複数の画素が行方向及び列方向に配列されており、有効画素領域(以下、有効領域と称す)と遮光画素領域(以下、遮光領域と称す)を有する。有効領域104は、複数の画素のうち遮光されていない画素が配置された領域である。遮光領域は、複数の画素のうち遮光された画素が配置された領域であり、垂直オプティカルブラック領域(以下、VOB領域と称す)103と水平オプティカルブラック領域(以下、HOB領域と称す)102とを含む。VOB領域103及びHOB領域102から読み出された信号は、暗電流成分又は温度変動による基準レベル(黒レベル)のずれによる信号成分を含む。そのため、有効領域104から読み出された被写体露光信号におけるダークシェーディング成分を補正するために用いられる。VOB領域103から読み出された信号は、水平方向のダークシェーディング成分の補正に用いられる。また、HOB領域102から読み出された信号は、垂直方向のダークシェーディング成分の補正に用いられる。
Next, the configuration of the
次に、図3は、図2のCMOSイメージセンサの画素配列における各画素の回路構成図である。画素110において、フォトダイオード(以下、PDと称す)111は、入射光に応じた電荷を発生して蓄積する。転送スイッチ(以下、TXと称す)112は、PD111で発生した電荷をフローティングディフュージョン(以下、FDと称す)114へ転送する。FD114は、等価的にコンデンサになっており、PD111から転送された電荷を電圧へ変換する。アンプ115は、MOSトランジスタで構成され、列信号線117に接続された定電流源(不図示)とともにソースフォロワ動作を行うことにより、FD114の電圧に応じた信号を列信号線117へ出力する。選択スイッチ116をオンすることにより画素110を選択状態にし、オフすることにより画素110を非選択状態にする。リセットスイッチ113は、FD114をリセットする。
Next, FIG. 3 is a circuit configuration diagram of each pixel in the pixel array of the CMOS image sensor of FIG. In the
図2に戻り、垂直走査回路108は、画素配列における信号を読み出すべき行を選択し、選択した行の信号が読み出し回路105へ読み出されるように、選択した行における各列の画素を駆動する。読み出し回路105は、垂直走査回路108により選択された行の各列の画素から出力された光信号(S信号)とノイズ信号(N信号)との差分を求めるCDS処理を行う。この処理により、読み出し回路105は、CMOSイメージセンサに固有の固定パターンノイズが除去された各列の画素の画像信号を求めて保持する。この固定パターンノイズには、リセットスイッチ113がFD114をリセットした際に発生するノイズや、アンプ115を構成するMOSトランジスタの閾値電圧が画素ごとにばらつくことに起因したノイズなどがある。水平走査回路107は、読み出し回路105に保持された各列の画素信号を順次に選択して出力アンプ106へ転送する。出力アンプ106は、転送された画素信号を増幅して出力する。
Returning to FIG. 2, the
図4は、図1に示したAFE3の構成ブロック図である。AFE3は、HOB領域102の出力信号に基づいて、有効領域から出力される画像信号の水平OBクランプ処理を行う。撮像センサ2から出力されるアナログ信号は、プログラマブルゲインアンプ(PGA)801にて増幅される。アナログデジタル変換器(ADC)802は、PGA801により増幅された信号をアナログ形式から例えば14bitのデジタル形式に変換して出力する。
FIG. 4 is a block diagram of the configuration of the AFE 3 shown in FIG. The AFE 3 performs horizontal OB clamping processing of the image signal output from the effective area based on the output signal of the
OBクランプ部803は、画素配列の各行ごとの遮光領域であるHOB領域の出力信号が入力された場合、その時点から所定画素数分の信号をサンプリングする。この動作は、クランプ信号発生部806の信号が入力されている間行われる。また、OBクランプ部803には、目標レベル設定部805からクランプ目標値が入力される。そして、HOB領域の出力信号とクランプ目標値との差分がゼロになる方向、すなわち、HOB領域の出力信号が前述の差分に対して所定のゲインをかけた値だけクランプ目標値に近づくようなオフセット信号(水平OBクランプ補正量)を生成する。
When the output signal of the HOB area, which is a light-shielding area for each row of the pixel array, is input, the
OBクランプ部803により生成されたオフセット信号は、デジタルアナログ変換器(DAC)804によりデジタル形式からアナログ形式に変換され、PGA801にフィードバックされる。PGA801では、オフセット信号(水平OBクランプ補正量)により画像信号のオフセット調整が行われ、有効領域から出力される画像信号のダークレベルがクランプ目標値に調整される。そして、オフセット調整が行われた画像信号を、制御部7により調整されたゲインでPGA801が増幅して出力する。PGA801のゲインを調整することにより、不図示の感度設定部により設定された撮像感度に調整される。
