(57)【要約】【課題】暗電流補正までにかかる時間を短くし、且つ、消費電力を削減することが可能な撮像装置を提供する。【解決手段】半導体基板５０上の列方向に配列された多数の画素からなる画素列が、半導体基板５０上の列方向に直交する行方向に多数配列された固体撮像素子５を備えるデジタルカメラであって、画素列を構成する多数の画素は、上ＯＢ５１と下ＯＢ５３とこれらの間のＰＤ５２とを含み、ＶＣＣＤ５４起因の暗電流を補正するための補正用一次関数に基づいて暗電流補正を行う暗電流補正部３６と、撮像によって上ＯＢ５１から得られた上ＯＢ信号の平均と、下ＯＢ５３から得られた下ＯＢ信号の平均とを算出するＯＢ平均算出部３４と、上記２つの平均とＰＤ５２の数とに基づいて上記補正用一次関数を生成する補正用一次関数生成部３５とを備える。【選択図】図４
2008113141.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板上の列方向に配列された多数の画素からなる画素列が、前記半導体基板上の前記列方向に直交する行方向に多数配列された固体撮像素子を備える撮像装置であって、
前記固体撮像素子は、前記多数の画素列の各々に対応して設けられた電荷転送部を備え、前記電荷転送部は、それに対応する前記画素列で発生した電荷を前記列方向に転送するものであり、
前記画素列を構成する多数の画素は、前記電荷転送部の電荷転送方向上流側の端部に配置された暗電流レベル取得用の複数の画素（以下、上ＯＢという）と、前記電荷転送部の電荷転送方向下流側の端部に配置された暗電流レベル取得用の複数の画素（以下、下ＯＢという）と、前記上ＯＢと前記下ＯＢとの間に配置された受光用の複数の画素（以下、ＰＤという）とを含み、
前記固体撮像素子による撮像によって前記画素列の前記複数のＰＤの各々で発生する電荷の前記電荷転送部での転送時に前記電荷に重畳される暗電荷に応じた信号である暗電流を前記電荷に応じた信号から減算する暗電流補正を、前記複数のＰＤの各々の位置座標を変数として前記暗電流のレベルを表した補正用一次関数に基づいて行う暗電流補正手段と、
前記撮像によって前記画素列の前記複数の上ＯＢの各々から得られる信号である上ＯＢ信号の平均と、前記撮像によって前記画素列の前記複数の下ＯＢの各々から得られる信号である下ＯＢ信号の平均とを算出するＯＢ平均算出手段と、
前記上ＯＢ信号の平均を、前記画素列の前記複数のＰＤのうちの前記上ＯＢに隣接するＰＤで前記撮像により発生した電荷に応じた信号に重畳される暗電流のレベルとし、前記下ＯＢ信号の平均を、前記画素列の前記複数のＰＤのうちの前記下ＯＢに隣接するＰＤで前記撮像により発生した電荷に応じた信号に重畳される暗電流のレベルとして、前記上ＯＢ信号の平均と前記下ＯＢ信号の平均と前記複数のＰＤの数とを用いた演算により、前記補正用一次関数を生成する補正用一次関数生成手段とを備える撮像装置。
【請求項２】
半導体基板上の列方向に配列された多数の画素からなる画素列が、前記半導体基板上の前記列方向に直交する行方向に多数配列された固体撮像素子を備える撮像装置であって、
前記固体撮像素子は、前記多数の画素列の各々に対応して設けられた電荷転送部を備え、前記電荷転送部は、それに対応する前記画素列で発生した電荷を前記列方向に転送するものであり、
前記画素列を構成する多数の画素は、前記電荷転送部の電荷転送方向上流側の端部に配置された暗電流レベル取得用の複数の画素（以下、上ＯＢという）と、前記電荷転送部の電荷転送方向下流側の端部に配置された暗電流レベル取得用の複数の画素（以下、下ＯＢという）と、前記上ＯＢと前記下ＯＢとの間に配置された受光用の複数の画素（以下、ＰＤという）とを含み、
前記固体撮像素子による撮像によって前記画素列の前記複数のＰＤの各々で発生する電荷の前記電荷転送部での転送時に前記電荷に重畳される暗電荷に応じた信号である暗電流を前記電荷に応じた信号から減算する暗電流補正を、前記複数のＰＤの各々の位置座標を変数として前記暗電流のレベルを表した補正用一次関数に基づいて行う暗電流補正手段と、
前記撮像とは別に事前に行われた前記固体撮像素子を駆動する暗電流取得用駆動によって前記画素列に対応する対応電荷転送部から得られた信号のうちの前記複数のＰＤの各々に対応する信号から生成された一次関数であって、前記複数のＰＤの各々の位置座標を変数として前記複数のＰＤに対応する信号に重畳される暗電流レベルを表した一次関数が、少なくとも、前記暗電流取得用駆動によって前記対応電荷転送部から得られた信号のうちの前記複数の上ＯＢの各々に対応する信号の平均である第一の上ＯＢ平均と対応付けて予め記憶される記憶部と、
前記撮像によって前記画素列の前記複数の上ＯＢの各々から得られる信号の平均である第二の上ＯＢ平均を少なくとも算出するＯＢ平均算出手段と、
前記記憶部に記憶されている前記一次関数の各項に、前記一次関数に対応する前記第一の上ＯＢ平均に対する前記第二の上ＯＢ平均の比率を乗じて、前記補正用一次関数を生成する補正用一次関数生成手段とを備える撮像装置。
【請求項３】
請求項２記載の撮像装置であって、
前記記憶部には、前記一次関数が、前記暗電流取得用駆動によって前記対応電荷転送部から得られた信号のうちの前記複数の下ＯＢの各々に対応する信号の平均である第一の下ＯＢ平均とも対応付けて記憶され、
前記ＯＢ平均算出手段は、前記撮像によって前記画素列の前記複数の下ＯＢの各々から得られる信号の平均である第二の下ＯＢ平均も算出し、
前記補正用一次関数生成手段は、前記記憶部に記憶されている前記一次関数の各項に、前記一次関数に対応する前記第一の上ＯＢ平均と前記第一の下ＯＢ平均の差に対する、前記第二の上ＯＢ平均と前記第二の下ＯＢ平均の差の比率を乗じて、前記補正用一次関数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、
前記記憶部に記憶される前記一次関数及び前記第一の上ＯＢ平均は、それぞれ、複数回の前記暗電流取得用駆動の各々によって前記対応電荷転送部から得られた信号の平均を用いて生成されたものである撮像装置。
【請求項５】
請求項２記載の撮像装置であって、
前記一次関数を生成するモード時に前記暗電流取得用駆動を行う駆動手段と、
前記暗電流取得用駆動によって前記対応電荷転送部から得られた信号に基づいて前記一次関数を生成する記憶用一次関数生成手段と、
前記暗電流取得用駆動によって前記対応電荷転送部から得られた信号のうちの前記複数の上ＯＢの各々に対応する信号の平均である第一の上ＯＢ平均を求める記憶用ＯＢ平均算出手段と、
前記記憶用一次関数生成手段で生成された一次関数と、前記記憶用ＯＢ平均算出手段で算出された前記第一の上ＯＢ平均とを対応付けて前記記憶部に記憶する記憶制御手段とを備える撮像装置。
【請求項６】
請求項４記載の撮像装置であって、
前記一次関数を生成するモード時に前記暗電流取得用駆動を複数回行う駆動手段と、
前記複数回の暗電流取得用駆動の各々によって前記対応電荷転送部から得られた信号の平均を算出する信号平均算出手段と、
前記信号平均算出手段で算出された信号のうち、前記画素列の複数のＰＤの各々に対応する信号に基づいて前記一次関数を生成する記憶用一次関数生成手段と、
前記信号平均算出手段で算出された信号のうちの前記画素列の複数の上ＯＢの各々に対応する信号の平均である前記第一の上ＯＢ平均を求める記憶用ＯＢ平均算出手段と、
前記記憶用一次関数生成手段で生成された一次関数と、前記記憶用ＯＢ平均算出手段で算出された前記第一の上ＯＢ平均とを対応付けて前記記憶部に記憶する記憶制御手段とを備える撮像装置。
【請求項７】
請求項３記載の撮像装置であって、
前記記憶部に記憶される前記一次関数、前記第一の上ＯＢ平均、及び前記第一の下ＯＢ平均は、それぞれ、複数回の前記暗電流取得用駆動の各々によって前記対応電荷転送部から得られた信号の平均を用いて生成されたものである撮像装置。
【請求項８】
請求項３記載の撮像装置であって、
前記一次関数を生成するモード時に前記暗電流取得用駆動を行う駆動手段と、
前記暗電流取得用駆動によって前記対応電荷転送部から得られた信号に基づいて前記一次関数を生成する記憶用一次関数生成手段と、
前記暗電流取得用駆動によって前記対応電荷転送部から得られた信号のうちの前記複数の上ＯＢの各々に対応する信号の平均である第一の上ＯＢ平均と、前記信号のうちの前記複数の下ＯＢの各々に対応する信号の平均である第一の下ＯＢ平均とを求める記憶用ＯＢ平均算出手段と、
前記記憶用一次関数生成手段で生成された一次関数と、前記記憶用ＯＢ平均算出手段で算出された前記第一の上ＯＢ平均及び前記第一の下ＯＢ平均とを対応付けて前記記憶部に記憶する記憶制御手段とを備える撮像装置。
【請求項９】
請求項７記載の撮像装置であって、
前記一次関数を生成するモード時に前記暗電流取得用駆動を複数回行う駆動手段と、
前記複数回の暗電流取得用駆動の各々によって前記対応電荷転送部から得られた信号の平均を算出する信号平均算出手段と、
前記信号平均算出手段で算出された信号のうち、前記画素列の複数のＰＤの各々に対応する信号に基づいて前記一次関数を生成する記憶用一次関数生成手段と、
前記信号平均算出手段で算出された信号のうちの前記画素列の複数の上ＯＢの各々に対応する信号の平均である前記第一の上ＯＢ平均と、前記信号のうちの前記画素列の複数の下ＯＢの各々から得られた信号の平均である前記第一の下ＯＢ平均とを求める記憶用ＯＢ平均算出手段と、
前記記憶用一次関数生成手段で生成された一次関数と、前記記憶用ＯＢ平均算出手段で算出された前記第一の上ＯＢ平均及び前記第一の下ＯＢ平均とを対応付けて前記記憶部に記憶する記憶制御手段とを備える撮像装置。
【請求項１０】
半導体基板上の列方向に配列された複数の画素（以下、ＰＤという）からなる画素列が、前記半導体基板上の前記列方向に直交する行方向に少なくとも１つ配列された固体撮像素子を備える撮像装置であって、
前記固体撮像素子は、前記画素列に対応して設けられた電荷転送部を備え、前記電荷転送部は、それに対応する前記画素列で発生した電荷を前記列方向に転送するものであり、
前記固体撮像素子による撮像によって前記画素列の前記複数のＰＤの各々で発生する電荷の前記電荷転送部での転送時に前記電荷に重畳される暗電荷に応じた信号である暗電流を前記電荷に応じた信号から減算する暗電流補正を、前記複数のＰＤの各々の位置座標を変数として前記暗電流のレベルを表した補正用一次関数に基づいて行う暗電流補正手段と、
前記固体撮像素子の周辺温度を検出する温度検出手段と、
