固态成像装置及其信号处理方法和电子设备的制作方法

固态成像装置及其信号处理方法和电子设备的制作方法
【专利摘要】本发明涉及固态成像装置及其信号处理方法和电子设备。一种固态成像装置包括：包括遮光部和有效像素部的像素阵列部；以及信号处理电路，处理从所述像素阵列部的每个像素输出的像素信号。所述信号处理电路计算通过以行为单位对所述遮光像素部的像素信号进行统计处理而得到的行统计值作为保持数据，保持所述像素阵列部的包括处理目标行的多行的保持数据项，随机选择多行的保持数据项中的一个，以及从所述有效像素部的所述处理目标行的像素的像素信号中减去随机选择的所述保持数据项。
【专利说明】固态成像装置及其信号处理方法和电子设备
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请要求于2013年4月16日提交的日本在先专利申请JP2013-085481的权益， 其全部内容在此通过引用的方式并入。

【技术领域】
[0003] 本技术涉及一种固态成像装置及其信号处理方法和电子设备，且具体涉及能够抑 制由随机噪声引起的水平线或垂直线的固态成像装置及其信号处理方法和电子设备。

【背景技术】
[0004] 由于像素的暗电流分量或暗电流的面内分布（in-surface distribution)而引起 的暗阴影以及由读取电路或电源的波动引起的水平线或垂直线出现在图像传感器中。这 里，暗电流是由在即使没有光入射到其上时在光电二极管中积累的电荷产生的电流。
[0005] 因此，在图像传感器中，像素阵列部的一部分被遮光，且被遮光的像素的像素信号 被检测为产生钳位值（clamp value)。从没有被遮光的有效像素部的像素信号中减去钳位 值，从而进行钳位处理以用来校正暗阴影、水平线和垂直线(例如，参考日本未经审查的专 利申请公开第2004-15712号）。
[0006] 然而，随机噪声包括在被遮光的像素的像素信号中，并因此存在由于随机噪声的 影响而产生随机水平线或垂直线的问题。
[0007] 为了抑制由于随机噪声的影响而产生的随机水平线或垂直线，存在一种方法，其 中，增加用于检测钳位值的被遮光的像素的数量，且计算多个像素的平均值或中间值，以用 作钳位值。然而，如果被遮光的像素的数量增加，芯片尺寸增加的缺点就会出现。
[0008] 因此，已经提出一种方法，其中，多行或多列遮光像素的平均值或中间值被用作钳 位值而不增加遮光像素数量，从而抑制随机水平线或垂直线(例如，参见日本未经审查的专 利申请公开第2006-157263号）。


【发明内容】

[0009] 然而，在使用多行或多列的被遮光的像素计算钳位值的情况下，破坏了对空间高 频暗阴影的校正跟随性（correction followability)。换言之，在相邻行或列之间快速变 化的噪音可能无法被正确地校正。
[0010] 期望抑制由随机噪声引起的水平线或垂直线。
[0011] 根据本技术的实施方式，提供了一种固态成像装置，包括：像素阵列部，包括遮光 像素部和没有被遮光的有效像素部，在所述遮光像素中，多个像素以二维阵列形式设置且 包括在每个像素中的光电转换元件被遮光；以及信号处理电路，处理从像素阵列部的每个 像素输出的像素信号，其中，信号处理电路计算通过以行为单位对遮光像素部的像素信号 进行统计处理而得到的行统计值作为保持数据；保持所述像素阵列部的包括处理目标行的 多行的保持数据项；随机选择多行的保持数据项中的一个；以及从有效像素部的处理目标 行的像素的像素信号中减去随机选择的保持数据项。
[0012] 根据本技术的实施方式，提供了一种固态成像装置的信号处理方法，所述固态成 像装置设置有像素阵列部，所述像素阵列部包括遮光像素部和没有被遮光的有效像素部， 在所述遮光像素部中，多个像素以二维阵列形式设置且包括在每个像素中的光电转换元件 被遮光；以及信号处理电路，处理从像素阵列部的每个像素输出的像素信号，所述信号处理 方法包括：使信号处理电路来计算通过以行为单位对遮光像素部的像素信号进行统计处理 而得到的行统计值作为保持数据；保持所述像素阵列部的包括处理目标行的多行的保持数 据项；随机选择多行的保持数据项中的一个；以及从有效像素部的处理目标行的像素的像 素信号中减去随机选择的保持数据项。
[0013] 根据本技术的实施方式，提供了一种电子设备，所述电子设备包括固态成像装置， 所述固态成像装置设置有像素阵列部，所述像素阵列部包括遮光像素部和没有遮光的有效 像素部，在每个遮光像素部中，多个像素以二维阵列形式设置且包括在每个像素中的光电 转换元件被遮光；以及信号处理电路，处理从像素阵列部的每个像素输出的像素信号，其 中，信号处理电路计算通过以行为单位对遮光像素部的像素信号进行统计处理而得到的行 统计值作为保持数据；保持像素阵列部的包括处理目标行的多行的保持数据项；随机选择 多行的保持数据项中的一个；以及从有效像素部的处理目标行的像素的像素信号中减去随 机选择的所述保持数据项。
[0014] 根据本技术的实施方式，在这样的固态成像装置（即，所述固态成像装置包括：像 素阵列部，所述像素阵列部包括遮光像素部和没有被遮光的有效像素部，在所述遮光部中， 多个像素以二维阵列形式设置且包括在每个像素中的光电转换元件被遮光；以及信号处理 电路，处理从像素阵列部的每个像素输出的像素信号）中的信号处理电路中，计算通过以行 为单位对遮光像素部的像素信号进行统计处理而得到的行统计值作为保持数据；保持像素 阵列部的包括处理目标行的多行的保持数据项；随机选择多行的保持数据项中的一个；以 及从有效像素部的处理目标行的像素的像素信号中减去随机选择的所述保持数据项。
[0015] 根据本技术的另一个实施方式，提供了一种固态成像装置，所述古田成像装置包 括像素阵列部，所述像素阵列部包括遮光像素部和没有被遮光的有效像素部，在所述遮光 像素部中，多个像素以二维阵列形式设置且包括在每个像素中的光电转换元件被遮光；以 及信号处理电路，处理从像素阵列部的每个像素输出的像素信号，其中，所述信号处理电路 计算通过以列为单位对所述遮光像素部的像素信号执行统计处理而得到的列统计值作为 保持数据；保持像素阵列部的包括处理目标列的多列的保持数据项；随机选择多列的保持 数据项中的一个；且从有效像素部的处理目标列的像素的像素信号中减去随机选择的所述 保持数据项。
[0016] 根据本技术的实施方式，提供了一种固态成像装置的信号处理方法，所述固态成 像装置设置有像素阵列部，所述像素阵列部包括遮光像素部和没有被遮光的有效像素部， 在所述遮光像素部中，多个像素以二维阵列形式设置且包括在每个像素中的光电转换元件 被遮光；以及信号处理电路，处理从像素阵列部的每个像素输出的像素信号，信号处理方法 包括：使信号处理电路来计算通过以列为单位对遮光像素部的像素信号进行统计处理而得 到的列统计值作为保持数据；保持像素阵列部的包括处理目标列的多列的保持数据项；随 机选择多列的保持数据项中的一个；以及从有效像素部的处理目标列的像素的像素信号中 减去随机选择的所述保持数据项。
[0017] 根据本技术的实施方式，提供了一种电子设备，所述电子设备包括固态成像装置， 所述固态成像装置包括像素阵列部，所述像素阵列部包括遮光像素部和没有被遮光的有效 像素部，在所述遮光像素部中，多个像素以二维阵列形式设置且包括在每个像素中的光电 转换元件被遮光；以及信号处理电路，处理从像素阵列部的每个像素输出的像素信号，其 中，信号处理电路计算通过以列为单位对遮光像素部的像素信号进行统计处理而得到的列 统计值作为保持数据；保持像素阵列部的包括处理目标列的多列的保持数据项；随机选择 多列的保持数据项中的一个；以及从有效像素部的处理目标列的像素的像素信号中减去随 机选择的所述保持数据项。
