(57)【要約】【課題】水平電荷転送路の転送劣化に起因する信号劣化を補正することが可能な撮像装置を提供する。【解決手段】ｎ個の垂直電荷転送路２２の各々に対応して水平電荷転送路２３に形成されるｎ個の転送パケット２５の位置を座標ｉ（ｉ＝１，２，３，・・・，ｎ）で表すものとし、固体撮像素子２を所定の露光条件で露光し、奇数座標の転送パケット２５に、露光によって光電変換素子２１で発生した基準電荷を蓄積させる。基準電荷が蓄積された電荷蓄積パケット２５とそれ以外の空パケット２５を水平方向に転送して、基準電荷に応じた基準信号と、空パケットに存在する電荷に応じた転送残り信号とを出力させ、これらを対応付けてメモリ１４２に記憶する。そして、撮影モード時の露光によって座標ｉの転送パケット２５に蓄積された電荷に応じた撮像信号Ｓ（ｉ）の劣化を、メモリ１４２に記憶されたデータと撮像信号Ｓ（ｉ）とに基づいて補正する。【選択図】図１
2008147758.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板表面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垂直方向に転送するｎ個（ｎは２以上の自然数）の垂直電荷転送路と、前記ｎ個の垂直電荷転送路の各々を転送されてきた電荷を前記垂直方向と直交する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と、前記固体撮像素子から出力される信号の補正を行う信号処理手段とを有する撮像装置であって、
前記ｎ個の垂直電荷転送路の各々に対応して前記水平電荷転送路に形成されるｎ個の転送パケットの位置を、前記出力部に最も近い位置にある転送パケットの位置を基準とした座標ｉ（ｉ＝１，２，３，・・・，ｎ）で表すものとし、
前記撮像装置が記憶媒体を備え、
前記記憶媒体には、前記固体撮像素子を所定の露光条件で露光し、前記転送パケットの一部に、前記露光によって前記光電変換素子で発生した基準電荷を蓄積させ、前記基準電荷が蓄積された前記転送パケットを電荷蓄積パケットとし、それ以外の前記転送パケットを空パケットとしたとき、前記電荷蓄積パケットには少なくとも１つの空パケットが対応し、前記少なくとも１つの空パケットが、前記電荷蓄積パケットの転送方向上流側の隣に形成されるように前記固体撮像素子を駆動する第一の駆動を、複数の露光条件毎に行う第一の駆動手段と、前記第一の駆動によって形成された前記電荷蓄積パケットと前記空パケットを前記水平方向に転送して、前記電荷蓄積パケットに存在する基準電荷に応じた基準信号と、前記電荷蓄積パケットに対応する前記空パケットに存在する電荷であって前記電荷蓄積パケットから取り残された転送残り電荷に応じた転送残り信号とを前記出力部から出力させる駆動を行う第二の駆動手段と、前記基準信号と前記転送残り信号とを対応付けて前記記憶媒体に記憶する記憶手段とによって、前記複数の露光条件毎に、前記基準信号と前記転送残り信号が記憶され、
前記信号処理手段は、撮影モード時の露光によって座標ｉの前記転送パケットに蓄積された電荷に応じた撮像信号Ｓ（ｉ）の前記水平電荷転送路での電荷転送不良に起因する劣化を、前記記憶媒体に記憶されたデータと前記撮像信号Ｓ（ｉ）とに基づいて補正する撮像装置。
【請求項２】
請求項１記載の撮像装置であって、
前記記憶手段は、前記露光によって前記固体撮像素子から出力される前記転送残り信号のうちの複数を前記記憶媒体に記憶し、前記複数の転送残り信号の各々には、前記各々に対応する前記基準信号の出力元の前記電荷蓄積パケットの転送開始前の座標も対応付けて記憶し、
前記信号処理手段が、
前記記憶媒体に記憶されているデータに対し、前記記憶媒体に記憶されている座標以外の座標に対応する前記転送残り信号を、前記記憶媒体に記憶されているデータに基づいて補間し、補間後のデータから、前記転送残り信号を前記基準信号の関数として表した補正関数を前記座標毎に生成する補正関数生成手段によって生成された前記補正関数と、前記撮像信号Ｓ（ｉ）とから、前記撮像信号Ｓ（ｉ）の出力元転送パケットの座標及び信号レベルに対応する前記転送残り信号である信号Ｙ（ｉ）を生成する転送残り信号生成手段と、
前記撮像信号Ｓ（ｉ）に前記信号Ｙ（ｉ）を加算する演算と、前記撮像信号Ｓ（ｉ）から前記信号Ｙ（ｉ−１）を減算する演算とを行って、前記水平電荷転送路を電荷が転送される際に発生する転送劣化に起因する前記撮像信号Ｓ（ｉ）の信号劣化を補正する補正手段とから構成される撮像装置。
【請求項３】
請求項２記載の撮像装置であって、
前記固体撮像素子の温度を検出する温度検出手段を備え、
前記記憶手段が、前記基準信号に、前記露光時の前記固体撮像素子の温度の情報も対応付けて記憶し、
前記転送残り信号生成手段が、前記撮影モード時の露光時の温度の情報も用いて前記信号Ｙ（ｉ）を生成する撮像装置。
【請求項４】
請求項２記載の撮像装置であって、
前記記憶手段が、前記基準信号に、前記露光時における前記水平電荷転送路の駆動周波数の情報も対応付けて記憶し、
前記転送残り信号生成手段が、前記撮影モード時の露光時の前記水平電荷転送路の駆動周波数の情報も用いて前記信号Ｙ（ｉ）を生成する撮像装置。
【請求項５】
請求項１記載の撮像装置であって、
前記水平電荷転送路が、座標ｉ＝１の転送パケットが形成される部分よりも電荷転送方向下流側に電荷分岐路を有し、前記電荷分岐路を介して第一の水平電荷転送路と第二の水平電荷転送路との２つに分岐され、
前記水平電荷転送路のうち、前記電荷分岐路よりも電荷転送方向上流側にある部分を第三の水平電荷転送路とし、
前記水平電荷転送路は、前記第三の水平電荷転送路に形成される前記転送パケットが、前記第一の水平電荷転送路と前記第二の水平電荷転送路に交互に転送されるように駆動され、
前記出力部は、前記第一の水平電荷転送路に接続された第一の出力部と、前記第二の水平電荷転送路に接続された第二の出力部とから構成され、
前記第一の駆動手段が、前記電荷蓄積パケットには少なくとも２つの空パケットが対応し、前記少なくとも２つの空パケットが前記電荷蓄積パケットの転送方向上流側の隣に形成されるように、前記固体撮像素子を駆動する撮像装置。
【請求項６】
請求項５記載の撮像装置であって、
前記少なくとも２つの空パケットのうち、前記電荷蓄積パケットの隣の空パケットを第一の空パケットとし、前記第一の空パケットの隣の空パケットを第二の空パケットとし、
前記第一の駆動手段が、同一の露光条件下で前記第一の駆動を２回行い、
前記第二の駆動手段が、前記２回の第一の駆動のうちの一方で形成した前記電荷蓄積パケットを前記第一の水平電荷転送路に転送させる第三の駆動と、前記２回の第一の駆動のうちの他方で形成した前記電荷蓄積パケットを前記第二の水平電荷転送路に転送させる第四の駆動とを行い、
前記記憶手段が、前記第三の駆動によって前記電荷蓄積パケットから得られる第一の基準信号と、前記電荷蓄積パケットに対応する前記第一の空パケットから得られる第一の転送残り信号と、前記電荷蓄積パケットに対応する前記第二の空パケットから得られる第二の転送残り信号と、前記電荷蓄積パケットの初期位置の座標とを対応付けた第一のデータを複数記憶し、前記第四の駆動によって前記電荷蓄積パケットから得られる第二の基準信号と、前記電荷蓄積パケットに対応する前記第一の空パケットから得られる第三の転送残り信号と、前記電荷蓄積パケットに対応する前記第二の空パケットから得られる第四の転送残り信号と、前記電荷蓄積パケットの初期位置の座標とを対応付けた第二のデータを複数記憶し、
前記信号処理手段が、
前記第一のデータに対して、前記記憶媒体に記憶されている前記座標以外の座標に対応する前記第一の転送残り信号及び前記第二の転送残り信号を、前記記憶媒体に記憶されている前記第一のデータに基づいて補間し、補間後のデータから、前記第一の転送残り信号及び前記第二の転送残り信号の各々を前記第一の基準信号の関数として表した第一の補正関数を前記座標毎に生成する第一の補正関数生成手段によって生成された前記第一の補正関数と、前記第一の水平電荷転送路から出力される撮像信号Ｓ（ｉ）とから、前記撮像信号Ｓ（ｉ）の出力元転送パケットの座標及び信号レベルに対応する前記第一の転送残り信号である信号Ｙ１１（ｉ）と、前記撮像信号Ｓ（ｉ）の出力元転送パケットの座標及び信号レベルに対応する前記第二の転送残り信号である信号Ｙ１２（ｉ）を生成する第一の転送残り信号生成手段と、
前記第二のデータに対して、前記記憶媒体に記憶されている前記座標以外の座標に対応する前記第三の転送残り信号及び前記第四の転送残り信号を、前記記憶媒体に記憶されている前記第二のデータに基づいて補間し、補間後のデータから、前記第三の転送残り信号及び前記第四の転送残り信号の各々を前記第二の基準信号の関数として表した第二の補正関数を前記座標毎に生成する第二の補正関数生成手段によって生成された前記第二の補正関数と、前記第二の水平電荷転送路から出力される撮像信号Ｓ（ｉ）とから、前記撮像信号Ｓ（ｉ）の出力元転送パケットの座標及び信号レベルに対応する前記第三の転送残り信号である信号Ｙ２１（ｉ）と、前記撮像信号Ｓ（ｉ）の出力元転送パケットの座標及び信号レベルに対応する前記第四の転送残り信号である信号Ｙ２２（ｉ）を生成する第二の転送残り信号生成手段と、
前記第一の水平電荷転送路から出力される撮像信号Ｓ（ｉ）に前記信号Ｙ１１（ｉ）と前記信号Ｙ１２（ｉ）とを加算する演算と、前記第一の水平電荷転送路から出力される撮像信号Ｓ（ｉ）から前記信号Ｙ１１（ｉ−１）と前記信号Ｙ１２（ｉ−２）を減算する演算と、前記第二の水平電荷転送路から出力される撮像信号Ｓ（ｉ）に前記信号Ｙ２１（ｉ）と前記信号Ｙ２２（ｉ）とを加算する演算と、前記第二の水平電荷転送路から出力される撮像信号Ｓ（ｉ）から前記信号Ｙ２１（ｉ−１）と前記信号Ｙ２２（ｉ−２）を減算する演算とを行って、前記第一の水平電荷転送路、前記第二の水平電荷転送路、及び前記第三の水平電荷転送路での転送劣化に起因する前記撮像信号Ｓ（ｉ）の信号劣化を補正する補正手段とから構成される撮像装置。
【請求項７】
請求項６記載の撮像装置であって、
前記固体撮像素子の温度を検出する温度検出手段を備え、
前記記憶手段が、前記第一の基準信号と前記第二の基準信号に前記露光時の前記固体撮像素子の温度の情報も対応付けて記憶し、
前記第一の転送残り信号生成手段が、前記撮影モード時の露光時の温度の情報も用いて前記信号Ｙ１１（ｉ），Ｙ１２（ｉ）を生成し、
前記第二の転送残り信号生成手段が、前記撮像モード時の露光時の温度の情報も用いて前記信号Ｙ２１（ｉ），Ｙ２２（ｉ），を生成する撮像装置。
【請求項８】
請求項６記載の撮像装置であって、
