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【発明の名称】 固体撮像装置
【発明者】 【氏名】豊田 圭司

【氏名】藤田 幸男
【要約】 【課題】黒レベル補正のための光漏れの判定性能を向上し、安定した撮像ができる固体撮像装置を提供する。

【構成】固体撮像素子２は、有効画素部、光電変換素子が遮光された通常ＯＢ画素部に加え、撮影光の影響を受けずに通常ＯＢ画素部相当の信号が出力されるダミーＯＢ画素部を有する。マイコン１２は、通常ＯＢ画素部の信号レベルの平均値とダミーＯＢ画素部の信号レベルの平均値の差分が所定のしきい値以上だった場合に光漏れと判定する。そして、マイコン１２は、光漏れと判定された場合に、黒レベルの基準となる信号を通常ＯＢ画素部の信号からダミーＯＢ画素部の信号に切り替え、ダミーＯＢ画素部の信号を基準として黒レベルの補正信号を加算器６および減算器１３へ送り、黒レベル補正を行う。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体の撮像光を光電変換する有効画素部、光電変換素子が遮光された通常ＯＢ画素部および撮影光の影響を受けずに通常ＯＢ画素部相当の信号が出力されるダミーＯＢ画素部を有した固体撮像素子と、
前記通常ＯＢ画素部の信号レベルの平均値を算出する通常ＯＢ平均値算出手段と、
前記ダミーＯＢ画素部の信号レベルの平均値を算出するダミーＯＢ平均値算出手段と、
前記通常ＯＢ平均値算出手段とダミーＯＢ平均値算出手段で算出された平均値の差分が所定のしきい値以上だった場合に光漏れと判定する光漏れ判定手段と、
前記光漏れ判定手段により光漏れと判定された場合に、黒レベルの基準となる信号を前記通常ＯＢ画素部の信号から前記ダミーＯＢ画素部の信号に切り替える黒レベル基準切替手段と、
前記黒レベル基準切替手段の切替に従い、光漏れと判定されない場合に前記通常ＯＢ画素部の信号を黒レベルの基準として黒レベルの補正を行い、光漏れと判定された場合に前記ダミーＯＢ画素部の信号を黒レベルの基準として黒レベルの補正を行う黒レベル補正手段と、
を備えたことを特徴とする固体撮像装置。
【請求項２】
被写体の撮像光を光電変換する有効画素部、光電変換素子が遮光された通常ＯＢ画素部および撮影光の影響を受けずに通常ＯＢ画素部相当の信号が出力されるダミーＯＢ画素部を有した固体撮像素子で生成される撮像信号の黒レベルを補正する撮像信号処理方法であって、
前記通常ＯＢ画素部の信号レベルの平均値を算出し、
前記ダミーＯＢ画素部の信号レベルの平均値を算出し、
前記通常ＯＢ画素部の信号レベルと前記ダミーＯＢ画素部の信号レベルの平均値の差分が所定のしきい値以上だった場合に光漏れと判定し、
光漏れと判定された場合に、黒レベルの基準となる信号を前記通常ＯＢ画素部の信号から前記ダミーＯＢ画素部の信号に切り替え、
黒レベルの基準の切替に従い、光漏れと判定されない場合に前記通常ＯＢ画素部の信号を黒レベルの基準として黒レベルの補正を行い、光漏れと判定された場合に前記ダミーＯＢ画素部の信号を黒レベルの基準として黒レベルの補正を行う、
ことを特徴とする撮像信号処理方法。
【請求項３】
被写体の撮像光を光電変換する有効画素部、光電変換素子が遮光された通常ＯＢ画素部および撮影光の影響を受けずに通常ＯＢ画素部相当の信号が出力されるダミーＯＢ画素部を有した固体撮像素子で生成される撮像信号の黒レベルを補正する撮像信号処理をコンピュータに実行させる撮像信号処理プログラムであって、
前記通常ＯＢ画素部の信号レベルと前記ダミーＯＢ画素部の信号レベルの平均値の差分が所定のしきい値以上だった場合に光漏れと判定し、
光漏れと判定された場合に、黒レベルの基準となる信号を前記通常ＯＢ画素部の信号から前記ダミーＯＢ画素部の信号に切り替え、