[0018] 根据本技术的实施方式，在这样的固态成像装置（即，所述固态成像装置包括像素 阵列部，所述像素阵列部包括遮光像素部和没有被遮光的有效像素部，在所述遮光部中，多 个像素以二维阵列形式设置且包括在每个像素中的光电转换元件被遮光；以及信号处理电 路，处理从像素阵列部的每个像素输出的像素信号）中的信号处理电路中，计算通过以列为 单位对遮光像素部的像素信号进行统计处理而得到的列统计值作为保持数据；保持像素阵 列部的包括处理目标列的多列的保持数据项；随机选择多列的保持数据项中的一个；且从 有效像素部的处理目标列的像素的像素信号中减去随机选择的所述保持数据项。
[0019] 固态成像装置和电子设备可以是分别独立的装置和设备，且可以是分别被结合到 其它设备和装置中的模块。
[0020] 根据本技术的实施方式，能够抑制由随机噪声引起的水平线或垂直线。

【专利附图】

【附图说明】
[0021] 图1是示出本技术所应用的固态成像装置的示意性配置实例的框图；
[0022] 图2是示出像素阵列部的配置实例的示图；
[0023] 图3是示出相关技术的水平钳位处理的示图；
[0024] 图4是示出相关技术的水平钳位处理的示图；
[0025] 图5是示出由信号处理电路执行的水平钳位处理的概要的示图；
[0026] 图6A和图6B是示出与相关技术的方法的比较结果的实例的示图；
[0027] 图7是示出信号处理电路的主要部分的框图；
[0028] 图8是示出信号处理电路的第一实施方式的框图；
[0029] 图9是示出信号处理电路的第二实施方式的框图；
[0030] 图10是示出信号处理电路的第三实施方式的框图；
[0031] 图11是示出信号处理电路的第四实施方式的框图；
[0032] 图12是示出信号处理电路的第五实施方式的框图；
[0033] 图13是示出信号处理电路的第六实施方式的框图；
[0034] 图14是示出像素的具体配置实例的电路图；
[0035] 图15A至图15E是示出在像素的驱动过程中的电位的示图；
[0036] 图16是示出整个像素阵列部的驱动控制的实例的示图；以及
[0037] 图17是示出作为本技术所应用的电子设备的成像设备的配置实例的框图。

【具体实施方式】
[0038] 下面，将描述本技术的实施方式。此外，将按照以下顺序进行描述。
[0039] L固态成像装置的示意配置实例 [0040] 2.信号处理电路的第一实施方式
[0041] 3.信号处理电路的第二实施方式
[0042] 4.信号处理电路的第三实施方式
[0043] 5.信号处理电路的第四实施方式
[0044] 6.信号处理电路的第五实施方式
[0045] 7.信号处理电路的第六实施方式
[0046] 8.电子设备的配置实例
[0047] 固态成像装置的示意配置实例
[0048] 图1示出本技术所应用的固态成像装置的示意性配置。
[0049] 图1的固态成像装置1包括像素阵列部3,其中，像素2以二维阵列形式被设置在 例如硅（Si)使用作为半导体的半导体基板13上；以及在其外围的外围电路部。外围电路 部包括垂直驱动电路4、列信号处理电路5、水平驱动电路6、缓冲器电路7、控制电路8等。
[0050] 像素2包括是光电转换元件的光电二极管和多个像素晶体管。多个像素晶体管是 M0S晶体管，例如，传输晶体管、放大晶体管、选择晶体管和复位晶体管。将参考图14在后面 描述像素2的配置实例。
[0051] 如图2所示，像素阵列部3包括有效像素部21和作为遮光像素部的光阻挡部22， 在有效像素部的像素中，设置了没有被遮光的光电转换元件，在遮光像素部的像素中，设置 了被遮光以检测暗电平(黑电平)的光电转换元件。0ΡΒ部22包括相对于有效像素部21被 设置在水平方向（行方向）上的Η0ΡΒ区域和相对于有效像素部被设置在垂直方向（列方向） 上的V0PB区域。
[0052] 再次参照图1，控制电路8接收输入时钟和用于命令操作模式等的数据，并输出诸 如固态成像装置1的内部信息的数据。换言之，控制电路8基于垂直同步信号、水平同步信 号和主时钟产生被用作垂直驱动电路4、列信号处理电路5、水平驱动电路6等的操作的基 准的时钟信号或控制信号。此外，控制电路8将所产生的时钟信号或控制信号输出到垂直 驱动电路4、列信号处理电路5、水平驱动电路6等。
[0053] 垂直驱动电路4例如包括移位寄存器，选择像素驱动电路10,并将用于驱动像素2 的脉冲供应到所选像素驱动电路10以便逐行驱动像素2。换言之，垂直驱动电路4选择地 逐行在垂直方向上按顺序扫描像素阵列部3的各像素2,使得基于与每个像素2的光电转换 元件中的光接收量成比例产生的信号电荷的像素信号通过垂直信号线9被供应至列信号 处理电路5。
[0054] 列信号处理电路5被设置在每列像素2中，并对从每个像素行的像素2输出的一 行信号进行诸如噪声去除的信号处理。例如，列信号处理电路5进行信号处理，诸如用于去 除像素所特有的固定模式噪声的相关双采样（CDS)和AD转换。
[0055] 水平驱动电路6包括，例如，移位寄存器，并依次输出水平扫描脉冲，以依次逐一 选择列信号处理电路5,从而从列信号处理电路5的每个向水平信号线输出像素信号。
[0056] 缓冲电路7缓冲经由水平信号线11从相应的列信号处理电路5顺序供应以输出 到信号处理电路12的信号。
[0057] 信号处理电路12对从缓冲电路7供应的数字像素信号进行各种数字信号处理。在 本实施方式中，在信号处理电路12中，至少执行钳位处理，以校正由于暗电流引起的暗电 平偏移、由暗电流的面内依赖性或电源的波动的影响等引起的暗阴影。信号处理电路12可 进行其它数字信号处理，诸如，例如，列变化的校正。信号处理电路12将已经经历钳位处理 的像素信号输出至在后续级上的处理电路(未示出）。
[0058] 以这种方式配置的固态成像装置1是其中进行⑶S处理和AD转换处理的列信号 处理电路5被设置在每列的像素中的列AD型的CMOS图像传感器。
[0059] 固态成像装置1进行钳位处理以用于抑制由于包括在信号处理电路12的0ΡΒ部 22中的像素信号中的随机噪声的影响而引起的随机水平线或垂直线。因此，将描述由信号 处理电路12进行的钳位处理的细节。
[0060] 在下文中，详细描述水平钳位处理，在所述水平钳位处理中，信号处理电路12在 水平方向上以像素行为单位进行钳位处理，以便校正垂直方向上的随机水平线或阴影。然 而，如果处理单元从水平方向上的像素行为单位改变为垂直方向上像素列为单位，本技术 也适于用于校正水平方向上的随机垂直线和阴影的垂直钳位处理。
[0061] 相关技术的水平钳位处理的描述
[0062] 首先，参照图3和图4,将描述相关技术的水平钳位处理。
[0063] 图3示出在像素阵列部中的出现在垂直方向上的暗阴影的示图。
[0064] 图3示出作为从像素阵列部3的穿过Η0ΡΒ区域的预定像素列输出的像素信号的 Η0ΡΒ区域输出信号P1和作为从像素阵列部3的穿过有效像素部21的预定像素列输出的像 素信号的有效像素输出信号P2。
[0065] 此外，在图3中，假设均匀光入射到像素阵列部3的有效像素部21。
[0066] 包括Η0ΡΒ区域和V0PB区域的0ΡΒ部分22被遮光。因此，Η0ΡΒ区域输出信号P1 是由暗电流的面内分布或电源的波动的影响等所产生的不必要信号。该不必要的信号也以 相同方式在像素阵列部3的有效像素部21的每个像素中产生，因此有效像素输出信号P2 不出与Η0ΡΒ区域输出信号P1相同的信号分布。
[0067] 然而，均匀光入射到像素阵列部3的有效像素部21，因此有效像素输出信号P2不 是基于由每个像素最初接收的光量的信号。由有效像素部21的每个像素最初接收的信号 是通过从有效像素输出信号P2中减去Η0ΡΒ区域输出信号P1获得的信号（P2-P1)(由图3 中的虚线示出）。水平钳位处理是获取通过从有效像素输出信号P2减去Η0ΡΒ区域输出信 号P1从而消除暗电流水平差或暗阴影分量而获得的信号（P2-P1)的处理。
