(57)【要約】【課題】受光素子で生成された電荷を転送する転送手段における電荷の転送効率を通常の画像の撮影時に検出し、転送手段における電荷の転送効率が低下しないように制御を行う。【解決手段】ＣＣＤを構成する受光素子の出力信号（電圧ＶＯＵＴ）の画像信号成分を位相の異なる２回のパルスでサンプリングすることによって得られた画像信号成分の変化量を変化量算出部が判断する。画像信号成分に変化があった場合は、水平転送路の最終段の転送電極から出力部と接続されるＮ＋チャネルへ受光素子で生成された電荷ｑが転送されるときに、全ての電荷ｑが所定の時間内に転送されない局部転送効率の低下が生じていることを示す。画像信号成分に変化が無い場合は、局部転送効率に低下が生じているとは判断されない。そして、画像信号成分の変化量に基づき、水平転送路駆動制御部が、水平転送路の駆動周波数、駆動電圧を画像信号成分の変化量が小さくなるように制御する。【選択図】図５
2008160205.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射する光の強さに応じた量の電荷を生成する複数の受光素子と、
前記複数の受光素子で生成された前記電荷を、前記電荷を画像信号として出力するために蓄積する出力領域へ、順次転送する転送手段と、
前記出力領域に転送された前記電荷を、前記出力領域から廃棄する廃棄動作を行う廃棄手段と、
前記出力領域に転送された前記電荷を電圧として検出し、前記転送手段による前記電荷の前記出力領域への転送と前記廃棄手段による前記電荷の前記出力領域からの廃棄とを繰り返すことで、前記複数の受光素子毎に前記電圧を画像信号として順次出力する出力手段と、
前記出力手段から出力された前記複数の受光素子毎の前記画像信号をサンプリングするサンプリング手段と、
前記サンプリング手段による前記画像信号をサンプリングするタイミングで、前記出力領域に転送されてくる前記受光素子毎の前記電荷の変化量を算出する変化量算出手段と、
前記変化量算出手段により得られた前記変化量に基づいて、前記転送手段の駆動周波数又は前記転送手段に印加する電圧の少なくとも何れか一つを制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記変化量算出手段は、前記出力領域に転送されてくる前記受光素子毎の前記電荷の変化量として、前記サンプリング手段が前記受光素子毎の前記画像信号を異なる位相で２回以上の所定回数サンプリングした値の差分を算出すること特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【請求項３】
前記画像信号の保持期間が十分でないために、前記受光素子毎の前記画像信号を異なる位相で２回以上の所定回数サンプリングすることが困難な場合は、前記廃棄手段による前記電荷の前記廃棄動作のタイミングを遅らせることを特徴とする請求項２記載の撮像装置。
【請求項４】
２つの前記出力手段と、２つの前記サンプリング手段と、２つの前記出力手段と２つの前記サンプリング手段とが一対一の関係で接続される接続関係の切り替えをする切替手段と、を更に備え、前記切替手段が２つの前記出力手段のうち何れか一つを２つの前記サンプリング手段へ同時に接続し、２つの前記サンプリング手段に接続された前記出力手段から出力される前記出力信号の前記画像信号を、２つの前記サンプリング手段が異なる位相で１回ずつサンプリングし、前記変化量算出手段が、２つの前記サンプリング手段でサンプリングされた前記画像信号の値の差分を、前記画像信号の前記変化量として算出することを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記出力領域から前記廃棄手段が廃棄した電荷を電流として検出する電流検出手段を更に備え、前記サンプリング手段が前記画像信号をサンプリングした直後に、前記廃棄手段が前記出力領域から電荷を廃棄する前記廃棄動作を行い、次の受光素子で生成された電荷が前記出力領域に転送される前に、前記廃棄手段が２回目の前記廃棄動作を行い、当該２回目の前記廃棄動作時に、前記電流検出手段が検出する電流値を、前記変化量算出手段が前記出力領域に転送されてくる前記受光素子毎の前記電荷の変化量とすることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記廃棄手段で２回の前記廃棄動作を行う対象となる電荷を生成する受光素子は、入射する光の強さに応じた量の電荷を生成するが、当該電荷は画像データの取得に使用されない非有効画素領域に含まれる受光素子とすることを特徴とする請求項５記載の撮像装置。
【請求項７】
入射する光の強さに応じた量の電荷を生成する複数の受光素子と、
前記複数の受光素子で生成された前記電荷を、前記電荷を画像信号として出力するために蓄積する出力領域へ、順次転送する転送手段と、
前記出力領域に転送された前記電荷を前記出力領域から廃棄する廃棄動作を行う廃棄手段と、
前記出力領域に転送された前記電荷を、電圧として検出し、前記転送手段による前記電荷の前記出力領域への転送と前記廃棄手段による前記電荷の前記出力領域からの廃棄とを繰り返すことで、前記電圧を画像信号として前記複数の受光素子毎に順次出力する出力手段と、
本装置の出荷前の調整段階において、予め、遮光されている前記受光素子の前記画像信号と、前記出力手段と左右逆側に位置する遮光されていない前記受光素子の前記画像信号と、の比率を基準比率として記憶する基準比率記憶手段と、
本装置を用いた撮影時に、遮光されている前記受光素子の前記画像信号と、前記出力手段と左右逆側に位置する遮光されていない前記受光素子の前記画像信号と、の比率を算出する比率算出手段と、
前記比率算出手段により算出された比率と前記比率記憶手段に記憶された前記基準比率とを比較する比率比較手段と、
前記比率比較手段による前記算出された比率と前記基準比率との比較の結果に基づいて、前記転送手段の駆動周波数又は前記転送手段に印加する電圧の少なくとも何れか一つを制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置に関し、特に撮像素子の転送効率の補正に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）等の撮像素子を用いて画像の撮影を行い、撮影画像に応じたデジタル画像データを生成する撮像装置として、デジタルスチルカメラ（デジタルカメラ）やデジタルビデオカメラが普及している。
【０００３】
ＣＣＤは、例えば、フォトダイオードのような、入射した光に応じた電荷を生成する複数の受光素子（画素）で構成される。複数の受光素子毎に生成された電荷は、各受光素子と接続している垂直転送路により所定時間後に垂直方向に転送される。この垂直転送路の一端は、電荷を水平方向に転送させるための水平転送路に接続されており、電荷は垂直転送路から水平転送路に転送され、水平転送路によりさらに水平方向に転送され、順次出力される。
【０００４】
しかし、ＣＣＤが小型化しＣＣＤの駆動周波数が高速化することに伴い、電荷の移動速度よりもＣＣＤの駆動周波数の方が速くなり、生成された電荷の一部が転送されずに、水平転送路内における電荷の転送における効率が低下する場合がある。
【０００５】
その結果、例えば、レッド、グリーン、ブルー等の異なる色に該当する電荷を水平方向に転送する場合に、電荷の転送効率の低下により、異なる色に該当する電荷同士が混じることにより、生成される画像の画質の劣化が生じる可能性がある。また、受光素子が生成する電荷の量が小さいほど、電荷の転送効率の低下の度合いが相対的に大きくなるため、受光量が小さな受光素子に対応する画像データの部分が黒潰れのような現象を生じる可能性がある。
