(57)【要約】【課題】一般的に用いられている固体撮像素子の構造を大きく変更することなく、かつ動画像フレームレートなどの性能を落とさずに、安価で、精度の高いスミア補正が実現できるようにする。【解決手段】固体撮像素子における光電変換素子のうち一部の列に対して光電変換素子から垂直転送部への電荷読み出しパルスを抑制することにより、スミア信号成分のみの列及び通常の転送が行われた有効画素列のそれぞれの信号出力を混在して読み出す。そして、それぞれの信号出力を減算してスミア補正を行う。【選択図】      図８
2007043322.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
行列状に配置された複数の光電変換画素と、該光電変換画素の列間に配置され該光電変換画素の信号電荷を垂直方向に転送する複数の垂直転送部と、該複数の垂直転送部により転送されてきた信号電荷を水平方向に転送する水平転送部とを有する撮像手段と、
前記光電変換画素の任意の列の信号電荷を対応する前記垂直転送部に転送可能な転送手段と、
前記複数の光電変換画素の一部の列である第１の画素列の信号電荷を対応する第１の垂直転送部に転送するとともに、他の一部の列である第２の画素列の信号電荷を対応する第２の垂直転送部に転送しないように前記転送手段を駆動可能な駆動手段と、
前記第１の画素列の信号電荷が転送された前記第１の垂直転送部の信号電荷から前記第２の画素列の信号電荷が転送されなかった前記第２の垂直転送部の信号電荷を差し引く減算手段と、
を具備することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記駆動手段は、前記複数の光電変換画素の各列のうちのｍ列（ｍは２以上の整数）毎にｎ列（ｎはｍよりも小さい１以上の整数）の割合で前記光電変換画素の列の信号電荷を対応する垂直転送部に転送しないように前記転送手段を駆動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３】
前記転送手段は、前記複数の光電変換画素の各行のうちのｐ行（ｐは２以上の整数）毎にｑ行（ｑはｐよりも小さい１以上の整数）の割合で、前記複数の光電変換画素の各列の信号電荷を対応する前記垂直転送部に転送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４】
前記駆動手段は、前記複数の光電変換画素の全列の信号電荷を対応する前記垂直転送部に転送する動作モードをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記第２の画素列の信号電荷が転送されなかった前記第２の垂直転送部に欠陥がある場合には、欠陥補償を行なうことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記駆動手段は、前記撮像装置の撮像する画像の記録画素数が変更された場合に、該変更された記録画素数に応じて、前記複数の光電変換画素のうちの、対応する垂直転送部に電荷を転送する列と対応する垂直転送部に電荷を転送しない列とを変更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７】
前記駆動手段は、前記撮像装置が電子ズーム撮影を行なっている場合に、該電子ズーム撮影の倍率に応じて、前記複数の光電変換画素のうちの、対応する垂直転送部に電荷を転送する列と対応する垂直転送部に電荷を転送しない列とを変更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８】
前記減算手段は、前記第１の垂直転送部の信号電荷から、前記第２の垂直転送部の信号電荷と前記撮像手段の垂直オプティカルブラック部の出力信号とから演算して得られた値を減算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９】
行列状に配置された複数の光電変換画素と、該光電変換画素の列間に配置され該光電変換画素の信号電荷を垂直方向に転送する複数の垂直転送部と、該複数の垂直転送部により転送されてきた信号電荷を水平方向に転送する水平転送部とを有する撮像手段と、前記光電変換画素の任意の列の信号電荷を対応する前記垂直転送部に転送可能な転送手段とを備える撮像装置を制御する方法であって、
前記複数の光電変換画素の一部の列である第１の画素列の信号電荷を対応する第１の垂直転送部に転送するとともに、他の一部の列である第２の画素列の信号電荷を対応する第２の垂直転送部に転送しないように前記転送手段を駆動する駆動工程と、
前記第１の画素列の信号電荷が転送された前記第１の垂直転送部の信号電荷から前記第２の画素列の信号電荷が転送されなかった前記第２の垂直転送部の信号電荷を差し引く減算工程と、