前記記憶手段が、前記第一の基準信号と前記第二の基準信号に、前記露光時における前記水平電荷転送路の駆動周波数の情報も対応付けて記憶し、
前記第一の転送残り信号生成手段が、前記撮影モード時の露光時の前記水平電荷転送路の駆動周波数の情報も用いて前記信号Ｙ１１（ｉ），Ｙ１２（ｉ）を生成し、
前記第二の転送残り信号生成手段が、前記撮影モード時の露光時の前記水平電荷転送路の駆動周波数の情報も用いて前記信号Ｙ２１（ｉ），Ｙ２２（ｉ）を生成する撮像装置。
【請求項９】
請求項１又は５記載の撮像装置であって、
前記第一の駆動手段と、前記第二の駆動手段と、前記記憶手段とを備える撮像装置。
【請求項１０】
請求項２，３，４，６，７，８のいずれか１項記載の撮像装置であって、
前記第一の駆動手段と、前記第二の駆動手段と、前記記憶手段と、前記第一の補正関数生成手段と、前記第二の補正関数生成手段とを備える撮像装置。
【請求項１１】
半導体基板表面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垂直方向に転送するｎ個（ｎは２以上の自然数）の垂直電荷転送路と、前記ｎ個の垂直電荷転送路の各々を転送されてきた電荷を前記垂直方向と直交する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から出力される信号の補正を行う信号処理方法であって、
前記ｎ個の垂直電荷転送路の各々に対応して前記水平電荷転送路に形成されるｎ個の転送パケットの位置を、前記出力部に最も近い位置にある転送パケットの位置を基準とした座標ｉ（ｉ＝１，２，３，・・・，ｎ）で表すものとし、
前記撮像装置が記憶媒体を備え、
前記記憶媒体には、前記固体撮像素子を所定の露光条件で露光し、前記転送パケットの一部に、前記露光によって前記光電変換素子で発生した基準電荷を蓄積させる駆動を行うステップであって、前記基準電荷が蓄積された転送パケットを電荷蓄積パケットとし、それ以外の転送パケットを空パケットとしたとき、前記電荷蓄積パケットには少なくとも１つの空パケットが対応し、前記少なくとも１つの空パケットが、前記電荷蓄積パケットの転送方向上流側の隣に形成されるように前記固体撮像素子を駆動する第一の駆動ステップと、
前記電荷蓄積パケットと前記空パケットを前記水平方向に転送して、前記電荷蓄積パケットにある基準電荷に応じた基準信号と、前記電荷蓄積パケットに対応する前記空パケットに存在する電荷であって前記電荷蓄積パケットから取り残された転送残り電荷に応じた転送残り信号とを前記出力部から出力させる駆動を行う第二の駆動ステップと、
複数の前記露光条件毎に、前記基準信号と前記転送残り信号とを対応付けて記憶媒体に記憶する記憶ステップと、
撮影モード時の露光によって座標ｉの転送パケットに蓄積された電荷に応じた撮像信号Ｓ（ｉ）の前記水平電荷転送路での電荷転送不良に起因する劣化を、前記記憶媒体に記憶されたデータと前記撮像信号Ｓ（ｉ）とに基づいて補正する信号劣化補正ステップとを備える信号処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体基板表面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垂直方向に転送するｎ個（ｎは２以上の自然数）の垂直電荷転送路と、前記ｎ個の垂直電荷転送路の各々を転送されてきた電荷を前記垂直方向と直交する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と、前記固体撮像素子から出力される信号の補正を行う信号処理手段とを有する撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記構成の固体撮像素子は、水平電荷転送路の転送効率を１００％にすることは困難であるため、ある電荷に注目した場合、その注目電荷が水平電荷転送路で転送される際に、全ての電荷が転送されず、一部の電荷が転送残り電荷として残ってしまう。このような転送効率の劣化やそれに起因する信号劣化を補正する方法が種々提案されている（例えば特許文献１〜４参照）
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３５６８７８号公報
【特許文献２】特開２００４−３２７７２２号公報
【特許文献３】特開平４−２１７１７１号公報
【特許文献４】特開平５−２１９３７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記文献とは全く異なる新規の手法で水平電荷転送路の転送劣化に起因する信号劣化を補正することが可能な撮像装置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】
【０００５】
本発明の撮像装置は、半導体基板表面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垂直方向に転送するｎ個（ｎは２以上の自然数）の垂直電荷転送路と、前記ｎ個の垂直電荷転送路の各々を転送されてきた電荷を前記垂直方向と直交する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と、前記固体撮像素子から出力される信号の補正を行う信号処理手段とを有する撮像装置であって、前記ｎ個の垂直電荷転送路の各々に対応して前記水平電荷転送路に形成されるｎ個の転送パケットの位置を、前記出力部に最も近い位置にある転送パケットの位置を基準とした座標ｉ（ｉ＝１，２，３，・・・，ｎ）で表すものとし、前記撮像装置が記憶媒体を備え、前記記憶媒体には、前記固体撮像素子を所定の露光条件で露光し、前記転送パケットの一部に、前記露光によって前記光電変換素子で発生した基準電荷を蓄積させ、前記基準電荷が蓄積された前記転送パケットを電荷蓄積パケットとし、それ以外の前記転送パケットを空パケットとしたとき、前記電荷蓄積パケットには少なくとも１つの空パケットが対応し、前記少なくとも１つの空パケットが、前記電荷蓄積パケットの転送方向上流側の隣に形成されるように前記固体撮像素子を駆動する第一の駆動を、複数の露光条件毎に行う第一の駆動手段と、前記第一の駆動によって形成された前記電荷蓄積パケットと前記空パケットを前記水平方向に転送して、前記電荷蓄積パケットに存在する基準電荷に応じた基準信号と、前記電荷蓄積パケットに対応する前記空パケットに存在する電荷であって前記電荷蓄積パケットから取り残された転送残り電荷に応じた転送残り信号とを前記出力部から出力させる駆動を行う第二の駆動手段と、前記基準信号と前記転送残り信号とを対応付けて前記記憶媒体に記憶する記憶手段とによって、前記複数の露光条件毎に、前記基準信号と前記転送残り信号が記憶され、前記信号処理手段は、撮影モード時の露光によって座標ｉの前記転送パケットに蓄積された電荷に応じた撮像信号Ｓ（ｉ）の前記水平電荷転送路での電荷転送不良に起因する劣化を、前記記憶媒体に記憶されたデータと前記撮像信号Ｓ（ｉ）とに基づいて補正する。
【０００６】
本発明の撮像装置は、前記記憶手段が、前記露光によって前記固体撮像素子から出力される前記転送残り信号のうちの複数を前記記憶媒体に記憶し、前記複数の転送残り信号の各々には、前記各々に対応する前記基準信号の出力元の前記電荷蓄積パケットの転送開始前の座標も対応付けて記憶し、前記信号処理手段が、前記記憶媒体に記憶されているデータに対し、前記記憶媒体に記憶されている座標以外の座標に対応する前記転送残り信号を、前記記憶媒体に記憶されているデータに基づいて補間し、補間後のデータから、前記転送残り信号を前記基準信号の関数として表した補正関数を前記座標毎に生成する補正関数生成手段によって生成された前記補正関数と、前記撮像信号Ｓ（ｉ）とから、前記撮像信号Ｓ（ｉ）の出力元転送パケットの座標及び信号レベルに対応する前記転送残り信号である信号Ｙ（ｉ）を生成する転送残り信号生成手段と、前記撮像信号Ｓ（ｉ）に前記信号Ｙ（ｉ）を加算する演算と、前記撮像信号Ｓ（ｉ）から前記信号Ｙ（ｉ−１）を減算する演算とを行って、前記水平電荷転送路を電荷が転送される際に発生する転送劣化に起因する前記撮像信号Ｓ（ｉ）の信号劣化を補正する補正手段とから構成される撮像装置。
【０００７】
本発明の撮像装置は、前記固体撮像素子の温度を検出する温度検出手段を備え、前記記憶手段が、前記基準信号に、前記露光時の前記固体撮像素子の温度の情報も対応付けて記憶し、前記転送残り信号生成手段が、前記撮影モード時の露光時の温度の情報も用いて前記信号Ｙ（ｉ）を生成する。
【０００８】
本発明の撮像装置は、前記記憶手段が、前記基準信号に、前記露光時における前記水平電荷転送路の駆動周波数の情報も対応付けて記憶し、前記転送残り信号生成手段が、前記撮影モード時の露光時の前記水平電荷転送路の駆動周波数の情報も用いて前記信号Ｙ（ｉ）を生成する。
【０００９】
本発明の撮像装置は、前記水平電荷転送路が、座標ｉ＝１の転送パケットが形成される部分よりも電荷転送方向下流側に電荷分岐路を有し、前記電荷分岐路を介して第一の水平電荷転送路と第二の水平電荷転送路との２つに分岐され、前記水平電荷転送路のうち、前記電荷分岐路よりも電荷転送方向上流側にある部分を第三の水平電荷転送路とし、前記水平電荷転送路は、前記第三の水平電荷転送路に形成される前記転送パケットが、前記第一の水平電荷転送路と前記第二の水平電荷転送路に交互に転送されるように駆動され、前記出力部は、前記第一の水平電荷転送路に接続された第一の出力部と、前記第二の水平電荷転送路に接続された第二の出力部とから構成され、前記第一の駆動手段が、前記電荷蓄積パケットには少なくとも２つの空パケットが対応し、前記少なくとも２つの空パケットが前記電荷蓄積パケットの転送方向上流側の隣に形成されるように、前記固体撮像素子を駆動する。
【００１０】
