(57)【要約】【課題】画素部を複数の領域に分割し領域毎に独立した出力端子を用いて並列に信号の読み出しを行う場合に、同じ画素位置の信号に関する重複読み出しや複数回の露光を実施することなく、分割された領域間の特性の違いを正確に補正する。【解決手段】画素部を一方向に沿って複数の領域に分割した分割領域１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄを画成し、各分割領域で生成される信号電荷を所定の変換条件で画像データに変換する際に、これら複数の分割領域を、各分割領域の少なくとも一部が前記一方向とは直交する方向に沿って互いに重なり合うように形成し、その重複部分Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３から出力される各画素信号を比較して、信号電荷量から画素信号へ変換する際のオフセット差とゲイン差とを、重複部分のそれぞれで等しくなるように画素信号を補正する。【選択図】図３
2008148021.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射光に応じた信号電荷を生成する複数の光電変換素子が２次元状に配列された画素部、及び該画素部から信号電荷を受け取り所定方向に電荷転送する電荷転送部を有する固体撮像デバイスと、前記固体撮像デバイスから出力される信号電荷を画素信号に変換して画像データを作成する信号処理部とを備え、前記画素部は一方向に沿って複数の領域に分割した分割領域を画成し、前記信号処理部は前記各分割領域で生成される信号電荷を、前記電荷転送部の異なる位置から異なる出力部を介して取り出して所定の変換条件で画像データに変換する固体撮像装置であって、
前記複数の分割領域は、前記各分割領域の少なくとも一部を前記一方向とは直交する方向に沿って互いに重なり合うようにそれぞれ形成され、
前記信号処理部は、前記重なり合った複数の重複部分に対して、前記分割領域の重複部分から出力される各画素信号を比較して、前記分割領域毎に前記変換条件を互いに等しくする前記画素信号の補正処理機能を有することを特徴とする固体撮像装置。
【請求項２】
請求項１記載の固体撮像装置であって、
前記信号処理部は、前記分割領域の重複部分からの信号電荷量から前記画素信号へ変換する際のオフセット差とゲイン差とが前記重複部分のそれぞれで等しくなるように前記画素信号を補正することを特徴とする固体撮像装置。
【請求項３】
請求項２記載の固体撮像装置であって、
前記オフセット差が、前記分割領域における外来光の入射が規制されたオプティカルブラック領域内における、一方の前記分割領域の重複部分全体に対する画素信号の第１平均値と、他方の分割領域の重複部分全体に対する画素信号の第２平均値との差分に基づく値であることを特徴とする固体撮像装置。
【請求項４】
請求項２又は請求項３記載の固体撮像装置であって、
前記ゲイン差が、一方の前記分割領域の重複部分全体に対する画素信号の第１積算値と、他方の分割領域の重複部分全体に対する画素信号の第２積算値との比率に基づく値であることを特徴とする固体撮像装置。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれか１項記載の固体撮像装置であって
前記重複部分が、互いに周期的に重なり合って形成されていることを特徴とする固体撮像装置。
【請求項６】
入射光に応じた信号電荷を生成する複数の光電変換素子が２次元状に配列された画素部、及び該画素部から信号電荷を受け取り所定方向に電荷転送する電荷転送部を有する固体撮像デバイスと、前記固体撮像デバイスから出力される信号電荷を画素信号に変換して画像データを作成する信号処理部とを備え、前記画素部は一方向に沿って複数の領域に分割した分割領域を画成し、前記信号処理部は前記各分割領域で生成される信号電荷を、前記電荷転送部の異なる位置から異なる出力部を介して取り出して所定の変換条件で画像データに変換する固体撮像装置の信号処理方法であって、
前記複数の分割領域を、前記各分割領域の少なくとも一部が前記一方向とは直交する方向に沿って互いに重なり合うようにそれぞれ形成し、
前記重なり合った複数の重複部分に対して、前記分割領域の重複部分から出力される各画素信号を比較して、前記信号電荷量から前記画素信号へ変換する際のオフセット差とゲイン差とが前記重複部分のそれぞれで等しくなるように、前記分割領域毎で前記画素信号を補正することを特徴とする固体撮像装置の信号処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二次元画像の撮影に用いられる固体撮像装置及びその信号を処理するための信号処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
二次元画像を撮影するために例えばデジタルカメラなどに搭載される固体撮像装置は、より高解像度の画像撮影を可能にするために、画素部に搭載される光電変換素子（フォトダイオードなど）の素子数がますます増える傾向にある。
基本的な構造の固体撮像デバイスにおいては、それぞれの光電変換素子が検出した多数の信号電荷（それぞれの画素に対応する信号）を１つの出力端子からシリアル信号として順番に読み出すことになるので、搭載する光電変換素子の素子数が増えると、それだけ１フレーム全体の信号電荷の読み出しにかかる時間が長くなるか、又はより高速な信号読みだしが必要になる。読み出し時間が増えると高速の撮影ができなくなり、単位時間当たりの撮影可能フレーム数が減ることになる。また、高速な信号読み出しを行うには回路構成を変更する必要があり、コストアップが避けられず、仮に変更しても信号読み出しの高速化にも限界がある。
【０００３】
そこで、従来より画素部を複数の領域に分割し、領域毎に独立した複数の出力端子から並列に信号を出力することが試みられている。これにより、分割されたそれぞれの領域に含まれている光電変換素子の素子数が全体の素子数に比べて大幅に減るので、１フレーム全体の信号電荷の読み出しにかかる時間を短縮できる。
しかし、このような技術を採用する場合には、分割された領域毎に独立した回路（転送用のＣＣＤや出力アンプ）を用いて互いに異なる出力端子から信号を出力することになるので、それぞれの回路の特性のばらつきの影響が現れる。具体的には、それぞれの回路の特性のばらつきによって生じるオフセットやゲイン変化の影響が出力信号に現れる。そのため、撮影により得られる二次元画像を見ると、特に分割された複数領域の境界部分に、境界が存在することが視認できるような顕著な違いが現れる。従って、得られる画像の品質が低下することになる。
【０００４】
