(57)【要約】【課題】撮像素子における隣接画素への電荷の漏れ込みの発生を抑制し、良好な画像を得られるようにする。【解決手段】複数の画素を有する撮像素子１０２の画素間の混色率を検出し、検出された混色率に応じて隣接画素への電荷の漏れ込みを低減させるように撮像素子１０２の基板電圧を制御するようにして、撮像素子１０２における隣接画素への電荷の漏れ込みの発生を抑制し、良好な画像を得られるようにする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の画素を有する撮像素子と、
前記撮像素子の画素間の混色率を検出する混色率検出手段と、
前記混色率検出手段により検出された混色率に応じて、前記撮像素子の基板電圧を制御する基板電圧制御手段とを備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記混色率検出手段は、
前記撮像素子が有する各色の出力信号のすべてが飽和しない露光条件で均一輝度光源撮影を行い、前記撮像素子の出力信号の出力レベルを検出する第１のレベル検出手段と、
前記撮像素子が有する各色の出力信号のうち、少なくとも１つの出力信号が飽和する露光条件で均一輝度光源撮影を行い、前記撮像素子の出力信号の出力レベルを検出する第２のレベル検出手段とを有し、
前記第１のレベル検出手段及び前記第２のレベル検出手段により検出された出力レベルに基づいて、前記混色率を検出することを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【請求項３】
前記混色率検出手段により検出された混色率と予め設定した混色率の許容値とを比較し、前記検出された混色率が前記許容値を超える場合には、前記撮像素子の基板電圧を変更することを特徴とする請求項１又は２記載の撮像装置。
【請求項４】
複数の画素を有する撮像素子と、
前記撮像素子の欠陥画素の中で出力信号の出力レベルが最大の欠陥画素のアドレスを検出するアドレス検出手段と、
前記アドレス検出手段により検出されたアドレスの隣接画素への電荷の漏れ込み量を検出する漏れ込み量検出手段と、
前記漏れ込み量検出手段により検出された漏れ込み量に応じて、前記撮像素子の基板電圧を制御する基板電圧制御手段とを備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項５】
前記撮像素子への被写体光の入射を遮る遮光手段を備え、
前記漏れ込み量検出手段は、前記遮光手段により遮光された状態の撮影で得られる前記撮像素子の出力信号に基づいて、前記漏れ込み量を検出することを特徴とする請求項４記載の撮像装置。
【請求項６】
前記撮像素子の全画素のなかから、前記欠陥画素の中で出力信号の出力レベルが最大の欠陥画素を検出する画素検出手段を備えることを特徴とする請求項５記載の撮像装置。
【請求項７】
前記画素検出手段は、前記遮光手段により遮光された状態の撮影で得られる前記撮像素子の出力信号に基づいて、前記出力信号の出力レベルが最大の欠陥画素を検出することを特徴とする請求項６記載の撮像装置。
【請求項８】
前記漏れ込み量検出手段により検出された漏れ込み量、及び撮影時の撮影条件に応じて、前記撮像素子の基板電圧を制御することを特徴とする請求項４〜７の何れか１項に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記撮影条件は、前記撮像素子に係る温度又はシャッタースピードを含むことを特徴とする請求項８記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記撮像素子の基板電圧は、撮像装置のＩＳＯ感度に応じて変更することを特徴とする請求項１〜９の何れか１項に記載の撮像装置。
【請求項１１】
複数の画素を有する撮像素子の各色の出力信号のすべてが飽和しない露光条件での均一輝度光源撮影により検出された前記撮像素子の出力信号の出力レベルと、前記撮像素子の各色の出力信号のうち少なくとも１つの出力信号が飽和する露光条件での均一輝度光源撮影により検出された前記撮像素子の出力信号の出力レベルに基づいて、前記撮像素子の画素間の混色率を検出する混色率検出工程と、
前記混色率検出工程にて検出された混色率に応じて、前記撮像素子の基板電圧を制御する基板電圧制御工程とを有することを特徴とする撮像装置の制御方法。
【請求項１２】
複数の画素を有する撮像素子の欠陥画素の中で出力信号の出力レベルが最大の欠陥画素のアドレスを検出するアドレス検出工程と、
前記アドレス検出工程にて検出されたアドレスの隣接画素への電荷の漏れ込み量を検出する漏れ込み量検出工程と、
前記漏れ込み量検出工程にて検出された漏れ込み量に応じて、前記撮像素子の基板電圧を制御する基板電圧制御工程とを有することを特徴とする撮像装置の制御方法。
【請求項１３】
複数の画素を有する撮像素子の各色の出力信号のすべてが飽和しない露光条件での均一輝度光源撮影により検出された前記撮像素子の出力信号の出力レベルと、前記撮像素子の各色の出力信号のうち少なくとも１つの出力信号が飽和する露光条件での均一輝度光源撮影により検出された前記撮像素子の出力信号の出力レベルに基づいて、前記撮像素子の画素間の混色率を検出する混色率検出ステップと、
前記混色率検出ステップにて検出された混色率に応じて、前記撮像素子の基板電圧を制御する基板電圧制御ステップとをコンピュータに実行させるためのプログラム。
【請求項１４】
複数の画素を有する撮像素子の欠陥画素の中で出力信号の出力レベルが最大の欠陥画素のアドレスを検出するアドレス検出ステップと、
前記アドレス検出ステップにて検出されたアドレスの隣接画素への電荷の漏れ込み量を検出する漏れ込み量検出ステップと、