【０００６】
ここで、電荷の転送効率を上げるために、ＣＣＤの水平駆動振幅を制御する発明が開示されている（特許文献１）。また、電荷の転送効率を測定する発明が開示されている（特許文献２）。
【０００７】
特許文献１に記載の発明によると、被写体に応じて、特に低照度時にＣＣＤの水平転送路の水平駆動振幅を上げる制御を行うことで、電荷の転送効率の低下を防いでいる。また、特許文献２によると、ＣＣＤの撮像領域に所定配列の色フィルタアレイを配し、単色光を照射することで、水平走査方向にくし型に変調した信号電荷を得て、この信号電荷の前縁出力と後縁出力の差から転送効率を求める。
【特許文献１】特開平５−３２８２２９号公報
【特許文献２】特開平５−１６８０５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１の発明は、撮像条件の照度を判断して水平駆動振幅を制御しており、電荷の転送効率の低下の有無は検出しておらず、また、特許文献２の発明は、電荷の転送効率を測定しているが、色フィルタアレイを用いた専用の測定であるため、電荷の転送効率を通常の画像の撮影時に検出できないという問題がある。
【０００９】
本発明は上記事実を考慮し、受光素子で生成された電荷を転送する転送手段における電荷の転送効率を通常の画像の撮影時に検出し、転送手段における電荷の転送効率が低下しないように制御できる撮像装置を得ることが目的である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、入射する光の強さに応じた量の電荷を生成する複数の受光素子と、前記複数の受光素子で生成された前記電荷を、前記電荷を画像信号として出力するために蓄積する出力領域へ、順次転送する転送手段と、前記出力領域に転送された前記電荷を、前記出力領域から廃棄する廃棄動作を行う廃棄手段と、前記出力領域に転送された前記電荷を電圧として検出し、前記転送手段による前記電荷の前記出力領域への転送と前記廃棄手段による前記電荷の前記出力領域からの廃棄とを繰り返すことで、前記電圧を画像信号として前記複数の受光素子毎に順次出力する出力手段と、前記出力手段から出力された前記複数の受光素子毎の前記画像信号をサンプリングするサンプリング手段と、前記サンプリング手段による前記画像信号をサンプリングするタイミングで、前記出力領域に転送されてくる前記受光素子毎の前記電荷の変化量を算出する変化量算出手段と、前記変化量算出手段により得られた前記変化量に基づいて、前記転送手段の駆動周波数又は前記転送手段に印加する電圧の少なくとも何れか一つを制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、例えば、ＣＣＤ等を構成する複数の受光素子で生成された電荷は、転送手段により出力領域へ順次転送され、出力手段が出力領域に転送された電荷を電圧として検出し、転送手段による電荷の出力領域への転送と廃棄手段による電荷の出力領域からの廃棄とを繰り返すことで、画像信号として出力する。
【００１２】
変化量算出手段は、サンプリング手段が受光素子により生成された画像信号をサンプリングするタイミングで、出力領域に転送されてくる受光素子毎の電荷の変化量を算出し、制御手段が、変化量算出手段により得られた変化量に基づいて、前記転送手段の駆動周波数又は前記転送手段に印加する電圧の少なくとも何れか一つを制御する。
【００１３】
従って、受光素子で生成された電荷を転送する転送手段における電荷の転送効率を通常の画像の撮影時に検出し、電荷の転送効率が低下しないように転送手段を制御することができる。
【００１４】
また、本発明において、前前記変化量算出手段は、前記出力領域に転送されてくる前記受光素子毎の前記電荷の変化量として、前記サンプリング手段が前記受光素子毎の前記画像信号を異なる位相で２回以上の所定回数サンプリングした値の差分を算出すること特徴とする。
【００１５】
サンプリング手段が、例えば、２回、画像信号をサンプリングし、変化量算出手段が、その差分を出力領域に転送されてくる電荷の変化量として算出する。画像信号の２回のサンプリングの値に変化が生じて入れば、転送効率が低下していることを示している。これにより、電荷の転送効率を検出することができる。
【００１６】
さらに、本発明において、前記画像信号の保持期間が十分でないために、前記受光素子毎の前記画像信号を異なる位相で２回以上の所定回数サンプリングすることが困難な場合は、前記廃棄手段による前記電荷の前記廃棄動作のタイミングを遅らせることを特徴とする。
【００１７】
従って、例えば、転送手段の駆動周波数が速い場合でも、画像信号を２回以上サンプリングすることが可能となり、転送手段での電荷の転送効率を検出することが可能となる。
【００１８】
また、本発明において、２つの前記出力手段と、２つの前記サンプリング手段と、２つの前記出力手段と２つの前記サンプリング手段とが一対一の関係で接続される接続関係の切り替えをする切替手段と、を更に備え、前記切替手段が２つの前記出力手段のうち何れか一つを２つの前記サンプリング手段へ同時に接続し、２つの前記サンプリング手段に接続された前記出力手段から出力される前記出力信号の前記画像信号を、２つの前記サンプリング手段が異なる位相で１回ずつサンプリングし、前記変化量算出手段が、２つの前記サンプリング手段でサンプリングされた前記画像信号の値の差分を、前記画像信号の前記変化量として算出することを特徴とする。
【００１９】
２つの出力手段と、それに一対一の関係で接続される２つのサンプリング手段と、の接続関係を切替手段が切り替えることにより、１つの出力手段から出力される画像信号を含む出力信号が２つのサンプリング手段へ入力される。そして、２つのサンプリング手段が、入力されてきた同一の出力信号に含まれる画像信号を異なる位相でサンプリングし、サンプリングした結果に基づいて、変化量算出手段が変化量を算出する。
【００２０】
従って、２つの出力手段と２つのサンプリング手段とを有する撮像装置において、１つのサンプリング手段で２回以上のサンプリングを行うことなく、転送手段における転送効率の低下の有無を検出できる。
【００２１】
さらに、本発明において、前記出力領域から前記廃棄手段が廃棄した電荷を電流として検出する電流検出手段を更に備え、前記サンプリング手段が前記画像信号をサンプリングした直後に、前記廃棄手段が前記出力領域から電荷を廃棄する前記廃棄動作を行い、次の受光素子で生成された電荷が前記出力領域に転送される前に、前記廃棄手段が２回目の前記廃棄動作を行い、当該２回目の前記廃棄動作時に、前記電流検出手段が検出する電流値を、前記変化量算出手段が前記出力領域に転送されてくる前記受光素子毎の前記電荷の変化量とすることを特徴とする。
【００２２】
廃棄手段は、サンプリング手段で画像信号をサンプリングした直後に出力領域から電荷の廃棄を行う。その後、廃棄手段は、次の受光素子が生成した電荷が出力領域へ転送されてくる前に、２回目の電荷の廃棄動作を行う。この２回目の電荷の廃棄動作の際に、電流検出手段は、出力領域から廃棄手段で廃棄された電荷を電流として検出する。変化量算出手段は、２回目の電荷の廃棄動作の際に、電流検出手段が電流を検出した場合に、転送手段における転送効率の低下が生じていると検出する。
【００２３】
また、本発明において、前記廃棄手段で２回の前記廃棄動作を行う対象となる電荷を生成する受光素子は、入射する光の強さに応じた量の電荷を生成するが、当該電荷は画像データの取得に使用されない非有効画素領域に含まれる受光素子とすることを特徴とする。
【００２４】
