(57)【要約】【課題】物理的シャッタを用いずに、物理的シャッタによる暗示撮像と等価な状態でカップリングノイズ除去用の補正データを取得し撮像データを高精度に補正する。【解決手段】撮像装置が、複数のポテンシャルウエルに保持された電荷を垂直転送パルスおよび水平転送パルスに従って順次転送することで撮像信号を出力し、ポテンシャル制御により各ポテンシャルウエルの電荷を排出することができるＣＣＤ撮像素子（１０１）と、補正データ取得モード時にＣＣＤ撮像素子の信号電荷を排出する電荷排出状態に設定し、通常撮像モードと同じ垂直転送パルスおよび水平転送パルスに従ってＣＣＤ撮像素子を駆動することでＣＣＤ撮像素子の第１撮像データを補正データとして取得し、通常撮像モードで取得されたＣＣＤ撮像素子の第２撮像データを補正データにより補正して撮像データとして出力する信号処理部（１０３）と、を有する。【選択図】図１
2020202510.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のポテンシャルウエルに保持された電荷を垂直転送電極に印加される垂直転送パルスに従って垂直方向に順次転送し、垂直転送されてきた電荷を水平転送電極に印加される水平転送パルスに従って水平方向に順次転送することで撮像信号を出力し、ポテンシャル制御により各ポテンシャルウエルの電荷を排出することができるＣＣＤ(Charge Coupled Device) 撮像素子と、
前記ＣＣＤ撮像素子の動作モードを通常撮像モードあるいは補正データ取得モードに切り替え、前記ＣＣＤ撮像素子から出力される撮像信号を処理する信号処理部と、
を有し、前記信号処理部が、
前記補正データ取得モード時に、前記ＣＣＤ撮像素子の信号電荷を排出する電荷排出状態に設定し、
前記電荷排出状態において、前記通常撮像モードと同じ前記垂直転送パルスおよび前記水平転送パルスに従って前記ＣＣＤ撮像素子を駆動することで、前記ＣＣＤ撮像素子の第１撮像データを補正データとして取得し、
前記通常撮像モードで取得された前記ＣＣＤ撮像素子の第２撮像データを前記補正データにより補正して撮像データとして出力する、
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記信号処理部が、前記ＣＣＤ撮像素子のオーバフローゲート電圧およびオーバフロードレイン電圧を制御することで、前記ＣＣＤ撮像素子の少なくとも一部のラインを前記電荷排出状態に設定することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記信号処理部が、
第１の補正データ取得モードにより第１補正データを取得し、
前記第１の補正データ取得モードの後で前記通常撮像モードにより前記第２撮像データを取得し、
前記通常撮像モードの後で第２の補正データ取得モードにより第２補正データを取得し、
前記第１補正データと前記第２補正データとの比較結果に基づいて前記通常撮像モードの間の前記ＣＣＤ撮像素子の出力の経時的変動を推定し、
前記経時的変動の推定結果を用いて前記第２撮像データを補正し撮像データとして出力する、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記ＣＣＤ撮像素子がＴＤＩ(Time Delay Integration)型であることを特徴とする請求項１−３のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項５】
複数のポテンシャルウエルに保持された電荷を垂直転送電極に印加される垂直転送パルスに従って垂直方向に順次転送し、垂直転送されてきた電荷を水平転送電極に印加される水平転送パルスに従って水平方向に順次転送することで撮像信号を出力し、ポテンシャル制御により各ポテンシャルウエルの電荷を排出することができるＣＣＤ(Charge Coupled Device) 撮像素子の撮像データの補正方法であって、
信号処理部が、
補正データ取得モード時に、前記ＣＣＤ撮像素子の信号電荷を排出する電荷排出状態に設定し、
前記電荷排出状態において、前記通常撮像モードと同じ前記垂直転送パルスおよび前記水平転送パルスに従って前記ＣＣＤ撮像素子を駆動することで、前記ＣＣＤ撮像素子の第１撮像データを補正データとして取得し、
前記通常撮像モードで取得された前記ＣＣＤ撮像素子の第２撮像データを前記補正データにより補正して撮像データとして出力する、
ことを特徴とする撮像データの補正方法。
【請求項６】
前記信号処理部が、前記ＣＣＤ撮像素子のオーバフローゲート電圧およびオーバフロードレイン電圧を制御することで、前記ＣＣＤ撮像素子の少なくとも一部のラインを前記電荷排出状態に設定することを特徴とする請求項５に記載の撮像データの補正方法。
【請求項７】
前記信号処理部が、
第１の補正データ取得モードにより第１補正データを取得し、
前記第１の補正データ取得モードの後で前記通常撮像モードにより前記第２撮像データを取得し、
前記通常撮像モードの後で第２の補正データ取得モードにより第２補正データを取得し、
前記第１補正データと前記第２補正データとの比較結果に基づいて前記通常撮像モードの間の前記ＣＣＤ撮像素子の出力の経時的変動を推定し、
前記経時的変動の推定結果を用いて前記第２撮像データを補正し撮像データとして出力する、
ことを特徴とする請求項５または６に記載の撮像データの補正方法。
【請求項８】
前記ＣＣＤ撮像素子がＴＤＩ(Time Delay Integration)型であることを特徴とする請求項５−７のいずれか１項に記載の撮像データの補正方法。
【請求項９】
複数のポテンシャルウエルに保持された電荷を垂直転送電極に印加される垂直転送パルスに従って垂直方向に順次転送し、垂直転送されてきた電荷を水平転送電極に印加される水平転送パルスに従って水平方向に順次転送することで撮像信号を出力し、ポテンシャル制御により各ポテンシャルウエルの電荷を排出することができるＣＣＤ(Charge Coupled Device) 撮像素子を有する撮像装置としてコンピュータを機能させるプログラムであって、
信号処理部が、前記ＣＣＤ撮像素子の動作モードを通常撮像モードあるいは補正データ取得モードに切り替え、
補正データ取得モード時に、前記ＣＣＤ撮像素子の信号電荷を排出する電荷排出状態に設定し、
前記電荷排出状態において、前記通常撮像モードと同じ前記垂直転送パルスおよび前記水平転送パルスに従って前記ＣＣＤ撮像素子を駆動することで、前記ＣＣＤ撮像素子の第１撮像データを補正データとして取得し、
前記通常撮像モードで取得された前記ＣＣＤ撮像素子の第２撮像データを前記補正データにより補正して撮像データとして出力する、