前記撮像とは別に事前に行われた前記固体撮像素子を駆動する暗電流取得用駆動によって前記画素列に対応する対応電荷転送部から得られた前記複数のＰＤの各々に対応する信号から生成された一次関数であって、前記複数のＰＤの各々の位置座標を変数として前記複数のＰＤに対応する信号に重畳される暗電流レベルを表した一次関数が、前記暗電流取得用駆動時に前記温度検出手段で検出された前記固体撮像素子の周辺の温度情報と対応付けて予め記憶される記憶部と、
前記記憶部に記憶されている前記一次関数の各項に、前記一次関数に対応する前記温度情報に対する、前記撮像時に前記温度検出手段で検出された温度情報の比率を乗じて、前記補正用一次関数を生成する補正用一次関数生成手段とを備える撮像装置。
【請求項１１】
請求項１０記載の撮像装置であって、
前記記憶部に記憶される前記一次関数は、前記固体撮像素子の周辺温度を同一として行った複数回の前記暗電流取得用駆動の各々によって前記対応電荷転送部から得られた信号の平均を用いて生成されたものである撮像装置。
【請求項１２】
請求項１０記載の撮像装置であって、
前記一次関数を生成するモード時に前記暗電流取得用駆動を行う駆動手段と、
前記暗電流取得用駆動によって前記対応電荷転送部から得られた信号に基づいて前記一次関数を生成する記憶用一次関数生成手段と、
前記暗電流取得用駆動時に前記温度検出手段で検出された温度情報と、前記記憶用一次関数生成手段で生成された一次関数とを対応付けて前記記憶部に記憶する記憶制御手段とを備える撮像装置。
【請求項１３】
請求項１１記載の撮像装置であって、
前記一次関数を生成するモード時に前記暗電流取得用駆動を複数回行う駆動手段と、
前記複数回の暗電流取得用駆動の各々によって前記対応電荷転送部から得られた信号の平均を算出する信号平均算出手段と、
前記信号平均算出手段で算出された信号のうち、前記光電変換素子列の複数のＰＤの各々に対応する信号に基づいて前記一次関数を生成する記憶用一次関数生成手段と、
前記暗電流取得用駆動時に前記温度検出手段で検出された温度情報と、前記記憶用一次関数生成手段で生成された一次関数とを対応付けて前記記憶部に記憶する記憶制御手段とを備える撮像装置。
【請求項１４】
請求項１記載の撮像装置の各手段の機能を実行する第一のモードと、請求項２，３，４，７，１０，１１のいずれか１項記載の撮像装置の各手段の機能を実行する第二のモードとを切り替え可能な撮像装置であって、
前記撮像によって前記画素列の前記複数のＰＤの各々で発生する電荷に重畳される前記暗電流のレベルの予測値が閾値を上回る場合は前記第一のモードを実施し、前記予測値が閾値を下回る場合は前記第二のモードを実施する撮像装置。
【請求項１５】
請求項１４記載の撮像装置であって、
前記撮像によって前記画素列の前記複数の上ＯＢから得られた上ＯＢ信号の平均と、前記撮像によって前記画素列の前記複数の下ＯＢから得られた下ＯＢ信号の平均とのうち、少なくとも前記上ＯＢ信号の平均に基づいて、前記予測値を決定する予測値決定手段を備える撮像装置。
【請求項１６】
請求項１４記載の撮像装置であって、
前記撮像時の前記固体撮像素子周辺の温度に基づいて前記予測値を決定する予測値決定手段を備える撮像装置。
【請求項１７】
請求項１〜１６のいずれか１項記載の撮像装置であって、
撮影条件に応じて、前記暗電流補正手段の動作のオンオフを切り替える動作制御手段を備える撮像装置。
【請求項１８】
半導体基板上の列方向に配列された多数の画素からなる画素列が、前記半導体基板上の前記列方向に直交する行方向に多数配列された固体撮像素子から得られる信号を処理する信号処理方法であって、
前記固体撮像素子は、前記多数の画素列の各々に対応して設けられた電荷転送部を備え、前記電荷転送部は、それに対応する前記画素列で発生した電荷を前記列方向に転送するものであり、
前記画素列を構成する多数の画素は、前記電荷転送部の電荷転送方向上流側の端部に配置された暗電流レベル取得用の複数の画素（以下、上ＯＢという）と、前記電荷転送部の電荷転送方向下流側の端部に配置された暗電流レベル取得用の複数の画素（以下、下ＯＢという）と、前記上ＯＢと前記下ＯＢとの間に配置された受光用の複数の画素（以下、ＰＤという）とを含み、
前記固体撮像素子による撮像によって前記画素列の前記複数のＰＤの各々で発生する電荷の前記電荷転送部での転送時に前記電荷に重畳される暗電荷に応じた信号である暗電流を前記電荷に応じた信号から減算する暗電流補正を、前記複数のＰＤの各々の位置座標を変数として前記暗電流のレベルを表した補正用一次関数に基づいて行う暗電流補正ステップと、
前記撮像によって前記画素列の前記複数の上ＯＢの各々から得られる信号である上ＯＢ信号の平均と、前記撮像によって前記画素列の前記複数の下ＯＢの各々から得られる信号である下ＯＢ信号の平均とを算出するＯＢ平均算出ステップと、
前記上ＯＢ信号の平均を、前記画素列の前記複数のＰＤのうちの前記上ＯＢに隣接するＰＤで前記撮像により発生した電荷に応じた信号に重畳される暗電流のレベルとし、前記下ＯＢ信号の平均を、前記画素列の前記複数のＰＤのうちの前記下ＯＢに隣接するＰＤで前記撮像により発生した電荷に応じた信号に重畳される暗電流のレベルとして、前記上ＯＢ信号の平均と前記下ＯＢ信号の平均と前記複数のＰＤの数とを用いた演算により、前記補正用一次関数を生成する補正用一次関数生成ステップとを備える信号処理方法。
【請求項１９】
半導体基板上の列方向に配列された多数の画素からなる画素列が、前記半導体基板上の前記列方向に直交する行方向に多数配列された固体撮像素子から得られる信号を処理する信号処理方法であって、
前記固体撮像素子は、前記多数の画素列の各々に対応して設けられた電荷転送部を備え、前記電荷転送部は、それに対応する前記画素列で発生した電荷を前記列方向に転送するものであり、
前記画素列を構成する多数の画素は、前記電荷転送部の電荷転送方向上流側の端部に配置された暗電流レベル取得用の複数の画素（以下、上ＯＢという）と、前記電荷転送部の電荷転送方向下流側の端部に配置された暗電流レベル取得用の複数の画素（以下、下ＯＢという）と、前記上ＯＢと前記下ＯＢとの間に配置された受光用の複数の画素（以下、ＰＤという）とを含み、
前記固体撮像素子による撮像によって前記画素列の前記複数のＰＤの各々で発生する電荷の前記電荷転送部での転送時に前記電荷に重畳される暗電荷に応じた信号である暗電流を前記電荷に応じた信号から減算する暗電流補正を、前記複数のＰＤの各々の位置座標を変数として前記暗電流のレベルを表した補正用一次関数に基づいて行う暗電流補正ステップと、
前記撮像によって前記画素列の前記複数の上ＯＢの各々から得られる信号の平均である第二の上ＯＢ平均を少なくとも算出するＯＢ平均算出ステップと、
前記撮像とは別に事前に行われた前記固体撮像素子を駆動する暗電流取得用駆動によって前記画素列に対応する対応電荷転送部から得られた信号のうちの前記複数のＰＤの各々に対応する信号から生成された一次関数であって、前記複数のＰＤの各々の位置座標を変数として前記複数のＰＤに対応する信号に重畳される暗電流レベルを表した一次関数が、少なくとも、前記暗電流取得用駆動によって前記対応電荷転送部から得られた信号のうちの前記複数の上ＯＢの各々に対応する信号の平均である第一の上ＯＢ平均と対応付けて予め記憶される記憶部、に記憶されている前記一次関数の各項に、前記一次関数に対応する前記第一の上ＯＢ平均に対する前記第二の上ＯＢ平均の比率を乗じて、前記補正用一次関数を生成する補正用一次関数生成ステップとを備える信号処理方法。
【請求項２０】
請求項１９記載の信号処理方法であって、
前記記憶部には、前記一次関数が、前記暗電流取得用駆動によって前記対応電荷転送部から得られた信号のうちの前記複数の下ＯＢの各々に対応する信号の平均である第一の下ＯＢ平均とも対応付けて記憶され、
前記ＯＢ平均算出ステップでは、前記撮像によって前記画素列の前記複数の下ＯＢの各々から得られる信号の平均である第二の下ＯＢ平均も算出し、
前記補正用一次関数生成ステップでは、前記記憶部に記憶されている前記一次関数の各項に、前記一次関数に対応する前記第一の上ＯＢ平均と前記第一の下ＯＢ平均の差に対する、前記第二の上ＯＢ平均と前記第二の下ＯＢ平均の差の比率を乗じて、前記補正用一次関数を生成する信号処理方法。
【請求項２１】
請求項１９記載の信号処理方法であって、
前記記憶部に記憶される前記一次関数及び前記第一の上ＯＢ平均は、それぞれ、複数回の前記暗電流取得用駆動の各々によって前記対応電荷転送部から得られた信号の平均を用いて生成されたものである信号処理方法。
【請求項２２】
請求項１９記載の信号処理方法であって、
前記一次関数を生成するモード時に前記暗電流取得用駆動を行う駆動ステップと、
前記暗電流取得用駆動によって前記対応電荷転送部から得られた信号に基づいて前記一次関数を生成する記憶用一次関数生成ステップと、
前記暗電流取得用駆動によって前記対応電荷転送部から得られた信号のうちの前記複数の上ＯＢの各々に対応する信号の平均である第一の上ＯＢ平均を求める記憶用ＯＢ平均算出ステップと、
前記記憶用一次関数生成ステップで生成された一次関数と、前記記憶用ＯＢ平均算出手段で算出された前記第一の上ＯＢ平均とを対応付けて前記記憶部に記憶する記憶制御ステップとを備える信号処理方法。
【請求項２３】
請求項２１記載の信号処理方法であって、
前記一次関数を生成するモード時に前記暗電流取得用駆動を複数回行う駆動ステップと、
前記複数回の暗電流取得用駆動の各々によって前記対応電荷転送部から得られた信号の平均を算出する信号平均算出ステップと、
前記信号平均算出手段で算出された信号のうち、前記画素列の複数のＰＤの各々に対応する信号に基づいて前記一次関数を生成する記憶用一次関数生成ステップと、
前記信号平均算出手段で算出された信号のうちの前記画素列の複数の上ＯＢの各々に対応する信号の平均である前記第一の上ＯＢ平均を求める記憶用ＯＢ平均算出ステップと、
前記記憶用一次関数生成手段で生成された一次関数と、前記記憶用ＯＢ平均算出手段で算出された前記第一の上ＯＢ平均とを対応付けて前記記憶部に記憶する記憶制御ステップとを備える信号処理方法。
【請求項２４】
請求項２０記載の信号処理方法であって、
前記記憶部に記憶される前記一次関数、前記第一の上ＯＢ平均、及び前記第一の下ＯＢ平均は、それぞれ、複数回の前記暗電流取得用駆動の各々によって前記対応電荷転送部から得られた信号の平均を用いて生成されたものである信号処理方法。
【請求項２５】
請求項２０記載の信号処理方法であって、
前記一次関数を生成するモード時に前記暗電流取得用駆動を行う駆動ステップと、