黒レベルの基準の切替に従い、光漏れと判定されない場合に前記通常ＯＢ画素部の信号を黒レベルの基準として黒レベルの補正を行い、光漏れと判定された場合に前記ダミーＯＢ画素部の信号を黒レベルの基準として黒レベルの補正を行う、
処理を前記コンピュータに実行させることを特徴とする撮像信号処理プログラム。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【０００１】
本発明は、主にデジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラ等に使用される固体撮像装置に関し、特に、黒レベル補正技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、デジタルカメラ等に使用される固体撮像装置が普及している。固体撮像装置には、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の固体撮像素子が備えられており、一般に固体撮像素子は、温度変化等による撮像素子の特性変化を補正するために、撮像面の端の領域に、光電変換素子が遮光された遮光光電変換部である光学的黒領域（オプティカルブラック（ＯＢ）領域）を設け、このＯＢ領域の画素から得られる出力信号を黒基準レベルとして有効画素部の撮像信号を補正している。
【０００３】
ところがこのＯＢ領域に近い撮像エリア付近に太陽等の極めて強烈な高輝度被写体が存在する場合、ＯＢ領域に光が漏れ込むことがある。このような場合にはＯＢ領域の画素から得られる出力信号レベルが実際の黒レベルよりも大きくなってしまい、そのため、光が漏れ込まない正常状態よりも撮像信号が大きく補正されて、黒い部分がつぶれて沈んだ画像になってしまう。
【０００４】
このような現象に対する対策として、ＯＢ領域に光が漏れ込んでいるかいないかを判定することで光漏れの影響を受けないようにする固体撮像装置が提案されている。
【０００５】
従来より提案されている固体撮像装置は、例えば、通常のＯＢ領域の他にダミーＯＢ領域を有している。従来例では、通常ＯＢ領域が遮光された画素領域であるのに対して、ダミーＯＢ領域は垂直ＣＣＤが接続されない画素領域であり、ダミーＯＢ領域においては入射光および暗電流の影響を実質的に無視し得る。そして、従来装置は、有効画素部への入射光量を検知し、入射光量が所定量以上である場合に光漏れと判断し、黒レベルの基準となる信号を通常のＯＢ領域の信号からダミーＯＢ領域の信号に切り替えるように構成されている。これにより撮影光の光漏れの影響を受けないで安定した撮像が可能になる。（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−３０４４５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の固体撮像装置においては、有効画素部への入射光量から光漏れの有無を判断しているために、光漏れの誤判定が生じ得る。誤判定が生じるのは、例えばＯＢ領域に近い撮像エリア付近だけがスポット的に明るくその他の領域が暗いシーンである。この場合、光漏れが発生しているにもかかわらず、入射光量の平均値が所定量以下であり、そのため、光漏れが生じてないと誤って判定されてしまう可能性がある。このような誤判定が生じると、光漏れが生じているのに通常のＯＢ画素の信号が補正に用いられ、その結果、撮影画像は黒い部分がつぶれて沈んだ画像へ補正されてしまう可能性がある。
【０００７】