そこで、特許文献１においてはＣＭＯＳ型の固体撮像デバイスを制御する場合に、画素部を複数の領域に分割すると共に、上記のような画質の劣化を防止するための対策を提案している。具体的には、分割された領域同士の境界が直線的にならないように、ジグザグ状の境界を形成している。このようにすると、人間の視覚上の特性により境界線をぼかすことになり、境界に隣接する領域間の明るさなどの違いが平滑化されるため、分割された領域間の境界が目立ちにくくなる。
しかし、境界がジグザグ状になるように領域を分割した場合には、境界線をぼかすことになるので、それによって解像度が劣化するのは避けられない。そこで、特許文献１においては更にフィルタ処理を施して領域間の特性の違いを補正することを提案している。
【０００５】
一方、特許文献２においては、画素部を複数領域に分割する場合に、領域間の特性の違いが、ＣＣＤ（Charge Coupled Devices）上を転送される信号電荷の転送残りによって生じる電荷混入量と関連がある点に着目し、境界線を見えにくくするために、それぞれの分割領域について検出した電荷混入量に基づいて信号の補正を行うことを提案している。
【特許文献１】特開２００４−３５０２６５号公報
【特許文献２】特開２００５−６４７６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に開示された技術では、フィルタ処理を施すために、複数の領域の境界部分について同じ信号電荷を複数の出力回路で検出する必要があり、１回の露光で得られた信号電荷を２つの出力回路で重複して読み出すか、もしくは２回の露光を行って２つの出力回路で交互に読み出しを行う必要がある。しかし、重複読みだしを実施する場合には、非破壊で信号電荷を読み出す必要があるので、検出感度が低下するのは避けられない。また、２回の露光を行う場合には、１回目の露光と２回目の露光との経時変化による特性変動の影響を受けるため、正確な補正ができない場合がある。
また、特許文献２に開示された技術では、領域間の回路特性のゲイン差自体は検出できず、ゲイン差を正確に補正することができないので、境界線を見えにくくすることはできても、ジグザグ状に境界を形成した場合に発生する解像度の低下、すなわち画質の劣化を効果的に抑制することはできない。
【０００７】
本発明は、画素部を複数の領域に分割し領域毎に独立した出力端子を用いて並列に信号の読み出しを行う場合に、同じ画素位置の信号に関する重複読み出しや、複数回の露光を実施することなく、分割された領域間の特性の違いを正確に補正することが可能な固体撮像装置及び信号処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る上記目的は、下記構成により達成される。
（１）  入射光に応じた信号電荷を生成する複数の光電変換素子が２次元状に配列された画素部、及び該画素部から信号電荷を受け取り所定方向に電荷転送する電荷転送部を有する固体撮像デバイスと、前記固体撮像デバイスから出力される信号電荷を画素信号に変換して画像データを作成する信号処理部とを備え、前記画素部は一方向に沿って複数の領域に分割した分割領域を画成し、前記信号処理部は前記各分割領域で生成される信号電荷を、前記電荷転送部の異なる位置から異なる出力部を介して取り出して所定の変換条件で画像データに変換する固体撮像装置であって、
前記複数の分割領域は、前記各分割領域の少なくとも一部を前記一方向とは直交する方向に沿って互いに重なり合うようにそれぞれ形成され、
前記信号処理部は、前記重なり合った複数の重複部分に対して、前記分割領域の重複部分から出力される各画素信号を比較して、前記分割領域毎に前記変換条件を互いに等しくする前記画素信号の補正処理機能を有することを特徴とする固体撮像装置。
【０００９】
この固体撮像装置によれば、前記直交方向に互いに重なり合う各分割領域の重複部分の画素信号をみて、信号電荷を画素信号に変換する変換条件を互いに等しくなるように設定するため、画素領域を分割して複数のアンプから出力する場合であっても、画像データの分割領域の境界、つまり重複部分における境界線が目立たなくなり、画質劣化の発生を防止できる。
例えば、第１出力部に接続される出力アンプと第２出力部に接続される出力アンプとの間の電気的な特性のばらつきによって、分割された複数領域の信号同士の間にはオフセットやゲインなどの特性の違いが生じるが、複数領域間の境界が直線的ではなく、ジグザグ状に形成されるので、人間の視覚上は境界が目立ちにくくなる。また、分割された複数領域の信号同士の間に生じるオフセットやゲインなどの特性の違いは、前記補償量を用いて正確に補正できるので、ジグザグ状に境界を形成する場合であっても、画質の劣化は防止される。
【００１０】
（２）  （１）記載の固体撮像装置であって、
前記信号処理部は、前記分割領域の重複部分からの信号電荷量から前記画素信号へ変換する際のオフセット差とゲイン差とが前記重複部分のそれぞれで等しくなるように前記画素信号を補正することを特徴とする固体撮像装置。
【００１１】
この固体撮像装置によれば、それぞれの出力部からの信号電荷量が、アンプの個体差によってそれぞれ異なる特性で画素信号に変換されることを、オフセット差とゲイン差がそれぞれ等しくなるように補正されることで、変換条件を一定に保つことができ、分割領域の境界線を目立たなくすることができる。
【００１２】
（３）  （２）記載の固体撮像装置であって、
前記オフセット差が、前記分割領域における外来光の入射が規制されたオプティカルブラック領域内における、一方の前記分割領域の重複部分全体に対する画素信号の第１平均値と、他方の分割領域の重複部分全体に対する画素信号の第２平均値との差分に基づく値であることを特徴とする固体撮像装置。
【００１３】
この固体撮像装置によれば、プティカルブラック領域における一方の重複部分全体の第１平均値と、他方の重複部分全体の第２平均値との差分をオフセット差として設定するので、正確な補正が可能となる。
【００１４】
（４）  （２）又は（３）記載の固体撮像装置であって、
前記ゲイン差が、一方の前記分割領域の重複部分全体に対する画素信号の第１積算値と、他方の分割領域の重複部分全体に対する画素信号の第２積算値との比率に基づく値であることを特徴とする固体撮像装置。
【００１５】
この固体撮像装置によれば、各分割領域の重複部分に対する画素信号の積算値の比率をゲイン差として設定するので、正確な補正が可能となる。
【００１６】
（５）  （１）〜（４）のいずれか１項記載の固体撮像装置であって
前記重複部分が、互いに周期的に重なり合って形成されていることを特徴とする固体撮像装置。
【００１７】
