(57)【要約】【課題】動画モードにおけるスミアを除去し、画質不良を抑制する固体撮像装置を提供する。【解決手段】タイミング信号発生回路２０は、水平転送部１４において第１混合パケットおよび第２混合パケットを生成するように、駆動信号を出力する。第１混合パケットは、同一行内の同色の直近の列に属する複数の信号パケットと、当該信号パケットと同じ列に属するダミーパケットとを含み、第２混合パケットは、信号パケットを含まず、第１混合パケット内の複数の信号パケットと同じ列内の複数のダミーパケットを含む。第２混合パケットは第１混合パケットのノイズ削除に用いられる。【選択図】図１
2008079025.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
行列状に配列された複数の受光素子と、
前記受光素子の列に対応して設けられ、動画撮像モードにおいて前記複数の受光素子から間引き読み出された信号電荷を含む複数の信号パケットと、信号パケット以外のダミーパケットとを垂直転送する複数の垂直転送部と、
前記複数の垂直転送部の毎Ｎ列中のＭ列以外の列の最終段に位置し、上流からの垂直転送とは独立に、信号パケットおよびダミーパケットの信号電荷を混合、保持および垂直転送可能な複数の保持部と、
前記複数の保持部または前記Ｍ列に対応する垂直転送部から転送される信号電荷を混合、保持および水平転送する水平転送部と、
前記垂直転送部、前記保持部および前記水平転送部を駆動する駆動部とを備え、
前記駆動部は、前記動画撮像モードにおいて、前記水平転送部において第１混合パケットおよび第２混合パケットを生成するように、前記複数の保持部および前記水平転送部を駆動し、
前記第１混合パケットは、同一行内の同色の直近の列に属する複数の信号パケットと、当該信号パケットと同じ列に属するダミーパケットとを含み、
前記第２混合パケットは、信号パケットを含まず、第１混合パケット内の複数の信号パケットと同じ列内の複数のダミーパケットを含む
ことを特徴とする固体撮像装置。
【請求項２】
前記駆動部は、同じ列に属するダミーパケット同士を、前記保持部で混合し、さらに保持部から前記水平転送部への転送により水平転送部で異なる列に属するダミーパケットに混合することによって前記第２混合パケットを生成する
ことを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置。
【請求項３】
前記第１混合パケットには、第１タイプと第２タイプとが存在し、
第１タイプの第１混合パケットは、同一行内の同色の直近の列に属するｉ（ｉは２以上）個の信号パケットと、当該信号パケットと同じ列に属するｉ個以下のダミーパケットとを含み、
第２タイプの第１混合パケットは、同一行内の同色の直近の列に属するｉ個の信号パケットと、当該信号パケットと同じ列に属するｊ個のダミーパケットと、当該信号パケットと同じ列に属さないｋ（ｊ＋ｋ＞ｉ）個のダミーパケットとを含み、
前記第２混合パケットは、第１混合パケットの信号パケットおよびダミーパケットと同じ列に属するダミーパケットを含み、
前記固体撮像装置は、さらに、
第２混合パケットを用いて第１タイプの第１混合パケットのノイズを低減する第１ノイズ低減手段と、
複数の第２混合パケットを用いて第２タイプの第１混合パケットのノイズを低減する第２ノイズ低減手段とを備える
ことを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置。
【請求項４】
前記複数の保持部は、さらに、前記複数の垂直転送部の毎Ｎ列中のＭ列の各最終段にも上流からの垂直転送とは独立に、信号パケットおよびダミーパケットの信号電荷を混合、保持および垂直転送可能な保持部を備える
ことを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置。
【請求項５】
前記固体撮像装置は、さらに、前記第1タイプおよび第２タイプの第１混合パケットの信号レベルとしきい値とを比較する比較手段を備え、
前記第１ノイズ低減手段および第２ノイズ低減手段は、前記第１混合パケットの信号レベルが前記しきい値よりも大きい場合には、当該第１混合パケットに対してノイズを低減する処理をしない
ことを特徴とする請求項３記載の固体撮像装置。
【請求項６】
前記しきい値は、前記第１混合パケットの飽和信号量に相当する値である
ことを特徴とする請求項５記載の固体撮像装置。
【請求項７】
前記複数の受光素子は、光学的黒画素を含み、
前記固体撮像装置は、さらに、第１ノイズ低減手段および第２のノイズ低減手段におけるノイズ低減処理の前に前記第２混合パケットから光学的黒画素の信号レベルを減算処理する前処理手段を備える
ことを特徴とする請求項３から６の何れかに記載の固体撮像装置。
【請求項８】
前記駆動部は、同じ列に属する信号パケットとダミーパケットとを前記保持部で混合し、さらに、前記保持部から前記水平転送部への転送により、前記水平転送部で異なる列に属する信号パケットに混合することによって前記第１混合パケットを生成する
ことを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置。
【請求項９】
前記第１混合パケットには、第１タイプと第２タイプとが存在し、
前記駆動部は、
信号パケットと、前記信号パケットの後方から連続で垂直転送される複数の同じ列の属する連続ダミーパケットの内少なくとも１つのダミーパケットとを、前記保持部で混合し、更に前記保持部から前記水平転送部への転送により、前記水平転送部で異なる列に属する信号パケットを含む混合パケットに混合することによって前記第１混合パケットを生成し、
前記連続ダミーパケットの内、残りのパケットを前記保持部で混合し、更に前記保持部から前記水平転送部への転送により、前記水平転送部で異なる列に属するダミーパケットを含む混合パケットに混合することによって前記第２混合パケットを生成する
ことを特徴とする請求項４記載の固体撮像装置。
【請求項１０】
前記駆動部は、
同じ列に属するパケットを前記保持部で混合する垂直混合と、前記保持部からまたは前記Ｍ列に対応する垂直転送部から前記水平転送部へのパケットの転送により、前記水平転送部で異なる列に属するパケットに混合する水平混合とによって前記第１又は第２混合パケットを生成し、
前記毎Ｎ列中のＭ列以外の列の保持部において垂直混合を駆動すると同時に、前記毎Ｎ列中の少なくとも１列に対応する保持部から、および前記Ｍ列に対応する垂直転送部から前記水平転送部に水平混合を駆動する
ことを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置。
【請求項１１】
前記複数の保持部は、前記複数の垂直転送部の毎Ｎ列中のＭ列以外の列の、垂直転送部の最終転送段であり、Ｎ列離れた列毎に独立した転送電極を有する
ことを特徴とする請求項１〜１０の何れかに記載の固体撮像装置。
【請求項１２】
前記複数の保持部は、前記複数の垂直転送部の毎Ｎ列中のＭ列以外の列の、垂直転送部と水平転送部の間に設けられ、Ｎ列離れた列毎に独立して信号電荷を保持および転送する
ことを特徴とする請求項１〜１０の何れかに記載の固体撮像装置。
【請求項１３】
行列状に配列された複数の受光素子と、
前記受光素子の列に対応して設けられ、動画撮像モードにおいて前記複数の受光素子から間引き読み出された信号電荷を含む複数の信号パケットと、信号パケット以外のダミーパケットとを垂直転送する複数の垂直転送部と、
前記複数の垂直転送部の毎Ｎ列中のＭ列以外の列の最終段に位置し、上流からの垂直転送とは独立に、信号パケットおよびダミーパケットの信号電荷を混合、保持および垂直転送可能な複数の保持部と、
前記複数の保持部または前記Ｍ列に対応する垂直転送部から転送される信号電荷を混合、保持および水平転送する水平転送部と、
前記垂直転送部、前記保持部および前記水平転送部を駆動する駆動部とを備え、
前記駆動部は、
前記動画撮像モードにおいて、前記水平転送部において第１混合パケットおよび第２混合パケットを生成するように、前記複数の保持部および前記水平転送部を駆動し、
前記第１混合パケットは、同一行内の同色の直近の列に属する複数の信号パケットと、当該信号パケットと同じ列に属するダミーパケットとを含み、
前記第２混合パケットは、信号パケットを含まず、第１混合パケット内の複数の信号パケットと同じ列内の複数のダミーパケットを含み、
前記固体撮像装置は、さらに、
第１混合パケットの信号レベルとしきい値とを比較する比較手段と、
前記第１混合パケットの信号レベルが前記しきい値よりも小さい場合に、第２混合パケットを用いて当該第１混合パケットに対してノイズを低減するノイズ低減手段と
を備えることを特徴とする固体撮像装置。
【請求項１４】
前記第１、第２ノイズ低減部または前記ノイズ低減手段は、
前記水平転送部から出力される複数行の出力から、同一列に属する複数の第２混合パケットの平均値を用いて、当該第１混合パケットに対してノイズを低減する
ことを特徴とする請求項３、５、６および１３の何れかに記載の固体撮像装置。
【請求項１５】
請求項１記載の固体撮像装置の駆動方法であって、
同じ列に属するダミーパケット同士を、前記保持部で混合し、さらに保持部から前記水平転送部への転送により水平転送部で異なる列に属するダミーパケットに混合することによって前記第２混合パケットを生成する
ことを特徴とする固体撮像装置の駆動方法。
【請求項１６】
請求項１から１３の何れかに記載の固体撮像装置を備えるカメラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二次元に配列された複数の受光素子と複数の垂直転送部と１つの水平転送部とを有し、画像信号として出力する固体撮像装置、固体撮像素子の駆動方法およびカメラに関し、特に静止画撮像モードと動画撮像モードとを有する固体撮像装置、固体撮像素子の駆動方法およびカメラに関する。
【背景技術】
【０００２】
光を電気信号に変換する複数の受光素子を有し、画像信号として出力する固体撮像素子として、ＣＣＤ（電荷結合素子）を用いたものが知られている。また、この固体撮像素子を利用したデジタルスチルカメラが普及している。近年では固体撮像素子の画素の高密度化が進み、銀塩写真を上回る高解像度を有するデジタルスチルカメラが実現している。
【０００３】
従来の固体撮像装置は、ベイヤー配列のカラーフィルタを有する複数の光電変換部と、光電変換部の各列に対応して配置され、各光電変換部から読み出された信号電荷を垂直方向へ転送する複数の垂直転送部と、垂直転送部から受け取った信号電荷を水平方向に転送する水平転送部と、水平転送部からの信号電荷を増幅して出力する出力部を備えている。