The offset signal generated by the
ここで、オフセット信号(水平OBクランプ補正量)は、画素配列内の信号を読み出す行が進むに連れて積分されていくため、ゆるい変化にだけ追従することになる。目標レベル設定部805は、上述の通り、クランプ目標値をOBクランプ部803に入力するが、その値は任意に設定することができる。
Here, since the offset signal (horizontal OB clamp correction amount) is integrated as the row for reading the signal in the pixel array advances, it follows only a loose change. As described above, the target
図5は、本実施形態に係る撮像システムにおける水平OBクランプ処理実施時の出力レベルを図示したものである。図5(a)に示すように、水平OBクランプ処理は、演算部807において、画面の上に位置する行から順次、前行までの水平OBクランプ補正量の累積ステップ量を参照する。そして、対象行のHOB領域102の画素出力の積分結果に前行までの補正量を加算/減算することで、対象行の水平OBクランプ補正量を算出する。
FIG. 5 illustrates an output level when the horizontal OB clamping process is performed in the imaging system according to the present embodiment. As shown in FIG. 5A, in the horizontal OB clamp process, the calculation unit 807 refers to the cumulative step amount of the horizontal OB clamp correction amount from the row located on the screen to the previous row sequentially. Then, the horizontal OB clamp correction amount of the target row is calculated by adding / subtracting the correction amount up to the previous row to the integration result of the pixel output of the
対象行では、前記加算/減算後、基準となるダークレベルであるクランプ目標値と比較を行い、該当行の画像信号が正/負方向どちらにオフセット成分を有しているか判別する。そして、前行までの補正量を適用した後の画像信号とダークレベルとのずれ方向(正/負)を判定して、あらかじめ設定されたステップ量を前記加算/減算後の画像信号に対して加算/減算を行う。このようにして、画面下の行に進むごとに徐々に黒レベル(ダークレベル)に近づけていく。あらかじめ設定されているステップ量とは、ランダムノイズ等の影響を受けて過補正とならないような値であり、一般的には1LSB以下の値が設定される。 In the target row, after the addition / subtraction, a comparison is made with a clamp target value that is a dark level as a reference, and it is determined whether the image signal of the corresponding row has an offset component in the positive or negative direction. Then, the deviation direction (positive / negative) between the image signal after applying the correction amount up to the previous line and the dark level is determined, and a preset step amount is determined with respect to the image signal after addition / subtraction. Add / subtract. In this way, the black level (dark level) is gradually approached each time the line moves down the screen. The step amount set in advance is a value that does not cause overcorrection due to the influence of random noise or the like, and is generally set to a value of 1 LSB or less.