本発明の撮像装置は、前記少なくとも２つの空パケットのうち、前記電荷蓄積パケットの隣の空パケットを第一の空パケットとし、前記第一の空パケットの隣の空パケットを第二の空パケットとし、前記第一の駆動手段が、同一の露光条件下で前記第一の駆動を２回行い、前記第二の駆動手段が、前記２回の第一の駆動のうちの一方で形成した前記電荷蓄積パケットを前記第一の水平電荷転送路に転送させる第三の駆動と、前記２回の第一の駆動のうちの他方で形成した前記電荷蓄積パケットを前記第二の水平電荷転送路に転送させる第四の駆動とを行い、前記記憶手段が、前記第三の駆動によって前記電荷蓄積パケットから得られる第一の基準信号と、前記電荷蓄積パケットに対応する前記第一の空パケットから得られる第一の転送残り信号と、前記電荷蓄積パケットに対応する前記第二の空パケットから得られる第二の転送残り信号と、前記電荷蓄積パケットの初期位置の座標とを対応付けた第一のデータを複数記憶し、前記第四の駆動によって前記電荷蓄積パケットから得られる第二の基準信号と、前記電荷蓄積パケットに対応する前記第一の空パケットから得られる第三の転送残り信号と、前記電荷蓄積パケットに対応する前記第二の空パケットから得られる第四の転送残り信号と、前記電荷蓄積パケットの初期位置の座標とを対応付けた第二のデータを複数記憶し、前記信号処理手段が、前記第一のデータに対して、前記記憶媒体に記憶されている前記座標以外の座標に対応する前記第一の転送残り信号及び前記第二の転送残り信号を、前記記憶媒体に記憶されている前記第一のデータに基づいて補間し、補間後のデータから、前記第一の転送残り信号及び前記第二の転送残り信号の各々を前記第一の基準信号の関数として表した第一の補正関数を前記座標毎に生成する第一の補正関数生成手段によって生成された前記第一の補正関数と、前記第一の水平電荷転送路から出力される撮像信号Ｓ（ｉ）とから、前記撮像信号Ｓ（ｉ）の出力元転送パケットの座標及び信号レベルに対応する前記第一の転送残り信号である信号Ｙ１１（ｉ）と、前記撮像信号Ｓ（ｉ）の出力元転送パケットの座標及び信号レベルに対応する前記第二の転送残り信号である信号Ｙ１２（ｉ）を生成する第一の転送残り信号生成手段と、前記第二のデータに対して、前記記憶媒体に記憶されている前記座標以外の座標に対応する前記第三の転送残り信号及び前記第四の転送残り信号を、前記記憶媒体に記憶されている前記第二のデータに基づいて補間し、補間後のデータから、前記第三の転送残り信号及び前記第四の転送残り信号の各々を前記第二の基準信号の関数として表した第二の補正関数を前記座標毎に生成する第二の補正関数生成手段によって生成された前記第二の補正関数と、前記第二の水平電荷転送路から出力される撮像信号Ｓ（ｉ）とから、前記撮像信号Ｓ（ｉ）の出力元転送パケットの座標及び信号レベルに対応する前記第三の転送残り信号である信号Ｙ２１（ｉ）と、前記撮像信号Ｓ（ｉ）の出力元転送パケットの座標及び信号レベルに対応する前記第四の転送残り信号である信号Ｙ２２（ｉ）を生成する第二の転送残り信号生成手段と、前記第一の水平電荷転送路から出力される撮像信号Ｓ（ｉ）に前記信号Ｙ１１（ｉ）と前記信号Ｙ１２（ｉ）とを加算する演算と、前記第一の水平電荷転送路から出力される撮像信号Ｓ（ｉ）から前記信号Ｙ１１（ｉ−１）と前記信号Ｙ１２（ｉ−２）を減算する演算と、前記第二の水平電荷転送路から出力される撮像信号Ｓ（ｉ）に前記信号Ｙ２１（ｉ）と前記信号Ｙ２２（ｉ）とを加算する演算と、前記第二の水平電荷転送路から出力される撮像信号Ｓ（ｉ）から前記信号Ｙ２１（ｉ−１）と前記信号Ｙ２２（ｉ−２）を減算する演算とを行って、前記第一の水平電荷転送路、前記第二の水平電荷転送路、及び前記第三の水平電荷転送路での転送劣化に起因する前記撮像信号Ｓ（ｉ）の信号劣化を補正する補正手段とから構成される。
【００１１】
本発明の撮像装置は、前記固体撮像素子の温度を検出する温度検出手段を備え、前記記憶手段が、前記第一の基準信号と前記第二の基準信号に前記露光時の前記固体撮像素子の温度の情報も対応付けて記憶し、前記第一の転送残り信号生成手段が、前記撮影モード時の露光時の温度の情報も用いて前記信号Ｙ１１（ｉ），Ｙ１２（ｉ）を生成し、前記第二の転送残り信号生成手段が、前記撮像モード時の露光時の温度の情報も用いて前記信号Ｙ２１（ｉ），Ｙ２２（ｉ），を生成する。
【００１２】
本発明の撮像装置は、前記記憶手段が、前記第一の基準信号と前記第二の基準信号に、前記露光時における前記水平電荷転送路の駆動周波数の情報も対応付けて記憶し、前記第一の転送残り信号生成手段が、前記撮影モード時の露光時の前記水平電荷転送路の駆動周波数の情報も用いて前記信号Ｙ１１（ｉ），Ｙ１２（ｉ）を生成し、前記第二の転送残り信号生成手段が、前記撮影モード時の露光時の前記水平電荷転送路の駆動周波数の情報も用いて前記信号Ｙ２１（ｉ），Ｙ２２（ｉ）を生成する。
【００１３】
本発明の撮像装置は、前記第一の駆動手段と、前記第二の駆動手段と、前記記憶手段とを備える。
【００１４】
本発明の撮像装置は、前記第一の駆動手段と、前記第二の駆動手段と、前記記憶手段と、前記第一の補正関数生成手段と、前記第二の補正関数生成手段とを備える。
【００１５】
本発明の信号処理方法は、半導体基板表面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垂直方向に転送するｎ個（ｎは２以上の自然数）の垂直電荷転送路と、前記ｎ個の垂直電荷転送路の各々を転送されてきた電荷を前記垂直方向と直交する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から出力される信号の補正を行う信号処理方法であって、前記ｎ個の垂直電荷転送路の各々に対応して前記水平電荷転送路に形成されるｎ個の転送パケットの位置を、前記出力部に最も近い位置にある転送パケットの位置を基準とした座標ｉ（ｉ＝１，２，３，・・・，ｎ）で表すものとし、前記撮像装置が記憶媒体を備え、前記記憶媒体には、前記固体撮像素子を所定の露光条件で露光し、前記転送パケットの一部に、前記露光によって前記光電変換素子で発生した基準電荷を蓄積させる駆動を行うステップであって、前記基準電荷が蓄積された転送パケットを電荷蓄積パケットとし、それ以外の転送パケットを空パケットとしたとき、前記電荷蓄積パケットには少なくとも１つの空パケットが対応し、前記少なくとも１つの空パケットが、前記電荷蓄積パケットの転送方向上流側の隣に形成されるように前記固体撮像素子を駆動する第一の駆動ステップと、前記電荷蓄積パケットと前記空パケットを前記水平方向に転送して、前記電荷蓄積パケットにある基準電荷に応じた基準信号と、前記電荷蓄積パケットに対応する前記空パケットに存在する電荷であって前記電荷蓄積パケットから取り残された転送残り電荷に応じた転送残り信号とを前記出力部から出力させる駆動を行う第二の駆動ステップと、複数の前記露光条件毎に、前記基準信号と前記転送残り信号とを対応付けて記憶媒体に記憶する記憶ステップと、撮影モード時の露光によって座標ｉの転送パケットに蓄積された電荷に応じた撮像信号Ｓ（ｉ）の前記水平電荷転送路での電荷転送不良に起因する劣化を、前記記憶媒体に記憶されたデータと前記撮像信号Ｓ（ｉ）とに基づいて補正する信号劣化補正ステップとを備える。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、上記文献とは全く異なる新規の手法で水平電荷転送路の転送劣化に起因する信号劣化を補正することが可能な撮像装置を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】
【００１７】
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。
【００１８】
（第一実施形態）
図１は、本発明の撮像装置の第一の実施形態であるデジタルカメラの概略構成を示す図である。
図１に示すデジタルカメラ１は、固体撮像素子２と、固体撮像素子２から出力されるアナログの撮像信号に所定のアナログ信号処理を施した後、デジタル信号に変換するアナログフロントエンド（ＡＦＥ）３と、ＡＦＥ３で変換後のデジタル信号を一時的に記憶するＲＡＭ等のメモリ４とを備える。
【００１９】
固体撮像素子２は、半導体基板表面に配列された多数の光電変換素子２１と、多数の光電変換素子２１の各々で発生した電荷を垂直方向に転送するｎ個（ｎは２以上の自然数）の垂直電荷転送路２２と、ｎ個の垂直電荷転送路２２の各々を転送されてきた電荷を垂直方向と直交する水平方向に転送する水平電荷転送路２３と、水平電荷転送路２３を転送されてきた電荷に応じた信号を出力する出力部であるＦＤアンプ２４とを含む。
【００２０】
垂直電荷転送路２２は、埋め込みチャネルで構成され、その上には図示しない多数の垂直転送電極が垂直方向に配列して形成されている。この垂直転送電極に垂直駆動パルス（Ｖパルス）が供給されることで、垂直電荷転送路２２での電荷転送動作が制御される。水平電荷転送路２３は、埋め込みチャネルで構成され、その上には図示しない多数の水平転送電極が水平方向に配列して形成されている。この水平転送電極に２相の水平駆動パルス（Ｈパルス）が供給されることで、水平電荷転送路２３の電荷転送動作が制御される。
【００２１】
デジタルカメラ１は、デジタルカメラ１全体を統括制御する制御部１１と、固体撮像素子２の周辺温度を検出して、検出した温度情報を制御部１１に通知する温度センサ５と、オーバーフロードレインパルス（ＯＦＤ）を固体撮像素子２に供給するＯＦＤパルス供給部６と、Ｖパルスを垂直転送電極に供給するＶドライバ７と、Ｈパルスを水平転送電極に供給するＨドライバ８と、ＦＤアンプ２４のリセット動作を制御するＲＳドライバ９と、ＡＦＥ３、ＯＦＤパルス供給部６、Ｖドライバ７、Ｈドライバ８、及びＲＳドライバ９の駆動タイミングを決定するタイミング信号を生成して、これらに供給するタイミングジェネレータ（ＴＧ）１０と、デジタルカメラ１の各種動作モードの設定を行うための制御部１１に接続された操作部１２と、メモリ４に記憶された撮像信号に対して所定のデジタル信号処理を施す信号処理部１４と、圧縮伸張処理部１３と、メディアＩＦ１５と、メディアＩＦ１５に接続された記録メディア１６とを備える。信号処理部１４、圧縮伸張処理部１３、メディアＩＦ１５、メモリ４、及び制御部１１は、それぞれバス１７に接続されている。
【００２２】
図２は、図１に示す固体撮像素子２の水平電荷転送路２３とＦＤアンプ２４付近の部分拡大図である。図２では、垂直電荷転送路２２から水平電荷転送路２３に電荷を転送する際の状態を図示している。
水平電荷転送路２３は、その上方の水平転送電極と重なる領域を電荷転送段と定義すると、水平方向に並んだ多数の電荷転送段（図２中の四角形のブロック）から構成される。垂直電荷転送路２２から水平電荷転送路２３に電荷を転送する際、図２に示すように、多数の電荷転送段のうちのｎ個の垂直電荷転送路２２の各々に対応する電荷転送段には、各々から転送されてくる電荷を蓄積するための転送パケット２５が形成されると共に、それ以外の電荷転送段には、転送パケット２５のバリア２６が形成される。そして、ｎ個の転送パケット２５の各々に電荷が移動した後、水平転送電極にＨパルスが供給されて、転送パケット２５が水平方向に順次転送される。これにより、各垂直電荷転送路２２から転送されてきた電荷をＦＤアンプ２４まで転送することができる。
【００２３】
