(57)【要約】【課題】長時間露光と短時間露光の各撮像データを加算して広ダイナミックレンジ化するときの短時間露光データに含まれるスミア分を補正する。【解決手段】  長時間露光用画素と短時間露光用画素を同時に露光開始し、長時間露光中に前記短時間露光が終了した時点で短時間露光用画素の蓄積電荷を隣接の電荷転送路に読み出し信号電荷用パケットで転送し出力するとき電荷転送路中の信号電荷用パケットを設ける以外の空きスペースに空きパケットを形成して転送し、空きパケットで転送されて来た電荷量に応じたデータ（スミア）を前記信号電荷用パケットで転送されて来た電荷量に応じたデータ（信号電荷＋スミア）から減算し得られたデータを前記短時間露光による撮像画像データとする。【選択図】図５
2010136078.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長時間露光の撮影を行う複数の第１画素と該長時間露光の一部分に重複する短時間露光の撮影を行う複数の第２画素とが混在して二次元アレイ状に配列形成される共に前記第１画素，第２画素で構成される複数の画素列の各々に沿って電荷転送路が形成された固体撮像素子と、前記第１画素と前記第２画素を同時に露光開始し該第１画素の露光中に前記短時間露光が終了した時点で該第２画素の蓄積電荷を隣接の前記電荷転送路に読み出し信号電荷用パケットで転送し出力するとき前記電荷転送路中の前記信号電荷用パケットを設ける以外の空きスペースに空きパケットを形成して転送する固体撮像素子駆動手段と、前記空きパケットで転送されて来た電荷量に応じたデータを前記信号電荷用パケットで転送されて来た電荷量に応じたデータから減算し得られたデータを前記短時間露光による撮像画像データとする信号処理手段とを備える撮像装置。
【請求項２】
請求項１に記載の撮像装置であって、前記固体撮像素子に設けられる前記第１画素は正方格子配列されると共に該第１画素には三原色のカラーフィルタがベイヤ配列され、前記第１画素間に垂直方向，水平方向共１／２画素ピッチずらして配列される前記第２画素も正方格子配列されると共に該第２画素にも三原色のカラーフィルタがベイヤ配列され、前記空きパケットは前記第２画素の蓄積電荷を前記信号電荷用パケットで読出転送するときの前記第１画素に隣接する前記電荷転送路に設けられる撮像装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の撮像装置であって、前記固体撮像素子から出力される１水平ライン分のデータを一時的に格納するラインメモリを備え、該ラインメモリの格納データを用いて前記減算を行う撮像装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の撮像装置であって、前記第１画素の露光終了を行うメカニカルシャッタを搭載した撮像装置。
【請求項５】
長時間露光の撮影を行う複数の第１画素と該長時間露光の一部分に重複する短時間露光の撮影を行う複数の第２画素とが混在して二次元アレイ状に配列形成される共に前記第１画素，第２画素で構成される複数の画素列の各々に沿って電荷転送路が形成された固体撮像素子の前記第１画素と前記第２画素を同時に露光開始し、該第１画素の露光中に前記短時間露光が終了した時点で該第２画素の蓄積電荷を隣接の前記電荷転送路に読み出し信号電荷用パケットで転送し出力するとき前記電荷転送路中の前記信号電荷用パケットを設ける以外の空きスペースに空きパケットを形成して転送し、前記空きパケットで転送されて来た電荷量に応じたデータを前記信号電荷用パケットで転送されて来た電荷量に応じたデータから減算し得られたデータを前記短時間露光による撮像画像データとする撮像装置の駆動制御方法。
【請求項６】