を具備することを特徴とする撮像装置の制御方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の制御方法をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
【請求項１１】
請求項１０に記載のプログラムをコンピュータ読み取り可能に記憶したことを特徴とする記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像素子を備える撮像装置における、画質の劣化を補正する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＣＣＤ等の撮像素子を用いて静止画像あるいは動画像を撮影するデジタルカメラが数多く開発されている。しかしながらＣＣＤのような固体撮像素子における特有の現象として、スミアという現象が知られている。スミアは、撮像素子に高輝度の光が入った場合に、受光部であるフォトダイオードへ蓄積される以外に、多重反射して垂直転送部に到達することやフォトダイオードにて生成された電荷が垂直転送部に拡散することなどで発生する。撮像素子の各画素の信号は垂直転送部を通って出力されるため、スミアは垂直方向の画素全てに影響してしまい、画面の上下に縦筋となって現れるようになる。
【０００３】
一般にデジタルカメラなどではメカニカルシャッタの機構を具備しており、静止画撮影を行う際は、露光期間の終了時にメカニカルシャッタを閉じて固体撮像素子への入射光を遮った状態で信号電荷の転送を行うため、スミアの影響は受けずにすむ。
【０００４】
しかし、動画像を撮影してモニタに表示したり記録媒体に記録する場合は、時間的制約や耐久性などの理由からフレーム毎にメカニカルシャッタを閉じることはできない。したがって電荷転送中にも常時撮像素子に光が入射されることとなり、スミアの影響を受けやすく、これを低減することが困難であった。
【０００５】
このようなスミア現象による画像の劣化を補正するための方法が、たとえば、特許文献１に示されている。スミアがその発生原理から垂直方向にほぼ同レベルであることに着目して、有効画素領域外の遮光された垂直ＯＢ部（オプティカルブラック部）の出力レベルをスミア成分のみの出力信号とみなし、これを有効画素信号からライン毎に減算するというものである。
【０００６】
また、特許文献２に記載されている撮像装置では、画像成分とスミア成分からなる混合電荷と、スミア電荷のみとを転送する垂直転送部群と、垂直転送部からの混合電荷を水平方向に転送する第１水平レジスタとを備える。さらに、垂直転送部からのスミア電荷を転送する第２水平レジスタを備え、第１水平レジスタから出力される混合信号から第２水平レジスタから出力されるスミア信号を減算処理することによりスミア成分を除去し、本来の画像成分を取り出している。
【０００７】
また、特許文献３に記載されている撮像装置では、予め定められたラインの信号電荷のみを垂直転送部に転送し、測光情報及びスミア成分を含む画像信号を出力するラインと、スミア成分のみを含むスミア信号を出力するラインとを読み出す。そして、減算処理にてスミアの影響を排除した露光量を得る。
【特許文献１】特開平７−０６７０３８号公報
【特許文献２】特開平１０−１９１１７５号公報
【特許文献３】特開２００１−２２３９４９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、例えば特許文献１に記載の撮像装置では、強い光が動いている場合に正確にスミア補正できないという問題がある。ある時点では強い光があたった垂直転送部にスミアが発生するが、次の時点では強い光が動き、別の垂直転送部にスミアが発生する。この動きが１フレームの期間内に起こるとスミアが画面内で上下に直線状にならない。
【０００９】
このため、信号画素ラインとＯＢ画素ラインの画像データの差分をとっても、スミアののってない信号画素からスミア成分を引いたり、スミアが発生している画素からスミア成分を引かなかったりということが起き、正確な補正ができないという問題が生じる。
【００１０】
また、特許文献２に記載の撮像装置では、上記の問題点に鑑みて、ある補正対象画素に対し近隣のラインのスミア成分を補正信号として用いることを可能としている。しかし、複数の水平レジスタを必要とするため、固体撮像素子の構造が複雑となり、サイズやコストにかかる負担が大きいという問題点がある。
【００１１】
また、特許文献３に記載の撮像装置では、固体撮像素子の構造自体は従来のものと大きく変わることはない。しかし、画像信号ラインとスミア信号ラインを読み出す必要があるため、仮に１：１で対応していたとすると、必要ライン数の２倍のライン数を読み出すことになる。すなわち、必要ラインのみを読み出したときと比較してフレームレートが２倍、と大幅に遅くなってしまうという欠点がある。
【００１２】