[0068] 将参照图4描述相关技术的水平钳位处理。
[0069] 图4示出对有效像素部21的水平方向[h]和垂直方向[V]上的像素位置[h，V] 处的像素信号Pix[h，v]的水平钳位处理的实例。
[0070] 在水平钳位处理中，首先，进行检测处理，其中，使用Η0ΡΒ区域中的像素行[v]的 多个像素的像素信号检测像素行[v]的钳位值HCLP[v]。
[0071] 具体地，如图4所示，如果Η0ΡΒ区域中的像素行[v]的像素数量是Cn，Η0ΡΒ区域 中的像素位置[0, v]至[Cn-1, v]处的Cn个像素的像素信号Pix[0, v]至Pix[Cn-l, v]的 平均值Η0ΡΒΑ[ν]是Average(PiX[0，V]，?，Pi X[Cn-l，V])，且其被获得作为像素行[v]的 钳位值HCLP[v]。
[0072] 或者，Cn个像素的像素信号的pix[0, v]至Pix[Cn_l，v]的中间值Η0ΡΒΜ[ν]是中 间值（Pix [0, v]，…，Pix [Cn-1，v])，且其被获得作为像素行[v]的钳位值HCLP [v]。
[0073] 接下来，从有效像素部21的像素位置[h，v]处的像素信号Pix[h，v]中 减去所获得的钳位值HCLP[v]，因此获得了从中去除了暗阴影分量的原始像素信号 Pixo[h, v]=Pix[h, v]-HCLP[v]〇
[0074] 然而，在相关技术的该水平钳位处理中，当包括在HOPB区域的像素信号中的随机 噪声分量没有被去除时，则与假设为最初校正的值偏离的值被用作钳位值HCLP [v]，因此发 生校正误差。
[0075] 为了去除这样的校正误差，在相关技术中，如在【背景技术】中描述一样，采用增加 Η0ΡΒ区域的像素的Cn数量，获得多行的平均值作为钳位值等的方法。然而，在该方法中，出 现增加了芯片尺寸或钳位的损坏的跟随性的缺点。
[0076] 信号处理电路12的钳位处理的概要
[0077] 因此，信号处理电路12实现用于抑制随机水平线的发生的钳位处理而不会引起 这样的缺点。
[0078] 参照图5,将描述由信号处理电路12进行的水平钳位处理的概要。
[0079] 在作为在其上执行钳位处理的处理目标的像素行为像素行[V]的情况下，信号 处理电路12通过使用Η0ΡΒ区域中的像素行[v]的Cn个像素的像素信号Pix[0，v]至 Pix[Cn-l，v]获得像素行[v]的钳位值HCLP[v]。
[0080] 此外，信号处理电路12还存储和保持迄今通过钳位处理计算的多行的钳位值。图 5示出信号处理电路12保持包括作为处理对象的像素行[v]的八行钳位值HCLP[v-7]至 HCLP [v]的实例。
[0081] 信号处理电路12随机选择与像素行[V]的有效像素部21的每个像素相关的八行 保持钳位值HCLP [v-7]至HCLP [v]中的任何一个值。此外，信号处理电路12从有效像素部 21的像素行[v]的像素的像素信号中减去随机选择的钳位值，以便获得从中去除了暗阴影 分量的原始像素信号。
[0082] 在图5的实例中，例如，在像素位置[Cn，v]处，信号处理电路12选择为像素行 [v]的前一行的像素行[v-Ι]的钳位值HCLP [ν-l]，并从像素信号Pix [Cn，v]中减去钳位值 HCLP [v-Ι]，以便获得原始像素信号 Pixo [Cn，v] =Pix [Cn，v]-HCLP [v-Ι]。
[0083] 此外，例如，在像素位置[Cn+l，v]处，信号处理电路12选择为像素行[v]的前 面第四行的像素行[v-4]的钳位值HCLP[v-4]，并从像素信号Pix[Cn+l，v]中减去钳位值 HCLP [v-4]，以便获得原始像素信号 Pixo [Cn+1，v] =Pix [Cn+1，v]-HCLP [v-4]。
[0084] 类似地，在像素位置[Cn+2，v]处，信号处理电路12选择像素行[v]的钳位值 HCLP [v]，并从像素信号Pix [Cn+2, v]中减去钳位值HCLP [v]，以便获得原始像素信号Pixo [ Cn+2, v]=Pix[Cn+2, v]-HCLP[v]〇
[0085] 在图5中，在作为钳位处理目标行的像素行[v]的有效像素部21的每个像素中描 述的钳位值表示其从有效像素部21的每个像素的像素信号中减去的随机选择的钳位值。
[0086] 如上面所提到的，在进行钳位处理时，信号处理电路12随机选择多行（八行）的保 持钳位值HCLP[v-7]至HCLP[v]中的任何一个作为钳位值并减去该钳位值，以便在列方向 上分布HOPB区域的钳位值的随机误差(随机噪声抑制余数)。因此，可能防止随机噪声抑制 余数被均匀地包括在相同行中并因此抑制随机水平线。
[0087] 图6A和图6B示出相关技术的处理和由信号处理电路12进行的处理之间的比较 结果。
[0088] 图6A示出其中八行平均值被获得作为钳位值并被减去的相关技术的水平钳位处 理的处理结果。图6B示出由信号处理电路12进行的水平钳位处理的处理结果。
[0089] 可以看出，在根据相关技术的方法的图6A的图像中产生了随机水平线，但在图6B 的图像中抑制了随机水平线。因此，在获得多行的平均值作为钳位值的相关技术的方法中， 有必要平均大于八行的行数的钳位值以便抑制随机水平线，但是，在使用信号处理电路12 的本技术中，甚至可由小于相关技术的方法的行数抑制随机水平线，因此能够比相关技术 进一步处理高空间高频随机噪声。
[0090] 用于钳位处理的信号处理电路12的主要部分的描述
[0091] 图7示出实现上述水平钳位处理的信号处理电路12的主要部分的框图。
[0092] 信号处理电路12包括随机选择电路31和运算器32。
[0093] 随机选择电路31包括钳位数据保持电路41、控制电路42和选择器43。
[0094] 在钳位处理目标行是像素行[v]的情况下，钳位数据保持电路41保持包括当前像 素行[v]的八行的钳位值HCLP[v-7]至HCLP[v]，以用于供应至选择器43。像素阵列部3 的各像素行在垂直方向上依次成为钳位处理对象，且在保持电路41中，在新的像素行的钳 位值被输入时最旧的钳位数据被擦除。
[0095] 控制电路42以处理目标行的像素为单位随机选择从钳位数据保持电路41供应至 选择器43的八行保持钳位值HCLP[v-7]至HCLP[v]中的任何一个。此外，控制电路42将指 示所选钳位值的选择控制信号供应至选择器43。图7的"Rand 〇%8"表示钳位值HCLP[v-7] 至HCLP [v]中的任何一个被随机选择的处理。
[0096] 选择器43基于从控制电路42供应的选择控制信号选择从钳位数据保持电路41 供应的八行保持钳位值HCLP[v-7]至HCLP[v]中的任何一个。选择器43将基于选择控制 信号选择的钳位值输出至运算器32作为与处理对象像素行[v]的水平位置[h]处的像素 相关的所选钳位值SEL[HCLP_h]。
[0097] 所选的钳位值SEL[HCLP_h]从随机选择电路31的选择器43被输入到运算器32， 且从有效像素的部分21的像素位置Pix[h，v]读取的像素信号也被输入到运算器32。
[0098] 运算器32从有效像素部21的像素位置[h, v]处的像素信号Pix [h, v] 中减去所选钳位值SEL[HCLP_h]，以便产生并输出已经经历钳位处理的像素信号 Pixo[h, v]=Pix[h, v]-SEL[HCLP_h]〇
[0099] 信号处理电路12的第一实施方式
[0100] 图8是示出实现上述水平钳位处理的信号处理电路12的整体配置实例和信号处 理电路12的第一实施方式的框图。
[0101] 此外，在图8中，与上述图7中相同的构成元件被给予相同的附图标记，因此，将不 再重复其描述。