請求項５に記載の撮像装置の駆動制御方法であって、前記固体撮像素子に設けられる前記第１画素は正方格子配列されると共に該第１画素には三原色のカラーフィルタがベイヤ配列され、前記第１画素間に垂直方向，水平方向共１／２画素ピッチずらして配列される前記第２画素も正方格子配列されると共に該第２画素にも三原色のカラーフィルタがベイヤ配列され、前記空きパケットは前記第２画素の蓄積電荷を前記信号電荷用パケットで読出転送するときの前記第１画素に隣接する前記電荷転送路に設けられる撮像装置の駆動制御方法。
【請求項７】
請求項５または請求項６に記載の撮像装置の駆動制御方法であって、前記固体撮像素子から出力される１水平ライン分のデータを一時的に格納するラインメモリの格納データを用いて前記減算を行う撮像装置の駆動制御方法。
【請求項８】
請求項５乃至請求項７のいずれかに記載の撮像装置の駆動制御方法であって、前記第１画素の露光終了をメカニカルシャッタで行う撮像装置の駆動制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、広ダイナミックレンジ且つ高品質な画像を撮像することができる撮像装置及びその駆動制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
固体撮像素子を搭載したデジタルカメラ等で高輝度な被写体を撮像すると、スミアが発生してしまう。このスミアは、被写体画像の品質を劣化させるため、スミア補正が重要になってくる。
【０００３】
例えば下記の特許文献１記載の従来技術では、現フィールドで、フォトダイオードから電荷転送路への信号電荷の読み出し及び電荷転送路による転送を行って画像データ（実際には、〔信号電荷量＋スミア電荷量〕による画像データ）を出力させ、次フィールドでは、電荷転送路を空転送させてスミア電荷量だけによる画像データを出力させ、真の信号電荷量だけによる被写体画像を得るように補正している。
【０００４】
しかし、この従来技術の場合、信号電荷の読出フィールドとスミア電荷だけの読出フィールドとが異なるフィールドのため時間差があり、信号電荷の読出転送時に重畳するスミア電荷量と、次フィールドで読み出すスミア電荷量との間に差が生じてしまう。また、信号電荷の読出フィールドの後にスミア電荷読出用のフィールド（電荷転送路を空転送させるフィールド）を設ける必要があるため、被写体の撮像画像データの読み出しに時間がかかってしまう。
【０００５】
撮像装置には、広ダイナミックレンジの被写体画像を撮像するために、下記特許文献２記載の様に、１回の撮像処理において、固体撮像素子に搭載された多数の画素のうち約半数の画素を長時間露光させ、残りの半数の画素を、長時間露光中に重なる短時間露光を行わせ、長時間露光画像と、短時間露光画像とを合成するものがある。
【０００６】
この様な撮像装置でもスミア補正が重要となるが、単に特許文献１記載のスミア補正をそのまま適用しただけでは、精度の高いスミア補正を行うことができない。
【０００７】
【特許文献１】特開平１１―１７７８８８号公報
【特許文献２】特開２００７―２３５６５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
固体撮像素子の表面部に形成した複数の画素（フォトダイオード）のうち約半数を長時間露光用の画素とし残り半数の画素を短時間露光用として使用する撮像装置では、どの様なスミア補正を行えば、高品質且つ広ダイナミックレンジの被写体画像データを得ることができるのか、未だ提案されていない。
【０００９】
本発明の目的は、長時間露光する画素と短時間露光する画素とが混在する固体撮像素子を搭載した撮像装置でスミア補正を高精度に行うことができる撮像装置及びその駆動制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の撮像装置及びその駆動制御方法は、長時間露光の撮影を行う複数の第１画素と該長時間露光の一部分に重複する短時間露光の撮影を行う複数の第２画素とが混在して二次元アレイ状に配列形成される共に前記第１画素，第２画素で構成される複数の画素列の各々に沿って電荷転送路が形成された固体撮像素子の前記第１画素と前記第２画素を同時