(57)【要約】【課題】垂直電荷転送路に発生する暗電荷に応じた暗電流を除去する補正を待ち時間を短くして実現することが可能な撮像装置を提供する。【解決手段】多数の光電変換素子（ＰＤ）１０１と複数のＶＣＣＤ１０２を含む固体撮像素子５を有する撮像装置であって、露光中にＰＤ１０１で発生した電荷に応じた信号を出力させるための第一駆動と、第一駆動によって電荷がＶＣＣＤ１０２で転送される際に該電荷に重畳される暗電荷に応じた信号である暗電流量を取得するための第二駆動とを行う撮像素子駆動部１０を備える。第二駆動とは、第一駆動時に各ＶＣＣＤ１０２に電荷が読み出されるＰＤ１０１の各々に対応して各ＶＣＣＤ１０２に形成される電荷蓄積パケット１０６を各ＶＣＣＤ１０２に電荷が存在していない状態で形成し、形成したパケット１０６に発生する暗電荷を、垂直方向に隣接するＮ個のパケット１０６同士で加算しながら転送するように動作させる駆動である。【選択図】図４
2008092429.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
垂直方向とこれに直交する水平方向に配列された多数の光電変換素子と、前記多数の光電変換素子の各々で発生した電荷を前記垂直方向に転送する複数の垂直電荷転送路と、前記複数の垂直電荷転送路の各々を転送されてきた電荷を前記水平方向に転送する水平電荷転送路と、前記水平電荷転送路を転送されてきた電荷に応じた信号を出力する出力部とを含む固体撮像素子を有する撮像装置であって、
前記固体撮像素子を駆動する駆動手段を備え、
前記駆動手段が行う駆動は、露光期間中に前記多数の光電変換素子の各々で発生した多数の電荷（以下、撮像電荷という）に応じた信号を出力させるための撮像駆動と、前記撮像駆動によって前記撮像電荷が前記垂直電荷転送路で転送される際に前記多数の撮像電荷の各々に重畳される暗電荷、に応じた信号である暗電流量を取得するための駆動である暗電流量取得用駆動とを含み、
前記暗電流量取得用駆動は、前記撮像駆動時に各垂直電荷転送路に前記撮像電荷が読み出されるｍ（ｍは２以上の自然数）個の光電変換素子の各々に対応して前記各垂直電荷転送路に形成される電荷蓄積パケットを、前記各垂直電荷転送路に前記撮像電荷が存在していない状態で前記各垂直電荷転送路に形成し、前記形成した電荷蓄積パケットに発生する暗電荷を、前記垂直方向に隣接するＮ個（Ｎは２以上の自然数）の前記電荷蓄積パケット同士で加算しながら前記垂直方向に転送するように前記固体撮像素子を動作させる駆動であり、
前記暗電流量取得用駆動によって前記固体撮像素子から出力される暗電流量取得用信号に基づいて、前記暗電流量を算出する暗電流量算出手段を備える撮像装置。
【請求項２】
請求項１記載の撮像装置であって、
前記駆動手段は、前記撮像駆動を行う直前に前記暗電流量取得用駆動を行う撮像装置。
【請求項３】
請求項２記載の撮像装置であって、
前記駆動手段は、前記撮像駆動の前に行うべき前記電荷蓄積パケットに蓄積された余剰電荷を掃き出すための空読み出し駆動を前記暗電流量取得用駆動と兼用する撮像装置。
【請求項４】
請求項１記載の撮像装置であって、
前記駆動手段が行う駆動は、前記電荷蓄積パケットに蓄積された余剰電荷を掃き出すための空読み出し駆動を含み、
前記撮像駆動は、複数のフィールドに分割して実施され、
前記駆動手段は、露光期間終了後、前記複数のフィールドの撮像駆動の各々の前に前記空読み出し駆動を行い、前記複数のフィールドの撮像駆動のいずれかと、その前の前記空読み出し駆動との間に前記暗電流量取得用駆動を行う撮像装置。
【請求項５】
請求項４記載の撮像装置であって、
前記駆動手段は、前記暗電流量取得用駆動の前に行う前記空読み出し駆動を省略する撮像装置。
【請求項６】
請求項２〜５のいずれか１項記載の撮像装置であって、
前記多数の光電変換素子は、光学的黒レベル検出用の光電変換素子であるＯＢ光電変換素子と、それ以外の光電変換素子である有効光電変換素子とを含み、
前記暗電流量取得用駆動によって、前記各垂直電荷転送路からは、（ｍ／Ｎ）個の光電変換素子の各々に対応する（ｍ／Ｎ）個の暗電流量取得用信号が得られ、
前記（ｍ／Ｎ）個の光電変換素子のうちの前記有効光電変換素子に対応する前記暗電流量取得用信号の黒レベルを、前記ＯＢ光電変換素子に対応する前記暗電流量取得用信号に基づいて補正する黒レベル補正手段を備え、
前記暗電流量算出手段は、前記黒レベル補正手段による黒レベル補正後の、前記各垂直電荷転送路から得られた暗電流量取得用信号から、前記撮像駆動時に前記各垂直電荷転送路に撮像電荷が読み出される有効光電変換素子のうち、当該暗電流量取得用信号に対応していない有効光電変換素子に対応する暗電流量取得用信号を補間する処理を行って、前記多数の光電変換素子のうちの全ての有効光電変換素子の各々に対応する暗電流取得用信号を生成する補間処理手段を備え、前記全ての有効光電変換素子の各々に対応する前記暗電流量取得用信号のレベルを前記暗電流量とする撮像装置。
【請求項７】
請求項６記載の撮像装置であって、
前記暗電流量取得用駆動によって、前記各垂直電荷転送路からは、前記（ｍ／Ｎ）個の暗電流量取得用信号に加えて、実在しないダミーの光電変換素子に対応するダミー信号が得られ、
前記黒レベル補正手段は、前記暗電流量の予測値が閾値を越える場合に、前記（ｍ／Ｎ）個の光電変換素子のうちの前記有効光電変換素子に対応する前記暗電流量取得用信号の黒レベルを、前記ダミー信号に基づいて補正する撮像装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項記載の撮像装置であって、
前記駆動手段は、前記暗電流量取得用駆動の途中で前記Ｎの値を変更する撮像装置。
【請求項９】
請求項１記載の撮像装置であって、
前記撮像駆動は、複数フィールドに分割して実施され、
前記駆動手段は、前記複数フィールドの撮像駆動のいずれかの直後に前記暗電流量取得用駆動を行う撮像装置。
【請求項１０】
請求項１記載の撮像装置であって、
前記駆動手段は、前記撮像駆動に続けて前記暗電流量取得用駆動を行う撮像装置。
【請求項１１】
請求項９又は１０記載の撮像装置であって、
前記暗電流量取得用駆動は、前記撮像駆動時に各垂直電荷転送路に撮像電荷が読み出されるｍ個の光電変換素子のうち、前記水平電荷転送路に近い側から数えて（ｍ／Ｎ）個目までの光電変換素子に対応する電荷蓄積パケットに発生する暗電荷を、前記垂直方向に隣接するＮ個の前記電荷蓄積パケット同士で加算しながら前記垂直方向に転送するように前記固体撮像素子を動作させる駆動であり、
前記多数の光電変換素子は、光学的黒レベル検出用の光電変換素子であるＯＢ光電変換素子と、それ以外の光電変換素子である有効光電変換素子とを含み、
前記暗電流量取得用駆動によって、前記各垂直電荷転送路からは前記｛（ｍ／Ｎ）／Ｎ｝個の光電変換素子の各々に対応する暗電流量取得用信号が得られ、
前記｛（ｍ／Ｎ）／Ｎ｝個の光電変換素子のうちの前記有効光電変換素子に対応する前記暗電流量取得用信号の黒レベルを、前記ＯＢ光電変換素子に対応する前記暗電流量取得用信号に基づいて補正する黒レベル補正手段を備え、
前記暗電流量算出手段は、
前記黒レベル補正手段による黒レベル補正後の前記暗電流量取得用信号のレベルを前記Ｎで割り算する割り算手段と、
前記ｍ個の光電変換素子の各位置を、前記水平電荷転送路に最も近い位置を始点とし前記水平電荷転送路から最も遠い位置を終点とする前記垂直方向に延びる垂直座標軸上の一点で表すものとし、前記割り算手段でレベルが調整された前記暗電流量取得用信号に対応する有効光電変換素子の垂直座標を（Ｎ−１）倍する座標変換手段と、
前記座標変換手段による座標変換後の垂直座標と当該垂直座標にある有効光電変換素子に対応する前記レベルが調整された暗電流量取得用信号のレベルとの関係を表す一次関数を求める関数導出手段と、
前記一次関数を前記垂直座標軸の中心で反転させる関数反転手段とを含み、
前記関数反転手段によって得られた一次関数の前記有効光電変換素子の各垂直座標における暗電流量取得用信号のレベルを前記暗電流量とする撮像装置。
【請求項１２】
請求項１１記載の撮像装置であって、
前記暗電流量取得用駆動によって、前記各垂直電荷転送路からは、前記｛（ｍ／Ｎ）／Ｎ｝個の光電変換素子の各々に対応する暗電流量取得用信号に加えて、実在しないダミーの光電変換素子に対応するダミー信号が得られ、
前記黒レベル補正手段は、前記暗電流量の予測値が閾値を越える場合に、前記｛（ｍ／Ｎ）／Ｎ｝個の光電変換素子のうちの前記有効光電変換素子に対応する前記暗電流量取得用信号の黒レベルを、前記ダミー信号に基づいて補正する撮像装置。
【請求項１３】
垂直方向とこれに直交する水平方向に配列された多数の光電変換素子と、前記多数の光電変換素子の各々で発生した電荷を前記垂直方向に転送する複数の垂直電荷転送路と、前記複数の垂直電荷転送路の各々を転送されてきた電荷を前記水平方向に転送する水平電荷転送路と、前記水平電荷転送路を転送されてきた電荷に応じた信号を出力する出力部とを含む固体撮像素子を有する撮像装置であって、
前記固体撮像素子を駆動する駆動手段を備え、
前記駆動手段が行う駆動は、露光期間中に前記多数の光電変換素子の各々で発生した多数の電荷（以下、撮像電荷という）に応じた信号を出力させるための撮像駆動と、前記撮像駆動によって前記撮像電荷が前記垂直電荷転送路で転送される際に前記多数の撮像電荷の各々に重畳される暗電荷、に応じた信号である暗電流量を取得するための駆動である暗電流量取得用駆動とを含み、
前記撮像駆動は、複数フィールドに分割して実施され、
前記暗電流量取得用駆動は、前記複数フィールドの撮像駆動の各々に対応する複数パターンの暗電流量取得用駆動に分割して実施され、
前記複数パターンの暗電流量取得用駆動の各々は、前記各々に対応するフィールドでの撮像駆動時に各垂直電荷転送路に前記撮像電荷が読み出されるｍ個の光電変換素子の各々に対応して前記各垂直電荷転送路に形成される電荷蓄積パケットを、前記各垂直電荷転送路に前記撮像電荷が存在していない状態で前記各垂直電荷転送路に形成し、前記形成した電荷蓄積パケットに発生する暗電荷を、前記垂直方向に隣接するＮ個の前記電荷蓄積パケット同士で加算しながら前記垂直方向に転送するように前記固体撮像素子を動作させる駆動であり、
前記複数パターンの暗電流量取得用駆動の各々によって前記固体撮像素子から出力される暗電流量取得用信号に基づいて、前記暗電流量を算出する暗電流量算出手段を備える撮像装置。
【請求項１４】
請求項１３記載の撮像装置であって、
前記駆動手段は、前記複数フィールドの撮像駆動の各々を行う直前に、前記各々に対応するパターンの前記暗電流量取得用駆動を行い、前記複数のフィールドの１フィールド目以降に行う前記暗電流量取得用駆動の各々の直前に、前記電荷蓄積パケットに蓄積された余剰電荷を掃き出すための空読み出し駆動を行う撮像装置。
【請求項１５】
請求項１４記載の撮像装置であって、
前記多数の光電変換素子は、光学的黒レベル検出用の光電変換素子であるＯＢ光電変換素子と、それ以外の光電変換素子である有効光電変換素子とを含み、
各パターンの暗電流量取得用駆動によって各垂直電荷転送路からは（ｍ／Ｎ）個の光電変換素子の各々に対応する暗電流量取得用信号が得られ、
前記各パターンの暗電流量取得用駆動によって前記各垂直電荷転送路から得られる前記（ｍ／Ｎ）個の暗電流量取得用信号のうちの前記有効光電変換素子に対応する暗電流量取得用信号の黒レベルを、前記ＯＢ光電変換素子に対応する前記暗電流量取得用信号に基づいて補正する黒レベル補正手段を備え、
前記暗電流量算出手段は、
各パターンの暗電流量取得用駆動に対応する撮像駆動時に各垂直電荷転送路に電荷が読み出されるｍ個の光電変換素子のうち、前記各パターンの暗電流量取得用駆動によって前記各垂直電荷転送路から得られ前記黒レベル補正手段で黒レベルが補正された暗電流量取得用信号に対応していない有効光電変換素子、に対応する暗電流量取得用信号を、前記黒レベルが補正された暗電流量取得用信号を用いて補間する処理を行って、前記複数パターンの暗電流量取得用駆動毎に、前記多数の光電変換素子のうちの全ての有効光電変換素子の各々に対応する暗電流取得用信号を生成する補間処理手段と、