前記暗電流取得用駆動によって前記対応電荷転送部から得られた信号に基づいて前記一次関数を生成する記憶用一次関数生成ステップと、
前記暗電流取得用駆動によって前記対応電荷転送部から得られた信号のうちの前記複数の上ＯＢの各々に対応する信号の平均である第一の上ＯＢ平均と、前記信号のうちの前記複数の下ＯＢの各々に対応する信号の平均である第一の下ＯＢ平均とを求める記憶用ＯＢ平均算出ステップと、
前記記憶用一次関数生成手段で生成された一次関数と、前記記憶用ＯＢ平均算出手段で算出された前記第一の上ＯＢ平均及び前記第一の下ＯＢ平均とを対応付けて前記記憶部に記憶する記憶制御ステップとを備える信号処理方法。
【請求項２６】
請求項２４記載の信号処理方法であって、
前記一次関数を生成するモード時に前記暗電流取得用駆動を複数回行う駆動ステップと、
前記複数回の暗電流取得用駆動の各々によって前記対応電荷転送部から得られた信号の平均を算出する信号平均算出ステップと、
前記信号平均算出手段で算出された信号のうち、前記画素列の複数のＰＤの各々に対応する信号に基づいて前記一次関数を生成する記憶用一次関数生成ステップと、
前記信号平均算出手段で算出された信号のうちの前記画素列の複数の上ＯＢの各々に対応する信号の平均である前記第一の上ＯＢ平均と、前記信号のうちの前記画素列の複数の下ＯＢの各々から得られた信号の平均である前記第一の下ＯＢ平均とを求める記憶用ＯＢ平均算出ステップと、
前記記憶用一次関数生成手段で生成された一次関数と、前記記憶用ＯＢ平均算出手段で算出された前記第一の上ＯＢ平均及び前記第一の下ＯＢ平均とを対応付けて前記記憶部に記憶する記憶制御ステップとを備える信号処理方法。
【請求項２７】
半導体基板上の列方向に配列された複数の画素（以下、ＰＤという）からなる画素列が、前記半導体基板上の前記列方向に直交する行方向に少なくとも１つ配列された固体撮像素子から得られる信号を処理する信号処理方法であって、
前記固体撮像素子は、前記画素列に対応して設けられた電荷転送部を備え、前記電荷転送部は、それに対応する前記画素列で発生した電荷を前記列方向に転送するものであり、
前記固体撮像素子による撮像によって前記画素列の前記複数のＰＤの各々で発生する電荷の前記電荷転送部での転送時に前記電荷に重畳される暗電荷に応じた信号である暗電流を前記電荷に応じた信号から減算する暗電流補正を、前記複数のＰＤの各々の位置座標を変数として前記暗電流のレベルを表した補正用一次関数に基づいて行う暗電流補正ステップと、
前記固体撮像素子の周辺温度を検出する温度検出ステップと、
前記撮像とは別に事前に行われた前記固体撮像素子を駆動する暗電流取得用駆動によって前記画素列に対応する対応電荷転送部から得られた前記複数のＰＤの各々に対応する信号から生成された一次関数であって、前記複数のＰＤの各々の位置座標を変数として前記複数のＰＤに対応する信号に重畳される暗電流レベルを表した一次関数が、前記暗電流取得用駆動時に前記温度検出手段で検出された前記固体撮像素子の周辺の温度情報と対応付けて予め記憶される記憶部、に記憶されている前記一次関数の各項に、前記一次関数に対応する前記温度情報に対する、前記撮像時に前記温度検出手段で検出された温度情報の比率を乗じて、前記補正用一次関数を生成する補正用一次関数生成ステップとを備える信号処理方法。
【請求項２８】
請求項２７記載の信号処理方法であって、
前記記憶部に記憶される前記一次関数は、前記固体撮像素子の周辺温度を同一として行った複数回の前記暗電流取得用駆動の各々によって前記対応電荷転送部から得られた信号の平均を用いて生成されたものであるステップ。
【請求項２９】
請求項２７記載の信号処理方法であって、
前記一次関数を生成するモード時に前記暗電流取得用駆動を行う駆動ステップと、
前記暗電流取得用駆動によって前記対応電荷転送部から得られた信号に基づいて前記一次関数を生成する記憶用一次関数生成ステップと、
前記暗電流取得用駆動時に前記温度検出手段で検出された温度情報と、前記記憶用一次関数生成手段で生成された一次関数とを対応付けて前記記憶部に記憶する記憶制御ステップとを備える信号処理方法。
【請求項３０】
請求項２８記載の信号処理方法であって、
前記一次関数を生成するモード時に前記暗電流取得用駆動を複数回行う駆動ステップと、
前記複数回の暗電流取得用駆動の各々によって前記対応電荷転送部から得られた信号の平均を算出する信号平均算出ステップと、
前記信号平均算出手段で算出された信号のうち、前記光電変換素子列の複数のＰＤの各々に対応する信号に基づいて前記一次関数を生成する記憶用一次関数生成ステップと、
前記暗電流取得用駆動時に前記温度検出手段で検出された温度情報と、前記記憶用一次関数生成手段で生成された一次関数とを対応付けて前記記憶部に記憶する記憶制御ステップとを備える信号処理方法。
【請求項３１】
請求項１８載の信号処理方法の各ステップを実行する第一のモードと、請求項１９，２０，２１，２４，２７，２８のいずれか１項記載の信号処理方法の各ステップを実行する第二のモードとを切り替え可能な信号処理方法であって、
前記撮像によって前記画素列の前記複数のＰＤの各々で発生する電荷に重畳される前記暗電流のレベルの予測値が閾値を上回る場合は前記第一のモードを実施し、前記予測値が閾値を下回る場合は前記第二のモードを実施する信号処理方法。
【請求項３２】
請求項３１記載の信号処理方法であって、
前記撮像によって前記画素列の前記複数の上ＯＢから得られた上ＯＢ信号の平均と、前記撮像によって前記画素列の前記複数の下ＯＢから得られた下ＯＢ信号の平均とのうち、少なくとも前記上ＯＢ信号の平均に基づいて、前記予測値を決定する予測値決定ステップを備える信号処理方法。
【請求項３３】
請求項３１記載の信号処理方法であって、
前記撮像時の前記固体撮像素子周辺の温度に基づいて前記予測値を決定する予測値決定ステップを備える信号処理方法。
【請求項３４】
請求項１８〜３３のいずれか１項記載の信号処理方法であって、
撮影条件に応じて、前記暗電流補正手段の動作のオンオフを切り替える動作制御ステップ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、半導体基板上の列方向に配列された多数の光電変換素子からなる光電変換素子列が、前記半導体基板上の前記列方向に直交する行方向に多数配列されたＣＣＤ型の固体撮像素子を備える撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＣＣＤ型の固体撮像素子を搭載する撮像装置では、ＣＣＤ型の固体撮像素子の各光電変換素子列に対応する電荷転送部で電荷を転送する際に発生した暗電流を、各光電変換素子列から得られた信号から減算することで、電荷転送部に起因する暗電流を補正することが行われている。
【０００３】
特許文献１，２には、固体撮像素子を露光した状態で固体撮像素子から出力される撮像信号を取得した後、その固体撮像素子を露光しない状態で電荷転送部の駆動を行って暗電流データを取得する方法が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−７０４８号公報
【特許文献２】特開２００６−９４４７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来の方法では、撮像信号を一旦取得してから、暗電流データ取得のための駆動を行っているため、消費電力が大きくなると共に、暗電流補正までにかかる時間が長くなってしまう。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、暗電流補正までにかかる時間を短くし、且つ、消費電力を削減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】
【０００７】
（１）半導体基板上の列方向に配列された多数の画素からなる画素列が、前記半導体基板上の前記列方向に直交する行方向に多数配列された固体撮像素子を備える撮像装置であって、前記固体撮像素子は、前記多数の画素列の各々に対応して設けられた電荷転送部を備え、前記電荷転送部は、それに対応する前記画素列で発生した電荷を前記列方向に転送するものであり、前記画素列を構成する多数の画素は、前記電荷転送部の電荷転送方向上流側の端部に配置された黒レベル検出用の複数の画素（以下、上ＯＢという）と、前記電荷転送部の電荷転送方向下流側の端部に配置された黒レベル検出用の複数の画素（以下、下ＯＢという）と、前記上ＯＢと前記下ＯＢとの間に配置された受光用の複数の画素（以下、ＰＤという）とを含み、前記固体撮像素子による撮像によって前記画素列の前記複数のＰＤの各々で発生する電荷の前記電荷転送部での転送時に前記電荷に重畳される暗電荷に応じた信号である暗電流を前記電荷に応じた信号から減算する暗電流補正を、前記複数のＰＤの各々の位置座標を変数として前記暗電流のレベルを表した補正用一次関数に基づいて行う暗電流補正手段と、前記撮像によって前記画素列の前記複数の上ＯＢの各々から得られる信号である上ＯＢ信号の平均と、前記撮像によって前記画素列の前記複数の下ＯＢの各々から得られる信号である下ＯＢ信号の平均とを算出するＯＢ平均算出手段と、前記上ＯＢ信号の平均を、前記画素列の前記複数のＰＤのうちの前記上ＯＢに隣接するＰＤで前記撮像により発生した電荷に応じた信号に重畳される暗電流のレベルとし、前記下ＯＢ信号の平均を、前記画素列の前記複数のＰＤのうちの前記下ＯＢに隣接するＰＤで前記撮像により発生した電荷に応じた信号に重畳される暗電流のレベルとして、前記上ＯＢ信号の平均と前記下ＯＢ信号の平均と前記複数のＰＤの数とを用いた演算により、前記補正用一次関数を生成する補正用一次関数生成手段とを備える撮像装置。
【０００８】