従って、本発明は上述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、一般的な固体撮像素子の構造を大きく変更することなく、かつ動画像フレームレートなどの性能を落とさずに、安価で、精度の高いスミア補正を実現できるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係わる撮像装置は、行列状に配置された複数の光電変換画素と、該光電変換画素の列間に配置され該光電変換画素の信号電荷を垂直方向に転送する複数の垂直転送部と、該複数の垂直転送部により転送されてきた信号電荷を水平方向に転送する水平転送部とを有する撮像手段と、前記光電変換画素の任意の列の信号電荷を対応する前記垂直転送部に転送可能な転送手段と、前記複数の光電変換画素の一部の列である第１の画素列の信号電荷を対応する第１の垂直転送部に転送するとともに、他の一部の列である第２の画素列の信号電荷を対応する第２の垂直転送部に転送しないように前記転送手段を駆動可能な駆動手段と、前記第１の画素列の信号電荷が転送された前記第１の垂直転送部の信号電荷から前記第２の画素列の信号電荷が転送されなかった前記第２の垂直転送部の信号電荷を差し引く減算手段と、を具備することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明に係わる撮像装置の制御方法は、行列状に配置された複数の光電変換画素と、該光電変換画素の列間に配置され該光電変換画素の信号電荷を垂直方向に転送する複数の垂直転送部と、該複数の垂直転送部により転送されてきた信号電荷を水平方向に転送する水平転送部とを有する撮像手段と、前記光電変換画素の任意の列の信号電荷を対応する前記垂直転送部に転送可能な転送手段とを備える撮像装置を制御する方法であって、前記複数の光電変換画素の一部の列である第１の画素列の信号電荷を対応する第１の垂直転送部に転送するとともに、他の一部の列である第２の画素列の信号電荷を対応する第２の垂直転送部に転送しないように前記転送手段を駆動する駆動工程と、前記第１の画素列の信号電荷が転送された前記第１の垂直転送部の信号電荷から前記第２の画素列の信号電荷が転送されなかった前記第２の垂直転送部の信号電荷を差し引く減算工程と、を具備することを特徴とする。
【００１５】
また、本発明に係わるプログラムは、上記の制御方法をコンピュータに実行させることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明に係わる記憶媒体は、上記のプログラムをコンピュータ読み取り可能に記憶したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、一般的に用いられている固体撮像素子の構造を大きく変更することなく、かつ動画像フレームレートなどの性能を落とさずに、安価で、精度の高いスミア補正を実現することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の好適な一実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００１９】
図１は、本発明の一実施形態に係わるデジタルカメラの概略構成を示すブロック図である。
【００２０】
レンズなどからなる光学系１１は、被写体像をＣＣＤ１２の受光面に結像する。ＣＣＤ１２は、その受光面に結像された被写体の光信号を光電変換して電気信号を発生する撮像素子である。また、光学系１１とＣＣＤ１２との間には、メカシャッタ１３が配置され、このメカシャッタ１３を閉じることでＣＣＤ１２へ入射する光を遮断することができる。
【００２１】
ＣＣＤ駆動装置１４は、ＣＣＤを駆動するためのタイミングパルスを発生する。ＣＣＤ駆動装置１４によって駆動されたＣＣＤ１２の出力は、サンプルホールド回路（Ｓ／Ｈ）、ゲインアンプ、及びアナログデジタル変換器（Ａ／Ｄ）を含むプリプロセス回路１５によってデジタル化され、デジタルプロセス回路１６に取り込まれる。デジタルプロセス回路１６では、ガンマ処理、色信号処理などの各種デジタル信号処理を行う。この際、画像信号をメモリ１７との間で書き込み／読み出し処理している。また、デジタルプロセス回路１６の出力はＬＣＤディスプレイ（液晶表示装置）１８にて表示することも可能となっている。
【００２２】
デジタルプロセス回路１６で画像処理が施された画像データは、画像変換回路１９を介して圧縮され、メモリカード２０に書き込まれ、記録される。画像変換回路１９は、デジタルプロセス回路１６からの画像データを圧縮してメモリカード２０へ出力する機能と、メモリカード２０から読み出した画像データを伸長してデジタルプロセス回路１６へ出力する機能を有している。
【００２３】
また、光学系１１、メカシャッタ１３、ＣＣＤ駆動装置１４、プリプロセス回路１５、デジタルプロセス回路１６、画像変換回路１９、メモリカード２０のそれぞれは、カメラ制御部２１によって制御される。このカメラ制御部２１には、レリーズや出力画像サイズ切り替え、読み出しモード切り替えなどの機能を有する操作部２２が接続されている。