画像信号に対して、サンプリングをした直後に電荷を廃棄してしまうことで、正確な画像信号の検出ができない。しかし、２回の廃棄動作を行う対象を、入射する光の強さに応じた量の電荷を生成するが、画像データの取得に使用しない非有効画素領域に含まれる受光素子が生成する電荷とすることで、撮像装置で生成する画像データに与える影響を最小限にできる。
【００２５】
さらに、本発明において、入射する光の強さに応じた量の電荷を生成する複数の受光素子と、前記複数の受光素子で生成された前記電荷を、前記電荷を画像信号として出力するために蓄積する出力領域へ、順次転送する転送手段と、前記出力領域に転送された前記電荷を前記出力領域から廃棄する廃棄動作を行う廃棄手段と、前記出力領域に転送された前記電荷を、電圧として検出し、前記転送手段による前記電荷の前記出力領域への転送と前記廃棄手段による前記電荷の前記出力領域からの廃棄とを繰り返すことで、前記電圧を画像信号として前記複数の受光素子毎に順次出力する出力手段と、本装置の出荷前の調整段階において、予め、遮光されている前記受光素子の前記画像信号と、前記出力手段と左右逆側に位置する遮光されていない前記受光素子の前記画像信号と、の比率を基準比率として記憶する基準比率記憶手段と、本装置を用いた撮影時に、遮光されている前記受光素子の前記画像信号と、前記出力手段と左右逆側に位置する遮光されていない前記受光素子の前記画像信号と、の比率を算出する比率算出手段と、前記比率算出手段により算出された比率と前記比率記憶手段に記憶された前記基準比率とを比較する比率比較手段と、前記比率比較手段による前記算出された比率と前記基準比率との比較の結果に基づいて、前記転送手段の駆動周波数又は前記転送手段に印加する電圧の少なくとも何れか一つを制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。
【００２６】
基準比率記憶手段は、撮像装置の出荷前の調整段階において、遮光されている受光素子の画像信号と、出力手段と左右逆側に位置する遮光されていない受光素子の画像信号と、の比率を基準比率として記憶する。そして、比率算出手段が、撮像装置を用いた撮影時において、遮光されている受光素子の画像信号と、出力手段と左右逆側に位置する遮光されていない受光素子の画像信号と、の比率を算出する。
【００２７】
比率比較手段が、基準比率と比率算出手段で算出された比率とを比較することで、転送効率の低下が生じているか検出できる。そして、制御手段が、比率比較手段による比較の結果に基づいて、転送手段の駆動周波数又は転送手段に印加する電圧の少なくとも何れか一つを制御することで、転送手段における電荷の転送効率が低下しないようにできる。
【発明の効果】
【００２８】
以上説明した如く本発明では、受光素子で生成された電荷を転送する転送手段における電荷の転送効率を通常の画像の撮影時に検出し、転送手段における電荷の転送効率が低下しないように制御できるという優れた効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
（第１の実施の形態）
図１（Ａ）乃至図１（Ｃ）を参照して、本実施の形態に係るデジタルカメラ１０の外観上の構成を説明する。
【００３０】
図１（Ａ）は、デジタルカメラ１０の正面図を示す。
【００３１】
デジタルカメラ１０の正面には、ファインダ１２、レンズ１４、ストロボ１６が備えられる。
【００３２】
ファインダ１２は、撮影する被写体の構図を決定するために用いられる。レンズ１４は、複数枚のレンズを有し、焦点距離の変更（変倍）が可能なズームレンズとして構成され、被写体像を結像させる。また、レンズ１４は、図示しないレンズ駆動機構を備えている。ストロボ１６は、撮影時に必要に応じて被写体に照射する光を発する。
【００３３】
図１（Ｂ）にデジタルカメラ１０の背面図を示す。
【００３４】
デジタルカメラ１０の背面には、前述のファインダ１２の接眼部、液晶ディスプレイ（以下ＬＣＤという。）１８、モード切替スイッチ２０、十字カーソルボタン２２、強制発光スイッチ２４、が備えられる。
【００３５】
ＬＣＤ１８は、撮影によって得られたデジタル画像データに基づいた画像や各種メニュー画面、メッセージ等を表示する。モード切替スイッチ２０は、撮影を行うモードである撮影モード及び撮影によって得られたデジタル画像データに基づいた画像をＬＣＤ１８に表示（再生）するモードである再生モードの何れかのモードに設定するために操作される。十字カーソルボタン２２は、ＬＣＤ１８の表示領域における上下左右の４方向の移動方向を示す４つの矢印キー及び当該４つの矢印キーの中央部に位置された決定キーの合計５つのキーを含んで構成される。強制発光スイッチ２４は、以後の撮影時にストロボ１６を強制的に発光させるモードである強制発光モードを設定する際に操作される
図１（Ｃ）に、デジタルカメラ１０の上面図を示す。
【００３６】
デジタルカメラ１０の上面には、電源スイッチ２６、レリーズボタン（所謂シャッター）２８、が備えられる。レリーズボタン２８は、撮影を実行する際にユーザによって押圧操作される。
【００３７】
次に、図２を参照して、本実施の形態に係るデジタルカメラ１０の電気系の構成を説明する。
【００３８】
デジタルカメラ１０は、全体の制御を司るＣＰＵ５０を備える。ＣＰＵ５０は、レンズ１４を含んで構成される光学ユニット５２を、光学ユニット駆動ドライバ５４を介して制御する。
【００３９】
光学ユニット５２の後方にはＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）５６が備えられる。ＣＣＤ５６は、図示しないシャッターが開かれることにより、レンズ１４で結像された被写体の光信号を光電変換しアナログ信号として出力する。ＣＣＤ５６の出力端は、アナログ信号処理部５８と接続され、ＣＣＤ５６が光電変換により生成した被写体に係るアナログ信号は、アナログ信号処理部５８へ送信される。
【００４０】
アナログ信号処理部５８は、相関二重サンプリング回路（以下、「ＣＤＳ」という。）を含んで構成される。ＣＤＳによる相関二重サンプリング処理は、ＣＣＤ５６の出力信号に含まれるノイズ等を軽減することを目的として、ＣＣＤ５６の１受光素子（画素）毎の出力信号に含まれるフィードスルー成分レベルと画像信号成分レベルとの差をとることにより正確な画素データを得る処理である。アナログ信号処理部５８の出力端はアナログ／デジタル変換器６０の入力端に接続される。ＣＤＳにより相関二重サンプリング処理が行われたアナログ信号は、アナログ／デジタル変換器６０に送信される。
【００４１】
アナログ／デジタル変換器６０は、入力されたアナログ信号をデジタル画像データに変換する。アナログ／デジタル変換器６０の出力端はデジタル信号処理部６２の入力端に接続される。
【００４２】
デジタル信号処理部６２は、所定容量のラインバッファを内蔵し、かつ入力されたデジタル画像データをメモリ６４の所定領域に直接記憶させる制御を行うと共に、デジタル画像データに対して各種の画像処理を行う。また、デジタル信号処理部６２は、インターフェースを介して、ＬＣＤ１８にデジタル画像データに基づいた撮影画像を表示させる。また、デジタル信号処理部６２は、記録メディア６６と接続される。記録メディア６６は、例えば可搬式の不揮発性記憶媒体であり、デジタルカメラ１０で生成されたデジタル画像データ等を記憶する。
【００４３】
また、ＣＣＤ５６は、ＣＣＤ駆動ドライバ６８から供給される電圧により駆動する。ＣＣＤ駆動ドライバ６８からＣＣＤ５６へ電圧が供給されるタイミングは、ＣＣＤ駆動ドライバ６８に接続されるタイミング発生器７０で発生されたパルスに基づく。
【００４４】