[0102] 信号处理电路12包括在图7中描述的随机选择电路31和运算器32、白/黑点校 正电路51、选择器52、Η0ΡΒ检测电路53和选择器54。
[0103] 白/黑点校正电路51校正表示白点或黑点的像素信号以增加钳位值的计算的可 靠性的校正电路。
[0104] 例如，在像素位置[h，v]处的输入像素信号Pix[h，v]具有小于第一阈值TH1或等 于或高于第二阈值TH2 (TH1〈TH2)的信号电平的情况下，白/黑点校正电路51用具有预先 设定的预定黑电平的像素信号替换像素信号，以用于输出到选择器52。在像素位置[h，v] 处的输入像素信号的Pix[h，v]具有等于或高于第一阈值TH1且小于第二阈值TH2的信号 电平的情况下，输入像素信号Pix[h，v]被输出到选择器52,而无需替换。
[0105] 选择器52基于所供应的控制信号S1选择输入xl或输入x2,且从输出y输出所选 的输入。如果像素位置[h，v]位于Η0ΡΒ区域，用于选择输入xl的控制信号S1被供应至选 择器52,且如果像素位置[h，v]位于有效像素部21，用于选择输入x2的控制信号S1被供 应至选择器52。
[0106] 因此，如果像素位置[h，v]位于Η0ΡΒ区域中，选择器52选择并输出已经经历了白 /黑点校正处理的像素信号Pix[h， V]，且如果像素位置[h，v]位于有效像素部21中，选择 并输出从有效像素部21读取的像素信号的pix [h，v]，而无需替换。
[0107] Η0ΡΒ检测电路53仅保持从选择器52依次输出的像素行[v]的像素信号Pix [h，v] 中的Η0ΡΒ区域中的Cn个像素的像素信号Pix [0, v]至[Cn-1，v]，并计算像素行[v]的钳位 值 HCLP[v]。
[0108] 具体地，Η0ΡΒ检测电路53计算Cn个像素的像素信号Pix [0, v]至 Pix[Cn_l，v]的平均值 H0PBA[v]=Average(Pix[0，v]，*"，Pix[Cn-l，v])和中间值 H0PBM[v]=Median(Pix[0, V],…，Pix[Cn-l, v])。此外，选择器61基于控制信号S2选择平 均值HOPBA [v]或中间值HOPBM [v]，并将所选值从Η0ΡΒ检测电路53供应至随机选择电路 31的钳位数据保持电路41，作为像素行[v]的钳位值HCLP[v]。
[0109] 如上所述，随机选择电路31的钳位数据保持电路41保持从Η0ΡΒ检测电路53供 应的包括处理目标像素行[v]的钳位值HCLP[v]的八行钳位值HCLP[v-7]至HCLP[v]。
[0110] 选择器43基于来自控制电路42的选择控制信号随机选择钳位值HCLP[v-7]至 HCLP[v]中的任何一个，以用于作为所选钳位值SEL[HCLP_h]输出至运算器32。
[0111] 运算器32从自选择器52供应的像素信号Pix[h，v]中减去从随机 选择电路31供应的所选钳位值SEL [HCLP_h]，并将作为结果获得的像素信号 Pixo[h, v]=Pix[h, v]_SEL[HCLP_h]输出到选择器 54。
[0112] 选择器54基于所供应的控制信号S3选择输入xl或输入x2,并从输出y输出所选 的输入。如果像素位置[h，v]位于有效像素部21中，用于选择输入xl的控制信号S3被供 应至选择器54,且如果像素位置[h，v]位于Η0ΡΒ区域中，用于选择输入的x2的控制信号 S3被供应至选择器54。
[0113] 因此，如果像素位置[h，v]位于有效像素部21中，选择器54选择并输出作为从运 算器32输出且已经经历了钳位处理的信号的像素信号Pixo[h，v]。另一方面，如果像素位 置[h，v]位于Η0ΡΒ区域中，选择器54选择并输出作为从选择器54输出且已经经历了白/ 黑点校正处理的信号的像素信号Pix[h，v]。
[0114] 输出控制信号S1至S3的控制单元可设置在信号处理电路12中或信号处理电路 12的外部。此外，控制电路42可输出控制信号S1至S3。
[0115] 接下来，将描述处理对象像素行[v]中的信号处理电路12的操作(处理)。
[0116] 首先，将描述当像素位置[h, v]位于Η0ΡΒ区域中时的操作。
[0117] 当像素位置[h，v]位于Η0ΡΒ区域中时，已经经历了白/黑点校正处理的像素信号 Pix[h，v]由选择器52选择并被输出到Η0ΡΒ检测电路53、运算器32和选择器54。
[0118] 当像素位置[h，v]位于Η0ΡΒ区域时，Η0ΡΒ检测电路53积累依次从选择器52输出 的像素信号Pix [h，v]，并在Η0ΡΒ区域中的Cn个像素的像素信号Pix [0, v]至Pix [Cn-1，v] 被积累时计算像素行[v]的钳位值HCLP[v]，以将所计算的钳位值输出至随机选择电路31。
[0119] 此外，当像素位置[h，v]位于Η0ΡΒ区域中时，选择器54基于控制信号S3选择 输出来自选择器52的像素信号Pix[h，v]，S卩，已经经历了白/黑点校正处理的像素信号 Pix[h, v] 〇
[0120] 接下来，如果像素位置[h，v]位于有效像素部21中，选择器52基于控制信号S1 选择像素位置[h，v]处的信号像素 Pix [h，v]本身，并将所选信号输出到Η0ΡΒ检测电路53、 运算器32和选择器54。
[0121] 与选择器52将像素位置[h，v]处的像素信号Pix[h，v]输出到运算器32的定时 同步，随机选择电路31随机选择钳位值HCLP [v-7]至HCLP [v]中的任何一个并将所选的至 输出至运算器32作为所选的钳位值SEL[HCLP_h]。
[0122] 运算器32从自选择器52供应的像素信号Pix[h，v]中减去从随机选择电路31供 应的所选钳位值SEL[HCLP_h]，并且因此通过使用所选钳位值SEL[HCLP_h]计算经历钳位 处理的像素信号Pixo [h, v]，以将像素信号Pixo [h, v]输出至选择器54。
[0123] 在像素位置[h，v]位于有效像素部21中时，选择器54选择并输出从运算器32输 出且已经经历了钳位处理的像素信号Pixo[h，v]。
[0124] 信号处理电路12如上操作。
[0125] 如上所述，根据第一实施方式的信号处理电路12,多行保持钳位值HCLP[v_7]至 HCLP[v]被随机选择且从处理目标像素行[v]的有效像素部21的每个像素的像素信号 Pix[h，v]中减去，从而在列方向上分配Η0ΡΒ区域的钳位值的随机误差（随机噪声抑制余 数)。因此，可以防止随机噪声抑制余数被均匀地包括在相同行中并因此抑制随机水平线。
[0126] 信号处理电路12的第二实施方式
[0127] 图9是示出的信号处理电路12的第二实施方式的框图。
[0128] 在图9中，对应于图8的第一实施方式的部分被给予相同的附图标记，因此，将不 再重复其描述。
[0129] 在第二实施方式中，与上述第一实施方式相比，LPF电路(低通滤波器电路）71被 另外地设置在Η0ΡΒ检测电路53和随机选择电路31之间。
[0130] LPF电路71保持从Η0ΡΒ检测电路53依次输出的多行钳位值HCLP [v]，并计算包括 处理对象像素行[v]的多行的最新钳位值的平均值。此外，LPF电路71将通过计算所获得的 多行钳位值的平均值输出至随机选择电路31，作为处理对象像素行[v]的钳位值HCLP[v]。
[0131] LPF电路71可被配置为用作低通滤波器，且可由例如IIR滤波器等形成。
[0132] 根据第二实施方式的其它配置和操作与上述第一实施方式中的那些相同。
[0133] 信号处理电路12的第三实施方式
[0134] 图10是示出信号处理电路12的第三实施方式的框图。
[0135] 在图10中，对应于图9的第二实施方式的部分被给予相同的附图标记，因此，将不 再重复其描述。
