(57)【要約】【課題】誤補正がなくスミア成分を高精度に検出する。【解決手段】垂直ＣＣＤと直交する偏光成分のみ透過する偏光フィルタ１を通して撮像したスミアが顕著な画像データＡと、垂直ＣＣＤに平行な偏光成分のみ透過する偏光フィルタ２を通して撮像したスミアが少ない画像データＢと、偏光フィルタなしの通常状態で撮像した画像データＣをＣＣＤ固体撮像素子３で連続的に撮影し、スミア補正回路４により、画像データＡから画像データＢを減算する減算処理を行って精度よくスミア成分を検出し、このスミア成分を画像データＣにフィードバックして画像データＣから減算することによってスミア成分を補正する。【選択図】図１
2011029933.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
各画素を構成する光電変換部から信号電荷が読み出されて電荷転送する電荷転送部の電荷転送方向に対して直交する偏光成分および平行な偏光成分の一方のみ透過する第１偏光フィルタを用いて第１画像を撮像する第１画像撮像ステップと、
該電荷転送部の電荷転送方向に対して直交する偏光成分および平行な偏光成分の他方  のみ透過する第２偏光フィルタを用いて第２画像を撮像する第２画像撮像ステップと、
該第１画像と第２画像を減算処理してスミア成分を検出するスミア成分検出ステップとを有するスミア検出方法。
【請求項２】
前記第１偏光フィルタと前記第２偏光フィルタの切り替えは、メカニカルシャッタ動作または撮影スタートボタン動作時に出退駆動部が行う該第１偏光フィルタの出退動作と該第２偏光フィルタの出退動作により行われる請求項１に記載のスミア検出方法。
【請求項３】
各画素を構成する光電変換部から信号電荷が読み出されて電荷転送する電荷転送部の電荷転送方向に対して直交する偏光成分および平行な偏光成分の一方のみ透過する偏光フィルタの第１偏光方向を用いて第１画像を撮像する第１画像撮像ステップと、
該電荷転送部の電荷転送方向に対して直交する偏光成分および平行な偏光成分の他方のみ透過する第２偏光方向に該偏光フィルタを回転させて第２画像を撮像する第２画像撮像ステップと、
該第１画像と該第２画像を減算処理してスミア成分を検出するスミア成分検出ステップとを有するスミア検出方法。
【請求項４】
前記第１偏光方向と前記第２偏光方向の切り替えは、メカニカルシャッタ動作または撮影スタートボタン動作時に回転駆動部が行う該第１偏光方向の位置と該第２偏光方向の位置との間の前記偏光フィルタの回転により行われる請求項２に記載のスミア検出方法。
【請求項５】
各画素を構成する光電変換部から信号電荷が読み出されて電荷転送する電荷転送部の電荷転送方向に対して直交する偏光成分および平行な偏光成分の一方のみ透過させる第１偏光フィルタと、
該電荷転送部の電荷転送方向に対して直交する偏光成分および平行な偏光成分の他方のみ透過させる第２偏光フィルタと、
該第１偏光フィルタおよび該第２偏光フィルタを撮像光路に対して交互に出退駆動する出退駆動部と、
該出退駆動部に対して、該第１偏光フィルタを撮像光路に出した後に該第１偏光フィルタを引っ込め、該第２偏光フィルタを該撮像光路に出した後に該２偏光フィルタを引っ込めるように制御する偏光フィルタ出退制御部と、
該第１偏光フィルタを用いて撮像した第１画像と、該第２偏光フィルタを用いて撮像した第２画像を減算処理してスミア成分を検出するスミア検出回路とを有するスミア検出装置。
【請求項６】
前記第１偏光フィルタと前記第２偏光フィルタの切り替えは、メカニカルシャッタ動作または撮影スタートボタン動作時に前記出退駆動部により該第１偏光フィルタの出退動作と該第２偏光フィルタの出退動作が行われる請求項５に記載のスミア検出装置。
【請求項７】
偏光フィルタと、
該偏光フィルタの偏光方向を、各画素を構成する光電変換部から信号電荷が読み出されて電荷転送する電荷転送部の電荷転送方向と直交する第１偏光方向と、該電荷転送部の電荷転送方向と平行な第２偏光方向とに切り替えるように回転駆動する回転駆動部と、
該回転駆動部に対して、撮像光路において該偏光フィルタを該第１偏光方向に設定した後に該偏光フィルタを該第２偏光方向に回転させる偏光フィルタ回転制御部と、
該偏光フィルタを該第１偏光方向に設定して撮像した第１画像と、該偏光フィルタを該第２偏光方向に設定して撮像した第２画像を減算処理してスミア成分を検出するスミア検出回路とを有するスミア検出装置。
【請求項８】
前記第１偏光方向と前記第２偏光方向の切り替えは、メカニカルシャッタ動作または撮影スタートボタン動作時に前記回転駆動部により該第１偏光方向の位置と該第２偏光方向の位置との間で前記偏光フィルタを回転させることにより行われる請求項７に記載のスミア検出装置。
【請求項９】
各画素を構成する光電変換部から信号電荷が読み出されて電荷転送する電荷転送部の電荷転送方向に対して直交する偏光成分および平行な偏光成分の一方のみ透過する第１偏光フィルタを用いて第１画像を撮像する第１画像撮像ステップと、
該電荷転送部の電荷転送方向に対して直交する偏光成分および平行な偏光成分の他方のみ透過する第２偏光フィルタを用いて第２画像を撮像する第２画像撮像ステップと、
該偏光フィルタを用いずに第３画像を撮像する第３画像撮像ステップと、
該第１画像と第２画像を減算処理してスミア成分を検出するスミア成分検出ステップと、
該検出したスミア成分を該第３画像から減算処理するスミア成分除去ステップとを有するスミア補正方法。
【請求項１０】
前記第１偏光フィルタ、前記第２偏光フィルタ、および前記偏光フィルタを用いない場合の切り替えは、メカニカルシャッタ動作または撮影スタートボタン動作時に出退駆動部が行う該第１偏光フィルタの出退動作と該第２偏光フィルタの出退動作により行われる請求項９に記載のスミア補正方法。
【請求項１１】
各画素を構成する光電変換部から信号電荷が読み出されて電荷転送する電荷転送部の電荷転送方向に対して直交する偏光成分および平行な偏光成分の一方のみ透過する偏光フィルタの第１偏光方向を用いて第１画像を撮像する第１画像撮像ステップと、
該電荷転送部の電荷転送方向に対して直交する偏光成分および平行な偏光成分の他方のみ透過する第２偏光方向に該偏光フィルタを回転させて第２画像を撮像する第２画像撮像ステップと、
該偏光フィルタを用いずに第３画像を撮像する第３画像撮像ステップと、
該第１画像と第２画像を減算処理してスミア成分を検出するスミア成分検出ステップと、
検出したスミア成分を該第３画像から減算処理するスミア成分除去ステップとを有するスミア補正方法。
【請求項１２】
前記第１偏光方向、前記第２偏光方向、および前記偏光フィルタを用いない場合の切り替えは、メカニカルシャッタ動作または撮影スタートボタン動作時に回転出退駆動部により該第１偏光方向の位置と該第２偏光方向の位置との間で前記偏光フィルタを回転させること、および前記偏光フィルタを出退させることにより行われる請求項１１に記載のスミア補正方法。
【請求項１３】
前記スミア成分除去ステップは、検出したスミア成分の絶対量を撮像感度に応じて調整し、該感度に応じて調整したスミア成分を該第３画像から減算処理する請求項９または１１に記載のスミア補正方法。
【請求項１４】
各画素を構成する光電変換部から信号電荷が読み出されて電荷転送する電荷転送部の電荷転送方向に対して直交する偏光成分および平行な偏光成分の一方のみ透過させる第１偏光フィルタと、
該電荷転送部の電荷転送方向に対して直交する偏光成分および平行な偏光成分の他方のみ透過させる第２偏光フィルタと、
該第１偏光フィルタおよび該第２偏光フィルタを撮像光路に対して交互に出退駆動する出退駆動部と、