ように前記コンピュータを機能させることを特徴とするプログラム。
【請求項１０】
前記信号処理部が、
第１の補正データ取得モードにより第１補正データを取得し、
前記第１の補正データ取得モードの後で前記通常撮像モードにより前記第２撮像データを取得し、
前記通常撮像モードの後で第２の補正データ取得モードにより第２補正データを取得し、
前記第１補正データと前記第２補正データとの比較結果に基づいて前記通常撮像モードの間の前記ＣＣＤ撮像素子の出力の経時的変動を推定し、
前記経時的変動の推定結果を用いて前記第２撮像データを補正し撮像データとして出力する、
ことを特徴とする請求項９に記載のプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は固体撮像素子を含む撮像装置に係り、特に撮像データの補正のためのデータ取得技術および信号処理技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＴＤＩ（Time Delay Integration）−ＣＣＤ（Charge Coupled Device）は、カメラに対して相対的に移動する被写体を高画質でかつ滑らかに撮像できる固体撮像素子として知られている。特に、被写体の移動に同期させて各画素の電荷を垂直方向に転送することで複数の垂直段の電荷を累積するので、高感度のイメージセンサを構成することができる。
【０００３】
一般に、ＣＣＤ撮像素子は、垂直転送パルスおよび水平転送パルスに従って、次のように駆動される。すなわち、マトリクス状に配列された画素で光電変換により信号電荷が生成され、それぞれの画素の信号電荷が垂直方向（列方向）に順次転送され、最後に水平方向（行方向）に転送されることで撮像信号として出力される。このような転送動作において、特に容量の大きい垂直転送電極に印加される垂直転送パルスがカップリングノイズを発生させ、その撮像信号への干渉が大きな問題となる。すなわち、垂直転送パルスに同期したカップリングノイズが撮像信号に重畳されると、画像に縦縞を生じさせるなど、画質を劣化させる。特に、ＴＤＩ−ＣＣＤのように多数の垂直転送電極に位相が異なる垂直転送パルスを印加する場合、干渉ノイズによって画質劣化がより顕著になる。
【０００４】
このような干渉ノイズを画像から除去するには、干渉ノイズ成分だけからなる補正データを生成し撮像データから減算すればよい。このような補正データは、通常、物理的シャッタにより信号電荷が発生しない状態でＣＣＤ撮像素子を駆動することで取得される。また、物理的シャッタを用いずに、ＣＣＤ撮像素子を暗時撮像と等価な状態として、補正データを取得する技術も提案されている。
【０００５】
たとえば、特許文献１には、信号電荷の転送をせき止めて補正データを取得する技術が記載されている。より詳しくは、ＣＣＤ撮像素子を上述した転送パルスにより駆動しつつ、信号電荷を出力ゲートのポテンシャルを制御することでせき止め、撮像素子の出力部へ転送しない。したがって、ＣＣＤ撮像素子の出力は、信号電荷に応じた撮像信号ではなく、暗時撮像と等価な状態での画像信号となり、この画像信号を用いてノイズ除去用の補正データを生成する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−２３９３０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述した特許文献１の方法では、出力ゲートで電荷転送を堰き止めているために、信号電荷転送経路のポテンシャルが通常の撮像時と異なる。すなわち、出力ゲートより前の領域で転送を堰き止めるために、信号電荷が電荷転送領域全体に滞留する。このため、信号電荷がほとんどない暗時撮像における転送時とは、電荷状態が大きく異なる。また、堰き止めにより滞留する多量の信号電荷により、撮像素子の出力部へ微小なもれこみが発生する。このような状態は、物理的シャッタを閉じて光が入射していない暗時撮像の状態と完全に等価とは云えない。したがって、この状態で取得された補正データを用いて撮像データを補正しても、出力画像からカップリングノイズを完全に除去することができないと考えられる。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、物理的シャッタを用いずに、暗時撮像と等価な状態でカップリングノイズ除去用の補正データを取得し、撮像データを高精度に補正することができる撮像装置および撮像データ補正方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様による撮像装置は、複数のポテンシャルウエルに保持された電荷を垂直転送電極に印加される垂直転送パルスに従って垂直方向に順次転送し、垂直転送されてきた電荷を水平転送電極に印加される水平転送パルスに従って水平方向に順次転送することで撮像信号を出力し、ポテンシャル制御により各ポテンシャルウエルの電荷を排出することができるＣＣＤ(Charge Coupled Device) 撮像素子と、前記ＣＣＤ撮像素子の動作モードを通常撮像モードあるいは補正データ取得モードに切り替え、前記ＣＣＤ撮像素子から出力される撮像信号を処理する信号処理部と、を有し、前記信号処理部が、前記補正データ取得モード時に、前記ＣＣＤ撮像素子の信号電荷を排出する電荷排出状態に設定し、前記電荷排出状態において、前記通常撮像モードと同じ前記垂直転送パルスおよび前記水平転送パルスに従って前記ＣＣＤ撮像素子を駆動することで、前記ＣＣＤ撮像素子の第１撮像データを補正データとして取得し、前記通常撮像モードで取得された前記ＣＣＤ撮像素子の第２撮像データを前記補正データにより補正して撮像データとして出力する、ことを特徴とする。
本発明の他の態様による撮像データの補正方法は、複数のポテンシャルウエルに保持された電荷を垂直転送電極に印加される垂直転送パルスに従って垂直方向に順次転送し、垂直転送されてきた電荷を水平転送電極に印加される水平転送パルスに従って水平方向に順次転送することで撮像信号を出力し、ポテンシャル制御により各ポテンシャルウエルの電荷を排出することができるＣＣＤ(Charge Coupled Device) 撮像素子の撮像データの補正方法であって、信号処理部が、補正データ取得モード時に、前記ＣＣＤ撮像素子の信号電荷を排出する電荷排出状態に設定し、前記電荷排出状態において、前記通常撮像モードと同じ前記垂直転送パルスおよび前記水平転送パルスに従って前記ＣＣＤ撮像素子を駆動することで、前記ＣＣＤ撮像素子の第１撮像データを補正データとして取得し、前記通常撮像モードで取得された前記ＣＣＤ撮像素子の第２撮像データを前記補正データにより補正して撮像データとして出力する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ＣＣＤ撮像素子を電荷排出状態にして補正データを取得することにより、物理的シャッタを用いずに撮像データを高精度に補正することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は本発明の第１実施形態による撮像装置の構成を例示するブロック図である。