前記漏れ込み量検出ステップにて検出された漏れ込み量に応じて、前記撮像素子の基板電圧を制御する基板電圧制御ステップとをコンピュータに実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像素子を有する撮像装置、その制御方法、及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラ等の撮像装置においては、ＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサ等の撮像素子が使用されている。近年、撮像装置のコンパクト化や高画素化の流れが急速に進み、それに伴って撮像素子の単位画素当たりの面積が小さくなってきており、撮像素子の一部の特性においては従来と同程度の特性を維持することが困難な項目も出てきている。そのような項目の一つとして、隣接画素への電荷の漏れ込みに係る特性がある。
【０００３】
隣接画素への電荷の漏れ込みに係る特性を従来と同程度に維持することが困難になってきている理由を、以下に説明する。
図１３は、一般的なＣＣＤイメージセンサの構成を示す平面図である。図１３においては、ＣＣＤイメージセンサの一部、縦４画素×横４画素の１６画素分を示している。
【０００４】
図１３において、６０１は、光を電荷に変換する（光電変換を行う）フォトダイオード部である。６０２は、フォトダイオード部６０１での光電変換により蓄積された電荷を垂直方向に転送を行う垂直転送レジスタ部である。６０３は、各領域を分離する分離領域部である。図１３に示すＡ−Ａ'線で切り取った場合の水平方向断面図を図１４（ａ）に示し、Ｂ−Ｂ'線で切り取った場合の垂直方向断面図を図１４（ｂ）に示している。図１４において、６０４は遮光膜であり、６０５は垂直転送電極である。
【０００５】
ここで、近年の撮像素子において、従来と同程度の特性を維持することが困難な項目の別の一つとして感度がある。撮像素子における感度を向上させる方法として、例えば、図１４に点線矢印で示すように、半導体基板の深さ方向に光電変換領域（フォトダイオード部）を広げる方法がある。この方法により、長波長側の光の感度、すなわち赤側の光に対する感度が向上し、結果的に輝度信号としても感度を向上させることが可能となる。しかし、半導体基板の深さ方向に光電変換領域を広げると、図１４に実線矢印で示すように、電荷飽和時に深部で部分的に画素分離が弱い部分が発生して隣接画素へ電荷が漏れ込む現象が発生することが知られている。
【０００６】
前述のように、昨今の撮像素子における隣接画素への電荷の漏れ込みに係る特性は、従来と同程度に維持することが困難になっているという現状があるが、隣接画素への電荷の漏れ込みが発生すると、撮像装置としては以下の二つの問題が発生する。
【０００７】
撮像装置としての第１の問題は、色毎の信号出力を有する撮像素子で問題となる混色特性であり、撮像素子の隣接画素への電荷の漏れ込みに係る特性が劣る場合、ある画素での蓄積電荷が飽和近くなると隣接画素への電荷の漏れ込みが発生する。
【０００８】
図１５は、図１３に示した平面図に色フィルターを表記した図であり、一例として一般的なＲ（赤）、Ｇｒ（緑）、Ｇｂ（緑）、Ｂ（青）のベイヤー配列としている。例えば、図１５に示した撮像素子においてＧｒ画素９０１から隣接画素への電荷の漏れ込みが発生した場合には、点線矢印で図示したようにＧｒ画素９０１から電荷が漏れ込むことになる。すなわち、Ｇｒ画素９０１の上下のＢ画素及びＧｒ画素９０１の左右のＲ画素に、Ｇｒ画素９０１からの電荷が漏れ込むことになる。このような隣接画素への電荷の漏れ込みが発生すると、各Ｒ、Ｇｒ、Ｇｂ、Ｂ出力信号に係る光量と出力レベルとのリニアリティ（線形性）が保てなくなる。
【０００９】
図１６及び図１７は、ＣＣＤイメージセンサにおける光量（入射光量）と出力信号の出力レベルとの関係の例を示す図である。図１６及び図１７において、横軸は光量であり、縦軸は出力信号の出力レベルである。図１６及び図１７には、Ｒ、Ｇｒ、Ｇｂ、Ｂ画素の各々から出力されるＲ、Ｇｒ、Ｇｂ、Ｂ出力信号の出力レベルをそれぞれ示している。
【００１０】
一般的に、フォトダイオードは光量に比例した電荷を発生する。したがって、隣接画素への電荷の漏れ込みがなければ、図１６に示すように光量と各Ｒ、Ｇｒ、Ｇｂ、Ｂ出力信号の出力レベルとの関係は、飽和するまで（蓄積電荷が飽和電荷量に達するまで）直線で示される。なお、各Ｒ、Ｇｒ、Ｇｂ、Ｂ出力信号において、光量と出力レベルの関係を示す直線の傾きが異なるのは、入射される光の波長に応じて感度が異なるためである。
【００１１】
一方、各Ｒ、Ｇｒ、Ｇｂ、Ｂ出力信号のいずれかが飽和する付近で隣接画素への電荷の漏れ込みが発生すると、電荷が漏れ込んだ画素において光量に対する出力信号の出力レベルが変化し、光量と出力信号の出力レベルとの関係の直線性が損なわれる。例えば、図１７は、Ｇｒ、Ｇｂ画素からＲ、Ｂ画素への電荷の漏れ込みが発生している場合を示しており、Ｇｒ出力信号、Ｇｂ出力信号が飽和する付近（図１７に示す破線部）で、Ｒ出力信号、Ｂ出力信号の直線性がなくなり、傾きが変化している。
【００１２】
この現象は、撮像素子によって程度にばらつきがある。そのため、実際の画像としては高輝度部、高彩色部の色の変化（色の曲がり方）が所望どおりに設計できず、なおかつ撮像装置個々で高輝度部、高彩色部の色の変化（色の曲がり方）がばらついてしまうことになる。
【００１３】