該出退駆動部に対して、該第１偏光フィルタを該撮像光路に出した後に該第１偏光フィルタを引っ込め、該第２偏光フィルタを該撮像光路に出した後に第２偏光フィルタを引っ込めるように制御する偏光フィルタ出退制御部と、
該第１偏光フィルタを用いて撮像した第１画像と、該第２偏光フィルタを用いて撮像した第２画像を減算処理してスミア成分を検出し、該検出したスミア成分を、該偏光フィルタを用いずに撮像した第３画像から減算処理するスミア補正回路とを有するスミア補正装置。
【請求項１５】
前記第１偏光フィルタ、前記第２偏光フィルタ、および前記偏光フィルタを用いない場合の切り替えは、メカニカルシャッタ動作または撮影スタートボタン動作時に前記出退駆動部が行う該第１偏光フィルタの出退動作と該第２偏光フィルタの出退動作により行われる請求項１４に記載のスミア補正装置。
【請求項１６】
偏光フィルタと、
該偏光フィルタを撮像光路に対して出退駆動すると共に、該偏光フィルタの偏光方向を、各画素を構成する光電変換部から信号電荷が読み出されて電荷転送する電荷転送部の電荷転送方向と直交する第１偏光方向と、該電荷転送部の電荷転送方向と平行な第２偏光方向とに切り替えるように回転駆動する回転出退駆動部と、
該回転出退駆動部に対して、撮像光路において該偏光フィルタを該第１偏光方向に設定した後に該偏光フィルタを該第２偏光方向に回転し、該偏光フィルタを該撮像光路から引っ込めるように制御する偏光フィルタ回転出退制御部と、
該偏光フィルタを該第１偏光方向に設定して撮像した第１画像と、該偏光フィルタを該第２偏光方向に設定して撮像した第２画像を減算処理してスミア成分を検出し、検出したスミア成分を、該偏光フィルタを用いずに撮像した第３画像から減算処理するスミア補正回路とを有するスミア補正装置。
【請求項１７】
前記第１偏光方向、前記第２偏光方向、および前記偏光フィルタを用いない場合の切り替えは、メカニカルシャッタ動作または撮影スタートボタン動作時に前記回転出退駆動部により該第１偏光方向の位置と該第２偏光方向の位置との間で前記偏光フィルタを回転させること、および前記偏光フィルタを出退させることにより行われる請求項１６に記載のスミア補正装置。
【請求項１８】
前記スミア補正回路は、検出したスミア成分の絶対量を撮像感度に応じて調整し、該感度に応じて調整したスミア成分を該第３画像から減算処理する請求項１４または１６に記載のスミア補正装置。
【請求項１９】
被写体からの画像光を画素毎に光電変換して撮像する複数の受光部が行列方向に配設され、列方向に配設された複数の受光部毎に隣接して電荷転送する前記電荷転送部がそれぞれ設けられた固体撮像素子と、
該固体撮像素子からの撮像信号に対してスミア補正処理する請求項１４または１６に記載のスミア補正装置とを備えた固体撮像装置。
【請求項２０】
被写体からの画像光を画素毎に光電変換して撮像する複数の受光部が行列方向に配設され、列方向に配設された複数の受光部毎に隣接して電荷転送する前記電荷転送部がそれぞれ設けられた固体撮像素子と、
該固体撮像素子からの撮像信号からスミア成分を検出する請求項９または１１に記載のスミア検出装置とを備え、
該スミア検出装置で検出したスミア成分の絶対量を撮像感度に応じて調整し、調整したスミア成分を、該偏光フィルタを用いずに撮像した第３画像から減算処理してスミア補正処理する固体撮像装置。
【請求項２１】
請求項１９または２０に記載の固体撮像装置を画像入力デバイスとして撮像部に用いた電子情報機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被写体からの画像光を画素毎に光電変換して撮像した各撮像信号を補正する画像補正時に偏光フィルタを用いてスミア成分を検出するスミア検出装置およびこれを用いたスミア検出方法、この検出したスミア成分を用いてスミア補正するスミア補正装置およびこれを用いたスミア補正方法、このスミア補正装置を用いた固体撮像装置、この固体撮像装置を画像入力デバイスとして撮像部に用いた例えばデジタルビデオカメラおよびデジタルスチルカメラなどのデジタルカメラや、監視カメラなどの画像入力カメラ、スキャナ装置、ファクシミリ装置、テレビジョン電話装置、カメラ付き携帯電話装置などの電子情報機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の従来のＣＣＤ固体撮像装置において、非常に明るい被写体像からの光がＣＣＤに入射したときに、その被写体の光学像によって、励起された電荷が垂直シフトレジスタや周囲の画素に溢れてしまうので、これによっていわゆるスミアが発生する。
【０００３】
例えば図１１に示すように画面１００の一部に高輝度の被写体像１０１（例えば電球など）があった場合に、その高輝度の被写体像１０１を含む縦の領域１０２がその被写体像１０１の色とは別の色になって出力されるというスミアが発生する。このスミア信号は本来の撮像信号に加算されて出力されるため、このスミア信号によって画質が劣化してしまう。
【０００４】
ＣＣＤ（電荷結合素子）を用いた従来の固体撮像装置において、撮像時に入射光が光電変換部以外の電荷転送路に流入して偽信号が発生するスミア現象は、近年の高集積化による単位セルの小型化に伴い、管理すべき不良項目の中でも特に大きな比重を占めてきている。
【０００５】
このスミアの検出およびその補正方法において代表的な方法としては、図１２に示すように、デジタルカメラの映像期間に得られるスミア成分（高輝度の被写体像１０１を含む縦の領域１０２）を含む有効画素領域１１１の撮像信号から、有効画素領域１１１の周辺に配置されたスミア成分を含むＯＢ（オプティカルブラック）部１１２から得られる信号をスミア成分とみなして減算し、本来の撮像信号のみを取り出すことによってスミア補正を行うスミア補正回路が特許文献１に提案されている。このように、特許文献１では、有効画素領域１１１の周辺部分（ＯＢ部１１２）での信号出力をスミア成分として検出している。
【０００６】
図１３は、特許文献１に開示されている従来のスミア補正回路の要部構成例を示すブロック図である。
【０００７】
図１３において、従来のスミア補正回路２００は、ＣＣＤ２０１からの撮像信号はサンプルホールド回路２０２でサンプルホールドされ、さらにＡＧＣアンプ２０３を経てスミア信号の検出系に供給される。スミア信号の検出系としては、ラインメモリ２０４が用いられている。このラインメモリ２０４からの出力がスミア判定回路２０５に供給される。これによって、ブランキング期間中に存在するスミア信号のみが検出される。
【０００８】
また、ＡＧＣアンプ２０３からの撮像信号はスミア色の検出系にも供給される。この撮像信号は、まず、原色信号分離回路２０６に供給される。原色信号分離回路２０６において、撮像信号からＲ，Ｇ，Ｂの各原色信号に分離される。原色信号Ｒ，Ｇ，Ｂはホワイトバランス調整回路２０７を経てガンマ補正回路２０８に供給される。ガンマ補正回路２０８で原色信号Ｒ，Ｇ，Ｂに対してそれぞれガンマ補正が為される。
【０００９】
このように、ガンマ補正された原色信号Ｒ，Ｇ，Ｂは、色相判定回路２０９に供給される。色相判定回路２０９は、これらの原色信号Ｒ，Ｇ，Ｂ中に含まれるスミア色が判定される。このスミア色の判定信号がスミア判定回路２０５に供給される。このスミア色の判定信号とスミア信号検出信号が同時に得られたときにのみスミア補正信号が出力される。なお、色フィルタを用いたときはスミア色はＧとなる。即ち、色フィルタとしてＹｌ、Ｇ、Ｃｙからなるストライプ構造のものを使用した場合、黒ＢＫの領域内にあるスミア領域は緑Ｇのスミア色になり、赤Ｒの領域内にあるスミア領域はイエローＹｌのスミア色になって現れる。
【００１０】
