(57)【要約】【課題】１フレーム期間中に電荷転送速度を変更す精度の高いスミア補正を行うことが可能な撮像装置を提供する。【解決手段】複数の画素５１ａ,５１ｂと垂直電荷転送部５１ｃが配置される画素領域５１と水平電荷転送部５３とを含む固体撮像素子５を有する撮像装置であって、画素列の水平電荷転送部５３が設けられる側の反対側の端部にはスミア検出用画素５１ｂが設けられ、ＨＤ動画撮像時に、画素領域５１にある垂直電荷転送部５１ｃの駆動速度を１フレーム期間中において変更しながら画素領域５１の各画素から信号を読み出す撮像素子駆動部１０と、駆動部１０によって画素領域５１から読み出された１フレーム分の信号の輝度分布を算出する輝度分布算出部１９とを備え、駆動部１０は、輝度分布算出部１９で算出された輝度分布に応じて前記駆動速度の設定を変更する。【選択図】図３
2011193370.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
列方向に並ぶ複数の画素からなる画素列を前記列方向に交差する行方向に複数並べた配置の画素、及び、前記画素に蓄積された電荷を前記列方向に転送する垂直電荷転送部が配置される画素領域と、前記垂直電荷転送部を転送されてきた電荷を前記行方向に転送する水平電荷転送部とを含む固体撮像素子を有する撮像装置であって、
前記画素列の前記水平電荷転送部が設けられる側の反対側の端部には、スミアを検出するためのスミア検出用画素が設けられ、
動画撮像時に、前記画素領域にある前記垂直電荷転送部の駆動速度を１フレーム期間中において変更しながら前記画素領域の各画素から信号を読み出す駆動部を備え、
前記駆動部は、前記垂直電荷転送部の駆動速度の１フレーム期間中における変更方法の異なる複数のパターンから１つを選択し、選択したパターンに基づく前記駆動速度で前記垂直電荷転送部を駆動する撮像装置。
【請求項２】
請求項１記載の撮像装置であって、
前記駆動部によって前記画素領域から読み出された１フレーム分の信号の輝度分布を算出する輝度分布算出部を備え、
前記駆動部は、前記複数のパターンの中から、前記輝度分布算出部で算出された輝度分布に応じたパターンを選択する撮像装置。
【請求項３】
請求項２記載の撮像装置であって、
前記画素領域を、前記水平電荷転送部側から順に第一の領域と第二の領域と第三の領域とに分けるものとし、
前記第二の領域は、動画を生成するために少なくとも必要な信号を得るための画素が配置された領域であり、
前記駆動部は、前記画素領域にある各画素から前記垂直電荷転送部に読み出した電荷を前記水平電荷転送部に転送する期間を、その開始時点から第一の期間と第二の期間と第三の期間の順に分けて各期間における前記駆動速度を制御するものであり、
前記第二の期間は、前記第二の領域を少なくとも含む領域の前記画素に蓄積された電荷を前記水平電荷転送部に転送する期間であり、
前記複数のパターンが、前記第一の期間の駆動速度を第一の速度とし、前記第二の期間の駆動速度を前記第一の速度より遅い第二の速度とし、前記第三の期間の駆動速度を前記第二の速度以上でかつ前記第一の速度より小さい第三の速度とした第一のパターンと、前記第一の期間の駆動速度を前記第三の速度とし、前記第二の期間の駆動速度を前記第二の速度とし、前記第三の期間の駆動速度を前記第一の速度とした第二のパターンとを含む撮像装置。
【請求項４】
請求項２記載の撮像装置であって、
前記固体撮像素子の前方に設けられ、被写体像を反転させて前記固体撮像素子に結像させる光学部を備え、
前記画素領域を、前記水平電荷転送部側から順に第一の領域と第二の領域と第三の領域とに分けるものとし、
前記第二の領域は、動画を生成するために少なくとも必要な信号を得るための画素が配置された領域であり、
前記駆動部は、前記画素領域にある各画素から前記垂直電荷転送部に読み出した電荷を前記水平電荷転送部に転送する期間を、その開始時点から第一の期間と第二の期間と第三の期間の順に分けて各期間における前記駆動速度を制御するものであり、
前記第二の期間は、前記第二の領域を少なくとも含む領域の前記画素に蓄積された電荷を前記水平電荷転送部に転送する期間であり、
前記複数のパターンが、前記第三の期間の駆動速度を第一の速度とし、前記第二の期間の駆動速度を前記第一の速度より遅い第二の速度とし、前記第一の期間の駆動速度を前記第二の速度以上でかつ前記第一の速度より小さい第三の速度とした第一のパターンと、前記第一の期間の駆動速度を第一の速度とし、前記第二の期間の駆動速度を前記第一の速度よりも遅い第二の速度とし、前記第三の期間の駆動速度を前記第二の速度以上でかつ前記第一の速度より小さい第三の速度とした第二のパターンとを含む撮像装置。
【請求項５】
請求項３又は４記載の撮像装置であって、
前記第一のパターン及び前記第二のパターンにおける前記第三の速度が前記第二の速度と同じである撮像装置。
【請求項６】
請求項３〜５のいずれか１項記載の撮像装置であって、
前記複数のパターンが、前記第一の期間及び前記第三の期間の各々の駆動速度を前記第一の速度にすると共に、前記第一の期間と前記第三の期間のそれぞれの長さを同じにした第三のパターンを含む撮像装置。
【請求項７】
請求項６記載の撮像装置であって、
前記複数のパターンが、前記第一の期間と前記第三の期間のそれぞれの長さを前記第三のパターンよりも長くした第四のパターンを含む撮像装置。
【請求項８】
請求項６記載の撮像装置であって、
前記複数のパターンが、前記第一の期間と前記第三の期間のそれぞれの前記駆動速度を前記第三のパターンよりも速くした第四のパターンを含む撮像装置。
【請求項９】
請求項６記載の撮像装置であって、
前記複数のパターンが、前記第一の期間と前記第三の期間のそれぞれの長さを前記第三のパターンよりも長くし、かつ、前記第一の期間と前記第三の期間のそれぞれの前記駆動速度を前記第三のパターンよりも速くした第四のパターンを含む撮像装置。
【請求項１０】
請求項３〜５のいずれか１項記載の撮像装置であって、
前記輝度分布算出部が、前記１フレーム分の信号を前記列方向に２つに分割して各分割エリアの信号の輝度を算出するものであり、
前記駆動部が、前記２つの分割エリアのうち、画角の上半分に対応するエリアの信号の輝度が相対的に高い場合は前記第一のパターンを設定し、前記２つの分割エリアのうち、画角の下半分に対応するエリアの信号の輝度が相対的に高い場合は、前記第二のパターンを設定する撮像装置。
【請求項１１】
請求項６記載の撮像装置であって、
前記輝度分布算出部が、前記１フレーム分の信号を前記列方向に２つに分割して各分割エリアの信号の輝度を算出するものであり、
前記駆動部は、前記２つの分割エリアのうち、画角の上半分に対応するエリアの信号の輝度が相対的に高い場合は前記第一のパターンを設定し、前記２つの分割エリアのうち、画角の下半分に対応するエリアの信号の輝度が相対的に高い場合は前記第二のパターンを設定し、前記２つの分割エリアの信号の輝度同士の差が第一の閾値未満であった場合は、前記第三のパターンを設定する撮像装置。