に露光開始し、該第１画素の露光中に前記短時間露光が終了した時点で該第２画素の蓄積電荷を隣接の前記電荷転送路に読み出し信号電荷用パケットで転送し出力するとき前記電荷転送路中の前記信号電荷用パケットを設ける以外の空きスペースに空きパケットを形成して転送し、前記空きパケットで転送されて来た電荷量に応じたデータを前記信号電荷用パケットで転送されて来た電荷量に応じたデータから減算し得られたデータを前記短時間露光による撮像画像データとすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、スミア電荷の混入による画質劣化が懸念される短時間露光用の画素（第２画素）の検出電荷を電荷転送路に読み出し転送，出力するとき、同時に空パケットを転送してスミア電荷だけの出力データを得るため、スミアの影響の無い短時間露光による画像データを得ることができ、これを長時間露光で得られた画像データと加算することで、高品質且つ広ダイナミックレンジの被写体画像を得ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１３】
図１は、本実施形態の撮像装置のブロック構成図である。この撮像装置（この例ではデジタルスチルカメラ）１０は、ＣＣＤ型の固体撮像素子１１と、固体撮像素子１１の前段に置かれたメカニカルシャッタ１２と、撮影レンズ１３と、絞り（アイリス）１４と、固体撮像素子１１の出力信号（撮像画像信号）をアナログ信号処理するＣＤＳＡＭＰ（相関二重サンプリング（ＣＤＳ），利得制御増幅器（ＡＭＰ））１５と、ＣＤＳＡＭＰ１５の出力信号をデジタル信号に変換するアナログデジタル（Ａ／Ｄ）変換器１６とを備える。
【００１４】
撮像装置１０は、更に、Ａ／Ｄ変換器１６から出力されるデジタル信号でなる撮像画像信号を取り込む画像入力コントローラ２１と、この撮像装置１０の全体を統括制御する演算処理装置（ＣＰＵ）２２と、撮像画像信号を画像処理する画像信号処理回路２３と、固体撮像素子１１から出力される画像データから焦点位置，露出量，ホワイトバランスを自動検出するＡＦ＆ＡＥ＆ＡＷＢ検出回路２４と、ワークメモリとして使用する記憶手段としてのＳＤＲＡＭ２５と、フレームメモリ（ＶＲＡＭ）２６と、ラインメモリ２７と、画像処理後の撮像画像データをＪＰＥＧ画像やＭＰＥＧ画像に圧縮する圧縮処理回路２８と、カメラ背面等に設けられた液晶表示装置２９に撮像画像やスルー画像を表示するビデオエンコーダ３０と、記録メディア３１に撮像画像データを保存するメディアコントローラ３２と、顔検出回路３３と、角速度センサ３４からの信号とスルー画像データから手振れ量を検出する手振れ検出回路３５と、これらを相互接続するバス３６とを備える。
【００１５】
この撮像装置１０は、更に、メカニカルシャッタ１２の駆動モータ１２ａに駆動パルスを供給するモータドライバ４１と、撮影レンズ１３のフォーカスレンズ位置を駆動するモータ１３ａに駆動パルスを供給するモータドライバ４２と、絞り１４の絞り位置制御を行う駆動モータ１４ａに駆動パルスを供給するモータドライバ４３と、固体撮像素子１１に駆動タイミングパルス（電子シャッタパルス，読み出しパルス，転送パルス等）を供給するタイミングジェネレータ４４と、固体撮像素子１１の搭載位置をシフトさせ手振れを相殺するモータ１１ａに駆動パルスを供給するＣＣＤシフト駆動モータドライバ４５とを備え、これらは、ＣＰＵ２２からの指令に基づいて動作する。また、ＣＤＳＡＭＰ１５もＣＰＵ２２からの指令に基づいて動作する。
【００１６】
ＣＰＵ２２には、更に、撮影モード／再生モードを切り換えるスイッチ４８と、２段シャッタのシャッタレリーズボタン４９と、撮影モード入力部５０とが接続され、これらスイッチ４８，４９，入力部５０から入力されるユーザ指示に基づき、ＣＰＵ２２は撮像装置１０を制御する。
【００１７】
図２は、図１に示すＣＣＤ型の固体撮像素子１１の表面模式図である。この固体撮像素子１１には、半導体基板の表面部に、複数のフォトダイオード（図中、８角形で示す部分）５１が二次元アレイ状に配列形成されている。