この固体撮像装置によれば、周期的に重なり合うことで、その周期よりも長い周期で変化する画像パターンを良好に目立たなくすることができる。
【００１８】
（６）  入射光に応じた信号電荷を生成する複数の光電変換素子が２次元状に配列された画素部、及び該画素部から信号電荷を受け取り所定方向に電荷転送する電荷転送部を有する固体撮像デバイスと、前記固体撮像デバイスから出力される信号電荷を画素信号に変換して画像データを作成する信号処理部とを備え、前記画素部は一方向に沿って複数の領域に分割した分割領域を画成し、前記信号処理部は前記各分割領域で生成される信号電荷を、前記電荷転送部の異なる位置から異なる出力部を介して取り出して所定の変換条件で画像データに変換する固体撮像装置の信号処理方法であって、
前記複数の分割領域を、前記各分割領域の少なくとも一部が前記一方向とは直交する方向に沿って互いに重なり合うようにそれぞれ形成し、
前記重なり合った複数の重複部分に対して、前記分割領域の重複部分から出力される各画素信号を比較して、前記信号電荷量から前記画素信号へ変換する際のオフセット差とゲイン差とが前記重複部分のそれぞれで等しくなるように、前記分割領域毎で前記画素信号を補正することを特徴とする固体撮像装置の信号処理方法。
【００１９】
この信号処理方法によれば、各分割領域の重複部分の画素信号をみて、信号電荷を画素信号に変換する変換条件を互いに等しくなるように設定するため、画素領域を分割して複数のアンプから出力する場合であっても、画像データの分割領域の境界、つまり重複部分における境界線が目立たなくなり、画質劣化の発生を防止できる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係る固体撮像装置及びその信号処理方法によれば、画素部を一方向に沿って複数の領域に分割した分割領域を、各分割領域の少なくとも一部を前記一方向とは直交する方向に沿って互いに重なり合うようにそれぞれ形成し、重なり合った複数の重複部分に対して、分割領域の重複部分から出力される各画素信号を比較して、分割領域毎に変換条件を互いに等しくする画素信号の補正処理を行うことにより、画素部を複数の領域に分割し領域毎に独立した出力端子を用いて並列に信号の読み出しを行う場合であっても、同じ画素位置の信号に関する重複読み出しや、複数回の露光を実施することなく、分割された領域間の特性の違いを正確に補正することが可能となる。もって、出力画像データの品質劣化を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明に係る固体撮像装置及び信号処理方法の一実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明に係る固体撮像装置の一概略構成を示すブロック図である。
図１に示した固体撮像装置１００は、二次元画像を撮影する固体撮像デバイスと、それを制御する制御信号発生回路３０と、固体撮像デバイスから出力される各画素の信号を処理する信号処理部２００とで構成されている。固体撮像デバイスの画素部１０には、二次元画像を撮影するために行方向（矢印Ｘ方向）及び列方向（矢印Ｙ方向）に等間隔で並べられた多数の撮像セル１１が備わっている。それぞれの撮像セル１１は、光電変換素子１２であるフォトダイオード（ＰＤ）を備えている。被写体から到来する入射光は、図１の紙面に垂直な方向から図示しない所定の光学系（レンズや光学フィルタ）を介して光電変換素子１２の受光面に入射する。光電変換素子１２は入射光の強度及び露光時間に応じた信号電荷を生成する。
【００２２】
それぞれの光電変換素子１２と隣接する位置には、垂直電荷転送部（ＶＣＣＤ）１３が設けられている（図１にはその一部分を示す）。そして、そして、このような垂直電荷転送部１３は、撮像セル１１の列毎にそれぞれ独立して複数列設けてある。それぞれの垂直電荷転送部１３は、隣接する位置に存在する光電変換素子１２から、蓄積された信号電荷を受け取った後、それぞれの信号電荷をチャネル上で矢印Ｙ方向に向かって、すなわち、図中垂直方向に水平電荷転送部（ＨＣＣＤ）２０に向けて転送する。垂直電荷転送部１３により垂直方向に転送された各信号電荷は、ＣＣＤを構成する水平電荷転送部２０上に移動した後、水平電荷転送部２０の転送動作により水平方向（矢印Ｘ方向又はその逆の方向）に転送されシリアル信号として順次に出力される。
【００２３】
図１に示す例では、撮像セル１１の素子数が多い場合であっても高速の信号読み出しを可能にするために、画素部１０の全体が水平方向に４つに区分され、４つの分割領域１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄが形成されている。また、水平電荷転送部２０には水平方向に互いにずれた４カ所の位置に４つの出力分岐部２１，２２，２３，２４が設けてある。そして、４つの出力分岐部２１、２２、２３、２４のそれぞれに、独立した４つの出力アンプ４１，４２，４３，４４が接続してある。
【００２４】
つまり、画素部１０における分割領域１０ａの各撮像セル１１が撮影して得た信号電荷については、水平電荷転送部２０から出力分岐部２１を通り出力アンプ４１で増幅され電圧信号（画素信号）として出力端子ＯＵＴ１に出力される。同様に、画素部１０の領域１０ｂの各撮像セル１１が撮影して得られた信号電荷については、水平電荷転送部２０から出力分岐部２２を通り出力アンプ４２で増幅され電圧信号として出力端子ＯＵＴ２に出力される。また、画素部１０の領域１０ｃの各撮像セル１１が撮影して得られた信号電荷については、水平電荷転送部２０から出力分岐部２３を通り出力アンプ４３で増幅され電圧信号として出力端子ＯＵＴ３に出力される。画素部１０の領域１０ｄの各撮像セル１１が撮影して得られた信号電荷については、水平電荷転送部２０から出力分岐部２４を通り出力アンプ４４で増幅され電圧信号として出力端子ＯＵＴ４に出力される。
【００２５】
各出力端子ＯＵＴ１〜ＯＵＴ４は、信号処理部２００の入力と接続されている。信号処理部２００は、図１に示すように、低周波ノイズ除去部（ＣＤＳ）２１１〜２１４と、アナログ／デジタル変換部（ＡＤ）２２１〜２２４と、オフセット補正部２３０と、ゲイン補正部２４０と、画像信号処理部２５０とが備わっている。この信号処理部２００は後述する画素信号の補正処理機能を有する。
【００２６】