前記複数パターンの暗電流量取得用駆動毎に生成された前記有効光電変換素子に対応する暗電流取得用信号の平均を算出する平均算出手段とを含み、
前記平均算出手段によって算出された平均を前記暗電流量とする撮像装置。
【請求項１６】
請求項１５記載の撮像装置であって、
前記各パターンの暗電流量取得用駆動によって前記各垂直電荷転送路からは、前記（ｍ／Ｎ）個の光電変換素子の各々に対応する暗電流量取得用信号に加えて、実在しないダミーの光電変換素子に対応するダミー信号が得られ、
前記黒レベル補正手段は、前記暗電流量の予測値が閾値を越える場合に、前記各パターンの暗電流量取得用駆動によって前記各垂直電荷転送路から得られる前記（ｍ／Ｎ）個の暗電流量取得用信号のうちの前記有効光電変換素子に対応する暗電流量取得用信号の黒レベルを、前記各パターンの暗電流量取得用駆動によって得られる前記ダミー信号に基づいて補正する撮像装置。
【請求項１７】
請求項１３〜１６のいずれか１項記載の撮像装置であって、
前記駆動手段は、前記複数パターンの暗電流量取得用駆動の各々の途中で前記Ｎの値を変更する撮像装置。
【請求項１８】
請求項１３記載の撮像装置であって、
前記駆動手段は、前記複数フィールドの撮像駆動の各々を行った直後に、前記各々に対応するパターンの前記暗電流量取得用駆動を行う撮像装置。
【請求項１９】
請求項１８記載の撮像装置であって、
前記複数パターンの暗電流量取得用駆動の各々は、前記各垂直電荷転送路に形成する電荷蓄積パケットのうち、前記ｍ個の光電変換素子のうちの前記水平電荷転送路に近い側から数えて（ｍ／Ｎ）個目までの光電変換素子に対応する電荷蓄積パケットに発生する暗電荷を、前記垂直方向に隣接するＮ個の前記電荷蓄積パケット同士で加算しながら前記垂直方向に転送するように前記固体撮像素子を動作させる駆動であり、
前記多数の光電変換素子は、光学的黒レベル検出用の光電変換素子であるＯＢ光電変換素子と、それ以外の有効光電変換素子とを含み、
各パターンの暗電流量取得用駆動によって各垂直電荷転送路からは｛（ｍ／Ｎ）／Ｎ｝個の光電変換素子の各々に対応する暗電流量取得用信号が得られ、
前記各パターンの暗電流量取得用駆動によって前記各垂直電荷転送路から得られた前記｛（ｍ／Ｎ）／Ｎ｝個の光電変換素子のうちの前記有効光電変換素子に対応する前記暗電流量取得用信号の黒レベルを、前記各パターンの暗電流量取得用駆動によって得られた前記ＯＢ光電変換素子に対応する前記暗電流量取得用信号に基づいて補正する黒レベル補正手段を備え、
前記暗電流量算出手段は、
前記黒レベル補正手段で補正後の前記暗電流量取得用信号のレベルを前記Ｎで割り算する割り算手段と、
前記ｍ個の光電変換素子の各位置を、前記水平電荷転送路に最も近い位置を始点とし前記水平電荷転送路から最も遠い位置を終点とする前記垂直方向に延びる垂直座標軸上の一点で表すものとし、前記割り算手段でレベルが調整された暗電流量取得用信号に対応する有効光電変換素子の垂直座標を（Ｎ−１）倍する座標変換手段と、
前記座標変換手段による座標変換後の垂直座標と当該垂直座標にある有効光電変換素子に対応する前記レベルが調整された暗電流量取得用信号のレベルとの関係を表す一次関数を求める関数導出手段と、
前記一次関数を前記垂直座標軸の中心で反転させる関数反転手段と、
前記複数パターンの暗電流量取得駆動毎に、前記各垂直電荷転送路について前記関数反転手段により求められた一次関数の同一垂直座標における前記暗電流量取得用信号のレベルの平均を算出する平均算出手段とを含み、
前記平均算出手段によって算出された平均を前記暗電流量とする撮像装置。
【請求項２０】
請求項１９記載の撮像装置であって、
前記各パターンの暗電流量取得用駆動によって前記各垂直電荷転送路からは、前記｛（ｍ／Ｎ）／Ｎ｝個の光電変換素子の各々に対応する暗電流量取得用信号に加えて、実在しないダミーの光電変換素子に対応するダミー信号が得られ、
前記黒レベル補正手段は、前記暗電流量の予測値が閾値を越える場合に、前記各パターンの暗電流量取得用駆動によって前記各垂直電荷転送路から得られる前記（ｍ／Ｎ）個の暗電流量取得用信号のうちの前記有効光電変換素子に対応する暗電流量取得用信号の黒レベルを、前記各パターンの暗電流量取得用駆動によって得られる前記ダミー信号に基づいて補正する撮像装置。
【請求項２１】
請求項１〜２０のいずれか１項記載の撮像装置であって、
前記駆動手段は、前記暗電流量の予測値に応じて前記Ｎの値を設定する撮像装置。
【請求項２２】
請求項７、１２、１６、又は２０記載の撮像装置であって、
前記暗電流量の予測値を、前記固体撮像素子の温度を検出する温度検出手段からの情報又は前記暗電流量算出手段によって直前に算出された前記暗電流量を用いて導出する暗電流量予測値導出手段を備える撮像装置。
【請求項２３】
垂直方向とこれに直交する水平方向に配列された多数の光電変換素子と、前記多数の光電変換素子の各々で発生した電荷を前記垂直方向に転送する複数の垂直電荷転送路と、前記複数の垂直電荷転送路の各々を転送されてきた電荷を前記水平方向に転送する水平電荷転送路と、前記水平電荷転送路を転送されてきた電荷に応じた信号を出力する出力部とを含む固体撮像素子において、露光期間中に前記多数の光電変換素子の各々で発生した多数の電荷（以下、撮像電荷という）に応じた信号を出力させるための撮像駆動によって前記撮像電荷が前記垂直電荷転送路で転送される際に、前記多数の撮像電荷の各々に重畳される暗電荷に応じた信号である暗電流量を算出する暗電流量算出方法であって、
前記撮像駆動時に各垂直電荷転送路に前記撮像電荷が読み出されるｍ（ｍは２以上の自然数）個の光電変換素子の各々に対応して前記各垂直電荷転送路に形成される電荷蓄積パケットを、前記各垂直電荷転送路に前記撮像電荷が存在していない状態で前記各垂直電荷転送路に形成し、前記形成した電荷蓄積パケットに発生する暗電荷を、前記垂直方向に隣接するＮ個（Ｎは２以上の自然数）の前記電荷蓄積パケット同士で加算しながら前記垂直方向に転送するように前記固体撮像素子を動作させる駆動を行う駆動ステップと、
前記駆動ステップによって前記固体撮像素子から出力される暗電流量取得用信号に基づいて、前記暗電流量を算出する暗電流量算出ステップとを備える暗電流量算出方法。
【請求項２４】
垂直方向とこれに直交する水平方向に配列された多数の光電変換素子と、前記多数の光電変換素子の各々で発生した電荷を前記垂直方向に転送する複数の垂直電荷転送路と、前記複数の垂直電荷転送路の各々を転送されてきた電荷を前記水平方向に転送する水平電荷転送路と、前記水平電荷転送路を転送されてきた電荷に応じた信号を出力する出力部とを含む固体撮像素子において、露光期間中に前記多数の光電変換素子の各々で発生した多数の電荷（以下、撮像電荷という）に応じた信号を出力させるための撮像駆動によって前記撮像電荷が前記垂直電荷転送路で転送される際に前記多数の撮像電荷の各々に重畳される暗電荷に応じた信号である暗電流量を算出する暗電流量算出方法であって、
前記撮像駆動は、複数フィールドに分割して実施され、
前記複数フィールドの撮像駆動の各々に対応する駆動であって、前記暗電流量を算出するための信号を取得するための暗電流量取得用駆動を実施する駆動ステップを含み、
前記各フィールドの撮像駆動に対応する前記暗電流量取得用駆動は、前記各フィールドの撮像駆動時に各垂直電荷転送路に前記撮像電荷が読み出されるｍ個の光電変換素子の各々に対応して前記各垂直電荷転送路に形成される電荷蓄積パケットを、前記各垂直電荷転送路に前記撮像電荷が存在していない状態で前記各垂直電荷転送路に形成し、前記形成した電荷蓄積パケットに発生する暗電荷を、前記垂直方向に隣接するＮ個の前記電荷蓄積パケット同士で加算しながら前記垂直方向に転送するように前記固体撮像素子を動作させる駆動であり、
前記駆動ステップによって前記固体撮像素子から出力される暗電流量取得用信号に基づいて、前記暗電流量を算出する暗電流量算出ステップを含む暗電流量算出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、垂直方向とこれに直交する水平方向に配列された多数の光電変換素子と、前記多数の光電変換素子の各々で発生した電荷を前記垂直方向に転送する複数の垂直電荷転送路と、前記複数の垂直電荷転送路の各々を転送されてきた電荷を前記水平方向に転送する水平電荷転送路と、前記水平電荷転送路を転送されてきた電荷に応じた信号を出力する出力部とを含む固体撮像素子を有する撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）型の固体撮像素子は、垂直方向とこれに直交する水平方向に配列された多数の光電変換素子と、多数の光電変換素子の各々で発生した電荷を垂直方向に転送する複数の垂直電荷転送路（ＶＣＣＤ）と、複数のＶＣＣＤの各々を転送されてきた電荷を水平方向に転送する水平電荷転送路（ＨＣＣＤ）と、ＨＣＣＤを転送されてきた電荷に応じた信号を出力する出力部とを含んで構成される。ＶＣＣＤとＨＣＣＤは、それぞれ、半導体基板内に形成された電荷転送チャネルと、その上方に形成された駆動電極とから構成され、駆動電極に駆動パルスが供給されることで駆動される。
【０００３】
図２０は、ＣＣＤ型の固体撮像素子に含まれるＶＣＣＤと、そのＶＣＣＤに撮像電荷が読み出される光電変換素子との関係を模式的に示した図である。
固体撮像素子には、一般的に、光学的黒レベルを検出するためのＯＢ光電変換素子が設けられているため、ＣＣＤ型の固体撮像素子に含まれるＶＣＣＤには、図１９に示すように、複数の光電変換素子２００と複数のＯＢ光電変換素子２０１から撮像電荷が読み出されるＶＣＣＤ２０２と、複数のＯＢ光電変換素子２０１のみから撮像電荷が読み出されるＶＣＣＤ２０４との２種類の垂直電荷転送路が含まれる。
【０００４】
図２０に示した固体撮像素子において、露光期間中に多数の光電変換素子２００，２０１の各々に発生した撮像電荷をＨＣＣＤまで転送する際には、まず、図２０に示すように、ＶＣＣＤ２０２の電荷転送チャネル内に、その電荷転送チャネルに撮像電荷を読み出すべき各光電変換素子２００，２０１に対応させて電荷蓄積パケット２０６を形成する。次に、この電荷蓄積パケット２０６に、これに対応する光電変換素子で発生した撮像電荷を読み出す。撮像電荷を読み出した後は、電荷蓄積パケット２０６を電荷転送方向に順次転送させることで、電荷蓄積パケット２０６内に蓄積した撮像電荷をＨＣＣＤに転送する。
【０００５】
このようにして転送された各光電変換素子２００で発生した撮像電荷には、各光電変換素子２００で発生した第一の暗電荷と電荷蓄積パケット２０６で発生した第二の暗電荷とが重畳されてしまう。このため、各光電変換素子２００と同じラインにあるＯＢ光電変換素子２０１から得られた信号を用いて、撮像電荷に応じた信号から、その撮像電荷に重畳された第一の暗電荷及び第二の暗電荷に応じた信号を除去する信号処理が従来行われている（特許文献１参照）。
【０００６】
特許文献１に記載の信号処理では、ＯＢ光電変換素子の数が少ないことに起因するデータの不安定さや、ＶＣＣＤ２０２とＶＣＣＤ２０４の場所が異なることに起因する誤差等により、第一の暗電荷及び第二の暗電荷に応じた信号を正確に除去することが難しい。
【０００７】
そこで、従来、撮像電荷をＶＣＣＤ２０２，２０４に読み出す直前に、撮像電荷を読み出すときと同様に電荷蓄積パケット２０６を形成し、この電荷蓄積パケット２０６を、撮像電荷を転送するときと同じ駆動方法で電荷転送方向に向かって順次転送して、各電荷蓄積パケット２０６に発生する第二の暗電荷に応じた信号（以下、暗電流という）を取得し、この暗電流を用いて、撮像電荷の転送時に、この撮像電荷に重畳される第二の暗電荷に応じた暗電流を除去する技術が提案されている（例えば特許文献２参照）。
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−１３００４５号公報