図6は、本実施形態に係る撮像システムの動作制御に関するフローチャートである。また、図7は、本実施形態に係る撮像システムにおける、水平OBクランプ部33のステップ量を選択するための、設定されている撮像感度と撮像センサ2の温度のマトリクステーブルを図示したものである。図7に示すテーブルは、メモリ部4に記憶されている。
FIG. 6 is a flowchart relating to operation control of the imaging system according to the present embodiment. FIG. 7 illustrates a matrix table of the set imaging sensitivity and the temperature of the
図6において、電源がONされて撮像シーケンスが開始されると(F201)、シャッタが開き、撮像センサ2の露光を行う(F202)。次に、設定されている撮像感度を確認し(F203)、さらに、撮像センサ2の温度を確認する(F204)。これらの情報に基づいて図7に示すテーブルを参照し、水平OBクランプ部33のステップ量を変更するか否かを判定する(F205)。例えば、撮像感度がISO6400以下で、撮像センサ2の温度が40℃以下の場合は、図5(a)に示すように、初期設定の水平OBクランプ部33のステップ量(1/8LSB)で水平OBクランプ動作を実施する。
In FIG. 6, when the power supply is turned on and the imaging sequence is started (F201), the shutter is opened and the
一方、撮像センサ2の温度上昇による暗電流成分の増加に伴う出力レベルの変動に、初期設定での水平OBクランプ動作では追従できない場合がある。すなわち、図5(b)に示すように、撮像センサ2の画素信号を垂直方向に順次読出す動作において、読出しタイミングが遅くなる画面下の行ほど暗電流成分が増加してその影響が大きくなり、画像信号が変動する。そのため、画面下領域の行平均値が黒レベルに対して正方向にずれていく。図5(b)の状況下において、あらかじめ設定されているステップ量で水平OBクランプ動作を実施しても、設定されたステップ量より暗電流成分の影響による撮像センサ2の画像信号の変化の方が大きくなり、黒レベルに合わせ込むことが困難となる。
On the other hand, in some cases, the horizontal OB clamp operation in the initial setting cannot follow the fluctuation of the output level accompanying the increase in the dark current component due to the temperature rise of the
例えば、撮像感度がISO25600以上で、撮像センサの温度が41℃以上の場合には、図7に示すテーブルを参照する。そして、図5(c)に示すように、水平OBクランプ部33のステップ量をあらかじめ設定した値の倍のステップ量(1/4LSB)に変更し(F207)、水平OBクランプ動作を実施する(F208)。図5(c)からわかるように、暗電流成分の影響による撮像センサ2の画素信号に変化に対して、HOBクランプ動作を追従させることができ、黒レベル(ダークレベル)に合わせ込むことができる。そして、水平OBクランプ処理以外の画像信号に対する補正処理等を含む現像処理を実施し(F209)、撮像シーケンスを終了する(F210)。
For example, when the imaging sensitivity is
以上説明したように、第1実施形態によれば、読み出し動作中に、撮像センサ2の温度上昇による暗電流成分の増加に伴う黒レベルの変動に対して、温度や撮像感度等を考慮(加味)して水平OBクランプを実施する。そして、水平OBクランプ動作を追従させることが可能となる。これにより、より高品位な画像形成が可能な撮像装置及びその駆動方法を提供することが可能となる。
As described above, according to the first embodiment, during the reading operation, the temperature, imaging sensitivity, and the like are taken into account (considering the fluctuation of the black level accompanying the increase in the dark current component due to the temperature rise of the
(第2実施形態)
上記した第1実施形態では、黒レベルの基準信号とのオフセットの大きい横縞ノイズや横スミア等のノイズに対して実施される水平OBクランプ動作が考慮されていない。第1実施形態における水平OBクランプ処理を第1の水平OBクランプ処理とし、本実施形態では、黒レベルの基準信号とのオフセットに閾値を設けて、第2の水平OBクランプ処理を実施するか否かを判断する。第2の水平OBクランプ処理は、第1の水平OBクランプ処理のように黒レベルの基準信号に徐々に追従させるのではなく、黒レベルの基準信号に一気に合わせ込む。
(Second Embodiment)
In the first embodiment described above, the horizontal OB clamping operation performed for noise such as horizontal stripe noise and horizontal smear having a large offset from the black level reference signal is not considered. Whether the horizontal OB clamping process in the first embodiment is the first horizontal OB clamping process, and in this embodiment, a threshold is provided for the offset from the black level reference signal, and the second horizontal OB clamping process is performed. Determine whether. The second horizontal OB clamping process does not gradually follow the black level reference signal as in the first horizontal OB clamping process, but is adapted to the black level reference signal at once.