本発明は、従来の問題を解決するためになされたもので、その目的は、黒レベル補正のための光漏れの判定性能を向上して安定した撮像ができる固体撮像装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の固体撮像装置は、被写体の撮像光を光電変換する有効画素部、光電変換素子が遮光された通常ＯＢ画素部および撮影光の影響を受けずに通常ＯＢ画素部相当の信号が出力されるダミーＯＢ画素部を有した固体撮像素子と、前記通常ＯＢ画素部の信号レベルの平均値を算出する通常ＯＢ平均値算出手段と、前記ダミーＯＢ画素部の信号レベルの平均値を算出するダミーＯＢ平均値算出手段と、前記通常ＯＢ平均値算出手段とダミーＯＢ平均値算出手段で算出された平均値の差分が所定のしきい値以上だった場合に光漏れと判定する光漏れ判定手段と、前記光漏れ判定手段により光漏れと判定された場合に、黒レベルの基準となる信号を前記通常ＯＢ画素部の信号から前記ダミーＯＢ画素部の信号に切り替える黒レベル基準切替手段と、前記黒レベル基準切替手段の切替に従い、光漏れと判定されない場合に前記通常ＯＢ画素部の信号を黒レベルの基準として黒レベルの補正を行い、光漏れと判定された場合に前記ダミーＯＢ画素部の信号を黒レベルの基準として黒レベルの補正を行う黒レベル補正手段と、を備えている。
【０００９】
この構成により、通常ＯＢ画素部の信号レベルの平均値とダミーＯＢ画素部の信号レベルの平均値との差分を所定のしきい値と比較して光漏れを判定しているので、光漏れの誤判定を低減できる。例えば、従来技術では誤った光漏れ検出をしてしまうようなＯＢ領域に近い撮像エリア付近だけがスポット的に明るくその他の領域が暗いシーンにおいても、正確に光漏れを判定することができる。光漏れの判定性能の向上により、黒い部分がつぶれずに安定した撮像ができる。
【００１０】
本発明の別の態様は、被写体の撮像光を光電変換する有効画素部、光電変換素子が遮光された通常ＯＢ画素部および撮影光の影響を受けずに通常ＯＢ画素部相当の信号が出力されるダミーＯＢ画素部を有した固体撮像素子で生成される撮像信号の黒レベルを補正する撮像信号処理方法であって、前記通常ＯＢ画素部の信号レベルの平均値を算出し、前記ダミーＯＢ画素部の信号レベルの平均値を算出し、前記通常ＯＢ画素部の信号レベルと前記ダミーＯＢ画素部の信号レベルの平均値の差分が所定のしきい値以上だった場合に光漏れと判定し、光漏れと判定された場合に、黒レベルの基準となる信号を前記通常ＯＢ画素部の信号から前記ダミーＯＢ画素部の信号に切り替え、黒レベルの基準の切替に従い、光漏れと判定されない場合に前記通常ＯＢ画素部の信号を黒レベルの基準として黒レベルの補正を行い、光漏れと判定された場合に前記ダミーＯＢ画素部の信号を黒レベルの基準として黒レベルの補正を行う。この態様によっても上述した本発明の利点が得られる。
【００１１】
本発明の別の態様は、被写体の撮像光を光電変換する有効画素部、光電変換素子が遮光された通常ＯＢ画素部および撮影光の影響を受けずに通常ＯＢ画素部相当の信号が出力されるダミーＯＢ画素部を有した固体撮像素子で生成される撮像信号の黒レベルを補正する撮像信号処理をコンピュータに実行させる撮像信号処理プログラムであって、前記通常ＯＢ画素部の信号レベルと前記ダミーＯＢ画素部の信号レベルの平均値の差分が所定のしきい値以上だった場合に光漏れと判定し、光漏れと判定された場合に、黒レベルの基準となる信号を前記通常ＯＢ画素部の信号から前記ダミーＯＢ画素部の信号に切り替え、黒レベルの基準の切替に従い、光漏れと判定されない場合に前記通常ＯＢ画素部の信号を黒レベルの基準として黒レベルの補正を行い、光漏れと判定された場合に前記ダミーＯＢ画素部の信号を黒レベルの基準として黒レベルの補正を行う処理を前記コンピュータに実行させる。この態様では、撮像信号処理プログラムが、通常ＯＢ画素部の信号レベルの平均値の算出とダミーＯＢ画素部の信号レベルの平均値を算出をコンピュータに実行させてもよい。また、これらの平均値は別の回路構成で算出されてもよい。