【０００４】
また、デジタルスチルカメラの機能として、静止画だけでなく動画を記録する機能を搭載する場合が多い。静止画の画素数は例えば４００万画素を超えるものが主流であるが、動画を記録する場合は画素を間引くことによって必要なフレーム周波数（例えば３０フレーム／秒以上）を確保することが一般に行われている。垂直方向の画素を間引く（画素数を減らす）方法として、各列の光電変換部の全部ではなく一部の信号電荷のみ、例えば、隣接する３つの光電変換部のうちの１つの信号電荷を選択して垂直転送部に読み出す方法が一般的である。
【０００５】
垂直方向の画素数を減らす他の方法として、特許文献１に記載された方法がある。この方法では、垂直転送部を構成する複数の垂直転送段のうち、隣接する複数の垂直転送段の信号電荷を連続して水平転送部に転送する。こうして、隣接する複数の垂直転送段の信号電荷を水平転送部で混合することにより垂直方向の画素数を削減し、フレーム周波数をさらに上げることができる。
【０００６】
また、特許文献２には、水平方向の画素数を削減することが可能な固体撮像素子が記載されている。この固体撮像素子は、各列の垂直転送部の垂直最終段が（２ｎ＋１）列（例えば３列）毎に同じ転送電極構成を有し、かつ、（２ｎ＋１）列内において垂直最終段から水平転送部への転送動作を列毎に制御するために、他の列から独立した少なくとも２本の独立転送電極を有する。例えばベイヤー配列のように１行において２色の画素が交互に並んでいる場合に、１画素置きの同色画素の信号電荷を選択的に垂直最終段から水平転送部へ転送して混合する動作を（２ｎ＋１）回繰り返すことにより、水平方向の画素数を（２ｎ＋１）分の１に削減することができる。
【０００７】
このように、総画素数が多い固体撮像素子で動画を記録する際に、フレーム周波数を低下させないように画素数を削減する。この場合に、水平方向の画素数と垂直方向の画素数をともに削減して水平方向と垂直方向の解像度のバランスをとることが画質劣化を抑えるために望ましい。
【０００８】
ところが、特許文献２に記載された水平方向の画素数を削減可能な構成に、特許文献１に記載された垂直方向の画素数を削減可能な構成を組み合わせることはできない。つまり、特許文献２に記載された構成のように垂直最終段にある水平方向に１画素置きの同色画素の信号電荷を水平転送部で混合しながら、同時に特許文献１に記載された構成のように複数の垂直転送段の信号電荷を連続して水平転送部に転送する動作を同時に行うことはできない。そこで、特許文献２に記載された構成で水平方向の画素数を削減しながら、同時に垂直方向の画素数を削減する場合は、光電変換部の信号電荷が全く読み出されない空の垂直転送段（空転送段）を部分的に形成して水平転送部に空転送することによって、垂直方向の画素数を削減している。
【０００９】
図１９は、従来技術における画素混合の具体例を示す説明図である。同図最上段は、１２３１２３・・・は、垂直転送部の列に対応し、ＲＬＢＲＬＢ・・・列を表している。ここではＲ列およびＬ列は、その最終段が上流の垂直転送段とは独立に転送動作可能な列である。Ｂ列は、その最終段が独立ではなく上流の垂直転送段と同時に転送する列である。
【００１０】
同図上段には、複数の垂直転送部（垂直ＣＣＤ）の９行３１列までの一部分のみを示している。Ｒ（１、１）は、下から第１行目、左から第１列目の赤色を示す信号電荷を保持する信号パケットを表している。Ｄ（９、１）は、第９行目、第１列目の有効な信号電荷を持たないダミーパケットを表している。Ｇ、Ｂは緑色、青色に対応する信号パケットを表す。ここで、信号パケットは、受光素子から読み出された受光量に応じた信号電荷を保持している垂直転送段の信号をいい、ダミーパケットは、受光素子から読み出されることなく本来信号電荷を保持していない垂直転送段の信号をいう。
【００１１】
同図下段には、同じ行内の３つの同色の信号パケットを水平転送部（水平ＣＣＤ）に混合した結果を示す。垂直ＣＣＤ最終段でのパケットの混合（垂直混合）と、水平ＣＣＤでのパケットの混合（水平混合）とを組みあわせることによって、水平ＣＣＤの各転送段には、同じ行内で直近の列に属する同色の３つの信号パケットが混合され、さらに、信号パケットだけでなく６つのダミーパケットも混合される。
【００１２】
このような水平３画素混合よって静止画だけでなく動画撮像モードに対応している。
【特許文献１】特開平９−２９８７５５号公報
【特許文献２】特開２００４−１８０２８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、上記従来技術における画素混合では、第１に、過剰な光量の光源などを撮影したような場合に生じるスミアによる画質劣化が著しいという問題がある。また、第２に、本来は直線となるスミアのエッジがギザギサになる現象が発生する問題がある。
【００１４】
より詳しくいうと、上記従来技術のように、間引きによりダミーパケットが生じると、垂直転送中にダミーパケットにもスミアのノイズ成分が加算されていくことになる。このダミーパケットは信号パケットに加算されるので、ダミーパケットがない場合(間引きしない場合)に比較してノイズ成分による画質劣化が著しいものとなる。
【００１５】
たとえば、図１９中の実線丸印付きの信号パケットＲ（１、９）、Ｒ（１、１１）、Ｒ（１、１３）が混合された水平転送段には、第１行目の第９列、第１１列、第１３列の赤色の信号パケットに加えて、異なる列である第１列目および第５列目のダミーパケット４個（６個の破線の丸印のうち４個）が混合されている。同様に実線四角印付きの信号パケットＢ（４、１２）、Ｂ（４、１４）、Ｂ（４、１６）が混合された水平転送段には、異なる列のダミーパケット２個（６個の破線の四角印のうち２個）が混合されている。どの水平転送段も同様である。この例では、パケットの混合の結果、３つの信号パケットに対して６個のダミーパケットが加算される。スミアが発生している場合、混合後のパケットには、３つの信号パケットに元々含まれているノイズ成分のほかに６パケット分のノイズ成分が混合される。このように、混合後のパケットには、間引きしない場合の信号パケットと比較して、著しいノイズ成分を含む。その結果、動画モードでは静止画モードよりもスミア発生時の画質が劣化する。
【００１６】
また、スミアが発生している場合、ダミーパケットのスミア電荷が異なる列の垂直転送部の信号パケットに混合されることになる。その結果、本来は垂直方向に直線状であるスミアのエッジが混合後の画素毎にずれてしまい、ギザギザに見えてしまう。そのため、静止画モードでの撮像ではスミアが直線状に生じるが、動画モードではギザギザになるため、ユーザにとっては静止画に比べて動画の画質が劣化していると感じさせてしまうという問題がある。
【００１７】
また、スミアが発生しない場合であっても、垂直転送段を転送中に、信号電荷を転送している垂直転送段からの欠陥や転送もれによりダミーパケットに信号電荷がもれた場合、もれた信号電荷をもつダミーパケットが水平転送部において異なる列の信号パケットに混合される結果画像上に縦線となって現れる場合があり、転送劣化による画質不良の原因となるおそれがあった。
【００１８】
本発明は、上記のような従来の課題に鑑み、動画モードでのスミアによる画質劣化を防止し、スミアのギザギザを防止することにより画質を向上させる固体撮像装置、その駆動方法およびカメラ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】
【００１９】
上記課題を解決するため本発明の固体撮像装置は行列状に配列された複数の受光素子と、前記受光素子の列に対応して設けられ、動画撮像モードにおいて前記複数の受光素子から間引き読み出された信号電荷を含む複数の信号パケットと、信号パケット以外のダミーパケットとを垂直転送する複数の垂直転送部と、前記複数の垂直転送部の毎Ｎ列中のＭ列以外の列の最終段に位置し、上流からの垂直転送とは独立に、信号パケットおよびダミーパケットの信号電荷を混合、保持および垂直転送可能な複数の保持部と、前記複数の保持部または前記Ｍ列に対応する垂直転送部から転送される信号電荷を混合、保持および水平転送する水平転送部と、前記垂直転送部、前記保持部および前記水平転送部を駆動する駆動部とを備え、前記駆動部は、前記動画撮像モードにおいて、前記水平転送部において第１混合パケットおよび第２混合パケットを生成するように、前記複数の保持部および前記水平転送部を駆動し、前記第１混合パケットは、同一行内の同色の直近の列に属する複数の信号パケットと、当該信号パケットと同じ列に属するダミーパケットとを含み、前記第２混合パケットは、信号パケットを含まず、第１混合パケット内の複数の信号パケットと同じ列内の複数のダミーパケットを含む。この構成によれば、固体撮像装置から第１混合パケットおよび第２混合パケットが出力される。固体撮像装置後段の信号処理において、第１混合パケットと第２混合パケットとを用いたノイズ低減処理によって、第１混合パケットからスミアや暗電流に起因するノイズ成分の除去を可能にする。これによりスミア自体を除去し、画質を向上させることができる。ここで、第２混合パケットは第１混合パケット内の複数の信号パケットと同じ列内のダミーパケットを含むので、スミア等のノイズ成分が他の列に混ざることを防止し、動画モードにおいてスミアが残ったとしてもギザギザになることを防止することができる。
【００２０】
ここで、前記駆動部は、同じ列に属するダミーパケット同士を、前記保持部で混合し、さらに保持部から前記水平転送部への転送により水平転送部で異なる列に属するダミーパケットに混合することによって前記第２混合パケットを生成するようにしてもよい。この構成によれば、前記最終段における混合（垂直混合）と、前記水平転送部における混合（水平混合）とを組み合わせることにより、第１混合パケット内の複数の信号パケットと同じ列内の複数のダミーパケットを含む第２混合パケットを生成することができる。
【００２１】