これら2種類の水平OBクランプ処理を行う撮像システムにおいては、撮像センサ2の読み出し動作時に、温度上昇により暗電流成分が増加している状況において、第1の水平OBクランプ処理によるステップ量が適切でないと画質劣化を招く可能性がある。例えば、暗電流成分の変化が、第1の水平OBクランプによるステップ量より大きい場合には、第2の水平OBクランプ処理が実施され、画像の横縞ノイズを悪化させてしまう。そこで、第2の水平OBクランプ処理を考慮しながら、第1の水平OBクランプ処理を適切に制御する手法に関して、第2実施形態で説明する。なお、撮像装置の構成に関しては、第1実施形態と同様である。
In the imaging system that performs these two types of horizontal OB clamping processing, the step amount by the first horizontal OB clamping processing is not appropriate in a situation where the dark current component is increased due to temperature rise during the reading operation of the
図8は、第2実施形態に係る撮像システムの動作制御を示すフローチャートである。図9は、第2実施形態に係る撮像システムにおける、第2の水平OBクランプ処理の動作を考慮して第1の水平OBクランプ処理を実施した際の出力レベルを図示したものである。撮像シーケンス開始から設定されている撮像感度、及び、撮像センサ2の温度を確認する動作は、図6に示した第1実施形態のF201〜F204と同様である。
FIG. 8 is a flowchart illustrating operation control of the imaging system according to the second embodiment. FIG. 9 illustrates an output level when the first horizontal OB clamping process is performed in consideration of the operation of the second horizontal OB clamping process in the imaging system according to the second embodiment. The operation for confirming the imaging sensitivity set from the start of the imaging sequence and the temperature of the
ここで、設定されている撮像感度、及び、撮像センサ2の温度を確認した結果、第1の水平OBクランプ動作のステップ量を変更する必要があると判断した場合は、以下のように制御する。すなわち、第2の水平OBクランプ動作を実施する閾値(各行でのHOB領域102から得られる黒レベルの基準信号と第1のHOBクランプ処理動作実施後の画像信号における黒レベルのオフセット量の許容値)を確認する(F305)。なお、第2の水平OBクランプ処理は、画像処理部6にて実施される。図10に示すように、第1の水平OBクランプ処理のステップ量は、第2の水平OBクランプ動作を実施する閾値ごとに、設定されている撮像感度と撮像センサ2の温度のマトリクステーブルから決定される。図7同様に、前記マトリクステーブルはメモリ部4に記憶されている。
Here, as a result of confirming the set imaging sensitivity and the temperature of the
第2の水平OBクランプ処理は、第1の水平OBクランプ処理のように、前行までのステップ量を参照して、あらかじめ設定されたステップ量で画像信号に対して補正を行わない。すなわち、該当する行ごとに黒レベルの基準信号と第1のHOBクランプ処理実施後の画像信号における黒レベルのオフセット量をステップ量として設定する。そのため、ランダムノイズ等の影響を受けやすく、前記閾値を設けて用途を限定する必要がある。つまり、第1の水平OBクランプ処理は、緩やかに変化する垂直方向のシェーディング成分の補正を目的としており、第2の水平OBクランプ処理は、横縞ノイズや横スミアといった鋭い成分の補正を目的としている点で異なる。 In the second horizontal OB clamping process, as in the first horizontal OB clamping process, the image signal is not corrected by a preset step amount with reference to the step amount up to the previous row. That is, the black level reference signal and the black level offset amount in the image signal after the first HOB clamp processing are set as the step amount for each corresponding row. Therefore, it is easily affected by random noise or the like, and it is necessary to limit the application by providing the threshold value. That is, the first horizontal OB clamping process is intended to correct a slowly changing vertical shading component, and the second horizontal OB clamping process is intended to correct a sharp component such as horizontal stripe noise and lateral smear. It is different in point.