このスミア判定回路２０５からのスミア補正信号は、撮像信号の減算器２１０に供給される。この減算器２１０で、ＡＧＣアンプ２０３からの撮像信号と、スミア判定回路２０５からのスミア補正信号との減算処理が行われる。これによって、出力端子２１１からは、スミア信号が除去された撮像信号の輝度信号が出力される。
【００１１】
また、このスミア補正信号は、ガンマ補正された原色信号Ｒ，Ｇ，Ｂと共に、色消し回路２１２にも供給される。この色消し回路２１２にて、スミア補正信号が得られたときのみ色消し処理が為される。このとき、出力端子２１３には色信号が出力されない。このようなスミア補正処理を、図１４（ａ）〜図１４（ｃ）を用いて説明する。
【００１２】
図１４（ａ）および図１４（ｂ）は原画像とスミア補正前の画像との関係を示している。円で囲った被写体像がスミアを起こしている領域２２１である。黒ＢＫの領域では、スミア信号も検出されないし、スミア色の原色信号Ｇも検出されないため、黒ＢＫの領域ではスミア補正は為されない。スミア領域２２２ａでは、スミア信号が検出され、スミア色の原色信号Ｇも検出される。したがって、スミア領域２２２ａでは、スミア信号の減算処理と色消し処理が行われる。よって、図１４（ｃ）に示すような補正結果となって、スミア領域２２２ａは白Ｗとなる。
【００１３】
スミア領域２２２ｂを除く赤Ｒの領域では、スミア信号もスミア色の原色信号も共に検出されないため、赤Ｒの領域では、スミア補正は為されない。スミア領域２２２ｂではスミア信号は検出されるが、この領域はイエローＹｌの画像であるため、色相判定回路２０９からはスミア色の判定信号が得られない。よって、スミア領域２２２ｂでは、スミア信号の減算処理も色消し処理も為されず、図１４（ｃ）のような補正結果となる。
【００１４】
以上により、黒ＢＫの領域内にあるスミア領域２２２ａのみスミア信号の減算処理と色消し処理が行われ、赤Ｒの領域内にあるスミア領域２２２ｂではスミア信号の減算処理も色消し処理も行われないため、スミアの過補正によって本来色がついている領域（スミア領域２２２ｂ）が色消し処理されて目立ち過ぎることもなくなって、画質の劣化が防止される。
【００１５】
一方、特許文献２では、固体撮像素子と偏光フィルタ間に水晶フィルタを設けて、水晶フィルタの厚さに応じて画素ずらし量が決定されるため、正確な画素ずらしを光学的に実現して固体撮像素子の解像度を高めるようにしたものです。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特開平４−３３４２７４号公報
【特許文献２】特開昭６１−２７０９７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
しかしながら、上記特許文献１に開示されている従来のスミア補正方法では、ＯＢ期間に存在する信号について、スミア以外のノイズ成分（ランダムノイズ等）も偽信号として認識してしまう場合があり、暗時での撮影などで信号が少なく、出力の増幅が必要な場合には、それらの偽信号も同時に増幅されてしまい、映像に誤補正されてしまうという問題があった。
【００１８】
また、特許文献２では、固体撮像素子に偏光フィルタを用いて画素ずらしを行っているだけの事例であって、スミア補正とは全く関係がありません。
【００１９】
本発明は、上記従来の問題を解決するもので、誤補正がなくスミア成分を高精度に検出することできるスミア検出装置およびスミア検出方法、この高精度に検出したスミア成分を用いて高精度にスミア補正することができるスミア補正装置およびこれを用いたスミア補正方法、このスミア補正装置を用いてスミア補正処理する固体撮像装置、この固体撮像装置を画像入力デバイスとして撮像部に用いた例えばカメラ付き携帯電話装置などの電子情報機器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】
本発明のスミア検出方法は、各画素を構成する光電変換部から信号電荷が読み出されて電荷転送する電荷転送部の電荷転送方向に対して直交する偏光成分および平行な偏光成分の一方のみ透過する第１偏光フィルタを用いて第１画像を撮像する第１画像撮像ステップと、該電荷転送部の電荷転送方向に対して直交する偏光成分および平行な偏光成分の他方  のみ透過する第２偏光フィルタを用いて第２画像を撮像する第２画像撮像ステップと、該第１画像と第２画像を減算処理してスミア成分を検出するスミア成分検出ステップとを有するものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００２１】
また、好ましくは、本発明のスミア検出方法において、前記第１偏光フィルタと前記第２偏光フィルタの切り替えは、メカニカルシャッタ動作または撮影スタートボタン動作時に出退駆動部が行う該第１偏光フィルタの出退動作と該第２偏光フィルタの出退動作により行われる。
【００２２】
本発明のスミア検出方法は、各画素を構成する光電変換部から信号電荷が読み出されて電荷転送する電荷転送部の電荷転送方向に対して直交する偏光成分および平行な偏光成分の一方のみ透過する偏光フィルタの第１偏光方向を用いて第１画像を撮像する第１画像撮像ステップと、該電荷転送部の電荷転送方向に対して直交する偏光成分および平行な偏光成分の他方のみ透過する第２偏光方向に該偏光フィルタを回転させて第２画像を撮像する第２画像撮像ステップと、該第１画像と該第２画像を減算処理してスミア成分を検出するスミア成分検出ステップとを有するものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００２３】
また、好ましくは、本発明のスミア検出方法において、前記第１偏光方向と前記第２偏光方向の切り替えは、メカニカルシャッタ動作または撮影スタートボタン動作時に回転駆動部が行う該第１偏光方向の位置と該第２偏光方向の位置との間の前記偏光フィルタの回転により行われる。
【００２４】
本発明のスミア検出装置は、各画素を構成する光電変換部から信号電荷が読み出されて電荷転送する電荷転送部の電荷転送方向に対して直交する偏光成分および平行な偏光成分の一方のみ透過させる第１偏光フィルタと、該電荷転送部の電荷転送方向に対して直交する偏光成分および平行な偏光成分の他方のみ透過させる第２偏光フィルタと、該第１偏光フィルタおよび該第２偏光フィルタを撮像光路に対して交互に出退駆動する出退駆動部と、  該出退駆動部に対して、該第１偏光フィルタを撮像光路に出した後に該第１偏光フィルタを引っ込め、該第２偏光フィルタを該撮像光路に出した後に該２偏光フィルタを引っ込めるように制御する偏光フィルタ出退制御部と、該第１偏光フィルタを用いて撮像した第１画像と、該第２偏光フィルタを用いて撮像した第２画像を減算処理してスミア成分を検出するスミア検出回路とを有するものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００２５】
また、好ましくは、本発明のスミア検出装置において、前記第１偏光フィルタと前記第２偏光フィルタの切り替えは、メカニカルシャッタ動作または撮影スタートボタン動作時に前記出退駆動部により該第１偏光フィルタの出退動作と該第２偏光フィルタの出退動作が行われる。
【００２６】
本発明のスミア検出装置は、偏光フィルタと、該偏光フィルタの偏光方向を、各画素を構成する光電変換部から信号電荷が読み出されて電荷転送する電荷転送部の電荷転送方向と直交する第１偏光方向と、該電荷転送部の電荷転送方向と平行な第２偏光方向とに切り替えるように回転駆動する回転駆動部と、該回転駆動部に対して、撮像光路において該偏光フィルタを該第１偏光方向に設定した後に該偏光フィルタを該第２偏光方向に回転させる偏光フィルタ回転制御部と、該偏光フィルタを該第１偏光方向に設定して撮像した第１画像と、該偏光フィルタを該第２偏光方向に設定して撮像した第２画像を減算処理してスミア成分を検出するスミア検出回路とを有するものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００２７】