前述した第１の問題の対策として、例えば、次のような方法が提案されている。撮像素子の注目画素に隣接する複数の周囲画素の各信号と、各信号に対して各々独立した補正パラメータとを用いて注目画素の信号に対して補正処理を行うことで、周囲画素の補正量に方向性を持たせる方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【００１４】
また、撮像装置としての第２の問題は、撮像素子の欠陥画素により発生する電荷が隣接画素に漏れ込む現象である。欠陥画素により発生する電荷の量は、通常、温度が８℃〜１０℃上昇する毎に約２倍となり、シャッタースピードには時間に比例する特性をもつ。したがって、撮像素子の隣接画素への電荷の漏れ込みに係る特性が劣る場合、撮影時の温度やシャッタースピードによっては、欠陥画素により発生する電荷が画素の飽和付近に達して、隣接画素への電荷の漏れ込みが発生することがある。
【００１５】
この第２の問題について、隣接画素に電荷が漏れ込む現象自体は、前述した第１の問題と同じである。しかし、欠陥画素により発生する電荷の隣接画素への漏れ込みは、単一画素でのみ現象が発生するため、被写体が夜景のように暗いシーンであった場合には、縦と横の隣接画素に電荷が漏れ込み、十字状の非常に特徴的で目立ちやすいキズになる。このような十字状のキズ対策としては、一般的な白点キズ補正方法で対応する場合、製品出荷前の工場調整で白点キズのアドレスを検出してＦＲＯＭ等のメモリに記憶させておき、対象の白点キズアドレスの隣接画素から補間する方法となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特開２００７−１４２６９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
前述した第１の問題に対する対策として、例えば特許文献１に記載の方法を用いた場合、以下のような問題が発生する。
前述した第１の問題に関して、隣接画素への電荷の漏れ込みは、画素の蓄積電荷が飽和する付近で発生し、逆に画素の蓄積電荷が少ない場合には発生しない。すなわち、隣接画素への電荷の漏れ込みが発生するか否かは画素の電荷量に依存しているために、注目画素からの電荷の漏れ込み量を推測することが非常に困難である。したがって、周辺画素の補正量に方向性を持たせたとしても補正が困難となる。
【００１８】
また、前述した第２の問題に関して、一般的な白点キズ補正方法で対応する場合、温度やシャッタースピードによって隣接画素への電荷の漏れ込みの発生の有無やレベル差があるために、工場調整で十字状の白キズを検出することが難しい。仮に、工場調整での検出が可能であったとしても、十字状の白キズのように複数画素に渡るキズは、対象画素に対して、かなり離れた周辺画素から補間を行うことになるため、被写体画像の忠実な再現が困難となる。
【００１９】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、撮像素子における隣接画素への電荷の漏れ込みの発生を抑制し、良好な画像を得られるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明に係る撮像装置は、複数の画素を有する撮像素子と、前記撮像素子の画素間の混色率を検出する混色率検出手段と、前記混色率検出手段により検出された混色率に応じて、前記撮像素子の基板電圧を制御する基板電圧制御手段とを備えることを特徴とする。
本発明に係る撮像装置は、複数の画素を有する撮像素子と、前記撮像素子の欠陥画素の中で出力信号の出力レベルが最大の欠陥画素のアドレスを検出するアドレス検出手段と、前記アドレス検出手段により検出されたアドレスの隣接画素への電荷の漏れ込み量を検出する漏れ込み量検出手段と、前記漏れ込み量検出手段により検出された漏れ込み量に応じて、前記撮像素子の基板電圧を制御する基板電圧制御手段とを備えることを特徴とする。
本発明に係る撮像装置の制御方法は、複数の画素を有する撮像素子の各色の出力信号のすべてが飽和しない露光条件での均一輝度光源撮影により検出された前記撮像素子の出力信号の出力レベルと、前記撮像素子の各色の出力信号のうち少なくとも１つの出力信号が飽和する露光条件での均一輝度光源撮影により検出された前記撮像素子の出力信号の出力レベルに基づいて、前記撮像素子の画素間の混色率を検出する混色率検出工程と、前記混色率検出工程にて検出された混色率に応じて、前記撮像素子の基板電圧を制御する基板電圧制御工程とを有することを特徴とする。
本発明に係る撮像装置の制御方法は、複数の画素を有する撮像素子の欠陥画素の中で出力信号の出力レベルが最大の欠陥画素のアドレスを検出するアドレス検出工程と、前記アドレス検出工程にて検出されたアドレスの隣接画素への電荷の漏れ込み量を検出する漏れ込み量検出工程と、前記漏れ込み量検出工程にて検出された漏れ込み量に応じて、前記撮像素子の基板電圧を制御する基板電圧制御工程とを有することを特徴とする。
本発明に係るプログラムは、複数の画素を有する撮像素子の各色の出力信号のすべてが飽和しない露光条件での均一輝度光源撮影により検出された前記撮像素子の出力信号の出力レベルと、前記撮像素子の各色の出力信号のうち少なくとも１つの出力信号が飽和する露光条件での均一輝度光源撮影により検出された前記撮像素子の出力信号の出力レベルに基づいて、前記撮像素子の画素間の混色率を検出する混色率検出ステップと、前記混色率検出ステップにて検出された混色率に応じて、前記撮像素子の基板電圧を制御する基板電圧制御ステップとをコンピュータに実行させることを特徴とする。