【図２】図２は第１実施形態による撮像装置に用いられるＣＣＤ撮像素子の模式的な平面構成図である。
【図３】図３は図２に示すＣＣＤ撮像素子が通常撮像モード時および補正データ取得モード時における画素の電子ポテンシャル図である。
【図４】図４は第１実施形態における通常撮像モード時の信号電荷転送を例示するＣＣＤ撮像素子の模式的な平面構成図である。
【図５】図５はＣＣＤ撮像素子の垂直転送パルスおよび水平転送パルスに起因するカップリングノイズの一例を示す波形図である。
【図６】図６は第１実施形態における補正データ取得モード時の電荷転送の一例を示すＣＣＤ撮像素子の模式的な平面構成図である。
【図７】図７は第１実施形態による撮像装置の動作を例示するフローチャートである。
【図８】図８は第１実施形態による撮像装置の動作を例示するタイムチャートである。
【図９】図９は本発明の第２実施形態による撮像装置の補正データ取得モード時の電荷転送の一例を示すＣＣＤ撮像素子の模式的な平面構成図である。
【図１０】図１０は本発明の第３実施形態による撮像装置の構成を例示するブロック図である。
【図１１】図１１は第３実施形態による撮像データの補正方法を説明するためのＣＣＤ撮像素子の出力信号の波形の一例を示す図である。
【図１２】図１２は第３実施形態による補正データを説明するためのＣＣＤ撮像信号の変化の一例を示す波形図である。
【図１３】図１３は第３実施形態による補正データを説明するための簡略化された補正データの一例を示す波形図である。
【図１４】図１４は第３実施形態による撮像装置の動作を例示するフローチャートである。
【図１５】図１５は第３実施形態による撮像装置の動作を例示するタイムチャートである。
【図１６】図１６は本発明の第４実施形態による撮像装置の構成を例示するブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
＜実施形態の概要＞
本発明の実施形態によれば、ＣＣＤ撮像素子の電荷排出手段により信号電荷を排出する状態にして、ＣＣＤ撮像素子を通常の撮像時と同様に駆動する。こうしてＣＣＤ撮像素子から出力された撮像信号を用いて、駆動等に起因する様々なカップリングノイズを含む補正データを取得することができる。このように生成電荷を排出する状態で通常の電荷転送動作を行うことにより、撮像素子への入射光がない暗時撮像と等価な条件で補正データを取得できる。通常撮像モードでは、撮像データから当該補正データを減算することで、種々のカップリングノイズが除去された撮像データを出力できる。
【００１３】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。ただし、以下の実施形態に記載されている構成要素は単なる例示であって、本発明の技術範囲をそれらのみに限定する趣旨ではない。
【００１４】
１．第１実施形態
１．１）構成
図１に例示するように、本発明の第１実施形態による撮像装置１００はＣＣＤ撮像素子１０１を有し、後述する信号処理によりＣＣＤ撮像データからカップリングノイズを除去した最終的な撮像データを出力する。なお、図１において撮像光学系は簡略化のために図示されていない。
【００１５】
ＣＣＤ撮像素子１０１の撮像信号は、ＣＤＳ(Correlated Double Sampling: 相関２重サンプリング)およびＡＤＣ(Analog-to-Digital Converter)回路１０２によりデジタル信号に変換され、ＣＣＤ撮像データとして信号処理部１０３に入力する。信号処理部１０３は、後述するように、補正データ取得モードおよび通常撮像モードで次の信号処理を実行する：
・補正データ取得モードであれば、ＣＣＤ撮像データを平均化し、平均化されたＣＣＤ撮像データを補正データとしてメモリ１０４に格納する；
・通常撮像モードであれば、ＣＣＤ撮像データからメモリ１０４に格納された補正データを減算し、カップリングノイズが除去された最終的な撮像データを出力する。
【００１６】
制御部１０５は、信号処理部１０３の上記モード切替制御を行うと共に、動作モードに応じてＣＣＤドライバ１０８を通してＣＣＤ撮像素子１０１の動作を制御する。後述するように、通常撮像モードと補正データ取得モードとの間のモード切替により、オーバフロードレイン（ＯＦＤ）およびオーバフローゲート（ＯＦＧ）の電圧が変更される。
【００１７】
なお、以下に詳述する信号処理部１０３および制御部１０５による撮像データの補正機能は、図示しないメモリに格納されたプログラムをＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサ上で実行することにより実現することもできる。
【００１８】
１．２）ＣＣＤ撮像素子
図２に例示するように、ＣＣＤ撮像素子１０１は、複数の垂直転送部ＶＲと、それらの下端にトランスファー部を介して設けられた水平転送部ＨＲと、を有する。複数の垂直転送部ＶＲはそれぞれ隣接する垂直転送部と画素分離領域ＰＩを挟んで水平方向に配列されている。各垂直転送部ＶＲは、信号電荷を蓄積する画素Ｐとなるポテンシャルウエルがライン上に配列されており、それらと隣接して、信号電荷を排出するためのオーバフローゲート（ＯＦＧ）電極２０１およびオーバフロードレイン（ＯＦＤ）電極２０２が平行に設けられている。
【００１９】
ＯＦＧ電極２０１およびＯＦＤ電極２０２は、一般に、ＣＣＤ撮像素子１０１の転送能力以上の電荷量が発生した場合に余剰電荷を排出するアンチブルーミングのために設けられている。本実施形態では、このアンチブルーミング用のＯＦＧ／ＯＦＤ電圧を各画素の信号電荷を全て排出するためのポテンシャル制御のために利用する。ただし、このような電荷排出手段はＯＦＧ／ＯＦＤに限定されない。ＣＣＤ撮像素子１０１にＯＦＧ／ＯＦＤ以外の電荷排出手段が備わっていれば、それを利用することができる。なお、図２では縦方向のアンチブルーミング機能を利用したが、横方向のアンチブルーミング機能であったとしても同様の効果が得られることは言うまでもない。
【００２０】