ここで、前記第１混合パケットには、第１タイプと第２タイプとが存在し、第１タイプの第１混合パケットは、同一行内の同色の直近の列に属するｉ（ｉは２以上）個の信号パケットと、当該信号パケットと同じ列に属するｉ個以下のダミーパケットとを含み、第２タイプの第１混合パケットは、同一行内の同色の直近の列に属するｉ個の信号パケットと、当該信号パケットと同じ列に属するｊ個のダミーパケットと、当該信号パケットと同じ列に属さないｋ（ｊ＋ｋ＞ｉ）個のダミーパケットとを含み、前記第２混合パケットは、第１混合パケットの信号パケットおよびダミーパケットと同じ列に属するダミーパケットを含み、前記固体撮像装置は、さらに、第２混合パケットを用いて第１タイプの第１混合パケットのノイズを低減する第１ノイズ低減手段と、複数の第２混合パケットを用いて第２タイプの第１混合パケットのノイズを低減する第２ノイズ低減手段とを備えるようにしてもよい。この構成によれば、第１タイプ、第２タイプの第１混合パケットから、それに含まれる信号パケットおよびダミーパケットと同じ列に属する同数のダミーパケットを減算することにより、第１タイプ、第２タイプの第１混合パケットに含まれるノイズ成分をほぼ除去することができる。なぜなら、１個の信号パケット中のノイズ成分は、同じ列に属する１個ダミーパケット中のノイズ成分とほぼ同量とみなせるからである。また、これにより、スミア等のノイズ成分が他の列に混ざることを防止し、動画撮像モードにおいてスミアが少し残ったとしてもスミアがギザギザになることを防止することができる。
【００２２】
ここで、前記複数の保持部は、さらに、前記複数の垂直転送部の毎Ｎ列中のＭ列の各最終段にも上流からの垂直転送とは独立に、信号パケットおよびダミーパケットの信号電荷を混合、保持および垂直転送可能な保持部を備えるようにしてもよい。この構成によれば、全列の保持部で垂直混合が可能になるので駆動部による転送の自由度が増す。これにより、第２混合パケット内のダミーパケットを、第１混合パケットの信号パケットが属する列に容易に一致させることができる。その結果、ノイズ低減の精度を向上させることができる。
【００２３】
ここで、前記固体撮像装置は、さらに、前記第１タイプおよび第２タイプの第１混合パケットの信号レベルとしきい値とを比較する比較手段を備え、前記第１ノイズ低減手段および第２ノイズ低減手段は、前記第１混合パケットの信号レベルが前記しきい値よりも大きい場合には、当該第１混合パケットに対してノイズを低減する処理をしないようにしてもよい。この構成よれば、前記第２タイプの第１混合パケットの信号レベルがしきい値を越える場合に、ノイズ低減処理によって却って画質が劣化することを防止することができる。このしきい値は、例えば、第１混合パケットを保持する水平転送部の飽和信号量、あるいは水平転送部後段の入力ダイナミックレンジの最大値などでよい。
【００２４】
ここで、前記複数の受光素子は、光学的黒画素を含み、前記固体撮像装置は、さらに、第１ノイズ低減手段および第２のノイズ低減手段におけるノイズ低減処理の前に前記第２混合パケットから光学的黒画素の信号レベルを減算処理する前処理手段を備えるようにしてもよい。この構成よれば、前処理として第２混合パケットから光学的黒画素の信号レベルを減算するので、ノイズ低減処理の精度をより向上させることができる。
【００２５】
ここで、前記駆動部は、同じ列に属する信号パケットとダミーパケットとを前記保持部で混合し、さらに、前記保持部から前記水平転送部への転送により、前記水平転送部で異なる列に属する信号パケットに混合することによって前記第１混合パケットを生成するようにしてもよい。この構成よれば、画素混合において、同じ列に属する信号パケットとダミーパケットとを保持部で混合するステップを設けることにより、転送漏れの防止を保証することができる。これによりノイズ低減処理の精度を向上させることができる。
【００２６】
ここで、前記第１混合パケットには、第１タイプと第２タイプとが存在し、前記駆動部は、信号パケットと、前記信号パケットの後方から連続で垂直転送される複数の同じ列の属する連続ダミーパケットの内少なくとも１つのダミーパケットとを、前記保持部で混合し、更に前記保持部から前記水平転送部への転送により、前記水平転送部で異なる列に属する信号パケットを含む混合パケットに混合することによって前記第１混合パケットを生成し、前記連続ダミーパケットの内、残りのパケットを前記保持部で混合し、更に前記保持部から前記水平転送部への転送により、前記水平転送部で異なる列に属するダミーパケットを含む混合パケットに混合することによって前記第２混合パケットを生成するようにしてもよい。この構成によれば、信号パケットとダミーパケットとを交互に規則的に転送すること、およびダミーパケットを複数回転送することにより、信号パケットおよびダミーパケットの転送洩れの防止を保証することができる。これによりノイズ低減処理の精度を向上させることができる。
【００２７】
ここで、前記駆動部は、同じ列に属するパケットを前記保持部で混合する垂直混合と、前記保持部からまたは前記Ｍ列に対応する垂直転送部から前記水平転送部へのパケットの転送により、前記水平転送部で異なる列に属するパケットに混合する水平混合とによって前記第１又は第２混合パケットを生成し、前記毎Ｎ列中のＭ列以外の列の保持部において垂直混合を駆動すると同時に、前記毎Ｎ列中の少なくとも１列に対応する保持部から、および前記Ｍ列に対応する垂直転送部から前記水平転送部に水平混合を駆動するようにしてもよい。この構成によれば、駆動部は、毎Ｍ列中の複数の列に対応する水平混合を同時に駆動するので、第１および第２混合パケットの生成に要する転送ステップの総数を削減することができる。
【００２８】
ここで、前記複数の保持部は、前記複数の垂直転送部の毎Ｎ列中のＭ列以外の列の、垂直転送部の最終転送段であり、Ｎ列離れた列毎に独立した転送電極を有するようにしてもよい。この構成によれば、毎Ｎ列中のＭ列以外の垂直転送部の最終転送段に、独立した転送電極を設け、独立して駆動することにより、スミアを除去し、またスミアのギザギザを解消する上記の混合を実現することができる。
【００２９】
ここで、前記複数の保持部は、前記複数の垂直転送部の毎Ｎ列中のＭ列以外の列の、垂直転送部と水平転送部の間に設けられ、Ｎ列離れた列毎に独立して信号電荷を保持および転送するようにしてもよい。この構成によれば、毎Ｎ列中のＭ列以外の垂直転送部と水平転送部の間に独立して保持および転送する保持部を設けるので、転送駆動が簡単になり、フレームレートの高速化に適している。
【００３０】
ここで、前記第１、第２ノイズ低減部または前記ノイズ低減手段は、前記水平転送部から出力される複数行の出力から、同一列に属する複数の第２混合パケットの平均値を用いて、当該第１混合パケットに対してノイズを低減するようにしても良い。この構成によれば、ノイズ成分量が持つショットノイズなどのランダムノイズを低減することができ、減算後の画質を向上することができる。
【００３１】
また、本発明の上記固体撮像装置の駆動方法は、同じ列に属するダミーパケット同士を、前記保持部で混合し、さらに保持部から前記水平転送部への転送により水平転送部で異なる列に属するダミーパケットに混合することによって前記第２混合パケットを生成する。
【００３２】
また、本発明のカメラは、上記固体撮像装置を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３３】
本発明の固体撮像装置、その駆動方法およびカメラによれば、画素混合により生成された混合パケットからスミアや暗電流に起因するノイズ成分の除去を可能にする。これにより画質を向上させることができる。また、スミア等のノイズ成分が他の列に混ざることを防止し、動画モードにおいてスミアがギザギザになることを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
（実施の形態１）
本実施の形態では固体撮像装置における動画撮像モードにおいて、静止画における３×３画素を１画素に間引く動作を例に説明する。垂直方向の間引きは垂直転送部（垂直ＣＣＤ）に受光素子３画素から１画素を間引き読み出しにより行われる。水平方向の間引きは水平転送部（水平ＣＣＤ）において同色の水平３画素を混合することにより行われる。本発明の固体撮像装置は、この水平３画素が混合された水平転送部の転送段の信号を第１混合パケットとして生成する。この第１混合パケットは、同一行内の同色の直近の列に属する複数の信号パケットと、当該信号パケットと同じ列に属するダミーパケットとを含む。また、本発明の固体撮像装置は、水平転送部の転送段に、信号パケットを含まず、第１混合パケット内の複数の信号パケットと同じ列内の複数のダミーパケットを含む第２混合パケットを生成する。ここで、信号パケットは、複数の受光素子から間引き読み出された信号電荷を含む垂直転送段の信号をいう。ダミーパケットは、受光素子から信号電荷を読み出されないで本来空きの垂直転送段の信号をいう。
【００３５】
複数の第１混合パケットおよび複数の第２混合パケットは、固体撮像装置から出力される。固体撮像装置後段の信号処理では、第２混合パケットを用いて第１混合パケットからノイズを低減する処理が可能になる。第１混合パケットからスミアや暗電流に起因するノイズ成分の除去を可能にする。これによりスミアをほぼ除去し、画質を向上させる。また、第２混合パケットは第１混合パケット内の複数の信号パケットと同じ列内のダミーパケットを含むので、スミア等のノイズ成分が他の列に混ざることを防止し、動画モードにおいてスミアが少し残ったとしてもスミアがギザギザになることを防止することができる。これにより画質を向上させることができる。
【００３６】
なお、このようなギザギザは、間引きおよび混合を行なう動画モードで発生し、間引きを行なわない動画モードでは当然発生しない。以下の説明中、「動画モード」は、間引き及び混合を行なう動画モードであるものとする。
【００３７】
図１は、本発明の実施の形態１における固体撮像装置の構成を示すブロック図である。同図の固体撮像装置は、静止画撮像モードの他に動画撮像モードで動作する。同図の固体撮像装置は、複数の受光素子１２と、複数の垂直転送部１３と、水平転送部１４と、電荷検出部１５と、タイミング発生回路２０とを備える。
【００３８】
複数の受光素子１２は、行列状に配置され、例えばベイヤー配列などでカラーフィルタが配置されている。
【００３９】
複数の垂直転送部１３は、複数の受光素子１２の各列に対応して設けられ、動画撮像モードにおいて前記複数の受光素子から間引き読み出された信号電荷を含む複数の信号パケットと、信号パケット以外のダミーパケットとを垂直転送する。
【００４０】
前記複数の垂直転送部の毎Ｎ（ここでは３）列中のＭ（ここでは１）列以外の列の各最終段２１は、上流からの垂直転送とは独立に、信号パケットおよびダミーパケットの信号電荷を混合、保持および垂直転送可能になっている。同図の左側の垂直転送部１３から順に１列（またはＲ列）、２列（Ｌ列）、３列（Ｂ列）、１列（Ｒ列）、２列（Ｌ列）、３列（Ｂ列）・・・と呼ぶものとする。本実施の形態では各Ｒ列および各Ｌ列の最終転送段は、保持部としての機能を有し、それぞれの上流側の全転送段とは独立して駆動される転送電極を有している。各Ｂ列（毎Ｎ列中のＭ（＝１）列）の最終転送段は、その上流側の全転送段とは共通に駆動される転送電極を有する。つまり、各Ｒ列および各Ｌ列の最終転送段は独立に駆動可能になっている。