【特許文献２】特開平７−３２７１７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献２では、撮像電荷を転送するときと同じ駆動方法で、各電荷蓄積パケット２０６に発生する第二の暗電荷を転送しているため、この第二の暗電荷に応じた暗電流を取得するために必要な時間が、撮像電荷に応じた信号を取得するために必要な時間と同じとなり、暗電流除去を実施するまでの待ち時間が長くなってしまうという問題がある。又、光電変換素子の数と同じ数だけ暗電流が出力されるため、この暗電流を保持するためのメモリが大きくなり、コストアップに繋がるという問題もある。
【００１０】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、垂直電荷転送路に発生する暗電荷に応じた暗電流を除去する補正を、待ち時間を短くして実現することが可能な撮像装置を低コストで提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
（１）
垂直方向とこれに直交する水平方向に配列された多数の光電変換素子と、前記多数の光電変換素子の各々で発生した電荷を前記垂直方向に転送する複数の垂直電荷転送路と、前記複数の垂直電荷転送路の各々を転送されてきた電荷を前記水平方向に転送する水平電荷転送路と、前記水平電荷転送路を転送されてきた電荷に応じた信号を出力する出力部とを含む固体撮像素子を有する撮像装置であって、前記固体撮像素子を駆動する駆動手段を備え、前記駆動手段が行う駆動は、露光期間中に前記多数の光電変換素子の各々で発生した多数の電荷（以下、撮像電荷という）に応じた信号を出力させるための撮像駆動と、前記撮像駆動によって前記撮像電荷が前記垂直電荷転送路で転送される際に前記多数の撮像電荷の各々に重畳される暗電荷、に応じた信号である暗電流量を取得するための駆動である暗電流量取得用駆動とを含み、前記暗電流量取得用駆動は、前記撮像駆動時に各垂直電荷転送路に前記撮像電荷が読み出されるｍ（ｍは２以上の自然数）個の光電変換素子の各々に対応して前記各垂直電荷転送路に形成される電荷蓄積パケットを、前記各垂直電荷転送路に前記撮像電荷が存在していない状態で前記各垂直電荷転送路に形成し、前記形成した電荷蓄積パケットに発生する暗電荷を、前記垂直方向に隣接するＮ個（Ｎは２以上の自然数）の前記電荷蓄積パケット同士で加算しながら前記垂直方向に転送するように前記固体撮像素子を動作させる駆動であり、前記暗電流量取得用駆動によって前記固体撮像素子から出力される暗電流量取得用信号に基づいて、前記暗電流量を算出する暗電流量算出手段を備える撮像装置。
【００１２】
（２）（１）記載の撮像装置であって、前記駆動手段は、前記撮像駆動を行う直前に前記暗電流量取得用駆動を行う撮像装置。
【００１３】
（３）（２）記載の撮像装置であって、前記駆動手段は、前記撮像駆動の前に行うべき前記電荷蓄積パケットに蓄積された余剰電荷を掃き出すための空読み出し駆動を前記暗電流量取得用駆動と兼用する撮像装置。
【００１４】
（４）（１）記載の撮像装置であって、前記駆動手段が行う駆動は、前記電荷蓄積パケットに蓄積された余剰電荷を掃き出すための空読み出し駆動を含み、前記撮像駆動は、複数のフィールドに分割して実施され、前記駆動手段は、露光期間終了後、前記複数のフィールドの撮像駆動の各々の前に前記空読み出し駆動を行い、前記複数のフィールドの撮像駆動のいずれかと、その前の前記空読み出し駆動との間に前記暗電流量取得用駆動を行う撮像装置。
【００１５】
（５）（４）記載の撮像装置であって、前記駆動手段は、前記暗電流量取得用駆動の前に行う前記空読み出し駆動を省略する撮像装置。
【００１６】
（６）（２）〜（５）のいずれか記載の撮像装置であって、前記多数の光電変換素子は、光学的黒レベル検出用の光電変換素子であるＯＢ光電変換素子と、それ以外の光電変換素子である有効光電変換素子とを含み、前記暗電流量取得用駆動によって、前記各垂直電荷転送路からは、（ｍ／Ｎ）個の光電変換素子の各々に対応する（ｍ／Ｎ）個の暗電流量取得用信号が得られ、前記（ｍ／Ｎ）個の光電変換素子のうちの前記有効光電変換素子に対応する前記暗電流量取得用信号の黒レベルを、前記ＯＢ光電変換素子に対応する前記暗電流量取得用信号に基づいて補正する黒レベル補正手段を備え、前記暗電流量算出手段は、前記黒レベル補正手段による黒レベル補正後の、前記各垂直電荷転送路から得られた暗電流量取得用信号から、前記撮像駆動時に前記各垂直電荷転送路に撮像電荷が読み出される有効光電変換素子のうち、当該暗電流量取得用信号に対応していない有効光電変換素子に対応する暗電流量取得用信号を補間する処理を行って、前記多数の光電変換素子のうちの全ての有効光電変換素子の各々に対応する暗電流取得用信号を生成する補間処理手段を備え、前記全ての有効光電変換素子の各々に対応する前記暗電流量取得用信号のレベルを前記暗電流量とする撮像装置。
【００１７】
（７）（６）記載の撮像装置であって、前記暗電流量取得用駆動によって、前記各垂直電荷転送路からは、前記（ｍ／Ｎ）個の暗電流量取得用信号に加えて、実在しないダミーの光電変換素子に対応するダミー信号が得られ、前記黒レベル補正手段は、前記暗電流量の予測値が閾値を越える場合に、前記（ｍ／Ｎ）個の光電変換素子のうちの前記有効光電変換素子に対応する前記暗電流量取得用信号の黒レベルを、前記ダミー信号に基づいて補正する撮像装置。
【００１８】
（８）（１）〜（７）のいずれか記載の撮像装置であって、前記駆動手段は、前記暗電流量取得用駆動の途中で前記Ｎの値を変更する撮像装置。
【００１９】
（９）（１）記載の撮像装置であって、前記撮像駆動は、複数フィールドに分割して実施され、前記駆動手段は、前記複数フィールドの撮像駆動のいずれかの直後に前記暗電流量取得用駆動を行う撮像装置。
【００２０】
（１０）（１）記載の撮像装置であって、前記駆動手段は、前記撮像駆動に続けて前記暗電流量取得用駆動を行う撮像装置。
【００２１】
（１１）（９）又は（１０）記載の撮像装置であって、前記暗電流量取得用駆動は、前記撮像駆動時に各垂直電荷転送路に撮像電荷が読み出されるｍ個の光電変換素子のうち、前記水平電荷転送路に近い側から数えて（ｍ／Ｎ）個目までの光電変換素子に対応する電荷蓄積パケットに発生する暗電荷を、前記垂直方向に隣接するＮ個の前記電荷蓄積パケット同士で加算しながら前記垂直方向に転送するように前記固体撮像素子を動作させる駆動であり、前記多数の光電変換素子は、光学的黒レベル検出用の光電変換素子であるＯＢ光電変換素子と、それ以外の光電変換素子である有効光電変換素子とを含み、前記暗電流量取得用駆動によって、前記各垂直電荷転送路からは前記｛（ｍ／Ｎ）／Ｎ｝個の光電変換素子の各々に対応する暗電流量取得用信号が得られ、前記｛（ｍ／Ｎ）／Ｎ｝個の光電変換素子のうちの前記有効光電変換素子に対応する前記暗電流量取得用信号の黒レベルを、前記ＯＢ光電変換素子に対応する前記暗電流量取得用信号に基づいて補正する黒レベル補正手段を備え、前記暗電流量算出手段は、前記黒レベル補正手段による黒レベル補正後の前記暗電流量取得用信号のレベルを前記Ｎで割り算する割り算手段と、前記ｍ個の光電変換素子の各位置を、前記水平電荷転送路に最も近い位置を始点とし前記水平電荷転送路から最も遠い位置を終点とする前記垂直方向に延びる垂直座標軸上の一点で表すものとし、前記割り算手段でレベルが調整された前記暗電流量取得用信号に対応する有効光電変換素子の垂直座標を（Ｎ−１）倍する座標変換手段と、前記座標変換手段による座標変換後の垂直座標と当該垂直座標にある有効光電変換素子に対応する前記レベルが調整された暗電流量取得用信号のレベルとの関係を表す一次関数を求める関数導出手段と、前記一次関数を前記垂直座標軸の中心で反転させる関数反転手段とを含み、前記関数反転手段によって得られた一次関数の前記有効光電変換素子の各垂直座標における暗電流量取得用信号のレベルを前記暗電流量とする撮像装置。
【００２２】
（１２）（１１）記載の撮像装置であって、前記暗電流量取得用駆動によって、前記各垂直電荷転送路からは、前記｛（ｍ／Ｎ）／Ｎ｝個の光電変換素子の各々に対応する暗電流量取得用信号に加えて、実在しないダミーの光電変換素子に対応するダミー信号が得られ、前記黒レベル補正手段は、前記暗電流量の予測値が閾値を越える場合に、前記｛（ｍ／Ｎ）／Ｎ｝個の光電変換素子のうちの前記有効光電変換素子に対応する前記暗電流量取得用信号の黒レベルを、前記ダミー信号に基づいて補正する撮像装置。
【００２３】
（１３）垂直方向とこれに直交する水平方向に配列された多数の光電変換素子と、前記多数の光電変換素子の各々で発生した電荷を前記垂直方向に転送する複数の垂直電荷転送路と、前記複数の垂直電荷転送路の各々を転送されてきた電荷を前記水平方向に転送する水平電荷転送路と、前記水平電荷転送路を転送されてきた電荷に応じた信号を出力する出力部とを含む固体撮像素子を有する撮像装置であって、前記固体撮像素子を駆動する駆動手段を備え、前記駆動手段が行う駆動は、露光期間中に前記多数の光電変換素子の各々で発生した多数の電荷（以下、撮像電荷という）に応じた信号を出力させるための撮像駆動と、前記撮像駆動によって前記撮像電荷が前記垂直電荷転送路で転送される際に前記多数の撮像電荷の各々に重畳される暗電荷、に応じた信号である暗電流量を取得するための駆動である暗電流量取得用駆動とを含み、前記撮像駆動は、複数フィールドに分割して実施され、前記暗電流量取得用駆動は、前記複数フィールドの撮像駆動の各々に対応する複数パターンの暗電流量取得用駆動に分割して実施され、前記複数パターンの暗電流量取得用駆動の各々は、前記各々に対応するフィールドでの撮像駆動時に各垂直電荷転送路に前記撮像電荷が読み出されるｍ個の光電変換素子の各々に対応して前記各垂直電荷転送路に形成される電荷蓄積パケットを、前記各垂直電荷転送路に前記撮像電荷が存在していない状態で前記各垂直電荷転送路に形成し、前記形成した電荷蓄積パケットに発生する暗電荷を、前記垂直方向に隣接するＮ個の前記電荷蓄積パケット同士で加算しながら前記垂直方向に転送するように前記固体撮像素子を動作させる駆動であり、前記複数パターンの暗電流量取得用駆動の各々によって前記固体撮像素子から出力される暗電流量取得用信号に基づいて、前記暗電流量を算出する暗電流量算出手段を備える撮像装置。
【００２４】
（１４）（１３）記載の撮像装置であって、前記駆動手段は、前記複数フィールドの撮像駆動の各々を行う直前に、前記各々に対応するパターンの前記暗電流量取得用駆動を行い、前記複数のフィールドの１フィールド目以降に行う前記暗電流量取得用駆動の各々の直前に、前記電荷蓄積パケットに蓄積された余剰電荷を掃き出すための空読み出し駆動を行う撮像装置。
【００２５】
（１５）（１４）記載の撮像装置であって、前記多数の光電変換素子は、光学的黒レベル検出用の光電変換素子であるＯＢ光電変換素子と、それ以外の光電変換素子である有効光電変換素子とを含み、各パターンの暗電流量取得用駆動によって各垂直電荷転送路からは（ｍ／Ｎ）個の光電変換素子の各々に対応する暗電流量取得用信号が得られ、前記各パターンの暗電流量取得用駆動によって前記各垂直電荷転送路から得られる前記（ｍ／Ｎ）個の暗電流量取得用信号のうちの前記有効光電変換素子に対応する暗電流量取得用信号の黒レベルを、前記ＯＢ光電変換素子に対応する前記暗電流量取得用信号に基づいて補正する黒レベル補正手段を備え、前記暗電流量算出手段は、各パターンの暗電流量取得用駆動に対応する撮像駆動時に各垂直電荷転送路に電荷が読み出されるｍ個の光電変換素子のうち、前記各パターンの暗電流量取得用駆動によって前記各垂直電荷転送路から得られ前記黒レベル補正手段で黒レベルが補正された暗電流量取得用信号に対応していない有効光電変換素子、に対応する暗電流量取得用信号を、前記黒レベルが補正された暗電流量取得用信号を用いて補間する処理を行って、前記複数パターンの暗電流量取得用駆動毎に、前記多数の光電変換素子のうちの全ての有効光電変換素子の各々に対応する暗電流取得用信号を生成する補間処理手段と、前記複数パターンの暗電流量取得用駆動毎に生成された前記有効光電変換素子に対応する暗電流取得用信号の平均を算出する平均算出手段とを含み、前記平均算出手段によって算出された平均を前記暗電流量とする撮像装置。