画素部１０を複数の分割領域１０ａ〜１０ｄに分け、検出された信号電荷を分割領域毎に異なる経路を通して出力する場合には、出力アンプ４１〜４４の特性等のばらつきの影響により、各分割領域１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄの信号電荷の間にレベルのオフセットやゲインの違いなどが発生する。そのため、撮影された二次元画像を人間が見ると、各分割領域１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄの境界に相当する位置に、「境界」の存在が分かるような濃度差が現れる。つまり、各分割領域の境界が目立つため、高品質の画像が得られない。
【００２７】
このような対策として、信号処理部２００にはオフセット補正部２３０及びゲイン補正部２４０を設けてある。オフセット補正部２３０は、各分割領域１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄの間の特性の違いによって生じる信号レベルのオフセットを補正するために設けてある。また、ゲイン補正部２４０は各分割領域１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄの間の特性の違いによって生じる信号レベルの差、すなわち出力アンプ４１〜４４間のオフセット差とゲイン差を補正するために設けてある。オフセット補正部２３０及びゲイン補正部２４０の具体的な動作については後で説明する。
【００２８】
分割された分割領域間の境界を目立たなくするための対策については、オフセット補正及びゲイン補正だけでは不十分な場合がある。そこで、本実施形態の固体撮像装置においては、例えば図２に示すようにジグザグ状の境界を形成する。
図２は図１に示した固体撮像装置の画素部に対する領域分割の具体例を示す部分拡大平面図である。図２に示す例では、隣接する分割領域間の境界となる列が１行ごとに交互にずれるように境界を形成している。このような境界を形成すると、境界を挟んで互いに対向する両側の画素間の濃度差が平滑化されて人間の目に映るので、境界は目立ちにくくなる。
【００２９】
図２において、１番目の行Ｌ１に属し、かつ列Ｃａに属する撮像セル１１は分割領域１０ａに割り当てられるが、２番目の行Ｌ２に属し、かつ列Ｃａに属する撮像セル１１は分割領域１０ｂに割り当てられる。同様に、３番目の行Ｌ３に属し、かつ列Ｃａに属する撮像セル１１は分割領域１０ａに割り当てられ、４番目の行Ｌ４に属し、かつ列Ｃａに属する撮像セル１１は分割領域１０ｂに割り当てられる。つまり、列Ｃａに属する各撮像セル１１は、隣接する行毎に、分割領域１０ａと分割領域１０ｂとに交互に割り当てられる。また、列Ｃｂに属する各撮像セル１１は、隣接する行毎に、分割領域１０ｂと分割領域１０ｃとに交互に割り当てられる。
【００３０】
図１に示した制御信号発生回路３０は、図２に示すようなジグザグ状の境界を形成するために、後述するように特別な制御を実施する。制御信号発生回路３０が出力する制御信号Ｖ１〜Ｖ４は、各列の垂直電荷転送部１３が垂直方向に電荷を転送するための信号であり、制御信号Ｈ１〜Ｈ４は水平電荷転送部２０が水平方向に電荷を転送するための信号である。
【００３１】
画素部１０の分割領域１０ａから出力される各画素の信号電荷は、水平電荷転送部２０を通り出力アンプ４１を通って順次に信号処理部２００に入力される。同様に、分割領域１０ｂから出力される信号電荷は水平電荷転送部２０を通り出力アンプ４２を通って信号処理部２００に入力され、分割領域１０ｃから出力される信号電荷は水平電荷転送部２０を通り出力アンプ４３を通って信号処理部２００に入力され、分割領域１０ｄから出力される信号電荷は水平電荷転送部２０を通り出力アンプ４４を通って信号処理部２００に入力される。
【００３２】
出力アンプ４１から出力される信号は、図１に示すように、信号処理部２００内の低周波ノイズ除去部２１１で低周波ノイズを除去された後、アナログ／デジタル変換部２２１で画素毎にデジタル信号に変換されてオフセット補正部２３０に入力される。同様に、出力アンプ４２から出力される信号は、低周波ノイズ除去部２１２で低周波ノイズを除去された後、Ａ／Ｄ変換部２２２で画素毎にデジタル信号に変換されてオフセット補正部２３０に入力される。出力アンプ４３から出力される信号は、低周波ノイズ除去部２１３で低周波ノイズを除去された後、Ａ／Ｄ変換部２２３で画素毎にデジタル信号に変換されてオフセット補正部２３０に入力される。出力アンプ４４から出力される信号は、低周波ノイズ除去部２１４で低周波ノイズを除去された後、Ａ／Ｄ変換部２２４で画素毎にデジタル信号に変換されてオフセット補正部２３０に入力される。
【００３３】
オフセット補正部２３０は、各Ａ／Ｄ変換部２２１〜２２４から入力される信号を画素毎に処理してオフセットの補正を行い、処理後の信号をゲイン補正部２４０に出力する。ゲイン補正部２４０は、オフセット補正部２３０から入力される信号を画素毎に処理して振幅の補正（ゲイン補正に相当する）を行い、処理後の信号を画像信号処理部２５０に出力する。画像信号処理部２５０は一般的なデジタルカメラ等の信号処理回路と同様の処理を行う。
【００３４】
次に、オフセット補正部２３０及びゲイン補正部２４０の具体的な動作について説明する。
ここでは、図３に簡略に示すように、複数の分割領域１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，…に分割された画素部１０から出力される各画素の信号を処理する場合を想定する。すなわち、図３に示す分割領域１０ａと１０ｂとの境界、分割領域１０ｂと分割領域１０ｃとの境界、分割領域１０ｃと分割領域１０ｄとの境界はそれぞれジグザグ状に形成されている。
【００３５】
そのため、水平方向（矢印Ｘ方向）の分割領域１０ａが存在する範囲と分割領域１０ｂが存在する範囲とは部分的に重なっており、重複部Ｒ１が形成されている。つまり、重複部Ｒ１に相当する列の画素は、行位置の違いに応じて分割領域１０ａに属する場合と分割領域１０ｂに属する場合とがある。同様に、水平方向の分割領域１０ｂが存在する範囲と分割領域１０ｃが存在する範囲とは部分的に重なっており、重複部Ｒ２が形成されている。また、水平方向の分割領域１０ｃが存在する範囲と分割領域１０ｄが存在する範囲とは部分的に重なっており、重複部Ｒ３が形成されている。各重複部Ｒ１〜Ｒ３の水平方向の幅については、前述の図２に示す場合のように１列（１画素相当の幅）であっても良いし、２列以上であっても良い。なお、換言すると、画素部１０は一方向に沿って複数の領域に分割した分割領域１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄを画成し、これらの分割領域１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄは、各分割領域の少なくとも一部を前記一方向とは直交する方向に沿って互いに重なり合うようにそれぞれ形成されている。この重なり合った部分が複数の重複部分Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３となる。