タイミング発生器７０は、ＣＰＵ５０による制御に基づいてパルスを発生させる。タイミング発生器７０は、アナログ信号処理部５８、アナログ／デジタル変換器６０、デジタル信号処理部６２とも接続し、ＣＣＤ駆動ドライバ６８と同期させたパルスを各々に入力する。
【００４５】
図１（Ａ）乃至図１（Ｃ）に示されるレリーズボタン２８、電源スイッチ２６、モード切替スイッチ２０、十字カーソルボタン２２、及び強制発光スイッチ２４の各種ボタン類及びスイッチ類（「操作キー７２」と総称する。）はＣＰＵ５０に接続されており、ＣＰＵ５０は、これらの操作キー７２に対する操作状態を常時把握できる。
【００４６】
次に、図３（Ａ）、図３（Ｂ）に本実施の形態に係る、ＣＣＤ５６の構成を示す。
【００４７】
ＣＣＤ５６は、図３（Ａ）に示されるように二次元状に配列された複数の受光素子１００から構成される。受光素子１００は、フォトダイオードで構成されており、受光素子１００に入射した光の強さに応じた量の電荷ｑを光電変換により生成する。受光素子１００で生成された電荷ｑの各々が、デジタル画像データを構成する画素の各々に対応する。電荷ｑは、受光素子１００に蓄積され、所定時間後に読み出しゲート１０２を介して、垂直転送路１０４へ転送される。
【００４８】
垂直転送路１０４はＣＣＤ５６に複数備えられ、垂直転送路１０４に接続されている受光素子１００から転送されてくる電荷ｑを垂直方向（図３（Ａ）の上から下方向であるＡ方向）へ転送する。そして、電荷ｑは、垂直転送路１０４の端部に接続される水平転送路１０６へ１走査線（図３（Ａ）の水平転送路１０６と平行に並ぶ１列の受光素子１００）毎に転送される。
【００４９】
水平転送路１０６は、１走査線毎に垂直転送路１０４から送られてくる電荷ｑを図３（Ａ）の左から右方向であるＢ方向へ転送する。そして、電荷ｑは、順次、出力部１０８で電圧として検出され、画像信号成分として出力される。
【００５０】
出力部１０８は、水平転送路１０６から送信された電荷ｑを電圧に変換して出力する。
【００５１】
図３（Ｂ）は、ＣＣＤ５６の画素領域を示す。
【００５２】
ＣＣＤ５６は、有効画素領域５６Ａ、非有効画素領域５６Ｂ、オプティカル・ブラック（ＯＢ）部５６Ｃに区別される。
【００５３】
有効画素領域５６Ａを構成する受光素子１００は、被写体からの光を受け、電荷ｑを生成する。当該電荷ｑは、デジタルカメラ１０等で生成されるデジタル画像データとして使用される。
【００５４】
非有効画素領域５６Ｂは、有効画素領域５６Ａの外縁の領域である。非有効画素領域５６Ｂを構成する受光素子１００は、有効画素領域５６Ａを構成する受光素子１００と同様に、被写体からの光を受けるが、非有効画素領域５６Ｂで生成された電荷ｑは、デジタル画像データとしては用いられずに、例えば、デジタル画像データのエッジを補完するための補完データとして用いられる。
【００５５】
ＯＢ部５６Ｃは、非有効画素領域５６Ｂの外縁の領域である。ＯＢ部５６Ｃは、遮光されているため、ＯＢ部５６Ｃに備えられる受光素子１００は、被写体の光を受けて電荷ｑを生成することはない。ＯＢ部５６Ｃが備える受光素子１００から出力される信号（電荷ｑ）は、例えば、有効画素領域５６Ａや非有効画素領域５６Ｂに備えられる受光素子１００が出力する信号（電荷ｑ）の基準として用いられる。
【００５６】
ＣＣＤ５６を構成する受光素子１００で生成された電荷ｑの水平転送路１０６における転送と、水平転送路１０６から出力部１０８を介して電圧として出力される過程とについて図４（Ａ）乃至図４（Ｃ）を用いて詳細に説明する。
【００５７】
図４（Ａ）は、出力部１０８と出力部１０８近辺の水平転送路１０６の構成を示す。水平転送路１０６は、垂直転送路１０４から転送されてきた電荷ｑを垂直転送路１０４毎の転送電極１５０Ａ、１５０Ｂで受け取り、受け取った電荷ｑを図４（Ａ）の左から右方向であるＣ方向へ順次転送する。なお、転送電極１５０は、図４（Ａ）の左方向に垂直転送路１０４と同数備えられる。
【００５８】
図４（Ａ）のＣ方向へ順次移動した電荷ｑは、アウトプット・ゲート（ＯＧ）１５２を介して、出力部１０８と接続される出力領域であるＮ＋チャネルへ転送される。出力部１０８は、フローティング・ディフュージョン・アンプリファ（ＦＤＡ）１５６を備える。ＦＤＡ１５８は、電荷ｑを検出し、電荷ｑを電圧Ｖｏｕｔに変換して出力する。なお、ＦＤＡ１５８には、電源電圧Ｖｄｄが印加される。また、出力部１０８に接続されるＮ＋チャネルに転送された電荷ｑは、ＦＤＡ１５８で検出された後に、リセット・ゲート（ＲＧ）１５２を介してＲＤ１５６へ転送される。ＲＧ１５２は、通常は出力部１０８と接続されるＮ＋チャネルよりも高い電位となっている。しかし、図４（Ｃ）を用いて後述するように、所定のタイミングでパルスφＲＧがＲＧ１５２へ入力され、ＲＧ１５２の電位が低くなり、電荷ｑが廃棄手段であるリセット・ドレイン（ＲＤ）１５６へ転送され、廃棄される。
【００５９】
次に、水平転送路１０６における電位分布の変化と電荷ｑの転送とを図４（Ｂ）に示す。
【００６０】
図４（Ｂ）のタイミングＴ１において、転送電極１５０Ｂの電位が転送電極１５０Ａよりも高くなり、転送電極１５０Ｂの位置にある電荷ｑは転送電極１５０Ａへ転送される。このとき、タイミングＴ１では、ＯＧ１５２の電位は、転送電極１５０Ａの電位よりも高い。そのため、電荷ｑは、ＯＧ１５２の電位が障壁となり、転送電極１５０Ａの位置に蓄積される。また、タイミングＴ１では、ＲＧ１５２にパルスが入力され電位が低くなることにより、出力部１０８へ出力されずに出力部１０８と接続されるＮ＋チャネルに残存した電荷ｑがＲＤ１５６から廃棄される。
【００６１】
図４（Ｂ）のタイミングＴ２は、電荷ｑの転送電極１５０Ｂから転送電極１５０Ａへ転送が終了したことを示す。なお、出力部１０８に接続されるＮ＋チャネルには、ＲＤ１５６で廃棄されなかった電荷ｑが残る。
【００６２】
図４（Ｂ）のタイミングＴ３では、転送電極１５０Ａの電位をＯＧ１５２の電位よりも高くする。これにより転送電極１５０Ａの電荷ｑは、障壁となっていたＯＧ１５２を通過して出力部１０８と接続されるＮ＋チャネルへ転送され、出力部１０８が備えるＦＤＡ１５８で電荷ｑの検出が行われる。また、このとき、転送電極１５０Ｂの電位は、転送電極１５０Ａの電位よりも低くなっており、垂直転送路１０４から転送されてきた新たな電荷ｑが転送電極１５０Ｂに蓄えられる。
【００６３】
図４（Ｂ）に示されるように、水平転送路１０６の電位分布は、タイミングＴ１乃至タイミングＴ３で示されるような変化を繰り返し、バケツリレーのように電荷ｑを転送する。
【００６４】
図４（Ｃ）に、図４（Ａ）の転送電極１５０Ａ、１５０Ｂ、ＲＧ１５２に電圧を印加するために入力されるパルスのタイミングチャートと、タイミングチャートに対応した出力部１０８から出力される電圧Ｖｏｕｔの出力波形示す。図４（Ｃ）のＴ１、Ｔ２、Ｔ３のタイミングは、図４（Ｂ）のＴ１、Ｔ２、Ｔ３に対応する。なお、パルスのタイミングチャートと電圧Ｖｏｕｔの出力波形との進行方向は、図４（Ｃ）の左から右方向であるＤ方向である。
【００６５】
パルスφＨ１とパルスφＨ２とは、各々転送電極１５０Ａ、１５０Ｂに入力される。パルスφＨ１とパルスφＨ２とは、各々位相が１８０°ずれている。また、パルスφＲＧは、ＲＧ１５２に入力されるパルスである。パルスφＲＧは、パルスφＨ１がＯＮとなった（パルスφＨ２がＯＦＦとなった）タイミングでＲＧ１５２へ入力される。なお、パルスφＨ１、パルスφＨ２、パルスφＲＧは総称して水平転送パルスと呼ぶ。
【００６６】
また、タイミングＴ１における電圧Ｖｏｕｔは、蓄積された電荷をキャンセルする期間に相当するリセット成分の電圧を示す。タイミングＴ２における電圧Ｖｏｕｔは、電荷が蓄積されていない期間に相当するフィードスルー成分の電圧を示す。フィードスルー成分には、ノイズなどが含まれる。タイミングＴ３における電圧Ｖｏｕｔは、画像信号成分として電荷ｑに応じた電圧を示す。