【００２６】
（１６）（１５）記載の撮像装置であって、前記各パターンの暗電流量取得用駆動によって前記各垂直電荷転送路からは、前記（ｍ／Ｎ）個の光電変換素子の各々に対応する暗電流量取得用信号に加えて、実在しないダミーの光電変換素子に対応するダミー信号が得られ、前記黒レベル補正手段は、前記暗電流量の予測値が閾値を越える場合に、前記各パターンの暗電流量取得用駆動によって前記各垂直電荷転送路から得られる前記（ｍ／Ｎ）個の暗電流量取得用信号のうちの前記有効光電変換素子に対応する暗電流量取得用信号の黒レベルを、前記各パターンの暗電流量取得用駆動によって得られる前記ダミー信号に基づいて補正する撮像装置。
【００２７】
（１７）（１３）〜（１６）のいずれか記載の撮像装置であって、前記駆動手段は、前記複数パターンの暗電流量取得用駆動の各々の途中で前記Ｎの値を変更する撮像装置。
【００２８】
（１８）（１３）記載の撮像装置であって、前記駆動手段は、前記複数フィールドの撮像駆動の各々を行った直後に、前記各々に対応するパターンの前記暗電流量取得用駆動を行う撮像装置。
【００２９】
（１９）（１８）記載の撮像装置であって、前記複数パターンの暗電流量取得用駆動の各々は、前記各垂直電荷転送路に形成する電荷蓄積パケットのうち、前記ｍ個の光電変換素子のうちの前記水平電荷転送路に近い側から数えて（ｍ／Ｎ）個目までの光電変換素子に対応する電荷蓄積パケットに発生する暗電荷を、前記垂直方向に隣接するＮ個の前記電荷蓄積パケット同士で加算しながら前記垂直方向に転送するように前記固体撮像素子を動作させる駆動であり、前記多数の光電変換素子は、光学的黒レベル検出用の光電変換素子であるＯＢ光電変換素子と、それ以外の有効光電変換素子とを含み、各パターンの暗電流量取得用駆動によって各垂直電荷転送路からは｛（ｍ／Ｎ）／Ｎ｝個の光電変換素子の各々に対応する暗電流量取得用信号が得られ、前記各パターンの暗電流量取得用駆動によって前記各垂直電荷転送路から得られた前記｛（ｍ／Ｎ）／Ｎ｝個の光電変換素子のうちの前記有効光電変換素子に対応する前記暗電流量取得用信号の黒レベルを、前記各パターンの暗電流量取得用駆動によって得られた前記ＯＢ光電変換素子に対応する前記暗電流量取得用信号に基づいて補正する黒レベル補正手段を備え、前記暗電流量算出手段は、前記黒レベル補正手段で補正後の前記暗電流量取得用信号のレベルを前記Ｎで割り算する割り算手段と、前記ｍ個の光電変換素子の各位置を、前記水平電荷転送路に最も近い位置を始点とし前記水平電荷転送路から最も遠い位置を終点とする前記垂直方向に延びる垂直座標軸上の一点で表すものとし、前記割り算手段でレベルが調整された暗電流量取得用信号に対応する有効光電変換素子の垂直座標を（Ｎ−１）倍する座標変換手段と、前記座標変換手段による座標変換後の垂直座標と当該垂直座標にある有効光電変換素子に対応する前記レベルが調整された暗電流量取得用信号のレベルとの関係を表す一次関数を求める関数導出手段と、前記一次関数を前記垂直座標軸の中心で反転させる関数反転手段と、前記複数パターンの暗電流量取得駆動毎に、前記各垂直電荷転送路について前記関数反転手段により求められた一次関数の同一垂直座標における前記暗電流量取得用信号のレベルの平均を算出する平均算出手段とを含み、前記平均算出手段によって算出された平均を前記暗電流量とする撮像装置。
【００３０】
（２０）（１９）記載の撮像装置であって、前記各パターンの暗電流量取得用駆動によって前記各垂直電荷転送路からは、前記｛（ｍ／Ｎ）／Ｎ｝個の光電変換素子の各々に対応する暗電流量取得用信号に加えて、実在しないダミーの光電変換素子に対応するダミー信号が得られ、前記黒レベル補正手段は、前記暗電流量の予測値が閾値を越える場合に、前記各パターンの暗電流量取得用駆動によって前記各垂直電荷転送路から得られる前記（ｍ／Ｎ）個の暗電流量取得用信号のうちの前記有効光電変換素子に対応する暗電流量取得用信号の黒レベルを、前記各パターンの暗電流量取得用駆動によって得られる前記ダミー信号に基づいて補正する撮像装置。
【００３１】
（２１）（１）〜（２０）のいずれか記載の撮像装置であって、前記駆動手段は、前記暗電流量の予測値に応じて前記Ｎの値を設定する撮像装置。
【００３２】
（２２）（７）、（１２）、（１６）、又は（２０）記載の撮像装置であって、前記暗電流量の予測値を、前記固体撮像素子の温度を検出する温度検出手段からの情報又は前記暗電流量算出手段によって直前に算出された前記暗電流量を用いて導出する暗電流量予測値導出手段を備える撮像装置。
【００３３】
（２３）垂直方向とこれに直交する水平方向に配列された多数の光電変換素子と、前記多数の光電変換素子の各々で発生した電荷を前記垂直方向に転送する複数の垂直電荷転送路と、前記複数の垂直電荷転送路の各々を転送されてきた電荷を前記水平方向に転送する水平電荷転送路と、前記水平電荷転送路を転送されてきた電荷に応じた信号を出力する出力部とを含む固体撮像素子において、露光期間中に前記多数の光電変換素子の各々で発生した多数の電荷（以下、撮像電荷という）に応じた信号を出力させるための撮像駆動によって前記撮像電荷が前記垂直電荷転送路で転送される際に、前記多数の撮像電荷の各々に重畳される暗電荷に応じた信号である暗電流量を算出する暗電流量算出方法であって、前記撮像駆動時に各垂直電荷転送路に前記撮像電荷が読み出されるｍ（ｍは２以上の自然数）個の光電変換素子の各々に対応して前記各垂直電荷転送路に形成される電荷蓄積パケットを、前記各垂直電荷転送路に前記撮像電荷が存在していない状態で前記各垂直電荷転送路に形成し、前記形成した電荷蓄積パケットに発生する暗電荷を、前記垂直方向に隣接するＮ個（Ｎは２以上の自然数）の前記電荷蓄積パケット同士で加算しながら前記垂直方向に転送するように前記固体撮像素子を動作させる駆動を行う駆動ステップと、前記駆動ステップによって前記固体撮像素子から出力される暗電流量取得用信号に基づいて、前記暗電流量を算出する暗電流量算出ステップとを備える暗電流量算出方法。
【００３４】
（２４）垂直方向とこれに直交する水平方向に配列された多数の光電変換素子と、前記多数の光電変換素子の各々で発生した電荷を前記垂直方向に転送する複数の垂直電荷転送路と、前記複数の垂直電荷転送路の各々を転送されてきた電荷を前記水平方向に転送する水平電荷転送路と、前記水平電荷転送路を転送されてきた電荷に応じた信号を出力する出力部とを含む固体撮像素子において、露光期間中に前記多数の光電変換素子の各々で発生した多数の電荷（以下、撮像電荷という）に応じた信号を出力させるための撮像駆動によって前記撮像電荷が前記垂直電荷転送路で転送される際に前記多数の撮像電荷の各々に重畳される暗電荷に応じた信号である暗電流量を算出する暗電流量算出方法であって、前記撮像駆動は、複数フィールドに分割して実施され、前記複数フィールドの撮像駆動の各々に対応する駆動であって、前記暗電流量を算出するための信号を取得するための暗電流量取得用駆動を実施する駆動ステップを含み、前記各フィールドの撮像駆動に対応する前記暗電流量取得用駆動は、前記各フィールドの撮像駆動時に各垂直電荷転送路に前記撮像電荷が読み出されるｍ個の光電変換素子の各々に対応して前記各垂直電荷転送路に形成される電荷蓄積パケットを、前記各垂直電荷転送路に前記撮像電荷が存在していない状態で前記各垂直電荷転送路に形成し、前記形成した電荷蓄積パケットに発生する暗電荷を、前記垂直方向に隣接するＮ個の前記電荷蓄積パケット同士で加算しながら前記垂直方向に転送するように前記固体撮像素子を動作させる駆動であり、前記駆動ステップによって前記固体撮像素子から出力される暗電流量取得用信号に基づいて、前記暗電流量を算出する暗電流量算出ステップを含む暗電流量算出方法。
【発明の効果】
【００３５】
本発明によれば、垂直電荷転送路に発生する暗電荷に応じた暗電流を除去する補正を待ち時間を短くして実現することが可能な撮像装置を低コストで提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
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。
【００３７】
（第一実施形態）
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一例であるデジタルカメラの機能ブロック図である。
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。
【００３８】
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。
【００３９】
又、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画像を色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。
【００４０】
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。
【００４１】
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、測光データを積算しデジタル信号処理部１７が行うホワイトバランス補正のゲインを求める積算部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、これらは、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。
【００４２】
図２は、図１に示す固体撮像素子５の平面模式図である。
固体撮像素子５は、半導体基板内の同一面上の垂直方向とこれに直交する水平方向に配列された多数の光電変換素子１０１と、多数の光電変換素子１０１の各々で発生した電荷を垂直方向に転送する複数の垂直電荷転送路（ＶＣＣＤ）１０２と、複数の垂直電荷転送路１０２の各々を転送されてきた電荷を一時的に蓄積するラインメモリ１０５と、ラインメモリ１０５から出力された電荷を水平方向に転送する水平電荷転送路（ＨＣＣＤ）１０３と、水平電荷転送路を転送されてきた電荷に応じた信号を出力する出力部１０４とを含んで構成される。
【００４３】
多数の光電変換素子１０１は、水平方向に並ぶｎ個（ｎは２以上の自然数）の光電変換素子１０１からなる光電変換素子行を垂直方向に２ｍ（ｍは２以上の自然数）個配列した構成、又は、垂直方向に並ぶｍ個の光電変換素子１０１からなる光電変換素子列を水平方向に２ｎ個配列した構成となっている。奇数番目の光電変換素子行は、偶数番目の光電変換素子行に対して、各光電変換素子行の光電変換素子配列ピッチの略１／２だけ水平方向にずらして配置された、所謂、ハニカム配列となっている。尚、ここでは、ハニカム配列を例にして説明するが、多数の光電変換素子１０１を正方格子状に配列したものを用いても良い。
【００４４】
各光電変換素子列には、１つのＶＣＣＤ１０２が対応して設けられ、各ＶＣＣＤ１０２には、ここに対応する光電変換素子列に含まれるｍ個の光電変換素子１０１から電荷が読み出されるようになっている。
【００４５】
各光電変換素子列とそれに対応するＶＣＣＤ１０２の電荷転送チャネルとの間には、図中に矢印で模式的に示した電荷読み出し領域が形成されており、この電荷読み出し領域を介して、露光期間中に光電変換素子１０１で発生した撮像電荷が、ＶＣＣＤ１０２の電荷転送チャネルに読み出される。
【００４６】
半導体基板表面の水平方向には、各光電変換素子１０１を避けるように蛇行して垂直転送電極Ｖ１，Ｖ２，…，Ｖ８が敷設されている。半導体基板には各光電変換素子列の側部に図示しない電荷転送チャネルが、光電変換素子１０１を避けるように垂直方向に蛇行して形成されている。この電荷転送チャネルと、この上に設けられ垂直方向に配置される垂直転送電極Ｖ１〜Ｖ８とでＶＣＣＤ１０２が形成される。ＶＣＣＤ１０２は、撮像素子駆動部１０から出力される垂直転送パルスφＶによって転送駆動される。ラインメモリ１０５に最も近いＶＣＣＤ１０２の垂直転送電極はＶ８となっている。垂直転送電極Ｖ１，Ｖ２，…，Ｖ８には、それぞれ垂直転送パルスφＶ１，φＶ２，…，φＶ８が供給される。