本発明に係るプログラムは、複数の画素を有する撮像素子の欠陥画素の中で出力信号の出力レベルが最大の欠陥画素のアドレスを検出するアドレス検出ステップと、前記アドレス検出ステップにて検出されたアドレスの隣接画素への電荷の漏れ込み量を検出する漏れ込み量検出ステップと、前記漏れ込み量検出ステップにて検出された漏れ込み量に応じて、前記撮像素子の基板電圧を制御する基板電圧制御ステップとをコンピュータに実行させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、隣接画素への電荷の漏れ込みに係る検出結果に応じて撮像素子の基板電圧を制御することにより、隣接画素への電荷の漏れ込みの発生を抑制することができ、良好な画像を得ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施形態における撮像装置の構成例を示す図である。
【図２】本実施形態における基板電圧制御部の構成例を示す図である。
【図３】本実施形態における撮像素子の基板電圧設定テーブルの一例を示す図である。
【図４】本実施形態における飽和電圧調整工程の流れを示すフローチャートである。
【図５】撮像素子の基板電圧と飽和電圧・感度の関係の一例を示す図である。
【図６】本実施形態における混色率検出工程の流れを示すフローチャートである。
【図７】本実施形態における混色率の算出方法を説明するための図である。
【図８】本実施形態における最大白キズアドレス検出工程の流れを示すフローチャートである。
【図９】本実施形態における撮影動作での処理の流れを示すフローチャートである。
【図１０】本実施形態における黒画像撮影判定テーブルの一例を示す図である。
【図１１】本実施形態における隣接画素への電荷の漏れ込み量の算出方法の一例を説明するための図である。
【図１２】本実施形態における基板電圧変更テーブルの一例を示す図である。
【図１３】ＣＣＤイメージセンサの構成を示す平面図である。
【図１４】ＣＣＤイメージセンサの構成を示す断面図である。
【図１５】図１３に対して色フィルターを表記した図である。
【図１６】ＣＣＤイメージセンサにおける光量と出力信号の出力レベルとの関係の例を示す図である。
【図１７】ＣＣＤイメージセンサにおける光量と出力信号の出力レベルとの関係の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２４】
本発明の実施形態に係る撮像装置は、例えばＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサ等の撮像素子で撮影した画像を記録及び再生可能なデジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ等に用いて好適である。以下の説明では、本発明の実施形態に係る撮像装置をデジタルスチルカメラに適用した場合を一例として説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００２５】
図１は、本発明の一実施形態に係る撮像装置を適用したデジタルスチルカメラの構成例を示すブロック図である。
【００２６】
図１において、１０１は被写体像を結像する撮像光学系である。１０２は、複数の画素を有し、撮像光学系１０１で結像された被写体光を電気信号に変換する撮像素子である。撮像素子１０２は、例えばＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサであり、以下ではＣＣＤイメージセンサとする。なお、本実施形態では、一般的なＲ（赤）、Ｇｒ（緑）、Ｇｂ（緑）、Ｂ（青）のベイヤー配列の色フィルターにより、撮像素子１０２は各色（Ｒ、Ｇｒ、Ｇｂ、Ｂ）に係る信号を出力する。また、本実施形態に係る撮像装置では、撮像光学系１０１は撮像素子１０２への被写体光の入射を遮る遮光機構を有しており、撮像素子１０２が遮光された状態で黒画像撮影（ダーク画像撮影）を行うことが可能となっている。
【００２７】
１０３は撮像素子１０２を駆動するための撮像駆動部である。１０４は撮像素子１０２の基板電圧を制御する基板電圧制御部である。基板電圧制御部１０４は、例えば撮像素子１０２の画素間の混色率や、撮像素子１０２の欠陥画素の中で出力信号の出力レベルが最大の欠陥画素の隣接画素への電荷の漏れ込み量に応じて、撮像素子１０２の基板電圧を変更し制御する。
【００２８】
１０５は撮像素子１０２から出力される出力信号を処理するアナログ信号処理部である。１０６はアナログ信号処理部１０５の出力であるアナログ画像信号をデジタル画像信号に変換するＡ／Ｄ変換部（ＡＤＣ部）である。１０７はＡＤＣ部１０６により変換されたデジタル画像信号に対して、ホワイトバランス調整、γ補正、及び画素補間等の画像処理を行う信号処理部である。
【００２９】
１０８はデジタル画像信号を一時的に蓄えるためのフレームメモリ部である。フレームメモリ部１０８は、例えばＤＲＡＭ等で構成される。１０９はフレームメモリ部１０８に格納されたデジタル画像信号をＪＰＥＧ等の手法により圧縮するための信号圧縮部である。信号圧縮部１０９による圧縮動作は、例えば撮影時のレリーズ動作に伴って開始される。１１０は信号圧縮部１０９により圧縮された画像信号を記憶するフラッシュメモリ等の記録メディア部である。
【００３０】
１１１はフレームメモリ部１０８に格納されたデジタル画像信号をＮＴＳＣ信号やＰＡＬ信号に変換するＮＴＳＣ／ＰＡＬエンコーダ部である。１１２はＮＴＳＣ信号又はＰＡＬ信号に変換された画像信号を表示する表示部としての電子ビューファインダである。
【００３１】