本実施形態では、図２の状態で水平電荷転送路２３に形成されるｎ個の転送パケット２５の各々の位置を、ＦＤアンプ２４に最も近い位置にある転送パケット２５の位置を基準（＝１）とした座標ｉ（ｉ＝１，２，３，・・・，ｎ）で表すものとする。又、以下では、図２の状態での転送パケット２５の位置を初期位置という。
【００２４】
図３は、時刻ｔ＝１にて初期位置が座標ｉ＝２の転送パケット２５を、時刻ｔ＝２で座標ｉ＝１まで転送した状態を示す図である。
図２に示す構成の水平電荷転送路２３における電荷転送劣化要因には、次の２つが存在する。
・水平電荷転送路２３の最終電荷転送段に移動した転送パケット２５にある電荷がＦＤアンプ２４のＦＤ部に移動する際に失う転送残り電荷（１）（図３参照）。
・初期位置が座標ｉである転送パケット２５が水平電荷転送路２２の最終電荷転送段に転送されてくるまでに失う転送残り電荷（２）（図３参照）。
【００２５】
転送残り電荷（１），（２）は、いずれも、転送動作によって、初期位置が座標ｉの転送パケット２５から初期位置が座標ｉ＋１の転送パケット２５に移動してしまう電荷である。このため、注目した転送パケット２５の電荷転送方向上流側隣の転送パケット２５を空パケットにして、これらを転送する駆動を行えば、この空パケットに、注目した転送パケット２５から取り残された転送残り電荷（１），（２）を蓄積させることができる。本実施形態では、このことを利用して、水平電荷転送路２３での転送劣化に起因する信号劣化を補正するための補正データを得て、信号劣化を補正できるようにしている。
【００２６】
本実施形態のデジタルカメラ１では、水平電荷転送路２３での電荷転送不良に起因する信号劣化を補正するためのデータを生成する補正データ生成モードと、ユーザからの指示によって撮影を行うための撮影モードとが設定可能となっている。補正データ生成モードは、デジタルカメラ１の出荷前にのみ設定可能なモードである。
【００２７】
補正データ生成モード時、ＯＦＤパルス供給部６、Ｖドライバ７、及びＨドライバ８は、制御部１１の制御により、所定の露光条件で光電変換素子２１を露光し、その露光によって光電変換素子２１で発生した基準電荷を、水平電荷転送路２３に形成したｎ個の転送パケット２５のうちの一部（例えば、座標ｉ＝２ｍ−１（ｍは１以上の自然数）の転送パケット２５）に蓄積させる第一の駆動を行う。この第一の駆動によって、座標ｉ＝２ｍ−１の転送パケット２５（これを電荷蓄積パケット２５という）には、その電荷転送方向上流側隣の座標ｉ＝２ｍに、基準電荷が蓄積されていない転送パケット２５である空パケット２５が対応して形成された状態となる。
【００２８】
ここでは、奇数座標に電荷蓄積パケットが存在し、偶数座標に空パケットが存在するように第一の駆動を行っている。しかし、第一の駆動は、ｎ個の転送パケット２５のうちの一部が電荷蓄積パケット２５となり、該電荷蓄積パケット２５に１つの空パケット２５が対応し、該１つの空パケット２５が、該電荷蓄積パケット２５の電荷転送方向上流側の隣に形成されるという条件を満たせれば良く、上述した方法に限らない。
【００２９】
電荷蓄積パケット２５と空パケット２５を水平方向に交互に形成する駆動方法としては、図４（ａ）に示すように、水平電荷転送路２３に移動された多数の電荷のうち、水平方向に隣接する２つの電荷を加算する方法や、図４（ｂ）に示すように、座標ｉが偶数の転送パケット２５に対応する垂直電荷転送路２２からは、電荷を水平電荷転送路２３に移動させないようにする方法等、様々な方法が考えられる。
【００３０】
ＯＦＤパルス供給部６、Ｖドライバ７、及びＨドライバ８は、電荷蓄積パケット２５と空パケット２５の形成後、制御部１１の制御により、電荷蓄積パケット２５と空パケット２５を水平方向に転送する第二の駆動を行う。この第二の駆動により、固体撮像素子２からは、電荷蓄積パケット２５に残っている基準電荷に応じた基準信号（この基準信号量は、電荷蓄積パケット２５の初期位置に関わらず一定）と、その電荷蓄積パケット２５に対応する空パケット２５に取り残された転送残り電荷に応じた転送残り信号（この信号量は、電荷蓄積パケット２５の初期位置によって変化する）とが交互に出力され、メモリ４に一時記憶される。
【００３１】
ＯＦＤパルス供給部６、Ｖドライバ７、及びＨドライバ８は、上記露光条件を複数パターンで変えて、複数の露光条件毎に、上記第一の駆動及び第二の駆動を行う。
【００３２】
撮影モード時、操作部１２から撮影指示が行われると、ＯＦＤパルス供給部６、Ｖドライバ７、及びＨドライバ８は、制御部１１の制御により、設定された露光条件で光電変換素子２１を露光し、その露光によって光電変換素子２１で発生した撮像電荷を、水平電荷転送路２３に形成したｎ個の転送パケット２５の各々に蓄積させ、その後、転送パケット２５を水平方向に転送する撮像駆動を行う。この撮像駆動により、固体撮像素子２からは、各転送パケット２５に残っている撮像電荷に応じた撮像信号（この撮像信号は、それぞれ同一の信号レベルとは限らない）が出力され、メモリ４に一時記憶される。
【００３３】
図１に戻り、信号処理部１４は、記憶制御部１４１と、ＲＡＭやＲＯＭ等の記憶媒体であるメモリ１４２と、データ補間部１４３と、補正関数生成部１４４と、転送残り量生成部１４５と、信号劣化補正部１４６とを含む。
【００３４】
記憶制御部１４１は、上記第一の駆動及び第二の駆動で固体撮像素子２から出力されてメモリ４に一時記憶された、初期位置が座標ｉ＝２ｍ−１の電荷蓄積パケット２５から得られた基準信号の信号量（基準信号量）を、初期位置が座標ｉ＝２ｍの空パケット２５から得られた転送残り信号の信号量（転送残り信号量）と、座標ｉ＝２ｍ−１と対応付けてメモリ１４２に記憶する。例えば、ｎ＝７とし、Ｒ１〜Ｒ４の４つの露光条件で上記第一の駆動及び第二の駆動を行った場合、メモリ１４２には、図５に示すように、露光条件毎に、初期位置の座標ｉと、基準信号量と、転送残り信号量とが対応付けて記憶される。
【００３５】
データ補間部１４３は、図５に示すデータに対し、既に記憶されている初期位置の座標ｉ以外の座標に対応する転送残り信号量を補間する処理を、図５に示すデータに基づいて行う。同一露光条件下で得られた転送残り信号量は、初期位置の座標ｉの値に比例する。このため、初期位置が座標ｉ＝２ｍに対応する転送残り信号量は、図５に示すデータから線形補間によって簡単に得ることができる。
【００３６】
図６は、図５に示したテーブルにデータを補間した後のテーブルを示す図である。図６において網掛けをしたデータがデータ補間部１４３によって補間されたデータである。尚、上述したように、同一露光条件下で得られた転送残り信号量は、初期位置の座標ｉの値に比例する。このため、メモリ１４２には、１つの基準信号量に対して、初期位置の座標が２つと、その２つの座標の各々に対応する転送残り信号量とが少なくとも記憶されていれば、全ての初期位置の座標に対応する転送残り信号量を補間した図６に示したテーブルを作成することができる。
【００３７】
図６に示したテーブルにより、各座標毎に、基準信号量とそれに対応する転送残り信号量との関係を示す図７に示したようなグラフを生成することができる。図７では、図６に示したデータから生成される座標ｉ＝１のときのグラフを示した。図７において、図６に示すテーブルにない基準信号量に対応する転送残り信号量は、線形補間によって得ることができる。補正関数生成部１４４は、各座標毎に、図７に示したグラフを基準信号量を変数として表した補正関数を生成し、これをメモリ１４２に記憶する。
【００３８】
転送残り量生成部１４５は、撮影モード時の撮影指示によってメモリ４に記憶された、初期位置が座標ｉの転送パケット２５に蓄積された撮像電荷に応じた撮像信号Ｓ（ｉ）をメモリ４から取得し、メモリ１４２に記憶されている初期位置の座標ｉについて生成された補正関数と、この撮像信号Ｓ（ｉ）の初期位置の座標及び信号量（信号レベル）とから、撮像信号Ｓ（ｉ）に対応する転送残り信号である転送残り信号Ｙ（ｉ）を生成する。この転送残り信号Ｙ（ｉ）は、水平電荷転送路２３での電荷転送不良によって撮像信号Ｓ（ｉ）が失ってしまった信号量に相当する。
【００３９】
信号劣化補正部１４６は、転送残り量生成部１４５で生成された転送残り信号Ｙ（ｉ）に基づいて、以下の補正式（ａ）により、撮像信号Ｓ（ｉ）の信号劣化を補正する。
【００４０】
Ｏ（ｉ）＝Ｓ（ｉ）＋Ｙ（ｉ）−Ｙ（ｉ−１）＋Ｚ（ｉ），但し、Ｙ（０）＝０  ・・・（ａ）
Ｏ（ｉ）：補正後の撮像信号
Ｚ（ｉ）：ＦＤアンプ２４のリセット部で消失する信号量（実験的に既知の値）
【００４１】
補正式（ａ）の“Ｓ（ｉ）＋Ｙ（ｉ）”の演算によって、転送残り電荷（１），（２）によって撮像信号Ｓ（ｉ）から失われてしまった信号を元に戻すことができる。しかし、この演算だけだと、ｉ＝２以降の撮像信号Ｓ（ｉ）には、転送残り信号Ｙ（ｉ−１）が加算されているため、この分を補正することができない。そこで、更に“−Ｙ（ｉ−１）”の演算を行うことで、撮像信号Ｓ（ｉ）に加算されてしまっている余分な信号を除去することができる。このように、信号劣化補正部１４６は、補正式（ａ）の演算を行うことで、撮像信号Ｓ（ｉ）の転送残り電荷（１），（２）に起因する信号劣化を補正する。
【００４２】
以上のように構成されたデジタルカメラの動作を説明する。
デジタルカメラ１が補正データ生成モードに設定されると、第一の駆動と第二の駆動が実施され、固体撮像素子２からは基準信号と転送残り信号とが出力され、メモリ４に一時記憶される。次に、メモリ４に記憶された基準信号と転送残り信号とから図５に示すようなテーブルが作成され、メモリ１４２に記憶される。次に、作成されたテーブルのデータが補間されてメモリ１４２のテーブルが図６に示したように更新される。次に、図６に示したテーブルから補正関数が生成され、メモリ１４２に記憶されて、補正データ生成モードが終了する。この状態で、デジタルカメラ１は出荷される。
【００４３】
出荷されたデジタルカメラ１を手に入れたユーザがデジタルカメラ１を撮影モードに設定すると、固体撮像素子２からは撮像信号Ｓ（ｉ）が出力され、メモリ４に一時記憶される。次に、撮像信号Ｓ（ｉ）とメモリ１４２に記憶されている補正関数とから、撮像信号Ｓ（ｉ）に対応する転送残り信号Ｙ（ｉ）が生成される。次に、補正式（ａ）の演算が行われて、撮像信号Ｓ（ｉ）の信号劣化が補正され、補正後の撮像信号Ｏ（ｉ）がメモリ４に記憶される。その後は、信号処理部１４が、撮像信号Ｏ（ｉ）に所定のデジタル信号処理を施して画像データを生成し、この画像データが圧縮伸張処理部１３で圧縮された後、記録メディア１６に記録される。
【００４４】