（２）半導体基板上の列方向に配列された多数の画素からなる画素列が、前記半導体基板上の前記列方向に直交する行方向に多数配列された固体撮像素子を備える撮像装置であって、前記固体撮像素子は、前記多数の画素列の各々に対応して設けられた電荷転送部を備え、前記電荷転送部は、それに対応する前記画素列で発生した電荷を前記列方向に転送するものであり、前記画素列を構成する多数の画素は、前記電荷転送部の電荷転送方向上流側の端部に配置された黒レベル検出用の複数の画素（以下、上ＯＢという）と、前記電荷転送部の電荷転送方向下流側の端部に配置された黒レベル検出用の複数の画素（以下、下ＯＢという）と、前記上ＯＢと前記下ＯＢとの間に配置された受光用の複数の画素（以下、ＰＤという）とを含み、前記固体撮像素子による撮像によって前記画素列の前記複数のＰＤの各々で発生する電荷の前記電荷転送部での転送時に前記電荷に重畳される暗電荷に応じた信号である暗電流を前記電荷に応じた信号から減算する暗電流補正を、前記複数のＰＤの各々の位置座標を変数として前記暗電流のレベルを表した補正用一次関数に基づいて行う暗電流補正手段と、前記撮像とは別に事前に行われた前記固体撮像素子を駆動する暗電流取得用駆動によって前記画素列に対応する対応電荷転送部から得られた信号のうちの前記複数のＰＤの各々に対応する信号から生成された一次関数であって、前記複数のＰＤの各々の位置座標を変数として前記複数のＰＤに対応する信号に重畳される暗電流レベルを表した一次関数が、少なくとも、前記暗電流取得用駆動によって前記対応電荷転送部から得られた信号のうちの前記複数の上ＯＢの各々に対応する信号の平均である第一の上ＯＢ平均と対応付けて予め記憶される記憶部と、前記撮像によって前記画素列の前記複数の上ＯＢの各々から得られる信号の平均である第二の上ＯＢ平均を少なくとも算出するＯＢ平均算出手段と、前記記憶部に記憶されている前記一次関数の各項に、前記一次関数に対応する前記第一の上ＯＢ平均に対する前記第二の上ＯＢ平均の比率を乗じて、前記補正用一次関数を生成する補正用一次関数生成手段とを備える撮像装置。
【０００９】
（３）（２）記載の撮像装置であって、前記記憶部には、前記一次関数が、前記暗電流取得用駆動によって前記対応電荷転送部から得られた信号のうちの前記複数の下ＯＢの各々に対応する信号の平均である第一の下ＯＢ平均とも対応付けて記憶され、前記ＯＢ平均算出手段は、前記撮像によって前記画素列の前記複数の下ＯＢの各々から得られる信号の平均である第二の下ＯＢ平均も算出し、前記補正用一次関数生成手段は、前記記憶部に記憶されている前記一次関数の各項に、前記一次関数に対応する前記第一の上ＯＢ平均と前記第一の下ＯＢ平均の差に対する、前記第二の上ＯＢ平均と前記第二の下ＯＢ平均の差の比率を乗じて、前記補正用一次関数を生成する撮像装置。
【００１０】
（４）（２）記載の撮像装置であって、前記記憶部に記憶される前記一次関数及び前記第一の上ＯＢ平均は、それぞれ、複数回の前記暗電流取得用駆動の各々によって前記対応電荷転送部から得られた信号の平均を用いて生成されたものである撮像装置。
【００１１】
（５）（２）記載の撮像装置であって、前記一次関数を生成するモード時に前記暗電流取得用駆動を行う駆動手段と、前記暗電流取得用駆動によって前記対応電荷転送部から得られた信号に基づいて前記一次関数を生成する記憶用一次関数生成手段と、前記暗電流取得用駆動によって前記対応電荷転送部から得られた信号のうちの前記複数の上ＯＢの各々に対応する信号の平均である第一の上ＯＢ平均を求める記憶用ＯＢ平均算出手段と、前記記憶用一次関数生成手段で生成された一次関数と、前記記憶用ＯＢ平均算出手段で算出された前記第一の上ＯＢ平均とを対応付けて前記記憶部に記憶する記憶制御手段とを備える撮像装置。
【００１２】
（６）（４）記載の撮像装置であって、前記一次関数を生成するモード時に前記暗電流取得用駆動を複数回行う駆動手段と、前記複数回の暗電流取得用駆動の各々によって前記対応電荷転送部から得られた信号の平均を算出する信号平均算出手段と、前記信号平均算出手段で算出された信号のうち、前記画素列の複数のＰＤの各々に対応する信号に基づいて前記一次関数を生成する記憶用一次関数生成手段と、前記信号平均算出手段で算出された信号のうちの前記画素列の複数の上ＯＢの各々に対応する信号の平均である前記第一の上ＯＢ平均を求める記憶用ＯＢ平均算出手段と、前記記憶用一次関数生成手段で生成された一次関数と、前記記憶用ＯＢ平均算出手段で算出された前記第一の上ＯＢ平均とを対応付けて前記記憶部に記憶する記憶制御手段とを備える撮像装置。
【００１３】
（７）（３）記載の撮像装置であって、前記記憶部に記憶される前記一次関数、前記第一の上ＯＢ平均、及び前記第一の下ＯＢ平均は、それぞれ、複数回の前記暗電流取得用駆動の各々によって前記対応電荷転送部から得られた信号の平均を用いて生成されたものである撮像装置。
【００１４】
（８）（３）記載の撮像装置であって、前記一次関数を生成するモード時に前記暗電流取得用駆動を行う駆動手段と、前記暗電流取得用駆動によって前記対応電荷転送部から得られた信号に基づいて前記一次関数を生成する記憶用一次関数生成手段と、前記暗電流取得用駆動によって前記対応電荷転送部から得られた信号のうちの前記複数の上ＯＢの各々に対応する信号の平均である第一の上ＯＢ平均と、前記信号のうちの前記複数の下ＯＢの各々に対応する信号の平均である第一の下ＯＢ平均とを求める記憶用ＯＢ平均算出手段と、前記記憶用一次関数生成手段で生成された一次関数と、前記記憶用ＯＢ平均算出手段で算出された前記第一の上ＯＢ平均及び前記第一の下ＯＢ平均とを対応付けて前記記憶部に記憶する記憶制御手段とを備える撮像装置。
【００１５】
（９）（７）記載の撮像装置であって、前記一次関数を生成するモード時に前記暗電流取得用駆動を複数回行う駆動手段と、前記複数回の暗電流取得用駆動の各々によって前記対応電荷転送部から得られた信号の平均を算出する信号平均算出手段と、前記信号平均算出手段で算出された信号のうち、前記画素列の複数のＰＤの各々に対応する信号に基づいて前記一次関数を生成する記憶用一次関数生成手段と、前記信号平均算出手段で算出された信号のうちの前記画素列の複数の上ＯＢの各々に対応する信号の平均である前記第一の上ＯＢ平均と、前記信号のうちの前記画素列の複数の下ＯＢの各々から得られた信号の平均である前記第一の下ＯＢ平均とを求める記憶用ＯＢ平均算出手段と、前記記憶用一次関数生成手段で生成された一次関数と、前記記憶用ＯＢ平均算出手段で算出された前記第一の上ＯＢ平均及び前記第一の下ＯＢ平均とを対応付けて前記記憶部に記憶する記憶制御手段とを備える撮像装置。
【００１６】
（１０）半導体基板上の列方向に配列された複数の画素（以下、ＰＤという）からなる画素列が、前記半導体基板上の前記列方向に直交する行方向に少なくとも１つ配列された固体撮像素子を備える撮像装置であって、前記固体撮像素子は、前記画素列に対応して設けられた電荷転送部を備え、前記電荷転送部は、それに対応する前記画素列で発生した電荷を前記列方向に転送するものであり、前記固体撮像素子による撮像によって前記画素列の前記複数のＰＤの各々で発生する電荷の前記電荷転送部での転送時に前記電荷に重畳される暗電荷に応じた信号である暗電流を前記電荷に応じた信号から減算する暗電流補正を、前記複数のＰＤの各々の位置座標を変数として前記暗電流のレベルを表した補正用一次関数に基づいて行う暗電流補正手段と、前記固体撮像素子の周辺温度を検出する温度検出手段と、前記撮像とは別に事前に行われた前記固体撮像素子を駆動する暗電流取得用駆動によって前記画素列に対応する対応電荷転送部から得られた前記複数のＰＤの各々に対応する信号から生成された一次関数であって、前記複数のＰＤの各々の位置座標を変数として前記複数のＰＤに対応する信号に重畳される暗電流レベルを表した一次関数が、前記暗電流取得用駆動時に前記温度検出手段で検出された前記固体撮像素子の周辺の温度情報と対応付けて予め記憶される記憶部と、前記記憶部に記憶されている前記一次関数の各項に、前記一次関数に対応する前記温度情報に対する、前記撮像時に前記温度検出手段で検出された温度情報の比率を乗じて、前記補正用一次関数を生成する補正用一次関数生成手段とを備える撮像装置。
【００１７】
（１１）（１０）記載の撮像装置であって、前記記憶部に記憶される前記一次関数は、前記固体撮像素子の周辺温度を同一として行った複数回の前記暗電流取得用駆動の各々によって前記対応電荷転送部から得られた信号の平均を用いて生成されたものである撮像装置。
【００１８】
（１２）（１０）記載の撮像装置であって、前記一次関数を生成するモード時に前記暗電流取得用駆動を行う駆動手段と、前記暗電流取得用駆動によって前記対応電荷転送部から得られた信号に基づいて前記一次関数を生成する記憶用一次関数生成手段と、前記暗電流取得用駆動時に前記温度検出手段で検出された温度情報と、前記記憶用一次関数生成手段で生成された一次関数とを対応付けて前記記憶部に記憶する記憶制御手段とを備える撮像装置。
【００１９】
（１３）（１１）記載の撮像装置であって、前記一次関数を生成するモード時に前記暗電流取得用駆動を複数回行う駆動手段と、前記複数回の暗電流取得用駆動の各々によって前記対応電荷転送部から得られた信号の平均を算出する信号平均算出手段と、前記信号平均算出手段で算出された信号のうち、前記光電変換素子列の複数のＰＤの各々に対応する信号に基づいて前記一次関数を生成する記憶用一次関数生成手段と、前記暗電流取得用駆動時に前記温度検出手段で検出された温度情報と、前記記憶用一次関数生成手段で生成された一次関数とを対応付けて前記記憶部に記憶する記憶制御手段とを備える撮像装置。
【００２０】
（１４）（１）記載の撮像装置の各手段の機能を実行する第一のモードと、（２），（３），（４），（７），（１０），（１１）のいずれか１項記載の撮像装置の各手段の機能を実行する第二のモードとを切り替え可能な撮像装置であって、前記撮像によって前記画素列の前記複数のＰＤの各々で発生する電荷に重畳される前記暗電流のレベルの予測値が閾値を上回る場合は前記第一のモードを実施し、前記予測値が閾値を下回る場合は前記第二のモードを実施する撮像装置。
【００２１】
（１５）（１４）記載の撮像装置であって、前記撮像によって前記画素列の前記複数の上ＯＢから得られた上ＯＢ信号の平均と、前記撮像によって前記画素列の前記複数の下ＯＢから得られた下ＯＢ信号の平均とのうち、少なくとも前記上ＯＢ信号の平均に基づいて、前記予測値を決定する予測値決定手段を備える撮像装置。
【００２２】
（１６）（１４）記載の撮像装置であって、前記撮像時の前記固体撮像素子周辺の温度に基づいて前記予測値を決定する予測値決定手段を備える撮像装置。
【００２３】
（１７）（１）〜（１６）のいずれか１項記載の撮像装置であって、撮影条件に応じて、前記暗電流補正手段の動作のオンオフを切り替える動作制御手段を備える撮像装置。
【００２４】