【００４１】
水平転送部１４は、複数の垂直転送部１３から転送される信号電荷を混合、保持および水平転送する。
【００４２】
電荷検出部１５は、水平転送部１４から水平転送された信号電荷を電圧に変換するために、水平転送部１４最終段から信号電荷を取り出す出力ゲート１６、出力ゲート１６からの信号電荷を保持するＦＤ（フローティングディフュージョン）部１７、ＦＤ部１７をリセット時に掃きだすＲＤ（リセットドレイン）部１８、リセット電圧をＦＤ部１７に印加するためのＲＧ（リセットゲート）部１９を有している。
【００４３】
タイミング発生回路２０は、複数の垂直転送部１３、水平転送部１４を駆動する。特に、タイミング発生回路２０は、動画撮像モードにおいて最終段における混合（垂直混合）と、水平転送部１４における混合（水平混合）とを組み合わせることにより、水平転送部１４中に複数の第１混合パケットおよび複数の第２混合パケットを生成するように、複数の垂直転送部１３および水平転送部１４を駆動する。
【００４４】
図２は、実施の形態１における固体撮像装置の電極構成例を示すブロック図である。同図において、６相の転送電極Ｖ１〜Ｖ６は、各垂直転送部上に設けられ、６相の駆動信号が印加される。偶数相の電極Ｖ２、Ｖ４、Ｖ６は、垂直転送用の駆動信号が印加される転送電極である。奇数相の電極Ｖ１、Ｖ３、Ｖ４は、垂直転送用の駆動信号が印加される転送電極であるとともに、受光素子からの読み出し電極をも兼用している。
【００４５】
垂直最終段以外の垂直転送段および３列(Ｂ列)の垂直最終段の６相の転送電極には、６相の共通の駆動信号が印加される。１列（Ｌ列）の電極Ｖ３１、Ｖ５１には、電極Ｖ３、Ｖ５とは独立した駆動信号を印加することができる。２列（Ｒ列）の電極Ｖ３２、Ｖ５２にも、電極Ｖ３、Ｖ５とは独立した駆動信号を印加することができる。これにより各１列および各２列の最終転送段は独立に駆動可能になっている。
【００４６】
図３は、実施の形態１におけるデジタルカメラの概略構成を示すブロック図である。本デジタルカメラは、被写体からの入射光を固体撮像素子１の撮像面に結像するためのレンズなどを含む光学系３１と、固体撮像素子１の駆動を制御する制御部３２と、固体撮像素子１からの出力信号に対してノイズ低減処理および様々な画像処理を施す画像処理部３３とを備えている。
【００４７】
画像処理部３３は、メモリを備え、第２混合パケットを用いて第１混合パケットからノイズを低減、つまり第１混合パケットからスミアや暗電流に起因するノイズ成分をほぼ除去し、これにより画質を向上させる。具体的には、第１混合パケットから、それに含まれる信号パケットおよびダミーパケットと同じ列に属する同数のダミーパケットを減算することにより、第１混合パケットに含まれるノイズ成分をほぼ除去することができる。なぜなら、１個の信号パケット中のノイズ成分は、同じ列に属する１個のダミーパケット中のノイズ成分とほぼ同量とみなせるからである。
【００４８】
以上のように構成された本実施の形態における固体撮像装置について、その動作を説明する。
【００４９】
図４Ａ〜図４Ｎ、図４Ｏは、動画撮像モードにおける信号パケットおよびダミーパケットの転送および混合の具体例を示す図である。ここでは、縦３画素を間引き読み出しし、水平３画素を混合するケースについて説明する。
【００５０】
図４Ａにおいて、上段の１２３１２３・・・はそれぞれＲＬＢＲＬＢ・・・列を表している。複数の垂直転送部１３のうちの一部分のみを示している。Ｒ（１、１）は、下から第１行目、左から第１列目の赤色を示す信号電荷を保持する信号パケットを表している。Ｄ（９、１）は、第９行目、第１列目の有効な信号電荷を持たないダミーパケットを表している。Ｇ、Ｂは緑色、青色に対応する信号パケットを表す。なお、図４Ｂ〜図４Ｏでも図４Ａにおける元の転送パケットの座標を記してある。
【００５１】
図４Ｏは、図４Ａの状態から、垂直混合および水平混合の組み合わせによって、水平転送部１４において第１混合パケットおよび第２混合パケットを生成した状態を示す。図４Ｂ〜図４Ｍは、途中の状態を示している。
【００５２】
図中、実線丸印を付与してあるＲ（１、１５）、Ｒ（１、１７）、Ｒ（１、１９）等は、１つの第１混合パケットに混合される信号パケットの一例を示している。破線丸印を付与してあるＤ（２、１５）等は、第１混合パケットまたは第２混合パケットに混合されるダミーパケットの一例を示している。実線四角印および破線四角印も同様である。
【００５３】
図４Ｏに示すように、第１混合パケットには、第１タイプと第２タイプとが存在する。図中の第１混合パケットＳ１は、水平転送部１４内に複数存在する第１タイプの第１混合パケットの一例である。第１混合パケットＳ２は、水平転送部１４内に複数存在する第２タイプの第１混合パケットの一例である。
【００５４】
第１タイプの第１混合パケットは、同一行内の同色の直近の列に属するｉ（同図ではｉは３）個の信号パケットと、当該信号パケットと同じ列に属するｉ個以下（同図では１個）のダミーパケットとを含む。
【００５５】
第２タイプの第１混合パケットは、同一行内の同色の直近の列に属するｉ個の信号パケットと、当該信号パケットと同じ列に属するｊ（同図ではｊは１）個のダミーパケットと、当該信号パケットと同じ列に属さないｋ（ｊ＋ｋ＞ｉ）（同図ではｋは５）個のダミーパケットとを含む。
【００５６】
また、図中の第２混合パケットＮ１、Ｎ２は、それぞれ水平転送部１４内に複数存在する第２混合パケットの一例である。第２混合パケットは、第１または第２タイプの第１混合パケット内の信号パケットおよびダミーパケットと同じ列に属するダミーパケットを含む。例えば、第２混合パケットＮ１は、信号混合パケットＳ１内の信号パケットおよびダミーパケットと同じ列に属するダミーパケットを含む。かつ、第２混合パケットＮ１は、信号混合パケットＳ２内の信号パケットおよび１個のダミーパケットからなる部分パケットＰ２と同じ列に属するダミーパケットを含む。また、第２混合パケットＮ２は、第１混合パケットＳ２中の複数のダミーパケットからなる部分パケットＰ１と同じ列に属するダミーパケットを含む。
【００５７】
第１混合パケットＳ１のノイズは、次式によりほぼ除去される。
ＳＳ１＝Ｓ１−（４／５）Ｎ１
【００５８】
ここで、ＳＳ１はノイズ低減後の第１混合パケットＳ１の信号レベルを、Ｓ１は第１混合パケットＳ１の信号レベルを、Ｎ１は第２混合パケットＮ２の信号レベルを示す。
【００５９】
第１混合パケットＳ１には３つの信号パケットと１つのノイズパケットからなる。１つの信号パケットには信号成分とノイズ成分の両方を含む。したがって、第１混合パケットＳ１にはパケット３つ分の信号成分とパケット４つ分のノイズ成分からなる。
【００６０】
第２混合パケットＮ１は、パケット５つ分のノイズ成分からなる。しかも、その５つのノイ成分は、第１混合パケットの信号パケットおよびノイズパケットと同じ列に属するノイズパケットに含まれる。それゆえ、第１混合パケットＳ１のパケット１つ当たりのノイズ成分は第２パケットＮ１のパケット１つ当たりのノイズ成分とほぼ等しいとみなせる。指揮中の（４／５）Ｎ１は、第１混合パケットＳ１のパケット４つ分のノイズ成分とほぼ等しいとみなせる。したがって、ＳＳ１は第１混合パケットＳ１からパケット４つ分のノイズ成分をほぼ削除した信号レベルとみなせる。
【００６１】
第１混合パケットＳ２のノイズは、次式にほぼ除去される。
ＳＳ２＝Ｓ２−（４／５）Ｎ１−Ｎ２
【００６２】
ここで、ＳＳ２はノイズ低減後の第１混合パケットＳ２の信号レベルを、Ｓ２は第１混合パケットＳ２の信号レベルを、Ｎ２は第２混合パケットＮ２の信号レベルを示す。
【００６３】
第１混合パケットＳ２中の部分パケットＰ１、第２混合パケットＮ２は、それぞれ同じ列に属するパケット５個分のノイズ成分を含む。第１混合パケットＳ２中の部分パケットＰ２、第２混合パケットＮ２は、それぞれ同じ列に属するパケット４個分、５個分のノイズ成分を含む。したがって、ＳＳ２は第１混合パケットＳ２からパケット９つ分のノイズ成分をほぼ削除した信号レベルとみなせる。
【００６４】
図５は、図４Ａ〜図４Ｏの転送を駆動するタイミング発生回路２０の動作を示すフローチャートである。なお、図５のステップＳ４Ａ〜Ｓ４Ｏの実行結果は、図４Ａ〜図４Ｏにそれぞれ対応している。
【００６５】
図５のステップＳ４Ａにおいてタイミング発生回路２０は、複数の受光素子１２から垂直転送部１３へ間引き読み出しを行う。これにより図４Ａの状態となる。図４Ａでは水平転送部１４の全段はまだ空の状態である。
【００６６】
ステップＳ４Ｂにおいてタイミング発生回路２０は、最終段１列（Ｒ列）のパケットを水平転送部１４に垂直転送するよう駆動する。これにより図４Ｂの状態となる。図４Ｂでは、各Ｒ列の最終段から水平転送部１４に信号パケットが転送されている。
【００６７】
ステップＳ４Ｃにおいてタイミング発生回路２０は、水平転送部１４を２段転送し、さらに最終段の２列(Ｌ列)を水平転送部１４に垂直転送する。これにより図４Ｃの状態となる。
【００６８】
ステップＳ４Ｄにおいてタイミング発生回路２０は、水平転送部１４を２段水平転送し、さらに全列を垂直１段転送するよう駆動する。これにより図４Ｄの状態となる。
【００６９】
ステップＳ４Ｅにおいてタイミング発生回路２０は、垂直１段転送(Ｒ,Ｌ列は、最終段で垂直混合)するよう駆動する。これにより図４Ｄの状態となる。
【００７０】
ステップＳ４Ｆにおいてタイミング発生回路２０は、最終段１列（Ｒ列）を垂直転送するよう駆動する。これにより図４Ｆの状態となる。
【００７１】
ステップＳ４Ｇにおいてタイミング発生回路２０は、水平転送部１４を２段転送し、最終段の２列（Ｌ列）を垂直転送するよう駆動する。これにより図４Ｇの状態となる。
【００７２】
ステップＳ４Ｈにおいてタイミング発生回路２０は、水平転送部１４を２段転送し、全列を垂直１段転送するよう駆動する。これにより図４Ｈの状態となる。
【００７３】
ステップＳ４Ｉにおいてタイミング発生回路２０は、最終段１列（Ｒ列）を垂直転送するよう駆動する。これにより図４Ｉの状態となる。
【００７４】
ステップＳ４Ｊにおいてタイミング発生回路２０は、水平転送部１４を２段転送し、最終段の２列（Ｌ列）を垂直転送するよう駆動する。これにより図４Ｊの状態となる。
【００７５】