【００４７】
ＨＣＣＣＤ１０３も、図示しない電荷転送チャネルとその上に設けられた水平転送電極とで構成され、このＨＣＣＤ１０３は、撮像素子駆動部１０から出力される転送パルスφＨ１，φＨ２，φＨ３，φＨ４によって転送駆動される。
【００４８】
ラインメモリ１０５は、撮像素子駆動部１０から出力されるラインメモリ駆動パルスφＬＭによって駆動される。
【００４９】
尚、「垂直」「水平」という用語を使用して説明したが、これは、半導体基板表面に沿う「１方向」「この１方向に対して略直角の方向」という意味である。
【００５０】
図３は、図２に示す固体撮像素子５の全体構成を示す表面模式図である。
固体撮像素子５に含まれる多数の光電変換素子１０１は、光学的黒レベルを検出するための光電変換素子であるＯＢ光電変換素子１０１と、それ以外の光電変換素子である有効光電変換素子１０１とに分類され、固体撮像素子５の受光面は、有効光電変換素子１０１が形成された有効画素領域５１と、ＯＢ光電変換素子１０１が形成されたＯＢ領域５２とで構成されている。
【００５１】
本明細書では、ｎ個の光電変換素子列の各々を構成するｍ個の光電変換素子１０１の各々の位置を、ＨＣＣＤ１０３に最も近い光電変換素子１０１の位置を始点とし、ＨＣＣＤ１０３から最も遠い光電変換素子１０１の位置を終点としたＹ座標軸上の一点で表すものとする。
【００５２】
撮像素子駆動部１０は、露光期間中に多数の光電変換素子１０１の各々で発生した多数の撮像電荷に応じた信号を出力させるための撮像駆動と、この撮像駆動によって多数の撮像電荷がＶＣＣＤ１０２で転送される際に、該多数の撮像電荷の各々に重畳される上述した第二の暗電荷に応じた信号である暗電流量を取得するための駆動である暗電流量取得用駆動とを含む。撮像素子駆動部１０は、暗電流量取得用駆動を撮像駆動の直前に行う。
【００５３】
図４は、図２に示したＶＣＣＤ１０２の電荷転送チャネル１０２ａと、その電荷転送チャネル１０２ａに撮像電荷が読み出されるｍ個の光電変換素子１０１との関係を模式的に示した図である。
【００５４】
撮像駆動時、撮像素子駆動部１０は、図４に示すように、ＶＣＣＤ１０２の電荷転送チャネル１０２ａ内に、その電荷転送チャネル１０２ａに撮像電荷を読み出すべきｍ個の光電変換素子１０１の各々に対応させて電荷蓄積パケット１０６を形成し、露光期間終了後、この電荷蓄積パケット１０６に、これに対応する光電変換素子１０１で発生した撮像電荷を読み出し、撮像電荷読み出し後、電荷蓄積パケット１０６を電荷転送方向に順次転送して、電荷蓄積パケット１０６内に蓄積した撮像電荷をＨＣＣＤ１０３に転送し、転送後、ＨＣＣＤ１０３に転送された撮像電荷を出力部１０４まで転送するように、駆動パルスφＶ、φＨ、及びφＬＭを固体撮像素子５に供給する。
【００５５】
暗電流量取得用駆動時、撮像素子駆動部１０は、電荷転送チャネル１０２ａに撮像電荷が存在していない状態で、図４に示した電荷蓄積パケット１０６を形成し、形成した電荷蓄積パケット１０６に発生する暗電荷を、図４に示すように、垂直方向に隣接するＮ個（Ｎは２以上の自然数）の電荷蓄積パケット１０６同士で加算しながら垂直方向に転送し、転送後、ＨＣＣＤ１０３に転送された第二の暗電荷を出力部１０４まで転送するように、駆動パルスφＶ、φＨ、及びφＬＭを固体撮像素子５に供給する。  図５は、暗電流量取得用駆動を行うための駆動パルスφＶ、φＨ、及びφＬＭの一例を示す図である。図５に示したパルスに基づく駆動によれば、電荷蓄積パケット１０６に発生する暗電荷を４つのパケットで加算して転送することができる。
【００５６】
この暗電流量取得用駆動によって、各ＶＣＣＤ１０２からは（ｍ／Ｎ）個の光電変換素子１０１の各々に対応した（ｍ／Ｎ）個の信号が得られる。暗電流量取得用駆動によって得られる信号を以下では暗電流量取得用信号という。
【００５７】
この暗電流量取得用駆動は、電荷蓄積パケット１０６に発生する暗電荷を複数パケットで加算して転送する駆動であるため、暗電流の取得にかかる時間を、撮像駆動にかかる時間の１／Ｎにすることができ、特許文献２の方法と比較して、暗電流の取得にかかる時間を短縮することができる。
【００５８】
ただし、１つのＶＣＣＤ１０２に着目したとき、転送を開始する前までは、ｍ個の光電変換素子１０１の各々に対応して電荷蓄積パケット１０６が形成されているため、ｍ個の光電変換素子１０１の各々に対応した第二の暗電荷が存在しているが、隣接する電荷蓄積パケット１０６同士で第二の暗電荷を加算した後は、ｍ個の光電変換素子１０１の各々に対応した第二の暗電荷が存在しない。このため、暗電流量取得用駆動では、各ＶＣＣＤ１０２からｍ個の光電変換素子１０１の各々に対応した暗電流量を得ることができない。
【００５９】
暗電流量は、有効画素領域５１にある全ての有効光電変換素子１０１に対応して必要である。しかし、暗電流量取得用駆動で駆動された固体撮像素子５の各ＶＣＣＤ１０２からは、ｍ個の光電変換素子１０１の一部（（ｍ／Ｎ）個）に対応する暗電流量しか得ることができない。そこで、本実施形態のデジタルカメラでは、デジタル信号処理部１７が、暗電流量取得用駆動によって固体撮像素子５から出力される暗電流量取得用信号に基づいて、信号処理により、有効画素領域５１にある全ての有効光電変換素子１０１の各々に対応する暗電流量を算出する機能を有している。
【００６０】
図６は、デジタル信号処理部１７の内部構成を示す機能ブロック図である。
デジタル信号処理部１７は、黒レベル補正部６１と、線形補間部６２と、暗電流補正部６３とを備える。
【００６１】
黒レベル補正部６１は、暗電流量取得用駆動によって各ＶＣＣＤ１０２から得られた（ｍ／Ｎ）個の暗電流量取得用信号のうち、有効光電変換素子１０１に対応する暗電流量取得用信号の黒レベルを、その暗電流量取得用駆動により得られたＯＢ光電変換素子１０１に対応する暗電流量取得用信号を用いて補正する。
【００６２】
黒レベル補正部６１が行う補正は、公知の方法を採用することができる。例えば、ある有効光電変換素子１０１に着目した場合、その有効光電変換素子１０１を含む光電変換素子行に含まれる複数のＯＢ光電変換素子１０１の各々に対応する暗電流量取得用信号の平均を求め、その有効光電変換素子１０１に対応する暗電流量取得用信号から該平均を減算することで、黒レベル補正を行う。
【００６３】
或いは、固体撮像素子５のＯＢ領域５２の外側に、水平方向に並ぶ実在しないダミーの光電変換素子からなる光電変換素子行を定義し、暗電流量取得用駆動によって各ＶＣＣＤ１０２からは、（ｍ／Ｎ）個の暗電流量取得用信号とダミーの光電変換素子から得られるダミー信号とが得られるようにし、各ＶＣＣＤ１０２から得られた（ｍ／Ｎ）個の暗電流量取得用信号のうち、有効光電変換素子１０１に対応する暗電流量取得用信号から、該各ＶＣＣＤ１０２から得られたダミー信号を減算することで、黒レベル補正を行う。ダミー信号は、ＨＣＣＤ１０３を空転送させたときに得られる１ライン分の信号に等しいものであり、そのレベルはほぼ０である。
【００６４】
図７は、暗電流量取得用信号の黒レベルを、ダミー信号を用いて補正した結果を示す図である。図７において、横軸は垂直座標、縦軸は垂直座標の一点で表される位置にある光電変換素子１０１に対応する暗電流量取得用信号の黒レベル補正後のレベルを示す。図８は、暗電流量取得用信号の黒レベルをＯＢ光電変換素子１０１から得られた信号を用いて補正した結果を示す図である。図８において、横軸は垂直座標、縦軸は垂直座標の一点で表される位置にある光電変換素子１０１に対応する暗電流量取得用信号の黒レベル補正後のレベルを示す。
【００６５】
Ｎ＝４で暗電流量取得用駆動を行うと、例えば、垂直座標＝１の光電変換素子１０１に対応する電荷蓄積パケット１０６には、垂直座標＝１〜４の光電変換素子１０１に対応する４つの電荷蓄積パケット１０６に発生した４つ分の第二の暗電荷が蓄積されることになる。しかし、Ｎ＝４で暗電流量取得用駆動を行った場合は、Ｎ＝１で暗電流量取得用駆動を行った場合に比べて、駆動時間が１／４になるため、各電荷蓄積パケット１０６に発生する第二の暗電荷量も１／４となる。このため、垂直座標＝１の光電変換素子１０１に対応する第二の暗電荷量は、図７，８に示したように、Ｎ＝４の場合もＮ＝１の場合もほぼ同じとなる。
【００６６】
図７，図８において、■で示したデータは、各ＶＣＣＤ１０２に対応するｍ個の光電変換素子１０１の各々に対応する暗電流のレベルと同義であり、暗電流の除去を行うためには、■で示したデータが必要である。このため、このデータに近い□のデータを用いることで、暗電流の補正が可能となる。しかも、□で示したデータは、■で示したデータよりもばらつきが少ないため、こちらのデータを利用して暗電流の補正を行った場合、ばらつきの少ない補正を行うことが可能となる。
【００６７】
ただし、□のデータは、撮像駆動時に各ＶＣＣＤ１０２に電荷が読み出される全ての有効光電変換素子１０１について存在しているわけではないため、暗電流の補正を実現するためには、データが存在していない有効光電変換素子１０１に対応する暗電流量取得用信号を補間する必要がある。
【００６８】
そこで、線形補間部６２は、各ＶＣＣＤ１０２から得られて、黒レベル補正部６１によって黒レベルが補正された暗電流量取得用信号から、撮像駆動時に該各ＶＣＣＤ１０２に撮像電荷が読み出される有効光電変換素子１０１のうち、該暗電流量取得用信号に対応していない有効光電変換素子１０１に対応する暗電流量取得用信号を補間する処理を行って、ｍ×ｎ個の光電変換素子１０１のうちの全ての有効光電変換素子１０１の各々に対応する暗電流取得用信号を生成する。
【００６９】
この線形補間部６２でデータが補間された結果、有効画素領域５１にある全ての有効光電変換素子１０１の各々に対応する暗電流量取得用信号が得られ、この暗電流量取得用信号のレベルを、そのまま暗電流量として扱うことができる。
【００７０】
暗電流補正部６３は、撮像駆動時に各有効光電変換素子１０１から得られた撮像信号から、線形補間部６２によって生成された該各有効光電変換素子１０１に対応する暗電流量を減算することで、第二の暗電荷に応じた暗電流を除去する補正を行う。
【００７１】
次に、本実施形態のデジタルカメラの動作の一例としてＮ＝２としたときの動作を説明する。
空読み出し駆動が行われ、Ｎ＝２とした暗電流量取得用駆動が行われると、（ｍ／２）個の暗電流量取得用信号がデジタル信号処理部１７に入力される。次に、デジタル信号処理部１７において、（ｍ／２）個の暗電流量取得用信号のうち、有効光電変換素子１０１に対応する暗電流量取得用信号の黒レベルが補正される。次に、黒レベル補正後の暗電流量取得用信号に対応していない有効光電変換素子１０１に対応する暗電流量取得用信号が補間される。次に、撮像駆動が行われて撮像信号がデジタル信号処理部１７に入力されると、この撮像信号に含まれる暗電流が、補間によって生成された各有効光電変換素子１０１に対応する暗電流量取得用信号によって補正される。
【００７２】
以上のように、本実施形態のデジタルカメラによれば、暗電流補正のために必要な暗電流量取得用信号を得るための暗電流量取得用駆動に要する時間を、撮像駆動に要する時間の１／Ｎにしながら、安定した暗電流補正を行うことができる。このため、特許文献２で開示された方法よりも待ち時間を少なくして、暗電流の補正を行うことができる。又、暗電流量取得用駆動によって固体撮像素子５から出力されるデータ量を、特許文献２で開示された方法に比べて１／Ｎにすることができるため、メモリ容量を小さくすることができ、コスト削減が可能となる。
【００７３】
以下に、撮像素子駆動部１０が実施する駆動のパターンを説明する。
図９は、撮像素子駆動部１０が実施する駆動のパターンを示す図である。
図９（ａ）は、特許文献２に開示された駆動パターンであり、撮像駆動の前に、該撮像駆動時に形成する電荷蓄積パケット１０６にある余剰電荷を高速で吐き出すための空読み出し駆動を行った後、Ｎ＝１とした暗電流量取得用駆動を行い、その後、撮像駆動を行うパターンである。