【請求項１２】
請求項７〜９のいずれか１項記載の撮像装置であって、
前記輝度分布算出部が、前記１フレーム分の信号を前記列方向に２つに分割して各分割エリアの信号の輝度を算出するものであり、
前記駆動部は、前記２つの分割エリアのうち、画角の上半分に対応するエリアの信号の輝度が相対的に高い場合は前記第一のパターンを設定し、前記２つの分割エリアのうち、画角の下半分に対応するエリアの信号の輝度が相対的に高い場合は前記第二のパターンを設定し、前記２つの分割エリアの信号の輝度同士の差が第一の閾値未満であった場合は前記第三のパターンを設定し、前記２つの分割エリアの信号の輝度がそれぞれ第二の閾値未満であった場合は前記第四のパターンを設定する撮像装置。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか１項記載の撮像装置であって、
前記画素領域にある同一の前記垂直電荷転送部から読み出された信号のうち、前記スミア検出用画素から読み出された信号を第一の信号とし、前記第一の信号以外を第二の信号としたとき、前記第二の信号から前記第一の信号を減算してスミア成分を除去するスミア補正を行うスミア補正部を備える撮像装置。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれか１項記載の撮像装置であって、
前記動画撮像がＨＤ動画撮像である撮像装置。
【請求項１５】
列方向に並ぶ複数の画素からなる画素列を前記列方向に交差する行方向に複数並べた配置の画素、及び、前記画素に蓄積された電荷を前記列方向に転送する垂直電荷転送部が配置される画素領域と、前記垂直電荷転送部を転送されてきた電荷を前記行方向に転送する水平電荷転送部とを有する固体撮像素子を用いた撮像方法であって、
前記画素列の前記水平電荷転送部が設けられる側の反対側の端部には、スミアを検出するためのスミア検出用画素が設けられ、
動画撮像時に、前記画素領域にある前記垂直電荷転送部の駆動速度を１フレーム期間中において変更しながら前記画素領域の各画素から信号を読み出す駆動ステップを備え、
前記駆動ステップでは、前記垂直電荷転送部の駆動速度の１フレーム期間中における変更方法の異なる複数のパターンから１つを選択し、選択したパターンに基づく前記駆動速度で前記垂直電荷転送部を駆動する撮像方法。
【請求項１６】
請求項１５記載の撮像方法であって、
前記駆動ステップで前記画素領域から読み出された１フレーム分の信号の輝度分布を算出する輝度分布算出ステップを備え、
前記駆動ステップでは、前記複数のパターンの中から、前記輝度分布算出ステップで算出された輝度分布に応じたパターンを選択する撮像方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置及び撮像方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年のデジタルカメラは多画素化が格段に進んでおり、ＳＤ（Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ）画質の動画撮影に加えて、ＨＤ（Ｈｉｇｈ  Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ）画質の動画撮影が可能な機種も出てきている。ＳＤ画質では画面のアスペクト比が４：３であるのに対し、ＨＤ画質では画面のアスペクト比は１６：９と異なる。このため、デジタルカメラにおいては、ＨＤ動画モードのときには、固体撮像素子で撮像した画像データの上下を切り取ることで、ＨＤ動画を生成するのが一般的である。
【０００３】
このように、ＨＤ動画の場合、画像データの上下は不要となる。このため、固体撮像素子としてＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）型を用いた場合には、ＨＤ動画として使用する画角中央部に対応するデータについては通常の読み出し速度で読み出しを行い、画角上部と画角下部にそれぞれ対応するデータについては通常よりも速い読み出し速度で読み出しを行うことで、フレームレートの向上を実現している。
【０００４】
図７は、一般的なＣＣＤ型固体撮像素子の構成と、この固体撮像素子のＨＤ動画撮像時の駆動方法の一例を示した図である。図７に示す固体撮像素子は、スミアを検出するための遮光された光電変換素子が配置されたＯＢ領域１０２を含む画素領域１０１と、画素領域１０１から転送されてきた電荷を出力部１０４まで転送する水平電荷転送部１０３とを備える構成となっている。画素領域１０１には、そこに配置された各光電変換素子に蓄積された電荷を水平電荷転送部１０３まで転送する垂直電荷転送部（不図示）も配置されている。
【０００５】
この固体撮像素子の画素領域１０１は、図７に示すように、水平電荷転送部１０３側から順に、領域６０、領域６１、領域６２の３つの領域に分けることができる。領域６１は、ＨＤ動画データを生成するために少なくとも必要な信号（１６：９のアスペクト比で画像データを生成するのに必要な信号）が得られるだけの光電変換素子のラインが含まれている。領域６１は、画素領域１０１の中央に設定される、この領域６１を除く両端の領域が領域６０，６２となっている。
【０００６】
画素領域１０１にこのような領域６０，６１，６２を設定した場合、ＨＤ動画撮像時には、次のようにして画素領域１０１から信号を読み出す。
【０００７】
まず、固体撮像素子を駆動する駆動部は、画素領域１０１の各光電変換素子から垂直電荷転送部に電荷を読み出す。次に、駆動部は、第一の期間を開始する。第一の期間では、領域６０にある光電変換素子から読み出した電荷を全て水平電荷転送部１０３に転送する。第一の期間中は、領域６１，６２にある光電変換素子から読み出された電荷も水平電荷転送部１０３側に向かって転送される。
【０００８】
第一の期間終了後、駆動部は、第二の期間を開始する。第二の期間では、領域６１にある光電変換素子から読み出された電荷を水平電荷転送部１０３に転送する。第二の期間中は、領域６２にある光電変換素子から読み出された電荷も水平電荷転送部１０３側に向かって転送される。
【０００９】
第二の期間終了後、駆動部は、第三の期間を開始する。第三の期間では、領域６２にある光電変換素子から読み出した電荷を水平電荷転送部１０３に転送して、全ての電荷の転送を終了する。
【００１０】
図７に示した例では、駆動部が、第一の期間における垂直電荷転送部の駆動速度（駆動周波数）を、第二の期間の４倍にし、第三の期間における垂直電荷転送部の駆動速度を、第二の期間の８倍にしている。つまり、信号読み出し開始と共に、ＨＤ動画データの生成に使用しない信号を高速で読み出した後、ＨＤ動画データの生成に使用する信号を通常の速度で読み出し、その後、ＨＤ動画データの生成に使用しない信号を再び高速で読み出すものとしている。