【００６７】
なお、図２に示されるアナログ信号処理部５８による相関２重サンプリング（ＣＤＳ）で、フィードスルー成分をサンプリングした値と画像信号成分をサンプリングした値との差をとることでノイズを含まない受光素子１００毎の画像データを得る。
【００６８】
ここで、タイミングＴ３において、電荷ｑは、転送電極１５０Ａから出力部１０８と接続されるＮ＋チャネルへ移動する。しかし、電荷ｑの移動速度がＣＣＤ５６の駆動周期（水平転送パルスを出力する周期）よりも遅い場合、電荷ｑは、転送電極１５０ＡのＮ−チャネルから出力部１０８と接続されるＮ＋チャネルへ完全に転送されずに、一定量取り残されてしまい、取り残された電荷ｑは、画像信号成分としてサンプリングされることなくＲＤ１５６で廃棄される。
【００６９】
このように水平転送路１０６から出力部１０８と接続されるＮ＋チャネルへの電荷ｑの転送の際に生じる、電荷ｑの取りこぼしを局部転送効率の低下と呼ぶ。局部転送効率の低下が生じると、取り残される電荷ｑは一定量であるため、受光量が小さい受光素子１００で生成された電荷ｑは、相対的に取り残される電荷ｑの割合が大きくなる。その結果、受光量の小さい受光素子１００に応じた画像データは、実際の色を反映できずに黒潰れのような状態になる。また、ＣＣＤ５６がカラーに対応している場合は、電荷ｑの取りこぼしにより、例えば、レッド（Ｒ）、グリーン（Ｇ）、ブルー（Ｂ）の信号比率が異なり、Ｒ、Ｇ、Ｂの直線性が失われ、デジタルカメラ１０で生成される画像データの色バランスが崩れる可能性がある。
【００７０】
また、局部転送効率の低下においては、電荷ｑが取り残されるだけでなく、電荷ｑの移動速度がＣＣＤ５６の駆動周期よりも遅いため、電圧Ｖｏｕｔの出力波形にもその影響が現れる
ここで、電圧Ｖｏｕｔの出力波形と、各々の電圧Ｖｏｕｔの出力波形に応じてタイミング発生器７０からアナログ信号処理部５８へ出力されるＣＤＳパルスのタイミングチャートと、を図５（Ａ）乃至図５（Ｄ）に示す。
【００７１】
なお、図５（Ａ）乃至図５（Ｄ）で示されるＣＤＳパルス１は、電圧Ｖｏｕｔにおけるフィードスルー成分を検出するためのパルスであり、ＣＤＳパルス２は、電圧Ｖｏｕｔにおける画像信号成分を検出するためのパルスである。また、電圧Ｖｏｕｔの出力波形とＣＤＳパルス１とＣＤＳパルス２との進行方向は、図５（Ａ）乃至図５（Ｄ）の左から右方向であるＥ方向である。
【００７２】
図５（Ａ）は、局部転送効率の低下が生じていない場合の電圧Ｖｏｕｔの出力波形とＣＤＳパルスの入力タイミングを示す。また、図５（Ｂ）は、局部転送効率の低下が生じている場合の電圧Ｖｏｕｔの出力波形とＣＤＳパルスの入力タイミングを示す。
【００７３】
局部転送効率の低下が生じている図５（Ｂ）の電圧Ｖｏｕｔの出力波形は、図５（Ａ）の電圧Ｖｏｕｔの出力波形と比べ画像信号成分に傾斜が生じている（図５（Ｂ）の破線で囲まれている領域）。この傾斜は、前述のように、電荷ｑの移動時間がＣＣＤ５６の駆動周波数に比べ遅いため、電荷ｑが転送電極１５０Ａから出力部１０８と接続されるＮ＋チャネルに転送される時間が相対的に長くなり、出力部１０８と接続されるＮ＋チャネルへ電荷ｑが転送される過度状態を示している。一方、この傾斜の後方の水平領域は、電荷ｑの転送が完了したことを示す。
【００７４】
ここで、図５（Ｂ）に示されるように、ＣＤＳパルス２がＯＮとなるタイミングが、画像信号成分の電荷ｑが転送される過度状態に当たる場合は、正確な画像信号成分の電圧をサンプリングすることができない。具体的には、図５（Ｂ）の拡大図で示される差分αが誤差となる。そして、正確な画像信号成分がサンプリングされずに、電荷ｑはリセットされる。
【００７５】
そこで、図５（Ｃ）に示されるように、ＣＤＳパルス２を、通常の位相と、通常の位相に対して後段にシフトさせた位相と（図５（Ｃ）のＣＤＳパルス２において点線で示されるパルス）で出力する。この２回のタイミングで電圧Ｖｏｕｔにおける画像信号成分をサンプリングし、その差分を変化量として比較することで、局部転送効率の低下が生じているか否かを判断する。変化量が無い場合は、局部転送効率の低下は生じておらず、変化量がある場合は、局部転送効率の低下が生じていることを示す。
【００７６】
また、ＣＣＤ５６の駆動周波数が速いため、図５（Ｃ）に示すような電圧Ｖｏｕｔにおける画像信号成分に対して、水平転送路１０６の駆動周波数が速いために、２回のサンプリングを行うことができない可能性がある。このような場合は、電荷ｑを廃棄するためのＲＧ１５２を開くパルスφＲＧを停止し、図５（Ｄ）のように、画像信号成分のホールド期間を広げることで、２回のサンプリングを可能とする。
【００７７】
なお、画像信号成分に対して２回のサンプリングが可能であるか否かは、例えば、デジタルカメラ１０の工場における調整段階で調べることとし、調整において、画像信号成分のホールド期間を広げることとする。
【００７８】
図５（Ｃ）又は図５（Ｄ）で示されるように２回のＣＤＳパルス２によりサンプリングされた電圧Ｖｏｕｔにおける画像信号成分の変化量は、ＣＰＵ５０で比較される。
【００７９】
図６に、ＣＰＵ５０における画像信号成分の変化量算出処理に係る機能ブロック図を示す。
【００８０】
ＣＰＵ５０は、変化量算出部２００を備える。アナログ信号処理部５８によるＣＤＳパルス２でサンプリングされた２つの画像信号成分は、アナログ／デジタル変換器６０でアナログ信号からデジタル信号へ変換され、デジタル信号処理部６２を介してＣＰＵ５０の変化量算出部２００へ送信される。
【００８１】
変化量算出部２００は、デジタル信号に変換され、送信されてきた２つの画像信号成分を比較し、画像信号成分の変化量を求める。当該変化量は、変化量算出部２００に接続される水平転送路駆動制御部２０２へ送信される。
【００８２】
水平転送路駆動制御部２０２は、変化量算出部２００から送信される変化量が小さくなるように、水平転送路１０６の駆動周波数を遅くする、又は、転送電極１５０Ａ、１５０Ｂ等の電位差を大きくして、電位差の勾配を変化させるなどの制御をする。
【００８３】
そして、水平転送路駆動制御部２０２からの制御信号は、タイミング発生器７０、ＣＣＤ駆動ドライバ６８を介してＣＣＤ５６へ送信される。
【００８４】
次に第１の実施の形態に係る作用を、図７の画像信号成分の変化量算出処理に係るフローチャートを用いて説明する。
【００８５】
まず、ステップ７００で、デジタルカメラ１０による画像の撮影が行われたか否かをＣＰＵ５０が判断する。画像の撮影が行われた場合は、肯定と判断され、ステップ７０２へ移行する。画像の撮影が行われていない場合は、否定と判断され、待ちの状態となる。
【００８６】
次に、ステップ７０２で、出力部１０８が画像信号成分を含む電圧Ｖｏｕｔが出力する。
【００８７】
次に、ステップ７０４で、アナログ信号処理部５８がＣＤＳパルス１、ＣＤＳパルス２で、画像信号成分のサンプリングを行う。
【００８８】
次に、ステップ７０６で、変化量算出部２００がＣＤＳパルス１、ＣＤＳパルス２でサンプリングされた画像信号成分の差分を算出し、画像信号成分の変化量を求め、画像信号成分がＣＤＳパルス１、ＣＤＳパルス２で変化があるか否かを判断する。変化がある場合は、ＣＣＤ５６において、局部転送効率の低下が生じていることを示しており、判断は肯定とされ、ステップ７０６に移行する。変化量がない場合は、否定と判断される。変化量が場合は、ＣＣＤ５６において、局部転送効率の低下が生じてないことを示しており、判断は否定とされ、画像信号成分の変化量算出処理を終了する。