この態様によっても上述した本発明の利点が得られる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、通常ＯＢ画素部の信号レベルの平均値とダミーＯＢ画素部の信号レベルの平均値との差分を用いて光漏れを判定する構成を設けることにより、黒レベル補正のための光漏れの判定性能を向上し、安定した撮像ができるという効果を有する固体撮像装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態の固体撮像装置について、図面を用いて説明する。
【００１４】
本発明の実施の形態に係る固体撮像装置を図１に示す。
【００１５】
図１において、固体撮像装置１００は、まず、被写体を結像するレンズ１と、結像した画像を光電変換する固体撮像素子２と、固体撮像素子２の出力信号からノイズを除去するＣＤＳ（相関２重サンプリング）回路３と、固体撮像素子２のダミーＯＢ領域からの信号レベルを基準レベルとしてクランプ処理を行うクランプ回路４と、マイクロコンピュータ（マイコン）１２により被写体の明るさに応じて出力を一定に利得制御するＡＧＣ回路５とを備える。
【００１６】
固体撮像装置１００は、さらに、黒レベル補正に関連して、加算器６、ＡＤ変換器７、ＤＡ変換器８、パルス発生器９、通常ＯＢ平均値算出回路１０、ダミーＯＢ平均値算出回路１１、マイコン１２および減算器１３を有している。
【００１７】
加算器６は、ＡＧＣ回路５の出力に、マイコン１２によりフィードバックされる黒レベル補正用のアナログ信号を加算する。加算器６では、黒レベル補正用の信号の加算によって黒レベルが補正される。ＤＡ変換器８は、加算器６とマイコン１２の間に設けられており、マイコン１２から入力されるデジタル信号をアナログ信号に変換して加算器６に出力する。ＡＤ変換器７は、加算器６から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換する。
【００１８】
パルス発生回路９は、定められたタイミングでパルスを発生し、通常ＯＢ平均値算出部１０、ダミーＯＢ平均値算出部１１およびクランプ回路４に出力する。パルス発生器９は、各部構成へと、各部構成におけるクランプ処理のタイミングを示す信号を供給する。
【００１９】
通常ＯＢ平均値算出回路１０は、ＡＤ変換器７から入力されるデジタル信号から、後述する固体撮像素子２の通常ＯＢ画素部の信号レベルの平均値を算出する。また、ダミーＯＢ平均値算出回路１１は、ＡＤ変換器７から入力されるデジタル信号から、ダミーＯＢ画素部の信号レベルの平均値を算出する。
【００２０】
マイコン１２は、固体撮像装置１００の全体を制御すると共に、本発明の光漏れ判定手段、黒レベル基準切替手段として機能し、さらに、加算器６および減算器１３と共に黒レベル補正手段として機能して黒レベルの補正を行う。マイコン１２には、通常ＯＢ平均値算出回路１０およびダミーＯＢ平均値算出回路１１から、通常ＯＢ画素部の信号レベルの平均値と、ダミーＯＢ画素部の信号レベルの平均値が入力される。マイコン１２は、これら平均値に基づき光漏れの判定を行い、判定結果に応じて黒レベル補正用の信号を生成する。黒レベル補正用の信号は、ＤＡ変換器８を介して加算器６にフィードバックされる。
【００２１】
上記の加算器６は、アナログ信号に対して黒レベル補正を行うための構成である。これに対して、減算器１３は、デジタル信号に対して黒レベル補正を行うための構成であり、ＡＤ変換器７の出力側に備えられている。マイコン１２は、黒レベル補正用の信号を減算器１３にフィードフォワードし、減算器１３は、ＡＤ変換器７の出力から黒レベル補正用の信号を減算することで黒レベル補正を行う。後述するように、加算器６にてアナログ信号を対象として粗い補正が行われ、さらに、減算器１３にてデジタル信号を対象として黒レベルの微調整が行われ、これらの補正によって全体として高品質な画像が得られる。