また、好ましくは、本発明のスミア検出装置において、前記第１偏光方向と前記第２偏光方向の切り替えは、メカニカルシャッタ動作または撮影スタートボタン動作時に前記回転駆動部により該第１偏光方向の位置と該第２偏光方向の位置との間で前記偏光フィルタを回転させることにより行われる。
【００２８】
本発明のスミア補正方法は、各画素を構成する光電変換部から信号電荷が読み出されて電荷転送する電荷転送部の電荷転送方向に対して直交する偏光成分および平行な偏光成分の一方のみ透過する第１偏光フィルタを用いて第１画像を撮像する第１画像撮像ステップと、該電荷転送部の電荷転送方向に対して直交する偏光成分および平行な偏光成分の他方のみ透過する第２偏光フィルタを用いて第２画像を撮像する第２画像撮像ステップと、該偏光フィルタを用いずに第３画像を撮像する第３画像撮像ステップと、該第１画像と第２画像を減算処理してスミア成分を検出するスミア成分検出ステップと、該検出したスミア成分を該第３画像から減算処理するスミア成分除去ステップとを有するものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００２９】
また、好ましくは、本発明のスミア補正方法において、前記第１偏光フィルタ、前記第２偏光フィルタ、および前記偏光フィルタを用いない場合の切り替えは、メカニカルシャッタ動作または撮影スタートボタン動作時に出退駆動部が行う該第１偏光フィルタの出退動作と該第２偏光フィルタの出退動作により行われる。
【００３０】
本発明のスミア補正方法は、各画素を構成する光電変換部から信号電荷が読み出されて電荷転送する電荷転送部の電荷転送方向に対して直交する偏光成分および平行な偏光成分の一方のみ透過する偏光フィルタの第１偏光方向を用いて第１画像を撮像する第１画像撮像ステップと、該電荷転送部の電荷転送方向に対して直交する偏光成分および平行な偏光成分の他方のみ透過する第２偏光方向に該偏光フィルタを回転させて第２画像を撮像する第２画像撮像ステップと、該偏光フィルタを用いずに第３画像を撮像する第３画像撮像ステップと、該第１画像と第２画像を減算処理してスミア成分を検出するスミア成分検出ステップと、該検出したスミア成分を該第３画像から減算処理するスミア成分除去ステップとを有するものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００３１】
また、好ましくは、本発明のスミア補正方法において、前記第１偏光方向、前記第２偏光方向、および前記偏光フィルタを用いない場合の切り替えは、メカニカルシャッタ動作または撮影スタートボタン動作時に回転出退駆動部により該第１偏光方向の位置と該第２偏光方向の位置との間で前記偏光フィルタを回転させること、および前記偏光フィルタを出退させることにより行われる。
【００３２】
さらに、好ましくは、本発明のスミア補正方法におけるスミア成分除去ステップは、検出したスミア成分の絶対量を撮像感度に応じて調整し、該感度に応じて調整したスミア成分を該第３画像から減算処理する。
【００３３】
本発明のスミア補正装置は、各画素を構成する光電変換部から信号電荷が読み出されて電荷転送する電荷転送部の電荷転送方向に対して直交する偏光成分および平行な偏光成分の一方のみ透過させる第１偏光フィルタと、該電荷転送部の電荷転送方向に対して直交する偏光成分および平行な偏光成分の他方のみ透過させる第２偏光フィルタと、該第１偏光フィルタおよび該第２偏光フィルタを撮像光路に対して交互に出退駆動する出退駆動部と、  該出退駆動部に対して、該第１偏光フィルタを該撮像光路に出した後に該第１偏光フィルタを引っ込め、該第２偏光フィルタを該撮像光路に出した後に第２偏光フィルタを引っ込めるように制御する偏光フィルタ出退制御部と、該第１偏光フィルタを用いて撮像した第１画像と、該第２偏光フィルタを用いて撮像した第２画像を減算処理してスミア成分を検出し、該検出したスミア成分を、該偏光フィルタを用いずに撮像した第３画像から減算処理するスミア補正回路とを有するものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００３４】
また、好ましくは、本発明のスミア補正装置において、前記第１偏光フィルタ、前記第２偏光フィルタ、および前記偏光フィルタを用いない場合の切り替えは、メカニカルシャッタ動作または撮影スタートボタン動作時に前記出退駆動部が行う該第１偏光フィルタの出退動作と該第２偏光フィルタの出退動作により行われる。
【００３５】
本発明のスミア補正装置は、偏光フィルタと、該偏光フィルタを撮像光路に対して出退駆動すると共に、該偏光フィルタの偏光方向を、各画素を構成する光電変換部から信号電荷が読み出されて電荷転送する電荷転送部の電荷転送方向と直交する第１偏光方向と、該電荷転送部の電荷転送方向と平行な第２偏光方向とに切り替えるように回転駆動する回転出退駆動部と、該回転出退駆動部に対して、撮像光路において該偏光フィルタを該第１偏光方向に設定した後に該偏光フィルタを該第２偏光方向に回転し、該偏光フィルタを該撮像光路から引っ込めるように制御する偏光フィルタ回転出退制御部と、該偏光フィルタを該第１偏光方向に設定して撮像した第１画像と、該偏光フィルタを該第２偏光方向に設定して撮像した第２画像を減算処理してスミア成分を検出し、検出したスミア成分を、該偏光フィルタを用いずに撮像した第３画像から減算処理するスミア補正回路とを有するものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００３６】
また、好ましくは、本発明のスミア補正装置において、前記第１偏光方向、前記第２偏光方向、および前記偏光フィルタを用いない場合の切り替えは、メカニカルシャッタ動作または撮影スタートボタン動作時に前記回転出退駆動部により該第１偏光方向の位置と該第２偏光方向の位置との間で前記偏光フィルタを回転させること、および前記偏光フィルタを出退させることにより行われる。
【００３７】
さらに、好ましくは、本発明のスミア補正装置におけるスミア補正回路は、検出したスミア成分の絶対量を撮像感度に応じて調整し、該感度に応じて調整したスミア成分を該第３画像から減算処理する。
【００３８】
本発明の固体撮像装置は、被写体からの画像光を画素毎に光電変換して撮像する複数の受光部が行列方向に配設され、列方向に配設された複数の受光部毎に隣接して電荷転送する前記電荷転送部がそれぞれ設けられた固体撮像素子と、
該固体撮像素子からの撮像信号に対してスミア補正処理する本発明の上記スミア補正装置とを備えたものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００３９】
本発明の固体撮像装置は、被写体からの画像光を画素毎に光電変換して撮像する複数の受光部が行列方向に配設され、列方向に配設された複数の受光部毎に隣接して電荷転送する前記電荷転送部がそれぞれ設けられた固体撮像素子と、該固体撮像素子からの撮像信号からスミア成分を検出する本発明の上記スミア検出装置とを備え、該スミア検出装置で検出したスミア成分の絶対量を撮像感度に応じて調整し、調整したスミア成分を、該偏光フィルタを用いずに撮像した第３画像から減算処理してスミア補正処理するものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００４０】