[0136] 在第三实施方式中，在上述第二实施方式相比，控制电路42A代替控制电路42设 置在随机选择电路31中。
[0137] 根据第一和第二实施方式的控制电路42将用于随机选择所保持的八行钳位值 HCLP[v-7]至HCLP[v]中的任何一个的选择控制信号供应至选择器43。
[0138] 与此相反，控制电路42A检测作为钳位处理对象的像素行[v]周围的Η0ΡΒ区域的 空间频率，并基于所检测的空间频率改变随机选择的行数。
[0139] 具体地，控制电路42A包括选择器81，且检测像素行[v]周围的Η0ΡΒ区域的空间 频率的结果被输入至选择器81。选择器81将输入的空间频率分类为例如三个级别，并基于 分类结果选择四行"和"八行"中的任何一个，作为随机选择的行数。
[0140] 在输入空间频率被包括在作为最高频率的第一级别中的情况下，选择器81选择 "0"作为随机选择的行数，并将用于选择处理目标像素行[V]的钳位值HCLP[V]的选择控制 信号供应至选择器43。
[0141] 在输入信号频率被包括在低于第一级别的第二级别中的情况下，选择器81选择 "四行"作为随机选择的行数，从八行保持的钳位值HCLP[v-7]至HCLP[v]中的四行最新钳 位值HCLP[v-3]至HCLP[v]中随机选择一个钳位值，并将指示所选钳位值的选择控制信号 供应至选择器43。
[0142] 在输入信号频率被包括在作为最低频率的第三级别中的情况下，选择器81选择 "八行"作为随机选择的行数，从八行保持的钳位值HCLP[v-7]至HCLP[v]中随机选择一个， 并将指示所选钳位值的选择控制信号供应至选择器43。
[0143] 如上所述，随着像素行[v]周围的Η0ΡΒ区域的空间频率变化至高频选择器81减 少将被随机选择行数，以提高钳位的跟随性。
[0144] 根据第三实施方式的其它配置和操作与上述其它实施方式中的那些相同。
[0145] 虽然描述了输入空间频率被分类为三个级别，且从三种中选择随机选择的行数的 实例，但是随机选择的行数的选项可进一步增加，且可以是二种。
[0146] 信号处理电路12的第四实施方式
[0147] 图11是示出信号处理电路12的第四实施方式的框图。
[0148] 在图11中，对应于图10的第三实施方式的部分被给予相同的附图标记，因此，将 不再重复其描述。
[0149] 在第四实施方式中，控制电路42B代替控制电路42A设置在随机选择电路31中。
[0150] 施加至处理目标像素行[v]的有效像素部21的每个像素的像素信号的增益被输 入到控制电路42B的选择器81。
[0151] 选择器81基于被施加至处理目标像素行[v]的有效像素部21的每个像素的像素 信号的增益改变被随机选择的行数。
[0152] 例如，选择器81选择四行"或"八行"作为随机选择的行数，使得在施加至 像素信号的增益较大时，随机选择的行数增加。或者，选择器81可选择随机选择的行数，使 得在施加至像素信号的增益较小时，随机选择的行数增加。使增益和随机选择的行数彼此 对应的方法可通过设置而改变。
[0153] 根据第四实施方式的其它配置和操作与上述第三实施方式中的那些相同。
[0154] 如上所述，选择器81基于处理目标像素行[V]的像素的信号的增益改变随机选择 的行数。因此，即使在Η0ΡΒ区域的像素信号（暗阴影量）由于增益而急剧变化的情况下，钳 位可跟随变化。
[0155] 信号处理电路12的第五实施方式
[0156] 图12是示出信号处理电路12的第五实施方式的框图。
[0157] 在图12中，对应于图11的第四实施方式的部分被给予相同的附图标记，因此，将 不再重复其描述。
[0158] 在第五实施方式中，控制电路42C代替控制电路42B设置在随机选择电路31中。
[0159] 像素阵列部3的每个像素的曝光时间被输入到控制电路42C的选择器81。
[0160] 选择器81基于像素阵列部3的每个像素的曝光时间改变随机选择的行数。具体 地，选择器81将曝光时间分类为三个级别，并进行控制，使得当曝光时间较长时，随机选择 的行数增加。
[0161] 要校正的暗阴影由像素阵列部3的每个像素2产生的暗电流分量引起。在这种情 况下，由于暗阴影量与曝光时间成比例变化，所以有必要基于曝光时间改变钳位的跟随性。
[0162] 因此，选择器81基于曝光时间改变随机选择的行数，且因此钳位可跟随与曝光时 间成比例变化的暗阴影量。
[0163] 根据第五实施方式的其它配置和操作与上述第三实施方式中的那些相同。
[0164] 信号处理电路12的第六实施方式
[0165] 图13是示出信号处理电路12的第六实施方式的框图。
[0166] 在图13中，对应于图8的第一实施方式的部分被给予相同的附图标记，因此，将不 再重复其描述。
[0167] 在第六实施方式中，像素阵列部3的相应像素的颜色阵列是其中像素被以红色 (R)、绿色（GR)、蓝色（B)和绿色（Gb)的组合的矩阵形式而设置的拜耳阵列，因此，为R、Gr、 B和Gb的每个颜色设置获得处理目标像素行[v]的钳位值HCLP [v]的Η0ΡΒ检测电路53。
[0168] 换言之，在R像素被包括在处理目标像素行[v]中的情况下，HOPB(R)检测电路 53R仅使用R的像素信号获得处理目标像素行[v]的钳位值HCLP[v]/R，以用以输出至随 机选择电路31。在Gr像素被包括在处理目标像素行[v]中的情况下，HOPB(Gr)检测电路 53Gr仅使用Gr的像素信号获得处理目标像素行[v]的钳位值HCLP[v]/Gr，以用以输出至 随机选择电路31。在B像素被包括在处理目标像素行[v]中的情况下，HOPB(B)检测电路 53B仅使用B的像素信号获得处理目标像素行[v]的钳位值HCLP[v]/B，以用以输出至随 机选择电路31。在Gb像素被包括在处理目标像素行[v]中的情况下，HOPB(Gb)检测电路 53Gb仅使用Gb的像素信号获得处理目标像素行[v]的钳位值HCLP[v]/Gb，以用以输出至 随机选择电路31。
[0169] 根据第六实施方式的随机选择电路31包括钳位数据保持电路41D、控制电路42D 和选择器43。
[0170] 钳位数据保持电路41D为R、Gr、B和Gb每种颜色保持八行最新的钳位值 HCLP[v-7]至 HCLP [v]。
[0171] 对于像素阵列部3的每个像素的每种颜色不同的增益（以下，简称为颜色相关的 增益）被输入至控制电路42D的选择器81。
[0172] 选择器81基于像素阵列部3的每个像素的颜色相关增益改变随机选择的行数。以 与上述第四实施方式相同的方式，可进行控制，使得在颜色相关增益较大时，随机选择的行 数增加，或者可进行控制，使得在颜色相关增益较小时，随机选择的行数增加。因此，即使在 暗遮光量由于对于每种颜色不同的增益的变化而变化的情况下，钳位也可跟随所述变化。
[0173] 根据第六实施方式的其它配置和操作与上述第四实施方式中的那些相同，不同之 处在于对每种颜色进行处理。
[0174] 如上所述，根据本技术所应用的信号处理电路12的第一至第六实施方式，Η0ΡΒ区 域的钳位值的随机误差（随机噪声抑制余数）分布在列方向上，因此，可以抑制随机水平线 而不增加 Η0ΡΒ区域的每行像素数。
[0175] 此外，可以适当地组合上述第一至第六实施方式的相应配置中的一些。例如，在第 六实施方式中，可采用LPF电路71设置在每种颜色的Η0ΡΒ检测电路53的后级上的配置。
[0176] 在上面描述中，已经描述了信号处理电路12通过使用通过以行为单位对Η0ΡΒ区 域的像素信号进行统计处理获得的行统计值(平均值Η0ΡΒΑ[ν]和中间值Η0ΡΒΜ[ν])作为保 持数据来保持多行数据(钳位值)，并随机选择并从有效像素部21的每个像素中的像素信号 中减去多行保持数据，由此抑制随机水平线。