（１８）半導体基板上の列方向に配列された多数の画素からなる画素列が、前記半導体基板上の前記列方向に直交する行方向に多数配列された固体撮像素子から得られる信号を処理する信号処理方法であって、前記固体撮像素子は、前記多数の画素列の各々に対応して設けられた電荷転送部を備え、前記電荷転送部は、それに対応する前記画素列で発生した電荷を前記列方向に転送するものであり、前記画素列を構成する多数の画素は、前記電荷転送部の電荷転送方向上流側の端部に配置された黒レベル検出用の複数の画素（以下、上ＯＢという）と、前記電荷転送部の電荷転送方向下流側の端部に配置された黒レベル検出用の複数の画素（以下、下ＯＢという）と、前記上ＯＢと前記下ＯＢとの間に配置された受光用の複数の画素（以下、ＰＤという）とを含み、前記固体撮像素子による撮像によって前記画素列の前記複数のＰＤの各々で発生する電荷の前記電荷転送部での転送時に前記電荷に重畳される暗電荷に応じた信号である暗電流を前記電荷に応じた信号から減算する暗電流補正を、前記複数のＰＤの各々の位置座標を変数として前記暗電流のレベルを表した補正用一次関数に基づいて行う暗電流補正ステップと、前記撮像によって前記画素列の前記複数の上ＯＢの各々から得られる信号である上ＯＢ信号の平均と、前記撮像によって前記画素列の前記複数の下ＯＢの各々から得られる信号である下ＯＢ信号の平均とを算出するＯＢ平均算出ステップと、前記上ＯＢ信号の平均を、前記画素列の前記複数のＰＤのうちの前記上ＯＢに隣接するＰＤで前記撮像により発生した電荷に応じた信号に重畳される暗電流のレベルとし、前記下ＯＢ信号の平均を、前記画素列の前記複数のＰＤのうちの前記下ＯＢに隣接するＰＤで前記撮像により発生した電荷に応じた信号に重畳される暗電流のレベルとして、前記上ＯＢ信号の平均と前記下ＯＢ信号の平均と前記複数のＰＤの数とを用いた演算により、前記補正用一次関数を生成する補正用一次関数生成ステップとを備える信号処理方法。
【００２５】
（１９）半導体基板上の列方向に配列された多数の画素からなる画素列が、前記半導体基板上の前記列方向に直交する行方向に多数配列された固体撮像素子から得られる信号を処理する信号処理方法であって、前記固体撮像素子は、前記多数の画素列の各々に対応して設けられた電荷転送部を備え、前記電荷転送部は、それに対応する前記画素列で発生した電荷を前記列方向に転送するものであり、前記画素列を構成する多数の画素は、前記電荷転送部の電荷転送方向上流側の端部に配置された黒レベル検出用の複数の画素（以下、上ＯＢという）と、前記電荷転送部の電荷転送方向下流側の端部に配置された黒レベル検出用の複数の画素（以下、下ＯＢという）と、前記上ＯＢと前記下ＯＢとの間に配置された受光用の複数の画素（以下、ＰＤという）とを含み、前記固体撮像素子による撮像によって前記画素列の前記複数のＰＤの各々で発生する電荷の前記電荷転送部での転送時に前記電荷に重畳される暗電荷に応じた信号である暗電流を前記電荷に応じた信号から減算する暗電流補正を、前記複数のＰＤの各々の位置座標を変数として前記暗電流のレベルを表した補正用一次関数に基づいて行う暗電流補正ステップと、前記撮像によって前記画素列の前記複数の上ＯＢの各々から得られる信号の平均である第二の上ＯＢ平均を少なくとも算出するＯＢ平均算出ステップと、前記撮像とは別に事前に行われた前記固体撮像素子を駆動する暗電流取得用駆動によって前記画素列に対応する対応電荷転送部から得られた信号のうちの前記複数のＰＤの各々に対応する信号から生成された一次関数であって、前記複数のＰＤの各々の位置座標を変数として前記複数のＰＤに対応する信号に重畳される暗電流レベルを表した一次関数が、少なくとも、前記暗電流取得用駆動によって前記対応電荷転送部から得られた信号のうちの前記複数の上ＯＢの各々に対応する信号の平均である第一の上ＯＢ平均と対応付けて予め記憶される記憶部、に記憶されている前記一次関数の各項に、前記一次関数に対応する前記第一の上ＯＢ平均に対する前記第二の上ＯＢ平均の比率を乗じて、前記補正用一次関数を生成する補正用一次関数生成ステップとを備える信号処理方法。
【００２６】
（２０）（１９）記載の信号処理方法であって、前記記憶部には、前記一次関数が、前記暗電流取得用駆動によって前記対応電荷転送部から得られた信号のうちの前記複数の下ＯＢの各々に対応する信号の平均である第一の下ＯＢ平均とも対応付けて記憶され、前記ＯＢ平均算出ステップでは、前記撮像によって前記画素列の前記複数の下ＯＢの各々から得られる信号の平均である第二の下ＯＢ平均も算出し、前記補正用一次関数生成ステップでは、前記記憶部に記憶されている前記一次関数の各項に、前記一次関数に対応する前記第一の上ＯＢ平均と前記第一の下ＯＢ平均の差に対する、前記第二の上ＯＢ平均と前記第二の下ＯＢ平均の差の比率を乗じて、前記補正用一次関数を生成する信号処理方法。
【００２７】
（２１）（１９）記載の信号処理方法であって、前記記憶部に記憶される前記一次関数及び前記第一の上ＯＢ平均は、それぞれ、複数回の前記暗電流取得用駆動の各々によって前記対応電荷転送部から得られた信号の平均を用いて生成されたものである信号処理方法。
【００２８】
（２２）（１９）記載の信号処理方法であって、前記一次関数を生成するモード時に前記暗電流取得用駆動を行う駆動ステップと、前記暗電流取得用駆動によって前記対応電荷転送部から得られた信号に基づいて前記一次関数を生成する記憶用一次関数生成ステップと、前記暗電流取得用駆動によって前記対応電荷転送部から得られた信号のうちの前記複数の上ＯＢの各々に対応する信号の平均である第一の上ＯＢ平均を求める記憶用ＯＢ平均算出ステップと、前記記憶用一次関数生成ステップで生成された一次関数と、前記記憶用ＯＢ平均算出手段で算出された前記第一の上ＯＢ平均とを対応付けて前記記憶部に記憶する記憶制御ステップとを備える信号処理方法。
【００２９】
（２３）（２１）記載の信号処理方法であって、前記一次関数を生成するモード時に前記暗電流取得用駆動を複数回行う駆動ステップと、前記複数回の暗電流取得用駆動の各々によって前記対応電荷転送部から得られた信号の平均を算出する信号平均算出ステップと、前記信号平均算出手段で算出された信号のうち、前記画素列の複数のＰＤの各々に対応する信号に基づいて前記一次関数を生成する記憶用一次関数生成ステップと、前記信号平均算出手段で算出された信号のうちの前記画素列の複数の上ＯＢの各々に対応する信号の平均である前記第一の上ＯＢ平均を求める記憶用ＯＢ平均算出ステップと、前記記憶用一次関数生成手段で生成された一次関数と、前記記憶用ＯＢ平均算出手段で算出された前記第一の上ＯＢ平均とを対応付けて前記記憶部に記憶する記憶制御ステップとを備える信号処理方法。
【００３０】
（２４）（２０）記載の信号処理方法であって、前記記憶部に記憶される前記一次関数、前記第一の上ＯＢ平均、及び前記第一の下ＯＢ平均は、それぞれ、複数回の前記暗電流取得用駆動の各々によって前記対応電荷転送部から得られた信号の平均を用いて生成されたものである信号処理方法。
【００３１】
（２５）（２０）記載の信号処理方法であって、前記一次関数を生成するモード時に前記暗電流取得用駆動を行う駆動ステップと、前記暗電流取得用駆動によって前記対応電荷転送部から得られた信号に基づいて前記一次関数を生成する記憶用一次関数生成ステップと、前記暗電流取得用駆動によって前記対応電荷転送部から得られた信号のうちの前記複数の上ＯＢの各々に対応する信号の平均である第一の上ＯＢ平均と、前記信号のうちの前記複数の下ＯＢの各々に対応する信号の平均である第一の下ＯＢ平均とを求める記憶用ＯＢ平均算出ステップと、前記記憶用一次関数生成手段で生成された一次関数と、前記記憶用ＯＢ平均算出手段で算出された前記第一の上ＯＢ平均及び前記第一の下ＯＢ平均とを対応付けて前記記憶部に記憶する記憶制御ステップとを備える信号処理方法。
【００３２】
（２６）（２４）記載の信号処理方法であって、前記一次関数を生成するモード時に前記暗電流取得用駆動を複数回行う駆動ステップと、前記複数回の暗電流取得用駆動の各々によって前記対応電荷転送部から得られた信号の平均を算出する信号平均算出ステップと、前記信号平均算出手段で算出された信号のうち、前記画素列の複数のＰＤの各々に対応する信号に基づいて前記一次関数を生成する記憶用一次関数生成ステップと、前記信号平均算出手段で算出された信号のうちの前記画素列の複数の上ＯＢの各々に対応する信号の平均である前記第一の上ＯＢ平均と、前記信号のうちの前記画素列の複数の下ＯＢの各々から得られた信号の平均である前記第一の下ＯＢ平均とを求める記憶用ＯＢ平均算出ステップと、前記記憶用一次関数生成手段で生成された一次関数と、前記記憶用ＯＢ平均算出手段で算出された前記第一の上ＯＢ平均及び前記第一の下ＯＢ平均とを対応付けて前記記憶部に記憶する記憶制御ステップとを備える信号処理方法。
【００３３】
（２７）半導体基板上の列方向に配列された複数の画素（以下、ＰＤという）からなる画素列が、前記半導体基板上の前記列方向に直交する行方向に少なくとも１つ配列された固体撮像素子から得られる信号を処理する信号処理方法であって、前記固体撮像素子は、前記画素列に対応して設けられた電荷転送部を備え、前記電荷転送部は、それに対応する前記画素列で発生した電荷を前記列方向に転送するものであり、前記固体撮像素子による撮像によって前記画素列の前記複数のＰＤの各々で発生する電荷の前記電荷転送部での転送時に前記電荷に重畳される暗電荷に応じた信号である暗電流を前記電荷に応じた信号から減算する暗電流補正を、前記複数のＰＤの各々の位置座標を変数として前記暗電流のレベルを表した補正用一次関数に基づいて行う暗電流補正ステップと、前記固体撮像素子の周辺温度を検出する温度検出ステップと、前記撮像とは別に事前に行われた前記固体撮像素子を駆動する暗電流取得用駆動によって前記画素列に対応する対応電荷転送部から得られた前記複数のＰＤの各々に対応する信号から生成された一次関数であって、前記複数のＰＤの各々の位置座標を変数として前記複数のＰＤに対応する信号に重畳される暗電流レベルを表した一次関数が、前記暗電流取得用駆動時に前記温度検出手段で検出された前記固体撮像素子の周辺の温度情報と対応付けて予め記憶される記憶部、に記憶されている前記一次関数の各項に、前記一次関数に対応する前記温度情報に対する、前記撮像時に前記温度検出手段で検出された温度情報の比率を乗じて、前記補正用一次関数を生成する補正用一次関数生成ステップとを備える信号処理方法。
【００３４】
（２８）（２７）記載の信号処理方法であって、前記記憶部に記憶される前記一次関数は、前記固体撮像素子の周辺温度を同一として行った複数回の前記暗電流取得用駆動の各々によって前記対応電荷転送部から得られた信号の平均を用いて生成されたものであるステップ。
【００３５】
（２９）（２７）記載の信号処理方法であって、前記一次関数を生成するモード時に前記暗電流取得用駆動を行う駆動ステップと、前記暗電流取得用駆動によって前記対応電荷転送部から得られた信号に基づいて前記一次関数を生成する記憶用一次関数生成ステップと、前記暗電流取得用駆動時に前記温度検出手段で検出された温度情報と、前記記憶用一次関数生成手段で生成された一次関数とを対応付けて前記記憶部に記憶する記憶制御ステップとを備える信号処理方法。