ステップＳ４Ｋにおいてタイミング発生回路２０は、水平転送部１４を２段転送し、全列を垂直１段転送するよう駆動する。これにより図４Ｋの状態となる。
【００７６】
ステップＳ４Ｌにおいてタイミング発生回路２０は、垂直１段転送（Ｒ，Ｌ列最終段で垂直混合）するよう駆動する。これにより図４Ｌの状態となる。
【００７７】
ステップＳ４Ｍにおいてタイミング発生回路２０は、水平転送部１４を２段転送し、最終段の１列（Ｒ列）を垂直転送するよう駆動する。これにより図４Ｍの状態となる。
【００７８】
ステップＳ４Ｎにおいてタイミング発生回路２０は、水平転送部１４を２段転送し、最終段の２列（Ｌ列）を垂直転送するよう駆動する。これにより図４Ｎの状態となる。
【００７９】
ステップＳ４Ｏにおいてタイミング発生回路２０は、水平転送部１４を２段転送し、全列を垂直１段転送するよう駆動する。これにより図４Ｏの状態となる。
【００８０】
さらに、ステップＳ４２、Ｓ４３においてタイミング発生回路２０は、水平転送部１４を１行分順次水平転送するよう駆動し、複数の垂直転送部１３に未転送の信号パケットが残っていれば、ステップＳ２Ｂに戻って、上記動作を繰り返す。
【００８１】
図６は、画像処理部３３におけるノイズ低減処理を示すフローチャート図である。同図のノイズ減算処理は、図５のステップＳ４２における１行分の水平転送により出力される全ての第１混合パケットを対象になされる。
【００８２】
まず、画像処理部３３は、第１混合パケットの信号レベルを検出し（Ｓ６１）、第１混合パケットの信号レベルとしきい値とを比較する（Ｓ６２）。ここで、しきい値は、例えば、第１混合パケットを保持する水平転送部の飽和信号量を示す信号レベル、あるいは水平転送部後段の入力ダイナミックレンジの最大値などでよい。第１混合パケットの信号レベルがしきい値以下である場合には、画像処理部３３は、その第１混合パケットが第１タイプであるか第２タイプであるか（Ｓ１かＳ２か）を判定する（Ｓ６３）。
【００８３】
第１タイプであると判定された場合、画像処理部３３は、その第１混合パケットに対応する第２混合パケットの信号レベルを検出し（Ｓ６４）、次式に従って第１混合パケットからノイズ成分をほぼ削除し（Ｓ６５）、メモリに保存する（Ｓ６９）。
【００８４】
ＳＳ１＝Ｓ１−（４／５）Ｎ１
第２タイプであると判定された場合、画像処理部３３は、その第１混合パケットに対応する第２混合パケットＮ１の信号レベルを検出し（Ｓ６６）、さらに、その第１混合パケットに対応する第２混合パケットＮ２の信号レベルを検出し（Ｓ６７）、次式に従って第１混合パケットからノイズ成分をほぼ削除し（Ｓ６８）、メモリに保存する（Ｓ６９）。
【００８５】
ＳＳ２＝Ｓ２−（４／５）Ｎ１−Ｎ２
また、第１混合パケットの信号レベルとしきい値との比較において、第１混合パケットの信号レベルがしきい値以上である場合には、画像処理部３３は、第１混合パケットの信号レベルを、そのままメモリに保存する（Ｓ６９）。
【００８６】
以上のように、本実施の形態における固体撮像装置は、第１混合パケットと第２混合パケットを水平転送部に生成し、第２混合パケットを用いた第１混合パケットのノイズ減算処理によって、第１混合パケットからスミアや暗電流に起因するノイズ成分を除去することができ、スミアのギザギザ等を解消し、画質を向上させることができる。
【００８７】
また、第１混合パケットの信号レベルがしきい値を越える場合に、ノイズ低減処理によって却って画質が劣化することを防止することができる。
【００８８】
すなわち、（第１タイプ、第２タイプとも）第１混合パケットの信号レベルがしきい値を越える場合、例えば、電荷検出部１５での電圧変換特性の直線性を越えたレベルの信号レベルであった場合、第２混合パケットに存在するスミアなどのノイズ成分が入力光量に依存して増加しているのにかかわらず、第１混合パケットの信号レベルは入力光量に応じた信号レベルに達していないので、相対的に第２混合パケットの信号レベルが大きくなっていることになる。従ってこのような状態でノイズ低減処理を行うと、信号の過減算を行ってしまい画質を劣化させる。
【００８９】
従って、第１混合パケットの出力が直線性を保っている状態においてのみ、ノイズ低減処理を行うことで、過減算などによって画質が劣化することなくノイズ低減処理が可能になる。
【００９０】
なお、複数の受光素子が光学的黒画素を含み、画像処理部３３は、固体撮像装置が、ノイズ低減処理の前に第２混合パケットから光学的黒画素の信号レベルを減算処理する前処理を行ってもよい。前処理として第２混合パケットから光学的黒画素の信号レベルを減算するので、ノイズ低減処理の精度をより向上させることができる。
【００９１】
（実施の形態２）
本実施の形態では、第１混合パケットと第２混合パケットとの列関係の相関性を向上させることにより、第１混合パケットのノイズ成分と第２混合パケットのノイズ成分の比を整数倍にし、ノイズ低減の精度を向上させた固体撮像装置について説明する。同時に、垂直転送部の転送チャネルや受光素子からの読み出しゲートに欠陥がある場合に生じる、垂直転送部の転送不良に起因する縦線ノイズを低減する固体撮像装置について説明する。
【００９２】
本実施の形態における固体撮像装置の構成を示すブロック図、固体撮像装置の電極構成例を示すブロック図は、実施の形態１の図１、図２と同様でよい。以下同じ点は説明を省略し、異なる点を中心に説明する。
【００９３】
図７Ａ〜図７Ｌは、動画撮像モードにおける信号パケットおよびダミーパケットの転送および混合の具体例を示す図である。
【００９４】
図７Ａにおいて、図４Ａと同様に、上段の１２３１２３・・・はそれぞれＲＬＢＲＬＢ・・・列を表している。なお、図７Ｂ〜図７Ｌでも図４Ａにおける元のパケットの位置を記してある。
【００９５】
図７Ｌは、図７Ａの状態から、垂直混合と水平混合とによって、転送水平転送部１４において第１混合パケットおよび第２混合パケットを生成した状態を示す。図７Ｂ〜図７Ｋは、途中の状態を示している。実線丸印及び実線四角は信号パケットを、破線丸印及び破線四角はダミーパケットを示す。
【００９６】
図７Ｌ中の第１混合パケットＳ４は、水平転送部１４内に複数存在する第１タイプの第１混合パケットの一例である。第１混合パケットＳ３は、水平転送部１４内に複数存在する第２タイプの第１混合パケットの一例である。また、図中の第２混合パケットＮ３、Ｎ４は、それぞれ水平転送部１４内に複数存在する第２混合パケットの一例である。
【００９７】
同図の第１混合パケットＳ４のノイズは、次式によりほぼ除去される。
ＳＳ４＝Ｓ４−２Ｎ４
【００９８】
また、第１混合パケットＳ３のノイズは、次式によりほぼ除去される。
ＳＳ３＝Ｓ３−Ｎ３−２Ｎ４
【００９９】
このノイズ低減では、信号パケットとノイズパケットの列関係の相関性が向上し、信号パケットに含まれるノイズ成分がノイズパケットのノイズ成分のちょうど整数倍になっている。それゆえ、ノイズ低減の精度が向上する。
【０１００】
また、１、２列には必ず、ダミーパケットのバックアップがある。つまり、信号パケットのそれぞれに同じ列ダミーパケット１つが存在する。従って、１、２列には縦線ノイズが生じくい。つまり、１、２列に存在する第１、第２混合パケットは、ノイズ低減処理によって、垂直転送部の転送チャネルや受光素子からの読み出しゲートに欠陥がある場合に生じる縦線のノイズが発生しにくい。
【０１０１】
図８は、図７Ａ〜図７Ｌの転送を駆動するタイミング発生回路２０の動作を示すフローチャートである。ステップＳ７Ａ〜Ｓ７Ｌは図７Ａ〜図７Ｌに対応している。
【０１０２】
図８のステップＳ７Ａは、タイミング発生回路２０により以下に説明する一連の垂直転送を行い、１行分の水平転送駆動を終えた状態を示す。複数の受光素子１２から垂直転送部１３へ読み出した直後では、（０、３）、（０、６）以外の同一行の列にもダミーパケットが存在するが、最初の１行分のみであるため、繰り返しの初期状態として図７Ａとする。図７Ａでは水平転送部１４の全段はまだ空の状態である。第０行目に相当するＤ（０、３）、Ｄ（０、６）等のダミーパケットは、前回の一連の垂直転送駆動により残っているダミー信号である。
【０１０３】
ステップＳ７Ｂにおいてタイミング発生回路２０は、全列を垂直１段転送するよう駆動する。これにより図７Ｂの状態となる。
【０１０４】
ステップＳ７Ｃにおいてタイミング発生回路２０は、垂直１段転送（１，２列（Ｒ，Ｌ列）最終段で垂直混合）するよう駆動する。これにより図７Ｃの状態となる。
【０１０５】
ステップＳ７Ｄにおいてタイミング発生回路２０は、水平転送部１４を２段転送し、最終段の１列（Ｒ列）を垂直転送するよう駆動する。これにより図７Ｄの状態となる。
【０１０６】
ステップＳ７Ｅにおいてタイミング発生回路２０は、水平転送部１４を２段転送し、全列を垂直１段転送するように駆動する。これにより図７Ｅの状態となる。このとき、２列（Ｌ列）と３列（Ｂ列）にあるパケットを２列同時に転送する。
【０１０７】
ステップＳ７Ｆにおいてタイミング発生回路２０は、水平転送部１４を２段転送し、最終段の１列（Ｒ列）を垂直転送するように駆動する。これにより図７Ｆの状態となる。
【０１０８】
ステップＳ７Ｇにおいてタイミング発生回路２０は、水平転送部１４を２段転送し、全列を垂直１段転送するように駆動する。これにより図７Ｇの状態となる。このとき、２列（Ｌ列）と３列（Ｂ列）にあるパケットを２列同時に転送する。
【０１０９】
ステップＳ７Ｈにおいてタイミング発生回路２０は、全列垂直１段転送（１，２列（Ｒ，Ｌ列）最終段で垂直混合）するように駆動する。これにより図７Ｈの状態となる。
【０１１０】
ステップＳ７Ｉにおいてタイミング発生回路２０は、水平転送部１４を２段転送し、最終段の１列（Ｒ列）を垂直転送するように駆動する。これにより図７Ｉの状態となる。
【０１１１】
ステップＳ７Ｊにおいてタイミング発生回路２０は、水平転送部１４を２段転送し、全列を垂直１段転送するように駆動する。これにより図７Ｊの状態となる。このとき、２列（Ｌ列）と３列（Ｂ列）にあるパケットを２列同時に転送する。
【０１１２】
ステップＳ７Ｋにおいてタイミング発生回路２０は、水平転送部１４を２段転送し、最終段の１列（Ｒ列）を垂直転送するように駆動する。これにより図７Ｋの状態となる。
【０１１３】