[0177] 然而，本技术适用于用于抑制随机垂直线的处理。具体地，信号处理电路12通 过使用通过以列为单位对Η0ΡΒ区域的像素信号进行统计处理获得的列统计值(平均值 H0PBA[h]和中间值H0PBM[h])作为保持数据来保持多列数据(钳位值)。此外，信号处理电路 12随机选择并从有效像素部21的每个像素中的像素信号中减去多列保持数据(钳位值)。 因此，V0PB区域的钳位值的随机误差(随机噪声抑制余数)可被分布在行方向上，因此，可以 抑制随机垂直线而不增加 Η0ΡΒ区域的每列像素数。
[0178] 像素2的具体配置实例
[0179] 接下来，将描述像素2的具体配置实例和用于读取固态成像装置1中的像素信号 的驱动控制的具体实例。
[0180] 图14是示出像素2的具体配置实例的电路图。
[0181] 像素 2包括光电二极管（PD) 110、传输晶体管111、放大晶体管112、选择晶体管 113、复位晶体管114、放电晶体管115和浮置扩散部（FD) 116。
[0182] 光电二极管110是产生并积累与光接收量成比例的电荷(信号电荷)的光电转换元 件。光电二极管110具有接地的正极端和经由传输晶体管111连接到FD116的负极端。此 夕卜，光电二极管110的负极端也连接到放电晶体管115。
[0183] 传输晶体管111读取由光电二极管110产生的电荷并在通过经由传输信号线111A 供应的传输信号导通时将电荷传输到FD116。
[0184] 放电晶体管115在通过经由放电信号线115A供应的放电信号导通时将由光电二 极管110产生的电荷排到恒定电源Vdd (漏极)。
[0185] 在这里，传输晶体管111和放电晶体管115的栅极电压和阈值电压以及光电二极 管110的剂量被调整，使得放电晶体管115导通时的沟道电位和传输晶体管111导通时的 沟道电位两者比光电二极管110的完全耗尽的电位高。因此，当传输晶体管111导通时，在 光电二极管110中积累的全部电荷可被传输到FD116,并且当放电晶体管115导通时，在光 电二极管110中积累的全部电荷可被排到恒定电源Vdd。
[0186] FD116保持从光电二极管110读取的电荷。复位晶体管114由经由复位信号线 114A供应的复位信号导通，以及结果，通过将在FD116中积累的电荷排到恒定电源Vdd来复 位FD116的电位。
[0187] 放大晶体管112输出对应于FD116的电位的像素信号。换言之，放大晶体管112 与作为经由垂直信号线9连接到其上的恒流源的负载M0S (未示出）一起形成源极跟随电 路。指示对应于在FD116中积累的电荷的电平的像素信号经由选择晶体管113从放大晶体 管112输出至列信号处理电路5。
[0188] 选择晶体管113在使用经由选择信号线113A供应的选择信号选择像素2时导通， 并经由垂直信号线9将像素2的像素信号输出到列信号处理电路5。传输信号线111A、选 择信号线113A、复位信号线114A和放电晶体管115对应于图1的像素驱动线10。
[0189] 像素2可采用上述配置。
[0190] 此外，像素2可形成在像素共享结构中。像素共享结构包括多个光电二极管、多个 传输晶体管、共享FD和每个都被共享的其它像素晶体管。换言之，共享像素由光电二极管 和传输晶体管(其形成多个单位像素，共享其它像素晶体管中的每个）形成。
[0191] 图15A至图15E是示出在像素2的驱动过程中的电位。在图15A至图15B中，图 的下方表示电位的正方向。
[0192] 图15A示出立即在复位晶体管114导通且因此在曝光周期期间的FD116的电位被 复位之后的状态。
[0193] 如果FD116的电位被复位，那么，曝光周期结束，如图15B所示，传输晶体管111导 通，且因此在光电二极管110积累的电荷被传输到FD116。
[0194] 图15C示出直到传输到FD116的电荷被读取为止且即使在非曝光周期过程中电荷 在光电二极管110中的由入射光逐渐积累的备用状态。
[0195] 此外，当像素2的行被导通为读取行时，如图1?所示，选择晶体管113导通，且因 此在FD116中保持的电荷被转换成电压信号，以便经由垂直信号线9被输出到列信号处理 电路5。
[0196] 在图14的像素结构中，放电晶体管115导通，且因此由光电二极管110产生的电 荷可被排到恒定电源Vdd。因此，如图15E所示，在从FD116中读取电荷完成之前，在光电二 极管110中积累的电荷被复位，从而开始下一个曝光。
[0197] 固态成像装置1的驱动控制方法的具体实例
[0198] 图16示出固态成像装置1的整个像素阵列部3的驱动控制的实例。
[0199] 固态成像装置1的垂直驱动电路4复位在像素阵列部3的所有像素的光电二极管 110中积累的电荷，从而开始曝光。
[0200] 此外，在经过预定曝光时间之后，垂直驱动电路4复位所有像素的FD116,然后将 在光电二极管110中积累的电荷同时传输到所有像素中的FD116。
[0201] 接下来，垂直驱动电路4将保持在FD116中的电荷逐行依次输出到列信号处理电 路5。
[0202] 由于上述驱动，固态成像装置1可实现在所有像素中同时读取的驱动。在这种情 况下，在FD116中保持的电荷被逐行依次读取，且在FD116中保持电荷的时间基于读取顺序 而不同。当在FD116中的保持时间较长时，由暗电流引起的的电荷被添加到由光电二极管 110产生的电荷以便被积累。然而，根据由信号处理电路12进行的钳位处理，包括处理对象 像素行[v]的多行钳位值被随机选择，因此钳位值的随机误差（随机噪声抑制余数）可分布 在列方向上，由此抑制随机水平线。
[0203] 此外，暗电流可在任何固态成像装置1中产生，且因此由信号处理电路12进行的 钳位处理可应用，而不管上述像素结构或驱动控制如何。
[0204] 本技术所应用的电子设备的配置实例
[0205] 本技术不限于应用至固态成像装置。换言之，本技术一般适用于在图像获取单元 (光电转换单元）中使用固态成像装置的电子设备，诸如成像装置(包括数字静态相机或摄 像机)、具有成像功能的便携式终端，或在图像读取单元中使用固态成像装置的复印机。固 态成像装置可具有单芯片形式，且可具有成像单元和信号处理单元或光学系统封装在一起 并具有成像功能的模块形式。
[0206] 图17是示出作为本技术所应用的电子设备的成像装置的配置实例。
[0207] 图17的成像设备200包括由透镜组等形成的光学单元201、固态成像装置(成像装 置）202,和作为相机信号处理电路的数字信号处理器（DSP)电路203。此外，成像装置200 还包括帧存储器204、显示单元205、记录单元206、操作单元207和电源单元208。DSP电 路203、帧存储器204、显示单元205、记录单元206、操作单元207和电源单元208经由总线 209彼此连接。
[0208] 光学单元201从对象获取入射光（图像光)，以在固态成像装置202的成像表面上 成像入射光。固态成像装置202将由光学单元201在成像表面上成像的入射光的光量转换 成每个像素的电信号，以便输出电信号作为像素信号。作为固态成像装置202,可使用上述 固态成像装置1，即，可抑制随机水平线或垂直线的固态成像装置。
[0209] 显示单元205由例如面板型显示装置(诸如液晶面板或有机电致发光（EL)面板） 形成，并显示由固态成像装置202捕获的运动图象或静态图像。记录单元206在记录介质 (诸如硬盘或半导体存储器）上记录由固态成像装置202捕获的运动图像或静态图像。
[0210] 操作单元207在用户的操作下发出成像设备200的各种功能的操作命令。电源单 元208将作为DSP电路203、帧存储器204、显示单元205、记录单元206和操作单元207的 操作电源的各种电源适当地供应至供应对象。