【００１８】
奇数行のフォトダイオード群を第１画素群とし、偶数行のフォトダイオード群を第２画素群としたとき、第１画素群と第２画素群とは、１／２画素ピッチづつずらして形成され、全体として、第１画素群と第２画素群が混在した所謂ハニカム画素配列となっている。
【００１９】
第１画素群だけ見れば各画素５１は正方格子配列され、各画素上に、赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）の三原色のカラーフィルタがベイヤ配列されている。第２画素群だけ見ても各画素５１は正方格子配列され、各画素上に、赤（ｒ），緑（ｇ），青（ｂ）の三原色のカラーフィルタがベイヤ配列されている。「Ｒ，Ｇ，Ｂ」と「ｒ，ｇ，ｂ」は夫々同じ色であるが、第１画素群と第２画素群とを識別するために、カラーフィルタの色を大文字と小文字で表している。
【００２０】
各画素列に沿って垂直電荷転送路（ＶＣＣＤ）５２が蛇行して形成され、各垂直電荷転送路５２の転送方向端部に沿って水平電荷転送路（ＨＣＣＤ）５３が形成され、水平電荷転送路５３の出力端部には、転送されてきた信号電荷の電荷量に応じた電圧値信号を撮像画像信号として出力するアンプ５４が設けられている。
【００２１】
各画素５１には、１画素につき図２では図示省略した２枚の転送電極（図５参照）が設けられており、この２枚の転送電極のうち一方たとえば下側（ＨＣＣＤ５３側）の転送電極が読出電極兼用となっている。第１画素群の読出電極には第１画素群用の読出パルス（ＶＡ：図４参照）が共通に印加され、第２画素群の読出電極には第２画素群用の読出パルス（ＶＢ：図４参照）が印加される接続構成となっている。
【００２２】
以下、第１画素群を長露光時間用の画素とし、第２画素群を短露光時間用の画素として説明する。尚、「垂直」「水平」という用語を用いているが、これは、半導体基板の表面に沿う「１方向」「この１方向に対して略直角の方向」という意味に過ぎない。
【００２３】
図３は、図１，図２で説明した撮像装置の動作手順を示すフローチャートであり、図４は、この動作手順に従う読出動作のタイミングチャートである。
【００２４】
撮像装置１０のシャッタレリーズボタン４９が全押しされると図３の処理手順が開始される。尚、シャッタリレーボタン４９の全押し前の半押し状態で、固体撮像素子１１から出力され表示装置２９に表示される画像データ（スルー画像データ）がＣＰＵ２２により解析され、フォーカス位置，露出量等が決められると共にユーザ指定あるいはその撮影シーンに必要なダイナミックレンジ幅に応じた長時間露光の露光時間と短時間露光の露光時間との比率が決定される。
【００２５】
シャッタレリーズボタン４９の全押しにより、メカニカルシャッタ１２の「開」状態下で、図４のタイミングｔ１にて電子シャッタパルスの印加が停止される。電子シャッタパルスが固体撮像素子１１の半導体基板に印加される毎に、画素５１の蓄積電荷が基板側に廃棄され、この電子シャッタパルスの印加停止により、各画素５１には露光量に応じた信号電荷の蓄積すなわち露光が開始される。すなわち、第１画素群の長時間露光と、第２画素群の短時間露光とが同時に開始される（ステップＳ２）。
【００２６】
次のステップＳ３では、露光開始から短時間露光の露光時間が経過したか否かが判定され、経過しない場合にはステップＳ２に戻り、再びステップＳ３を実行する。短時間露光の露光時間が経過したタイミングｔ２では、ステップＳ３からステップＳ４に進み、第２画素群に属する各画素５１に読出パルスＶＢが印加され、各画素５１からの信号電荷が隣接の垂直電荷転送路５２に読み出される。
【００２７】