【００３６】
図４はオフセット及びゲインの補正処理の主要な手順を示すフローチャートである。
まず、撮像画像における各分割領域に対し、例えば端部から順に２つの分割領域を抽出し（Ｓ１）、それぞれ２つの分割領域の重複部におけるオフセット差を算出し（Ｓ２）、また、重複部におけるゲイン差を算出する（Ｓ３）する。そして、これらオフセット差とゲイン差が重複部において無くなるように、画素信号を補正する（Ｓ４）。この作業を全ての分割領域に対して実施する。
上記のオフセット差を算出する具体的な手順を図５に、ゲイン差を算出する具体的手順を図６に示した。
【００３７】
オフセット補正部２３０は、分割領域１０ａと分割領域１０ｂとの間の画素信号のオフセットの差を、図５に示すフローチャートのようにして検出する。
まず、分割領域１０ａの中で重複部Ｒ１に属しかつＯＢ部（オプティカルブラック領域）１５に属する複数個の画素の信号（Ａ１）を抽出する（Ｓ１１）。次に、ステップＳ１１で抽出された複数個の画素信号（Ａ１）のレベルの平均値（Ｍａ）を算出する（Ｓ１２）。また、分割領域１０ｂの中で重複部Ｒ１に属しかつＯＢ部１５に属する複数個の画素の信号（Ｂ１）を抽出する（Ｓ１３）。次いで、ステップＳ１３で抽出された複数個の画素信号（Ｂ１）のレベルの平均値（Ｍｂ）を算出する（Ｓ１４）。そして、分割領域間の平均値の差分（Ｍａ−Ｍｂ）をオフセット差として求める（Ｓ５）。
【００３８】
こうして得られる分割領域１０ａと分割領域１０ｂと間の重複部におけるオフセット差がなくなるように、オフセット補正部２３０はそれらの隣接する分割領域から入力される画素信号の少なくとも一方についてレベルを補正する。分割領域１０ｂと分割領域１０ｃとの間のオフセット、並びに分割領域１０ｃと分割領域１０ｄとの間のオフセットについても同様に処理される。
【００３９】
一方、ゲイン補正部２４０は、分割領域１０ａと分割領域１０ｂとの間の画素信号のゲイン差（振幅差）を、図６に示すフローチャートのようにして検出する。
まず、分割領域１０ａの中で重複部Ｒ１に属しかつＯＢ部１５以外に属する複数個の画素の信号（Ａ２）を抽出する（Ｓ２１）。ステップＳ２１で抽出された複数個の画素信号（Ａ２）のレベルから平均値Ｍａを減算した値の積算値（Ｓａ）を算出する（Ｓ２２）。また、分割領域１０ｂの中で重複部Ｒ１に属しかつＯＢ部１５以外に属する複数個の画素の信号（Ｂ２）を抽出する（Ｓ２３）。次いで、ステップＳ２３で抽出された複数個の画素信号（Ｂ２）のレベルから平均値Ｍｂを減算した値の積算値（Ｓｂ）を算出する（Ｓ２４）。そして、分割領域間の積算値の比率（Ｓａ／Ｓｂ）をゲイン差として求める（Ｓ２５）。ここで、積算処理とは、複数個の画素信号を順次加算していく処理を意味する。
【００４０】
そうして得られる分割領域１０ａと分割領域１０ｂと間の重複部におけるゲイン差がなくなるように、ゲイン補正部２４０はそれらの隣接する分割領域から入力される画素信号の少なくとも一方について画素信号を補正する。分割領域１０ｂと分割領域１０ｃとの間のゲイン差、並びに分割領域１０ｃと分割領域１０ｄとの間のゲイン差についても同様に処理される。
【００４１】
また、固体撮像デバイスがＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色成分に分光された画素信号を出力するカラー撮像デバイスである場合には、前記ステップＳ１１、Ｓ１３でオフセット補正部２３０が抽出する複数個の画素、及びステップＳ２１、Ｓ２３でゲイン補正部２４０が抽出する複数個の画素として、Ｇ色の画素のみを選択するのが望ましい。これにより、相対的に受光量の大きい画素信号を用いることになるので、光の波長の違いによる影響を受けにくくなり、より正確な補正が可能になる。
【００４２】
次に、図２及び図３に示すようなジグザグ状の境界を形成するためのより具体的な構成及び動作について説明する。
図１に示した構成例では、撮像セル１１の５列毎に画素部１０が複数の分割領域１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄに分割され、分割領域毎に独立した出力分岐部２１〜２４を介して独立した出力アンプ４１〜４４からそれぞれの分割領域の信号を出力する場合を想定している。しかし、ここでは説明を簡単化するために、図７に示す構成の固体撮像デバイスについて説明する。図７に示した固体撮像デバイスにおいては、各撮像セル１１の並びの列がＣ１〜Ｃ５で表してあり、各撮像セル１１の並びの行がＬ１〜Ｌ６で表してある。また、図７において各撮像セル１１の信号電荷を区別するために、各撮像セル１１の中に列番号及び行番号が示してある。
【００４３】
つまり、図７に示した固体撮像デバイスにおいては、撮像セル１１の２列毎に画素部１０の分割領域が分割され、２列毎に独立した出力アンプＡｍｐ１，Ａｍｐ２，…から信号を出力するように構成されている。この点が図１に示す固体撮像デバイスと異なっているが、基本的な構成には違いはない。
【００４４】
図７に示した構成の固体撮像デバイスから信号電荷を読み出す場合の制御内容の具体例を図８に示した。この制御例においては、図７に示された行Ｌ１の信号電荷を時刻ｔ１で読み出し、行Ｌ２の信号電荷を時刻ｔ２で読み出し、行Ｌ３の信号電荷を時刻ｔ３で読み出し、行Ｌ４の信号電荷を時刻ｔ４で読み出す場合を想定している。
【００４５】
この信号電荷の読み出し制御は、詳細は後述するが、時刻ｔ１では「第１モード」で読み出し制御を実施し、時刻ｔ２では「第２モード」で読み出し制御を実施し、時刻ｔ３では「第１モード」で読み出し制御を実施し、時刻ｔ４では「第２モード」で読み出し制御を実施する。つまり、「第１モード」と「第２モード」の異なる読み出しモードを１行毎に交互に繰り返す。
【００４６】
図８においても、図７に示した各撮像セル１１内の信号電荷と対応するように示した列番号及び行番号によって、それぞれの信号電荷の画素位置を表してある。図８に示すように、時刻ｔ１で１行目（Ｌ１）の信号電荷を読み出す際に、１列目と２列目（Ｃ１，Ｃ２）の信号電荷は出力アンプＡｍｐ１へ出力され、３列目と４列目（Ｃ３，Ｃ４）の信号電荷は出力アンプＡｍｐ２へ出力される。
【００４７】