【００１１】
このような駆動を採用することで、ＨＤ動画データの生成に使用する信号の品質は維持しながら、フレームレートを向上させることができる。
【００１２】
ここで、図７に示した駆動を行ったときの、ＯＢ領域１０２にある各光電変換素子から垂直電荷転送部に読み出された電荷（ＯＢ電荷）の動きについて検討する。図８は、図７に示した駆動を行ったときのＯＢ電荷の動きを説明するための図である。
【００１３】
ＯＢ電荷は、第一の期間中は４倍の転送速度で転送され、その後、第二の期間になると１倍の転送速度で転送され、最後に、第三の期間において８倍の転送速度で転送される。このように、垂直電荷転送部の駆動速度が１フレーム期間中に変化すると、ＯＢ電荷の画素領域１０１内での移動速度も図７に示したように４倍→１倍→８倍と変化する。
【００１４】
ここで、画素領域１０１の水平電荷転送部１０３側の上半分に高輝度光が入射していた図９に示すようなシーンを考える。このシーンの場合、高輝度光が入射する領域を、ＯＢ電荷は通常（第二の期間のときの移動スピード）の８倍のスピードで移動することになる。このため、ＯＢ電荷には、この高輝度光によって発生するスミア電荷があまり重畳されなくなる。
【００１５】
一般に、撮像装置では、ある列の光電変換素子から読み出した信号から、その列のスミア検出用光電変換素子から読み出した電荷に応じた信号を減算することで、スミア補正を行っている。ところが、上記のように、ＯＢ電荷にスミア電荷があまり重畳されなくなると、スミアレベルが本来の値よりも小さくなってしまい、スミア補正をしたときに、スミアを補正しきれなくなってしまう。
【００１６】
このような事態は、画素領域１０１の下半分に高輝度光が入射していた図１０に示すようなシーンでも同様に発生する。つまり、このシーンの場合は、高輝度光が入射する領域を、ＯＢ電荷は通常の４倍のスピードで移動することになる。このため、ＯＢ電荷に重畳されるスミア電荷の量は、ＯＢ電荷が８倍のスピードで転送されるときよりは多くなるが、それでも、通常のときよりは少なくなる。この結果、スミアを十分に補正できなくなってしまう。
【００１７】
このように、１フレーム期間内で駆動速度を変更する駆動を採用すると、スミア補正を精度よく実施することができない。特許文献１には、画像の中央部のみを１フィールド中に４画面分転送し、スミア補正のためのＯＢ電荷は１フィールド中の１回で転送したものを使う方法が開示されている。しかし、この方法では、明るい部分の場所によっては、ＯＢ電荷にスミア電荷がうまく重畳されないため、スミア補正を精度よく実施することができない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１８】
【特許文献１】特開２００１−６９４０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、１フレーム期間中に電荷転送速度を変更する駆動を行う場合でも、精度の高いスミア補正を行うことが可能な撮像装置及び撮像方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明の撮像装置は、列方向に並ぶ複数の画素からなる画素列を前記列方向に交差する行方向に複数並べた配置の画素、及び、前記画素に蓄積された電荷を前記列方向に転送する垂直電荷転送部が配置される画素領域と、前記垂直電荷転送部を転送されてきた電荷を前記行方向に転送する水平電荷転送部とを含む固体撮像素子を有する撮像装置であって、前記画素列の前記水平電荷転送部が設けられる側の反対側の端部には、スミアを検出するためのスミア検出用画素が設けられ、動画撮像時に、前記画素領域にある前記垂直電荷転送部の駆動速度を１フレーム期間中において変更しながら前記画素領域の各画素から信号を読み出す駆動部を備え、前記駆動部は、前記垂直電荷転送部の駆動速度の１フレーム期間中における変更方法の異なる複数のパターンから１つを選択し、選択したパターンに基づく前記駆動速度で前記垂直電荷転送部を駆動するものである。
【００２１】
本発明の撮像方法は、列方向に並ぶ複数の画素からなる画素列を前記列方向に交差する行方向に複数並べた配置の画素、及び、前記画素に蓄積された電荷を前記列方向に転送する垂直電荷転送部が配置される画素領域と、前記垂直電荷転送部を転送されてきた電荷を前記行方向に転送する水平電荷転送部とを有する固体撮像素子を用いた撮像方法であって、前記画素列の前記水平電荷転送部が設けられる側の反対側の端部には、スミアを検出するためのスミア検出用画素が設けられ、動画撮像時に、前記画素領域にある前記垂直電荷転送部の駆動速度を１フレーム期間中において変更しながら前記画素領域の各画素から信号を読み出す駆動ステップを備え、前記駆動ステップでは、前記垂直電荷転送部の駆動速度の１フレーム期間中における変更方法の異なる複数のパターンから１つを選択し、選択したパターンに基づく前記駆動速度で前記垂直電荷転送部を駆動するものである。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、１フレーム期間中に電荷転送速度を変更する駆動を行う場合でも、精度の高いスミア補正を行うことが可能な撮像装置及び撮像方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施形態を説明するための撮像装置の概略構成を示す図
【図２】図１に示すデジタルカメラにおける固体撮像素子の概略構成を示す平面模式図
【図３】図１に示すデジタルカメラが固体撮像素子の垂直電荷転送部を駆動する際の駆動速度のパターンを示す図
【図４】撮像信号を２分割にする例を示す図
【図５】図１に示したデジタルカメラのＨＤ動画撮像モード時の動作を説明するためのフローチャート
【図６】駆動パターンの変形例を示す図
【図７】一般的なＣＣＤ型固体撮像素子の構成と、この固体撮像素子のＨＤ動画撮像時の駆動方法の一例を示した図
【図８】図７に示した駆動を行ったときのＯＢ電荷の動きを説明するための図
【図９】画角の上半分に高輝度部があるシーンの例を示す図
【図１０】画角の下半分に高輝度部があるシーンの例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００２５】
図１は、本発明の一実施形態を説明するための撮像装置の概略構成を示す図である。撮像装置としては、デジタルカメラ及びデジタルビデオカメラ等の撮像装置、電子内視鏡及びカメラ付携帯電話機等に搭載される撮像モジュール、等があり、ここではデジタルカメラを例にして説明する。
【００２６】
図示するデジタルカメラの撮像系は、撮影レンズ１と、ＣＣＤ型の固体撮像素子５と、この両者の間に設けられた絞り２と、赤外線カットフィルタ３と、光学ローパスフィルタ４とを備える。