次のステップＳ５では、各垂直電荷転送路５２に垂直転送パルスを印加し、垂直方向への電荷転送駆動を行う。これにより、図５に示す様に、第１画素群に隣接する垂直転送路では空パケットが送られて「スミア電荷」だけ（図５では○で示す。）が垂直方向に転送され、第２画素群に隣接する垂直転送路では「信号電荷＋スミア電荷」が垂直方向に転送される。垂直方向への転送と共に水平電荷転送路５３による水平方向への転送も行われ、アンプ５４から、転送された電荷量に応じた画像データを、後述するタイミングｔ４の前のタイミングｔ３までに出力してしまう。出力されたデータは、メモリ２６に蓄積しておく。
【００２８】
この垂直方向，水平方向への転送駆動が行われている最中も、メカニカルシャッタ１２は「開」状態のため、各画素５１は露光状態（ステップＳ６）に維持されて電荷が蓄積される。次のステップＳ７では、露光開始から長時間露光の露光時間が経過したか否かが判定される。
【００２９】
長時間露光の露光時間が経過しない場合にはステップＳ６に戻り、経過した場合には、メカニカルシャッタ１２に閉指令信号を印加し、メカニカルシャッタ１２を閉じる（ステップＳ８）。そして、メカニカルシャッタ１２を閉じた状態で垂直電荷転送路を高速駆動することでスミア電荷の垂直転送路５２からの掃き出しを行う（ステップＳ９）。
【００３０】
この高速掃出後のタイミングｔ５で、第１画素群の各画素５１に読出パルスＶＡを印加する（ステップＳ１０）。これにより、第１画素群の各画素５１から信号電荷が隣接の垂直電荷転送路５２に読み出され、垂直電荷転送路５２，水平電荷転送路５３の転送駆動を行うことで、長時間露光による画像データの出力を行い（ステップＳ１１）。出力された画像データをメモリ２６に蓄積する。この長時間露光による画像データは、メカニカルシャッタ「閉」の状態下で行われるため、原理的に、スミア電荷はゼロと見なすことができる。
【００３１】
短時間露光による画像データと、長時間露光による画像データとが固体撮像素子１１から出力された後は、次のステップＳ１２で、ステップＳ５で出力された画像データを用いてスミア補正を行う。
【００３２】
即ち、短時間露光用の画素列の各画素から読み出され転送されてきた電荷に基づく出力データは、短時間露光による信号電荷にスミア電荷が加算された出力データ〔信号電荷＋電荷〕となっている。これに対し、この短時間露光用の画素列に隣接する長時間露光用の画素列に沿う垂直電荷転送路を空転送することで得られるデータは〔スミア電荷〕だけの出力データとなる。
【００３３】
従って、同一垂直位置または近隣垂直位置から得られたデータを用い、上記〔信号電荷＋スミア電荷〕のデータから上記〔スミア電荷〕だけのデータを減算することで、スミア補正を行うことができる。
【００３４】
スミア電荷量は、厳密には、垂直電荷転送路が異なると違う電荷量になるが、本実施形態では、極めて近い隣接の垂直電荷転送路のスミア電荷量によってスミア補正を行うため、精度良くスミア補正を行うことができる。短時間露光用の画素列を挟む両隣の垂直電荷転送路を空転送して得たスミア電荷量を加算平均した値を用い、真ん中の垂直電荷転送路を転送して得たデータをスミア補正することで、更に精度の高いスミア補正が可能となる。
【００３５】
次のステップＳ１３では、第１画素列から得られた長時間露光による被写体画像データと、第２画素列から得られステップＳ１２でスミア補正した短時間露光による被写体画像データとを画素単位に加算合成することで、広ダイナミックレンジの被写体画像データを得る。この加算合成は、図２において、第１画素群の或る画素のデータと、この画素に対し同色の右斜め下に来る第２画素群の画素のデータとを加算することで行う。
【００３６】
次のステップＳ１４では、加算合成した各画像データに対し、γ補正処理やＲＧＢ／ＹＣ変換処理などの周知の信号処理を施すと共に、静止画像の場合にはＪＰＥＧ画像データに変換して記録メディア３１に保存するなどの処理を行い（ステップＳ１４）、この処理を終了し、次の撮影に待機する。
【００３７】
以上により、スミアの影響を排除し且つ広ダイナミックレンジの被写体画像を得ることが可能となる。
【００３８】