同様に、時刻ｔ２で２行目（Ｌ２）の信号電荷を読み出す際に、２列目、３列目（Ｃ２，Ｃ３）の信号電荷は出力アンプＡｍｐ１へ出力され、４列目と５列目（Ｃ４，Ｃ５）の信号電荷は出力アンプＡｍｐ２へ出力される。また、時刻ｔ３で３行目（Ｌ３）の信号電荷を読み出す際に、１列目と２列目（Ｃ１，Ｃ２）の信号電荷は出力アンプＡｍｐ１へ出力され、３列目と４列目（Ｃ３，Ｃ４）の信号電荷は出力アンプＡｍｐ２へ出力される。また、時刻ｔ４で４行目（Ｌ４）の信号電荷を読み出す際に、２列目と３列目（Ｃ２，Ｃ３）の信号電荷は出力アンプＡｍｐ１へ出力され、４列目と５列目（Ｃ４，Ｃ５）の信号電荷は出力アンプＡｍｐ２へ出力される。
【００４８】
従って、図８に示す列Ｃａの信号電荷については、奇数行では出力アンプＡｍｐ１へ出力され、偶数行では出力アンプＡｍｐ２へ出力される。そのため、出力アンプＡｍｐ１へ出力される信号電荷が属する分割領域と、出力アンプＡｍｐ２へ出力される信号電荷が属する分割領域との境界は、１行毎に１列分だけずれることになり、ジグザグ状に境界が形成される。
【００４９】
図７に示した固体撮像デバイスにおける水平電荷転送部の近傍の詳細な一構成例を図９に示した。
図９に示される３つの垂直電荷転送部１３１，１３２，１３３は、それぞれ図１中の垂直電荷転送部１３に相当する。つまり、３列分の撮像セル１１から信号電荷を読み出すための構成が図９に示されている。
【００５０】
図９において、各垂直電荷転送部１３１，１３２，１３３と対向する位置に形成されている垂直転送電極５１，５２，５３，５４は、垂直電荷転送部１３１，１３２，１３３のチャネル上で信号電荷を矢印Ｙ方向に向かって順次に転送するための電位分布を形成するために利用される。
【００５１】
各垂直転送電極５１，５２，５３，５４に接続された端子６１，６２，６３，６４には、制御信号Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４がそれぞれ対応して印加される。
【００５２】
各垂直電荷転送部１３１，１３２，１３３の電荷転送方向下流側（矢印Ｙ方向）の端部と隣接する位置に水平電荷転送部２０が形成されている。また、この水平電荷転送部２０と対面する位置に水平転送電極７１〜８３…が形成されている。なお、図９はこれら一部分のみを示したものである。これらの水平転送電極７１〜８３…は、水平電荷転送部２０のチャネル上で、信号電荷を矢印Ｘ方向及びその反対方向に向かって順次に転送するための電位分布を形成するために利用される。
【００５３】
また、水平転送用の制御信号ＨＳ，Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３，Ｈ４は、それぞれ信号ライン９０，９１，９２，９３，９４を通じて水平転送電極７１〜８３…に印加される。
【００５４】
ここで、本発明に係る固体撮像デバイス１０は、水平電荷転送部２０を次のような構造としている。
図９に示すように、水平電荷転送部２０の一部のチャネルから側方（Ｙ方向）に突出する形で、出力分岐部１０１及び１０２が形成されている。出力分岐部１０１及び１０２は、図１に示された出力分岐部２１〜２４に相当し、水平電荷転送部２０上の信号電荷をチャネルの途中から分岐して出力するために設けてある。また、各出力分岐部１０１，１０２にはフローティングディフュージョン（ＦＤ）１１１、１１２が形成してあり、出力分岐部１０１上の信号電荷は、ＦＤ１１１を経由して出力アンプ４２に入力され、出力分岐部１０２上の信号電荷はＦＤ１１２を経由して出力アンプ４３に入力される。
【００５５】
また、水平電荷転送部２０を制御する多数の水平転送電極７１〜８３…には、４相の制御信号Ｈ１，Ｈ３，Ｈ２，Ｈ４が矢印Ｘ方向の並び順に従って順番に印加されるように各信号ライン９１〜９４が接続されている。但し、出力分岐部１０１及び１０２と対面する位置の電極７３，８１については、制御信号Ｈ２の代わりに制御信号ＨＳが印加されるように信号ライン９０と接続されている。
【００５６】
そして、水平電荷転送部２０のチャネルと出力分岐部１０１，１０２との間の信号電荷の移動を制御するために、制御電極１０３及び１０４が設けてある。制御電極１０３には信号ライン１２１を介して制御信号ＯＰが印加され、制御電極１０４には信号ライン１２２を介して制御信号ＯＧが印加される。
【００５７】
さらに、出力分岐部１０１の端部にはリセットドレインＲＤを形成する電極１０１ａが形成され、出力分岐部１０２の端部にも同様にリセットドレインを形成する電極１０２ａが形成されている。電極１０１ａ及び１０２ａは、信号ライン１２４と接続されている。また、ＦＤ１１１と電極１０１ａとの間、並びにＦＤ１１２と電極１０２ａとの間を通る位置に制御電極１０５が形成されている。この制御電極１０５には、信号ライン１２３を介して制御信号（リセット信号）ＲＳが印加される。
【００５８】
次に、図９に示す構造を備えた固体撮像デバイス１０を用いて、分割された領域間の境界を図８に示すようにジグザグ状に形成するための具体的な制御方法について説明する。
図１０は図９に示した水平電荷転送部に現れる各信号電荷の位置の変化の具体例を示すタイムチャートである。
概略的には、図１０に示す時刻Ｔ１〜Ｔ３の間は、水平転送電極７２，７６，８０のチャネルに垂直電荷転送部１３１，１３２，１３３から転送されてきた信号電荷Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３を、順方向とは逆の方向（図１０の左側から右側へ）に転送して出力端子ＯＵＴ１，ＯＵＴ２から出力する「第１モード」の駆動となる。また、時刻Ｔ４〜Ｔ１３の間は、信号電荷を順方向（図１０の右側から左側）へ転送する「第２モード」の駆動となる。そして、水平電荷転送部に垂直電荷転送部から次の信号電荷が転送されたときには、「第２モード」の駆動として出力端子ＯＵＴ１，ＯＵＴ２から出力する。
【００５９】
「第１モード」の読み出し制御においては、時刻Ｔ１では、図９に示す垂直電荷転送部１３１で転送されてきた１画素分の信号電荷Ｑ１（図１０参照）が、水平転送電極７２の直下の水平電荷転送部２０のチャネル上に移動する。同様に垂直電荷転送部１３２で転送されてきた１画素分の信号電荷Ｑ２が、水平転送電極７６の直下のチャネル上に移動し、垂直電荷転送部１３３で転送されてきた１画素分の信号電荷Ｑ３が、水平転送電極８０の直下のチャネル上に移動する。
【００６０】
そして、制御信号ＨＳ及びＨ１〜Ｈ４を制御することにより、時刻Ｔ１〜Ｔ３にかけて、図１０に示すように信号電荷Ｑ１は水平電荷転送部２０上を図１０の右側に向かって水平転送電極７２の直下から水平転送電極７３の直下の位置Ｐ０３に移動し、同様に信号電荷Ｑ２は図１０の右側に向かって水平転送電極７６の直下から水平転送電極７７の直下の位置Ｐ０７に移動し、信号電荷Ｑ３は図１０の右側に向かって水平転送電極８０の直下から水平転送電極８１の直下の位置Ｐ１１に移動する。