【００８９】
ステップ７０８では、ステップ７０６で算出された変化量に基づいて、水平転送路駆動制御部２０２が、水平転送路１０６の駆動周波数、駆動電圧を画像信号成分の変化量が小さくなるように制御する。そして、ステップ７０２に移行し、画像信号成分の変化量が無くなるまで本処理を繰り返す。
【００９０】
以上のように、ＣＣＤ５６を構成する受光素子１００の出力信号である電圧ＶＯＵＴの画像信号成分を位相の異なる２回のＣＤＳパルスでサンプリングすることによって得られた画像信号成分の変化量を変化量算出部２００が判断する。画像信号成分に変化があった場合は、水平転送路１０６の最終段の転送電極１５０Ａから出力部１０８と接続されるＮ＋チャネルへ受光素子１００で生成された電荷ｑが転送されるときに、全ての電荷ｑが所定の時間内に転送されない局部転送効率の低下が生じていることを示す。画像信号成分に変化が無い場合は、局部転送効率に低下が生じているとは判断されない。そして、画像信号成分の変化量に基づき、水平転送路駆動制御部２０２が、水平転送路１０６の駆動周波数、駆動電圧を画像信号成分の変化量が小さくなるように制御する。
【００９１】
これにより、電荷ｑの転送効率を通常の画像の撮影時に検出し、転送効率の低下が生じている場合は、水平転送路１０６における電荷ｑの転送効率が、低下が解消されるように制御できる。
（第２の実施の形態）
第１の実施の形態では、ＣＤＳ処理を行うアナログ信号処理部５８を１つ備えるが、第２の実施の形態では、ＣＤＳ処理を行うアナログ信号処理部５８を２つ備えることを特徴とする。なお、第１の実施の形態と同一構成部分については、同一の符号を付して、その構成の説明を省略する。
【００９２】
図８に第２の実施の形態に係る、デジタルカメラ１０の電気系の構成を示す図である。
【００９３】
第２の実施の形態において、ＣＣＤ５６は、水平転送路１０６を２つ備えることで、出力部１０８を２つ有し、ＣＣＤ５６からの出力信号に対して並列処理を行う。２つの出力部１０８は、切替手段であるスイッチ３００を介して、アナログ信号処理部５８Ａ、５８Ｂに接続される。
【００９４】
通常、ＣＣＤ５６の出力部１０８とアナログ信号処理部５８との接続は一対一の関係にあるが、スイッチ３００により、ＣＣＤ５６の出力部１０８とアナログ信号処理部５８Ａ、５８Ｂとの接続を一時的に切り替えられる。この切り替えにより、一つの出力部１０８がアナログ信号処理部５８Ａ、５８Ｂの両方に接続される。この切り替えは、スイッチ３００と接続しているタイミング発生器７０から入力される切替パルスに基づいて行われる。
【００９５】
この接続の切り替えにより、出力部１０８から出力される電圧Ｖｏｕｔの出力波形に含まれる画像信号成分を、アナログ信号処理部５８Ａ、５８Ｂが異なる位相でサンプリングする。具体的には、例えば、アナログ信号処理部５８Ａが画像信号成分の前段目のパルス（図５（Ｃ）又は図５（Ｄ）の実線で示されるパルス）でサンプリングし、アナログ信号処理部５８Ｂが（図５（Ｃ）又は図５（Ｄ）の破線で示されるパルス）でサンプリングする。
【００９６】
このとき、サンプリング対象となる電圧Ｖｏｕｔの出力波形は、非有効画素領域５６Ｂを構成する受光素子１００から出力されるものとする。これは、非有効画素領域５６Ｂにおける受光素子１００の電荷ｑに基づく画像信号成分は、デジタル画像データとしては用いられないため、アナログ信号処理部５８を切り替えて画像信号成分を処理することによるデジタル画像データへの影響を最小限にするためである。
（第３の実施の形態）
第３の実施の形態では、ＲＤ１５６に流れる電荷ｑを検出することで局部転送効率の低下が発生しているか否かを判断することを特徴とする。なお、第１の実施の形態と同一構成部分については、同一の符号を付して、その構成の説明を省略する。
【００９７】
図９に、第３の実施の形態に係る、ＣＣＤ５６の出力部１０８と出力部１０８近辺の水平転送路１０６の構成を示す。
【００９８】
第３の実施の形態では、ＲＤ１５６にＲＤ１５６から廃棄される電荷ｑを電流として検出する電流検出部３５０が接続される。電流検出部３５０で測定された電流値は、アナログ信号処理部５８へ送信され、アナログ／デジタル変換器６０でデジタル信号に変換され、デジタル信号処理部６２を介して、ＣＰＵ５０へ入力される。
【００９９】
図１０に、ＲＤ１５６が、出力部１０８と接続されるＮ＋チャネルから電荷ｑを廃棄する場合のタイミングチャートを示す。
【０１００】
パルスφＲＧは、ＲＧ１５２を開くためのパルスである。図１０のパルスφＲＧにおいて破線で示されるパルスφＲＧ１は、ＣＤＳパルス２が出力された直後にＲＧ１５２へ出力される。これにより、ＲＧ１５２が開かれ、ＲＤ１５６を介して出力部１０８と接続されるＮ＋チャネルから電荷ｑは廃棄される。廃棄された電荷ｑは、電流検出部３５０で電流として検出される。そして、後に再びパルスφＲＧ２がＯＮとされ、ＲＧ１５２が開かれる。このパルスφＲＧ２は、電荷ｑを、次の受光素子１００の電荷ｑが出力部１０８と接続されるＮ＋チャネルへ転送される前に、出力部１０８と接続されるＮ＋チャネルへ転送される前にから廃棄するために通常、出力されるタイミングと同一である。
【０１０１】
ここで、局部転送効率に低下が生じていない場合は、パルスφＲＧ２が出力された後にＲＤ１５６へ流れる電荷ｑは無く、電流検出部３５０も電流を検出しない。一方、局部転送効率に低下が生じている場合は、パルスφＲＧ２が出力された後にＲＤ１５６へ流れる電荷ｑがあり、電流検出部３５０は当該電荷ｑに応じた電流を検出する。これは、局部転送効率の低下により、電荷ｑが、転送電極Ａから徐々に出力部１０８と接続されるＮ＋チャネルへ転送されているため、パルスφＲＧ１が出力され、電荷ｑがＲＤ１５６へ廃棄されても、パルスφＲＧ１の出力が停止すると、再び電荷ｑが出力部１０８と接続されるＮ＋チャネルに残留していることを示す。そのため、電流検出部３５０が、パルスφＲＧ２を出力した後に、残留した電荷ｑに基づく電流を検出した場合は、水平転送路１０６に局部転送効率の低下が生じていると判断できる。
【０１０２】
なお、パルスφＲＧ１とパルスφＲＧ２とを出力し、残留した電荷ｑを検出する対象となる電圧Ｖｏｕｔの出力波形は、デジタル画像データとしては用いられない非有効画素領域５６Ｂを構成する受光素子１００から出力されるものとする。局部転送効率の低下が生じている場合は、パルスφＲＧ１を出力することで、出力部１０８と接続されるＮ＋チャネルへ電荷ｑの転送が完了する前に電荷ｑをＲＤ１５６へ廃棄することになる。そのため、このときにサンプリングされた画像信号成分は、誤差を含んでいることになる。そこで、残留した電荷ｑを検出する対象Ｖｏｕｔの出力波形を非有効画素領域５６Ｂを構成する受光素子１００から出力されるものとすることで、デジタル画像データへの影響を最小限にできる。
【０１０３】
図１１に、第３の実施の形態に係る、残留電荷の検出処理に関する機能ブロック図を示す。
【０１０４】
ＣＰＵ５０は、変化量算出手段である電流値判断部４００を備える。
【０１０５】
電流値判断部４００は、電流検出部３５０で検出された電流値をアナログ信号処理部５８、アナログ／デジタル信号処理部６２を介して受信する。電流値判断部４００は、電流検出部３５０で電流が検出された場合は、局部転送効率の低下が生じていると判断する。一方、電流検出部３５０で電流が検出されない場合は、局部転送効率の低下が生じていないと判断する。
【０１０６】
水平転送路駆動制御部２０２は、電流検出部３５０で検出された電流値に基づいて、水平転送路１０６の駆動周波数、駆動電圧を、電流検出部３５０で検出される電流値が小さくなるように制御する。
【０１０７】