【００２７】
デジタルカメラの電気制御系全体を統括制御するシステム制御部１１は、フラッシュ発光部１２及び受光部１３を制御し、レンズ駆動部８を制御して撮影レンズ１の位置をフォーカス位置に調整したりズーム調整を行ったりし、絞り駆動部９を介し絞り２の開口量を制御して露光量調整を行う。
【００２８】
また、システム制御部１１は、撮像素子駆動部１０を介して固体撮像素子５を駆動し、撮影レンズ１を通して撮像した被写体像を撮像信号として出力させる。システム制御部１１には、操作部１４を通してユーザからの指示信号が入力される。
【００２９】
デジタルカメラの電気制御系は、更に、固体撮像素子５の出力に接続された相関二重サンプリング処理等のアナログ信号処理を行うアナログ信号処理部６と、このアナログ信号処理部６から出力されたＲＧＢの色信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路７とを備え、これらはシステム制御部１１によって制御される。
【００３０】
更に、このデジタルカメラの電気制御系は、メインメモリ１６と、メインメモリ１６に接続されたメモリ制御部１５と、補間演算やガンマ補正演算，ＲＧＢ／ＹＣ変換処理等を行って画像データを生成するデジタル信号処理部１７と、デジタル信号処理部１７で生成された画像データをＪＰＥＧ形式に圧縮したり圧縮画像データを伸張したりする圧縮伸張処理部１８と、固体撮像素子５から出力された撮像信号の輝度分布を算出する輝度算出部１９と、着脱自在の記録媒体２１が接続される外部メモリ制御部２０と、カメラ背面等に搭載された液晶表示部２３が接続される表示制御部２２とを備える。メモリ制御部１５、デジタル信号処理部１７、圧縮伸張処理部１８、輝度算出部１９、外部メモリ制御部２０、及び表示制御部２２は、制御バス２４及びデータバス２５によって相互に接続され、システム制御部１１からの指令によって制御される。
【００３１】
図２は、図１に示すデジタルカメラにおける固体撮像素子５の概略構成を示す平面模式図である。図２に示すように、固体撮像素子５は、画素領域５１と、水平電荷転送部（ＨＣＣＤ）５３と、出力部５４とを備える。
【００３２】
画素領域５１は、複数の画素（５１ａ，５１ｂ）と、垂直電荷転送部５１ｃとを備える。
【００３３】
複数の画素は、画素領域５１の行方向Ｘとこれに交差する（図の例では直交する）列方向Ｙに二次元状（図の例では正方格子状）に配置されている。画素５１ａと画素５１ｂは、それぞれ、例えば半導体基板内に形成されたフォトダイオードである。
【００３４】
図２の例では、複数の画素は、行方向Ｘに並ぶ複数の画素からなる画素行を、列方向Ｙに複数並べた配置となっている。そして、この画素行のうち、画素領域５１の水平電荷転送部５３側とは反対側の端部にある数行（図２の例では１行）の各画素が、スミアを検出するためのスミア検出用画素５１ｂとなっている。スミア検出用画素５１ｂが配置された領域がＯＢ領域５２となっている。スミア検出用画素５１ｂ以外の画素を画素５１ａという。
【００３５】
各画素の上方には図示しない遮光膜が形成されており、画素５１ａ上方の遮光膜には開口が形成されており、スミア検出用画素５１ｂの上方の遮光膜には開口が形成されていない。
【００３６】
垂直電荷転送部５１ｃは、ＣＣＤで構成されており、各画素に蓄積された電荷を読み出して列方向Ｙに転送する。垂直電荷転送部５１ｃは、列方向Ｙに並ぶ複数の画素からなる各画素列に対応して（図２の例では右側部に）設けられている。
【００３７】
なお、ここでは、スミア検出用画素５１ｂを形成すべき領域にフォトダイオードを設け、このフォトダイオード上方の遮光膜に開口を設けないことでスミア検出用画素５１ｂを構成している。しかし、スミアは、垂直電荷転送部５１ｃにて主に発生するものである。このため、スミア検出用画素５１ｂは、スミア検出用画素５１ｂを形成すべき領域にフォトダイオードを設けず、半導体基板のままとした構成であってもよい。
【００３８】
この場合、スミア検出用画素５１ｂから垂直電荷転送部５１ｃに電荷を読み出すことはできない。このため、この場合には、スミア検出用画素５１ｂに対応する垂直電荷転送部５１ｃの当該スミア検出用画素５１ｂに隣接する位置に、電荷を蓄積するパケットを形成し、このパケットに蓄積される電荷を、当該スミア検出用画素５１ｂから読み出した電荷として扱う。
【００３９】
画素領域５１は、実際の素子では分かれていないが、便宜上、領域５１ｄと、領域５１ｅと、領域５１ｆとの３つに分けることができる。
【００４０】
領域５１ｅは、画素領域５１の中央部に設定された領域であり、ＨＤ動画データ（例えば、横１９２０×縦１０８０の画像データ）を生成するために少なくとも必要な信号を得るための画素５１ａが配置された領域である。例えば、各画素行に含まれる画素の数を１９２０個としたとき、画素領域５１にある全ての画素行のうち、１０８０個の画素行が配置される領域を領域５１ｅとする。
【００４１】
領域５１ｄは、水平電荷転送部５３と領域５１ｅとの間にある各画素５１ａが配置された領域である。領域５１ｄには、画素５１ａからなる画素行が１つ以上含まれる。
【００４２】
領域５１ｆは、画素領域５１のうち、領域５１ｄと領域５１ｅを除く領域である。領域５１ｆには、スミア検出用画素５１ｂからなる画素行が少なくとも１つと、画素５１ａからなる画素行が１つ以上含まれる。
【００４３】
水平電荷転送部５３は、複数の垂直電荷転送部５１ｃを転送されてきた電荷を行方向Ｘに転送する。
【００４４】
出力部５４は、水平電荷転送部５３を転送されてきた電荷を、その電荷量に応じた信号に変換して出力する。
【００４５】
以上のような固体撮像素子５を搭載するデジタルカメラは、静止画撮像モードと、ＨＤ動画撮像モードとを有する。
【００４６】
静止画撮像モードは、画素領域５１にある全ての画素５１ａから読み出した信号の一部又は全部を処理して静止画像データを生成し、記録媒体２１に記録するモードである。
【００４７】
ＨＤ動画撮像モードは、領域５１ｅにある全ての画素５１ａから読み出した信号の一部又は全部を処理してＨＤ画質の画像データを生成し、記録媒体２１に記録するモードである。
【００４８】
このデジタルカメラでは、ＨＤ動画撮像モード時に、撮像素子駆動部１０が、動画撮像の１フレーム期間において、垂直電荷転送部５１ｃの駆動速度（ＣＣＤの駆動周波数）を変更しながら信号の読み出しを行うことで、フレームレートを向上させている。撮像素子駆動部１０は、ＨＤ動画撮像を開始すると、例えば複数フレーム毎に、垂直電荷転送部５１ｃの駆動速度の設定を行う。
【００４９】
垂直電荷転送部５１ｃの駆動速度の設定パターンとしては、後述する４つのパターンがある。撮像素子駆動部１０が、画素領域５１にある各画素から水平電荷転送部５３に電荷を読み出す期間を、その開始時点から第一の期間と第二の期間と第三の期間の順に分け、各期間における垂直電荷転送部５１ｃの駆動速度を独立に設定する点は、全てのパターンに共通となっている。