ＯＦＧ電極２０１は、ＯＦＧ印加電圧に応じて、各画素のポテンシャルウエルとＯＦＤ電極２０２との間の、電荷に対するポテンシャル障壁の高さを変更することができる。ＯＦＧ電極２０１の電圧は、通常撮像モードでは、各画素の余剰電荷がＯＦＤ電極２０２へ排出されるポテンシャルに設定されている。これに対して、補正データ取得モードでは、ＯＦＧ電極２０１およびＯＦＤ電極２０２の電圧は、各画素のポテンシャルウエルの電荷がＯＦＤ電極２０２へ排出されるポテンシャルに変更される。
【００２１】
複数の垂直転送部ＶＲには、それらを横切って水平方向に延びた４相の垂直転送電極＃１〜＃４が垂直方向に複数段配列されている。各段の４相垂直転送電極＃１〜＃４に垂直転送パルスＰ１Ｖ〜Ｐ４Ｖが順次印加されることで、後述するように、ポテンシャルウエルの電荷が垂直方向（紙面下方向）に順次転送される。
【００２２】
また、水平転送部ＨＲには垂直転送部ＶＲごとに２相の水平転送電極が配列されている。２相水平転送電極にそれぞれ水平転送パルスＰ１ＨおよびＰ２Ｈが順次印加されることで、各垂直転送部ＶＲから垂直転送されてきた電荷が水平転送され、電荷検出部２０３および読み出しアンプ２０４を通してＣＣＤ撮像信号として出力される。フレーム方式であれば、ＣＣＤ撮像素子１０１の全画素の信号電荷が転送されることで、１フレーム分のＣＣＤ撮像信号が読み出される。なお、本実施形態では垂直転送電極が４相、水平転送電極が２相の場合を例示したが、これに限定されるものではなく、垂直および水平ともに任意の相数に設定可能である。
【００２３】
図３に示すように、ＣＣＤ撮像素子の各画素Ｐにおいて、通常撮像モード（ａ）であれば、ＯＦＧ電極２０１は信号電荷が蓄積されるポテンシャルウエルを形成する電位レベルに設定され、ポテンシャルウエルをオーバフローする余剰電荷はＯＦＤ電極２０２へ排出される。また、補正データ取得モード（ｂ）であれば、ＯＦＧ電極２０１はポテンシャル障壁が低下し、ポテンシャルウエルの信号電荷が排出される電位レベルに設定される。これにより、各画素の信号電荷は、物理的シャッタを閉じたときと同様に蓄積されことなく、ＯＦＤ電極２０２へ排出される。
【００２４】
１．３）通常撮像モード
通常撮像モードでは、図３（ａ）に示すように、ＯＦＧ電極２０１およびＯＦＤ電極２０２はそれぞれ通常電圧に設定され、各画素の信号電荷は、オーバフローしない限り、転送されるまで蓄積される。
【００２５】
図４に例示するように、通常撮像モードにおいて、ＣＣＤ撮像素子１０１は、各段の４相垂直転送電極＃１〜＃４に垂直転送パルスＰ１Ｖ〜Ｐ４Ｖを順次印加し、各画素で生成した電荷を垂直方向（紙面下方向）に順次転送する。ただし、図４では、１つの垂直転送部の電荷転送のみが矢印で示されているが、同様の垂直転送が全て垂直転送部で同時に行われる。ＴＤＩ−ＣＣＤでは、この垂直方向の電荷転送タイミングが被写体の撮像画面上の移動タイミングと同期するように調整される。生成電荷が垂直転送される毎に、水平転送部ＨＲの２相水平転送電極に水平転送パルスＰ１ＨおよびＰ２Ｈが順次印加され、垂直転送されてきた１ライン分の電荷が水平転送され、電荷検出部２０３および読み出しアンプ２０４を通してＣＣＤ撮像信号として出力される。
【００２６】
図５に例示するように、通常撮像モードでは、垂直転送電極＃１〜＃４に垂直転送パルスＰ１Ｖ〜Ｐ４Ｖが、水平転送電極に水平転送パルスＰ１ＨおよびＰ２Ｈが、それぞれ印加される。このために、各垂直転送パルスの立上りおよび立下りにおいて、垂直転送電極とＣＣＤ半導体基板との間の容量に起因するカップリングノイズが発生する。このようなカップリングノイズを主とする種々のカップリングノイズがＣＣＤ撮像信号に重畳してＣＣＤ撮像素子１０１から出力される。
【００２７】
本実施形態によれば、補正データ取得モードにおいて、カップリングノイズだけからなる補正データを取得しメモリ１０４に格納する。通常撮像モードでは、このように取得された補正データをＣＣＤ撮像素子１０１のＣＣＤ撮像データから減算することで、カップリングノイズが除去された最終的な撮像データを得ることができる。以下詳述する。
【００２８】
１．４）補正データ取得モード
補正データ取得モードでは、図３（ｂ）に示すように、ＯＦＧ電極２０１およびＯＦＤ電極２０２はそれぞれ信号電荷が蓄積されずに排出されるポテンシャルレベルに設定される。電荷が蓄積されないので、この電荷排出状態は物理的シャッタによる暗時撮像と等価な状態である。
【００２９】
図６に例示するように、補正データ取得モードでは、電荷排出状態で通常撮像モードと同様の転送動作が実行される。したがって、電荷検出部２０３および読み出しアンプ２０４を通して出力されたＣＣＤ撮像信号は、信号成分を含まずカップリングノイズを含むＣＣＤ撮像信号である。このＣＣＤ撮像信号をデジタル信号に変換し、複数ラインを平均化することでランダムなノイズを低減した補正データを生成することができる。すなわち、カップリングノイズを含むが信号成分を含まないＣＣＤ撮像データを複数ライン平均化することで、たとえば図５に示すカップリングノイズのみからなる１ライン以上の補正データを取得することができる。この補正データが補正データメモリ１０５に格納される。
【００３０】
１．５）撮像データの補正方法
図１に示す本実施形態による撮像装置１００は、上述した補正データ取得モードで補正データを取得し、メモリ１０４に格納する。続いて、上述した通常撮像モードで補正前のＣＣＤ撮像データから補正データを減算し、カップリングノイズが除去された最終的な撮像データを出力する。以下、図７および図８を参照しながら、本実施形態による撮像データの補正方法について説明する。
【００３１】
図７において、制御部１０５は、撮像装置１００の動作モードを補正データ取得モードに切り替えると、ＯＦＧ／ＯＦＤ制御信号をＣＣＤドライバ１０６へ出力し、ＯＦＧ電圧およびＯＦＤ電圧をＣＣＤ撮像素子１０１が電荷排出状態となるように設定する（動作３０１）。電荷排出状態は、図３（ｂ）に示す状態であり、図８に例示するようにＯＦＧ電圧およびＯＦＤ電圧が電圧ＶOFG_H、ＶOFD_Hにそれぞれ設定される。
【００３２】
電荷排出状態で垂直転送パルスおよび水平転送パルスが通常の撮像モードと同様に印加される。これによって、信号処理部１０３は、カップリングノイズだけからなるＣＣＤ撮像データを入力し、これを複数ライン分平均化し、補正データとしてメモリ１０４に格納する（動作３０２）。図８に例示するように、補正データ取得モードでは最終的な撮像データは出力されない。
【００３３】
上述したように補正データが取得されると、制御部１０５は、撮像装置１００の動作モードを通常撮像モードに切り替え、ＣＣＤ撮像素子１０１のＯＦＧ電圧およびＯＦＤ電圧をそれぞれ通常のオーバフロー電圧（図８ではそれぞれ電圧ＶOFG、ＶOFD；図３（ａ）参照）に変更する（動作３０３）。この状態で、制御部１０５がＣＣＤ撮像素子１０１を通常の転送パルスで駆動することで各画素の信号電荷が転送され、デジタル変化されたＣＣＤ撮像データが信号処理部１０３に入力する（動作３０４）。