【００３６】
（３０）（２８）記載の信号処理方法であって、前記一次関数を生成するモード時に前記暗電流取得用駆動を複数回行う駆動ステップと、前記複数回の暗電流取得用駆動の各々によって前記対応電荷転送部から得られた信号の平均を算出する信号平均算出ステップと、前記信号平均算出手段で算出された信号のうち、前記光電変換素子列の複数のＰＤの各々に対応する信号に基づいて前記一次関数を生成する記憶用一次関数生成ステップと、前記暗電流取得用駆動時に前記温度検出手段で検出された温度情報と、前記記憶用一次関数生成手段で生成された一次関数とを対応付けて前記記憶部に記憶する記憶制御ステップとを備える信号処理方法。
【００３７】
（３１）（１８載の信号処理方法の各ステップを実行する第一のモードと、（１９），（２０），（２１），（２４），（２７），（２８）のいずれか１項記載の信号処理方法の各ステップを実行する第二のモードとを切り替え可能な信号処理方法であって、前記撮像によって前記画素列の前記複数のＰＤの各々で発生する電荷に重畳される前記暗電流のレベルの予測値が閾値を上回る場合は前記第一のモードを実施し、前記予測値が閾値を下回る場合は前記第二のモードを実施する信号処理方法。
【００３８】
（３２）（３１）記載の信号処理方法であって、前記撮像によって前記画素列の前記複数の上ＯＢから得られた上ＯＢ信号の平均と、前記撮像によって前記画素列の前記複数の下ＯＢから得られた下ＯＢ信号の平均とのうち、少なくとも前記上ＯＢ信号の平均に基づいて、前記予測値を決定する予測値決定ステップを備える信号処理方法。
【００３９】
（３３）（３１）記載の信号処理方法であって、前記撮像時の前記固体撮像素子周辺の温度に基づいて前記予測値を決定する予測値決定ステップを備える信号処理方法。
【００４０】
（３４）（１８）〜（３３）のいずれか記載の信号処理方法であって、撮影条件に応じて、前記暗電流補正手段の動作のオンオフを切り替える動作制御ステップを備える信号処理方法。
【発明の効果】
【００４１】
本発明によれば、暗電流補正までにかかる時間を短くし、且つ、消費電力を削減することが可能な撮像装置を提供する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】
【００４２】
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。
【００４３】
（第一実施形態）
図１は、本発明の一実施形態を説明するための撮像装置の一例であるデジタルカメラの機能ブロック図である。
図示するデジタルカメラの撮像系は、撮影レンズ１と、ＣＣＤ型の固体撮像素子５と、この両者の間に設けられた絞り２と、赤外線カットフィルタ３と、光学ローパスフィルタ４とを備える。固体撮像素子５の近傍には、固体撮像素子５周辺の温度を検出するための温度検出手段として機能する温度センサ２６が設けられている。温度センサ２６で検出された温度情報は、システム制御部１１を介してデジタル信号処理部１７に伝達される。
【００４４】
デジタルカメラの電気制御系全体を統括制御するシステム制御部１１は、フラッシュ発光部１２及び受光部１３を制御し、レンズ駆動部８を制御して撮影レンズ１の位置をフォーカス位置に調整したりズーム調整を行ったりし、絞り駆動部９を介し絞り２の開口量を制御して露光量調整を行う。
【００４５】
又、システム制御部１１は、撮像素子駆動部１０を介して固体撮像素子５を駆動し、撮影レンズ１を通して撮像した被写体画像を色信号として出力させる。システム制御部１１には、操作部１４を通してユーザからの指示信号が入力される。
【００４６】
デジタルカメラの電気制御系は、更に、固体撮像素子５の出力に接続された相関二重サンプリング処理等のアナログ信号処理を行うアナログ信号処理部６と、このアナログ信号処理部６から出力されたＲＧＢの色信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路７とを備え、これらはシステム制御部１１によって制御される。
【００４７】
更に、このデジタルカメラの電気制御系は、メインメモリ１６と、メインメモリ１６に接続されたメモリ制御部１５と、暗電流補正，補間演算やガンマ補正演算，ＲＧＢ／ＹＣ変換処理等を行って画像データを生成するデジタル信号処理部１７と、デジタル信号処理部１７で生成された画像データをＪＰＥＧ形式に圧縮したり圧縮画像データを伸張したりする圧縮伸張処理部１８と、測光データを積算しデジタル信号処理部１７が行うホワイトバランス補正のゲインを求める積算部１９と、着脱自在の記録媒体２１が接続される外部メモリ制御部２０と、カメラ背面等に搭載された液晶表示部２３が接続される表示制御部２２とを備え、これらは、制御バス２４及びデータバス２５によって相互に接続され、システム制御部１１からの指令によって制御される。デジタル信号処理部１７は、所定のプログラムによって動作するプロセッサを主体に構成される。
【００４８】
図２は、図１に示す固体撮像素子５の概略構成を示す平面模式図である。
固体撮像素子５は、半導体基板５０上の列方向に配列されたＶｂｔｍ個（Ｖｂｔｍは２以上の自然数）の黒レベル検出用の画素（例えば遮光された光電変換素子や、そこには実在しないダミーの光電変換素子、以下ＯＢという）５１、Ｖ個（Ｖは１以上の自然数）の受光用の画素（例えば遮光されていない光電変換素子、以下ＰＤという）５２、及びＶｕｐｐ個（ＶＵＰＰは２以上の自然数）の画素（例えば遮光された光電変換素子や、そこには実在しないダミーの光電変換素子、以下ＯＢという）５３等の多数の画素からなる画素列をｍ個（ｍは１以上の自然数）備える。ｍ個の光電変換素子列は、列方向に直交する行方向に配列されている。
【００４９】
固体撮像素子５は、ｍ個の画素列の各々に対応して設けられた電荷転送部（ＶＣＣＤ）５４を備え、ＶＣＣＤ５４は、それに対応する画素列で発生した電荷を列方向（図中の下から上に向かう方向）に転送する。
【００５０】
固体撮像素子５は、ｍ個のＶＣＣＤ５４の各々を転送されてきた電荷を行方向に転送する電荷転送部（ＨＣＣＤ）５５と、ＨＣＣＤ５５で転送された電荷に応じた信号を出力する信号出力部５６とを備える。
【００５１】
なお、本明細書においては、ＶＣＣＤ５４によって転送される電荷の移動を１つの流れとみなして、個々の部材等の相対的な位置を、必要に応じて「何々の上流」、「何々の下流」等と称して特定する。
【００５２】
ＯＢ５１は、画素列のうち、ＶＣＣＤ５４の電荷転送方向下流側の端部に配置されているため、以下では、ＯＢ５１のことを下ＯＢ５１という。ＯＢ５３は、画素列のうち、ＶＣＣＤ５４の電荷転送方向上流側の端部に配置されているため、以下では、ＯＢ５３のことを上ＯＢ５３という。ＰＤ５２は、上ＯＢ５３と下ＯＢ５１との間に配置されている。
【００５３】
図２に示す固体撮像素子５においては、各画素列の下ＯＢ５１、ＰＤ５２、及び上ＯＢ５３のそれぞれの位置を、列方向に延びるｙ座標軸上の一点で表すものとし、画素列のうちＨＣＣＤ５５に最も近い位置にあるＯＢ５１の座標をｙ＝０とし、ＨＣＣＤ５５から最も遠い位置にあるＯＢ５３の座標をｙ＝Ｖｂｔｍ＋Ｖ＋Ｖｕｐｐ−１とする。又、行方向に並ぶ各画素列の位置を、行方向に延びるｘ座標軸上の一点で表すものとし、一番左側にある画素列の座標をｘ＝０とし、一番右側にある画素列の座標をｘ＝ｍ−１とする。
【００５４】
固体撮像素子５を遮光した状態で、各画素列を構成する多数の画素から電荷を読み出さないで、ＶＣＣＤ５４、ＨＣＣＤ５５、及び信号出力５６を駆動して得られる信号は、固体撮像素子５によって被写体を撮像したときに各画素列を構成する多数の画素の各々で発生した電荷がＶＣＣＤ５４で転送される際に、この電荷に重畳される暗電荷に応じた信号である暗電流に相当する。
【００５５】
図３は、各画素列を構成する多数の画素のｙ座標と、各画素列を構成する多数の画素から得られる信号に重畳される暗電流のレベルとの関係を示した図である。図３に示すように、各画素列に対応する暗電流のレベルは、ｙ座標を変数とした一次関数で表され、ｙ座標が大きくなるほど、そのレベルも大きくなる。従来では、図３に示すようなデータを取得するための暗電流取得用駆動を、被写体を撮像するための駆動とは別に行って暗電流補正を行っているため、消費電力が大きくなっている。
【００５６】
本実施形態のデジタルカメラでは、被写体を撮像するための駆動のみで、暗電流補正を行うことを可能にしている。
【００５７】
本実施形態のデジタルカメラは、撮像素子駆動部１０が固体撮像素子を駆動して被写体を撮像し、各画素で発生した電荷に応じた信号を読み出す通常の撮像モードの他に、暗電流補正のためのデータをメインメモリ１６に記憶するための暗電流取得用モードが設定可能となっている。暗電流取得用モードは、デジタルカメラの出荷前にのみ設定可能なモードであり、このモードに設定されると、撮像素子駆動部１０が固体撮像素子５を遮光した状態で、光電変換素子５１，５２，５３から電荷を読み出さずに、ＶＣＣＤ５４、ＨＣＣＤ５５、信号出力５６を駆動する暗電流取得用駆動を複数回行う。或いは、このモードに設定されると、撮像素子駆動部１０が固体撮像素子５を遮光しない状態で、光電変換素子５１，５２，５３からＶＣＣＤ５４への電荷読み出しパルスを印加しない駆動を複数回行う。１回の暗電流取得用駆動が行われると、各光電変換素子列に対応するＶＣＣＤ５４からは、それに対応する光電変換素子列を構成する多数の光電変換素子の各々に対応する信号が出力されることになる。
【００５８】
以下では、撮像モードでの撮像時に座標[ｙ，ｘ]の画素から得られる信号をｉｎ[ｙ，ｘ]撮とし、ｉｎ[ｙ，ｘ]撮のうち、上ＯＢ５３から得られた信号（上ＯＢ信号）をＯＢｕｐｐ[ｙ，ｘ]撮とし、ＰＤ５２から得られた信号をＰＤ [ｙ，ｘ]撮とし、下ＯＢ５１から得られた信号（下ＯＢ信号）をＯＢｂｔｍ[ｙ，ｘ] 撮として説明する。
【００５９】
又、暗電流取得用駆動時に固体撮像素子５から得られる座標[ｙ，ｘ]の画素に対応する信号をｉｎ[ｙ，ｘ]暗とし、ｉｎ[ｙ，ｘ] 暗のうち、上ＯＢ５３に対応する信号（上ＯＢ信号）をＯＢｕｐｐ[ｙ，ｘ] 暗とし、ＰＤ５２に対応する信号をＰＤ [ｙ，ｘ] 暗とし、下ＯＢ５１に対応する信号（下ＯＢ信号）をＯＢｂｔｍ[ｙ，ｘ] 暗として説明する。
【００６０】
図４は、図１に示すデジタル信号処理部１７内の機能ブロックを示した図である。