１１３は本実施形態におけるデジタルスチルカメラの各部を制御するシステム制御部である。１１４はシステム制御部１１３の動作用の定数、変数、撮影条件、プログラム等を記憶するメモリ部である。例えば、本実施形態では、メモリ部１１４に記憶された（コンピュータ）プログラムをシステム制御部１１３が実行することにより、混色率検出手段（第１のレベル検出手段及び第２のレベル検出手段を含む。）の機能が実現される。また、例えば、メモリ部１１４に記憶された（コンピュータ）プログラムをシステム制御部１１３が実行することにより、アドレス検出手段、漏れ込み量検出手段、画素検出手段等の機能が実現される。
【００３２】
１１５は本実施形態におけるデジタルスチルカメラの操作を行う操作部である。１１６は撮像素子１０２の周辺温度を検出する温度検出部である。本実施形態では、温度検出部１１６は、例えばサーミスタとする。
【００３３】
図２は、撮像素子（ＣＣＤ）１０２の基板電圧を制御する基板電圧制御部１０４の構成例を示す回路図である。
図２に示した基板電圧制御部１０４は、４つの基板電圧制御端子ＶＳＵＢ１、ＶＳＵＢ２、ＶＳＵＢ３、ＶＳＵＢ４を有し、撮像素子１０２の基板電圧として５つの基板電圧を設定可能としている。例えば、本実施形態では、図３に一例を示すような基板電圧設定テーブルを設ける。そして、基板電圧設定テーブルに基づいて、基板電圧制御端子ＶＳＵＢ１、ＶＳＵＢ２、ＶＳＵＢ３、ＶＳＵＢ４をシステム制御部１１３のポートからオン（ＯＮ）／オフ（ＯＦＦ）する。これにより、基板電圧制御部１０４は、５つの基板電圧（４．０Ｖ，４．５Ｖ，５．０Ｖ，５，５Ｖ，６．０Ｖ）を選択的に撮像素子１０２に供給する。
【００３４】
図３に示した基板電圧設定テーブルの例では、基板電圧制御端子ＶＳＵＢ１のみをオンすることで撮像素子１０２に基板電圧として４．０Ｖが供給され、基板電圧制御端子ＶＳＵＢ２のみをオンすることで撮像素子１０２に基板電圧として４．５Ｖが供給される。同様に、基板電圧制御端子ＶＳＵＢ３のみをオンすることで撮像素子１０２に基板電圧として５．０Ｖが供給され、基板電圧制御端子ＶＳＵＢ４のみをオンすることで撮像素子１０２に基板電圧として５．５Ｖが供給される。また、基板電圧制御端子ＶＳＵＢ１、ＶＳＵＢ２、ＶＳＵＢ３、ＶＳＵＢ４のすべてをオフすることで撮像素子１０２に基板電圧として６．０Ｖが供給される。
【００３５】
なお、前述した基板電圧制御部１０４の構成は一例であって、これに限定されるものではない。例えば、撮像素子１０２の基板電圧として設定可能な電圧は前述した５つに限られるものではなく任意である。
【００３６】
次に、本実施形態におけるデジタルスチルカメラの動作について説明する。
ここで、撮像素子における隣接画素への電荷の漏れ込みによる、高輝度部、高彩色部の色の変化（色の曲がり方）特性の劣化や、十字状の白キズの発生については、撮像素子の個々によってばらつきがある。したがって、個々の撮像素子、すなわち個々の撮像装置（ここではデジタルスチルカメラ）に応じた調整が必要となる。
【００３７】
第１の工場調整として、撮像素子１０２に係る飽和電荷量、すなわち飽和電圧を調整する工程について、図４を参照して説明する。飽和電圧は、デジタルスチルカメラの最低ＩＳＯ感度仕様と関係があり、設定された最低ＩＳＯ感度に必要な飽和電圧がある。そのため、図４に示すフローチャートに従って、最低ＩＳＯ感度に必要な飽和電圧となるよう基板電圧の設定を調整する。
【００３８】
図４は、本実施形態における飽和電圧調整工程の流れを示すフローチャートである。
第１の工場調整としての飽和電圧の調整工程が開始されると（Ｓ２０１）、まず本実施形態におけるデジタルスチルカメラは、均一輝度光源撮影を行う（Ｓ２０２）。このステップＳ２０２では、デジタルスチルカメラは、撮像素子１０２が有する各色の信号出力のうち、少なくとも１つの信号出力が飽和する露光条件で均一輝度光源撮影を行う。本実施形態においては、一例としてステップＳ２０２での均一輝度光源撮影時の撮影条件は、撮像素子１０２のＧｒ信号、Ｇｂ信号が飽和する露光条件（以下、「露光条件Ａ」とする）とする。
【００３９】
次に、システム制御部１１３及び基板電圧制御部１０４は、撮像素子１０２の基板電圧の変更を行う（Ｓ２０３）。ここで、撮像素子１０２の基板電圧を変更すると、原理的に飽和電圧と感度が変化する。図５は、撮像素子の基板電圧と飽和電圧・感度の関係の一例を示したグラフである。図５に示すように、撮像素子の基板電圧を低くすると飽和電圧と感度の特性が良くなり、撮像素子の基板電圧を高くすると飽和電圧と感度の特性が悪化する。
【００４０】
ステップＳ２０３において、システム制御部１１３は、基板電圧制御部１０４内の基板電圧制御端子ＶＳＵＢ１、ＶＳＵＢ２、ＶＳＵＢ３、ＶＳＵＢ４のオン／オフを切り換える。基板電圧制御部１０４は、その切り換えに応じて所定の電圧を基板電圧として撮像素子１０２に供給する。本実施形態では、飽和電圧調整工程を開始した直後（１回目）のステップＳ２０３における基板電圧の変更では、システム制御部１１３は、基板電圧制御端子ＶＳＵＢ１、ＶＳＵＢ２、ＶＳＵＢ３、ＶＳＵＢ４をすべてオフにする。これにより、基板電圧制御部１０４から供給される撮像素子１０２の基板電圧は、飽和電圧が最も低くなる基板電圧（本実施形態では６．０Ｖ）に切り換えられる。
【００４１】
次に、システム制御部１１３は、撮像素子１０２の出力に基づいて、変更後の基板電圧での撮像素子１０２の飽和電圧が、仕様等で設定された最低ＩＳＯ感度に必要な飽和電圧に達しているか否かを判定する（Ｓ２０４）。ステップＳ２０４での判定の結果、撮像素子１０２の飽和電圧が最低ＩＳＯ感度に必要な飽和電圧に達していない場合には、システム制御部１１３は、再度ステップＳ２０３に戻って撮像素子１０２の基板電圧の変更を行う。
【００４２】