ステップＳ７Ｌにおいてタイミング発生回路２０は、水平転送部１４を２段転送し、最終段の２列（Ｌ列）を垂直転送）するように駆動する。これにより図７Ｌの状態となる。このとき、３列（Ｂ列）にあるＤ（６，３）やＤ（６，６）などのダミーパケットは水平転送部に転送されずに垂直転送部に保持されたままである。これは次回の一連の垂直転送時に水平転送部に転送される。従って、本実施形態では一連の垂直転送駆動の中で、１列（Ｒ列）、２列（Ｌ列）は垂直方向に信号パケットから転送を行い、その後に２行分のダミーパケットの転送を行っているが、３列（Ｂ列）はまずダミーパケットの垂直転送を行い、その後、信号パケット、ダミーパケットの順で垂直転送が行われる駆動となっている。
【０１１４】
さらに、ステップＳ４２、Ｓ４３においてタイミング発生回路２０は、水平転送部１４を１行分順次水平転送するよう駆動し、複数の垂直転送部１３に未転送の信号パケットが残っていれば、ステップＳ７Ａを初期状態として上記動作を繰り返す。
【０１１５】
ステップＳ３ＢはステップＳ３Ｃと同一の駆動としても良く、これにより駆動設定の種類が簡略化され駆動部の構造が簡約化されたり、設定が容易になる。
【０１１６】
また、本実施形態であればステップＳ７Ｅ、ステップＳ７Ｇと、ステップＳ７Ｊにおいて２列分を同時に転送しており一連のステップ数を削減している。これにより、フレームレートの増大を図ることができる。上記の様に列により信号パケットとダミーパケットの垂直転送順が異なっている例を説明したが、この順序に転送することによってステップ数削減の効果が得られている。
【０１１７】
ステップＳ４２の１行分の水平転送の期間、画像処理部３３はノイズ低減処理を行う。
図９は、画像処理部３３におけるノイズ低減処理を示すフローチャート図である。同図のノイズ減算処理は、図８のステップＳ４２における１行分の水平転送により出力される全ての第１混合パケットを対象になされる。図９は、図６と比べて、ほぼ同じ流れであるが、主としてステップＳ６５、Ｓ６８の計算の代わりにステップＳ１１５、Ｓ１１８の計算を用いる点が異なっている。同じ点は説明を省略して、異なる点を中心に説明する。
【０１１８】
ステップＳ１１５において、画像処理部３３は、次式に従って第１混合パケットからノイズ成分をほぼ削除する。
【０１１９】
ＳＳ４＝Ｓ４−２Ｎ４
また、ステップＳ１１８において、画像処理部３３は、次式に従って第１混合パケットからノイズ成分をほぼ削除する。
【０１２０】
ＳＳ３＝Ｓ３−Ｎ３−２Ｎ４
これらノイズ低減では、信号パケットに含まれるノイズ成分がノイズパケットのノイズ成分のちょうど整数倍になっているので、ノイズ低減の精度を向上させることができる。
【０１２１】
以上説明してきたように本実施の形態における固体撮像装置によれば、信号パケットとノイズパケットの列関係の相関性が向上し、信号パケットに含まれるノイズ成分がノイズパケットのノイズ成分のちょうど整数倍になる。それゆえ、ノイズ低減の精度を向上させることができる。
【０１２２】
また、１、２列には必ず、信号パケットのそれぞれに同じ列ダミーパケット１つが存在する。従って、１、２列に存在する第１、第２混合パケットは、ノイズ低減処理によって、垂直転送部の転送チャネルや受光素子からの読み出しゲートに欠陥がある場合に生じる縦線のノイズを低減する効果が大きい。
【０１２３】
（実施の形態３）
本実施の形態における固体撮像装置は、前記複数の垂直転送部の毎Ｎ列中のＭ列の各最終段にも上流からの垂直転送とは独立に、信号パケットおよびダミーパケットの信号電荷を混合、保持および垂直転送可能な保持部を備える。つまり、全ての列の垂直最終段が独立転送可能な電極構造を備える。このように、全列の垂直最終段で垂直混合が可能になるので駆動部（タイミング発生回路２０）による転送の自由度が増す。これにより、第２混合パケット内のダミーパケットを、第１混合パケットの信号パケットが属する列に容易に一致させることができる。その結果、ノイズ低減の精度を向上させることができる。
【０１２４】
本実施形態では、タイミング発生回路２０は、水平転送部の一部の段に対して、垂直最終段から信号パケットとダミーパケットとを交互に転送することによって第１タイプの第１混合パケットを生成する。水平転送部の他の一部の段に対して、垂直最終段から信号パケットとダミーパケットとを交互に転送し、さらにダミーパケットを複数回転送することによって前記第２タイプの第１混合パケットを生成する。
【０１２５】
本実施の形態における固体撮像装置の構成を示すブロック図は、実施の形態１の図１と同様でよい。以下同じ点は説明を省略し、異なる点を中心に説明する。
【０１２６】
図１０は、実施の形態３における固体撮像装置の他の電極構成例を示すブロック図である。同図は、図２と比較して、各３列（各Ｂ列）最終段の電極Ｖ３、Ｖ５の代わりにＶ３３、Ｖ３５を備える点が異なっている。Ｖ３３、Ｖ３５は、上流の電極Ｖ３、Ｖ５とは独立した転送信号が印加される。これにより、各３列の最終段は、上流の垂直転送とは独立に、信号パケットおよびダミーパケットの信号電荷を混合、保持および垂直転送可能である。
【０１２７】
図１１Ａ〜図１１Ｏは、動画撮像モードにおける信号パケットおよびダミーパケットの転送および混合の具体例を示す図である。
【０１２８】
図１１Ｏは、図１１Ａの状態から、垂直混合と水平混合とによって、転送水平転送部１４において第１混合パケットおよび第２混合パケットを生成した状態を示す。図１１Ｂ〜図１１Ｎは、途中の状態を示している。実線丸印及び実線四角は信号パケットを、破線丸印及び破線四角はダミーパケットを示す。
【０１２９】
図１１Ｏ中の第１混合パケットＳ５は、水平転送部１４内に複数存在する第１タイプの第１混合パケットの一例である。第１混合パケットＳ６は、水平転送部１４内に複数存在する第２タイプの第１混合パケットの一例である。また、図中の第２混合パケットＮ５、Ｎ６は、それぞれ水平転送部１４内に複数存在する第２混合パケットの一例である。
【０１３０】
同図の第１混合パケットＳ５のノイズは、次式により低減される。
ＳＳ５＝Ｓ５−２Ｎ５
【０１３１】
また、第１混合パケットＳ６のノイズは、次式により低減される。
ＳＳ６＝Ｓ６−２Ｎ５−Ｎ６
【０１３２】
このノイズ低減では、信号パケットとノイズパケットの列関係の相関性が向上し、信号パケットに含まれるノイズ成分がノイズパケットのノイズ成分のちょうど整数倍になっている。それゆえ、ノイズ低減の精度が向上する。
【０１３３】
また、１、２、３列の全列には必ず、ダミーパケットのバックアップがある。つまり、信号パケットのそれぞれに同じ列ダミーパケット１つが存在する。従って、１、２列には縦線ノイズが生じくい。つまり、どの列でも第１、第２混合パケットは、ノイズ低減処理によって、垂直転送部の転送チャネルや受光素子からの読み出しゲートに欠陥がある場合に生じる縦線のノイズが発生しにくい。
【０１３４】
図１２は、図１１Ａ〜図１１Ｏの転送を駆動するタイミング発生回路２０の動作を示すフローチャートである。ステップＳ１１Ａ〜Ｓ１１Ｏは図１１Ａ〜図１１Ｏに対応している。
【０１３５】
図１２のステップＳ１１Ａにおいてタイミング発生回路２０は、複数の受光素子１２から垂直転送部１３へ読み出しを行う。これにより図１１Ａの状態となる。図１１Ａでは水平転送部１４の全段はまだ空の状態である。
【０１３６】
ステップＳ１１Ｂにおいてタイミング発生回路２０は、垂直１段転送（全列最終段で垂直混合）するよう駆動する。これにより図１１Ｂの状態となる。
【０１３７】
ステップＳ１１Ｃにおいてタイミング発生回路２０は、最終段１列（Ｒ列）を垂直転送するよう駆動する。これにより図１１Ｃの状態となる。
【０１３８】
ステップＳ１１Ｄにおいてタイミング発生回路２０は、水平転送部１４を２段転送し、最終段の２列（Ｌ列）を垂直転送するよう駆動する。これにより図１１Ｄの状態となる。
【０１３９】
ステップＳ１１Ｅにおいてタイミング発生回路２０は、水平転送部１４を２段転送し、最終段Ｂ列を転送し、垂直１段転送するように駆動する。これにより図１１Ｅの状態となる。
【０１４０】
ステップＳ１１Ｆにおいてタイミング発生回路２０は、最終段の１列（Ｒ列）を垂直転送するように駆動する。これにより図１１Ｆの状態となる。
【０１４１】
ステップＳ１１Ｇにおいてタイミング発生回路２０は、水平転送部１４を２段転送し、最終段の２列（Ｌ列）を垂直転送するように駆動する。これにより図１１Ｇの状態となる。
【０１４２】
ステップＳ１１Ｈにおいてタイミング発生回路２０は、水平転送部１４を２段転送し、最終段の３列（Ｂ列）を垂直転送し、垂直１段転送するように駆動する。これにより図１１Ｈの状態となる。
【０１４３】
ステップＳ１１Ｉにおいてタイミング発生回路２０は、垂直１段転送（全列最終段で垂直混合）するように駆動する。これにより図１１Ｉの状態となる。
【０１４４】
ステップＳ１１Ｊにおいてタイミング発生回路２０は、最終段の１列（Ｒ列）を垂直転送するように駆動する。これにより図１１Ｊの状態となる。
【０１４５】
ステップＳ１１Ｋにおいてタイミング発生回路２０は、水平転送部１４を２段転送し、最終段の２列（Ｌ列）を垂直転送するように駆動する。これにより図１１Ｋの状態となる。
【０１４６】
ステップＳ１１Ｌにおいてタイミング発生回路２０は、水平転送部１４を２段転送し、最終段の３列（Ｂ列）を垂直転送し、垂直１段転送するように駆動する。これにより図１１Ｌの状態となる。
【０１４７】
ステップＳ１１Ｍにおいてタイミング発生回路２０は、最終段の１列（Ｒ列）を垂直転送するように駆動する。これにより図１１Ｍの状態となる。
【０１４８】
ステップＳ１１Ｎにおいてタイミング発生回路２０は、水平転送部１４を２段転送し、最終段の２列（Ｌ列）を垂直転送するように駆動する。これにより図１１Ｎの状態となる。
【０１４９】
ステップＳ１１Ｏにおいてタイミング発生回路２０は、水平転送部１４を２段転送し、最終段の３列（Ｂ列）を垂直転送し、垂直１段転送するように駆動する。これにより図１１Ｏの状態となる。
【０１５０】
さらに、ステップＳ４２、Ｓ４３においてタイミング発生回路２０は、水平転送部１４を１行分順次水平転送するよう駆動し、複数の垂直転送部１３に未転送の信号パケットが残っていれば、ステップＳ１１Ｂに戻って、上記動作を繰り返す。
【０１５１】
ステップＳ４２の１行分の水平転送の期間、画像処理部３３はノイズ低減処理を行う。
図１３は、画像処理部３３におけるノイズ低減処理を示すフローチャート図である。同図のノイズ減算処理は、同図は、図６、９と比べて、基本的に同じ流れであるので、異なる点を中心に説明する。
【０１５２】
ステップＳ１５５において、画像処理部３３は、次式に従って第１混合パケットからノイズ成分をほぼ削除する。
【０１５３】
ＳＳ５＝Ｓ５−２Ｎ５
また、ステップＳ１５８において、画像処理部３３は、次式に従って第１混合パケットからノイズ成分をほぼ削除する。
【０１５４】
ＳＳ６＝Ｓ６−２Ｎ５−Ｎ６