【００２２】
固体撮像装置１００は、さらに、映像信号処理回路１４を備えている。映像信号処理回路１４には、減算器１３から黒レベル補正後の映像信号が入力される。映像信号処理回路１４は、得られた映像信号から輝度信号と色信号を生成する。
【００２３】
図２は、固体撮像素子２の構成を、その出力信号およびクランプパルスのタイミングと共に示している。図２の上部にて（Ａ）で示されるように、固体撮像素子２は、有効画素部２ａ、通常ＯＢ画素部２ｂおよびダミーＯＢ画素部２ｃの３つの領域から構成されている。通常ＯＢ画素部２ｂは、有効画素部２ａを取り囲むように配置されている。ダミーＯＢ画素部２ｃは、垂直方向に延びる縦長の領域であり、有効画素部２ａの左端に隣接して、有効画素部２ａと通常ＯＢ画素部２ｂの間に配置されている。
【００２４】
有効画素部２ａは、被写体の撮像光を光電変換する画素の領域であり、被写体の信号を生成する。通常ＯＢ画素部２ｂは、光電変換素子がＡＬ等で遮光された通常ＯＢ画素の領域である。
【００２５】
これに対して、ダミーＯＢ画素部２ｃは、撮影光の影響を受けない通常ＯＢ画素部相当の信号が出力されるダミーＯＢ画素の領域であり、より詳細には、ダミーＯＢ画素部２ｃは、撮影光に無関係に黒色に相当する一定レベルの固定された信号を出力する。本実施の形態の場合、ダミーＯＢ画素は光電変換素子が接続されない画素であり、内部的に一定電位に固定された信号を出力する。したがって、光漏れの有無に拘わらず、ダミーＯＢ画素部２ｃは、撮影光の影響を受けることなく通常ＯＢ画素部相当の一定の信号を出力する。
【００２６】
また、図２において、固体撮像素子２の下側の（Ｂ）には、固体撮像素子２の水平方向の出力信号が示されている。この出力信号は、上側の（Ａ）にて矢印Ｘで示された一水平期間における出力信号である。ＶＯＢおよびＶＤＭは、各々、通常ＯＢ画素部２ｂからの通常ＯＢ信号およびダミーＯＢ画素部２ｃからのダミーＯＢ信号である。図示のように、矢印Ｘのライン上では、出力信号は、通常ＯＢ信号ＶＯＢ、ダミーＯＢ信号ＶＤＭ、通常ＯＢ信号ＶＯＢの順になる。
【００２７】
図２は、さらに、下方の（Ｃ）（Ｄ）（Ｅ）にて、アナログクランプパルス、ダミーＯＢクランプパルスおよび通常ＯＢクランプパルスを示している。これらのパルスは、パルス発生器９によって発生され、それぞれ、クランプ回路４、ダミーＯＢ平均値算出回路１１および通常ＯＢ平均値算出回路１０におけるクランプ時期を制御する信号である。アナログクランプパルスは、クランプ回路４で使われるパルスであり、ダミーＯＢ画素部２ｃのうちのアナログクランプ部２ｄに対応する期間でハイ（Ｈ）になる。ダミーＯＢクランプパルスは、ダミーＯＢ平均値算出回路１１で使われるパルスであり、ダミーＯＢ画素部２ｃのうちのダミーＯＢサンプリング部２ｅに対応する期間でハイ（Ｈ）になる。通常ＯＢクランプパルスは、通常ＯＢ平均値算出回路１０で使われるパルスであり、通常ＯＢ画素部２ｂのうちの通常ＯＢサンプリング部２ｆに対応する期間でハイ（Ｈ）になる。
【００２８】
以上に、図１および図２を参照して、本実施の形態の固体撮像装置１００の各部構成について説明した。次に、固体撮像装置１００の動作を説明する。ここでは、まず、固体撮像装置１００の全体的な動作の概略を説明し、それから、黒レベル補正に関する動作を説明する。
【００２９】
固体撮像装置１００の動作の概要としては、被写体の像がレンズ１により結像されて、固体撮像素子２によりアナログ信号に変換される。このアナログ信号は、ＣＤＳ回路３、クランプ回路４およびＡＧＣ回路５で処理され、さらに、マイコン１２の制御下で加算器６にてアナログ段階の黒レベル補正を受け、そして、ＡＤ変換器７にてデジタル信号に変換される。ＡＤ変換器７の出力信号は、減算器１３にてデジタル段階で細かい黒レベル補正を受ける。そして、補正後の映像信号が映像信号処理回路１４の処理を受け、映像信号処理回路１４から輝度信号と色差信号が出力される。