【００３４】
信号処理部１０３は、ＣＣＤ撮像データの垂直および水平転送パルスのタイミングに同期してメモリ１０４から補正データを読み出し、ＣＣＤ撮像データから補正データを減算する（動作３０５）。これによりＣＣＤ撮像データからカップリングノイズが除去された撮像データが最終的な撮像データとして出力される（動作３０６）。
【００３５】
本実施形態によれば、補正データは通常撮像モードより前の時点で取得しておき、それを用いて通常撮像データを補正する。たとえば、撮像装置の起動時に補正データを取得して格納しておき、その後の撮像動作で出力される撮像データを当初の補正データにより補正してもよい。また他の例として、撮像動作を行う毎に、その直前に補正データを取得して、当該撮像による撮像データを補正してもよい。
【００３６】
１．７）効果
本発明の第１実施形態によれば、ＣＣＤ撮像素子に設けられたオーバフロー機能を電荷排出状態に設定し、この電荷排出状態で、通常撮像時と同じ電荷転送パルスによりＣＣＤ撮像素子を駆動する。これにより得られるＣＣＤ撮像データは、転送パルスに起因するカップリングノイズを含むが信号電荷による信号成分を含まない。したがって、ＣＣＤ撮像素子への入射光がない暗時撮像と等価な条件での撮像データとなり、これを補正データとして利用する。したがって、通常撮像モードで撮像データから補正データを減算することで、カップリングノイズを高精度に除去した最終的な撮像データを出力することができる。
【００３７】
２．第２実施形態
上述した第１実施形態における補正データ取得モード（図６）では、ＣＣＤ撮像素子１０１が全画素で信号電荷が排出される状態に設定されたが、本発明は図６に示す動作に限定されるものではない。本発明の第２実施形態による撮像装置は、水平転送部ＨＲより前の段階で信号電荷を排出する構成を有する。
【００３８】
本発明の第２実施形態による撮像装置は、図１に例示した撮像装置１００と基本的に同様の構成および機能を有するが、ＣＣＤ撮像素子１０１の構成と、信号処理部１０３および制御部１０５による補正データ取得モードの動作とが異なる。したがって、第１実施形態と異なる構成および機能についてだけ説明する。
【００３９】
図９に例示するように、ＣＣＤ撮像素子１０１が各垂直転送部ＶＲに光電変換領域１１０と遮光領域１１１とが設けられた構成を有するものとする。この場合、光電変換領域１１０で蓄積された信号電荷が遮光領域１１１のいずれかの１以上のラインで排出されるようにＯＦＧ電圧およびＯＦＤ電圧を制御することで、上述したカップリングノイズだけを含むＣＣＤ撮像データを出力することができ、上述した本実施形態による補正データを取得することができる。
【００４０】
なお、図９に示すようなアンチブルーミング機能のためのＯＦＧ／ＯＦＤ信号とは別に、信号電荷排出用の信号を専用に設けてもよい。たとえば、各垂直転送部ＶＲの水平転送部ＨＲ近くのラインで、信号電荷排出用の信号によりポテンシャルを図３（ｂ）に示すように電荷排出状態にする構成を採用することもできる。このようにアンチブルーミング機能とは独立した電荷排出機能を設けることは、暗時撮像時にアンチブルーミング機能の特性を決定するセンシティブなＯＦＧ／ＯＦＤ電圧を全く変更することなく、独立して電荷排出を制御できる利点がある。
【００４１】
３．第３実施形態
本発明の第３実施形態によれば、通常撮像の前と後のタイミングで、それぞれ補正データを取得し、これらの補正データからＣＣＤ撮像素子の出力信号の経時変化を推定する。その推定結果を用いることで、当該通常撮像により得られたＣＣＤ撮像データをより高精度に補正することができる。たとえば温度変化等による出力レベル変動やカップリングノイズの変動を反映したより高精度の補正が可能となる。以下、本発明の第３実施形態による撮像装置および撮像データの補正方法について説明する。
【００４２】
３．１）構成
図１０に例示するように、本発明の第３実施形態による撮像装置４００は、図１に例示した撮像装置１００と基本的に同様の構成および機能を有するが、信号処理部４０１、メモリ４０２および制御部４０３による撮像データ補正機能を有する点で異なる。したがって、第３実施形態では、第１実施形態と同一の構成要素には同一の参照番号を付して説明は省略し、主として異なる構成および機能についてだけ説明する。
【００４３】
図１０において、撮像装置４００は、補正データ取得モードにおいて、上述したようにＣＣＤ撮像データから補正データＣ１およびＣ２を取得し、メモリ４０２に格納する。後述するように、補正データＣ１およびＣ２は、通常撮像モードの前後でそれぞれ取得される。制御部４０３は、ＣＣＤドライバ１０６および信号処理部４０１を制御し、補正データの取得および撮像データの補正を実行する。なお、制御部４０３によるＣＣＤドライバ１０６の制御は、第１実施形態で説明した通りである。また、第１実施形態と同様に、信号処理部４０１および制御部３０６による撮像データの補正機能は、図示しないメモリに格納されたプログラムをＣＰＵ等のプロセッサ上で実行することにより実現することもできる。
【００４４】
３．２）補正データの取得
図１１に例示するように、ＣＣＤ撮像素子１０１から出力されるＣＣＤ撮像信号には、光電変換により生成された電荷に対応した信号成分５０１と、既に述べたカップリングノイズ成分ＣＮとが含まれる。それに加えて、ＣＣＤ撮像素子１０１の経時変化、たとえば温度変化等に起因する出力レベルの変動５０２およびカップリングノイズＣＮの経時的変動が重畳されている。したがって、このような変動を含むＣＣＤ撮像素子の経時的な出力変動を除去することで、撮像データのより高精度の補正が可能となる。
【００４５】
本実施形態によれば、ＣＣＤ撮像素子１０１の経時的出力変動を推定するために、通常撮像の前後のタイミングで補正データＣ１およびＣ２を取得し、それらを用いて経時的出力変動を推定する。以下、図１２および図１３を参照して説明する。
【００４６】
図１２に例示するように、補正対象となるＣＣＤ撮像データを取得する通常撮像モードの直前のタイミングで補正データ取得モードにより補正データＣ１を取得し、通常撮像モードによる通常撮像が終わったタイミングで補正データＣ２を取得する。補正データＣ１と補正データＣ２との差分はＣＣＤ撮像素子１０１の経時的な出力レベルの変動５０２とカップリングノイズＣＮの経時的な変動とを反映している。したがって、補正データＣ１と補正データＣ２とを比較することで、通常撮像モードの期間にＣＣＤ撮像信号の出力がどのように変化したかを推定することができる。
【００４７】