上述したステップＳ１２のスミア補正処理は、長時間露光による画像データを出力した後ではなく、ステップＳ５の直後に、ステップＳ６，ステップＳ７の処理と並行して行うことで、全体としての処理時間の短縮を図ることも可能である。
【００３９】
この場合、例えば、１水平ライン分のデータを固体撮像素子１１から読み出す毎にこれを図１に示すラインメモリ２７に一旦入れ、ここでスミア電荷の減算処理を行い、スミア補正後の撮像画像データを、図１に示すフレームメモリ２６のＡ面に格納する。長時間露光による撮像画像データはメモリ２６のＢ面に格納し、その後に、Ａ面のデータとＢ面のデータを加算し信号処理することで、広ダイナミックレンジの撮像画像データを得ることができる。
【００４０】
図６は、本発明の別実施形態の撮像装置に搭載する固体撮像素子６０の表面模式図である。この固体撮像素子６０は、各画素６１が正方格子配列され、各画素列に沿って垂直電荷転送路６２が形成され、各垂直電荷転送路６２の転送方向端部に沿って水平電荷転送路６３が形成され、水平電荷転送路６３の出力端部に出力アンプ６４が設けられている。
【００４１】
図示する例では、各画素６１毎に３枚の垂直転送電極が設けられ、そのうちの１枚は垂直方向の画素６１間に設けられている。各画素６１のうち、市松位置に来る画素を第１画素群（長時間露光用）として３原色のカラーフィルタＲ，Ｇ，Ｂが積層され、残りの市松位置に来る画素を第２画素群（短時間露光用）として３原色のカラーフィルタｒ，ｇ，ｂが積層される。緑色（Ｇ，ｇ）のカラーフィルタは縦（垂直）ストライプ状に設けられ、赤色（Ｒ，ｒ），青色（Ｂ，ｂ）は、垂直方向に２画素づつ連続するように設けられる。即ち、垂直方向２画素加算（長時間露光画素＋短時間露光画素）が容易となる構成になっている。
【００４２】
また、図６に示す固体撮像素子６０では、第１画素群（Ｒ，Ｇ，Ｂと表記）の各画素６１と隣接２枚の垂直転送電極のうちの下側（水平電荷転送路側）の電極との間に読出ゲート６５が設けられ、第２画素群（ｒ，ｇ，ｂと表記）の各画素６１と隣接２枚の垂直転送電極のうちの上側（反水平電荷転送路側）の電極との間に読出ゲート６６が設けられ、第１画素群の各画素６１の信号電荷と、第２画素群の各画素６１の信号電荷とを別タイミングで垂直電荷転送路６２に読み出すことができるようになっている。
【００４３】
斯かる構成の固体撮像素子６０を搭載した撮像装置では、図７に示す様に、短時間露光後の第２画素群の信号電荷を垂直電荷転送路６２に読み出し転送する場合、信号電荷（図７ではｒ，ｇ，ｂと表記する。）に対して夫々スミア電荷が加算された電荷量〔ｒ＋○，ｇ＋○，ｂ＋○〕として転送されるが、この信号電荷の転送用パケットの垂直方向中間位置に空パケットを転送することで、スミア電荷〔○〕のみを検出することができる。
【００４４】
この空パケットにより検出されたスミア電荷により、垂直方向直前または直後の信号電荷用パケットで送られてきた電荷量を補正することで、真の短時間露光による信号電荷量を検出することが可能となる。勿論、信号電荷用パケットで送られてきた電荷量に応じたデータを、その垂直方向直前と直後の空パケットで得られたスミア電荷量に応じたデータを加算平均したデータでスミア補正することでもよい。
【００４５】
短時間露光による信号電荷とスミア電荷とを読み出した後、長時間露光による信号電荷を読み出すことになるが、この場合には、メカニカルシャッタ１２が「閉」の状態下で行われるため、原理的にスミア電荷の混入は無い。しかし、この場合でも、信号電荷用パケットの間に空パケットを送り、この空パケットにより得られた電荷量で信号電荷用パケットで送られてきた電荷量を補正することも可能である。
【００４６】
