[发明专利]图像摄取装置和信号处理方法

说明书

本申请是申请日为2005年7月7日、申请号为200510083817.0、发明名称为“图像摄取装置和信号处理方法”的专利申请的分案申请，其全部内容结合于此作为参考。

技术领域

本发明涉及一种通过使用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。

背景技术

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。

发明内容

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，本发明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。