本発明の電子情報機器は、本発明の上記固体撮像装置を画像入力デバイスとして撮像部に用いたであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００４１】
上記構成により、以下、本発明の作用を説明する。
【００４２】
本発明のスミア補正方法では、電荷転送部と直交する偏光成分のみ透過する第１偏光フィルタを通して撮像したスミアが顕著な第１画像と、電荷転送部に平行な偏光成分のみ透過する第２偏光フィルタを通して撮像したスミアが少ない第２画像と、第１および第２偏光フィルタなしの通常状態で撮像した第３画像とを連続的に順次撮影し、第１画像から第２画像をデータ減算する減算処理によって検出したスミア成分を、第３画像にフィードバックして第３画像のデータから減算することによって、スミア成分がなくなるスミア補正する。
【００４３】
また、本発明のスミア検出方法では、電荷転送部と直交する偏光成分のみ透過する第１偏光フィルタを通して撮像したスミアが顕著な第１画像と、電荷転送部に平行な偏光成分のみ透過する第２偏光フィルタを通して撮像したスミアが少ない第２画像とを連続的に順次撮影し、第１画像から第２画像をデータ減算する減算処理によってスミア成分を精度よく検出する。
【００４４】
これによって、ＣＣＤを利用した固体撮像装置にとって、高輝度の被写体撮像時に発生するスミア現象に対して、略同じ撮像感度の第１画像から第２画像を減算する減算処理によって従来のようなランダムノイズが相殺されることで誤補正なく、スミア成分を高精度に検出することが可能になり、この高精度に検出したスミア成分を用いて高精度にスミア補正することが可能となる。
【発明の効果】
【００４５】
以上により、本発明によれば、電荷転送部と直交する偏光成分のみ透過する第１偏光フィルタを通して撮像したスミアが顕著な第１画像と、電荷転送部に平行な偏光成分のみ透過する第２偏光フィルタを通して撮像したスミアが少ない第２画像と、偏光フィルタなしの通常状態で撮像した第３画像とを連続的に撮影し、スミア成分を精密に検出することができる。この検出したスミア成分を、第３画像にフィードバックして第３画像から減算することによって、精度よく検出したスミア成分を除く精密なスミア補正を行うことができる。
【００４６】
つまり、スミア検出用の２つの第１および第２画像は、共に第１および第２偏光フィルタを透過した入射光によって略同じ光量、略同じ撮像感度で撮像されていることから、容易にスミア信号のみを精度よく検出することができて、第１画像から第２画像を減算する減算処理で得たスミア信号には原理的にその他のノイズ成分であるランダムノイズなどは相殺されて含まれていないことから、従来のように偽信号の増幅によって通常の撮像信号を誤補正することなくスミア成分のみを精度よく除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の実施形態１における固体撮像装置の要部構成例を示すブロック図である。
【図２】図１の偏光フィルタの駆動機構の一動作例を示す図である。
【図３】図１の偏光フィルタの駆動機構の他の一動作例を示す図である。
【図４】（ａ）は図１の偏光フィルタ１とＣＣＤ固体撮像素子との関係を示す図、（ｂ）は図１の偏光フィルタ２とＣＣＤ固体撮像素子との関係を示す図である。
【図５】図１の偏光フィルタ１の配置角度を０度とした場合のＣＣＤ固体撮像素子との関係を示した図である。
【図６】図５の偏光フィルタ１の角度を９０度回転した偏光フィルタ２の場合のＣＣＤ固体撮像素子との関係を示した図である。
【図７】図５の偏光フィルタ１の角度を４５度または１３５度回転した場合のＣＣＤ固体撮像素子との関係を示した図である。
【図８】図１の偏光フィルタ１の配置角度に対する撮像感度および発生スミアの実験結果を表にした図である。
【図９】図８の実験結果をグラフ化した図である。
【図１０】本発明の実施形態２として、本発明の実施形態１のスミア補正装置を有する固体撮像装置を撮像部に用いた電子情報機器の概略構成例を示すブロック図である。
【図１１】スミア現象を説明するための画面図である。
【図１２】スミアが現れた画面構成図である。
【図１３】特許文献１に開示されている従来のスミア補正回路の要部構成例を示すブロック図である。
【図１４】（ａ）〜（ｃ）は、図１３のスミア補正回路によるスミア補正を説明するための画面構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００４８】
以下に、本発明のスミア補正装置およびスミア補正方法を用いた固体撮像装置の実施形態１および、この固体撮像装置の実施形態１を画像入力デバイスとして撮像部に用いた例えばカメラ付き携帯電話装置などの電子情報機器の実施形態２について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００４９】
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１における固体撮像装置の要部構成例を示すブロック図である。
【００５０】
図１において、本実施形態１の固体撮像装置１０は、各画素を構成する光電変換部（受光部ＰＤ）から信号電荷が読み出されて電荷転送する電荷転送部としての垂直ＣＣＤの電荷転送方向に垂直な偏光成分（第１偏光方向）のみ透過する第１偏光フィルタとしての偏光フィルタ１と、垂直ＣＣＤの電荷転送方向に平行な偏光成分（第２偏光方向）のみ透過する第２偏光フィルタとしての偏光フィルタ２と、被写体からの画像光を画素毎に光電変換して撮像する複数の受光部（複数の光電変換部）が２次元状に配置されたＣＣＤ固体撮像素子３と、偏光フィルタ１，２を通した各撮像信号からスミア成分を検出し、偏光フィルタなしの撮像信号からスミア成分を減算してスミア成分のない撮像信号を得るスミア補正回路４と、偏光フィルタ１、２を出退駆動させる後述の駆動機構とを有している。これらの偏光フィルタ１、２およびその駆動機構（図示せず）、スミア補正回路４によりスミア補正装置２０が構成されている。
【００５１】
偏光フィルタ１、２は、互いに透過偏光方向（第１偏光方向と第２偏光方向）が９０度異なっている。偏光フィルタ１は垂直ＣＣＤと直交する偏光成分（第１偏光方向）を透過し、この場合は、垂直ＣＣＤに入射光成分が流入しやすくスミア成分が多くなる。また、偏光フィルタ２は垂直ＣＣＤと平行な偏光成分（第２偏光方向）を透過し、この場合は、垂直ＣＣＤに入射光成分が流入し難くスミア成分が少なくなる。
【００５２】
垂直ＣＣＤと直交する偏光成分を透過する偏光フィルタ１および、垂直ＣＣＤと平行な偏光成分を透過する偏光フィルタ２、偏光フィルタ無しの３撮像条件により各画像データ（第１画面〜第３画面）を連続的に撮像できる駆動機構を備えている。
【００５３】
この偏光フィルタ１、２の駆動機構について詳細に説明する。
【００５４】
例えば図１および図２に示すように、カメラレンズ部５、偏光フィルタ１、２およびＣＣＤ固体撮像素子３の撮像チップがこの順に配設され、これらを収容するカメラ筺体６が設けられている。この撮像チップ内にＣＣＤ固体撮像素子３の他にスミア補正回路４が設けられていてもよい。
【００５５】