これらノイズ低減では、信号パケットに含まれるノイズ成分がノイズパケットのノイズ成分のちょうど整数倍になっているので、ノイズ低減の精度が向上させることができる。
【０１５５】
以上説明してきたように本実施の形態における固体撮像装置によれば、信号パケットとノイズパケットの列関係の相関性が向上し、信号パケットに含まれるノイズ成分がノイズパケットのノイズ成分のちょうど整数倍になる。それゆえ、ノイズ低減の精度を向上させることができる。
【０１５６】
また、全列には必ず、信号パケットのそれぞれに同じ列ダミーパケット１つが存在する。従って、第１、第２混合パケットは、ノイズ低減処理によって、垂直転送部の転送チャネルや受光素子からの読み出しゲートに欠陥がある場合に生じる縦線のノイズを低減する効果が大きい。
【０１５７】
（実施の形態４）
本実施の形態における固体撮像装置は、垂直転送部１３の最終段が何れも独立した転送電極を持たず、前記複数の垂直転送部の毎Ｎ列中のＭ列以外の列の、垂直転送部と水平転送部の間に設けられ、Ｎ列離れた列毎に独立して信号電荷を保持および転送するホールド部を、上記の保持部として備える構成について説明する。
【０１５８】
図１４は、本発明の実施の形態２における固体撮像装置の構成を示すブロック図である。同図は、図１と比較して、全垂直転送部１３の最終段２１が独立した転送電極を持たない点と、複数のホールド部２１ａが追加されている点が異なる。以下、同じ点は説明を省略し、異なる点を中心に説明する。
【０１５９】
複数のホールド部２１ａは、複数の垂直転送部１３の毎Ｎ列中のＭ列以外の列の垂直転送部１３と水平転送部１４の間に設けられ、Ｎ列離れた列毎に独立して信号電荷を保持および転送する。機能的には、図１の最終段２１もホールド部２１ａもほぼ同じである。
【０１６０】
タイミング発生回路２０は、複数の垂直転送部１３、水平転送部１４の駆動に加えて複数のホールド部２１ａも駆動する。特に、タイミング発生回路２０は、動画撮像モードにおいて、転送水平転送部において第１混合パケットおよび第２混合パケットを生成するように、複数のホールド部から水平転送部への垂直転送を駆動する。
【０１６１】
図１５は、実施の形態４における固体撮像装置の電極構成例を示すブロック図である。同図は、図２と比較して、垂直転送部１３の最終段２１の上の６相電極の代わりに、ホールド部２１ａ上の電極ＶＳ１、ＶＢ２を備える点が異なる。以下、同じ点は説明を省略し、異なる点を中心に説明する。
【０１６２】
電極ＶＳ１は、ストレージ電極であり、ホールド部に信号電荷を保持するか否かを制御するための駆動信号が印加される。電極ＶＢ２はバリア電極であり、ホールド部から水平転送部１４に信号電荷を転送するか否かを制御するための駆動信号が印加される。
【０１６３】
また、本実施の形態におけるカメラの構成は、図３と同様であるので説明を省略する。
以上のように構成された本実施の形態における固体撮像装置について、その動作を説明する。
【０１６４】
図１６Ａ〜図１６Ｍは、動画撮像モードにおける信号パケットおよびダミーパケットの転送および混合の具体例を示す図である。
【０１６５】
図１６Ｍは、図１６Ａの状態から、垂直混合と水平混合とによって、転送水平転送部１４において第１混合パケットおよび第２混合パケットを生成した状態を示す。図１６Ｂ〜図１６Ｌは、途中の状態を示している。実線丸印及び実線四角は信号パケットを、破線丸印及び破線四角はダミーパケットを示す。
【０１６６】
図１６Ｍ中の第１混合パケットＳ７は、水平転送部１４内に複数存在する第１タイプの第１混合パケットの一例である。第１混合パケットＳ８は、水平転送部１４内に複数存在する第２タイプの第１混合パケットの一例である。また、図中の第２混合パケットＮ７は、それぞれ水平転送部１４内に複数存在する第２混合パケットの一例である。
【０１６７】
同図の第１混合パケットＳ７のノイズは、次式により低減される。
ＳＳ７＝Ｓ７−２Ｎ７
【０１６８】
また、第１混合パケットＳ８のノイズは、次式により低減される。
ＳＳ８＝Ｓ８−３Ｎ７
【０１６９】
このノイズ低減では、信号パケットとノイズパケットの列関係の相関性が向上し、信号パケットに含まれるノイズ成分がノイズパケットのノイズ成分のちょうど整数倍になっている。それゆえ、ノイズ低減の精度が向上する。
【０１７０】
また、１、２、３列の全列には必ず、ダミーパケットのバックアップがある。つまり、信号パケットのそれぞれに同じ列ダミーパケット１つが存在する。従ってどの列でも縦線ノイズが生じくい。つまり、どの列でも第１、第２混合パケットは、ノイズ低減処理によって、垂直転送部の転送チャネルや受光素子からの読み出しゲートに欠陥がある場合に生じる縦線のノイズが発生しにくい。
【０１７１】
図１７は、図１６Ａ〜図１６Ｍの転送を駆動するタイミング発生回路２０の動作を示すフローチャートである。ステップＳ１６Ａ〜Ｓ１６Ｍは図１６Ａ〜図１６Ｍに対応している。
【０１７２】
図１７のステップＳ１６Ａにおいてタイミング発生回路２０は、複数の受光素子１２から垂直転送部１３へ読み出しを行う。これにより図１６Ａの状態となる。図１６Ａでは水平転送部１４の全段はまだ空の状態である。
【０１７３】
ステップＳ１６Ｂにおいてタイミング発生回路２０は、垂直１段転送(１,２列(Ｒ,Ｌ)列はホールド)するよう駆動する。これにより図１６Ｂの状態となる。
【０１７４】
ステップＳ１６Ｃにおいてタイミング発生回路２０は、垂直１段転送(１,２列(Ｒ,Ｌ)列はホールドと混合)するよう駆動する。これにより図１６Ｃの状態となる。
【０１７５】
ステップＳ１６Ｄにおいてタイミング発生回路２０は、水平２段転送＋１列(Ｒ列)ホールド部から転送するよう駆動する。これにより図１６Ｄの状態となる。
【０１７６】
ステップＳ１６Ｅにおいてタイミング発生回路２０は、水平２段転送＋２列(Ｌ列)ホールド部から転送するように駆動する。これにより図１６Ｅの状態となる。
【０１７７】
ステップＳ１６Ｆにおいてタイミング発生回路２０は、垂直１段転送(１,２列(Ｒ,Ｌ)列はホールド)するように駆動する。これにより図１６Ｆの状態となる。
【０１７８】
ステップＳ１６Ｇにおいてタイミング発生回路２０は、水平２段転送＋１列(Ｒ列)ホールド部から転送するように駆動する。これにより図１６Ｇの状態となる。
【０１７９】
ステップＳ１６Ｈにおいてタイミング発生回路２０は、水平２段転送＋２列(Ｌ列)ホールド部から転送するように駆動する。これにより図１６Ｈの状態となる。
【０１８０】
ステップＳ１６Ｉにおいてタイミング発生回路２０は、垂直１段転送(１,２列(Ｒ,Ｌ)列はホールド)するように駆動する。これにより図１６Ｉの状態となる。
【０１８１】
ステップＳ１６Ｊにおいてタイミング発生回路２０は、垂直１段転送(１,２列(Ｒ,Ｌ)列はホールドし混合)するように駆動する。これにより図１６Ｊの状態となる。
【０１８２】
ステップＳ１６Ｋにおいてタイミング発生回路２０は、垂直１段転送(１,２列(Ｒ,Ｌ)列はホールドと混合)するように駆動する。これにより図１６Ｋの状態となる。
【０１８３】
ステップＳ１６Ｌにおいてタイミング発生回路２０は、水平２段転送＋１列(Ｒ列)ホールド部から転送するように駆動する。これにより図１６Ｌの状態となる。
【０１８４】
ステップＳ１６Ｍにおいてタイミング発生回路２０は、水平２段転送＋２列(Ｌ列)ホールド部から転送するように駆動する。これにより図１６Ｍの状態となる。
【０１８５】
さらに、ステップＳ４２、Ｓ４３においてタイミング発生回路２０は、水平転送部１４を１行分順次水平転送するよう駆動し、複数の垂直転送部１３に未転送の信号パケットが残っていれば、ステップＳ１６Ｂに戻って、上記動作を繰り返す。
【０１８６】
ステップＳ４２の１行分の水平転送の期間、画像処理部３３はノイズ低減処理を行う。
図１８は、画像処理部３３におけるノイズ低減処理を示すフローチャート図である。同図のノイズ減算処理は、同図は、図６、図９と比べて、基本的に同じ流れであるので、異なる点を中心に説明する。
【０１８７】
ステップＳ２０５において、画像処理部３３は、次式に従って第１混合パケットからノイズ成分をほぼ削除する。
【０１８８】
ＳＳ７＝Ｓ７−２Ｎ７
また、ステップＳ２０７において、画像処理部３３は、次式に従って第１混合パケットからノイズ成分をほぼ削除する。
【０１８９】
ＳＳ８＝Ｓ８−３Ｎ７
以上のように本位実施の形態における固体撮像装置では、信号パケットとノイズパケットパケットの列関係の相関性が向上し、第１混合パケットに含まれるノイズ成分が第２混合パケットのノイズ成分のちょうど整数倍なので、ノイズ低減の計算精度を向上させることができる。また、全列に必ずダミーパケットのバックアップがあるので、縦線ノイズの発生を防止することができる。ホールド部から水平転送部へ転送するため、駆動タイミングが簡単になる。
【０１９０】
また、上記各実施の形態において、ノイズ低減に使用する第２混合パケットは、複数行の水平転送出力からの同一列に属する第２混合パケットの平均値を利用すると良い。各転送パケットは例えばその電荷量に応じて持つショットノイズなどのランダムノイズを内在しており、転送パケット同士の単なる差分処理等ではそのランダムノイズを増加させるおそれがあるが、ノイズ低減に利用する第２混合パケットをランダムノイズを減少させた値を用いることで、処理時のノイズ増加を抑制することができ、画質を向上することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１９１】
本発明は、半導体基板上に形成された複数の受光素子を有する固体撮像装置、その固体撮像装置を有するカメラに適しており、例えば、ＣＣＤイメージセンサ、デジタルスチルカメラ、カメラ付き携帯電話機、監視カメラ、ノートパソコンに内蔵のカメラ、情報処理機器に接続されるカメラユニット等に適している。
【図面の簡単な説明】
【０１９２】
【図１】本発明の実施の形態１における固体撮像装置の構成を示すブロック図である。
【図２】実施の形態１における固体撮像装置の電極構成例を示すブロック図である。
【図３】実施の形態１におけるカメラの構成を示すブロック図である。
【図４Ａ】実施の形態１における画素混合の説明図である。
【図４Ｂ】実施の形態１における画素混合の説明図である。
【図４Ｃ】実施の形態１における画素混合の説明図である。
【図４Ｄ】実施の形態１における画素混合の説明図である。
【図４Ｅ】実施の形態１における画素混合の説明図である。
【図４Ｆ】実施の形態１における画素混合の説明図である。
【図４Ｇ】実施の形態１における画素混合の説明図である。