以上のように、デジタルカメラ１によれば、複数の露光条件毎に、第一の駆動と第二の駆動を行って固体撮像素子２から出力される基準信号と転送残り信号と座標とをメモリ１４２に対応付けて記憶しておき、メモリ１４２に記憶されたデータに基づいて、撮像信号Ｓ（ｉ）に対応する転送残り信号を生成している。このため、各位置の転送パケット２５の実使用状態での転送効率を得ることができ、撮像信号Ｓ（ｉ）の信号劣化を精度良く補正することができる。
【００４５】
尚、転送残り電荷（１）に応じた信号は、転送残り信号Ｙ（１）〜Ｙ（ｎ）の各々に均等に含まれているため、補正式（ａ）の“Ｓ（ｉ）＋Ｙ（ｉ）”の演算により、転送残り電荷（１）によって撮像信号Ｓ（ｉ）から失われてしまった信号を元に戻すことができる。つまり、転送残り電荷（１）に起因する信号劣化を補正するためだけを目的とすれば、図５のテーブルに記憶する転送残り信号量は、各露光条件において１つあれば良い。例えば、図７に示したようなグラフを表す補正関数のみをメモリ１４２に記憶しておけば良い。そして、信号劣化補正部１４６は、“Ｓ（ｉ）＋Ｙ（ｉ）”の演算を行って転送残り電荷（１）に起因する信号劣化を補正し、転送残り電荷（２）に起因する信号劣化は、公知の方法によって補正するようにすれば良い。
【００４６】
又、第一の駆動によって形成される電荷蓄積パケット２５同士の間には、空パケット２５が複数存在していても良い。空パケット２５が複数あったとしても、転送残り電荷が蓄積されるのは、電荷蓄積パケット２５の隣にある空パケット２５だけであるため、この空パケット２５から得られる転送残り信号をメモリ１４２に記憶し、それ以外の空パケット２５から得られる信号については記憶せずに無視すれば良い。
【００４７】
又、上記説明では、補正データ生成モード時に、データ補間部１４３と補正関数生成部１４４を動作させているが、これらは、撮影モード時の撮影の都度、動作させるようにしても良い。
【００４８】
又、上記説明では、記憶制御部１４１、データ補間部１４３、及び補正関数生成部１４４をデジタルカメラ１に内蔵しているが、これらが行う処理を外部のコンピュータによって実施し、その処理によって得られたデータをメモリ１４２に記憶するようにしても良い。つまり、記憶制御部１４１、データ補間部１４３、及び補正関数生成部１４４はデジタルカメラ１内に内蔵されていなくても良い。
【００４９】
水平電荷転送路２３における電荷転送は、熱拡散ドリフトという現象により行われている。この現象は温度に依存する。以下の式（ｂ）はアインシュタインの関係式と呼ばれる式で、電子の移動度と拡散係数の関係を示している。
【００５０】
【数１】
2008147758.tif 000003
【００５１】
この式によると、拡散係数は温度に比例するため、転送効率は温度が上昇すると共に上昇し、温度が低下すると劣化する。よって、上記補正関数をそのまま使ったのでは、温度依存性の影響を受けて、誤補正となる可能性がある。そこで、本実施形態では、記憶制御部１４１が、補正データ生成モードの露光時の固体撮像素子２の温度の情報を取得し、メモリ４から読み出した基準信号に、この温度の情報も対応付けて記憶しておき、転送残り信号生成部１４５が、撮影モード時の露光時の固体撮像素子２の温度の情報も用いて転送残り信号Ｙ（ｉ）を生成することが好ましい。
【００５２】
例えば、図６に示したテーブルに対応する温度をＴ１とし、撮影モード時の露光時の温度をＴ２とすると、転送残り信号生成部１４５は、生成した転送残り信号Ｙ（ｉ）に、係数ａ＝ａ０×（Ｔ２／Ｔ１）（ａ０は実験的に求める初期値）を乗じた値を最終的な転送残り信号Ｙ（ｉ）とする処理を行えば良い。この処理により、転送効率の温度依存性を補償することができる。又は、補正データ生成モード時に、複数の温度毎に補正関数を生成しておき、撮影モード時の温度に最も近い温度に対応する補正関数から、転送残り信号Ｙ（ｉ）を生成するようにしても良い。
【００５３】
水平電荷転送路２３では、水平転送電極に所定の電圧が印加されている時間に電荷が転送できないと転送不良となる。つまり、水平電荷転送路２３の駆動周波数が上昇すればするほど、電荷を転送するための時間は短くなり、転送効率は低下する。逆に駆動周波数が低下すると、転送効率は向上する。そこで、本実施形態では、記憶制御部１４１が、補正データ生成モードの露光時の固体撮像素子２の水平電荷転送路２３の駆動周波数の情報を取得し、メモリ４から読み出した基準信号に、この駆動周波数の情報も対応付けて記憶しておき、転送残り信号生成部１４５が、撮影モード時の露光時の固体撮像素子２の水平電荷転送路２３の駆動周波数の情報も用いて転送残り信号Ｙ（ｉ）を生成することが好ましい。
【００５４】
例えば、図６に示したテーブルに対応する駆動周波数をｆ１とし、撮影モードでの駆動周波数をｆ２とすると、転送残り信号生成部１４５は、生成した転送残り信号Ｙ（ｉ）に、係数ｂ＝ｂ０×（ｆ２／ｆ１）（ｂ０は実験的に求める初期値）を乗じた値を最終的な転送残り信号Ｙ（ｉ）とする処理を行えば良い。この処理により、転送効率の駆動周波数依存性を補償することができる。又は、補正データ生成モード時に、複数の駆動周波数毎に補正関数を生成しておき、撮影モード時の駆動周波数に最も近い駆動周波数に対応する補正関数から、転送残り信号Ｙ（ｉ）を生成するようにしても良い。
【００５５】
（第二実施形態）
図８は、本発明の撮像装置の第二の実施形態であるデジタルカメラの概略構成を示す図である。
図８に示すデジタルカメラ３０は、固体撮像素子４０と、固体撮像素子４０から出力されるアナログの撮像信号に所定のアナログ信号処理を施した後、デジタル信号に変換するアナログフロントエンド（ＡＦＥ）８０と、ＡＦＥ８０で変換後のデジタル信号を一時的に記憶するＲＡＭ等のメモリ５６とを備える。
【００５６】
図９は、固体撮像素子４０の拡大図である。
固体撮像素子４０は、半導体基板表面に配列された多数の光電変換素子４１と、多数の光電変換素子４１の各々で発生した電荷を垂直方向に転送するｎ個（ｎは２以上の自然数）の垂直電荷転送路４２と、ｎ個の垂直電荷転送路４２の各々を転送されてきた電荷を垂直方向と直交する水平方向に転送する水平電荷転送路４４とを備える。光電変換素子４１は、赤色の波長域の光を検出するＲ光電変換素子（図中“Ｒ”で示した）と、緑色の波長域の光を検出するＧ光電変換素子（図中“Ｇ”で示した）と、青色の波長域の光を検出するＢ光電変換素子（図中“Ｂ”で示した）とを含み、これらがカラーフィルタの配列で知られるベイヤー配列にしたがって配列されている。
【００５７】
垂直電荷転送路４２は、埋め込みチャネルで構成され、その上には図示しない多数の垂直転送電極が垂直方向に配列して形成されている。この垂直転送電極に垂直駆動パルス（Ｖパルス）が供給されることで、垂直電荷転送路４２での電荷転送動作が制御される。水平電荷転送路４４は、埋め込みチャネルで構成され、その上には図示しない多数の水平転送電極が水平方向に配列して形成されている。この水平転送電極に４相の水平駆動パルス（ＨＳパルス）が供給されることで、水平電荷転送路４４の電荷転送動作が制御される。
【００５８】
垂直電荷転送路４２の端部と水平電荷転送路４３との境界部分には、水平電荷転送路４３に沿うラインメモリ４３が形成されている。ラインメモリ４３は、例えば特開２００２−１１２１１９号公報に記載さているように、各垂直電荷転送路４２から受け取った電荷を一時蓄積し、水平電荷転送路４４に出力するタイミングを制御することで、電荷の水平方向の加算を行うため等に使用される。
【００５９】
水平電荷転送路４４の出力端部は、電荷分岐路４５により、第一分岐転送路４６と第二分岐転送路４７とに２分岐されている。第一分岐転送路４６と第二分岐転送路４７は、それぞれ埋め込みチャネルで構成され、その上方には、図示しない多数の水平転送電極が水平方向に配列して形成されている。そして、この水平転送電極に２相の水平駆動パルス（ＨＰパルス）が供給されることで、電荷転送動作が制御される。水平電荷転送路４４の駆動周波数は、第一分岐転送路４６と第二分岐転送路４７の各々の駆動周波数の２倍となっている。
【００６０】
第一分岐転送路４６には、第一分岐転送路４６から転送されてきた電荷に応じた信号を出力する第一の出力部である第一のＦＤアンプ４８が接続されている。第二分岐転送路４７には、第二分岐転送路４７から転送されてきた電荷に応じた信号を出力する第二の出力部である第二のＦＤアンプ４９が接続されている。
【００６１】
電荷分岐路４５上方には分岐電極が形成され、ここにバイアス供給部５１から所定のバイアス電圧が印加される。
【００６２】
図８に戻り、ＡＦＥ８０は、第一のＦＤアンプ４８から出力されたアナログの信号に相関二重サンプリング処理を施すＣＤＳ回路５２と、ＣＤＳ回路５２から出力される信号をデジタル信号に変換するＡＤＣ５３とを備え、ＡＤＣ５３から出力されたデジタル信号はメモリ５６に一時記憶される。更に、ＡＦＥ８０は、第二のＦＤアンプ４９から出力されたアナログの信号に相関二重サンプリング処理を施すＣＤＳ回路５４と、ＣＤＳ回路５４から出力される信号をデジタル信号に変換するＡＤＣ５５とを備え、ＡＤＣ５５から出力されたデジタル信号はメモリ５６に一時記憶される。
【００６３】
デジタルカメラ３０は、デジタルカメラ３０全体を統括制御する制御部５７と、オーバーフロードレインパルス（ＯＦＤ）を固体撮像素子４０に供給するＯＦＤパルス供給部５９と、Ｖパルスを垂直転送電極に供給するＶドライバ６０と、水平電荷転送路４４上方の水平転送電極にＨＳパルスを供給するＨＳドライバ６１と、第一分岐転送路４６と第二分岐転送路４７のそれぞれの上方の水平転送電極にＨＰパルスを供給するＨＰドライバ６２と、ＦＤアンプ４８，４９のリセット動作を制御するＲＳドライバ６３と、ＦＤアンプ４８，４９の電源であるアンプ電源部５０と、ＡＦＥ８０、ＯＦＤパルス供給部５９、Ｖドライバ６０、ＨＳドライバ６１、ＨＰドライバ６２、及びＲＳドライバ６３の駆動タイミングを決定するタイミング信号を生成して、これらに供給するタイミングジェネレータ（ＴＧ）６４と、デジタルカメラ３０の各種動作モードの設定を行うための制御部５７に接続された操作部５８と、メモリ５６に記憶された撮像信号に対して所定のデジタル信号処理を施す信号処理部７０と、圧縮伸張処理部６６と、メディアＩＦ６７と、メディアＩＦ６７に接続された記録メディア６８とを備える。信号処理部７０、圧縮伸張処理部６６、メディアＩＦ６７、メモリ５６、及び制御部５７は、それぞれバス６５に接続されている。
【００６４】
図１０は、図９に示す固体撮像素子４０の水平電荷転送路４４付近の部分拡大図である。図１０では、ｎ個の垂直電荷転送路４２の各々から水平電荷転送路４４に電荷を転送する際の状態を図示している。
