本发明专利技术提供了一种即使在ＶＯＰＢ区Ｂ包括少量行的情况下也可在短时间内检测列噪声分量而不受各种随机噪声的影响、并基于所检测到的列噪声分量校正有效像素区Ａ的像素信号的图像摄取装置。该图像摄取装置包括：固态图像摄取元件，具有像素部、垂直扫描电路、水平扫描电路、和输出电路；控制器，控制固态图像摄取元件，以使从排列在遮光区像素中的像素输出的像素信号或从排列在有效像素区中的像素输出的像素信号从输出电路输出；控制信号发生器，产生预定控制信号；噪声分量检测器，用于检测噪声；以及噪声校正器，根据由噪声分量检测器检测的噪声分量，校正包含于有效像素区的像素信号中的噪声，其中控制信号发生器在预定定时产生不同的控制信号。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种通过使用XY地址型固态图像摄取元件来拍摄对象的图像的图像摄取装置，和一种用于该图像摄取装置的信号处理方法。
技术介绍
在以CMOS(互补型金属氧化物半导体)传感器为代表的XY地址型固态图像摄取元件中，大量像素排列在如图1所示的由行和列构成的矩阵中。该元件包括垂直扫描电路54，用于依次选择像素部52的各行；水平扫描电路60，用于依次选择像素部52的各列；以及输出电路61，用于输出信号。垂直扫描电路54和水平扫描电路60由例如移位寄存器构成，并且分别为每一行和每一列产生一个垂直扫描脉冲和一个水平扫描脉冲。当读取储存在各个像素中的图像信号时，通过垂直扫描电路54将脉冲信号加到一条垂直选择线53上，使同一行中的所有像素晶体管51电导通。图像信号从各感光部50被读取到垂直信号线55上。将读取到垂直信号线55上的图像信号提供给相关双重取样电路(CDS)56等电路，以清除每一个像素的偏移信号(offset signal，或叫偏差信号)。水平扫描电路60通过水平选择线59将脉冲信号加到与各垂直信号线55连接的晶体管57上，使晶体管57处于通电状态。已通过CDS 56清除了偏移信号的列的像素信号被读取到水平信号线58。该像素信号通过输入电路61转换成电压信号后，向外部输出。在这种X-Y地址型固态图像摄取元件中，各列分别具有不同的(或者是他们自身的)垂直信号线55。因此，如果CDS 56和晶体管57具有不同的特性，从输出电路61提供的像素信号便会在各列间产生不同的偏移。分别对应各列的不同的偏移会作为条纹状的固定模式噪声(下文称之为列噪声)显现在显示屏幕上，造成画质不好。现有一种防止画质变差的方法。在该方法中，从固态图像摄取元件中仅提取列噪声分量，提取出的列噪声分量被作为用于校正的基准信号保存。在通常的图像摄取操作时，从固态图像摄取元件的信号输出中减去基准信号，以此来校正列噪声。然而，当用光照射像素部52时，基于入射光的信号分量会被加到列噪声分量中。因此，该输出信号不能被用作用于校正的基准信号。因此，根据日本专利申请公开第10-126697号出版物，如图2所示，像素部52由有效像素区A、垂直光学黑体区B(下文称之为VOPB)、及水平光学黑体区C(下文称之为HOPB)构成，用于执行列噪声的检测/校正。有效像素区A被光照射。在垂直光学黑体区B和水平光学黑体区C中，光的照射在数行到数十行的范围内被诸如铝薄膜等遮光板遮挡。同时，导致产生列噪声的各列的偏移不仅出现在位于有效像素区A中的像素的输出中，还出现在位于VOPB区B中作为屏蔽的黑色电平基准的像素的输出中。因此，可以通过使用来自VOPB区B中的像素的信号检测出列噪声分量、并从来自有效像素区A的像素的信号中减去列噪声分量的方式完成校正。
技术实现思路
然而，在通过使用从排列在VOPB区B中的像素中输出的信号来获得用于校正列噪声的基准信号的情况下，存在明显的问题，即来自暗电流分量(以下称作随机噪声)的影响，该暗电流分量由VOPB区B中的各个像素输出并且不断变化。特别是，由于VOPB区B覆盖了几行到几十行，因而包括少量的像素。因此，即使当执行平均化处理时，也无法充分抑制从各个像素输出的信号中所包含的随机噪声。在上述公开文献10-126697中，通过对多个帧反复执行加法平均来提高列噪声的检测精度。然而，该方法需要很长时间来提高检测精度。因此，本专利技术提供了一种图像摄取装置及其信号处理方法，利用该装置和方法，即使当VOPB区B只包括少量行时，也能不受各种随机噪声的影响在短时间内检测出列噪声分量，并且基于所检测出的列噪声分量，校正来自有效像素区A的像素信号。