本実施形態では、物理的モデルを用いて、出力レベル変動５０２やカップリングノイズ変動を含む経時的出力変動を、時間をパラメータとする関数により推定することができる。最も簡単な方法は一次関数による直線近似である。たとえば、図１３（ａ）に例示するように、通常撮像モードの間に、補正データＣ１のレベルから補正データＣ２のレベルへ直線的に変動したものと仮定する。このように直線近似することで、出力レベル変動５０２やカップリングノイズ変動を時間の一次関数として表すことができる。信号処理部１０３による撮像データの補正は、このような関数式を用いてもよいし、関数に対応するテーブルを参照してもよい。なお、本実施形態による経時的な出力変動の推定は一次関数に限定されるものではなく、たとえばレベル変動５０２の関数を実験的に決定できるのであれば、その関数を使用してもよい。
【００４８】
こうして、レベル変動５０２およびカップリングノイズの変動は、補正データＣ１および補正データＣ２のレベル変動およびカップリングノイズの変動の関数式あるいはテーブルを用いて推定される。信号処理部１０３は、推定された変動と補正データＣ１とを用いて、たとえば図１３（ｂ）に示す通常撮像期間で変化する補正データＣ３を生成することができる。なお、補正データＣ３は、補正データＣ１、Ｃ２から推定された補正関数を用いて経時的に生成することもできる。
【００４９】
図１３（ｂ）に示すように、補正データＣ３は通常撮像モードで得られるＣＣＤ撮像データに対して適用される。すなわち、ＣＣＤ撮像データから補正データＣ３を減算することで、カップリングノイズおよびレベル変動５０２を除去した最終的な撮像データが得られる。
【００５０】
３．３）動作
以下、図１４および図１５を参照しながら、本実施形態による撮像装置４００の全体的な動作について説明する。なお、補正モード取得モードおよび通常撮像モードにおけるＣＣＤ撮像素子１０１の動作は、第１実施形態で説明した通りであるから詳細な説明は省略する。
【００５１】
図１４において、制御部４０３は、駆動装置４００の動作モードを補正データ取得モード（１）に切り替えると、既に述べたように、ＯＦＧ／ＯＦＤ制御によりＣＣＤ撮像素子１０１を電荷排出状態（図３（ｂ））とし、信号処理部４０１が補正データＣ１を取得してメモリ４０２に格納する（動作６０１）。
【００５２】
続いて、制御部４０３は、駆動装置４００の動作モードを通常撮像モードに切り替えると、既に述べたように、ＯＦＧ／ＯＦＤ制御によりＣＣＤ撮像素子１０１を通常撮像状態（図３（ａ））とし、信号処理部４０１はＣＣＤ撮像データを取得して保持する（動作６０２）。
【００５３】
通常撮像が終了すると、制御部４０３は、駆動装置４００の動作モードを再び補正データ取得モード（２）に切り替え、前回と同様に、ＯＦＧ／ＯＦＤ制御によりＣＣＤ撮像素子１０１を電荷排出状態とし、信号処理部４０１が補正データＣ２を取得してメモリ４０２に格納する（動作６０３）。
【００５４】
通常撮像の前後の補正データＣ１およびＣ２を取得すると、信号処理部４０１は、上述したように、補正データＣ１およびＣ２から通常撮像期間での補正関数あるいは補正データＣ３を推定する（動作６０４）。
【００５５】
補正関数あるいは補正データＣ３が推定されると、信号処理部４０１は、既に述べたように、補正関数あるいは補正データＣ３を用いて撮像データを補正し（動作６０５）、補正された最終的な撮像データを出力する（動作６０６）。
【００５６】
図１５に示すように、通常撮像モードでのＣＣＤ撮像データは格納されており、補正データ取得モード（１）から補正データ取得モード（２）までの期間、撮像装置４００は撮像データを出力しない。ＣＣＤ撮像データが補正関数あるいは補正データＣ３により補正され、最終的な撮像データとして出力されるのは、補正データ取得モード（２）が終了してからである。
【００５７】
３．４）効果
本発明の第３実施形態によれば、第１実施形態と同様に、ＣＣＤ撮像素子を電荷排出状態にして補正データを取得するので、ＣＣＤ撮像素子への入射光がない暗時撮像と等価な条件での撮像データを得ることができる。さらに、第３実施形態によれば、通常撮像の前と後に補正データＣ１、Ｃ２を取得し、これらの補正データからＣＣＤ撮像素子の出力信号の経時変化を推定するので、たとえば温度変化等による出力レベル変動、カップリングノイズの変動等を反映したより高精度の補正データを取得することができる。
【００５８】
４．第４実施形態
上述した第１〜第３実施形態によれば、一つの撮像装置がＣＣＤ撮像素子１０１を含む撮像系と制御部を含む信号処理系とからなるが、本発明はこの一体構成に限定されるものではない。撮像装置の用途に応じて、撮像系と信号処理系とを分離し、両者を通信回線で接続する構成であっても良い。この分離構成を本発明の第４実施形態として、図１６を参照しながら説明する。ただし、第１および第２実施形態と同一の構成要素には同一の参照番号を付して説明は省略し、主として異なる構成および機能についてだけ説明する。
【００５９】
図１６において、撮像装置が撮像系の第１ユニット７００と信号処理系の第２ユニット８００に分離し、第１ユニット７００と第２ユニット８００とが通信回線を通して接続されているものとする。本実施形態では、第１ユニット７００がＣＣＤ撮像素子１０１、ＣＤＳ・ＡＤＣ回路１０２、ＣＣＤドライバ１０６、送受信部７０１、および制御部７０２を含み、第２ユニット８００が送受信部８０１、信号処理部８０２、メモリ８０３、および制御部８０４を含む。
【００６０】
第１ユニット７００と第２ユニット８００とは、送受信部７０１および送受信部８０１を通して、有線あるいは無線の通信回線により相互に通信可能である。本実施形態では、送受信部７０１がＣＣＤ撮像データを送受信部８０１へ送信し、送受信部８０１がＣＣＤ撮像素子１０１の制御信号を送受信部７０１へ送信する。第１ユニット７００の制御部７０２は、第２ユニット８００から受信した制御信号に従って、第１実施形態で説明したように、ＣＣＤ駆動制御信号およびＯＦＧ／ＯＦＤ制御信号をＣＣＤドライバ１０６へ出力する。ＣＣＤ撮像素子１０１の駆動についてはすでに説明したとおりである。
【００６１】
第２ユニット８００における信号処理部８０２、メモリ８０３、および制御部８０４は、上述した第１〜第３実施形態のいずれの信号処理を実装してもよい。ただし、第３実施形態による信号処理の方が処理負荷が大きいので、第４実施形態による分離構成は第３実施形態に適している。
【００６２】
第２ユニット８００の制御部８０４は、第１〜第３実施形態によるモード切替に応じて、ＣＣＤ駆動制御信号およびＯＦＧ／ＯＦＤ制御信号を含む制御信号を送受信部８０１を通して第１ユニット７００へ送信する。第１ユニット７００の制御部７０２は、受信した制御信号に従って、ＣＣＤ駆動制御信号およびＯＦＧ／ＯＦＤ制御信号をＣＣＤドライバ１０６へ出力する。