この駆動機構は、偏光フィルタ１および偏光フィルタ２を、カメラレンズ部５とＣＣＤ固体撮像素子３との間の撮像光路を横切ったり引っ込んだりするように交互に出退駆動させる出退駆動部７と、この出退駆動部７に対して、偏光フィルタ１を撮像光路に出した後に偏光フィルタ１を引っ込め、偏光フィルタ２を撮像光路に出した後に偏光フィルタ２を引っ込めるように出退制御する偏光フィルタ出退制御部８とを有している。このとき、スミア補正回路４は、偏光フィルタ１を用いて撮像した第１画像と、偏光フィルタ２を用いて撮像した第２画像を減算処理してスミア成分を検出し、検出したスミア成分の絶対量を調整し、調整したスミア成分を、偏光フィルタ１，２を用いずに偏光フィルタを通さない状態で撮像した第３画像から減算処理するが、偏光フィルタ出退制御部８からスミア補正回路４にその処理タイミングを取るようにタイミング信号を出力している。検出したスミア成分の絶対量の調整は、偏光フィルタ１、２によって撮像感度が多少異なることから、その感度（光量）に応じて調整される。
【００５６】
この駆動機構は、メカニカルシャッタ動作時（または撮影スタートボタン）に動作する。この駆動機構により、ＣＣＤ固体撮像素子３の垂直ＣＣＤ（電荷転送部）と直交する偏光方向（入射光振動吸収方向は偏光方向に対して直交）の偏光フィルタ１（偏光板）と、ＣＣＤ固体撮像素子３の垂直ＣＣＤ（電荷転送部）水平な偏光方向（入射光振動吸収方向は偏光方向に対して直交）の偏光フィルタ２（偏光板）を撮像光路に出退自在に構成している。即ち、偏光フィルタ１，２の出退駆動部７はメカニカル駆動部およびそれを動かす駆動モータの駆動方式（例えば、駆動モータの回転力により先端に偏光フィルタを取り付けた部材を出退動作させる構成、または、メカニカルシャッタ動作（または撮影スタートボタン動作）に連動して偏光フィルタを出退動作させる構成）で構成されていてもよく、偏光フィルタ出退制御部８により出退駆動部７が制御されて、偏光フィルタ１を撮像光路に出して撮像した後に偏光フィルタ１を引っ込め、次に、偏光フィルタ２を撮像光路に出して撮像した後に偏光フィルタ２を引っ込めるように動作する。この出退駆動部７により、偏光フィルタ１，２のいずれかおよび両方がない状態に瞬時に入れ替えることができる。
【００５７】
なお、本実施形態１では、図１に示すように、垂直ＣＣＤと直交する偏光成分を透過する偏光フィルタ１および、垂直ＣＣＤと平行な偏光成分を透過する偏光フィルタ２、偏光フィルタ無しでの３撮像条件による各画像データを連続的に撮像できる偏光フィルタ１，２の駆動機構を備える場合について説明したが、これに限らず、図３に示すように、連続的に垂直ＣＣＤと直交する偏光成分を透過する偏光フィルタ１または２と、その偏光フィルタ１または２を９０度回転させた偏光状態および、偏光フィルタ１、２を外した偏光フィルタないの状態の３つの状態で連続的に撮像できる機構であってもよい。
【００５８】
この場合の駆動機構は、図３に示すように、例えば偏光フィルタ１を、カメラレンズ部５とＣＣＤ固体撮像素子３との間の撮像光路に対して出退駆動させると共に、偏光フィルタ１の偏光方向を、各画素を構成する光電変換部から信号電荷が読み出されて電荷転送する垂直ＣＣＤの電荷転送方向と直交する第１偏光方向と、垂直ＣＣＤの電荷転送方向と平行な第２偏光方向とに切り替えるように回転駆動させる回転出退駆動部７Ａと、この回転出退駆動部７Ａに対して、撮像光路において偏光フィルタ１を第１偏光方向に設定した後に偏光フィルタ１を第２偏光方向に９０度の角度だけ回転させ、偏光フィルタ１を撮像光路から引っ込めるように制御する偏光フィルタ回転出退制御部８Ａとを有している。このとき、スミア補正回路４は、偏光フィルタ１を第１偏光方向に設定して撮像した第１画像と、偏光フィルタ１を第２偏光方向に設定して撮像した第２画像を減算処理してスミア成分を検出し、検出したスミア成分の絶対量を感度に応じて調整し、その感度に応じて調整したスミア成分を、偏光フィルタ１を用いずに撮像した第３画像から減算処理することによりスミア補正する。
【００５９】
この偏光フィルタ１を回転させる場合のスミア補正方法は、各画素を構成する光電変換部（受光部）から信号電荷が読み出されて電荷転送する垂直ＣＣＤの電荷転送方向に対して直交する偏光成分のみ透過する偏光フィルタ１の第１偏光方向を用いて第１画像を撮像する第１画像撮像ステップと、垂直ＣＣＤの電荷転送方向に対して平行な偏光成分の他方のみ透過する第２偏光方向に偏光フィルタ１を回転させて第２画像を撮像する第２画像撮像ステップと、偏光フィルタ１を用いずに第３画像を撮像する第３画像撮像ステップと、第１画像と第２画像を減算処理してスミア成分を検出するスミア成分検出ステップと、検出したスミア成分の絶対量を感度に応じて調整し、感度に応じて調整したスミア成分を第３画像から減算処理するスミア成分除去ステップとを有している。
【００６０】
この他の駆動機構の場合も、メカニカルシャッタ動作（または撮影スタートボタン動作）時に動作するようにしてもよい。即ち、ＣＣＤ型固体撮像素子３の垂直ＣＣＤ（電荷転送部）と直交する偏光方向（入射光振動吸収方向は偏光方向に対して直交）および、垂直ＣＣＤ（電荷転送部）と水平な偏光方向（入射光振動吸収方向は偏光方向に対して直交）に回転可能な円形の偏光フィルタ１を備えている。偏光フィルタ１，２の回転出退駆動部７Ａもメカニカル駆動部およびそれを動かす駆動モータの駆動方式（例えば、偏光フィルタを先端に付けて駆動モータにより出退動作させると共に、駆動モータの正回転または逆回転により偏光フィルタを、角度９０度動作範囲をストッパで規制して回転動作させる構成、または、メカニカルシャッタ動作（または撮影スタートボタン動作）に連動して偏光フィルタを出退動作させると共に、駆動モータの正回転または逆回転により偏光フィルタを、角度９０度動作範囲をストッパで規制して回転動作させる構成）で構成されていてもよく、偏光フィルタ出退制御部８により出退駆動部７が制御される構成である。この回転駆動部により偏光フィルタ１，２の偏光方向および偏光フィルタ１，２のがない状態に瞬時に変更することができる。
【００６１】
この場合、例えば図３に示すように、カメラレンズ部５、偏光フィルタ１およびＣＣＤ型固体撮像素子３の撮像チップがこの順に配設され、これらを収容するカメラ筺体６が設けられている。この撮像チップ内にＣＣＤ固体撮像素子３の他にスミア補正回路４が設けられていてもよい。
【００６２】
図１に戻って、ＣＣＤ固体撮像素子３は、図４（ａ）および図４（ｂ）に示すように、被写体からの画像光を画素毎に光電変換して撮像する複数の受光部ＰＤが行列方向でマトリクス状に配置されている。列方向に複数配置される複数の受光部ＰＤ毎に隣接して垂直ＣＣＤ（垂直電荷転送部）がそれぞれ設けられる。行方向の受光部ＰＤの数だけ設けられた複数の垂直ＣＣＤ（垂直電荷転送部）が設けられ、複数の垂直ＣＣＤから水平ＣＣＤ（水平電荷転送部）に電荷転送方向を垂直方向から水平方向に変えて電荷転送する。さらに、水平ＣＣＤの終端部には電荷検出部３１が設けられ、電荷検出部３１で、水平方向に転送されてきた各信号電荷が電圧信号に順次変換されて増幅され、画素毎の各撮像信号として順次出力されるようになっている。ここでは、これらの複数の受光部ＰＤと複数の垂直ＣＣＤによって撮像領域を構成している。
【００６３】
スミア補正回路４は、偏光フィルタ１を通して撮像したスミアが顕著な画像データＡ、偏光フィルタ２を通して撮像したスミアが少ない画像データＢおよび、偏光フィルタないしの通常状態で撮像した画像データＣを、メカニカルシャッタ動作（または撮影スタートボタン動作）時に連続的にＣＣＤ固体撮像素子３から入力し、画像データＡおよびＢの減算処理によってスミア成分を検出し、この検出したスミア成分を画像データＣから減算処理して、スミア成分のない撮像信号を得る。
【００６４】
上記構成により、まず、メカニカルシャッタ動作（または撮影スタートボタン動作）時に、出退駆動部７により偏光フィルタ１を光路（カメラレンズ部５とＣＣＤ固体撮像素子３の間）に出してＣＣＤ固体撮像素子３にて撮像した後に偏光フィルタ１を引っ込め、次に、図示しない出退駆動部（図示せず）により偏光フィルタ２を光路（カメラレンズ部５とＣＣＤ固体撮像素子３の間）に出してＣＣＤ固体撮像素子３にて撮像した後に偏光フィルタ１を引っ込めて、偏光フィルタ１、２が共にない状態で撮像する。