【００７４】
図９（ｂ）は、本実施形態に基づく駆動パターンであり、空読み出し駆動を行った後、例えばＮ＝４とした暗電流量取得用駆動を行い、その後、撮像駆動を行うパターンである。このパターンによれば、図９（ａ）のパターンに比べて暗電流量取得用駆動にかかる時間を１／４にすることができる。
【００７５】
図９（ｃ）は、本実施形態に基づく駆動パターンであり、図９（ｂ）の駆動パターンにおいて、空読み出し駆動を暗電流量取得用駆動で兼用したものである。このパターンによれば、空読み出しを省略しているため、暗電流の補正までに要する時間を図９（ｂ）のパターンよりも速くすることができる。
【００７６】
図９（ｄ）は、撮像駆動を複数フィールド（ここでは２フィールドとする）に分割して実施するものとしたものである。即ち、多数の光電変換素子１０１のうちの半分からの信号を第１フィールドの撮像駆動にて読み出し、残り半分からの信号を第２フィールドの撮像駆動にて読み出すことで、多数の光電変換素子１０１の各々からの信号を読み出すための撮像駆動を実現したものである。
【００７７】
この駆動パターンでは、まず、空読み出し駆動を行った後、例えば垂直座標が奇数の光電変換素子のみから信号をから信号を読み出す第１フィールド目の撮像駆動を行い、その後、空読み出し駆動を行った後、例えばＮ＝４とした暗電流量取得用駆動を行い、その後、例えば垂直座標が偶数の光電変換素子のみから信号をのみから信号を読み出す第２フィールド目の撮像駆動を行う。このように、撮像駆動を複数フィールドに分割して実施する場合でも、本実施形態の暗電流量取得用駆動を適用可能である。
【００７８】
図９（ｅ）は、図９（ｄ）の暗電流量取得用駆動を行うタイミングを、第１フィールドにおける空読み出し駆動と撮像駆動との間としたものであり、このようなパターンも実現可能である。
【００７９】
図９（ｆ）は、図９（ｅ）のパターンにおいて、第１フィールドで行う空読み出し駆動を暗電流量取得用駆動で兼用したものである。このパターンによれば、空読み出しを省略しているため、暗電流の補正までに要する時間を図９（ｅ）のパターンよりも速くすることができる。
【００８０】
尚、撮像駆動を３フィールド以上に分割して実施する場合には、各フィールドの撮像駆動の前に空読み出し駆動を行い、各フィールドの撮像駆動のいずれかと、その前の空読み出し駆動との間に暗電流量取得用駆動を行えば良い。
【００８１】
（第二実施形態）
第一実施形態では、撮像駆動を複数フィールドに分割して実施する場合でも、暗電流量取得用駆動は１回しか行わないものとしたが、本実施形態では、撮像素子駆動部１０が、撮像駆動を複数フィールドに分割して実施すると共に、暗電流量取得用駆動を、複数フィールドの撮像駆動の各々に対応する複数パターンの暗電流量取得用駆動に分割して実施するようにしている。本実施形態の撮像素子駆動部１０は、複数フィールドの撮像駆動の各々を行う直前に、該各々に対応するパターンの暗電流量取得用駆動を行い、複数フィールドの１フィールド目以降に行う暗電流量取得用駆動の各々の直前に空読み出し駆動を行う。
【００８２】
以下では、撮像駆動を、図２に示す固体撮像素子５において、垂直座標が奇数となる光電変換素子１０１から信号を読み出す１フィールドと、垂直座標が偶数となる光電変換素子１０１から信号を読み出す２フィールドとに分割して実施するものとする。又、暗電流量取得用駆動を、１フィールド目の撮像駆動に対応する第１の暗電流量取得用駆動と、２フィールド目の撮像駆動に対応する第２の暗電流量取得用駆動との２回に分割して実施するものとして説明する。
【００８３】
第１の暗電流量取得用駆動及び第２の暗電流量取得用駆動の各々の実行時、撮像素子駆動部１０は、各々に対応するフィールドでの撮像駆動時に各ＶＣＣＤ１０２に撮像電荷が読み出されるＭ（＝（ｍ／２））個の光電変換素子１０１の各々に対応して該各ＶＣＣＤ１０２に形成される電荷蓄積パケット１０６を、該各ＶＣＣＤ１０２に撮像電荷が存在していない状態で該各ＶＣＣＤ１０２に形成し、形成した電荷蓄積パケット１０６に発生する暗電荷を、垂直方向に隣接するＮ個の電荷蓄積パケット１０６同士で加算しながら垂直方向に転送するように、駆動パルスφＶ、φＨ、及びφＬＭを固体撮像素子５に供給する。
【００８４】
例えば、１つのＶＣＣＤ１０２に着目した場合、第１の暗電流量取得用駆動では、垂直座標が奇数の光電変換素子１０１の各々に対応する電荷蓄積パケット１０６を形成し、ここに発生する第二の暗電荷を、垂直方向に隣接する例えば４個の電荷蓄積パケット１０６同士で加算しながら垂直方向に転送するように駆動パルスφＶ、φＨ、及びφＬＭを固体撮像素子５に供給する。又、第２の暗電流量取得用駆動では、垂直座標が偶数の光電変換素子１０１の各々に対応する電荷蓄積パケット１０６を形成し、ここに発生する第二の暗電荷を、垂直方向に隣接する例えば４個の電荷蓄積パケット１０６同士で加算しながら垂直方向に転送するように駆動パルスφＶ、φＨ、及びφＬＭを固体撮像素子５に供給する。
【００８５】
図１０は、第二実施形態の撮像素子駆動部１０が実施する駆動パターンの一例を示す図である。
図１０（ａ）に示す駆動パターンは、空読み出し駆動を行った後、例えばＮ＝４とした第１の暗電流量取得用駆動（１）を行い、その後、１フィールド目の撮像駆動を行って１フィールド目を終了し、その後、空読み出し駆動を行った後、例えばＮ＝４とした第２の暗電流量取得用駆動（２）を行い、その後、２フィールド目の撮像駆動を行って２フィールド目を終了するものである。
【００８６】
図１０（ｂ）に示す駆動パターンは、図１０（ａ）に示した駆動パターンにおいて、１フィールド目の撮像駆動の前に行う空読み出し駆動を、第１の暗電流量取得用駆動（１）で兼用したものである。
【００８７】
図１１は、第二実施形態のデジタルカメラのデジタル信号処理部１７の内部構成を示す機能ブロック図である。図１１において図６と同様の構成には同一符号を付してある。
デジタル信号処理部１７は、黒レベル補正部７１と、線形補間部７２と、平均算出部７３と、暗電流補正部６３とを備える。
【００８８】
黒レベル補正部７１は、各パターンの暗電流量取得用駆動により各ＶＣＣＤ１０２から得られた（Ｍ／Ｎ）個の暗電流量取得用信号のうちの有効光電変換素子１０１に対応する暗電流量取得用信号の黒レベルを、該各パターンの暗電流量取得用駆動により得られたＯＢ光電変換素子１０１に対応する暗電流量取得用信号を用いて補正する。黒レベル補正部７１が行う補正は、第一実施形態で説明した公知の方法を採用することができる。
【００８９】
線形補間部７２は、各パターンの暗電流量取得用駆動に対応する撮像駆動時に各ＶＣＣＤ１０２に電荷が読み出される（Ｍ／Ｎ）個の光電変換素子１０１のうち、該各パターンの暗電流量取得用駆動によって該各ＶＣＣＤ１０２から得られ黒レベル補正部７１で黒レベルが補正された暗電流量取得用信号に対応していない有効光電変換素子１０１、に対応する暗電流量取得用信号を、該黒レベルが補正された暗電流量取得用信号を用いた線形補間によって補間する。この補間処理により、有効画素領域５１にある全ての有効光電変換素子１０１の各々に対応する暗電流量取得用信号が、複数パターンの暗電流量取得用駆動毎に生成されることになる。
【００９０】
平均算出部７３は、線形補間部７２で複数パターンの暗電流量取得用駆動毎に生成された、有効画素領域５１にある各有効光電変換素子１０１に対応する暗電流取得用信号の平均を算出し、算出した各有効光電変換素子１０１に対応する暗電流量取得用信号を、最終的な暗電流量として暗電流補正部６３に出力する。
【００９１】
次に、本実施形態のデジタルカメラの動作の一例として、図１０（ａ）に示す駆動パターンにおいてＮ＝２としたときの動作を説明する。
空読み出し駆動が行われ、Ｎ＝２とした第１の暗電流量取得用駆動（１）が行われると、（Ｍ／２）個の暗電流量取得用信号がデジタル信号処理部１７に入力される。次に、デジタル信号処理部１７において、（Ｍ／２）個の暗電流量取得用信号のうち、有効光電変換素子１０１に対応する暗電流量取得用信号の黒レベルが補正される。次に、黒レベル補正後の暗電流量取得用信号に対応していない有効光電変換素子１０１に対応する暗電流量取得用信号が補間される。
【００９２】
次に、第１フィールド目の撮像駆動が行われた後、空読み出し駆動が行われ、その後、第２の暗電流量取得用駆動（２）が行われて、（Ｍ／２）個の暗電流量取得用信号がデジタル信号処理部１７に入力される。次に、デジタル信号処理部１７において、（Ｍ／２）個の暗電流量取得用信号のうち、有効光電変換素子１０１に対応する暗電流量取得用信号の黒レベルが補正される。次に、黒レベル補正後の暗電流量取得用信号に対応していない有効光電変換素子１０１に対応する暗電流量取得用信号が補間される。次に、第２フィールド目の撮像駆動が行われる。
【００９３】
第１の暗電流量取得用駆動（１）で得られた暗電流量取得用信号に基づいて、全ての有効光電変換素子１０１の各々に対応する第１の暗電流量取得用信号が得られ、第２の暗電流量取得用駆動（２）で得られた暗電流量取得用信号に基づいて、全ての有効光電変換素子１０１の各々に対応する第２の暗電流量取得用信号が得られると、同一垂直座標の有効光電変換素子１０１に対応する第１の暗電流量取得用信号と第２の暗電流量取得用信号の平均が算出される。そして、この平均値をもとに、第１フィールドと第２フィールドの撮像駆動で得られた全ての有効光電変換素子１０１からの撮像信号の暗電流の補正が行われる。
【００９４】
以上のように、本実施形態のデジタルカメラによれば、暗電流量取得用駆動を複数パターンに分割して実施し、複数パターン毎に算出された各有効光電変換素子１０１に対応する暗電流量取得用信号の平均をとることで、最終的な暗電流量を算出することができる。各フィールドの撮像駆動に近いタイミングで得られた暗電流量取得用駆動の平均値を補正に利用するため、図９（ｄ）〜（ｆ）に示した駆動パターンに比べ、補正に用いる暗電流量の精度を高めることができる。
【００９５】
（第三実施形態）
第一実施形態では、撮像素子駆動部１０が暗電流量取得用駆動を撮像駆動の直前に行うものとしたが、本実施形態では、撮像素子駆動部１０が暗電流量取得用駆動を撮像駆動に続けて行うものとしている。
【００９６】
図１２は、撮像駆動時に各ＶＣＣＤ１０２に電荷が読み出されるｍ個の光電変換素子１０１と、ｍ個の光電変換素子１０１の各々に対応する暗電流量取得用信号のレベルとの関係を示した図であり、横軸は光電変換素子１０１の位置を示す垂直座標軸であり、縦軸は光電変換素子１０１に対応する暗電流量取得用信号のレベルである。尚、図１２に示す暗電流量取得用信号のレベルは、暗電流量取得用信号の黒レベルを、ＯＢ光電変換素子１０１からの信号を用いて補正した後の値としている。又、横軸の垂直座標軸は、始点が１で終点がｍの垂直座標軸に、始点が１で終点がｍ／２の垂直座標軸を合成したものとなっている。
【００９７】
Ｎ＝１とした暗電流量取得用駆動を行い続けると、図１２に示すように、座標ｍの光電変換素子１０１に対応する電荷蓄積パケット１０６に蓄積された第二の暗電荷がＨＣＣＤ１０３に転送された後は、同様の駆動を続けても、ＨＣＣＤ１０３に出力される第二の暗電荷の量は一定となる。
【００９８】
同様に、Ｎ＝１とした暗電流量取得用駆動を行った後、Ｎ＝２とした暗電流量取得用駆動を続けて行うと、撮像駆動時に各ＶＣＣＤ１０２に電荷が読み出されるｍ個の光電変換素子１０１のうち、ＨＣＣＤ１０３側から数えて（ｍ／２）個までの光電変換素子１０１に対応する電荷蓄積パケット１０６内の第二の電荷をＨＣＣＤ１０２へ転送した後は、Ｎ＝２とした同様の駆動を続けても、ＨＣＣＤ１０３に出力される第二の暗電荷の量は一定となる。
【００９９】
同様に、Ｎ＝１とした暗電流量取得用駆動を行った後、Ｎ＝３とした暗電流量取得用駆動を続けて行うと、撮像駆動時に各ＶＣＣＤ１０２に電荷が読み出されるｍ個の光電変換素子１０１のうち、ＨＣＣＤ１０３側から数えて（ｍ／３）個までの光電変換素子１０１に対応する電荷蓄積パケット１０６内の第二の電荷をＨＣＣＤ１０２へ転送した後は、Ｎ＝３とした同様の駆動を続けても、ＨＣＣＤ１０３に出力される第二の暗電荷の量は一定となる。