[0211] 如上所述，根据上述实施方式中的任何一个的固态成像装置1被用作固态成像装 置202,且因此可以抑制随机水平线或垂直线。因此，还可以实现在成像设备200 (诸如视 频摄像机或数字静态相机或移动设备(诸如移动电话）的摄像机模块）中所捕获的图像的高 图像质量。
[0212] 此外，本技术不限于检测和捕获可见光的入射光量的分布作为图像的固态成像装 置的应用，且一般可适用于捕获红外线、X射线或粒子的入射量的分布的固态成像装置，和 广义上的固态成像装置(物理量探测装置)，诸如检测并捕获其它物理量(诸如压力或电容） 的分布的指纹检测传感器。
[0213] 此外，固态成像装置可具有单芯片形式，且可具有其中成像单元和信号处理单元 或光学系统封装在一起并具有成像功能的模块形式。
[0214] 本技术的实施方式不限于上述实施方式，且在不脱离本技术的精神的范围的情况 下可具有各种变形。
[0215] 本技术也可具有以下结构。
[0216] (1) 一种固态成像装置，包括：像素阵列部，包括遮光像素部和没有被遮光的有效 像素部，在所述遮光像素部中，多个像素以二维阵列形式设置且包括在每个像素中的光电 转换元件被遮光；以及信号处理电路，处理从像素阵列部的每个像素输出的像素信号，其 中，信号处理电路计算通过以行为单位对遮光像素部的像素信号进行统计处理而得到的行 统计值作为保持数据；保持像素阵列部的包括处理目标行的多行的保持数据项；随机选择 多行的所述保持数据项中的一个；以及从有效像素部的处理目标行的像素的像素信号中减 去随机选择的所述保持数据项。
[0217] (2)根据（1)所述的固态成像装置，其中，信号处理电路计算多行的行统计值的平 均值作为保持数据。
[0218] (3)根据（1)或（2)所述的固态成像装置，其中，信号处理电路基于处理目标行的 遮光像素部的空间频率改变作为将被随机选择的所选目标的保持数据的行数。
[0219] (4)根据（1)或（2)所述的固态成像装置，其中，信号处理电路基于施加至有效像 素部中的处理目标行的像素的像素信号的增益改变作为将被随机选择的所选目标的保持 数据的行数。
[0220] (5)根据（4)所述的固态成像装置，其中，当所述增益较大时，信号处理电路增加作 为将被随机选择的所选目标的保持数据的行数。
[0221] (6)根据（4)所述的固态成像装置，其中，当所述增益较小时，信号处理电路增加作 为将被随机选择的所选目标的保持数据的行数。
[0222] (7)根据（1)或（2)所述的固态成像装置，其中，信号处理电路基于有效像素部中 的处理目标行的像素的曝光时间改变作为将被随机选择的所选目标的保持数据的行数。
[0223] (8)根据（7)所述的固态成像装置，其中，当所述曝光时间较长时，信号处理电路增 加作为将被随机选择的所选目标的保持数据的行数。
[0224] (9)根据（1)或（2)所述的固态成像装置，其中，信号处理电路为每种颜色计算行 统计值作作为保持数据；为每种颜色保持像素阵列部的包括处理目标行的多行的保持数据 项；基于其对于每种颜色而不同的增益随机选择像素的颜色的多行的保持数据项中的一 个；且从有效像素部中的处理目标行的像素的像素信号中减去基于增益随机选择的保持数 据项。
[0225] ( 10)根据（1)至（9)中任一项所述的固态成像装置，其中，行统计值是遮光像素部 的各自像素的像素信号的平均值或中间值。
[0226] (11)根据（1)至（10)中任一项所述的固态成像装置，其中，像素至少包括光电转 换元件，生成并积累与光接收量成比例的电荷；传输晶体管，传输在装置光电转换元件中积 累的电荷；以及浮置扩散部，保持由传输晶体管传输的电荷，以及其中，在光电转换元件中 积累的电荷被同时传输到所有像素中的所述浮置扩散部，且由浮置扩散部保持的电荷以行 为单位被顺序地输出。
[0227] (12)-种固态成像装置的信号处理方法，所述固态成像装置设置有像素阵列部， 所述像素阵列部包括遮光像素部和没有被遮光的有效像素部，在所述遮光像素部中，多个 像素以二维阵列形式设置且包括在每个像素中的光电转换元件被遮光；以及信号处理电 路，处理从像素阵列部的每个像素输出的像素信号，信号处理方法包括：使信号处理电路来 计算通过以行为单位对遮光像素部的像素信号进行统计处理而得到的行统计值作为保持 数据；保持像素阵列部的包括处理目标行的多行的所述保持数据项；随机选择多行的所述 保持数据项中的一个；以及从有效像素部的处理目标行的像素的像素信号中减去随机选择 的保持数据项。
[0228] (13) -种电子设备，包括：固态成像装置，所述固态成像装置包括像素阵列部，所 述像素阵列部包括遮光像素部和没有被遮光的有效像素部，在所述遮光像素部中，多个像 素以二维阵列形式设置且包括在每个像素中的光电转换元件被遮光；以及信号处理电路， 处理从像素阵列部的每个像素输出的像素信号，其中，信号处理电路计算通过以行为单位 对遮光像素部的像素信号进行统计处理而得到的行统计值作为保持数据；保持像素阵列部 的包括处理目标行的多行的保持数据项；随机选择多行的保持数据项中的一个；且从有效 像素部的处理目标行的像素的像素信号中减去随机选择的保持数据项。
[0229] (14) -种固态成像装置，包括：固态成像装置，所述固态成像装置包括像素阵列 部，所述像素阵列部包括遮光像素部和没有被遮光的有效像素部，在所述遮光像素部中，多 个像素以二维阵列形式设置且包括在每个像素中的光电转换元件被遮光；以及信号处理电 路，处理从像素阵列部的每个像素输出的像素信号，其中，信号处理电路计算通过以列为单 位对遮光像素部的像素信号进行统计处理而得到的列统计值作为保持数据；保持像素阵列 部的包括处理目标列的多列的保持数据项；随机选择多列的保持数据项中的一个；且从有 效像素部的处理目标列的像素的像素信号中减去随机选择的保持数据项。
[0230] (15)根据（14)所述的固态成像装置，其中，信号处理电路计算多列的列统计值的 平均值作为保持数据。
[0231] (16)根据（14)或（15)所述的固态成像装置，其中，信号处理电路基于处理目标列 的遮光像素部的空间频率改变作为将被随机选择的所选择的目标的保持数据的列数。
[0232] (17)根据（14)或（15)所述的固态成像装置，其中信号处理电路基于施加至有效 像素部中的处理目标行的像素的像素信号的增益改变作为将被随机选择的所选目标的保 持数据的列数。
[0233] (18)根据（14)或（15)所述的固态成像装置，其中，信号处理电路基于有效像素部 中的处理目标列的像素的曝光时间改变作为将被随机选择的所选目标的保持数据的列数。
[0234] (19)-种固态成像装置的信号处理方法，所述固体成像装置设置有像素阵列部， 所述像素这捏部包括遮光像素部和没有被遮光的有效像素部，在所述遮光像素部中，多个 像素以二维阵列形式设置且包括在每个像素中的光电转换元件被遮光；以及信号处理电 路，处理从像素阵列部的每个像素输出的像素信号，信号处理方法包括：使信号处理电路来 计算通过以列为单位对遮光像素部的像素信号进行统计处理而得到的列统计值作为保持 数据；保持像素阵列部的包括处理目标列的多列的保持数据项；随机选择多列的保持数据 项中的一个；以及从有效像素部的处理目标列的像素的像素信号中减去随机选择的保持数 据项。
[0235] (20) -种电子设备，包括：固态成像装置，所述固态成像装置包括像素阵列部，所 述像素阵列部包括遮光像素部和没有被遮光的有效像素部，在所述遮光像素部中，多个像 素以二维阵列形式设置且包括在每个像素中的光电转换元件被遮光；以及信号处理电路， 处理从像素阵列部的每个像素输出的像素信号，其中，信号处理电路计算通过以列为单位 对遮光像素部的像素信号进行统计处理而得到的列统计值作为保持数据；保持像素阵列部 的包括处理目标列的多列的保持数据项；随机选择多列的保持数据项中的一个；且从有效 像素部的处理目标列的像素的像素信号中减去随机选择的保持数据项。