【００５０】
第一の期間は、画素領域５１の各画素から垂直電荷転送路５１ｃに読み出した電荷の列方向Ｙへの転送開始時点から、領域５１ｄにある各画素に蓄積された全ての電荷を、水平電荷転送部５３に転送し終わるまでの期間である。
【００５１】
第二の期間は、第一の期間終了時点から、領域５１ｅの各画素から読み出された全ての電荷を水平電荷転送部５３に転送し終わるまでの期間である。
【００５２】
第三の期間は、第二の期間終了時点から、領域５１ｆの各画素から読み出された全ての電荷を水平電荷転送部５３に転送し終わるまでの期間である。
【００５３】
なお、第一の期間と第三の期間では、領域５１ｄ、領域５１ｆにある各画素から読み出された電荷の全てを水平電荷転送部５３に転送しなくてもよい。つまり、第一の期間は、領域５１ｄに含まれる光電変換素子行のうち水平電荷転送部５３側から数えて一部の光電変換素子行のみから読み出された電荷を水平電荷転送部５３に転送する期間としてもよい。同様に、第三の期間も、領域５１ｆに含まれる光電変換素子行のうちＯＢ領域５２側から数えて一部の光電変換素子行（ただし、全てのスミア検出用画素５１ｂは必ず含むようにする）のみから読み出された電荷を水平電荷転送部５３に転送する期間としてもよい。このようにしたときには、第一の期間と第三の期間で水平電荷転送部５３に転送しない電荷を、第二の期間において水平電荷転送部５３に転送するようにすればよい。
【００５４】
以下、４つのパターンについて説明する。以下では、画素領域５１には２５６０個の画素行が存在し、領域５１ｄには７４０個の画素行が存在し、領域５１ｅには１０８０個の画素行が存在し、領域５１ｆには７４０個の画素行が存在するものとして説明する。図３は、４つのパターンを説明するための図である。
【００５５】
＜パターン（１）＞
このパターンでは、撮像素子駆動部１０が、第二の期間と第三の期間における垂直電荷転送部５１ｃの駆動周波数を通常時の値（画質が最適となるような所定値）とし、第一の期間における垂直電荷転送部５１ｃの駆動周波数を通常時よりも高い値（例えば通常時の４倍）とする。
【００５６】
第一の期間では、領域５１ｄにある各画素から読み出された電荷を水平電荷転送部５３に転送する。
【００５７】
第二の期間では、領域５１ｅにある各画素と、領域５１ｆにある画素行のうちの一部、例えば水平電荷転送部５３側から数えて４５０個目までの画素行の各画素とから読み出された電荷を、水平電荷転送部５３に転送する。
【００５８】
第三の期間では、領域５１ｆにある画素行のうち、水平電荷転送部５３側から数えて４５１個目以降の画素行の各画素から読み出された電荷を、水平電荷転送部５３に転送する。
【００５９】
なお、第三の期間における駆動周波数は、第一の期間における駆動周波数よりも低い値であれば、通常時の値より高い値であってもよい。
【００６０】
＜パターン（２）＞
このパターンでは、撮像素子駆動部１０が、第一の期間と第二の期間における垂直電荷転送部５１ｃの駆動周波数を通常時の値とし、第三の期間における垂直電荷転送部５１ｃの駆動周波数を通常時よりも高い値（例えば通常時の４倍）とする。
【００６１】
第一の期間では、領域５１ｄにある画素行のうちの一部、例えば水平電荷転送部５３側から数えて４５０個目までの画素行の各画素から読み出された電荷を水平電荷転送部５３に転送する。
【００６２】
第二の期間では、領域５１ｄにある画素行のうちの残りである、水平電荷転送部５３側から数えて４５１個目以降の画素行の各画素から読み出された電荷と、領域５１ｅにある各画素から読み出された電荷とを、水平電荷転送部５３に転送する。
【００６３】
第三の期間では、領域５１ｆにある各画素から読み出された電荷を水平電荷転送部５３に転送する。
【００６４】
なお、第一の期間における駆動周波数は、第三の期間における駆動周波数よりも低い値であれば、通常時の値より高い値であってもよい。
【００６５】
＜パターン（３）＞
このパターンでは、撮像素子駆動部１０が、第二の期間における垂直電荷転送部５１ｃの駆動周波数を通常の値とし、第一の期間における垂直電荷転送部５１ｃの駆動周波数を通常時よりも高い値（例えば通常時の４倍）とし、第三の期間における垂直電荷転送部５１ｃの駆動周波数を第一の期間の駆動周波数と同じにする。また、第一の期間の長さと第三の期間の長さを同じにする。
【００６６】
第一の期間では、領域５１ｄにある画素行のうちの一部、水平電荷転送部５３側から数えて例えば４５０個目までの画素行の各画素から読み出された電荷を水平電荷転送部５３に転送する。
【００６７】
第三の期間では、領域５１ｆにある画素行のうちの一部、水平電荷転送部５３側の反対側から数えて例えば４５０個目までの画素行の各画素から読み出された電荷を水平電荷転送部５３に転送する。
【００６８】
第二の期間では、第一の期間と第三の期間で転送されなかった電荷（領域５１ｄにある画素行の水平電荷転送部５３側から数えて４５１個目以降の画素行の各画素から読み出された電荷と、領域５１ｅにある各画素から読み出された電荷と、領域５１ｆにある画素行の水平電荷転送部５３側から数えて２９０個目までの画素行の各画素から読み出された電荷）を水平電荷転送部５３に転送する。
【００６９】
＜パターン（４）＞
このパターンは、パターン（３）に対して第一の期間と第三の期間をそれぞれ同一時間だけ延ばしたパターンである。
【００７０】
第一の期間では、領域５１ｄにある各画素から読み出した電荷を水平電荷転送部５３に転送する。
【００７１】
第二の期間では、領域５１ｅにある各画素から読み出した電荷を水平電荷転送部５３に転送する。
【００７２】
第三の期間では、領域５１ｆにある各画素から読み出した電荷を水平電荷転送部５３に転送する。
【００７３】
なお、パターン（４）は、パターン（３）に対して第一の期間と第三の期間における駆動周波数を更に高く（例えば通常時の８倍）したパターン（５）であってもよい。
【００７４】
また、パターン（４）は、パターン（３）に対して、第一の期間と第三の期間をそれぞれ同一時間だけ延ばし、第一の期間と第三の期間における駆動周波数を更に高く（例えば通常時の８倍）したパターン（６）であってもよい。
【００７５】
パターン（１）では、ＯＢ領域５２の各画素５１ｂから読み出された電荷が、画素領域５１の水平電荷転送部５３に近い位置では通常時の速度で垂直電荷転送部５１ｃを移動する。このため、図８に示したように、画素領域５１の水平電荷転送部５３側の上半分に高輝度光が入射しているときでも、この高輝度光によるスミア電荷を、当該電荷に十分に重畳させることができる。したがって、パターン（１）は、図８に示したように、被写体の上半分に高輝度部があるときにスミア補正に有利なパターンとなっている。
【００７６】