第一分岐転送路４６、第二分岐転送路４７、及び水平電荷転送路４４は、それぞれ、その上方の水平転送電極と重なる領域を電荷転送段と定義すると、水平方向に並んだ多数の電荷転送段（図中の四角形又は三角形のブロックで表している）から構成される。図１０に示すように、第一分岐転送路４６の電荷転送段の数は、第二分岐転送路４７の電荷転送段の数よりも１つ少なくなっている。これは、第一分岐転送路４６と第二分岐転送路４７とを同一のＨＰパルスで駆動し、第一分岐転送路４６によって最終段まで転送されてきた電荷を第一のＦＤアンプ４８によって電圧信号に変換するとき、同時に、第二分岐転送路４７によって最終段まで転送されてきた電荷を第二のＦＤアンプ４９によって電圧信号に変換できるようにするためである。
【００６５】
尚、水平電荷転送路の出力端部を２つの分岐転送路に分岐し、この水平電荷転送路を転送されてきた電荷を、この２つの分岐転送路に交互に振り分けて転送する構成の固体撮像素子は、特許第２５８５６０４号公報や特許第２９４９８６１号公報等にあるように、公知である。
【００６６】
図１０に示すように、垂直電荷転送路４２から水平電荷転送路４４に電荷を転送する際、水平電荷転送路４４の多数の電荷転送段のうちのｎ個の垂直電荷転送路４２の各々に対応する電荷転送段には、各々から転送されてくる電荷を蓄積するための転送パケット８１が形成されると共に、それ以外の電荷転送段には、転送パケット８１のバリア８２が形成される。
【００６７】
そして、ｎ個の転送パケット８１の各々にラインメモリ４３から電荷が移動した後、水平転送電極にＨＳパルスとＨＰパルスが供給されて、転送パケット８１が水平方向に順次転送される。電荷分岐路４５は、水平電荷転送路４４を転送されてきた転送パケット８１を、第一分岐転送路４６と第二分岐転送路４７に交互に振り分けて転送する。これにより、各垂直電荷転送路４２から転送されてきた電荷に応じた信号の半分をＦＤアンプ４８から出力させることができ、残り半分をＦＤアンプ４９から出力させることができる。
【００６８】
本実施形態では、図１０の状態で水平電荷転送路４４に形成されるｎ個の転送パケット８１の各々の位置を、ＦＤアンプ４８，４９に最も近い位置にある転送パケット８１の位置を基準（＝１）とした座標ｉ（ｉ＝１，２，３，・・・，ｎ）で表すものとする。又、以下では、図１０の状態での転送パケット８１の位置を初期位置という。
【００６９】
図１１は、転送パケット８１の転送動作を説明するための図である。図１１に示した各電荷転送段の上又は下には、その電荷転送段の上方にある水平転送電極の名称を記してある。図１１において電荷転送段内に記した符号“Ｒ”，“Ｇ”，“Ｂ”は、それぞれ、赤色光を検出するＲ光電変換素子４１から得られたＲ電荷、Ｇ光電変換素子４１から得られたＧ電荷、Ｂ光電変換素子４１から得られたＢ電荷を示している。
【００７０】
図１２（ａ）は、図１１の各時刻における水平電荷転送路４４から第一のＦＤアンプ４８までの断面と基板内のポテンシャルを示した図であり、図１２（ｂ）は、図１１の各時刻における水平電荷転送路４４から第二のＦＤアンプ４９までの断面と基板内のポテンシャルを示した図である。図１２では、第一分岐転送路４６及び第二分岐転送路４７の断面を一部省略して図示してある。
【００７１】
図１３は、固体撮像素子４０の駆動時のタイミングチャートである。図１３において、“ＨＳ１”〜“ＨＳ４”，“ＨＰ１”，“ＨＰ２”は、図１１，１２に示した水平転送電極ＨＳ１〜ＨＳ４，ＨＰ１，ＨＰ２に各時刻において印加されるパルス波形である。又、“ＲＳ”は、図１２に示したＦＤアンプ４８，４９のリセットゲートに各時刻において印加されるパルス波形である。又、“ＯＳ１，２”は、第一分岐転送路４６，第二分岐転送路４７から各時刻で出力される信号波形である。
【００７２】
ここでは、ラインメモリ４３が、電荷分岐路４５に近い場所からＢＧＲＧＢＧＲＧ・・・の順に電荷が蓄積される状態と、電荷分岐路４５に近い場所からＲＧＢＧＲＧＢＧ・・・の順に電荷が蓄積される状態との２つの状態を交互にとるものとして説明する。
【００７３】
図１１の時刻ｔ＝１で、Ｒ電荷が蓄積された転送パケット８１が電荷分岐路４５に転送されてくると、このＲ電荷は電荷分岐路４５を通り、第二分岐転送路４７の初段の電荷転送段に流れ込んで、この転送パケット８１が第二分岐転送路４７に転送される。
【００７４】
次に、時刻ｔ＝２で、水平電荷転送路４４にある転送パケット８１が一段転送される。次に、時刻ｔ＝３で、第一分岐転送路４６と第二分岐転送路４７にある転送パケット８１が一段転送され、水平電荷転送路４４にあるＧ電荷が蓄積された転送パケット８１が電荷分岐路４５に転送され、このＧ電荷が第一分岐転送路４６の初段の電荷転送段に流れ込んで、この転送パケット８１が第一分岐転送路４６に転送される。
【００７５】
次に、時刻ｔ＝４で水平電荷転送路４４にある転送パケット８１が一段転送される。次に、時刻ｔ＝５で、第一分岐転送路４６と第二分岐転送路４７にある転送パケット８１が一段転送され、水平電荷転送路４４にあるＢ電荷が蓄積された転送パケット８１が電荷分岐路４５に転送され、このＢ電荷が第二分岐転送路４７の初段の電荷転送段に流れ込んで、この転送パケット８１が第二分岐転送路４７に転送される。
【００７６】
このように、固体撮像素子４０では、初期位置の座標ｉが偶数（＝２ｍ（ｍは１以上の自然数））の転送パケット８１は、第一分岐転送路４６に転送し、初期位置の座標ｉが奇数（＝２ｍ−１）の転送パケット８１は、第二分岐転送路４７に転送するようにしている。
【００７７】
図９に示す構成の水平電荷転送路４４における電荷転送劣化要因には、次の５つが存在する。
・初期位置が座標ｉ＝２ｍ−１である転送パケット８１が第二分岐転送路４７に移動する際に失う転送残り電荷（１）（図１１参照）。
・初期位置が座標ｉ＝２ｍである転送パケット８１が第一分岐転送路４６に移動する際に失う転送残り電荷（２）（図１１参照）。
・初期位置が座標ｉ＝２ｍである転送パケット８１が第一分岐転送路４６を転送される際に失う転送残り電荷（３）（図１１参照）。
・初期位置が座標ｉ＝２ｍ−１である転送パケット８１が第二分岐転送路４７を転送される際に失う転送残り電荷（４）（図１１参照）。
・全ての転送パケット８１が水平電荷転送路４４の最終段まで転送される際に失う転送残り電荷（５）（図１１参照）。
【００７８】
本実施形態のデジタルカメラ３０は、上記（１）〜（５）の転送残り電荷に起因する信号劣化を補正する機能を有している。
【００７９】
デジタルカメラ３０では、上記（１）〜（５）に起因する信号劣化を補正するためのデータを生成する補正データ生成モードと、ユーザからの指示によって撮影を行うための撮影モードとが設定可能となっている。補正データ生成モードは、デジタルカメラ３０の出荷前にのみ設定可能なモードである。
【００８０】
補正データ生成モード時、ＯＦＤパルス供給部５９、Ｖドライバ６０、ＨＳドライバ６１、ＨＰドライバ６２、及びＲＳドライバ６３は、制御部５７の制御により、所定の露光条件で光電変換素子４１を露光し、その露光によって光電変換素子４１で発生した基準電荷を、水平電荷転送路４４に形成したｎ個の転送パケット８１のうちの一部（例えば、座標ｉ＝４ｍ−３の転送パケット８１）に蓄積させる初期駆動を行う。この初期駆動によって、座標ｉ＝４ｍ−３の転送パケット８１（これを電荷蓄積パケット８１という）には、その電荷転送方向上流側の座標ｉ＝４ｍ−２と座標ｉ＝４ｍ−１と座標ｉ＝４ｍとに、基準電荷が蓄積されていない転送パケット８１である空パケット８１が対応して形成された状態となる。
【００８１】
ここでは、座標ｉ＝４ｍ−３に電荷蓄積パケットが存在し、それ以外の座標に空パケットが存在するように初期駆動を行っているが、初期駆動は、ｎ個の転送パケット８１のうちの一部が電荷蓄積パケット８１となり、該電荷蓄積パケット８１に２つの空パケット８１が対応し、該２つの空パケット８１が、該電荷蓄積パケット８１の電荷転送方向上流側の隣に形成されるという条件を満たせれば良く、上述した方法に限らない。
【００８２】
図１４は、初期駆動が行われた後の状態を示す図である。
図１４に示すように、初期駆動終了後、座標ｉ＝１には“Ｓｉｇ”を記した電荷蓄積パケット８１が形成され、座標ｉ＝２には“Ｅｍｐ１”を記した空パケット８１が形成され、座標ｉ＝３には“Ｅｍｐ２”を記した空パケット８１が形成され、座標ｉ＝４には“Ｅｍｐ３”を記した空パケット８１が形成され、このような４つの転送パケット８１が水平方向に複数並んで存在した状態となる。
【００８３】
初期駆動の具体的な方法としては、例えば、座標ｉ＝４ｍ−２と座標ｉ＝４ｍ−１と座標ｉ＝４ｍの各々の転送パケットに蓄積された電荷を、座標ｉ＝４ｍ−３の転送パケットまで転送して、４つの電荷を加算する方法が挙げられる。
【００８４】
ＨＳドライバ６１、ＨＰドライバ６２、及びＲＳドライバ６３は、初期駆動によって電荷蓄積パケット８１と空パケット８１を形成した後、制御部５７の制御により、電荷蓄積パケット８１と空パケット８１を水平方向に転送する第一の駆動を行う。この第一の駆動では、電荷蓄積パケット８１を第一分岐転送路４６に転送するように駆動を行う。
【００８５】
第一の駆動中の第一分岐転送路４６と第二分岐転送路４７の状態を図１５（ａ）に示した。図１５（ａ）に示すように、第一分岐転送路４６には、初期位置が座標ｉ＝４ｍ−３の電荷蓄積パケット８１（Ｓｉｇ）と、初期位置が座標ｉ＝４ｍ−１の空パケット８１（Ｅｍｐ２）が存在し、第二分岐転送路４７には、座標ｉ＝４ｍ−２の空パケット８１（Ｅｍｐ１）と座標ｉ＝４ｍの空パケット８１（Ｅｍｐ３）とが存在している。
【００８６】
このため、初期位置が座標ｉ＝４ｍ−１の空パケット８１（Ｅｍｐ２）には、第一分岐転送路４６での転送時に電荷蓄積パケット８１から失われる転送残り電荷（３）が蓄積される。又、初期位置が座標ｉ＝４ｍ−２の空パケット８１（Ｅｍｐ１）には、水平電荷転送路４４から第一分岐転送路４６に電荷蓄積パケット８１が移動する際に、電荷蓄積パケット８１から失われる転送残り電荷（２）と、水平電荷転送路４４の最終段までの転送時に電荷蓄積パケット８１から失われる転送残り電荷（５）とが蓄積される。
【００８７】
ＯＦＤパルス供給部５９、Ｖドライバ６０、ＨＳドライバ６１、ＨＰドライバ６２、及びＲＳドライバ６３は、初期駆動と第一の駆動が終了したあと、再び初期駆動を行う。ＨＳドライバ６１、ＨＰドライバ６２、及びＲＳドライバ６３は、その後、電荷蓄積パケット８１と空パケット８１を水平方向に転送する第二の駆動を行う。この第二の駆動では、電荷蓄積パケット８１を第二分岐転送路４７に転送するように駆動を行う。
【００８８】