【００６３】
このように、第４実施形態によれば、第２ユニット８００からの制御信号により第１ユニット７００のＣＣＤ撮像素子１０１を上述した補正データ取得モードおよび通常撮像モードで駆動することができる。したがって、第１ユニット７００から受信したＣＣＤ撮像データを第２ユニット８００の信号処理系により高精度に補正することが可能となる。たとえば、第１ユニット７００を衛星に搭載し、衛星からのＣＣＤ撮像データを地上に設けられた第２ユニット８００で受信することができる。特に、第２ユニット８００に第３実施形態による信号処理系を採用した場合、処理負荷の小さい第１ユニット７００を衛星に、処理負荷の大きな信号処理系を地上の第２ユニット８００に搭載することができる。これにより、地上からの制御により衛星から受信したＣＣＤ撮像データから高精度の補正データあるいは補正用の関数を推定することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明は、天体やベルトコンベア上の対象などの移動する被写体の撮像、あるいは人工衛星、航空機、ドローンなどの移動体からの撮像に適した撮像装置に適用可能である。
【符号の説明】
【００６５】
１００  撮像装置
１０１  ＣＣＤ撮像素子
１０２  ＣＤＳ、ＡＤＣ回路
１０３  信号処理部
１０４  メモリ
１０５  制御部
１０６  ＣＣＤドライバ
１１０  光電変換領域
１１１  遮光領域
２０１  オーバフローゲート（ＯＦＧ）電極
２０２  オーバフロードレイン（ＯＦＤ）電極
２０３  電荷検出部
２０４  読み出しアンプ
４０１  信号処理部
４０２  メモリ
４０３  制御部
５０１  撮像信号成分
５０２  出力レベル変動
７００  第１ユニット
７０１  送受信部
７０２  制御部
８００  第２ユニット
８０１  送受信部
８０２  信号処理部
８０３  メモリ
８０４  制御部
【図１】
2020202510.tif 000003
【図２】
2020202510.tif 000004
【図３】
2020202510.tif 000005
【図４】
2020202510.tif 000006
【図５】
2020202510.tif 000007
【図６】
2020202510.tif 000008
【図７】
2020202510.tif 000009
【図８】
2020202510.tif 000010
【図９】
2020202510.tif 000011
【図１０】
2020202510.tif 000012
【図１１】
2020202510.tif 000013
【図１２】
2020202510.tif 000014
【図１３】
2020202510.tif 000015
【図１４】
2020202510.tif 000016
【図１５】
2020202510.tif 000017
【図１６】
2020202510.tif 000018
【手続補正書】
【提出日】令和2年8月17日(2020.8.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のポテンシャルウエルに保持された電荷を垂直転送電極に印加される垂直転送パルスに従って垂直方向に順次転送し、垂直転送されてきた電荷を水平転送電極に印加される水平転送パルスに従って水平方向に順次転送することで撮像信号を出力し、ポテンシャル制御により各ポテンシャルウエルの電荷を排出することができるＣＣＤ(Charge Coupled Device) 撮像素子と、
前記ＣＣＤ撮像素子の動作モードを通常撮像モードあるいは補正データ取得モードに切り替え、前記ＣＣＤ撮像素子から出力される撮像信号を処理する信号処理部と、
を有し、前記信号処理部が、
前記補正データ取得モード時に、前記ＣＣＤ撮像素子の各ポテンシャルウエルの電荷が蓄積されずに排出される電荷排出状態に設定し、
前記電荷排出状態において、前記通常撮像モードと同じ前記垂直転送パルスおよび前記水平転送パルスに従って前記ＣＣＤ撮像素子を駆動することで、前記ＣＣＤ撮像素子の第１撮像データを補正データとして取得し、
前記通常撮像モードで取得された前記ＣＣＤ撮像素子の第２撮像データを前記補正データにより補正して撮像データとして出力する、
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記信号処理部が、前記ＣＣＤ撮像素子のオーバフローゲート電圧およびオーバフロードレイン電圧を制御することで、前記ＣＣＤ撮像素子の少なくとも一部のラインを前記電荷排出状態に設定することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記信号処理部が、
第１の補正データ取得モードにより第１補正データを取得し、
前記第１の補正データ取得モードの後で前記通常撮像モードにより前記第２撮像データを取得し、
前記通常撮像モードの後で第２の補正データ取得モードにより第２補正データを取得し、
前記第１補正データと前記第２補正データとの比較結果に基づいて前記通常撮像モードの間の前記ＣＣＤ撮像素子の出力の経時的変動を推定し、
前記経時的変動の推定結果を用いて前記第２撮像データを補正し撮像データとして出力する、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記ＣＣＤ撮像素子がＴＤＩ(Time Delay Integration)型であることを特徴とする請求項１−３のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項５】
複数のポテンシャルウエルに保持された電荷を垂直転送電極に印加される垂直転送パルスに従って垂直方向に順次転送し、垂直転送されてきた電荷を水平転送電極に印加される水平転送パルスに従って水平方向に順次転送することで撮像信号を出力し、ポテンシャル制御により各ポテンシャルウエルの電荷を排出することができるＣＣＤ(Charge Coupled Device) 撮像素子の撮像データの補正方法であって、
信号処理部が、
前記ＣＣＤ撮像素子の動作モードを通常撮像モードあるいは補正データ取得モードに切り替え、
前記補正データ取得モード時に、前記ＣＣＤ撮像素子の各ポテンシャルウエルの電荷が蓄積されずに排出される電荷排出状態に設定し、
前記電荷排出状態において、前記通常撮像モードと同じ前記垂直転送パルスおよび前記水平転送パルスに従って前記ＣＣＤ撮像素子を駆動することで、前記ＣＣＤ撮像素子の第１撮像データを補正データとして取得し、