パターン（２）では、ＯＢ領域５２の各画素５１ｂから読み出された電荷が、画素領域５１のＯＢ領域５２に近い位置では通常時の速度で垂直電荷転送部５１ｃを移動する。このため、図９に示したように、画素領域５１の下半分に高輝度光が入射しているときでも、この高輝度光によるスミア電荷を、当該電荷に十分に重畳させることができる。したがって、パターン（２）は、図９に示したように、被写体の下半分に高輝度部があるときにスミア補正に有利なパターンとなっている。
【００７７】
パターン（３）は、被写体の上下又は被写体中央に高輝度部が存在しているときに適したパターンである。被写体上下又は被写体中央に高輝度部が存在しているときは、第一の期間と第三の期間における駆動周波数を通常時の値にしておくことがスミア補正精度を向上させる上では好ましい。しかし、このようにしてしまうと、フレームレートを向上させることができない。
【００７８】
そこで、パターン（３）では、第一の期間と第三の期間を同じ長さとし、かつ、それぞれの駆動周波数を同じ値（ただし通常時より高い値）にしている。このようにした場合、ＯＢ領域５２の各画素５１ｂから読み出された電荷は、画素領域５１のＯＢ領域５２に近い位置と、水平電荷転送部５３に近い位置とで通常時よりも速い速度で移動することになる。しかし、例えば高輝度部が領域５１ｄと領域５１ｆにあったときには、当該電荷には、領域５１ｆを高速移動するときと、領域５１ｄを高速移動するときとの２回にわたってスミア電荷が重畳される。このため、当該電荷の移動速度が多少速くても、スミア電荷を十分に得ることができる。
【００７９】
また、パターン（３）では、ＯＢ領域５２の各画素５１ｂから読み出された電荷が、領域５１ｅにおいては通常時の速度で移動する。しかも、この通常時の速度で移動する時間は、パターン（１）、（２）に比べて長くなっている。このため、この領域において十分にスミア電荷を重畳させることができる。したがって、例えば高輝度部が領域５１ｅにあったときでも、スミア補正を精度よく行うことができる。
【００８０】
パターン（４）〜（６）は、被写体に高輝度部が存在していないときに適したパターンである。パターン（３）では、被写体中央に高輝度部があった場合や、被写体上下に高輝度部があった場合に対応するために、第二の期間を長めにとり、第一の期間と第三の期間の駆動周波数をあまり高くしないようにしている。これに対し、高輝度部が存在しない場合には、このような制約はなくなる。
【００８１】
パターン（４）では、パターン（３）に対し、第二の期間を短くして、その分、第一の期間と第三の期間を多くとっているため、フレームレートを向上させることができる。
【００８２】
パターン（５）では、パターン（３）に対し、第一の期間と第三の期間の駆動周波数を倍に設定しているため、フレームレートを向上させることができる。
【００８３】
パターン（６）では、パターン（３）に対して、第二の期間を短くして、その分、第一の期間と第三の期間を多くとり、さらに第一の期間と第三の期間の駆動周波数を倍に設定しているため、フレームレートを向上させることができる。
【００８４】
撮像素子駆動部１０は、輝度算出部１９の算出結果に応じて、パターン（１）と、パターン（２）と、パターン（３）と、パターン（４）〜（６）のいずれかと、から１つを選択して設定する。
【００８５】
輝度算出部１９は、例えば複数フレーム毎に、そのフレームで固体撮像素子５から出力された撮像信号を取得し、この撮像信号の輝度分布を算出する。例えば、図４に示すように、取得した撮像信号を列方向に均等に２つに分割する。分割したエリアのうち、デジタルカメラの画角の上半分に対応するエリアをエリアＡとし、画角の下半分に対応するエリアをエリアＢとする。このデジタルカメラでは、固体撮像素子５を図２に示したように、水平電荷転送部５３を地面に対して平行にし、かつ、ＯＢ領域５２を地面側に向けた状態で、被写体を撮像することを前提としている。このため、図４に示したエリアＡ（言い換えると、画素領域５１を列方向に均等に２分割したときの、水平電荷転送部５３側のエリアの各画素から得られた信号）が、デジタルカメラの画角の上半分を撮像して得られた信号となり、エリアＢ（言い換えると、画素領域５１を列方向に均等に２分割したときの、ＯＢ領域５２側のエリアの各画素から得られた信号）が、デジタルカメラの画角の下半分を撮像して得られた信号となる。
【００８６】
そして、輝度算出部１９は、あるフレームで固体撮像素子５の全画素から得られた撮像信号を取得し、エリアＡにある撮像信号の輝度の平均値と、エリアＢにある撮像信号の輝度の平均値とを算出する。
【００８７】
システム制御部１１は、輝度算出部１９で算出されたエリアＡ，Ｂの平均輝度に基づいて１つのパターンを設定する。この設定に基づいて、撮像素子駆動部１０が固体撮像素子５を駆動する。
【００８８】
デジタル信号処理部１７は、ＨＤ動画撮像モード時、システム制御部１１で設定されたパターンに基づく駆動で固体撮像素子５から出力された撮像信号を取得し、画素領域５１にある同一の垂直電荷転送部５１ｃから読み出された信号のうち、スミア検出用画素５１ｂから読み出された信号を第一の信号とし、第一の信号以外を第二の信号としたとき、第二の信号から第一の信号を減算してスミア成分を除去するスミア補正処理も行う。
【００８９】
次に、システム制御部１１が１つのパターンを設定する際の具体的な処理内容について説明する。システム制御部１１は、この処理を、ＨＤ動画撮像モードが開始されると、複数フレーム毎に実施する。例えば、システム制御部１１は、ＨＤ動画撮像モードの初期状態では、パターン（４）を設定しておく。そして、例えば１０フレーム目の撮像が実施されると、その撮像によって得られる撮像信号から輝度値を算出させ、その輝度値に基づいて新たなパターンを再設定する。再設定したパターンに基づく駆動は、例えば１２フレーム目の撮像（処理的に間に合うフレームの撮像）から適用される。
【００９０】
図５は、図１に示したデジタルカメラのＨＤ動画撮像モード時の動作を説明するためのフローチャートである。ＨＤ動画撮像モードが設定されると、パターン（４）に基づいて固体撮像素子５の駆動が開始され、撮像が開始される。１０フレーム目の撮像が終了すると、その撮像により得られた撮像信号が輝度算出部１９によって取得される。そして、ここで、エリアＡの平均輝度値とエリアＢの平均輝度値が算出される（ステップＳ１）。
【００９１】
次に、システム制御部１１は、エリアＡの平均輝度値とエリアＢの平均輝度値と差の絶対値が閾値ｔ１未満か否か（エリアＡの平均輝度値とエリアＢの平均輝度値とがほぼ等しいか否か）を判定する（ステップＳ２）。ステップＳ２の判定がＹＥＳのとき、システム制御部１１は、エリアＡの平均輝度値とエリアＢの平均輝度値がそれぞれ閾値ｔ２未満か否かを判定する（ステップＳ８）。閾値ｔ２は、平均輝度値がこの値以上になると、スミアが発生して画質に影響を与えてしまう値である。