次に第３の実施の形態に係る作用を、図１２の画像信号成分の変化量算出処理に係るフローチャートを用いて説明する。図７のフローチャートと同一のステップは、追加されるステップの前後についてのみ説明し、他の同一のステップについては同一の符号を付して説明を省略する。
【０１０８】
ステップ７０４で、アナログ信号処理部５８がＣＤＳパルス１、ＣＤＳパルス２で、画像信号成分のサンプリングを行う。
【０１０９】
次に、ステップ８００で、タイミング発生器７０が、ＣＣＤ駆動ドライバ６８を介してＲＧ１５２にパルスφＲＧ１を出力し、ＲＧ１５２を開ける。ことのき、出力部１０８と接続されるＮ＋チャネルに蓄積されている電荷ｑは、ＲＤ１５６から廃棄される。
【０１１０】
次に、ステップ８０２で、タイミング発生器７０が、ＣＣＤ駆動ドライバ６８を介してＲＧ１５２にパルスφＲＧ１を停止し、ＲＧ１５２を閉じる。
【０１１１】
次に、ステップ８０４で、タイミング発生器７０が、ＣＣＤ駆動ドライバ６８を介してＲＧ１５２にパルスφＲＧ２を出力し、ＲＧ１５２を開ける。
【０１１２】
次に、ステップ８０６で、電流値判断部４００が、パルスφＲＧ２が出力された後に電流検出部３５０が電流を検出したか否かを判断する。電流検出部３５０が電流を検出した場合は、ＣＣＤ５６において、局部転送効率の低下が生じていることを示しており、判断は肯定とされ、ステップ８０８へ移行する。電流検出部３５０が電流を検出しない場合は、ＣＣＤ５６において、局部転送効率の低下が生じてないことを示しており、判断は否定とされ、画像信号成分の変化量算出処理を終了する。
【０１１３】
ステップ８０８では、ステップ８０６で検出された電流値に基づいて、水平転送路駆動制御部２０２が、水平転送路１０６の駆動周波数、駆動電圧を電流値が小さくなるように制御する。そして、ステップ７００に移行し、残留電荷に基づく電流値が電流検出部３５０により検出されなくなるまで本処理を繰り返す。
【０１１４】
以上のように、ＣＣＤ５６を構成する受光素子１００の出力信号である電圧ＶＯＵＴの画像信号成分に対して、ＣＤＳパルスが出力された直後にＲＧ１５４を開けるパルスφＲＧを出力して、ＲＤ１５６から電荷ｑを廃棄する。その後、次の受光素子１００の電荷ｑが出力部１０８と接続されるＮ＋チャネルへ転送される前に再びパルスφＲＧを出力してＲＧ１５４を開けるときに、ＲＤ１５６に接続される電流検出部３５０が電流の検出を行う。電流値判断部４００は、電流検出部３５０で電流が検出されない場合は、局部転送効率の低下が生じていないと判断する。一方、電流検出部３５０で電流が検出された場合には、電流値判断部４００は、局部転送効率の低下が生じていると判断し、検出された電流値を変化量とし、当該変化量に基づき、水平転送路駆動制御部２０２が、水平転送路１０６の駆動周波数、駆動電圧を画像信号成分の変化量が小さくなるように制御する。
【０１１５】
これにより、電荷ｑの転送効率を通常の画像の撮影時に検出し、転送効率の低下が生じている場合は、水平転送路１０６における電荷ｑの転送効率が、低下が解消されるように制御できる。
（第４の実施の形態）
第１の実施の形態乃至第３の実施の形態では、転送電極１５０Ａから出力部１０８への電荷ｑの転送（図４参照）における転送効率の低下の検出を行うが、第４の実施の形態では、１段分の電荷ｑの水平転送の過程における転送効率の低下の検出を行う。なお、第１の実施の形態と同一構成部分については、同一の符号を付して、その構成の説明を省略する。
【０１１６】
ＣＣＤ５６を構成する受光素子１００で生成された電荷ｑを、水平転送路１０６の上流側から下流側へ転送する場合について図１３（Ａ）乃至図１３（Ｃ）を用いて詳細に説明する。
【０１１７】
図１３（Ａ）は、水平転送路１０６が有する複数の転送電極１５０Ａ、１５０Ｂの配列を示す。
【０１１８】
転送電極１５０ＡにはパルスφＨ１が、転送電極１５０ＢにはパルスφＨ２が入力される。パルスφＨ１、パルスφＨ２がＯＮとなると、転送電極１５０Ａ、１５０Ｂに電圧が印加される。一方、パルスφＨ１、パルスφＨ２がＯＦＦとなると、転送電極１５０Ａ、１５０Ｂへの電圧の印加が停止される。パルスφＨ１、パルスφＨ２は、図１３（Ｃ）に示すように位相を１８０°ずらしながらパルスのＯＮ、ＯＦＦを繰り返す。
【０１１９】
図１３（Ｂ）は、転送電極１５０Ａ、１５０Ｂの電位分布と、水平転送路１０６における垂直転送路１０４から転送されてきた電荷ｑの転送の過程を示す。
【０１２０】
図１３（Ｂ）のＴ１では、転送電極１５０Ａにおける電位よりも転送電極１５０Ｂにおける電位の方が低いため、電荷ｑは転送電極１５０Ｂの位置に存在する。図１３（Ｂ）のＴ２では、転送電極１５０Ｂよりも転送電極１５０Ａの方が、電位が低い。そのため、転送電極１５０Ｂの位置に存在していた電荷ｑは、図１３（Ｂ）の左から右方向であるＦ方向へ転送され、転送電極１５０Ａに位置することとなる。図１３（Ｂ）に示される電荷ｑの転送を繰り返すことで、電荷ｑは水平転送路１０６の端部に接続される出力部１０８から電圧ＶＯＵＴとして出力される（図４参照）。
【０１２１】
ここで、図１３（Ｂ）に示されるような転送の過程において、経年劣化等を原因として、電荷ｑが後段に少しずつ取り残される、転送効率の低下が生じる場合がある。転送効率の低下の影響は、出力部１０８から遠い位置の受光素子１００から転送されてくる電荷ｑほど、多くの転送段数を経て出力されるため、図３（Ａ）に示されるＣＣＤ５６の左側になるほど転送効率の低下の影響が顕著になる。
【０１２２】
この水平転送路１０６における転送効率の発生の有無を、ＯＢ部５６Ｃから出力される画像信号成分と、出力部１０８から最も離れた受光素子１００から出力される画像信号成分との比率を算出することで求める。
【０１２３】
ＯＢ部５６Ｃは、遮光されているため、ＯＢ部５６Ｃから出力される画像信号成分は、基準として用いられる。そして、出力部１０８から最も離れ、被写体の光を受ける受光素子１００は、図３（Ａ）において、左端の非有効画素領域５６Ｂの受光素子である。そのため、出力部１０８から最も離れた非有効画素領域５６Ｂの受光素子１００から出力される画像信号成分を、出力部１０８から最も離れた受光素子１００の画像信号成分として用いる。
【０１２４】
図１４に、画像信号成分の比率から転送効率の低下の有無の検出に係る機能ブロック図を示す。
【０１２５】
ＣＰＵ５０は、比率算出部５００を備える。
【０１２６】
比率算出部５００は、ＯＢ部５６Ｃの受光素子１００が出力する画像信号成分と、出力部１０８から最も離れた非有効画素領域５６Ｂの受光素子１００が出力する画像信号成分とを、アナログ信号処理部５８、アナログ／デジタル信号処理部６２を介して受信し、その比率を算出する。比率算出部５００で算出された結果は、比較部５０２へ送信される。
【０１２７】
比較部５０２は、メモリ６４に含まれる基準比率記憶部５０４から基準比率を受信する。基準比率とは、例えば、デジタルカメラ１０の製造工場における出荷前の調整段階で、ＯＢ部５６Ｃの受光素子１００が出力する画像信号成分と、出力部１０８から最も離れた非有効画素領域５６Ｂの受光素子１００が出力する画像信号成分との比率を算出した結果である。すなわち、転送効率の低下が生じていない場合のＯＢ部５６Ｃの受光素子１００が出力する画像信号成分と、出力部１０８から最も離れた非有効画素領域５６Ｂの受光素子１００が出力する画像信号成分との比率である。
【０１２８】
比較部５０２は、基準比率と比率算出部５００で算出された比率を比較することで、水平転送路１０６に転送効率の低下が生じているか否かを判断する。当該判断は、比率算出部５００で算出された比率が、基準比率を中心値として設定された所定の範囲に含まれているか否か判断する。