以上述べた様に、上述した実施形態の撮像装置及びその駆動制御方法は、長時間露光の撮影を行う複数の第１画素と該長時間露光の一部分に重複する短時間露光の撮影を行う複数の第２画素とが混在して二次元アレイ状に配列形成される共に前記第１画素，第２画素で構成される複数の画素列の各々に沿って電荷転送路が形成された固体撮像素子の前記第１画素と前記第２画素を同時に露光開始し、該第１画素の露光中に前記短時間露光が終了した時点で該第２画素の蓄積電荷を隣接の前記電荷転送路に読み出し信号電荷用パケットで転送し出力するとき前記電荷転送路中の前記信号電荷用パケットを設ける以外の空きスペースに空きパケットを形成して転送し、前記空きパケットで転送されて来た電荷量に応じたデータを前記信号電荷用パケットで転送されて来た電荷量に応じたデータから減算し得られたデータを前記短時間露光による撮像画像データとすることを特徴とする。
【００４７】
また、上述した実施形態の撮像装置及びその駆動制御方法は、上記において、前記固体撮像素子に設けられる前記第１画素は正方格子配列されると共に該第１画素には三原色のカラーフィルタがベイヤ配列され、前記第１画素間に垂直方向，水平方向共１／２画素ピッチずらして配列される前記第２画素も正方格子配列されると共に該第２画素にも三原色のカラーフィルタがベイヤ配列され、前記空きパケットは前記第２画素の蓄積電荷を前記信号電荷用パケットで読出転送するときの前記第１画素に隣接する前記電荷転送路に設けられることを特徴とする。  更にまた、上述した実施形態の撮像装置及びその駆動制御方法は、上記において、前記固体撮像素子から出力される１水平ライン分のデータを一時的に格納するラインメモリの格納データを用いて前記減算を行うことを特徴とする。
【００４８】
更にまた、上述した実施形態の撮像装置及びその駆動制御方法は、上記において、前記第１画素の露光終了をメカニカルシャッタで行うことを特徴とする。
【００４９】
これにより、上述した各実施形態では、スミア電荷検出用として専用の読出フィールドとかを別途用意することなく、信号電荷の読出時に形成される空スペース（図２の実施形態では空き垂直電荷転送路、図６の実施形態では信号電荷用パケット間）を有効利用して空きパケットを挿入し転送するだけで、即ち、余分な制御を追加することなく、精度の高いスミア補正を行って高品質且つ広ダイナミックレンジの被写体画像を得ることが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明に係る撮像装置及びその駆動制御方法は、スミアの影響を排除し高品質且つ広ダイナミックレンジの被写体画像を撮像できるため、デジタルカメラやカメラ付携帯電話機、静止画像が撮れるビデオカメラ等に適用すると有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の一実施形態の撮像装置のブロック構成図である。
【図２】図１に示す固体撮像素子の表面模式図である。
【図３】図１に示す撮像装置の撮像処理手順を示すフローチャートである。
【図４】図１に示す撮像装置の撮像動作のタイミングチャートである。
【図５】図１に示す撮像装置におけるスミア電荷と信号電荷との関係を説明する図である。
【図６】図２とは異なる実施形態の固体撮像素子の表面模式図である。
【図７】図６に示す固体撮像素子における動作説明図である。
【符号の説明】
【００５２】
１０  撮像装置
１１  固体撮像素子
１２  メカニカルシャッタ
２２  ＣＰＵ
２３  信号処理回路
２６  フレームメモリ
２７  ラインメモリ
４５  タイミングジェネレータ（撮像素子駆動手段）
５１，６１  画素（フォトダイオード）
５２，６２  垂直電荷転送（ＶＣＣＤ）
５３，６３  水平電荷転送路（ＨＣＣＤ）
５４，６４  アンプ
６５，６６  読出ゲート
【図１】
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【図２】
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【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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