根据本专利技术的图像摄取装置包括固态图像摄取元件，该固态图像摄取元件包括包括均匀排列在行列矩阵中的多个像素的像素部，该像素部包括被光照射的有效像素区和光的照射被遮挡的遮光像素区；垂直扫描电路，用于控制排列在同一行中并通过垂直选择线共同连接的像素的控制电极；水平扫描电路，用于控制共同连接到排列在同一列中的像素的主电极上的垂直信号线的控制电极，从而以行为单位向水平信号线依次输出像素信号，该像素信号经由垂直信号线输出；以及输出电路，用于输出来自水平信号线的像素信号；控制器，用于控制固态图像摄取元件，以使从排列在遮光像素区中的像素输出的像素信号或从排列在有效像素区中的像素输出的像素信号从输出电路输出；控制信号发生器，用于产生预定的控制信号；噪声分量检测器，用于根据由控制信号发生器产生的控制信号，检测包含于来自遮光像素区的像素信号中的噪声，该像素信号是在控制器的控制下从输出电路输出的；以及噪声校正器，用于根据由噪声分量检测器检测到的噪声分量，校正包含于来自有效像素区的像素信号中的噪声，该像素信号是在控制器的控制下从输出电路输出的，并且控制信号发生器在预定的定时(timing，或称为时刻)产生不同的控制信号。根据本专利技术的信号处理方法是一种用于包括固态图像摄取元件的图像摄取装置的信号处理方法，其中，该固态图像摄取元件包括包括均匀排列在行列矩阵中的多个像素的像素部，该像素部包括被光照射的有效像素区和光的照射被遮挡的遮光像素区；垂直扫描电路，用于控制排列在同一行中并通过垂直选择线共同连接的像素的控制电极；水平扫描电路，用于控制共同连接到排列在同一列中的像素的主电极上的垂直信号线的控制电极，从而以行为单位向水平信号线依次输出像素信号，该像素信号经由垂直信号线输出；以及输出电路，用于输出来自水平信号线的像素信号；所说信号处理方法包括以下步骤控制信号发生步骤，产生预定的控制信号；噪声分量检测步骤，基于在控制信号发生步骤中产生的控制信号，检测包含于来自遮光像素区的像素信号中的噪声，该像素信号是在控制器的控制下从输出电路输出的；以及噪声校正步骤，基于在噪声分量检测步骤中检测到的噪声分量，校正包含于来自有效像素区的像素信号中的噪声，该像素信号是在控制器的控制下从输出电路输出的，并且在控制信号发生步骤中，在预定定时产生不同的控制信号。在本专利技术中，随机噪声的影响得到抑制，并且选择结合了使积分值收敛于列噪声的反馈系数。此外，计算出所选择的反馈系数彼此切换的点，并基于该计算结果检测出列噪声分量。因此，可借助少量行在短时间内高精度地检测出列噪声分量。进而，使用这种高精度的列噪声分量，可校正像素信号中的列噪声。从而，可提供高画质的图像。附图说明图1示出了固态图像摄取元件的结构；图2示出了通过将像素部分成有效像素区、VOPB区、和HOPB区来构造固态图像摄取元件的像素部的状态；图3示出了根据本专利技术的图像摄取装置的结构的框图；图4示出了通过将像素部分成有效像素区和VOPB区来构造固态图像摄取元件的像素部的状态；图5示出了固态图像摄取元件的结构的示意图；图6示出了信号处理器的结构的框图；图7示出了列噪声分量检测器的结构的框图；图8示出了列噪声特性相对于当计算反馈系数的切换点时使用的积分行数的曲线图；图9示出了计算切换点的步骤的流程图；图10示出了用于说明将有效像素区用于列噪声分量检测时的示意图； 图11示出了用于说明多次读取VOPB区以执行列噪声分量检测时的示意图；以及图12A和图12B示出了用于说明固态图像摄取元件在静止图像模式中和在监控模式中的操作的示意图本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种图像获取装置，包括：固态图像获取元件，所述固态图像摄取元件包括：像素部，所述像素部包括均匀排列在行列矩阵中的多个像素，并且所述像素部包括被光照射的有效像素区和光的照射被遮挡的遮光像素区，垂直扫描电路，用于控制排列 在同一行中并通过垂直选择线共同连接的像素的控制电极，水平扫描电路，用于控制共同连接到排列在同一列中的像素的主电极上的垂直信号线的控制电极，从而以行为单位向水平信号线依次输出像素信号，所述像素信号经由所述垂直信号线输出，以及输 出电路，用于输出来自所述水平信号线的像素信号；控制装置，用于控制所述固态图像获取元件，以使从排列在所述遮光像素区中的像素输出的所述像素信号或从排列在所述有效像素区中的像素输出的所述像素信号从所述输出电路输出；控制信号发生装置 ，用于产生预定的控制信号；噪声分量检测装置，用于根据由所述控制信号发生装置产生的控制信号，检测包含于所述遮光像素区的所述像素信号中的噪声，所述像素信号是在所述控制装置的控制下从所述输出电路输出的；以及噪声校正装置，用于根据由 所述噪声分量检测装置检测出的噪声分量，校正包含于所述有效像素区的所述像素信号中的噪声，所述像素信号是在所述控制装置的控制下从所述输出电路输出的，其中，所述控制信号发生装置在预定定时产生不同的控制信号。...
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：稻叶靖二郎，田中健二，松井启，米田丰，
申请(专利权)人：索尼株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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