【０１２９】
なお、基準比率を得るときの受光素子１００に入射する光量と、比率算出部５００で比率を算出するときの受光素子１００に入射する光量とは、同じであることが望ましい。しかし、複数の、異なる光量に対応した基準比率をテーブルとして記憶し、受光素子１００における光量と基準比率の近似線を作成し、近似線に基づいた基準比率と、比率算出部５００で算出された比率とを比較してもよい。
【０１３０】
比較部５０２で、基準比率と比率算出部５００で算出された比率とを比較した結果、転送効率の低下が生じていると判断された場合は、比較結果に基づいて、水平転送路駆動制御部２０２が、水平転送路１０６の駆動周波数、駆動電圧を比較結果が小さくなるように制御する。
【０１３１】
次に第３の実施の形態に係る作用を、画像信号成分の比率から転送効率の有無の検出についてフローチャートを用いて説明する。図７のフローチャートと同一のステップは、追加されるステップの前後についてのみ説明し、他の同一のステップについては同一の符号を付して説明を省略する。
【０１３２】
まず、ステップ７０２で、出力部１０８が画像信号成分を含む電圧Ｖｏｕｔが出力する。
【０１３３】
次に、ステップ９００で、アナログ信号処理部５８が、出力部１０８から最も離れた非有効画素領域５６Ｂの受光素子１００から出力される電圧ＶＯＵＴに含まれる画像信号成分のサンプリングを行う。
【０１３４】
次に、ステップ９０２で、アナログ信号処理部５８が、ＯＢ部５６Ｃの受光素子１００から出力される電圧ＶＯＵＴに含まれる画像信号成分のサンプリングを行う。
【０１３５】
次に、ステップ９０４で、比率算出部５００が、ステップ９００でサンプリングされた非有効画素領域５６Ｂの画像信号成分と、ステップ９０４でサンプリングされたＯＢ部５６Ｃとの画像信号成分の比率を算出する。
【０１３６】
次に、ステップ９０６で、比較部５０２が、比率算出部５００で算出された画像信号成分の比率と基準比率記憶部５０４で記憶された基準比率との差が設定された所定の範囲にあるか否かを判断する。所定の範囲にある場合は、水平転送路１０６に転送効率の低下が生じていないことを示しており、判断は肯定とされ、画像信号成分の比較処理を終了する。一方、所定の範囲にない場合は、水平転送路１０６に転送効率の低下が生じていることを示しており、判断は否定とされ、ステップ９０８へ移行する。
【０１３７】
ステップ９０８では、比率算出部５００で算出された画像信号成分の比率と基準比率記憶部５０４で記憶された基準比率との差に基づいて、水平転送路駆動制御部２０２が、水平転送路１０６の駆動周波数、駆動電圧を電流値が小さくなるように制御する。そして、ステップ７０２へ移行し、比率算出部５００で算出された画像信号成分の比率と基準比率記憶部５０４で記憶された基準比率との差がなくなるまで本処理を繰り返す。
【０１３８】
以上のことから、メモリ６４には、基準比率記憶部５０４が、デジタルカメラ１０の出荷前の調整段階において、ＯＢ部５６Ｃの画像信号成分と、非有効画素領域５６Ｂのうち出力部１０８と左右逆側に位置する受光素子１００の画像信号成分と、の比率を基準比率として記憶されている。そして、比率算出部５００が、画像撮影時におけるＯＢ部５６Ｃの画像信号成分と、非有効画素領域５６Ｂのうち出力部１０８と左右逆側に位置する受光素子１００の画像信号成分と、の比率を算出する。比較部５０２で基準比率と、比率算出部５００で算出された比率とを比較し、算出された比率と基準比率との差が設定された所定の範囲にある場合は、転送効率の低下は生じていないと判断される。一方、算出された比率と基準比率との差が設定された所定の範囲にない場合は、転送効率の低下は生じていないと判断され、基準比率との差に基づいて、水平転送路駆動制御部２０２が、水平転送路１０６の駆動周波数、駆動電圧を電流値が小さくなるように制御する。
【０１３９】
これにより、電荷ｑの転送効率を通常の画像の撮影時に検出し、転送効率の低下が生じている場合は、水平転送路１０６における電荷ｑの転送効率が、低下が解消されるように制御できる。
【図面の簡単な説明】
【０１４０】
【図１】（Ａ）はデジタルカメラの正面図、（Ｂ）はデジタルカメラの背面図、（Ｃ）はデジタルカメラの上面図を示す。
【図２】デジタルカメラの電気系の構成を示す図である。
【図３】（Ａ）はＣＣＤの構成を示し、（Ｂ）はＣＣＤにおける有効画素領域、非有効画素領域、ＯＢ部を示す。
【図４】（Ａ）はＣＣＤの出力部と出力部近辺の水平転送路の構成、（Ｂ）は水平転送路における電位分布の変化と電荷ｑの転送との関係、（Ｃ）は図４（Ａ）の転送電極Ａ、転送電極Ｂ、ＲＧに電圧を印加するために入力されるパルスのタイミングチャートと、タイミングチャートに対応した出力部から出力される電圧Ｖｏｕｔの出力波形示す。
【図５】（Ａ）は、第１の実施の形態に係る、出力部から出力される電圧ＶＯＵＴに対し、ＣＤＳパルス１とＣＤＳパルス２とを出力するタイミングを示し、（Ｂ）は、第１の実施の形態に係る、局部転送効率の低下が生じた出力部から出力される電圧ＶＯＵＴの画像信号成分を示し、（Ｃ）は、第１の実施の形態に係る、局部転送効率の低下が生じた出力部から出力される電圧ＶＯＵＴの画像信号成分に対しＣＤＳパルス２を２回出力するタイミングを示し、（Ｄ）は、第１の実施の形態に係る、局部転送効率の低下が生じた出力部から出力される電圧ＶＯＵＴの画像信号成分に対し画像信号成分の保持期間を長くすることでＣＤＳパルス２を２回出力するタイミングを示す図である。
【図６】第１の実施の形態に係る、ＣＰＵにおける画像信号成分の変化量算出処理に関する機能ブロック図である。
【図７】第１の実施の形態に係る、画像信号成分の変化量算出処理に関するフローチャートである。
【図８】第２の実施の形態に係る、デジタルカメラの電気系の構成を示す図である。
【図９】第３の実施の形態に係る、ＣＣＤの出力部と出力部近辺の水平転送路の構成を示す図である。
【図１０】第３の実施の形態に係る、ＲＤが、出力部と接続されるＮ＋チャネルから電荷を廃棄する場合のタイミングチャートである。
【図１１】第３の実施の形態に係る、残留電荷の検出処理に関する機能ブロック図である。
【図１２】第３の実施の形態に係る、残留電荷の検出処理に関するフローチャートである。
【図１３】（Ａ）は、第４の実施の形態に係る、水平転送路の転送電極の配列を示し、（Ｂ）は、第４の実施の形態に係る、水平転送路における電位差を利用した電荷の転送について示し、（Ｃ）は、第４の実施の形態に係る、転送電極に出力するパルスφＨ１とφＨ２のタイミングチャートを示す図である。
【図１４】第４の実施の形態に係る、画像信号成分の比率から転送効率の有無を検出する処理に関する機能ブロック図である。
【図１５】第４の実施の形態に係る、画像信号成分の比率から転送効率の有無を検出する処理に関するフローチャートである。
【符号の説明】
【０１４１】
１０    デジタルカメラ（撮像装置）
５８    アナログ信号処理部（サンプリング手段）
１００    受光素子
１０６    水平転送路（転送手段）
１０８    出力部（出力手段）
１５６    ＲＤ（廃棄手段）
２００    変化量算出部（変化量算出手段）
２０２    水平転送路駆動制御部（制御手段）
３００    スイッチ（切替手段）
３５０    電流検出部（電流検出手段）
５００    比率算出部（比率算出手段）
５０２    比率比較部（比率比較手段）
５０４    基準比率記憶部（基準比率記憶手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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