そして、システム制御部１１３は、撮像素子１０２の飽和電圧が最低ＩＳＯ感度に必要な飽和電圧に達していると判定するまで、前述したステップＳ２０３及びＳ２０４の処理を繰り返す。詳細には、システム制御部１１３は、ステップＳ２０３に戻る度に基板電圧制御端子ＶＳＵＢ１、ＶＳＵＢ２、ＶＳＵＢ３、ＶＳＵＢ４のオン／オフを適宜切り換え、撮像素子１０２の基板電圧を５．５Ｖ→５．０Ｖ→４．５Ｖ→４．０Ｖの順に変更する。そして、システム制御部１１３は、ステップＳ２０４において、変更された基板電圧での撮像素子１０２の飽和電圧が、最低ＩＳＯ感度に必要な飽和電圧に達しているか否かの判定を行う。これにより、最低ＩＳＯ感度に必要な飽和電圧に達している基板電圧Ｖsub-satを算出する。
【００４３】
ステップＳ２０４での判定の結果、撮像素子１０２の飽和電圧が最低ＩＳＯ感度に必要な飽和電圧に達している場合には、ステップＳ２０５に進む。次に、システム制御部１１３は、そのときの基板電圧Ｖsub-satを調整値としてメモリ部１１４に記録し（Ｓ２０５）、処理を終了する（Ｓ２０６）。
以上のようにして、第１の工場調整としての飽和電圧調整が完了する。
【００４４】
次に、第２の工場調整として、撮像素子１０２に係る高輝度部リニアリティ崩れ（高輝度部、高彩色部の色の変化度合い量）を数値化した混色率を検出する工程について、図６を参照して説明する。
【００４５】
まず、図７を参照して混色率の算出方法の概要を説明する。
図７において、露光条件Ａは、均一輝度光源撮影において撮像素子のＧｒ出力信号、Ｇｂ出力信号が飽和し、Ｒ出力信号、Ｂ出力信号が飽和しない露光条件である（例えば、前述の図４に示したステップＳ２０２での撮影条件）。また、露光条件Ｂは、均一輝度光源撮影において撮像素子のＲ出力信号、Ｇｒ出力信号、Ｇｂ出力信号、Ｂ出力信号のすべてが飽和しない露光条件である。αは露光条件Ｂでの撮像素子のＢ出力信号の出力レベル、βは露光条件Ａでの撮像素子のＢ出力信号の出力レベル、γはリニアリティ特性が問題ないとき（電荷漏れ込みがないとしたとき）の撮像素子のＢ出力信号の出力レベルである。
【００４６】
図７に示すように撮像素子において高輝度部リニアリティ特性が悪化する場合、点線で示す理想曲線に対して実線で示す実際の出力レベルは傾きが大きくなる。本実施形態では、その傾き変化量を混色率Ｒcと定義し、Ｒc＝β／γとする。
【００４７】
図６は、本実施形態における混色率検出工程の流れを示すフローチャートである。
第２の工場調整としての混色率の検出工程が開始されると（Ｓ３０１）、まず本実施形態におけるデジタルスチルカメラは、均一輝度光源撮影を行う（Ｓ３０２）。このステップＳ３０２では、デジタルスチルカメラは、撮像素子１０２が有する各色の信号出力のすべてが飽和しない露光条件で均一輝度光源撮影を行う。すなわち、ステップＳ３０２での均一輝度光源撮影時の撮影条件は、撮像素子１０２のＲ信号、Ｇｒ信号、Ｇｂ信号、Ｂ信号が飽和しない露光条件（以下、「露光条件Ｂ」とする）とする。
【００４８】
次に、システム制御部１１３及び基板電圧制御部１０４は、撮像素子１０２の基板電圧の変更を行う（Ｓ３０３）。システム制御部１１３は、基板電圧制御部１０４内の基板電圧制御端子ＶＳＵＢ１、ＶＳＵＢ２、ＶＳＵＢ３、ＶＳＵＢ４のオン／オフを切り換え、基板電圧制御部１０４は、その切り換えに応じて所定の電圧を基板電圧として撮像素子１０２に供給する。
【００４９】
本実施形態では、混色率検出工程を開始した直後（１回目）のステップＳ３０３における基板電圧の変更では、システム制御部１１３は、基板電圧制御端子ＶＳＵＢ１、ＶＳＵＢ２、ＶＳＵＢ３、ＶＳＵＢ４のうち基板電圧制御端子ＶＳＵＢ１のみをオンにする。これにより、基板電圧制御部１０４から供給される撮像素子１０２の基板電圧は、高輝度部リニアリティ崩れが発生しやすい基板電圧（本実施形態では４．０Ｖ）に切り換えられる。
【００５０】
次に、システム制御部１１３は、変更後の基板電圧での撮像素子１０２の混色率Ｒcを算出する（Ｓ３０４）。混色率Ｒcの算出は、例えば図４に示したステップＳ２０２において撮影した露光条件Ａでの撮像素子１０２のＢ信号の出力レベル（β）と、ステップＳ３０２で撮影した露光条件Ｂでの撮像素子１０２のＢ信号の出力レベル（α）とに基づいて行う。詳細には、システム制御部１１３は、露光条件Ａでの出力レベル（β）を基に算出される傾き及び露光条件Ａ−Ｂの差分から露光条件Ａでの理想の出力レベル（γ）を算出する。さらに、システム制御部１１３は、露光条件Ｂでの出力レベル（α）と、算出した露光条件Ａでの理想の出力レベル（γ）とから、混色率Ｒc＝β／γを算出する。
【００５１】
次に、システム制御部１１３は、ステップＳ３０４において算出した混色率Ｒcと、予め設定した混色率の許容値Ｒc-stとの比較を行い、算出した混色率Ｒcが許容値Ｒc-st以下であるか否かを判定する（Ｓ３０５）。ステップＳ３０５での判定の結果、Ｒc＞Ｒc-stであった場合（算出した混色率Ｒcが許容値Ｒc-stを超える場合）には、システム制御部１１３は、基板電圧変更の必要ありと判断し、再度ステップＳ３０３に戻り撮像素子１０２の基板電圧の変更を行う。
【００５２】
そして、システム制御部１１３は、前述したステップＳ３０３〜Ｓ３０５の処理を、ステップＳ３０４において算出された混色率Ｒcが許容値Ｒc-st以下であると判定するまで繰り返す。詳細には、システム制御部１１３は、ステップＳ３０３に戻る度に基板電圧制御端子ＶＳＵＢ１、ＶＳＵＢ２、ＶＳＵＢ３、ＶＳＵＢ４のオン／オフを適宜切り換え、撮像素子１０２の基板電圧を４．５Ｖ→５．０Ｖ→５．５Ｖ→６．０Ｖの順に変更する。そして、システム制御部１１３は、ステップＳ３０５において、変更された基板電圧での撮像素子１０２の混色率Ｒcが許容値Ｒc-st以下であるか否かの判定を行う。これにより、撮像素子１０２の混色率Ｒcが許容値Ｒc-st以下となる基板電圧Ｖsub-colを求める。