デジタル信号処理部１７は、信号平均算出部３１と、記憶用一次関数生成部３２と、記憶用ＯＢ平均算出部３３と、補正用ＯＢ平均算出部３４と、補正用一次関数生成部３５と、暗電流補正部３６と、予測値決定部３７と、動作制御部３８とを備える。
【００６１】
信号平均算出部３１は、複数回の暗電流取得用駆動の各々によって固体撮像素子５から得られるｉｎ[ｙ，ｘ] 暗の同一座標におけるデータの平均である信号Ａｖｅ[ｙ，ｘ]を算出する。この処理によって、信号出力部５６で発生するランダムノイズが除去された信号Ａｖｅ[ｙ，ｘ]を得ることができる。
【００６２】
記憶用一次関数生成部３２は、信号Ａｖｅ[ｙ，ｘ]のｘを固定値としたときの各ｙ座標での値を、ｙを変数とする一次関数で表した記憶用一次関数ｆ（ｙ）（式（１））を生成する。記憶用一次関数ｆ（ｙ）は例えば最小二乗法等によって生成する。信号Ａｖｅ[ｙ，ｘ]の値は、座標[ｙ，ｘ]の画素から得られる信号に重畳される暗電流に相当するため、この記憶用一次関数ｆ（ｙ）から、暗電流取得用駆動時と同一条件で撮像を行った場合に固体撮像素子５から得られる各信号に含まれる暗電流レベルを知ることができる。式（１）のａ，ｂは、信号Ａｖｅ[ｙ，ｘ]のレベルによって決まる係数である。記憶用一次関数生成部３２により、各画素列に対応するｍ個の記憶用一次関数が生成される。
ｆ（ｙ）＝ａｙ＋ｂ・・・式（１）
【００６３】
記憶用ＯＢ平均算出部３３は、信号Ａｖｅ[ｙ，ｘ]のうち、任意の座標ｘの画素列の下ＯＢ５１に対応する下ＯＢ信号の平均であるＯＢｂｔｍ[ｘ]暗を以下の式（２）により算出し、任意の座標ｘの画素列の上ＯＢ５３に対応する上ＯＢ信号の平均であるＯＢｕｐｐ[ｘ]暗を以下の式（３）により算出する。ＯＢｂｔｍ[ｘ]暗とＯＢｕｐｐ[ｘ]暗は、それぞれメインメモリ１６に記憶されるため、記憶用ＯＢ平均ともいう。
【００６４】
【数１】
2008113141.tif 000003
【００６５】
任意の座標ｘで求められた記憶用一次関数と、同座標ｘにおけるＯＢｂｔｍ[ｘ]暗と、同座標ｘにおけるＯＢｕｐｐ[ｘ]暗とは、それぞれ対応付けられて、メモリ制御部１５によりメインメモリ１６に記憶される。
【００６６】
補正用ＯＢ平均算出部３４は、撮像モードでの撮像によって任意の座標ｘの画素列の下ＯＢ５１から得られた下ＯＢ信号の平均であるＯＢｂｔｍ[ｘ]撮を以下の式（４）により算出し、撮像モードでの撮像によって任意の座標ｘの画素列の上ＯＢ５１から得られた上ＯＢ信号の平均であるＯＢｕｐｐ[ｘ]撮を以下の式（５）により算出する。ＯＢｂｔｍ[ｘ]撮とＯＢｕｐｐ[ｘ]撮は、それぞれ暗電流補正のために用いられるため、補正用ＯＢ平均ともいう。
【００６７】
【数２】
2008113141.tif 000004
【００６８】
予測値決定部３７は、撮像モードでの撮像によって固体撮像素子５から得られるＰＤ [ｙ，ｘ]撮の暗電流レベルの予測値を決定する。予測値決定部３７は、ＯＢｕｐｐ[ｘ]撮とＯＢｂｔｍ[ｘ]撮とのうち、少なくともＯＢｕｐｐ[ｘ]撮に基づいて上記予測値を決定する。例えば、任意の座標ｘにおけるＯＢｕｐｐ[ｘ]撮をそのまま予測値としたり、任意の座標ｘにおけるＯＢｕｐｐ[ｘ]撮から同座標ｘにおけるＯＢｂｔｍ[ｘ]撮を減算した値を予測値としたりする。又は、撮像モードでの撮像時に温度センサ２６で検出された固体撮像素子５周辺の温度情報に基づいて予測値を決定する。
【００６９】
補正用一次関数生成部３５は、撮像モードでの撮像によって固体撮像素子５から得られるＰＤ [ｙ，ｘ]撮の暗電流補正を行うための補正用一次関数Ｆ（ｙ）を生成する。補正用一次関数生成部３５は、予測値決定部３７で決定された予測値が、閾値（信号出力部５６に起因するランダムノイズのレベルの最大値）を上回る場合は、ランダムノイズの影響が無視できるため、ランダムノイズの影響を考慮していない第一のモードで補正用一次関数Ｆ（ｙ）を生成し、予測値決定部３７で決定された予測値が閾値を下回る場合は、ランダムノイズの影響が無視できないため、ランダムノイズの影響を考慮した第二のモードで補正用一次関数Ｆ（ｙ）を生成する。以下、第一のモードと第二のモードに分けて補正用一次関数生成部３５の機能を説明する。
【００７０】
（第一のモード）
補正用一次関数生成部３５は、ＯＢｕｐｐ[ｘ]撮を、座標ｘの画素列のＰＤ５２のうちの上ＯＢ５３に隣接するＰＤ５２で撮像モードでの撮像により発生した電荷に応じた信号に重畳される暗電流のレベルとし、ＯＢｂｔｍ[ｘ]撮を、座標ｘの画素列のＰＤ５２のうちの下ＯＢ５１に隣接するＰＤ５２で撮像モードでの撮像により発生した電荷に応じた信号に重畳される暗電流のレベルとする。つまり、図５に示すように、ＰＤ[ｙ＝Ｖｂｔｍ，ｘ]撮＝ＯＢｂｔｍ[ｘ]撮とし、ＰＤ[ｙ＝Ｖｂｔｍ＋Ｖ−１，ｘ]撮＝ＯＢｕｐｐ[ｘ]撮とする。そして、ＯＢｂｔｍ[ｘ]撮とＯＢｕｐｐ[ｘ]撮を結ぶ直線を表す一次関数Ｆ（ｙ）を以下の式（６）により算出し、これを補正用一次関数とする。
【００７１】
【数３】
2008113141.tif 000005
【００７２】
このように、第一のモードでは、同一の画素列を構成するＯＢ５１からの上ＯＢ信号と同一の画素列を構成するＯＢ５３からの下ＯＢ信号とにばらつきがあった場合でも、そのばらつきが平均化された上ＯＢ信号の平均と下ＯＢ信号の平均とを基に、補正用一次関数Ｆ（ｙ）が生成される。このため、信号のばらつきの影響を排除でき、補正用一次関数Ｆ（ｙ）に基づく暗電流補正の精度を向上させることができる。一方で、第一のモードで生成された補正用一次関数Ｆ（ｙ）は、１回の撮像で得られた信号から生成されているため、信号出力部５６に起因するランダムノイズ成分の影響を受けてしまう。
【００７３】
（第二のモード）
補正用一次関数生成部３５は、メインメモリ１６に記憶されている任意の座標ｘに対応する記憶用一次関数ｆ（ｙ）の各項に、その記憶用一次関数ｆ（ｙ）に対応付けて記憶されているＯＢｕｐｐ[ｘ]暗とＯＢｂｔｍ[ｘ]暗との差に対する、同座標ｘでのＯＢｕｐｐ[ｘ]撮とＯＢｂｔｍ[ｘ]撮との差の比率を乗じる以下の式（７）に示した演算処理を行って、補正用一次関数Ｆ（ｙ）を生成する。
【００７４】
【数４】
2008113141.tif 000006
【００７５】
このように、第二のモードでは、記憶用一次関数ｆ（ｙ）を加工して補正用一次関数Ｆ（ｙ）を生成しているため、ランダムノイズの影響を受けない補正用一次関数Ｆ（ｙ）を生成することができ、正確な暗電流補正が可能となる。ただし、第二のモードの場合には、メモリアクセス等の第一のモードにはない処理が必要となるため、第一のモードよりも処理が複雑となる。
【００７６】
暗電流補正部３６は、撮像モードでの撮像によって固体撮像素子５から得られるＰＤ [ｙ，ｘ]撮の暗電流補正を補正用一次関数Ｆ（ｙ）に基づいて行う。ＰＤ [ｙ，ｘ]撮の暗電流レベルは、式（６）又は（７）で求まるため、ＰＤ [ｙ，ｘ]撮から式（６）又は（７）で求めた暗電流レベルを減算する以下の式（８）又は（９）に示す演算を行うことで、暗電流補正を行い、補正後の信号ｏｕｔ[ｙ，ｘ]を得る。
【００７７】
【数５】
2008113141.tif 000007
【００７８】
動作制御部３８は、温度センサ２６からの温度情報や、撮影モード時に設定された撮影ＩＳＯ感度情報等の撮影条件に応じて、暗電流補正部３６の動作を制御する。動作制御部３８は、例えば、低温時や低撮影ＩＳＯ感度設定時等の暗電流が少なくなるような撮影条件の場合には、暗電流補正部３６を停止させ、高温時や高撮影ＩＳＯ感度設定時等の暗電流が多くなるような撮影条件の場合には、暗電流補正部３６を動作させる制御を行う。このような制御により、動作を効率化でき、消費電力を削減することができる。
【００７９】
次に、図１に示すデジタルカメラの暗電流取得用モード時と撮像モード時における動作を説明する。
図６は、第一実施形態のデジタルカメラの暗電流取得用モード時の動作フローを示す図である。
暗電流取得用モードが設定されると、複数回の暗電流取得用駆動が実施され（ステップＳ１）、複数の信号ｉｎ[ｙ，ｘ]暗がデジタル信号処理部１７に入力される。次に、ｉｎ[ｙ，ｘ]暗の平均であるＡｖｅ[ｙ，ｘ]が算出される（ステップＳ２)。次に、Ａｖｅ[ｙ，ｘ]から記憶用一次関数ｆ（ｙ）が生成され（ステップＳ３）、Ａｖｅ[ｙ，ｘ]から補正用ＯＢ平均（ＯＢｂｔｍ[ｘ]暗とＯＢｕｐｐ[ｘ]暗）が生成され（ステップＳ４）、これらが対応付けらてメインメモリ１６に記憶され（ステップＳ５）、処理が終了する。
【００８０】
図７は、第一実施形態のデジタルカメラの撮像モード時の動作フローを示す図である。
撮像モードが設定されて撮像が行われると（ステップＳ１１）、信号ｉｎ[ｙ，ｘ]撮がデジタル信号処理部１７に入力される。次に、ｉｎ[ｙ，ｘ]撮から補正用ＯＢ平均（ＯＢｂｔｍ[ｘ]撮とＯＢｕｐｐ[ｘ] 撮）が生成される（ステップＳ１２）。
【００８１】
次に、補正用ＯＢ平均又は撮像時の温度情報に基づいて暗電流レベルの予測値と閾値とが比較され、暗電流レベルの予測値が閾値を下回っていた場合（ステップＳ１３：ＹＥＳ）、第二のモードによって補正用一次関数Ｆ（ｙ）が生成される（ステップＳ１４）。一方、暗電流レベルの予測値が閾値を上回っていた場合（ステップＳ１３：ＮＯ）、第一のモードによって補正用一次関数Ｆ（ｙ）が生成される（ステップＳ１５）。
【００８２】
補正用一次関数Ｆ（ｙ）の生成後は、補正用一次関数Ｆ（ｙ）に基づいて、撮像モードでの撮像によって得られたＰＤ [ｙ，ｘ]撮から暗電流レベルが減算され（ステップＳ１６）、その後、所定の画像処理が施されて画像データが生成され（ステップＳ１７）、生成された画像データが記憶媒体２１に記録される。
【００８３】
以上のように、本実施形態のデジタルカメラによれば、撮像モードでの撮像によって得られる信号の暗電流補正を、その撮像によって得られた信号を用いて生成した補正用一次関数Ｆ（ｙ）に基づいて行うため、暗電流レベル取得のための駆動を、撮像のための駆動とは別に行う必要がなく、暗電流補正にかかるまでの時間の短縮及び低消費電力化を実現することができる。
【００８４】
又、本実施形態のデジタルカメラでは、暗電流レベルの予測値がランダムノイズレベルより低い場合、ランダムノイズが無視できなくなるため、処理は複雑であるがランダムノイズの影響を極力排除できる第二のモードを採用することで画質向上を図り、暗電流レベルの予測値がランダムノイズレベルより高い場合、ランダムノイズの影響は無視できるため、ランダムノイズの影響は受けてしまうが、処理を簡略化した第一のモードを採用することで処理速度向上を図っている。このように、状況に合わせた効率的な処理を可能としている。