第二の駆動中の第一分岐転送路４６と第二分岐転送路４７の状態を図１５（ｂ）に示した。図１５（ｂ）に示すように、第二分岐転送路４７には、初期位置が座標ｉ＝４ｍ−３の電荷蓄積パケット８１（Ｓｉｇ）と、初期位置が座標ｉ＝４ｍ−１の空パケット８１（Ｅｍｐ２）が存在し、第一分岐転送路４６には、座標ｉ＝４ｍ−２の空パケット８１（Ｅｍｐ１）と座標ｉ＝４ｍの空パケット８１（Ｅｍｐ３）とが存在する。
【００８９】
このため、初期位置が座標ｉ＝４ｍ−１の空パケット８１（Ｅｍｐ２）には、第二分岐転送路４７での転送時に電荷蓄積パケット８１から失われる転送残り電荷（４）が蓄積される。又、初期位置が座標ｉ＝４ｍ−２の空パケット８１（Ｅｍｐ１）には、水平電荷転送路４４から第二分岐転送路４７に電荷蓄積パケット８１が移動する際に、電荷蓄積パケット８１から失われる転送残り電荷（１）と、水平電荷転送路４４の最終段までの転送時に電荷蓄積パケット８１から失われる転送残り電荷（５）とが蓄積される。
【００９０】
第一の駆動により、固体撮像素子４０からは、電荷蓄積パケット８１に残っている基準電荷に応じた基準信号Ｑ１（この基準信号量は、電荷蓄積パケット８１の初期位置に関わらず一定）と、その電荷蓄積パケット８１に対応する空パケット８１（Ｅｍｐ３）に取り残された転送残り電荷（３）に応じた転送残り信号ｑ１と、その電荷蓄積パケット８１に対応する空パケット８１（Ｅｍｐ１）に取り残された転送残り電荷（２），（５）に応じた転送残り信号ｑ２とが出力され、これらがメモリ５６に一時記憶される。
【００９１】
第二の駆動により、固体撮像素子４０からは、電荷蓄積パケット８１に残っている基準電荷に応じた基準信号Ｑ２（この基準信号量は、電荷蓄積パケット８１の初期位置に関わらず一定）と、その電荷蓄積パケット８１に対応する空パケット８１（Ｅｍｐ３）に取り残された転送残り電荷（４）に応じた転送残り信号ｑ３と、その電荷蓄積パケット８１に対応する空パケット８１（Ｅｍｐ１）に取り残された転送残り電荷（１），（５）に応じた転送残り信号ｑ４とが出力され、これらがメモリ５６に一時記憶される。
【００９２】
ＯＦＤパルス供給部５９、Ｖドライバ６０、ＨＳドライバ６１、ＨＰドライバ６２、及びＲＳドライバ６３は、上記露光条件を複数パターンで変えて、複数の露光条件毎に、初期駆動と、第一の駆動及び第二の駆動とを行う。
【００９３】
撮影モード時、操作部５８から撮影指示が行われると、ＯＦＤパルス供給部５９、Ｖドライバ６０、ＨＳドライバ６１、ＨＰドライバ６２、及びＲＳドライバ６３は、制御部５７の制御により、設定された露光条件で光電変換素子４１を露光し、その露光によって光電変換素子４１で発生した撮像電荷を、水平電荷転送路４３に形成したｎ個の転送パケット８１に蓄積させ、その後、転送パケット８１を水平方向に転送する撮像駆動を行う。この撮像駆動により、固体撮像素子４０からは、各転送パケット８１に残っている撮像電荷に応じた撮像信号（この撮像信号は、それぞれ同一の信号レベルとは限らない）が出力され、メモリ５６に一時記憶される。
【００９４】
図８に戻り、信号処理部７０は、記憶制御部７１と、ＲＡＭやＲＯＭ等の記憶媒体であるメモリ７２と、データ補間部７３と、補正関数生成部７４と、転送残り量生成部７５と、信号劣化補正部７６とを含む。
【００９５】
記憶制御部７１は、上記第一の駆動で固体撮像素子４０から出力されてメモリ５６に一時記憶された座標ｉ＝４ｍ−３の転送パケットから得られた基準信号Ｑ１の信号量を、この基準信号Ｑ１に対応する転送残り信号ｑ１，ｑ２と、座標ｉ＝４ｍ−３と対応付けてメモリ７２に記憶する。例えば、ｎ＝１３とし、Ｒ１とＲ２の２つの露光条件で上記第一の駆動及び第二の駆動を行った場合、メモリ７２には、図１６に示すように、露光条件毎に、初期位置の座標ｉと、基準信号量Ｑ１と、転送残り信号量ｑ１，ｑ２とが対応付けて記憶される。
【００９６】
記憶制御部７１は、上記第二の駆動で固体撮像素子４０から出力されてメモリ５６に一時記憶された座標ｉ＝４ｍ−３の転送パケットから得られた基準信号Ｑ２の信号量を、この基準信号Ｑ２に対応する転送残り信号ｑ３，ｑ４と、座標ｉ＝４ｍ−３と対応付けてメモリ７２に記憶する。例えば、ｎ＝１３とし、Ｒ１とＲ２の２つの露光条件で上記第一の駆動及び第二の駆動を行った場合、メモリ７２には、図１７に示すように、露光条件毎に、初期位置の座標ｉと、基準信号量Ｑ２と、転送残り信号量ｑ３，ｑ４とが対応付けて記憶される。
【００９７】
データ補間部７３は、メモリ７４に記憶されたデータから、座標ｉ＝４ｍ−３以外の座標に対応する転送残り信号ｑ１，ｑ２，ｑ３，ｑ４の信号量を補間する処理を行う。同一露光条件下で得られた転送残り信号量ｑ１，ｑ２，ｑ３，ｑ４は、それぞれ初期位置の座標ｉの値に比例する。このため、初期位置の座標ｉ＝４ｍ−３以外の座標に対応する転送残り信号量ｑ１，ｑ２，ｑ３，ｑ４は、線形補間によって簡単に得ることができる。
【００９８】
図１８は、図１６に示したテーブルにデータを補間した後のテーブルを示す図である。図１８において網掛けをしたデータがデータ補間部７３によって補間されたデータである。尚、上述したように、同一露光条件下で得られた転送残り信号量ｑ１，ｑ２は、初期位置の座標ｉの値に比例する。このため、メモリ７２には、１つの基準信号量Ｑ１に対し、初期位置の座標と転送残り信号量ｑ１と転送残り信号量ｑ２との組み合わせが少なくとも２つ記憶されていれば良い。同様に、１つの基準信号量Ｑ２に対し、初期位置の座標と転送残り信号量ｑ３と転送残り信号量ｑ４との組み合わせが少なくとも２つ記憶されていれば良い。
【００９９】
図１８に示したテーブルにより、各座標毎に、基準信号量Ｑ１とそれに対応する転送残り信号量ｑ１，ｑ２との関係を示す第一のグラフと、基準信号量Ｑ２とそれに対応する転送残り信号量ｑ３，ｑ４との関係を示す第二のグラフとを生成することができる。図１９は、基準信号量Ｑ１とそれに対応する転送残り信号量ｑ１，ｑ２との関係を示すグラフの一例を示した図である。図１９において、第一の駆動で得られていない基準信号量に対応する転送残り信号量は、線形補間によって得ることができる。
【０１００】
補正関数生成部７４は、各座標毎に生成された第一のグラフを、基準信号量Ｑ１を変数として表した第一の補正関数を生成し、各座標毎に生成された第二のグラフを、基準信号量Ｑ２を変数として表した第二の補正関数を生成し、これらをメモリ７２に記憶する。
【０１０１】
転送残り量生成部７５は、撮影モード時の撮影指示によってメモリ５６に記憶された、初期位置が座標ｉの転送パケット８１に蓄積された撮像電荷に応じた撮像信号Ｓ（ｉ）をメモリ５６から取得し、その座標ｉの値に応じて次の２通りの処理を行う。
【０１０２】
＜ｉ＝偶数の場合＞
転送残り量生成部７５は、メモリ７２に記憶されている初期位置の座標ｉについて生成された第一の補正関数と、取得した撮像信号Ｓ（ｉ）の信号量（信号レベル）とから、その撮像信号Ｓ（ｉ）に対応する転送残り信号ｑ１である転送残り信号Ｙ１１（ｉ）を生成し、その撮像信号Ｓ（ｉ）に対応する転送残り信号ｑ２である転送残り信号Ｙ１２（ｉ）を生成する。
【０１０３】
転送残り信号Ｙ１１（ｉ）は、第一分岐転送路４６での電荷転送不良によって撮像信号Ｓ（ｉ）が失ってしまった信号量に相当する。転送残り信号Ｙ１２（ｉ）は、水平電荷転送路４４での電荷転送不良と、水平電荷転送路４４から第一分岐転送路４６への電荷転送不良とによって撮像信号Ｓ（ｉ）が失ってしまった信号量に相当する。
【０１０４】
＜ｉ＝奇数の場合＞
転送残り量生成部７５は、メモリ７２に記憶されている初期位置の座標ｉについて生成された第二の補正関数と、取得した撮像信号Ｓ（ｉ）の信号量（信号レベル）とから、その撮像信号Ｓ（ｉ）に対応する転送残り信号ｑ４である転送残り信号Ｙ２１（ｉ）を生成し、その撮像信号Ｓ（ｉ）に対応する転送残り信号ｑ３である転送残り信号Ｙ２２（ｉ）を生成する。
【０１０５】
転送残り信号Ｙ２２（ｉ）は、第二分岐転送路４７での電荷転送不良によって撮像信号Ｓ（ｉ）が失ってしまった信号量に相当する。転送残り信号Ｙ２１（ｉ）は、水平電荷転送路４４での電荷転送不良と、水平電荷転送路４４から第二分岐転送路４７への電荷転送不良とによって撮像信号Ｓ（ｉ）が失ってしまった信号量に相当する。
【０１０６】
信号劣化補正部７６は、転送残り量生成部７５で生成された転送残り信号に基づいて、以下の補正式（ｃ），（ｄ）により、上記転送残り電荷（３），（４）に起因する撮像信号Ｓ（ｉ）の信号劣化を補正し、更に、以下の補正式（ｅ），（ｆ）により、上記転送残り電荷（１），（２），（５）に起因する撮像信号Ｓ（ｉ）の信号劣化も補正する。
【０１０７】
Ｘ（ｉ）＝Ｓ（ｉ）＋Ｙ１１（ｉ）−Ｙ１１（ｉ−２）＋Ｚ１（ｉ），但し、Ｙ１１（０）＝０，ｉ＝偶数  ・・・（ｃ）
Ｘ（ｉ）＝Ｓ（ｉ）＋Ｙ２２（ｉ）−Ｙ２２（ｉ−２）＋Ｚ２（ｉ），但し、Ｙ２２（−１）＝０，ｉ＝奇数  ・・・（ｄ）
Ｘ（ｉ）：転送残り電荷（３），（４）に起因する撮像信号Ｓ（ｉ）の信号劣化補正後の撮像信号
Ｚ１（ｉ）：Ｓ（ｉ）がＦＤアンプ４８のリセット部で失った信号量（実験的に既知の値）
Ｚ２（ｉ）：Ｓ（ｉ）がＦＤアンプ４９のリセット部で失った信号量（実験的に既知の値）
【０１０８】
Ｏ（ｉ）＝Ｘ（ｉ）＋Ｙ１２（ｉ）−Ｙ２１（ｉ−１），但し、ｉ＝偶数  ・・・（ｅ）
Ｏ（ｉ）＝Ｘ（ｉ）＋Ｙ２１（ｉ）−Ｙ１２（ｉ−１），但し、Ｙ１２（０）＝０，ｉ＝奇数  ・・・（ｆ）
Ｏ（ｉ）：転送残り電荷（１），（２），（３），（４），（５）に起因する撮像信号Ｓ（ｉ）の信号劣化補正後の撮像信号
【０１０９】
補正式（ｃ）の“Ｓ（ｉ）＋Ｙ１１（ｉ）”の演算によって、転送残り電荷（３）によって撮像信号Ｓ（ｉ）から失われてしまった信号を元に戻すことができる。しかし、この演算だけだと、ｉ＝４以降の場合、撮像信号Ｓ（ｉ）には、転送残り信号Ｙ１１（ｉ−２）が加算されているため、この分を補正することができない。そこで、更に“−Ｙ１１（ｉ−２）”の演算を行うことで、撮像信号Ｓ（ｉ）に加算されてしまっている余分な信号を除去することができる。このように、信号劣化補正部７６は、補正式（ｃ）の演算を行うことで、撮像信号Ｓ（ｉ）の転送残り電荷（３）に起因する信号劣化を補正する。
【０１１０】
補正式（ｄ）の“Ｓ（ｉ）＋Ｙ２２（ｉ）”の演算によって、転送残り電荷（４）によって撮像信号Ｓ（ｉ）から失われてしまった信号を元に戻すことができる。しかし、この演算だけだと、ｉ＝３以降の場合、撮像信号Ｓ（ｉ）には、転送残り信号Ｙ２１（ｉ−２）が加算されているため、この分を補正することができない。そこで、更に“−Ｙ２２（ｉ−２）”の演算を行うことで、撮像信号Ｓ（ｉ）に加算されてしまっている余分な信号を除去することができる。このように、信号劣化補正部７６は、補正式（ｄ）の演算を行うことで、撮像信号Ｓ（ｉ）の転送残り電荷（４）に起因する信号劣化を補正する。