【００６１】
時刻Ｔ３では、制御信号ＨＳを高レベル（Ｈ）にすることで、各水平転送電極７３，８１の直下に電位のポケットが形成され、その電位ポケットに信号電荷が保持される。また、制御信号ＯＰが低レベル（Ｌ）の状態では、形成される電位障壁により、各信号電荷Ｑ１，Ｑ３は水平転送電極７３，８１の直下から出力分岐部１０１、１０２側に移動することはない。その場合、一般的なＨＣＣＤと同様に水平方向（Ｙ方向）のみに信号電荷の転送が行なわれる。
【００６２】
時刻Ｔ３において、制御信号ＯＰを高レベル（Ｈ：制御信号ＨＳよりも高い電位）にすると、水平転送電極７３の直下の位置と出力分岐部１０１との間に形成される電位のスロープに従って、水平転送電極７３の直下の信号電荷Ｑ１は出力分岐部１０１側に移動する。同様に、水平転送電極８１の直下の位置と出力分岐部１０２との間に形成される電位のスロープに従って、水平転送電極８１の直下の信号電荷Ｑ３は出力分岐部１０２側に移動する。
【００６３】
また、各出力分岐部１０１，１０２に形成されたＦＤ１１１，１１２の領域（キャパシタ）には以前に流入した信号電荷が残留している場合があるが、時刻Ｔ２で制御信号ＲＳを高レベル（Ｈ）にすると、ＦＤ１１１と電極１０１ａとの間、並びにＦＤ１１２と電極１０２ａとの間の電位障壁がなくなり、ＦＤ１１１の電荷は電極１０１ａに流れ、ＦＤ１１２の電荷は電極１０２ａに流れてリセットドレインＲＤに信号電荷が廃棄される。従って、時刻Ｔ３以降に新たな信号電荷が流れ込む前に、ＦＤ１１１及び１１２の電荷はそれぞれ初期化（リセット）される。
【００６４】
リセット動作が終了し、時刻Ｔ２の後で制御信号ＲＳを低レベル（Ｌ）に戻すと、ＦＤ１１１と電極１０１ａとの間、並びにＦＤ１１２と電極１０２ａとの間に再び電位障壁が形成されるので、ＦＤ１１１，１１２と、リセットドレインＲＤとの間を電荷が移動することはない。
【００６５】
よって、「第１モード」においては、垂直電荷転送部１３１から転送されてくる信号電荷Ｑ１が水平電荷転送部２０を通り、時刻Ｔ４で出力分岐部１０１に移動し、ＦＤ１１１に転送され、信号電荷の電荷量に応じた電圧として出力アンプ４２から出力端子ＯＵＴ１に出力される。また、垂直電荷転送部１３３から転送されてくる信号電荷Ｑ３が水平電荷転送部２０を通り、時刻Ｔ４で出力分岐部１０２に移動し、ＦＤ１１２に転送され、信号電荷の電荷量に応じた電圧として出力アンプ４３から出力端子ＯＵＴ２に出力される。
【００６６】
一方、垂直電荷転送部１３２から転送されてくる信号電荷Ｑ２については、他の信号電荷Ｑ１，Ｑ３と同様に時刻Ｔ１〜Ｔ３において水平電荷転送部２０上を図１０の右方向に転送されるが、時刻Ｔ４以降にも水平電荷転送部２０上にそのまま残っている。そして、時刻Ｔ４以降に各水平転送電極７３〜７７に印加される制御信号Ｈ１〜Ｈ４，ＨＳに従って、信号電荷Ｑ２は水平転送電極７７の直下の位置から図１０の左方向（矢印Ｘの反対方向）に向かって順次に転送され、時刻Ｔ１２で水平転送電極７３の直下の位置に到達する。
【００６７】
水平転送電極７３の位置では、出力分岐部１０１が形成されているので、信号電荷Ｑ１を読み出す場合と同様に、時刻Ｔ１２で水平転送電極７３の直下の位置に存在する信号電荷Ｑ２を出力分岐部１０１に移動し、出力アンプ４２から読み出すことができる。すなわち、時刻Ｔ１３で制御信号ＯＰを高レベル（Ｈ：制御信号ＨＳよりも高い電位）にすると、水平転送電極７３の直下の位置と出力分岐部１０１との間に形成される電位のスロープに従って、水平転送電極７３の直下の信号電荷Ｑ２は出力分岐部１０１側に移動する。
【００６８】
従って、「第１モード」においては、垂直電荷転送部１３２から出力される信号電荷Ｑ２が水平電荷転送部２０を通り、時刻Ｔ１３で出力分岐部１０１に移動し、ＦＤ１１１に転送され、信号電荷の電荷量に応じた電圧として出力アンプ４２から出力端子ＯＵＴ１に出力される。
【００６９】
一方、「第２モード」においては、図１０に示す時刻Ｔ２１以降の波形から分かるように、水平電荷転送部２０上の信号電荷は図中左方向のみに向かって順次に転送される。
【００７０】
すなわち、図９に示す垂直電荷転送部１３２から転送されてくる信号電荷Ｑ２−２（図１０参照）は、時刻Ｔ２１で水平転送電極７６直下の位置に蓄積され、時刻Ｔ２２以降に各水平転送電極７３〜７６に印加される制御信号Ｈ１〜Ｈ４，ＨＳに従って左に向かって順次に転送され、時刻Ｔ２７で水平転送電極７３の直下の位置に到達する。
【００７１】
水平転送電極７３の位置では、水平電荷転送部２０と隣接する位置に出力分岐部１０１が形成されているので、時刻Ｔ２７で水平転送電極７３の直下の位置に存在する信号電荷Ｑ２−２を出力分岐部１０１に移動し、出力アンプ４２から読み出すことができる。すなわち、時刻Ｔ２８で制御信号ＯＰを高レベル（Ｈ：制御信号ＨＳよりも高い電位）にすると、水平転送電極７３の直下の位置と出力分岐部１０１との間に形成される電位のスロープに従って、水平転送電極７３の直下の信号電荷Ｑ２−２は出力分岐部１０１側に移動する。従って、「第２モード」においては、垂直電荷転送部１３２から出力される信号電荷Ｑ２−２は水平電荷転送部２０を通り、時刻Ｔ２８で出力分岐部１０１に移動し、ＦＤ１１１に転送され、信号電荷の電荷量に応じた電圧信号として出力アンプ４２から出力端子ＯＵＴ１に出力される。
【００７２】
垂直電荷転送部１３３から出力される信号電荷Ｑ３−２については、時刻Ｔ２１で図１０に示すように水平転送電極８０直下の位置に蓄積され、時刻Ｔ２２以降に各水平転送電極７７〜８０に印加される制御信号Ｈ１〜Ｈ４，ＨＳに従って図１０の左側に向かって順次に転送され、時刻Ｔ２７で水平転送電極７７の直下の位置に到達する。但し、この位置と隣接する位置には出力分岐部が存在しないので、時刻Ｔ２８以降になっても信号電荷Ｑ３−３は水平電荷転送部２０上に残っている。そこで、図示しないが、時刻Ｔ２８以降に図１０の左側に向かって水平電荷転送部２０上で更に信号電荷の転送を継続することにより、信号電荷Ｑ３−３を水平転送電極７３の直下の位置まで移動することができる。そのため、「第２モード」においては、垂直電荷転送部１３３から出力される信号電荷Ｑ３−２についても、水平電荷転送部２０を通り、時刻Ｔ２８以降に出力分岐部１０１に移動し、ＦＤ１１１に転送され、信号電荷の電荷量に応じた電圧信号として出力アンプ４２から出力端子ＯＵＴ１に出力される。
【００７３】