【００８５】
本実施形態では、補正用一次関数生成部３５が、暗電流レベルの予測値に応じて、第一のモードと第二のモードを切り替えて補正用一次関数Ｆ（ｙ）を求めるものとしている。しかし、本願の課題を解決するためには、これらの２つのモードを補正用一次関数生成部３５が実行可能である必要はなく、どちらかの機能を実行可能であれば良い。
【００８６】
つまり、図４に示す信号平均算出部３１、記憶用一次関数生成部３２、記憶用ＯＢ平均算出部３３、及び予測値決定部３７を削除し、補正用一次関数生成部３５が第一のモードのみで補正用一次関数を生成するものとしても良い。又は、図４に示す予測値決定部３７を削除し、補正用一次関数生成部３５が第二のモードのみで補正用一次関数を生成するものとしても良い。
【００８７】
又、補正用一次関数生成部３５が、第二のモードのみを実行する機能を有する場合は、信号平均算出部３１を削除し、記憶用一次関数生成部３２が、１回の暗電流取得用駆動によって得られた信号から記憶用一次関数を生成するようにしても良い。このようにすると、ランダムノイズの影響を排除できなくなるが、それでも、本願の課題は解決することができる。
【００８８】
又、本実施形態では、信号平均算出部３１、記憶用一次関数生成部３２、及び記憶用ＯＢ平均算出部３３の機能をデジタル信号処理部１７が実行するものとしているが、これらの機能を、調整用撮像によって固体撮像素子５から得られた信号を転送された外部のコンピュータが実行するものとし、このコンピュータで生成された記憶用一次関数ｆ（ｙ）等をメインメモリ１６に記憶させるようにしても良い。
【００８９】
又、本実施形態では、補正用一次関数生成部３５が、第二のモードにおいて、記憶用一次関数ｆ（ｙ）と、それに対応するＯＢｕｐｐ[ｘ]暗，ＯＢｂｔｍ[ｘ]暗と、同座標ｘでのＯＢｕｐｐ[ｘ]撮，ＯＢｂｔｍ[ｘ]撮とに基づいて、補正用一次関数Ｆ（ｙ）を生成している。しかし、記憶用一次関数ｆ（ｙ）と、それに対応するＯＢｕｐｐ[ｘ]暗と、同座標ｘでのＯＢｕｐｐ[ｘ]撮に基づいて補正用一次関数Ｆ（ｙ）を生成することも可能である。この場合、補正用一次関数生成部３５は、メインメモリ１６に記憶されている任意の座標ｘに対応する記憶用一次関数ｆ（ｙ）の各項に、その記憶用一次関数ｆ（ｙ）に対応付けて記憶されているＯＢｕｐｐ[ｘ]暗に対する、同座標ｘでのＯＢｕｐｐ[ｘ]撮の比率を乗じる演算処理を行って、補正用一次関数Ｆ（ｙ）を生成すれば良い。
【００９０】
又、補正用一次関数生成部３５が、記憶用一次関数ｆ（ｙ）と、それに対応するＯＢｕｐｐ[ｘ]暗と、同座標ｘでのＯＢｕｐｐ[ｘ]撮に基づいて補正用一次関数Ｆ（ｙ）を生成するものとした場合、補正用ＯＢ平均算出部３４は、ＯＢｕｐｐ[ｘ]撮を少なくとも算出し、記憶用ＯＢ平均算出部３３は、ＯＢｕｐｐ[ｘ]暗を少なくとも算出し、メモリ制御部１５は、任意の座標ｘで求められた記憶用一次関数と、同座標ｘにおけるＯＢｕｐｐ[ｘ]暗とを対応付けてメインメモリ１６に記憶するようにすれば良い。
【００９１】
（第二実施形態）
本実施形態のデジタルカメラは、図４に示したデジタル信号処理部１７の機能の一部を変更した以外は、第一実施形態と同様の構成である。以下、この変更点についてのみ説明する。
【００９２】
図８は、本発明の二実施形態のデジタルカメラのデジタル信号処理部内の機能ブロックを示した図である。図８において図４と同様の構成には同一符号を付してある。
図８に示したデジタル信号処理部１７は、図４に示したデジタル信号処理部１７において、補正用一次関数生成部３５を補正用一次関数生成部４５に変更し、記憶用ＯＢ平均算出部３３を削除し、代わりに温度情報取得部４３を追加した構成となっている。
【００９３】
温度情報取得部４３は、暗電流取得用駆動時に温度センサ２６で検出された固体撮像素子５周辺の温度情報Ｔ暗を取得してメモリ制御部１６に伝達したり、撮像モードでの撮像時に温度センサ２６で検出された固体撮像素子５周辺の温度情報Ｔ撮を取得して補正用一次関数生成部４５に伝達したりする。
【００９４】
メモリ制御部１５は、記憶用一次関数生成部３２で生成された記憶用一次関数ｆ（ｙ）と、温度情報取得部４３で取得された温度情報Ｔ暗とを対応付けてメインメモリ１６に記憶する。
【００９５】
補正用一次関数生成部４５は、撮像モードでの撮像によって固体撮像素子５から得られるＰＤ [ｙ，ｘ]撮の暗電流補正を行うための補正用一次関数Ｆ（ｙ）を生成する。補正用一次関数生成部４５は、予測値決定部３７で決定された予測値が、閾値（信号出力部５６に起因するランダムノイズのレベルの最大値）を上回る場合は、上述した第一のモードで補正用一次関数Ｆ（ｙ）を生成し、予測値決定部３７で決定された予測値が閾値を下回る場合は、ランダムノイズの影響が無視できないため、ランダムノイズの影響を考慮した第三のモードで補正用一次関数Ｆ（ｙ）を生成する。以下、第三のモードについて説明する。
【００９６】
（第三のモード）
補正用一次関数生成部４５は、メインメモリ１６に記憶されている記憶用一次関数ｆ（ｙ）の各項に、記憶用一次関数ｆ（ｙ）に対応付けて記憶されている温度情報Ｔ暗に対する、温度情報取得部４３で取得された温度情報Ｔ撮の比率を乗じる例えば以下の式（１０）に示した演算処理を行って、補正用一次関数Ｆ（ｙ）を生成する。式（１０）において、Ｅｇは、シリコンのエネルギーバンドギャップ、ｋはボルツマン定数である。
【００９７】
【数６】
2008113141.tif 000008
【００９８】
このように、第三のモードでは、記憶用一次関数ｆ（ｙ）を加工して補正用一次関数Ｆ（ｙ）を生成しているため、ランダムノイズの影響を排除した補正用一次関数Ｆ（ｙ）を生成することができ、正確な暗電流補正が可能となる。
【００９９】
次に、本実施形態のデジタルカメラの暗電流取得用モード時と撮像モード時における動作を説明する。
図９は、第二実施形態のデジタルカメラの暗電流取得用モード時の動作フローを示す図である。図９において図６と同様の動作フローには同一符号を付してある。
ステップＳ３の後、ステップＳ１での暗電流取得用駆動時の固体撮像素子５周辺の温度情報Ｔ暗が取得される（ステップＳ２４）。そして、取得された温度情報Ｔ暗と、ステップＳ３で生成された記憶用一次関数ｆ（ｙ）とが対応付けられてメインメモリ１６に記憶されて（ステップＳ２５）、処理が終了する。
【０１００】
図１０は、第二実施形態のデジタルカメラの撮像モード時の動作フローを示す図である。図１０において図７と同様の動作フローには同一符号を付してある。
ステップＳ１３で判定がＹＥＳだった場合、ステップＳ１１の撮像時における固体撮像素子５周辺の温度情報Ｔ撮が取得され（ステップＳ３１）、この温度情報Ｔ撮を基に、第三のモードで補正用一次関数Ｆ（ｙ）が生成される（ステップＳ３４）。これ以外のステップは、図７と同様である。
【０１０１】
このように、メインメモリ１６に記憶用一次関数ｆ（ｙ）と温度情報Ｔ暗とを対応付けて記憶しておき、撮像時の温度情報Ｔ撮から記憶用一次関数ｆ（ｙ）を加工して補正用一次関数Ｆ（ｙ）を生成する第三のモードを第二のモードの代わりに採用することでも、第一実施形態で述べた効果と同じ効果を得ることができる。
【０１０２】
尚、本実施形態では、補正用一次関数生成部３５が、暗電流レベルの予測値に応じて、第一のモードと第三のモードを切り替えて補正用一次関数Ｆ（ｙ）を求めるものとしている。しかし、本願の課題を解決するためには、これらの２つのモードを補正用一次関数生成部３５が実行可能である必要はなく、どちらかの機能を実行可能であれバ良い。
【０１０３】
つまり、図８に示す信号平均算出部３１、記憶用一次関数生成部３２、温度情報取得部４３、及び予測値決定部３７を削除し、補正用一次関数生成部４５が第一のモードのみで補正用一次関数を生成するものとしても良い。又は、図８に示す予測値決定部３７及び補正用ＯＢ平均算出部３４を削除し、補正用一次関数生成部４５が第三のモードのみで補正用一次関数を生成するものとしても良い。
【０１０４】
又、補正用一次関数生成部４５が、第三のモードのみを実行する機能を有する場合は、信号平均算出部３１を削除し、記憶用一次関数生成部３２が、１回の暗電流取得用駆動によって得られた信号から記憶用一次関数を生成するようにしても良い。このようにすると、ランダムノイズの影響を排除できなくなるが、それでも、本願の課題は解決することができる。
【０１０５】
又、本実施形態では、信号平均算出部３１、記憶用一次関数生成部３２、及び温度情報取得部４３の機能をデジタル信号処理部１７が実行するものとしているが、これらの機能を、調整用撮像によって固体撮像素子５から得られた信号を転送された外部のコンピュータが実行するものとし、このコンピュータで生成された記憶用一次関数ｆ（ｙ）等をメインメモリ１６に記憶させるようにしても良い。
【０１０６】
又、第三のモードのみを実行するデジタルカメラを実現するのであれば、このデジタルカメラに搭載する固体撮像素子は図２に示したような構成である必要はない。即ち、図２に示したＯＢ５１，ＯＢ５２を省略したものを用いても問題はない。
【図面の簡単な説明】
【０１０７】
【図１】本発明の一実施形態を説明するための撮像装置の一例であるデジタルカメラの機能ブロック図
【図２】図１に示す固体撮像素子の概略構成を示す平面模式図
【図３】各画素列を構成する画素のｙ座標と、各画素列を構成する画素から得られる信号に重畳される暗電流（以下、各画素列に対応する暗電流と略す）のレベルとの関係を示した図
【図４】図１に示すデジタル信号処理部内の機能ブロックを示した図
【図５】補正用一次関数の求め方を説明するための図
【図６】第一実施形態のデジタルカメラの調整用撮像モード時の動作フローを示す図
【図７】第一実施形態のデジタルカメラの撮像モード時の動作フローを示す図
【図８】本発明の二実施形態のデジタルカメラのデジタル信号処理部内の機能ブロックを示す図
【図９】第二実施形態のデジタルカメラの調整用撮像モード時の動作フローを示す図
【図１０】第二実施形態のデジタルカメラの撮像モード時の動作フローを示す図
【符号の説明】
【０１０８】
５  固体撮像素子
５１  上ＯＢ
５２  ＰＤ
５３  下ＯＢ
５４  ＶＣＣＤ
３４  ＯＢ平均算出部
３５  補正用一次関数生成部
３６  暗電流補正部
【図１】
2008113141.tif 000009
【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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