【００３０】
上記の過程で、クランプ回路４は、図２に示されるように、ダミーＯＢ画素部２ｃのうちで、アナログクランプパルスがＨ期間であるアナログクランプ部２ｄのダミーＯＢ信号ＶＤＭをクランプする。そして、クランプ回路４は、アナログクランプ部２ｄから得たダミーＯＢ信号ＶＤＭを基準レベルとしてクランプ処理を行う。ここでは、ダミーＯＢ信号ＶＤＭが一定になるように、固体撮像素子２のフレーム全体（有効画素部２ａ、通常ＯＢ画素部２ｂおよびダミーＯＢ画素部２ｃ）の信号が処理される。こうしてクランプ回路４でクランプされた信号のクランプレベルが、以下の黒レベル補正処理にてマイコン１２等によって補正される。つまり、クランプ回路４を経た信号が以下に説明する黒レベル補正の対象になる。
【００３１】
次に、黒レベル補正に関する動作を説明する。通常ＯＢ平均値算出回路１０は、図２に示されるように、通常ＯＢ画素部２ｂのうちで、通常ＯＢクランプパルスがＨ期間である通常ＯＢサンプリング部２ｆの信号の平均値を算出する。また、ダミーＯＢ平均値算出回路１１は、ダミーＯＢ画素部２ｃのうちで、ダミーＯＢクランプパルスがＨ期間であるダミーＯＢサンプリング部２ｅの信号の平均値を算出する。以下、これら２つの平均値を、通常ＯＢ信号平均値およびダミーＯＢ信号平均値という。
【００３２】
マイコン１２は、これら２つの平均値を毎フレーム読み出し、黒レベル補正用のアナログ信号を加算するための加算器６と、黒レベル補正用のデジタル信号を減算するための減算器１３への値をコントロールして、黒の基準レベルを一定にする。以下にマイコン１２の処理を説明する。
【００３３】
マイコン１２は、光漏れ判定手段として機能し、通常ＯＢ信号平均値およびダミーＯＢ信号平均値に基づいて光漏れの有無を判定する。ここでは、マイコン１２は、通常ＯＢ信号平均値とダミーＯＢ信号平均の差分を求め、差分の値を所定のしきい値と比較する。しきい値は予め設定され、マイコン１２に記憶されている。マイコン１２は、両平均値の差分がしきい値以上であれば、光漏れと判定し、平均値の差分がしきい値未満であれば光漏れが発生していないと判定する。
【００３４】
マイコン１２は、さらに、黒レベル基準切替手段として機能し、光漏れの判定結果に応じて、黒レベルの基準となる信号を切り替える。光漏れが無い状態であれば、マイコン１２は、通常ＯＢ画素の信号を黒レベルの基準とする。光漏れが検出されると、マイコン１２は、黒レベルの基準となる信号を通常ＯＢ画素部の信号からダミーＯＢ画素部の信号に切り替える。より具体的には、光漏れが無い状態では、通常ＯＢ信号平均値が黒レベルの基準に設定され、光漏れが検出されると、ダミーＯＢサンプリング部２ｅのダミーＯＢ信号平均値が黒レベルの基準に設定される。
【００３５】
マイコン１２は、さらに、黒レベル補正手段として機能し、上記のようにして設定された黒レベルの基準を用いて黒レベル補正を行う。
【００３６】
光漏れが無い状態では、上述したように通常ＯＢサンプリング部２ｆ（図２）の通常ＯＢ信号平均値が黒レベルの基準になる。そこで、マイコン１２は、通常ＯＢ信号平均値のレベルが所定の一定のレベルになるように、加算器６へ補正用の値をフィードバックする。このフィードバック信号がＤＡ変換器８にてアナログ信号に変換されて、加算器６にて映像信号に加算され、これにより黒レベル補正が行われる。
【００３７】