[0236] 本领域技术人员应理解可根据设计要求和其它因素进行各种修改、组合、子组合 和变更，只要它们在所附权利要求或其等同物的范围内即可。
【权利要求】
1. 一种固态成像装置，包括： 像素阵列部，包括遮光像素部和没有被遮光的有效像素部，在所述遮光像素部中，多个 像素以二维阵列形式设置且包括在每个像素中的光电转换元件被遮光；以及 信号处理电路，处理从所述像素阵列部的每个像素输出的像素信号， 其中，所述信号处理电路 计算通过以行为单位对所述遮光像素部的像素信号执行统计处理而得到的行统计值 作为保持数据； 保持所述像素阵列部的包括处理目标行的多个行的保持数据项； 随机选择多个行的所述保持数据项中的一个；以及 从所述有效像素部内的所述处理目标行的像素的像素信号中减去随机选择的所述保 持数据项。
2. 根据权利要求1所述的固态成像装置，其中，所述信号处理电路计算多个行的行统 计值的平均值作为所述保持数据。
3. 根据权利要求1所述的固态成像装置，其中，所述信号处理电路基于所述处理目标 行的所述遮光像素部的空间频率来改变作为将被随机选择的所选目标的所述保持数据的 行数。
4. 根据权利要求1所述的固态成像装置，其中，所述信号处理电路基于施加至所述有 效像素部中的所述处理目标行的像素的像素信号的增益来改变作为将被随机选择的所选 目标的所述保持数据的行数。
5. 根据权利要求4所述的固态成像装置，其中，随着所述增益越大，所述信号处理电路 增加作为将被随机选择的所选目标的所述保持数据的行数。
6. 根据权利要求4所述的固态成像装置，其中，随着所述增益越小，所述信号处理电路 增加作为将被随机选择的所选目标的所述保持数据的行数。
7. 根据权利要求1所述的固态成像装置，其中，所述信号处理电路基于所述有效像素 部中的所述处理目标行的像素的曝光时间来改变作为将被随机选择的所选目标的所述保 持数据的行数。
8. 根据权利要求7所述的固态成像装置，其中，随着所述曝光时间越长，所述信号处理 电路增加作为将被随机选择的所选目标的所述保持数据的行数。
9. 根据权利要求1所述的固态成像装置，其中，所述信号处理电路 为每种颜色计算所述行统计值以作为保持数据； 为每种颜色保持所述像素阵列部的包括处理目标行的多个行的保持数据项； 基于对于每种颜色而不同的增益来随机选择像素的颜色的多个行的所述保持数据项 中的一个；以及 从所述有效像素部中的所述处理目标行的像素的像素信号中减去基于所述增益随机 选择的所述保持数据项。
10. 根据权利要求1所述的固态成像装置，其中，所述行统计值是所述遮光像素部的各 像素的像素信号的平均值或中间值。
11. 根据权利要求1所述的固态成像装置，其中，所述像素至少包括 光电转换元件，生成并累积与光接收量成比例的电荷； 传输晶体管，传输在所述光电转换兀件中累积的电荷；以及 浮置扩散部，保持由所述传输晶体管传输的电荷，以及 其中，在所述光电转换元件中累积的电荷被同时传输到所有像素中的所述浮置扩散 部，且由所述浮置扩散部保持的电荷以行为单位被顺序地输出。
12. -种固态成像装置的信号处理方法，所述固态成像装置设置有像素阵列部，所述像 素阵列部包括遮光像素部和没有被遮光的有效像素部，在所述遮光像素部中，多个像素以 二维阵列形式设置且包括在每个像素中的光电转换元件被遮光；以及信号处理电路，处理 从所述像素阵列部的每个像素输出的像素信号，所述信号处理方法包括： 使所述信号处理电路 计算通过以行为单位对所述遮光像素部的像素信号执行统计处理而得到的行统计值 作为保持数据； 保持所述像素阵列部的包括处理目标行的多个行的保持数据项； 随机选择多个行的所述保持数据项中的一个；以及 从所述有效像素部内的所述处理目标行的像素的像素信号中减去随机选择的保持数 据项。
13. -种电子设备，包括： 固态成像装置，包括 像素阵列部，包括遮光像素部和没有被遮光的有效像素部，在所述遮光像素部中，多个 像素以二维阵列形式设置且包括在每个像素中的光电转换元件被遮光；以及 信号处理电路，处理从所述像素阵列部的每个像素输出的像素信号， 其中，所述信号处理电路 计算通过以行为单位对所述遮光像素部的像素信号执行统计处理而得到的行统计值 作为保持数据； 保持所述像素阵列部的包括处理目标行的多个行的保持数据项； 随机选择多个行的所述保持数据项中的一个；以及 从所述有效像素部内的所述处理目标行的像素的像素信号中减去随机选择的保持数 据项。
14. 一种固态成像装置，包括： 像素阵列部，包括遮光像素部和没有被遮光的有效像素部，在所述遮光像素部中，多个 像素以二维阵列形式设置且包括在每个像素中的光电转换元件被遮光；以及 信号处理电路，处理从所述像素阵列部的每个像素输出的像素信号， 其中，所述信号处理电路 计算通过以列为单位对所述遮光像素部的像素信号执行统计处理而得到的列统计值 作为保持数据； 保持所述像素阵列部的包括处理目标列的多个列的保持数据项； 随机选择多个列的所述保持数据项中的一个；以及 从所述有效像素部内的所述处理目标列的像素的像素信号中减去随机选择的保持数 据项。
15. 根据权利要求14所述的固态成像装置，其中，所述信号处理电路计算多个列的列 统计值的平均值作为所述保持数据。
16. 根据权利要求14所述的固态成像装置，其中，所述信号处理电路基于所述处理目 标列的所述遮光像素部的空间频率来改变作为将被随机选择的所选目标的所述保持数据 的列数。
17. 根据权利要求14所述的固态成像装置，其中，所述信号处理电路基于施加至所述 有效像素部中的所述处理目标行的像素的像素信号的增益来改变作为将被随机选择的所 选目标的所述保持数据的列数。
18. 根据权利要求14所述的固态成像装置，其中，所述信号处理电路基于所述有效像 素部中的所述处理目标列的像素的曝光时间来改变作为将被随机选择的所选目标的所述 保持数据的列数。
19. 根据权利要求14所述的固态成像装置，其中，所述列统计值是所述遮光像素部的 各像素的像素信号的平均值或中间值。
20. -种固态成像装置的信号处理方法，所述固态成像装置设置有像素阵列部，所述像 素阵列部包括遮光像素部和没有被遮光的有效像素部，在所述遮光像素部中，多个像素以 二维阵列形式设置且包括在每个像素中的光电转换元件被遮光；以及信号处理电路，处理 从所述像素阵列部的每个像素输出的像素信号，所述信号处理方法包括： 使所述信号处理电路 计算通过以列为单位对所述遮光像素部的像素信号执行统计处理而得到的列统计值 作为保持数据； 保持所述像素阵列部的包括处理目标列的多个列的保持数据项； 随机选择多个列的所述保持数据项中的一个；以及 从所述有效像素部内的所述处理目标列的像素的像素信号中减去随机选择的保持数 据项。
21. -种电子设备，包括： 固态成像装置，包括 像素阵列部，包括遮光像素部和没有被遮光的有效像素部，在所述遮光像素部中，多个 像素以二维阵列形式设置且包括在每个像素中的光电转换元件被遮光；以及 信号处理电路，处理从所述像素阵列部的每个像素输出的像素信号， 其中，所述信号处理电路 计算通过以列为单位对所述遮光像素部的像素信号执行统计处理而得到的列统计值 作为保持数据； 保持所述像素阵列部的包括处理目标列的多个列的保持数据项； 随机选择多个列的所述保持数据项中的一个；以及 从所述有效像素部内的所述处理目标列的像素的像素信号中减去随机选择的保持数 据项。
【文档编号】H04N5/357GK104113708SQ201410140672
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2014年4月9日 优先权日:2013年4月16日
【发明者】松本静德 申请人:索尼公司