つまり、「第１モード」では信号電荷Ｑ２に対応する信号（図８の（２，１）に相当）が出力アンプ４１から出力され、信号電荷Ｑ３に対応する信号（図８の（３，１）に相当）が出力アンプ４２から出力されるのに対し、「第２モード」においては、信号電荷Ｑ２−２及び信号電荷Ｑ３−２に対応する信号（図８の（２，２），（３，２）に相当）はいずれも出力アンプ４１から出力される。従って、「第１モード」では信号電荷Ｑ２を出力する垂直電荷転送部１３２の列と信号電荷Ｑ３を出力する垂直電荷転送部１３３の列との間が分割された領域間の境界位置になるのに対し、「第２モード」では信号電荷Ｑ３−２を出力する垂直電荷転送部１３３の列の右側の位置が分割領域間の境界位置になる。
【００７４】
従って、「第１モード」の読み出し動作と、「第２モード」の読み出し動作とを１行毎に交互に繰り返すように制御すれば、図８に示すように、境界位置になる列が１行毎に左右に交互にずれることになるので、ジグザグ状の境界を形成できる。
【００７５】
以上に説明した具体的な実施の形態の構成や動作については、様々な変形が考えられる。変形の具体例について以下に説明する。
（１）図１０に示した制御例では、１行毎に前記「第１モード」と「第２モード」とを交互に切り替えているが、２以上の行毎に「第１モード」と「第２モード」とを切り替えるように変更しても良い。これにより、分割領域同士の境界におけるジグザグを、その山と谷の幅を調整することができるので、人間の視覚特性の下で一層目立たない状態に調整することができる。
（２）図１０に示した制御例では、「第１モード」と「第２モード」との切り替えにより、境界の位置が１列分だけ左右に交互にずれるように制御しているが、複数列分以上ずれるように制御しても良い。これにより、分割領域同士の境界におけるジグザグを、その山と谷の振幅を調整することができるので、人間の視覚特性の下で一層目立たない状態に調整することができる。
（３）図１０に示した制御例においては、「第１モード」では右方向と左方向の双方向に信号電荷を転送し、「第２モード」では左方向のみに信号電荷を転送する場合を想定しているが、「第１モード」と「第２モード」との制御内容の違いにより境界の位置がずれるような関係が維持できれば、「第２モード」についても双方向に信号電荷を転送するように変更しても良い。また、信号電荷の転送方向については、左方向に転送してから右方向に転送しても良い。
なお、画素部の分割領域の分割数や分割形態については、様々な変形が可能であり、適宜最適なものを設定することができる。
【００７６】
上記の変形例を鑑みると、固体撮像デバイスの画素部１０に関する分割の形態については、例えば図１１に示すような場合も考えられる。図１１に示す構成例では、それぞれが矩形に形成された複数の分割領域３０１〜３０５がモザイク状に配列されている。この場合も、分割領域３０１〜３０５で得られる信号電荷はそれぞれ独立した経路で独立した出力アンプを介して出力される。
【００７７】
図１１に示すような構成の固体撮像デバイスについてオフセット補正部２３０及びゲイン補正部２４０が信号処理を実施する場合も、前述と同様に処理を実施すればよい。また、画素部１０の一方の端部から分割領域の重複部に対するオフセット差、ゲイン差を合わせる処理を他方の端部に向けて順次行う際に、最初に合わせた一方の端部の分割領域およびこれに隣接する分割領域の補正係数が、次の分割領域と合わせる基準となる。この操作を繰り返すことにより、画像全体のオフセット差、ゲイン差が無くなり、分割したことに起因する画質劣化を低減できる。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
以上のように、本発明に係る固体撮像装置及び信号処理方法は、ＣＣＤ型の二次元イメージセンサに適用することができ、高速の信号読みだしを可能にするために画素部を複数の分割領域に分けた場合に、分割領域間の境界が目立つことを防止でき、画質の劣化を抑制できる。特に、同じ画素位置の信号に関する重複読み出しや、複数回の露光を実施する必要がないので分割領域間のオフセットの違いやゲイン差を正確に補正でき、ジグザグ状の境界を形成する場合であっても解像度の劣化を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明に係る固体撮像装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示した固体撮像装置の画素部に対する領域分割の具体例を示す部分拡大平面図である。
【図３】図２に示した固体撮像装置の画素部に関する領域分割の例及び処理対象領域の具体例を示す部分拡大平面図である。
【図４】オフセット及びゲインの補正処理の主要な手順を示すフローチャートである。
【図５】オフセット差を算出する具体的な手順を示すフローチャートである。
【図６】ゲイン差を算出する具体的手順を示すフローチャートである。
【図７】簡略化した固体撮像デバイスの要部構成を示す平面図である。
【図８】図７に示した構成の固体撮像デバイスから信号電荷を読み出す場合の制御内容の具体例を示す説明図である。
【図９】図７に示した固体撮像デバイスにおける水平電荷転送部の近傍の詳細な一構成例を示す平面図である。
【図１０】図９に示した水平電荷転送部に現れる各信号電荷の位置の変化の具体例を示すタイムチャートである。
【図１１】固体撮像デバイスの画素部に関する分割の他の形態を示す説明図である。
【符号の説明】
【００８０】
１０  画素部
１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ  分割領域
１１  撮像セル
１２  光電変換素子
１３  垂直電荷転送部
１５  ＯＢ部（オプティカルブラック領域）
２０  水平電荷転送部
２１〜２４  出力分岐部
３０  制御信号発生回路
４１〜４４  出力アンプ
５１〜５４  垂直転送電極
６１〜６４  端子
７１〜８３  水平転送電極
９０〜９４  端子
１０１，１０２  出力分岐部
１０３，１０４，１０５  制御電極
１１１，１１２  フローティングディフュージョン（ＦＤ）
１２１〜１２４  端子
１３１〜１３３  垂直電荷転送部
２００  信号処理部
２１１〜２１４  低周波ノイズ除去部
２２１〜２２４  アナログ／デジタル変換部
２３０  オフセット補正部
２４０  ゲイン補正部
２５０  画像信号処理部
Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３  重複部
Ｃ１〜Ｃ９  列
Ｌ１〜Ｌ７  行
Ｐ０１〜Ｐ１２  水平方向位置
Ｃａ，Ｃｂ  境界
【図１】
2008148021.tif 000003
【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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