【００５３】
ステップＳ３０５での判定の結果、Ｒc≦Ｒc-stである場合（算出した混色率Ｒcが許容値Ｒc-st以下である場合）には、ステップＳ３０６に進む。次に、システム制御部１１３は、そのときの基板電圧Ｖsub-colを調整値としてメモリ部１１４に記録し（Ｓ３０６）、処理を終了する（Ｓ３０７）。
以上のようにして、第２の工場調整としての混色率検出が完了する。
【００５４】
次に、第３の工場調整として、撮像素子１０２のチップ内の最大白キズアドレスを検出する工程について、図８を参照して説明する。最大白キズアドレスは、撮像素子１０２の欠陥画素の中で出力信号の出力レベルが最大の欠陥画素（十字状白キズのワースト画素）のアドレスである。
【００５５】
図８は、本実施形態における最大白キズアドレス検出工程の流れを示すフローチャートである。
第３の工場調整としての最大白キズアドレスの検出工程が開始されると（Ｓ４０１）、まずシステム制御部１１３及び基板電圧制御部１０４は、撮像素子１０２の基板電圧の変更を行う（Ｓ４０２）。システム制御部１１３は、基板電圧制御部１０４内の基板電圧制御端子ＶＳＵＢ１、ＶＳＵＢ２、ＶＳＵＢ３、ＶＳＵＢ４のオン／オフを切り換え、基板電圧制御部１０４は、それに応じた所定の電圧を基板電圧として撮像素子１０２に供給する。
【００５６】
本実施形態では、システム制御部１１３は、基板電圧制御端子ＶＳＵＢ１、ＶＳＵＢ２、ＶＳＵＢ３、ＶＳＵＢ４をすべてオフにする。これにより、基板電圧制御部１０４から供給される撮像素子１０２の基板電圧は、隣接画素への電荷の漏れ込み発生頻度が低い基板電圧（本実施形態では６．０Ｖ）に切り換えられる。
【００５７】
次に、デジタルスチルカメラは、所定の撮影条件で黒画像撮影を行う（Ｓ４０３）。このステップＳ４０３での黒画像撮影に係る撮影条件は、白点キズの検出が容易な、感度設定、シャッタースピード、温度であることが望ましい。
【００５８】
次に、システム制御部１１３は、ステップＳ４０３での撮影により得られた撮像素子１０２の出力信号を用いて、撮像素子チップ内で最もレベルの高い白点キズを全画素サーチし、最大の白キズが存在する画素（欠陥画素）のアドレスを検出する（Ｓ４０４）。続いて、システム制御部１１３は、ステップＳ４０４において検出された対象白キズのアドレスを調整値としてメモリ部１１４に記録し（Ｓ４０５）、処理を終了する。
以上のようにして、第３の工場調整としての最大白キズアドレス検出が完了する。
【００５９】
前述の第１の工場調整、第２の工場調整、第３の工場調整により、個々のデジタルスチルカメラに応じた調整が完了となる。
【００６０】
次に、本実施形態における実際の撮影時の動作について、図９を参照して説明する。
図９は、本実施形態における実際の撮影動作での処理の流れを示すフローチャートである。図９に示すようにして、撮像素子１０２の基板電圧を最適な電圧に制御することにより、撮像素子における隣接画素への電荷の漏れ込みによる、高輝度部、高彩色部の色の変化（色の曲がり方）特性の劣化や十字状の白キズの発生を軽減することができる。
【００６１】
ユーザー（撮影者）が被写体を決定し撮影動作に入ると（Ｓ５０１）、システム制御部１１３は、ユーザーがシャッターボタンを半押しした状態で、本露光でのシャッタースピード、撮像素子１０２の周辺温度を検出してメモリ部１１４に記録する（Ｓ５０２）。
【００６２】
次に、システム制御部１１３及び基板電圧制御部１０４は、基板電圧制御端子ＶＳＵＢ１、ＶＳＵＢ２、ＶＳＵＢ３、ＶＳＵＢ４のオン／オフを切り換え、撮像素子１０２の基板電圧を第２の工場調整で取得した基板電圧Ｖsub-colにする（Ｓ５０３）。ただし、基板電圧Ｖsub-col時の飽和電圧は、第１の工場調整で取得したデジタルスチルカメラの最低ＩＳＯ感度に必要な飽和電圧以上である必要があるため、Ｖsub-col＜Ｖsub-satが成り立たなければならない。そこで、Ｖsub-col≧Ｖsub-satである場合には、ステップＳ５０３では撮像素子１０２の基板電圧を第１の工場調整で取得した基板電圧Ｖsub-satとする。
【００６３】
次に、システム制御部１１３は、ステップＳ５０２において検出したシャッタースピード、撮像素子１０２の周辺温度に基づいて、黒画像撮影が必要であるか否かを判定する（Ｓ５０４）。ここで、黒画像撮影は、第３の工場調整で検出した最大白キズアドレスの隣接画素への電荷の漏れが発生するか否か、すなわち十字状の白キズが発生していないかを確認するための動作である。したがって、明らかに十字状のキズが発生しない撮影条件（シャッタースピード、撮像素子１０２の周辺温度）である場合には黒画像撮影を行う必要がない。
【００６４】
図１０は、シャッタースピードと撮像素子１０２の周辺温度との２つのパラメータから、黒画像撮影が必要であるか否かを判定するための黒画像撮影判定テーブルである。黒画像撮影判定テーブルは、例えば十字状の白キズ限度品で予めデータ取りを行うことにより作成される。システム制御部１１３は、この黒画像撮影判定テーブルに従い、黒画像撮影を行う必要がある（○）か、否（×）かを判定する。なお、黒画像撮影判定テーブルはＩＳＯ感度毎に設けるようにしても良い。
【００６５】
ステップＳ５０４での判定により黒画像撮影を行う必要があると判定された場合には、本露光条件と同じ条件で黒画像撮影を行う（Ｓ５０５）。そして、システム制御部１１３は、第３の工場調整で取得した最大白キズアドレスの隣接画素に電荷の漏れ込みがどの程度あるかを算出する（Ｓ５０６）。