【００６５】
スミア補正回路４は、垂直ＣＣＤと直交する偏光成分を透過する偏光フィルタ１によってＣＣＤ固体撮像素子３にて撮像されたスミア成分を多く含んだ第１画像データを入力した後に、垂直ＣＣＤと平行な偏光成分を透過する偏光フィルタ２によってＣＣＤ固体撮像素子３にて撮像されたスミア成分が極少ない第２画像データを入力し、入力された第１画像データから第２画像データの減算処理を行ってスミア成分を精度よく検出する。これによって、スミア検出用の２画像は、共に偏光フィルタ１，２を入射光がそれぞれ透過しているため、ほぼ同じ光量であることから、互いに減算処理を行っても高精度でスミア成分のみ検出することができる。このようにして、通常、撮像成分と切り離しにくいスミア成分を高精度も検出することができる。
【００６６】
次に、検出したスミア成分を、偏光フィルタなしの通常状態でＣＣＤ固体撮像素子３にて撮像した第３画像データの信号レベルに合わせて減算処理を行ってスミア補正し、スミア成分のないスミア補正画像を得ることができる。
【００６７】
したがって、本実施形態１のスミア補正方法は、各画素を構成する光電変換部（受光部ＰＤ）から信号電荷が読み出されて電荷転送する垂直ＣＣＤの電荷転送方向に対して直交する偏光成分および平行な偏光成分の一方のみ透過する偏光フィルタ１を用いて第１画像を撮像する第１画像撮像ステップと、垂直ＣＣＤの電荷転送方向に対して直交する偏光成分および平行な偏光成分の他方のみ透過する偏光フィルタ２を用いて第２画像を撮像する第２画像撮像ステップと、偏光フィルタ１，２を用いずに第３画像を撮像する第３画像撮像ステップと、第１画像と第２画像を減算処理してスミア成分を検出するスミア成分検出ステップと、検出したスミア成分の絶対量を調整し、調整したスミア成分を該第３画像から減算処理するスミア成分除去ステップとを有している。
【００６８】
図４（ａ）のような垂直ＣＣＤと直交する偏光成分のみ透過する偏光フィルタ１を用いて偏光方向を制限した場合、透過した単一偏光が垂直転送路（垂直ＣＣＤ）と直交して、垂直転送部に流入し、偽信号が発生しやすい状態となるため、スミアの特性値が通常よりも悪化した画像信号を得ることができる。
【００６９】
一方、垂直転送路（垂直ＣＣＤ）と平行な偏光成分のみ透過する偏光フィルタ２を用いて偏光方向を制限した場合、偏光が垂直転送路（垂直ＣＣＤ）と平行となり、垂直転送路に流入し難く、偽信号が発生し難くなる方向のみとなるため、スミアの特性値が通常よりも良い画像信号を得ることができる。自然光下での撮像の場合、両者の偏光フィルタ１，２をそれぞれ透過した総光量はほぼ同じとなるため、２つの画像信号同士の減算処理によって容易にスミア信号のみを精度よく検出することが可能となる。
【００７０】
この減算処理で発生したスミア信号には原理的にその他のノイズ成分であるランダムノイズは相殺されて含まれていないため、従来のように偽信号の増幅によって通常の撮像信号を誤補正することなくスミア成分のみを精度よく除去することができる。
【００７１】
以上により、本実施形態１によれば、垂直ＣＣＤと直交する偏光成分のみ透過する偏光フィルタ１を通して撮像したスミアが顕著な画像データＡと、垂直ＣＣＤに平行な偏光成分のみ透過する偏光フィルタ２を通して撮像したスミアが少ない画像データＢと、偏光フィルタなしの通常状態で撮像した画像データＣを連続的に撮影し、画像データＡから画像データＢを減算する減算処理によって精度よく検出したスミア成分を、画像データＣにフィードバックして画像データＣから減算することによってスミア成分を補正するため、スミア検出用の２つの画像データは、共に偏光フィルタ１，２を透過した入射光によって略同じ光量（略同じ感度）で撮像されていることから、容易にスミア信号のみを精度よく検出することができて、この減算処理で発生したスミア信号には原理的にその他のノイズ成分としてランダムノイズが相殺されて含まれていないことから、従来のような偽信号の増幅によって通常の撮像信号を誤補正することなくスミア成分のみを精度よく除去することができる。
【００７２】
なお、偏光フィルタ１、２の偏光方向によってスミア成分が相対的に増幅されたり悪化したりすることはないが、垂直ＣＣＤの電荷転送方向に垂直な偏光成分のみ透過する偏光フィルタ１の方が、垂直ＣＣＤの電荷転送方向に平行な偏光成分のみ透過する偏光フィルタ２よりもスミア成分が顕著である。このことは実験により確認済みである。このことについて以下に説明する。
【００７３】
図５は、垂直ＣＣＤの電荷転送方向に垂直な偏光成分のみ透過する偏光フィルタ１の配置角度を０度とした場合であり、図６は、図５の偏光フィルタ１の角度を９０度回転した偏光フィルタ２の場合であり、図７は、図５の偏光フィルタ１の角度を４５度または１３５度回転した場合である。
【００７４】
図８は、配置角度に対する感度および発生スミアの実験結果を表にした図であり、図９は、図８の実験結果をグラフ化した図である。
【００７５】
図９によって、偏光フィルタ１、２の偏光方向によってスミア成分が相対的に増幅されたり悪化したりすることはないが、垂直ＣＣＤの電荷転送方向に垂直な偏光成分のみ透過する偏光フィルタ１（角度０度）の方が、垂直ＣＣＤの電荷転送方向に平行な偏光成分のみ透過する偏光フィルタ２（角度９０度）よりもスミア成分が顕著であることが分かる。
【００７６】
また、図８に示すように、偏光フィルタ１（角度０度）の感度８３.２ｍＶ、偏光フィルタ２（角度９０度）の感度８７.９４ｍＶであり、これらは略同等の感度であるものの、これらの感度の差は約５ｍＶである。この場合、偏光フィルタ１を第１偏光方向に設定して撮像した第１画像と、偏光フィルタ２を第２偏光方向に設定して撮像した第２画像とを減算処理してスミア成分を検出し、検出したスミア成分の絶対量をこの感度の差に応じて調整し、この感度の差に応じて調整したスミア成分を、偏光フィルタ１、２を用いずに撮像した第３画像から減算処理すれば、さらに精度のよいスミア補正をすることができる。
【００７７】
なお、本実施形態１では特に説明しなかったが、スミア補正回路４の内部に、偏光フィルタ１を用いて撮像した第１画像と、偏光フィルタ２を用いて撮像した第２画像を減算処理してスミア成分を検出するスミア検出回路（図示せず）が設けられていると考えることもできる。これによって、これらの偏光フィルタ１、２およびその駆動機構（図示せず）、このスミア検出回路によってスミア検出装置が構成される。
【００７８】
この場合のスミア検出装置は、各画素を構成する光電変換部（受光部ＰＤ）から信号電荷が読み出されて電荷転送する垂直ＣＣＤの電荷転送方向に対して直交する偏光成分のみ透過させる偏光フィルタ１と、この垂直ＣＣＤの電荷転送方向に対して平行な偏光成分のみ透過させる偏光フィルタ２と、偏光フィルタ１、２を撮像光路に対して交互に出退駆動する出退駆動部７と、この出退駆動部７に対して、第１偏光フィルタ１を撮像光路に出した後に偏フィルタ１を引っ込め、偏光フィルタ２を該撮像光路に出した後に偏光フィルタ２を引っ込めるように制御する偏光フィルタ出退制御部８と、偏光フィルタ１を用いて撮像した第１画像と、偏光フィルタ２を用いて撮像した第２画像を減算処理してスミア成分を検出するスミア検出回路とを有している。
【００７９】
また、この場合のスミア検出方法は、各画素を構成する光電変換部（受光部ＰＤ）から信号電荷が読み出されて電荷転送する垂直ＣＣＤの電荷転送方向に対して直交する偏光成分のみ透過する偏光フィルタ１を用いて第１画像を撮像する第１画像撮像ステップと、垂直ＣＣＤの電荷転送方向に対して平行な偏光成分のみ透過する偏光フィルタ２を用いて第２画像を撮像する第２画像撮像ステップと、第１画像と第２画像を減算処理してスミア成分を検出するスミア成分検出ステップとを有している。