【０１００】
同様に、Ｎ＝１とした暗電流量取得用駆動を行った後、Ｎ＝４とした暗電流量取得用駆動を続けて行うと、撮像駆動時に各ＶＣＣＤ１０２に電荷が読み出されるｍ個の光電変換素子１０１のうち、ＨＣＣＤ１０３側から数えて（ｍ／４）個までの光電変換素子１０１に対応する電荷蓄積パケット１０６内の第二の電荷をＨＣＣＤ１０２へ転送した後は、Ｎ＝４とした同様の駆動を続けても、ＨＣＣＤ１０３に出力される第二の暗電荷の量は一定となる。
【０１０１】
Ｎ＝１とした暗電流量取得用駆動とＮ＝２，３，４とした暗電流量取得用駆動とは、基本的には電荷蓄積パケット内の電荷を何回加算するかが異なるだけであるため、Ｎ＝１とした暗電流量取得用駆動を行った場合に得られる暗電流量取得用信号のレベルと、その駆動に続けてＮ＝２，３，４とした暗電流量取得用駆動を行った場合に得られる暗電流量取得用信号のレベルとは、ある相関性を持っている。又、Ｎ＝１とした暗電流量取得用駆動は、撮像駆動と全く同じであるため、本実施形態では、撮像駆動に続けて暗電流量取得用駆動を行い、この結果得られるデータをもとに、図１に示すデジタルカメラのデジタル信号処理部１７が、上記相関性を利用して、暗電流量を算出するようにしている。
【０１０２】
第三実施形態のデジタルカメラの撮像素子駆動部１０は、暗電流量取得用駆動時、撮像駆動時に各ＶＣＣＤ１０２に電荷が読み出されるｍ個の光電変換素子１０１のうち、ＨＣＣＤ１０３側から数えて（ｍ／Ｎ）個までの光電変換素子１０１に対応する電荷蓄積パケット１０６に発生する第二の暗電荷を、垂直方向に隣接するＮ個の電荷蓄積パケット１０６同士で加算しながら垂直方向に転送するように、固体撮像素子５に駆動パルスφＶ、φＨ、及びφＬＭを供給する。この暗電流量取得用駆動により、各ＶＣＣＤ１０２からは、｛（ｍ／Ｎ）／Ｎ｝個の光電変換素子１０１に対応する暗電流量取得用信号が出力されることになる。
【０１０３】
図１３は、第三実施形態のデジタルカメラのデジタル信号処理部１７の内部構成を示す機能ブロック図である。図１３において図６と同様の構成には同一符号を付してある。
デジタル信号処理部１７は、黒レベル補正部８１と、割算部８２と、座標変換部８３と、関数導出部８４と、関数反転部８５と、暗電流補正部６３とを備える。
【０１０４】
黒レベル補正部８１は、暗電流量取得用駆動によって各ＶＣＣＤ１０２から得られる暗電流量取得用信号のうち、有効光電変換素子１０１に対応する暗電流量取得用信号の黒レベルを、当該暗電流量取得用駆動によって得られたＯＢ光電変換素子１０１に対応する暗電流量取得用信号に基づいて補正する。黒レベル補正部８１が行う補正は、第一実施形態で説明した公知の方法を採用することができる。
【０１０５】
割算部８２は、黒レベル補正部８１による黒レベル補正後の、各ＶＣＣＤ１０２から得られた暗電流量取得用信号のレベルをＮで割り算する。図１４には、図１２に示すＮ＝２のときに得られる暗電流量取得用信号のレベルを２で割った暗電流量取得用信号のレベルと、図１２に示すＮ＝３のときに得られる暗電流量取得用信号のレベルを３で割った暗電流量取得用信号のレベルと、図１２に示すＮ＝４のときに得られる暗電流量取得用信号のレベルを４で割った暗電流量取得用信号のレベルとを示した。割算部８２による演算により、Ｎ＝２，３，４のときの暗電流量取得用駆動により得られる座標“１”の暗電流量取得用信号のレベルと、Ｎ＝１のときの暗電流量取得用駆動により得られる座標“ｍ”の暗電流量取得用信号のレベルとをほぼ同じにすることができる。
【０１０６】
座標変換部８３は、割り算部８２でレベルが調整された、各ＶＣＣＤ１０２から得られた暗電流量取得用信号に対応する光電変換素子１０１の垂直座標を（Ｎ−１）倍して座標変換を行う。図１５に、図１４に示したＮ＝２のグラフの垂直座標を（２−１）＝１倍したグラフと、図１４に示したＮ＝３のグラフの垂直座標を（３−１）＝２倍したグラフと、図１４に示したＮ＝４のグラフの垂直座標を（４−１）＝３倍したグラフとを示した。この座標変換では、垂直座標のみを（Ｎ−１）倍するものであり、（Ｎ−１）倍後の垂直座標における暗電流量取得用信号のレベルは、座標変換前の値と同じとしている。
【０１０７】
関数導出部８４は、座標変換部８３による座標変換後の垂直座標と当該垂直座標にある有効光電変換素子１０１に対応する暗電流量取得用信号のレベルとの関係を表す一次関数を求める。この処理により、ｎ個のＶＣＣＤ１０２毎に、そのＶＣＣＤ１０２から得られる暗電流量取得用信号と垂直座標との関係を表す一次関数が求まる。
【０１０８】
Ｎ＝２，３，４のいずれの場合でも、関数導出部８４で導出される２ｎ個の一次関数の各々は、図１５に示すＮ＝１のグラフの垂直座標ｍより左側の部分を、この垂直座標ｍを境に左右で反転させたグラフ（黒点でデータをプロットしたグラフ）とほぼ同様のものとなる。このため、関数導出部８４で導出された２ｎ個の一次関数の各々を、垂直座標軸の中心（座標＝ｍ／２）で反転させた図１５の二点鎖線で示すような一次関数が、同図の垂直座標ｍよりも左側にあるＮ＝１のときのグラフに相当するものとなる。
【０１０９】
関数反転部８５は、関数導出部８４で導出された２ｎ個の一次関数の各々を、垂直座標軸の中心で反転させて、暗電流量の特性を表した２ｎ個の一次関数を生成する。ここで生成された２ｎ個の一次関数の各々が、各有効光電変換素子１０１の垂直座標と、各有効光電変換素子１０１からの信号に重畳される暗電流量との関係を示すものとなる。
【０１１０】
暗電流補正部６３は、関数反転部８５で生成された２ｎ個の一次関数から、各有効光電変換素子１０１の垂直座標における暗電流量取得用信号のレベルを求め、これを暗電流量として補正を行う。
【０１１１】
次に、本実施形態のデジタルカメラの動作の一例として、Ｎ＝３としたときの動作を説明する。
空読み出し駆動を行って撮像駆動を行った後に、Ｎ＝３の暗電流量取得用駆動を行うと、（ｍ／９）個の暗電流量取得用信号がデジタル信号処理部１７に入力され、（ｍ／９）個の暗電流量取得用信号のうち、有効光電変換素子１０１に対応する暗電流量取得用信号の黒レベルが補正される。
【０１１２】
次に、黒レベル補正後の暗電流量取得用信号の各々のレベルに（１／３）が乗じられてレベル調整が行われる。次に、レベル調整後の暗電流量取得用信号の各々に対応する有効光電変換素子１０１の垂直座標が２倍され、座標変換が行われる。次に、座標変換後の垂直座標と、その垂直座標の有効光電変換素子１０１に対応する暗電流量取得用信号との関係を表す一次関数が生成される。次に、この一次関数が垂直座標の中心で反転され、反転された一次関数によって、有効光電変換素子１０１から得られる信号に重畳される暗電流量が導出され、導出された暗電流量によって、撮像駆動によって得られた撮像信号に含まれる暗電流の補正が行われる。
【０１１３】
以上のように、本実施形態のデジタルカメラによれば、撮像駆動が終わった後に、これに続けて、ＨＣＣＤ１０３に転送される第二の電荷量が一定となるまでの間だけ暗電流量取得用駆動を行い、この駆動によって得られたデータを基に、全ての有効光電変換素子１０１に対応する暗電流量を算出している。暗電流取得用駆動の駆動時間は、第一実施形態で説明した暗電流量取得用駆動の駆動時間の１／Ｎとなるため、駆動時間を短くし且つ消費電力を抑えながら、全ての有効光電変換素子１０１に対応する暗電流量を算出することができる。
【０１１４】
以下に、本実施形態の撮像素子駆動部１０が実施する駆動パターンを説明する。
図１６は、第三実施形態のデジタルカメラの撮像素子駆動部１０が実施する駆動パターンの一例を示す図である。
図１６（ａ）は、図９（ｂ）に示した駆動パターンである。図１６（ｂ）は、本実施形態の撮像素子駆動部１０が実施可能な駆動パターンであり、空読み出し駆動を行った後、撮像駆動を行い、その後、例えばＮ＝４とした暗電流量取得用駆動を行うパターンである。このパターンによれば、図１６（ａ）のパターンに比べて暗電流量取得用駆動にかかる時間を１／４にすることができる。
【０１１５】
図１６（ｃ）は、撮像駆動を複数フィールド（ここでは２フィールドとする）に分割して実施するものとしたものである。即ち、多数の光電変換素子１０１のうちの半分からの信号を第１フィールドの撮像駆動にて読み出し、残り半分からの信号を第２フィールドの撮像駆動にて読み出すことで、多数の光電変換素子１０１の各々からの信号を読み出すための撮像駆動を実現したものである。
【０１１６】
この駆動パターンでは、まず、空読み出し駆動を行った後、例えば垂直座標が奇数の光電変換素子のみから信号を読み出す第１フィールド目の撮像駆動を行い、その後、例えばＮ＝４とした暗電流量取得用駆動を行った後、例えば垂直座標が偶数の光電変換素子のみから信号をから信号を読み出す第２フィールド目の撮像駆動を行うものである。このように、撮像駆動を複数フィールドに分割して実施する場合でも、本実施形態で説明した暗電流量取得用駆動を適用可能である。
【０１１７】
（第四実施形態）
第三実施形態では、撮像駆動を複数フィールドに分割して実施する場合でも、暗電流量取得用駆動は１回しか行わないものとしたが、本実施形態では、撮像素子駆動部１０が、撮像駆動を複数フィールドに分割して実施すると共に、暗電流量取得用駆動を、複数フィールドの撮像駆動の各々に対応する複数パターンの暗電流量取得用駆動に分割して実施するようにしている。本実施形態の撮像素子駆動部１０は、複数フィールドの撮像駆動の各々を行った直後に、該各々に対応するパターンの暗電流量取得用駆動を行う。
【０１１８】
以下では、撮像駆動を２フィールドに分割して実施し、暗電流量取得用駆動を、１フィールド目の撮像駆動に対応する第１の暗電流量取得用駆動と、２フィールド目の撮像駆動に対応する第２の暗電流量取得用駆動との２回に分割して実施するものとして説明する。
【０１１９】
第１の暗電流量取得用駆動及び第２の暗電流量取得用駆動の各々の実行時、撮像素子駆動部１０は、各々に対応するフィールドでの撮像駆動時に各ＶＣＣＤ１０２に撮像電荷が読み出されるＭ（＝（ｍ／２））個の光電変換素子１０１のうち、ＨＣＣＤ１０３側から数えて（Ｍ／Ｎ）個までの光電変換素子１０１に対応する電荷蓄積パケット１０６に発生する第二の暗電荷を、垂直方向に隣接するＮ個の電荷蓄積パケット１０６同士で加算しながら垂直方向に転送するように、固体撮像素子５に駆動パルスφＶ、φＨ、及びφＬＭを供給する。この暗電流量取得用駆動により、２パターンの暗電流量取得用駆動毎に、各ＶＣＣＤ１０２からは、｛（Ｍ／Ｎ）／Ｎ｝個の光電変換素子１０１の各々に対応する暗電流量取得用信号が出力されることになる。
【０１２０】
図１７は、第四実施形態のデジタルカメラの撮像素子駆動部１０が実施する駆動パターンの一例を示す図である。
図１７に示す駆動パターンは、空読み出し駆動を行って１フィールド目の撮像駆動を行い、その後、１フィールド目の撮像駆動に対応する例えばＮ＝４とした暗電流量取得用駆動（１）を行って１フィールド目を終了し、終了後、２フィールド目の撮像駆動を行い、その後、２フィールド目の撮像駆動に対応する例えばＮ＝４とした暗電流量取得用駆動（２）を行って２フィールド目を終了するものである。
【０１２１】
図１８は、第四実施形態のデジタルカメラのデジタル信号処理部１７の内部構成を示す機能ブロック図である。図１８において図６と同様の構成には同一符号を付してある。
図１８に示すデジタル信号処理部１７は、黒レベル補正部９１と、割算部９２と、座標変換部９３と、関数導出部９４と、関数反転部９５と、平均算出部９６と、暗電流補正部６３とを備える。
【０１２２】
黒レベル補正部９１は、各パターンの暗電流量取得用駆動により各ＶＣＣＤ１０２から得られた｛（Ｍ／Ｎ）／Ｎ｝個の光電変換素子１０１のうちの有効光電変換素子１０１に対応する暗電流量取得用信号の黒レベルを、該各パターンの暗電流量取得用駆動により得られたＯＢ光電変換素子１０１に対応する暗電流量取得用信号を用いて補正する。黒レベル補正部９１が行う補正は、第一実施形態で説明した公知の方法を採用することができる。