【図４Ｈ】実施の形態１における画素混合の説明図である。
【図４Ｉ】実施の形態１における画素混合の説明図である。
【図４Ｊ】実施の形態１における画素混合の説明図である。
【図４Ｋ】実施の形態１における画素混合の説明図である。
【図４Ｌ】実施の形態１における画素混合の説明図である。
【図４Ｍ】実施の形態１における画素混合の説明図である。
【図４Ｎ】実施の形態１における画素混合の説明図である。
【図４Ｏ】実施の形態１における画素混合の説明図である。
【図５】実施の形態１における画素混合を駆動するフローチャート図である。
【図６】実施の形態１におけるノイズ減算処理を示すフローチャート図である。
【図７Ａ】実施の形態２における画素混合の説明図である。
【図７Ｂ】実施の形態２における画素混合の説明図である。
【図７Ｃ】実施の形態２における画素混合の説明図である。
【図７Ｄ】実施の形態２における画素混合の説明図である。
【図７Ｅ】実施の形態２における画素混合の説明図である。
【図７Ｆ】実施の形態２における画素混合の説明図である。
【図７Ｇ】実施の形態２における画素混合の説明図である。
【図７Ｈ】実施の形態２における画素混合の説明図である。
【図７Ｉ】実施の形態２における画素混合の説明図である。
【図７Ｊ】実施の形態２における画素混合の説明図である。
【図７Ｋ】実施の形態２における画素混合の説明図である。
【図７Ｌ】実施の形態２における画素混合の説明図である。
【図８】実施の形態２における画素混合を駆動するフローチャート図である。
【図９】実施の形態２におけるノイズ減算処理を示すフローチャート図である。
【図１０】実施の形態３における固体撮像装置の他の電極構成例を示すブロック図である。
【図１１Ａ】実施の形態３における画素混合の説明図である。
【図１１Ｂ】実施の形態３における画素混合の説明図である。
【図１１Ｃ】実施の形態３における画素混合の説明図である。
【図１１Ｄ】実施の形態３における画素混合の説明図である。
【図１１Ｅ】実施の形態３における画素混合の説明図である。
【図１１Ｆ】実施の形態３における画素混合の説明図である。
【図１１Ｇ】実施の形態３における画素混合の説明図である。
【図１１Ｈ】実施の形態３における画素混合の説明図である。
【図１１Ｉ】実施の形態３における画素混合の説明図である。
【図１１Ｊ】実施の形態３における画素混合の説明図である。
【図１１Ｋ】実施の形態３における画素混合の説明図である。
【図１１Ｌ】実施の形態３における画素混合の説明図である。
【図１１Ｍ】実施の形態３における画素混合の説明図である。
【図１１Ｎ】実施の形態３における画素混合の説明図である。
【図１１Ｏ】実施の形態３における画素混合の説明図である。
【図１２】実施の形態３における画素混合を駆動するフローチャート図である。
【図１３】実施の形態３におけるノイズ減算処理を示すフローチャート図である。
【図１４】本発明の実施の形態４における固体撮像装置の構成を示すブロック図である。
【図１５】実施の形態４における固体撮像装置の他の電極構成例を示すブロック図である。
【図１６Ａ】実施の形態４における画素混合の説明図である。
【図１６Ｂ】実施の形態４における画素混合の説明図である。
【図１６Ｃ】実施の形態４における画素混合の説明図である。
【図１６Ｄ】実施の形態４における画素混合の説明図である。
【図１６Ｅ】実施の形態４における画素混合の説明図である。
【図１６Ｆ】実施の形態４における画素混合の説明図である。
【図１６Ｇ】実施の形態４における画素混合の説明図である。
【図１６Ｈ】実施の形態４における画素混合の説明図である。
【図１６Ｉ】実施の形態４における画素混合の説明図である。
【図１６Ｊ】実施の形態４における画素混合の説明図である。
【図１６Ｋ】実施の形態４における画素混合の説明図である。
【図１６Ｌ】実施の形態４における画素混合の説明図である。
【図１６Ｍ】実施の形態４における画素混合の説明図である。
【図１７】実施の形態４における画素混合を駆動するフローチャート図である。
【図１８】実施の形態４におけるノイズ減算処理を示すフローチャート図である。
【図１９】従来技術における画素混合の説明図である。
【符号の説明】
【０１９３】
１  固体撮像素子
１２  受光素子
１３  垂直転送部
１４  水平転送部
１５  電荷検出部
１６  出力ゲート
１７  ＦＤ（フローティングディフュージョン）部
１８  ＲＤ（リセットドレイン）部
１９  ＲＧ（リセットゲート）部
２０  タイミング発生回路
２１  画素最終段
２１ａ  ホールド部
３１  レンズ
３２  制御部
３３  画像処理部
【図１】
2008079025.tif 000003
【図２】
2008079025.tif 000004
【図３】
2008079025.tif 000005
【図４Ａ】
2008079025.tif 000006
【図４Ｂ】
2008079025.tif 000007
【図４Ｃ】
2008079025.tif 000008
【図４Ｄ】
2008079025.tif 000009
【図４Ｅ】
2008079025.tif 000010
【図４Ｆ】
2008079025.tif 000011
【図４Ｇ】
2008079025.tif 000012
【図４Ｈ】
2008079025.tif 000013
【図４Ｉ】
2008079025.tif 000014
【図４Ｊ】
2008079025.tif 000015
【図４Ｋ】
2008079025.tif 000016
【図４Ｌ】
2008079025.tif 000017
【図４Ｍ】
2008079025.tif 000018
【図４Ｎ】
2008079025.tif 000019
【図４Ｏ】
2008079025.tif 000020
【図５】
2008079025.tif 000021
【図６】
2008079025.tif 000022
【図７Ａ】
2008079025.tif 000023
【図７Ｂ】
2008079025.tif 000024
【図７Ｃ】
2008079025.tif 000025
【図７Ｄ】
2008079025.tif 000026
【図７Ｅ】
2008079025.tif 000027
【図７Ｆ】
2008079025.tif 000028
【図７Ｇ】
2008079025.tif 000029
【図７Ｈ】
2008079025.tif 000030
【図７Ｉ】
2008079025.tif 000031
【図７Ｊ】
2008079025.tif 000032
【図７Ｋ】
2008079025.tif 000033
【図７Ｌ】
2008079025.tif 000034
【図８】
2008079025.tif 000035
【図９】
2008079025.tif 000036
【図１０】
2008079025.tif 000037
【図１１Ａ】
2008079025.tif 000038
【図１１Ｂ】
2008079025.tif 000039
【図１１Ｃ】
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【図１１Ｄ】
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【図１１Ｅ】
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【図１１Ｆ】
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【図１１Ｇ】
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【図１１Ｈ】
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【図１１Ｉ】
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【図１１Ｊ】
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【図１１Ｋ】
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【図１１Ｌ】
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【図１１Ｍ】
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【図１１Ｎ】
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【図１１Ｏ】
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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１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１６Ｃ】
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【図１６Ｄ】
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【図１６Ｅ】
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【図１６Ｆ】
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【図１６Ｇ】
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【図１６Ｈ】
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【図１６Ｉ】
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【図１６Ｊ】
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【図１６Ｋ】
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【図１６Ｌ】
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【図１６Ｍ】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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