例えば、図11に示すように、まず、第1のHOBクランプ処理が実施され、画面の上に位置する行から徐々に黒レベルに合わせ込まれていく。そして、各行において第1のHOBクランプ処理動作実施後の画像信号における黒レベルのオフセット量が任意の閾値を超えているかを画像処理部6にて判定する。前記オフセット量が任意の閾値を超えていると判定された行(図11の4行目)では、前記オフセット量を該当行の画像信号から加算/減算し、黒レベルに合わせ込みを行う。
For example, as shown in FIG. 11, first, the first HOB clamping process is performed, and the black level is gradually adjusted from the line located on the screen. Then, in each row, the
図9(a)に、第2の水平OBクランプ動作を実施する閾値を考慮せずに第1の水平OBクランプ動作のステップ量を設定した場合を示す。 FIG. 9A shows a case where the step amount of the first horizontal OB clamping operation is set without considering the threshold value for performing the second horizontal OB clamping operation.
1行目の読み出し動作開始から遅いタイミングとなる画面下の行において、撮像センサ2の暗電流成分に起因して画像信号が変動し、第2の水平OBクランプ動作の閾値を、画像信号の黒レベルのオフセット量が超えてしまう。その結果、画面下の領域において、第2の水平OBクランプ動作が実施される。前記のように、第2の水平OBクランプは、第1の水平OBクランプと異なり、各行で黒レベルの基準信号に画像信号における黒レベルを一気に合わせ込むため、各行でランダムノイズ等の影響度が異なると横縞ノイズとして視認され、画質劣化を招く恐れがある。そこで、上述のように、撮像センサ2に設定されている撮像感度と温度状態、及び、第2の水平OBクランプ動作を実施する閾値を考慮して、第1の水平OBクランプ動作の最適なステップ量の選択を行う。その結果、図9(b)に示すように、第2の水平OBクランプ動作の影響を受けずに最適な第1の水平OBクランプ動作の実施が可能となる。
In the lower row of the screen, which is later than the start of the read operation on the first row, the image signal fluctuates due to the dark current component of the
このように、第2実施形態によれば、撮像シーケンスの読み出し動作中に、撮像センサ2の温度上昇による暗電流成分の増加に伴う黒レベルの変動に対して、温度や撮影感度及び、第2の水平OBクランプ動作を考慮して第1の水平OBクランプを実施する。このようにすることで、第1の水平OBクランプ動作を基準の黒レベルに追従させることが可能となる。これにより、より高品位な画像形成が可能な撮像装置及びその駆動方法を提供することが可能となる。
As described above, according to the second embodiment, during the reading operation of the imaging sequence, the temperature, the imaging sensitivity, and the second sensitivity against the fluctuation of the black level accompanying the increase in the dark current component due to the temperature rise of the
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。 As mentioned above, although preferable embodiment of this invention was described, this invention is not limited to these embodiment, A various deformation | transformation and change are possible within the range of the summary.
(その他の実施例)
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア(プログラム)を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ(またはCPUやMPU等)がプログラムを読み出して実行する処理である。
(Other examples)
The present invention can also be realized by executing the following processing. That is, software (program) that realizes the functions of the above-described embodiments is supplied to a system or apparatus via a network or various storage media, and a computer (or CPU, MPU, or the like) of the system or apparatus reads the program. It is a process to be executed.