前記通常撮像モードで取得された前記ＣＣＤ撮像素子の第２撮像データを前記補正データにより補正して撮像データとして出力する、
ことを特徴とする撮像データの補正方法。
【請求項６】
前記信号処理部が、前記ＣＣＤ撮像素子のオーバフローゲート電圧およびオーバフロードレイン電圧を制御することで、前記ＣＣＤ撮像素子の少なくとも一部のラインを前記電荷排出状態に設定することを特徴とする請求項５に記載の撮像データの補正方法。
【請求項７】
前記信号処理部が、
第１の補正データ取得モードにより第１補正データを取得し、
前記第１の補正データ取得モードの後で前記通常撮像モードにより前記第２撮像データを取得し、
前記通常撮像モードの後で第２の補正データ取得モードにより第２補正データを取得し、
前記第１補正データと前記第２補正データとの比較結果に基づいて前記通常撮像モードの間の前記ＣＣＤ撮像素子の出力の経時的変動を推定し、
前記経時的変動の推定結果を用いて前記第２撮像データを補正し撮像データとして出力する、
ことを特徴とする請求項５または６に記載の撮像データの補正方法。
【請求項８】
前記ＣＣＤ撮像素子がＴＤＩ(Time Delay Integration)型であることを特徴とする請求項５−７のいずれか１項に記載の撮像データの補正方法。
【請求項９】
複数のポテンシャルウエルに保持された電荷を垂直転送電極に印加される垂直転送パルスに従って垂直方向に順次転送し、垂直転送されてきた電荷を水平転送電極に印加される水平転送パルスに従って水平方向に順次転送することで撮像信号を出力し、ポテンシャル制御により各ポテンシャルウエルの電荷を排出することができるＣＣＤ(Charge Coupled Device) 撮像素子を有する撮像装置としてコンピュータを機能させるプログラムであって、
信号処理部が、前記ＣＣＤ撮像素子の動作モードを通常撮像モードあるいは補正データ取得モードに切り替え、
前記補正データ取得モード時に、前記ＣＣＤ撮像素子の各ポテンシャルウエルの電荷が蓄積されずに排出される電荷排出状態に設定し、
前記電荷排出状態において、前記通常撮像モードと同じ前記垂直転送パルスおよび前記水平転送パルスに従って前記ＣＣＤ撮像素子を駆動することで、前記ＣＣＤ撮像素子の第１撮像データを補正データとして取得し、
前記通常撮像モードで取得された前記ＣＣＤ撮像素子の第２撮像データを前記補正データにより補正して撮像データとして出力する、
ように前記コンピュータを機能させることを特徴とするプログラム。
【請求項１０】
前記信号処理部が、
第１の補正データ取得モードにより第１補正データを取得し、
前記第１の補正データ取得モードの後で前記通常撮像モードにより前記第２撮像データを取得し、
前記通常撮像モードの後で第２の補正データ取得モードにより第２補正データを取得し、
前記第１補正データと前記第２補正データとの比較結果に基づいて前記通常撮像モードの間の前記ＣＣＤ撮像素子の出力の経時的変動を推定し、
前記経時的変動の推定結果を用いて前記第２撮像データを補正し撮像データとして出力する、
ことを特徴とする請求項９に記載のプログラム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本発明の一態様による撮像装置は、複数のポテンシャルウエルに保持された電荷を垂直転送電極に印加される垂直転送パルスに従って垂直方向に順次転送し、垂直転送されてきた電荷を水平転送電極に印加される水平転送パルスに従って水平方向に順次転送することで撮像信号を出力し、ポテンシャル制御により各ポテンシャルウエルの電荷を排出することができるＣＣＤ(Charge Coupled Device) 撮像素子と、前記ＣＣＤ撮像素子の動作モードを通常撮像モードあるいは補正データ取得モードに切り替え、前記ＣＣＤ撮像素子から出力される撮像信号を処理する信号処理部と、を有し、前記信号処理部が、前記補正データ取得モード時に、前記ＣＣＤ撮像素子の各ポテンシャルウエルの電荷が蓄積されずに排出される電荷排出状態に設定し、前記電荷排出状態において、前記通常撮像モードと同じ前記垂直転送パルスおよび前記水平転送パルスに従って前記ＣＣＤ撮像素子を駆動することで、前記ＣＣＤ撮像素子の第１撮像データを補正データとして取得し、前記通常撮像モードで取得された前記ＣＣＤ撮像素子の第２撮像データを前記補正データにより補正して撮像データとして出力する、ことを特徴とする。
本発明の他の態様による撮像データの補正方法は、複数のポテンシャルウエルに保持された電荷を垂直転送電極に印加される垂直転送パルスに従って垂直方向に順次転送し、垂直転送されてきた電荷を水平転送電極に印加される水平転送パルスに従って水平方向に順次転送することで撮像信号を出力し、ポテンシャル制御により各ポテンシャルウエルの電荷を排出することができるＣＣＤ(Charge Coupled Device) 撮像素子の撮像データの補正方法であって、信号処理部が、前記ＣＣＤ撮像素子の動作モードを通常撮像モードあるいは補正データ取得モードに切り替え、前記補正データ取得モード時に、前記ＣＣＤ撮像素子の各ポテンシャルウエルの電荷が蓄積されずに排出される電荷排出状態に設定し、
、前記電荷排出状態において、前記通常撮像モードと同じ前記垂直転送パルスおよび前記水平転送パルスに従って前記ＣＣＤ撮像素子を駆動することで、前記ＣＣＤ撮像素子の第１撮像データを補正データとして取得し、前記通常撮像モードで取得された前記ＣＣＤ撮像素子の第２撮像データを前記補正データにより補正して撮像データとして出力する、ことを特徴とする。
本発明の更に別の態様によるプログラムは、複数のポテンシャルウエルに保持された電荷を垂直転送電極に印加される垂直転送パルスに従って垂直方向に順次転送し、垂直転送されてきた電荷を水平転送電極に印加される水平転送パルスに従って水平方向に順次転送することで撮像信号を出力し、ポテンシャル制御により各ポテンシャルウエルの電荷を排出することができるＣＣＤ(Charge Coupled Device) 撮像素子を有する撮像装置としてコンピュータを機能させるプログラムであって、信号処理部が、前記ＣＣＤ撮像素子の動作モードを通常撮像モードあるいは補正データ取得モードに切り替え、前記補正データ取得モード時に、前記ＣＣＤ撮像素子の各ポテンシャルウエルの電荷が蓄積されずに排出される電荷排出状態に設定し、前記電荷排出状態において、前記通常撮像モードと同じ前記垂直転送パルスおよび前記水平転送パルスに従って前記ＣＣＤ撮像素子を駆動することで、前記ＣＣＤ撮像素子の第１撮像データを補正データとして取得し、前記通常撮像モードで取得された前記ＣＣＤ撮像素子の第２撮像データを前記補正データにより補正して撮像データとして出力する、ように前記コンピュータを機能させることを特徴とする。