【００９２】
ステップＳ８において、エリアＡの平均輝度値とエリアＢの平均輝度値の各々が閾値ｔ２未満であったとき（ステップＳ８：ＹＥＳ）、このときは、被写体に高輝度部が存在していないと判断できるため、システム制御部１１は、パターン（４）〜（６）のいずれかを設定する（ステップＳ１０）。
【００９３】
ステップＳ８において、エリアＡの平均輝度値とエリアＢの平均輝度値のいずれかが閾値ｔ２以上であったとき（ステップＳ８：ＮＯ）、このときは、被写体の上下又は中央に高輝度部が存在していると判断できるため、システム制御部１１は、パターン（３）を設定する（ステップＳ９）。
【００９４】
ステップＳ２の判定がＮＯのとき、システム制御部１１は、エリアＡの平均輝度値がエリアＢの平均輝度値よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ３）。（エリアＡの平均輝度値）＞（エリアＢの平均輝度値）であった場合（ステップＳ３：ＹＥＳ）、システム制御部１１は、エリアＡの平均輝度値が閾値ｔ２以上か否かを判定する（ステップＳ４）。
【００９５】
ステップＳ４の判定がＮＯのとき、このときは、被写体に高輝度部が存在していないと判断できるため、システム制御部１１は、パターン（４）〜（６）のいずれかを設定する（ステップＳ１０）。
【００９６】
ステップＳ４の判定がＹＥＳのとき、このときは、被写体の上半分に高輝度部が存在していると判断できるため、システム制御部１１は、パターン（１）を設定する（ステップＳ５）。
【００９７】
ステップＳ３において、（エリアＡの平均輝度値）＜（エリアＢの平均輝度値）であった場合（ステップＳ３：ＮＯ）、システム制御部１１は、エリアＢの平均輝度値が閾値ｔ２以上か否かを判定する（ステップＳ６）。
【００９８】
ステップＳ６の判定がＮＯのとき、このときは、被写体に高輝度部が存在していないと判断できるため、システム制御部１１は、パターン（４）〜（６）のいずれかを設定する（ステップＳ１０）。
【００９９】
ステップＳ６の判定がＹＥＳのとき、このときは、被写体の下半分に高輝度部が存在していると判断できるため、システム制御部１１は、パターン（２）を設定する（ステップＳ７）。
【０１００】
以上のように、このデジタルカメラによれば、被写体の輝度分布に応じた最適なパターンで固体撮像素子５を駆動することができる。このため、被写体の明るい部分の位置に関わらず、スミア補正を常に精度よく実施することができる。
【０１０１】
なお、図５に示したフローチャートにおいて、ステップＳ８は省略してもよい。つまり、ステップＳ２：ＹＥＳの後、ステップＳ９に処理を移行してもよい。
【０１０２】
また、ステップＳ４，Ｓ６，Ｓ８，Ｓ１０を省略し、ステップＳ３：ＹＥＳの後にステップＳ５に移行し、ステップＳ３：ＮＯの後にステップＳ７に移行し、ステップＳ２：ＹＥＳの後にステップＳ９に処理を移行するフローとしてもよい。
【０１０３】
また、このデジタルカメラが、固体撮像素子５の前方に設けられ、被写体像を列方向に反転させて固体撮像素子５に結像させる光学部（プリズム等）を備える場合には、被写体に存在している高輝度部の位置が、画素領域５１上では上下反転することになる。このため、図４に示したエリアＡとエリアＢの位置は逆転する。この場合には、パターン（１）とパターン（２）を、それぞれ、第一の期間の駆動周波数と第三の期間の駆動周波数とを逆にした図６に示したパターンに変更しておく。これにより、図５に示したままのフローで、被写体の輝度に応じて最適なモードを設定することができる。
【０１０４】
また、以上の説明では、ＨＤ動画撮像モード時に、被写体の輝度分布に応じて駆動パターンを変更するものとしたが、この駆動方法は、固体撮像素子５から出力される撮像信号の総数の一部を利用して動画を生成する動画撮像モードであれば、同様に適用することができる。
【０１０５】
以上説明してきたように、本明細書には次の事項が開示されている。
【０１０６】
開示された撮像装置は、列方向に並ぶ複数の画素からなる画素列を前記列方向に交差する行方向に複数並べた配置の画素、及び、前記画素に蓄積された電荷を前記列方向に転送する垂直電荷転送部が配置される画素領域と、前記垂直電荷転送部を転送されてきた電荷を前記行方向に転送する水平電荷転送部とを含む固体撮像素子を有する撮像装置であって、前記画素列の前記水平電荷転送部が設けられる側の反対側の端部には、スミアを検出するためのスミア検出用画素が設けられ、動画撮像時に、前記画素領域にある前記垂直電荷転送部の駆動速度を１フレーム期間中において変更しながら前記画素領域の各画素から信号を読み出す駆動部を備え、前記駆動部は、前記垂直電荷転送部の駆動速度の１フレーム期間中における変更方法の異なる複数のパターンから１つを選択し、選択したパターンに基づく前記駆動速度で前記垂直電荷転送部を駆動するものである。
【０１０７】
この構成により、例えば撮影シーンに応じて駆動速度の変更パターンを変えることができる。この結果、高輝度被写体の位置によって最適なパターンを選択することで、高輝度被写体の位置によって画質が劣化するのを防ぐことが可能となる。
【０１０８】
開示された撮像装置は、前記駆動部によって前記画素領域から読み出された１フレーム分の信号の輝度分布を算出する輝度分布算出部を備え、前記駆動部は、前記複数のパターンの中から、前記輝度分布算出部で算出された輝度分布に応じたパターンを選択するものである。
【０１０９】
この構成により、例えばスミアが発生している位置に応じて駆動速度のパターンを変更することができる。このため、スミア補正を正確に実施することができる。
【０１１０】
開示された撮像装置は、前記画素領域を、前記水平電荷転送部側から順に第一の領域と第二の領域と第三の領域とに分けるものとし、前記第二の領域は、動画を生成するために少なくとも必要な信号を得るための画素が配置された領域であり、前記駆動部は、前記画素領域にある各画素から前記垂直電荷転送部に読み出した電荷を前記水平電荷転送部に転送する期間を、その開始時点から第一の期間と第二の期間と第三の期間の順に分けて各期間における前記駆動速度を制御するものであり、前記第二の期間は、前記第二の領域を少なくとも含む領域の前記画素に蓄積された電荷を前記水平電荷転送部に転送する期間であり、前記複数のパターンが、前記第一の期間の駆動速度を第一の速度とし、前記第二の期間の駆動速度を前記第一の速度より遅い第二の速度とし、前記第三の期間の駆動速度を前記第二の速度以上でかつ前記第一の速度より小さい第三の速度とした第一のパターンと、前記第一の期間の駆動速度を前記第三の速度とし、前記第二の期間の駆動速度を前記第二の速度とし、前記第三の期間の駆動速度を前記第一の速度とした第二のパターンとを含むものである。
【０１１１】