【０１２３】
割算部９２は、各パターンの暗電流量取得用駆動により各ＶＣＣＤ１０２から得られ、黒レベル補正部９１によって黒レベルが補正された暗電流量取得用信号のレベルをＮで割り算する。
【０１２４】
座標変換部９３は、各パターンの暗電流量取得用駆動により各ＶＣＣＤ１０２から得られ、割り算部９２でレベルが調整された暗電流量取得用信号に対応する有効光電変換素子１０１の垂直座標を（Ｎ−１）倍して座標変換を行う。
【０１２５】
関数導出部９４は、座標変換部９３による座標変換後の垂直座標と当該垂直座標にある有効光電変換素子１０１に対応する暗電流量取得用信号のレベルとの関係を表す一次関数を求める。
【０１２６】
関数反転部９５は、関数導出部９４で導出された一次関数を、垂直座標軸の中心で反転させて、暗電流量の特性を表した一次関数を生成する。この処理により、第１の暗電流量取得駆動及び第２の暗電流量取得駆動の各々について、各ＶＣＣＤ１０２に対応するｎ個の一次関数が求まる。
【０１２７】
平均算出部９６は、第１の暗電流量取得駆動と第２の暗電流量取得駆動の各々について求められた同一のＶＣＣＤ１０２に対応する一次関数の、同一垂直座標における暗電流量取得用信号のレベルの平均を算出する。
【０１２８】
暗電流補正部６３は、平均算出部９６で求めた各有効光電変換素子１０１に対応する暗電流量取得用信号の平均値を、各有効光電変換素子１０１に対応する暗電流量として扱って補正を行う。
【０１２９】
次に、本実施形態のデジタル信号処理部１７の動作の一例として、図１７に示す駆動パターンにおいてＮ＝３としたときの動作を説明する。
空読み出し駆動を行って第１フィールド目の撮像駆動を行った後に、Ｎ＝３の暗電流量取得用駆動（１）を行うと、（Ｍ／９）個の暗電流量取得用信号がデジタル信号処理部１７に入力され、（Ｍ／９）個の暗電流量取得用信号のうち、有効光電変換素子１０１に対応する暗電流量取得用信号の黒レベルが補正される。
【０１３０】
次に、黒レベル補正後の暗電流量取得用信号の各々のレベルに（１／３）が乗じられてレベル調整が行われる。次に、レベル調整後の暗電流量取得用信号の各々に対応する有効光電変換素子１０１の垂直座標が２倍され、座標変換が行われる。
【０１３１】
次に、座標変換後の垂直座標と、その垂直座標の有効光電変換素子１０１に対応する暗電流量取得用信号との関係を表す一次関数が生成される。次に、この一次関数が垂直座標の中心で反転され、反転された一次関数によって、各有効光電変換素子１０１から得られる信号に重畳される第一の暗電流量が導出される。
【０１３２】
暗電流量取得用駆動（１）後、第２フィールド目の撮像駆動を行い、その後、Ｎ＝３の暗電流量取得用駆動（２）を行うと、（Ｍ／９）個の暗電流量取得用信号がデジタル信号処理部１７に入力され、（Ｍ／９）個の暗電流量取得用信号のうち、有効光電変換素子１０１に対応する暗電流量取得用信号の黒レベルが補正される。
【０１３３】
次に、黒レベル補正後の暗電流量取得用信号の各々のレベルに（１／３）が乗じられてレベル調整が行われる。次に、レベル調整後の暗電流量取得用信号の各々に対応する有効光電変換素子１０１の垂直座標が２倍され、座標変換が行われる。
【０１３４】
次に、座標変換後の垂直座標と、その垂直座標の有効光電変換素子１０１に対応する暗電流量取得用信号との関係を表す一次関数が生成される。次に、この一次関数が垂直座標の中心で反転され、反転された一次関数によって、各有効光電変換素子１０１から得られる信号に重畳される第二の暗電流量が導出される。
【０１３５】
第一の暗電流量と第二の暗電流量が得られると、同一垂直座標の有効光電変換素子１０１に対応する第一の暗電流量と第二の暗電流量の平均が算出される。そして、この平均値をもとに、第１フィールドと第２フィールドの撮像駆動で得られた全ての有効光電変換素子１０１からの撮像信号の暗電流の補正が行われる。
【０１３６】
以上のように、本実施形態のデジタルカメラによれば、暗電流量取得用駆動を複数パターンに分割して実施し、各パターンで算出された暗電流量取得用信号の平均をとることで、最終的な暗電流量を算出することができる。各フィールドの撮像駆動に近いタイミングで得られた暗電流量取得用駆動の平均値を補正に利用するため、図９（ｄ）〜（ｆ）に示した駆動パターンに比べ、補正に用いる暗電流量の精度を高めることができる。
【０１３７】
（第五実施形態）
図１９は、Ｎ＝１とした暗電流量取得用駆動を行ったときの、各ＶＣＣＤ１０２に電荷が読み出されるｍ個の光電変換素子１０１の垂直座標と、その光電変換素子１０１に対応する暗電流量取得用信号との関係を示す図である。図１９において、太い実線で示したグラフが、暗電流量取得用駆動によって得られた暗電流量取得用信号を示しており、破線で示したグラフが、ＯＢ領域５２にある光電変換素子列に対応するＶＣＣＤ１０２から得られた暗電流量取得用信号の平均を示しており、細い実線で示したグラフが、太い実線で示した暗電流量取得用信号から破線で示した暗電流量取得用信号のレベルを減算して得られたものである。
【０１３８】
図１９に示したように、ＯＢ領域５２から得られる黒レベル補正用の暗電流量取得用信号は、各垂直座標において複数の信号の平均をとっているため、安定したものとなる。これに対し、有効画素領域５１から得られる暗電流量取得用信号は、ばらつきが大きくなっている。このばらつきは、温度の上昇とともに大きくなるため、温度が高い状態で、有効画素領域５１から得られる暗電流量取得用信号から、ＯＢ領域５２から得られる黒レベル補正用の暗電流量取得用信号を減算して、有効画素領域５１から得られる暗電流量取得用信号の黒レベルを補正する処理を行った場合には、図１９の細い実線で示したように演算結果が０を下回ってしまう光電変換素子１０１が存在してしまい、黒レベル補正を正常に行うことができなくなってしまう。
【０１３９】
そこで、本実施形態のデジタルカメラでは、第一実施形態〜第四実施形態で説明した黒レベル補正部６１，７１，８１，９１が、各有効光電変換素子１０１から得られる撮像信号に重畳される暗電流量の予測値（例えば、垂直座標ｍの光電変換素子に対応する暗電流量の予測値）が閾値以下の場合には、ＯＢ光電変換素子１０１に対応する暗電流量取得用信号を用いて黒レベル補正を行うものとし、暗電流量の予測値が閾値を越えた場合には、ダミー信号を用いて黒レベル補正を行うものとしている。このようにすることで、温度が上昇して暗電流量が増加するような場合でも、黒レベル補正を最適に行うことができる。
【０１４０】
この暗電流量の予測値は、図１に示すデジタルカメラに、固体撮像素子５の温度を検出する温度センサを設け、デジタル信号処理部１７が、この温度センサからの温度情報を参照して得ることが可能である。又は、図１に示すデジタルカメラのメインメモリに、デジタル信号処理部１７で直前に算出された暗電流量の値を記憶しておき、デジタル信号処理部１７が、この値を参照して得ることが可能である。
【０１４１】
尚、暗電流量の予測値が大きい場合、ＶＣＣＤ１０２において電荷の加算回数が多いと、ＶＣＣＤ１０２において暗電荷がオーバーフローしてしまう可能性がある。このため、第一実施形態〜第五実施形態では、暗電流量取得用駆動時にＶＣＣＤ１０２において暗電荷がオーバーフローしないように、撮像素子駆動部１０が、暗電流量の予測値に応じてＮの値を設定することが好ましい。例えば、撮像素子駆動部１０が、暗電流量の予測値が小さいほどＮの値を大きくし、暗電流量の予測値が大きいほどＮの値を小さくして、暗電流量取得用駆動を実施すれば良い。
【０１４２】
又、１つのＶＣＣＤ１０２に着目したとき、撮像駆動時に、そのＶＣＣＤ１０２に電荷が読み出されるｍ個の光電変換素子１０１の各々に対応する暗電流量は、ＨＣＣＤ１０３から離れた位置にある光電変換素子１０１に対応する暗電流量ほど、その値が大きくなる。このため、第一実施形態及び第三実施形態において、撮像素子駆動部１０が、暗電流量取得用駆動を実施するにあたり、例えば、ｍ個の光電変換素子１０１のうち、垂直座標１〜ｍ／２までの光電変換素子１０１に対応する電荷蓄積パケット１０６に発生する暗電荷については、加算回数を多くしてもオーバーフローの心配がないため、駆動時間を短縮するためにＮの値を大きくして暗電流量取得用駆動を行い、垂直座標ｍ／２〜ｍまでの光電変換素子１０１に対応する電荷蓄積パケット１０６に発生する暗電荷については、加算回数を多くするとオーバーフローの心配があるため、Ｎの値を小さくして暗電流量取得用駆動を行うといった具合に、暗電流量取得用駆動の途中でＮの値を変更することが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【０１４３】
【図１】本発明の一実施形態を説明するための撮像装置の一例であるデジタルカメラの機能ブロック図
【図２】図１に示す固体撮像素子の平面模式図
【図３】図２に示す固体撮像素子の全体構成を示す表面模式図
【図４】図２に示したＶＣＣＤの電荷転送チャネルと、その電荷転送チャネルに撮像電荷が読み出されるｍ個の光電変換素子との関係を模式的に示した図
【図５】４回加算を行うための駆動パルスの具体例を示す図
【図６】第一実施形態のデジタルカメラのデジタル信号処理部の内部構成を示す機能ブロック図
【図７】暗電流量取得用駆動によって得られる暗電流量取得用信号の黒レベルを、ダミー信号を用いて補正した結果を示す図
【図８】暗電流量取得用駆動によって得られる暗電流量取得用信号の黒レベルをＯＢ光電変換素子から得られた信号を用いて補正した結果を示す図
【図９】第一実施形態のデジタルカメラの撮像素子駆動部が実施する駆動のパターンの一例を示す図
【図１０】第二実施形態のデジタルカメラの撮像素子駆動部が実施する駆動パターンの一例を示す図
【図１１】第二実施形態のデジタルカメラのデジタル信号処理部の内部構成を示す機能ブロック図
【図１２】図１に示すデジタルカメラの固体撮像素子において、撮像駆動時に各ＶＣＣＤに電荷が読み出されるｍ個の光電変換素子と、ｍ個の光電変換素子の各々に対応する暗電流量取得用信号のレベルとの関係を示した図
【図１３】第三実施形態のデジタルカメラのデジタル信号処理部の内部構成を示す機能ブロック図
【図１４】図１２に示したＮ＝２，３，４の暗電流量取得用信号のレベルを１／Ｎした図
【図１５】図１４に示したＮ＝２，３，４の暗電流量取得用信号に対応する垂直座標を（Ｎ−１）倍した図
【図１６】第三実施形態のデジタルカメラの撮像素子駆動部が実施する駆動パターンの一例を示す図
【図１７】第四実施形態のデジタルカメラの撮像素子駆動部が実施する駆動パターンの一例を示す図
【図１８】第四実施形態のデジタルカメラのデジタル信号処理部の内部構成を示す機能ブロック図
【図１９】Ｎ＝１とした暗電流量取得用駆動を行ったときの、各ＶＣＣＤに電荷が読み出されるｍ個の光電変換素子の垂直座標と、その光電変換素子に対応する暗電流量取得用信号との関係を示す図
【図２０】ＣＣＤ型の固体撮像素子に含まれるＶＣＣＤと、そのＶＣＣＤに撮像電荷が読み出される光電変換素子との関係を模式的に示した図
【符号の説明】
【０１４４】
５  固体撮像素子
１０  撮像素子駆動部
１０１  光電変換素子
１０２  垂直電荷転送路
１０６  電荷蓄積パケット
【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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【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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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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