2 撮像センサ
3 AFE
7 制御部
8 タイミング発生部
9 温度検出部
101 CMOSイメージセンサ
102 水平オプティカルブラック領域
103 垂直オプティカルブラック領域
104 有効領域
801 ゲインコントロールアンプ
802 AD変換器
803 OBクランプ部
804 DA変換器
2 Imaging sensor 3 AFE
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記遮光領域の画素から読み出された信号に基づいて、オフセット信号を生成する第1の生成手段と、
前記オフセット信号を用いて黒レベルを補正する第1の補正データを生成する第2の生成手段と、
前記第1の補正データを用いて画像信号の黒レベルを補正する第1の補正手段と、
撮像素子の温度を検出する温度検出手段と、
撮像感度を設定する感度設定手段と、
前記温度検出手段で検出された温度、及び前記感度設定手段で設定された撮像感度を加味して補正手段における黒レベルの補正量を変更するように制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする撮像装置。 A plurality of pixels arranged in a row direction and a column direction, an image sensor having a light shielding region in which light-shielded pixels are arranged, and an effective region in which pixels that are not light-shielded are arranged;
First generation means for generating an offset signal based on a signal read from a pixel in the light shielding region;
Second generation means for generating first correction data for correcting the black level using the offset signal;
First correction means for correcting the black level of the image signal using the first correction data;
Temperature detecting means for detecting the temperature of the image sensor;
Sensitivity setting means for setting the imaging sensitivity;
Control means for controlling to change the correction amount of the black level in the correction means in consideration of the temperature detected by the temperature detection means and the imaging sensitivity set by the sensitivity setting means;
An imaging apparatus comprising:
第2の補正データを用い画像信号を補正する第2の補正手段と、
前記第2の補正手段を実施するか否かを前記第1の生成手段で生成されるオフセット信号の信号量に対して閾値を設けて判定する判定手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記第2の補正手段を実施するか否かの判定を行う前記オフセット信号の閾値を加味して第1の補正手段における黒レベルの補正量を変更することを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。 Third generation means for generating second correction data different from the first correction data;
Second correction means for correcting the image signal using the second correction data;
A determination unit that determines whether to implement the second correction unit by setting a threshold value with respect to the signal amount of the offset signal generated by the first generation unit;
The control means changes a black level correction amount in the first correction means in consideration of a threshold value of the offset signal for determining whether or not to execute the second correction means. Item 2. The imaging device according to Item 1.
前記遮光領域の画素から読み出された信号に基づいて、オフセット信号を生成する第1の生成手段と、
前記オフセット信号を用いて黒レベルを補正する第1の補正データを生成する第2の生成手段と、
第1の補正データを用いて画像信号の黒レベルを補正する第1の補正手段と、
撮像素子の温度を検出する温度検出手段と、
撮像感度を設定する感度設定手段とを備えた撮像装置の制御方法であって、
前記温度検出手段で検出された温度、及び前記感度設定手段で設定された撮像感度を加味して第1の補正手段における黒レベルの補正量を変更することを特徴とする撮像装置の制御方法。 A plurality of pixels arranged in a row direction and a column direction, an image sensor having a light shielding region in which light-shielded pixels are arranged, and an effective region in which pixels that are not light-shielded are arranged;
First generation means for generating an offset signal based on a signal read from a pixel in the light shielding region;
Second generation means for generating first correction data for correcting the black level using the offset signal;
First correction means for correcting the black level of the image signal using the first correction data;
Temperature detecting means for detecting the temperature of the image sensor;
A method for controlling an imaging apparatus including sensitivity setting means for setting imaging sensitivity,
A control method for an image pickup apparatus, wherein the black level correction amount in the first correction means is changed in consideration of the temperature detected by the temperature detection means and the image pickup sensitivity set by the sensitivity setting means.
前記第2の補正手段を実施するか否かの判定を行う前記オフセット信号の閾値を加味して第1の補正手段における黒レベルの補正量を変更することを特徴とする請求項4に記載の撮像装置の制御方法。 The imaging apparatus includes: a third generation unit that generates second correction data different from the first correction data; a second correction unit that corrects an image signal using the second correction data; And a determination unit that determines whether to perform the second correction unit by providing a threshold value with respect to the signal amount of the offset signal generated by the first generation unit,
5. The black level correction amount in the first correction unit is changed in consideration of a threshold value of the offset signal for determining whether or not to execute the second correction unit. Control method of imaging apparatus.
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