【００８０】
なお、上記スミア検出装置とは別の事例として、連続的に垂直ＣＣＤと直交する偏光成分を透過する偏光フィルタ１と、その偏光フィルタ１を９０度回転させた偏光状態の２つの状態で連続的に撮像するようにしていもよい。この場合の偏光フィルタ１の回転駆動部もメカニカル部材およびそれを動かす駆動モータ、またはメカニカル部材による駆動方式（例えば、偏光フィルタ１を駆動モータの正回転または逆回転により、角度９０度動作範囲をメカニカル部材のストッパで規制して回転動作させる構成、または、メカニカルシャッタ動作（または撮影スタートボタン押圧動作）に連動して偏光フィルタ１を角度９０度動作範囲をメカニカル部材のストッパで規制して回転動作させる構成）で構成されていてもよい。
【００８１】
この場合のスミア検出装置は、偏光フィルタ１と、偏光フィルタ１の偏光方向を、各画素を構成する光電変換部（受光部ＰＤ）から信号電荷が読み出されて電荷転送する垂直ＣＣＤの電荷転送方向と直交する第１偏光方向と、垂直ＣＣＤの電荷転送方向と平行な第２偏光方向とに切り替えるように回転駆動する回転駆動部と、この回転駆動部に対して、撮像光路において偏光フィルタ１を第１偏光方向に設定した後に偏光フィルタ１を第２偏光方向に回転させる偏光フィルタ回転制御部と、偏光フィルタ１を第１偏光方向に設定して撮像した第１画像と、偏光フィルタ１を第２偏光方向に設定して撮像した第２画像を減算処理してスミア成分を検出するスミア検出回路とを有している。
【００８２】
また、この場合のスミア検出方法は、各画素を構成する光電変換部（受光部ＰＤ）から信号電荷が読み出されて電荷転送する垂直ＣＣＤの電荷転送方向に対して直交する偏光成分のみ透過する偏光フィルタ１の第１偏光方向を用いて第１画像を撮像する第１画像撮像ステップと、垂直ＣＣＤの電荷転送方向に対して平行な偏光成分のみ透過する第２偏光方向に偏光フィルタ１を回転させて第２画像を撮像する第２画像撮像ステップと、第１画像と第２画像を減算処理してスミア成分を検出するスミア成分検出ステップとを有している。
【００８３】
以上のスミア検出装置およびこれを用いたスミア検出方法によれば、誤補正がなくスミア成分を高精度に検出する。
【００８４】
（実施形態２）
図１０は、本発明の実施形態２として、本発明の実施形態１のスミア補正装置２０を有する固体撮像装置１０を撮像部に用いた電子情報機器の概略構成例を示すブロック図である。
【００８５】
図１０において、本実施形態２の電子情報機器９０は、上記実施形態１のスミア補正装置２０を用いた固体撮像装置１０と、この固体撮像装置１０からのカラー画像信号を記録用に所定の信号処理した後にデータ記録可能とする記録メディアなどのメモリ部９１と、この固体撮像装置９１からのカラー画像信号を表示用に所定の信号処理した後に液晶表示画面などの表示画面上に表示可能とする液晶表示装置などの表示手段９２と、この固体撮像装置１０からのカラー画像信号を通信用に所定の信号処理をした後に通信処理可能とする送受信装置などの通信手段９３と、この固体撮像装置１０からのカラー画像信号を印刷用に所定の印刷信号処理をした後に印刷処理可能とするプリンタなどの画像出力手段９４とを有している。なお、この電子情報機器９０として、これに限らず、固体撮像装置１０の他に、メモリ部９１と、表示手段９２と、通信手段９３と、プリンタなどの画像出力手段９４とのうちの少なくともいずれかを有していてもよい。
【００８６】
この電子情報機器９０としては、前述したように例えばデジタルビデオカメラ、デジタルスチルカメラなどのデジタルカメラや、監視カメラ、ドアホンカメラ、車載用後方監視カメラなどの車載用カメラおよびテレビジョン電話用カメラなどの画像入力カメラ、スキャナ装置、ファクシミリ装置、カメラ付き携帯電話装置および携帯端末装置（ＰＤＡ）などの画像入力デバイスを有した電子機器が考えられる。
【００８７】
したがって、本実施形態２によれば、この固体撮像装置１０からのカラー画像信号に基づいて、これを表示画面上に良好に表示したり、これを紙面にて画像出力手段９４により良好にプリントアウト（印刷）したり、これを通信データとして有線または無線にて良好に通信したり、これをメモリ部９１に所定のデータ圧縮処理を行って良好に記憶したり、各種データ処理を良好に行うことができる。
【００８８】
以上のように、本発明の好ましい実施形態１、２を用いて本発明を例示してきたが、本発明は、この実施形態１、２に限定して解釈されるべきものではない。本発明は、特許請求の範囲によってのみその範囲が解釈されるべきであることが理解される。当業者は、本発明の具体的な好ましい実施形態１、２の記載から、本発明の記載および技術常識に基づいて等価な範囲を実施することができることが理解される。本明細書において引用した特許、特許出願および文献は、その内容自体が具体的に本明細書に記載されているのと同様にその内容が本明細書に対する参考として援用されるべきであることが理解される。
【産業上の利用可能性】
【００８９】
本発明は、被写体からの画像光を画素毎に光電変換して撮像した各撮像信号を補正する画像補正時に偏光フィルタを用いてスミア補正するスミア補正装置およびこれを用いたスミア補正方法、このスミア補正装置を用いた固体撮像装置、この固体撮像装置を画像入力デバイスとして撮像部に用いた例えばデジタルビデオカメラおよびデジタルスチルカメラなどのデジタルカメラや、監視カメラなどの画像入力カメラ、スキャナ装置、ファクシミリ装置、テレビジョン電話装置、カメラ付き携帯電話装置などの電子情報機器の分野において、垂直ＣＣＤと直交する偏光成分のみ透過する偏光フィルタ１を通して撮像したスミアが顕著な画像データＡと、垂直ＣＣＤに平行な偏光成分のみ透過する偏光フィルタ２を通して撮像したスミアが少ない画像データＢと、偏光フィルタなしの通常状態で撮像した画像データＣを連続的に撮影し、画像データＡから画像データＢを減算する減算処理によって検出したスミア成分を、画像データＣにフィードバックして画像データＣから減算することによってスミア成分を補正するため、スミア検出用の２つの画像データは、共に偏光フィルタを透過した入射光によってほぼ同じ光量で撮像されていることから、容易にスミア信号のみを精度よく検出することができて、この減算処理で発生したスミア信号には原理的にその他のノイズ成分などは含まれていないことから、偽信号の増幅によって通常の撮像信号を誤補正することなくスミア成分のみを精度よく除去することができる。
【符号の説明】
【００９０】
１、２  偏光フィルタ
３  ＣＣＤ固体撮像素子
３１  電荷検出部
ＰＤ  受光部（フォトダイオード）
ＣＣＤ  電荷転送路
４  スミア補正回路
５  カメラレンズ部
６  カメラ筺体
７  出退駆動部
７Ａ  回転出退駆動部
８  偏光フィルタ出退制御部
８Ａ  偏光フィルタ回転出退制御部
１０  固体撮像装置
２０  スミア補正装置
９０  電子情報機器
９１  メモリ部
９２  表示手段
９３  通信手段
９４  画像出力手段
【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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【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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