上記のように、フィードバックの補正処理は、アナログ信号に対して行われる。マイコン１２は、さらに、ＡＤ変換後のデジタル信号に対して、フィードフォワードにより、黒レベル補正が行われる。具体的には、マイコン１２は、通常ＯＢ信号平均値のレベルが所定の一定のレベルになるように、減算器１３へ補正用の値をフィードフォワードすることで、デジタル段階の補正を行う。
【００３８】
ここで、フィードバックによるアナログ信号の補正は、粗い補正に相当する。このフィードバックでは吸収しきれない基準レベルに対する誤差が、デジタル段階の微調整でさらに補正され、これにより、後段の映像信号処理回路１４には黒の基準レベルが一定となった信号が入力される。
【００３９】
なお、図２に示される固体撮像素子２の出力信号（通常ＯＢ信号ＶＯＢおよびダミーＯＢ信号ＶＤＭ）は、上述した通常の撮影状態、すなわち、光漏れが生じてない状態での信号である。光漏れが無い状態では、図示の如く、ＯＢ画素信号ＶＯＢとダミーＯＢ画素信号ＶＤＭのレベルはほぼ同じである。
【００４０】
上記のように、光漏れが無い状態では、通常ＯＢ画素の信号を基準にして黒レベルの補正が行われる。これに対して、光漏れが検出された場合は、下記のように、黒レベルの基準がダミーＯＢ画素の信号に切り替えられ、ダミーＯＢ画素の信号を基準にして黒レベルの補正が行われる。
【００４１】
図３は、固体撮像素子２に過大光１５が入射し通常ＯＢ画素部２ｂへの光漏れが起こっている場合の出力信号を示したものである。通常ＯＢ信号ＶＯＢ（通常ＯＢ画素部２ｂからの出力信号レベル）は、図３に示すように光漏れによって上昇している。これに対して、ダミーＯＢ信号ＶＤＭ（ダミーＯＢ画素部２ｃからの出力信号レベル）は、入射光の影響を受けないので、上昇しておらず、図２と同じレベルを維持している。そのため、通常ＯＢ信号平均値とダミーＯＢ信号平均値との差分が大きくなり、光漏れ判定のしきい値以上になる。
【００４２】
マイコン１２は、両平均値の差分をしきい値と比較し、差分がしきい値以上なので、光漏れが発生したと判定する。そして、マイコン１２は、光漏れが起きていると判定された場合には、黒レベル補正の基準を、通常ＯＢ信号平均値からダミーＯＢ信号平均値に切り替える。そして、マイコン１２は、ダミーＯＢ信号平均値を基準として黒レベルの補正を行う。
【００４３】
ダミーＯＢ信号を基準とした補正処理は、基準信号の相違を除いて、上述の通常ＯＢ信号を基準とした補正処理と同じであり、詳細な説明は省略するが、マイコン１２は、上述した通り、ダミーＯＢ信号平均値のレベルが所定の一定のレベルになるように、加算器５へ補正用の値をフィードバックし、また、減算器１３へ補正用の値をフィードフォワードする。
【００４４】
ここで、図３の例は、ＯＢ領域に近い撮像エリア付近だけがスポット的に明るく、その他の領域が暗いシーンを示している。このようなシーンは、従来技術の光漏れ判定においては誤判定が生じ得る。より詳細には、従来技術の光漏れ判定は、入射光量が所定量以上である場合に光漏れが発生したと判断する。ところが、図３の例では、極狭い領域が過度に明るいので、フレーム全体の入射光量の平均値は高くない。そのため、従来の判定方法では、光漏れが検出されない可能性がある。したがって、従来の判定方法を用いると、光漏れが生じているのに、通常ＯＢ信号平均値（通常ＯＢサンプリング部２ｆの平均値）が基準として使われてしまい、光漏れの分だけ大きく信号が補正されて、映像信号が黒くつぶれてしまう可能性がある。
【００４５】
これに対して、本実施の形態では、通常ＯＢ信号平均値とダミーＯＢ信号平均値の差分を用いて光漏れを検出している。図３の例のようなシーンでも、光漏れが発生すれば、通常ＯＢ信号平均値とダミーＯＢ信号平均値の差分は、光漏れに応じて増大する。したがって、図３の例のようなシーンでも光漏れを確実に検出することができ、黒レベルの基準を適切に切り替えて、黒い部分のつぶれを回避でき、安定した撮像ができる。
【００４６】