この構成により、スミア検出用画素に蓄積された電荷が輝度の高い領域を通るときには、第三の速度でこの電荷を転送することができる。第三の速度は、第一の速度よりは小さいものであるため、この電荷に重畳されるスミア成分が少なくなるのを防ぐことができる。したがって、スミア補正を正確に実施することができる。
【０１１２】
開示された撮像装置は、前記固体撮像素子の前方に設けられ、被写体像を反転させて前記固体撮像素子に結像させる光学部を備え、前記画素領域を、前記水平電荷転送部側から順に第一の領域と第二の領域と第三の領域とに分けるものとし、前記第二の領域は、動画を生成するために少なくとも必要な信号を得るための画素が配置された領域であり、前記駆動部は、前記画素領域にある各画素から前記垂直電荷転送部に読み出した電荷を前記水平電荷転送部に転送する期間を、その開始時点から第一の期間と第二の期間と第三の期間の順に分けて各期間における前記駆動速度を制御するものであり、前記第二の期間は、前記第二の領域を少なくとも含む領域の前記画素に蓄積された電荷を前記水平電荷転送部に転送する期間であり、前記複数のパターンが、前記第三の期間の駆動速度を第一の速度とし、前記第二の期間の駆動速度を前記第一の速度より遅い第二の速度とし、前記第一の期間の駆動速度を前記第二の速度以上でかつ前記第一の速度より小さい第三の速度とした第一のパターンと、前記第一の期間の駆動速度を第一の速度とし、前記第二の期間の駆動速度を前記第一の速度よりも遅い第二の速度とし、前記第三の期間の駆動速度を前記第二の速度以上でかつ前記第一の速度より小さい第三の速度とした第二のパターンとを含むものである。
【０１１３】
開示された撮像装置は、前記第一のパターン及び前記第二のパターンにおける前記第三の速度が前記第二の速度と同じであるものである。
【０１１４】
開示された撮像装置は、前記複数のパターンが、前記第一の期間及び前記第三の期間の各々の駆動速度を前記第一の速度にすると共に、前記第一の期間と前記第三の期間のそれぞれの長さを同じにした第三のパターンを含むものである。
【０１１５】
開示された撮像装置は、前記複数のパターンが、前記第一の期間と前記第三の期間のそれぞれの長さを前記第三のパターンよりも長くした第四のパターンを含むものである。
【０１１６】
開示された撮像装置は、前記複数のパターンが、前記第一の期間と前記第三の期間のそれぞれの前記駆動速度を前記第三のパターンよりも速くした第四のパターンを含むものである。
【０１１７】
開示された撮像装置は、前記複数のパターンが、前記第一の期間と前記第三の期間のそれぞれの長さを前記第三のパターンよりも長くし、かつ、前記第一の期間と前記第三の期間のそれぞれの前記駆動速度を前記第三のパターンよりも速くした第四のパターンを含むものである。
【０１１８】
開示された撮像装置は、前記輝度分布算出部が、前記１フレーム分の信号を前記列方向に２つに分割して各分割エリアの信号の輝度を算出するものであり、前記駆動部が、前記２つの分割エリアのうち、画角の上半分に対応するエリアの信号の輝度が相対的に高い場合は前記第一のパターンを設定し、前記２つの分割エリアのうち、画角の下半分に対応するエリアの信号の輝度が相対的に高い場合は、前記第二のパターンを設定するものである。
【０１１９】
開示された撮像装置は、前記輝度分布算出部が、前記１フレーム分の信号を前記列方向に２つに分割して各分割エリアの信号の輝度を算出するものであり、前記駆動部は、前記２つの分割エリアのうち、画角の上半分に対応するエリアの信号の輝度が相対的に高い場合は前記第一のパターンを設定し、前記２つの分割エリアのうち、画角の下半分に対応するエリアの信号の輝度が相対的に高い場合は前記第二のパターンを設定し、前記２つの分割エリアの信号の輝度同士の差が第一の閾値未満であった場合は、前記第三のパターンを設定するものである。
【０１２０】
開示された撮像装置は、前記輝度分布算出部が、前記１フレーム分の信号を前記列方向に２つに分割して各分割エリアの信号の輝度を算出するものであり、前記駆動部は、前記２つの分割エリアのうち、画角の上半分に対応するエリアの信号の輝度が相対的に高い場合は前記第一のパターンを設定し、前記２つの分割エリアのうち、画角の下半分に対応するエリアの信号の輝度が相対的に高い場合は前記第二のパターンを設定し、前記２つの分割エリアの信号の輝度同士の差が第一の閾値未満であった場合は前記第三のパターンを設定し、前記２つの分割エリアの信号の輝度がそれぞれ第二の閾値未満であった場合は前記第四のパターンを設定するものである。
【０１２１】
開示された撮像装置は、前記画素領域にある同一の前記垂直電荷転送部から読み出された信号のうち、前記スミア検出用画素から読み出された信号を第一の信号とし、前記第一の信号以外を第二の信号としたとき、前記第二の信号から前記第一の信号を減算してスミア成分を除去するスミア補正を行うスミア補正部を備えるものである。
【０１２２】
開示された撮像装置は、前記動画撮像がＨＤ動画撮像であるものである。
【０１２３】
開示された撮像方法は、列方向に並ぶ複数の画素からなる画素列を前記列方向に交差する行方向に複数並べた配置の画素、及び、前記画素に蓄積された電荷を前記列方向に転送する垂直電荷転送部が配置される画素領域と、前記垂直電荷転送部を転送されてきた電荷を前記行方向に転送する水平電荷転送部とを有する固体撮像素子を用いた撮像方法であって、前記画素列の前記水平電荷転送部が設けられる側の反対側の端部には、スミアを検出するためのスミア検出用画素が設けられ、動画撮像時に、前記画素領域にある前記垂直電荷転送部の駆動速度を１フレーム期間中において変更しながら前記画素領域の各画素から信号を読み出す駆動ステップを備え、前記駆動ステップでは、前記垂直電荷転送部の駆動速度の１フレーム期間中における変更方法の異なる複数のパターンから１つを選択し、選択したパターンに基づく前記駆動速度で前記垂直電荷転送部を駆動するものである。
【０１２４】
開示された撮像方法は、前記駆動ステップで前記画素領域から読み出された１フレーム分の信号の輝度分布を算出する輝度分布算出ステップを備え、前記駆動ステップでは、前記複数のパターンの中から、前記輝度分布算出ステップで算出された輝度分布に応じたパターンを選択するものである。
【符号の説明】
【０１２５】
５  固体撮像素子
１０  撮像素子駆動部
５１  画素領域
５１ａ  画素
５１ｂ  スミア検出用画素
５１ｃ  垂直電荷転送部
５３  水平電荷転送部
５４  出力部
１９  輝度分布算出部
【図１】
2011193370.tif 000003
【図２】
2011193370.tif 000004
【図３】
2011193370.tif 000005
【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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