【００６６】
図１１は、最大白キズアドレスの隣接画素に電荷の漏れ込みがどの程度あるか、すなわち隣接画素への電荷の漏れ込み量を算出する方法の一例を説明するための図である。
図１１に示すように、撮像素子１０２のチップ内の最大白キズアドレスがｘ2ｙ2であった場合、その隣接画素であるｘ2ｙ1、ｘ1ｙ2、ｘ3ｙ2、及びｘ2ｙ3の画素の計４画素の平均出力レベルを隣接画素の電荷の漏れ込み量として算出する。
【００６７】
ここで、ｘ2ｙ2の画素の出力をＶx2y2とし、ｘ2ｙ1、ｘ1ｙ2、ｘ3ｙ2、ｘ2ｙ3の画素の出力をそれぞれＶx2y1、Ｖx1y2、Ｖx3y2、Ｖx2y3とする。このとき、隣接画素への電荷の漏れ込み量Ｄaveは、Ｄave＝（（Ｖx2y1＋Ｖx1y2＋Ｖx3y2＋Ｖx2y3）／４）／Ｖx2y2で算出される。図１７に示した例では、隣接画素への電荷の漏れ込み量Ｄaveは、Ｄave＝（（２０mV＋２０mV＋１８mV＋２２mV）／４）／１００mV＝２０％となる。
【００６８】
次に、システム制御部１１３は、ステップＳ５０６において算出した隣接画素への電荷の漏れ込み量Ｄaveが、予め設定した画像として許容できる隣接画素への電荷の漏れ込み量Ｄst未満であるか否かを判定する（Ｓ５０７）。
【００６９】
Ｄave＜Ｄstである場合（算出した電荷の漏れ込み量Ｄaveが許容値Ｄst未満である場合）には、本露光においても十字状の白キズは許容できるレベルになる。したがって、ステップＳ５０７での判定の結果、Ｄave＜Ｄstである場合には、システム制御部１１３は撮像素子１０２の基板電圧の変更は行わずに、デジタルスチルカメラは本露光の撮影を開始する（Ｓ５０９）。そして、本露光での撮影により得られた画像を記録メディア部１１０に記録して（Ｓ５１０）、撮影動作を終了する（Ｓ５１１）。
【００７０】
一方、Ｄave≧Ｄstである場合（算出した電荷の漏れ込み量Ｄaveが許容値Ｄst以上である場合）には、システム制御部１１３は、基板電圧変更テーブルを参照し、撮像素子１０２の基板電圧を隣接画素への電荷の漏れ込みを軽減する電圧に変更する。図１２は、基板電圧変更テーブルの一例を示す図であり、基板電圧変更テーブルは、例えば予め隣接画素への電荷の漏れ込み量Ｄaveと基板電圧の関係のデータ取りを行うことにより作成される。なお、基板電圧変更テーブルはＩＳＯ感度毎に設けるようにしても良い。そして、デジタルスチルカメラは本露光の撮影を開始し（Ｓ５０９）、本露光での撮影により得られた画像を記録メディア部１１０に記録して（Ｓ５１０）、撮影動作を終了する（Ｓ５１１）。
【００７１】
本実施形態によれば、例えば撮像素子１０２の混色率や欠陥画素による隣接画素への電荷の漏れ込み量などの撮像素子１０２における隣接画素への電荷の漏れ込みに係る検出結果に応じて、撮像素子１０２の基板電圧を制御する。これにより、撮像素子１０２における隣接画素への電荷の漏れ込みの発生を抑制することができ、良好な画像を得ることができる。
【００７２】
（本発明の他の実施形態）
前述した実施形態の機能を実現するべく各種のデバイスを動作させるように、該各種デバイスと接続された装置又はシステム内のコンピュータ（ＣＰＵ又はＭＰＵ）に対し、前記実施形態の機能を実現するためのソフトウェアのプログラムを供給する。そして、そのシステム又は装置のコンピュータに格納されたプログラムに従って前記各種デバイスを動作させることによって実施したものも、本発明の範疇に含まれる。
また、この場合、前記ソフトウェアのプログラム自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラム自体は本発明を構成する。また、そのプログラムをコンピュータに供給するための手段、例えばかかるプログラムを格納した記録媒体は本発明を構成する。かかるプログラムを記憶する記録媒体としては、例えばフレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ等を用いることができる。
また、供給されたプログラムがコンピュータにて稼働しているオペレーティングシステム又は他のアプリケーションソフト等と共同して前述の実施形態の機能が実現される場合にもかかるプログラムは本発明の実施形態に含まれることは言うまでもない。
さらに、供給されたプログラムがコンピュータに係る機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるメモリに格納された後、そのプログラムの指示に基づいてその機能拡張ボード等に備わるＣＰＵ等が実際の処理の一部又は全部を行う。その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合にも本発明に含まれることは言うまでもない。
【００７３】
なお、前記実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化のほんの一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
【符号の説明】
【００７４】
１０１  撮像光学系、１０２  撮像素子、１０３  撮像駆動部、１０４  基板電圧制御部、１１３  システム制御部、１１４  メモリ部、１１５  操作部、１１６  温度検出部
【図１】
2010263440.tif 000003
【図２】
2010263440.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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