以上に本発明の実施の形態に係る固体撮像装置１００について説明した。本実施の形態によれば、通常ＯＢ画素部の信号レベルの平均値とダミーＯＢ画素部の信号レベルの平均値との差分を所定のしきい値と比較して光漏れを判定し、光漏れが判定されると黒レベルの基準を通常ＯＢ画素の信号からダミーＯＢ画素の信号に切り替える。上記のような平均値の差分を用いて光漏れを判定しているので、光漏れの誤判定を低減できる。例えば、従来技術では誤った光漏れ検出をしてしまうようなＯＢ領域に近い撮像エリア付近だけがスポット的に明るくその他の領域が暗いシーンにおいても、正確に光漏れを判定することができる（図３）。そして、光漏れの判定性能の向上により、黒い部分がつぶれずに安定した撮像ができる。
【００４７】
なお、図２の例に示されるように、通常ＯＢ画素部の平均値は、通常ＯＢ画素部の全領域の平均値でなく、一部領域の平均値でもよい。同様に、ダミーＯＢ画素部の平均値は、ダミーＯＢ画素部の全領域の平均値でなく、一部領域の平均値でもよい。その他にも、平均値は、ＯＢ画素（通常ＯＢ画素またはダミーＯＢ画素）の出力信号を代表する値であればよく、上記の実施の形態の例に限定されない。例えば、ＯＢ画素部の複数の領域からサンプリングが行われてもよい。また、必要に応じて加重等の統計的処理が施されてもよい。
【００４８】
また、上記の実施の形態では、本発明の黒レベル補正が、回路構成とマイコン１２によって実現された。しかし、本発明の範囲内で、黒レベル補正の構成は、マイコン１２またはその他の演算装置とそこで実行されるプログラムによってソフトウエア的に実現されてもよい。
【００４９】
以上に本発明の好適な実施の形態を説明した。しかし、本発明は上述の実施の形態に限定されず、当業者が本発明の範囲内で上述の実施の形態を変形可能なことはもちろんである。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
以上のように、本発明にかかる固体撮像装置は、黒レベル補正のための光漏れの判定性能を向上し、安定した撮像ができるという効果を有し、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラ等に使用される固体撮像装置として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の実施の形態における固体撮像装置の全体構成図
【図２】固体撮像素子の構成とその出力信号およびクランプパルスのタイミングを示す図
【図３】固体撮像素子に過大光が入射しＯＢ画素部への光漏れが起こっている場合の出力信号を示す図
【符号の説明】
【００５２】
１ レンズ
２ 固体撮像素子
２ａ 有効画素部
２ｂ 通常ＯＢ画素部
２ｃ ダミーＯＢ画素部
２ｄ アナログクランプ部
２ｅ ダミーＯＢサンプリング部
２ｆ 通常ＯＢサンプリング部
３ ＣＤＳ回路
４ クランプ回路
５ ＡＧＣ回路
６ 加算器
７ ＡＤ変換器
８ ＤＡ変換器
９ パルス発生器
１０ 通常ＯＢ平均値算出回路
１１ ダミーＯＢ平均値算出回路
１２ マイコン
１３ 減算器
１４ 映像信号処理回路
１００ 固体撮像装置
【出願人】 【識別番号】０００００５８２１
【氏名又は名称】松下電器産業株式会社
【出願日】 平成１８年８月１８日（２００６．８．１８）
【代理人】 【識別番号】２３０１０４０１９
【弁護士】
【氏名又は名称】大野 聖二

【識別番号】１００１０６８４０
【弁理士】
【氏名又は名称】森田 耕司

【識別番号】１００１１３５４９
【弁理士】
【氏名又は名称】鈴木 守
【公開番号】 特開２００８−４８２４４（Ｐ２００８−４８２４４Ａ）
【公開日】 平成２０年２月２８日（２００８．２．２８）
【出願番号】 特願２００６−２２３００９（Ｐ２００６−２２３００９）