【０１１１】
補正式（ｅ）の“Ｘ（ｉ）＋Ｙ１２（ｉ）”の演算によって、転送残り電荷（２），（５）によって撮像信号Ｓ（ｉ）から失われてしまった信号を元に戻すことができる。しかし、この演算だけだと、撮像信号Ｓ（ｉ）には、転送残り信号Ｙ２１（ｉ−１）が加算されているため、この分を補正することができない。そこで、更に“−Ｙ２１（ｉ−１）”の演算を行うことで、撮像信号Ｓ（ｉ）に加算されてしまっている余分な信号を除去することができる。このように、信号劣化補正部７６は、補正式（ｄ）の演算を行うことで、撮像信号Ｓ（ｉ）の転送残り電荷（２），（５）に起因する信号劣化をも補正する。
【０１１２】
補正式（ｆ）の“Ｘ（ｉ）＋Ｙ２１（ｉ）”の演算によって、転送残り電荷（１），（５）によって撮像信号Ｓ（ｉ）から失われてしまった信号を元に戻すことができる。しかし、この演算だけだと、ｉ＝３以降の場合、撮像信号Ｓ（ｉ）には、転送残り信号Ｙ１２（ｉ−１）が加算されているため、この分を補正することができない。そこで、更に“−Ｙ１２（ｉ−１）”の演算を行うことで、撮像信号Ｓ（ｉ）に加算されてしまっている余分な信号を除去することができる。このように、信号劣化補正部７６は、補正式（ｆ）の演算を行うことで、撮像信号Ｓ（ｉ）の転送残り電荷（１），（５）に起因する信号劣化をも補正する。
【０１１３】
以上のように構成されたデジタルカメラの動作を説明する。
デジタルカメラ３０が補正データ生成モードに設定されると、複数の露光条件毎に、初期駆動と第一の駆動が実施され、固体撮像素子４０からは基準信号Ｑ１と転送残り信号ｑ１，ｑ２とが出力され、これらがメモリ５６に一時記憶される。次に、複数の露光条件毎に、初期駆動と第二の駆動が実施され、固体撮像素子４０からは基準信号Ｑ２と転送残り信号ｑ３，ｑ４とが出力され、これらがメモリ５６に一時記憶される。
【０１１４】
次に、メモリ５６に記憶された基準信号Ｑ１，Ｑ２と転送残り信号ｑ１，ｑ２，ｑ３，ｑ４とから図１６，図１７に示すようなテーブルが作成され、メモリ７２に記憶される。次に、作成されたテーブルのデータが補間されてメモリ７２のテーブルが図１８に示したように更新される。次に、図１８に示したテーブルから第一の補正関数と第二の補正関数が生成され、メモリ７２に記憶されて、補正データ生成モードが終了する。この状態で、デジタルカメラ３０は出荷される。
【０１１５】
出荷されたデジタルカメラ３０を手に入れたユーザがデジタルカメラ３０を撮影モードに設定すると、固体撮像素子４０からは撮像信号Ｓ（ｉ）が出力され、メモリ５６に一時記憶される。次に、撮像信号Ｓ（ｉ）とメモリ７２に記憶されている第一の補正関数及び第二の補正関数とから、撮像信号Ｓ（ｉ）に対応する転送残り信号Ｙ１１（ｉ），Ｙ１２（ｉ），Ｙ２１（ｉ），Ｙ２２（ｉ）が生成される。
【０１１６】
次に、補正式（ｃ）〜（ｆ）の演算が行われて、撮像信号Ｓ（ｉ）の信号劣化が補正され、補正後の撮像信号がメモリ５６に記憶される。その後は、信号処理部７０が、補正後の撮像信号に所定のデジタル信号処理を施して画像データを生成し、この画像データが圧縮伸張処理部６６で圧縮された後、記録メディア６８に記録される。
【０１１７】
以上のように、デジタルカメラ３０によれば、複数の露光条件毎に、第一の駆動と第二の駆動を行って固体撮像素子４０から出力される基準信号Ｑ１，Ｑ２と転送残り信号ｑ１〜ｑ４と初期位置の座標ｉとをメモリ７２に対応付けて記憶しておき、メモリ７２に記憶されたデータに基づいて、撮像信号Ｓ（ｉ）に対応する転送残り信号を生成している。このため、各位置の転送パケット８１の実使用状態での転送効率を得ることができ、撮像信号Ｓ（ｉ）の信号劣化を精度良く補正することができる。
【０１１８】
尚、初期駆動によって形成される電荷蓄積パケット８１同士の間には、３つの空パケット８１が存在するものとしたが、この数は２つ又は４つ以上であっても良い。いずれの場合でも、第一の駆動時には電荷蓄積パケット８１を第一分岐転送路４６に転送し、第二の駆動時には電荷蓄積パケット８１を第二分岐転送路４７に転送するようにすれば問題はない。
【０１１９】
又、第一実施形態でも説明したように、水平電荷転送路４３における電荷転送効率は温度に依存する。このため、本実施形態においても、デジタルカメラ３０に固体撮像素子４０の温度を検出する温度センサを設けて置き、記憶制御部７１が、補正データ生成モードの露光時の固体撮像素子４０の温度の情報を取得し、メモリ５６から読み出した基準信号Ｑ１，Ｑ２に、この温度の情報も対応付けて記憶しておき、転送残り信号生成部７５が、撮影モード時の露光時の固体撮像素子４０の温度の情報も用いて転送残り信号Ｙ１１（ｉ），Ｙ１２（ｉ），Ｙ２１（ｉ），Ｙ２２（ｉ）を生成することが好ましい。
【０１２０】
例えば、図１６，１７に示したテーブルに対応する温度をＴ１とし、撮影モード時の露光時の温度をＴ２とすると、転送残り信号生成部７５は、生成した転送残り信号Ｙ１１（ｉ），Ｙ１２（ｉ），Ｙ２１（ｉ），Ｙ２２（ｉ）に、係数ａ＝ａ０×（Ｔ２／Ｔ１）（ａ０は実験的に求める初期値）を乗じた値を最終的な転送残り信号Ｙ１１（ｉ），Ｙ１２（ｉ），Ｙ２１（ｉ），Ｙ２２（ｉ）とする処理を行えば良い。この処理により、転送効率の温度依存性を補償することができる。又は、補正データ生成モード時に、複数の温度毎に第一の補正関数と第二の補正関数を生成しておき、撮影モード時の温度に最も近い温度に対応する補正関数から、転送残り信号Ｙ（ｉ）を生成するようにしても良い。
【０１２１】
又、水平電荷転送路４３の電荷転送効率は、水平電荷転送路４３の駆動周波数にも依存する。このため、本実施形態においても、記憶制御部７１が、補正データ生成モードの露光時の固体撮像素子４０の水平電荷転送路４３の駆動周波数の情報を取得し、メモリ５６から読み出した基準信号Ｑ１，Ｑ２に、この駆動周波数の情報も対応付けて記憶しておき、転送残り信号生成部７５が、撮影モード時の露光時の固体撮像素子４０の水平電荷転送路４３の駆動周波数の情報も用いて転送残り信号Ｙ１１（ｉ），Ｙ１２（ｉ），Ｙ２１（ｉ），Ｙ２２（ｉ）を生成することが好ましい。
【０１２２】
例えば、図１６，１７に示したテーブルに対応する駆動周波数をｆ１とし、撮影モード時の駆動周波数をｆ２とすると、転送残り信号生成部７５は、生成した転送残り信号Ｙ１１（ｉ），Ｙ１２（ｉ），Ｙ２１（ｉ），Ｙ２２（ｉ）に、係数ｂ＝ｂ０×（ｆ２／ｆ１）（ｂ０は実験的に求める初期値）を乗じた値を、最終的な転送残り信号Ｙ１１（ｉ），Ｙ１２（ｉ），Ｙ２１（ｉ），Ｙ２２（ｉ）とする処理を行えば良い。この処理により、転送効率の駆動周波数依存性を補償することができる。又は、補正データ生成モード時に、複数の駆動周波数毎に第一の補正関数と第二の補正関数を生成しておき、撮影モード時の駆動周波数に最も近い駆動周波数に対応する補正関数から、転送残り信号Ｙ１１（ｉ），Ｙ１２（ｉ），Ｙ２１（ｉ），Ｙ２２（ｉ）を生成するようにしても良い。
【０１２３】
又、上記説明では、記憶制御部７１、データ補間部７３、及び補正関数生成部７４をデジタルカメラ３０に内蔵しているが、これらが行う処理を外部のコンピュータによって実施し、その処理によって得られたデータをメモリ７２に記憶するようにすることも可能である。つまり、記憶制御部７１、データ補間部７３、及び補正関数生成部７４はデジタルカメラ３０内に内蔵されていなくても良い。
【図面の簡単な説明】
【０１２４】
【図１】本発明の撮像装置の第一の実施形態であるデジタルカメラの概略構成を示す図
【図２】図１に示す固体撮像素子の水平電荷転送路とＦＤアンプ付近の部分拡大図
【図３】図１に示す水平電荷転送路の転送動作を説明するための図
【図４】図１に示す水平電荷転送路の補正データ生成モード時の動作を説明するための図
【図５】図１に示すデジタルカメラの信号処理部内のメモリに記憶されるテーブルの一例を示す図
【図６】図５に示したテーブルにデータを補間したテーブルを示す図
【図７】図６に示したテーブルから生成される補正関数のグラフを示す図
【図８】本発明の撮像装置の第二の実施形態であるデジタルカメラの概略構成を示す図
【図９】図８に示すデジタルカメラの固体撮像素子の平面模式図
【図１０】図９に示す水平電荷転送路周辺の部分拡大図
【図１１】図９に示す水平電荷転送路の撮影モード時の転送動作を説明するための図
【図１２】図９に示す水平電荷転送路の撮影モード時の転送動作を説明するための図
【図１３】図９に示す水平電荷転送路の撮影モード時の転送動作時のタイミングチャート
【図１４】図９に示す水平電荷転送路の補正データ生成モード時の初期駆動時の動作を説明するための図
【図１５】図９に示す水平電荷転送路の補正データ生成モード時の第一の駆動時の動作（ａ）と第二の駆動時の動作（ｂ）を説明するための図
【図１６】図８に示すデジタルカメラの信号処理部内のメモリに記憶されるテーブルの一例を示す図
【図１７】図８に示すデジタルカメラの信号処理部内のメモリに記憶されるテーブルの一例を示す図
【図１８】図１６に示したテーブルにデータを補間したテーブルを示す図
【図１９】図１８に示したテーブルから生成される補正関数のグラフを示す図
【符号の説明】
【０１２５】
１  デジタルカメラ
２  固体撮像素子
１４  信号処理部
２２  水平電荷転送路
２５  転送パケット
１４２  メモリ
【図１】
2008147758.tif 000004
【図２】
2008147758.tif 000005
【図３】
2008147758.tif 000006
【図４】
2008147758.tif 000007
【図５】
2008147758.tif 000008
【図６】
2008147758.tif 000009
【図７】
2008147758.tif 000010
【図８】
2008147758.tif 000011
【図９】
2008147758.tif 000012
【図１０】
2008147758.tif 000013
【図１１】
2008147758.tif 000014
【図１２】
2008147758.tif 000015
【図１３】
2008147758.tif 000016
【図１４】
2008147758.tif 000017
【図１５】
2008147758.tif 000018
【図１６】
2008147758.tif 000019
【図１７】
2008147758.tif 000020
【図１８】
2008147758.tif 000021
【図１９】
2008147758.tif 000022