【００２４】
また、カメラ制御部２１は、後述する本実施形態の電荷読み出しパルス抑制部に対し、電荷読み出しパルスの抑制／非抑制を各列毎に選択する選択信号を出力している。なお、本実施形態においては、電荷読み出しパルスの抑制とは、電荷読み出しパルスを発生しないことを意味するものとする。
【００２５】
次に、本実施形態のデジタルカメラに用いられるインターライン型ＣＣＤ１２の構成について説明する。図２は図１のＣＣＤ１２であるインターライン型ＣＣＤの概略構成を示した図であり、複数の画素がマトリクス状に配列されている。
【００２６】
図２において、１は被写体からの光を受け光電変換する感光画素、２は感光画素を遮光したＯＢ画素（オプティカルブラック画素）、３は感光画素１からの電荷を垂直方向に転送する垂直転送部である。４は垂直転送部からの電荷を水平方向に転送する水平転送部、５は出力部、６は信号出力端子である。
【００２７】
また、７，８，９は電荷読み出しパルスの抑制部を表している。７は垂直転送部３に印加される垂直転送パルスを搬送する垂直転送パルスラインであり、電荷読み出しパルスを含むラインと含まないラインがある。８は垂直転送部３に垂直転送パルスを印加する垂直転送パルスライン７を選択する選択部であり、９はデジタルプロセス回路１６から出力される、各列毎の選択信号を搬送する選択信号ラインである。垂直転送パルスライン７のうち電荷読み出しパルスを含むラインが選択された場合、感光画素１の電荷は垂直転送部３へ転送される。
【００２８】
図２においては、説明をわかりやすくするために、水平１２画素、垂直１０画素となっているが、感光画素１とＯＢ画素２の個数については、信号処理や補正に必要な所望の数が配置されているものとする。また、色フィルタの配列はＲ（赤）及びＧ（緑）が水平方向に交互に並んでいるＲＧラインとＧ（緑）及びＢ（青）が水平方向に交互に並んでいるＧＢラインがある、いわゆるベイヤ配列とする。
【００２９】
感光画素１の信号電荷は、電荷読み出しパルスの印加された列においては垂直転送部３に読み出され、それぞれ、転送電極Ｖ１〜Ｖ６に加えられる６相駆動パルスφＶ１〜φＶ６により水平転送部４の方向へ順に転送される。水平転送部４は、垂直転送部３から転送されてきた水平１行分の信号電荷を、それぞれ、転送電極Ｈ１及びＨ２に加えられる２相駆動パルスφＨ１及びφＨ２により順次出力部５に転送する。転送されてきた信号電荷は出力部５において電圧に変換され、信号出力端子６からＣＣＤ信号として出力される。
【００３０】
本実施形態のデジタルカメラにおける、静止画撮影時の処理について説明する。図３乃至図６に本実施形態の駆動モード時の読み出し模式図を示す。ここでは、例として３フィールド読み出し方式を用いることとする。
【００３１】
静止画を撮影する際、レリーズ後、所定の露光時間を経てメカシャッタ１３が閉じられ、各感光画素１にその被写体の輝度に応じた量の電荷が蓄積される。
【００３２】
はじめに、露光中に垂直転送部３に生じたスミア成分を、転送電極Ｖ１〜Ｖ６に６相駆動パルスφＶ１〜φＶ６を高速に多数加えることで掃き捨てる。その後、電荷読み出しパルスＶａが印加され、対応する第１フィールドのラインの電荷が垂直転送部３に読み出される(図中斜線部の画素)。電荷読み出しパルスＶａ、Ｖｂ、Ｖｃは図６のように転送電極Ｖ１〜Ｖ６の対応する電極に加えられるもので、３ラインに１ラインずつ順に配置されている。各電荷読み出しパルスは、６相駆動パルスφＶ１〜φＶ６に重畳して与える形でも良い。
【００３３】
水平ブランキング期間に入ると、最初に垂直転送部３の転送ゲート電極に６相駆動パルスφＶ１〜φＶ６を印加することにより垂直転送部３を１段あるいは複数段駆動する。そして、もっとも水平転送部４に近い部分に存在した１ラインの画素からの読み出し電荷を水平転送部４に転送する。
【００３４】
そして、水平ブランキング期間が終了し、有効期間に入ってから有効期間の終了までに、水平転送部４のゲート電極に水平転送パルス（２相駆動パルスφＨ１及びφＨ２）を印加することにより、水平転送部４の電荷を転送して出力部５から出力する。これにより、１水平期間内に１ラインの信号電荷が読み出される。
【００３５】
これと同じ動作を１フィールド期間の間、水平ブランキング期間ごとに繰り返すことにより、１フィールド分の蓄積電荷の読み出しが完了する。
【００３６】
続いて、図４及び図５に示すように、同様の動作が電荷読み出しパルスＶｂ、Ｖｃをそれぞれ印加して行なわれ、残りの第２、第３フィールドの感光画素１の信号電荷も読み出され、転送される。
【００３７】
以上のようにして読み出された各感光画素の信号は、それぞれプリプロセス回路１５を経てデジタルプロセス回路１６で処理され、静止画像が生成される。
【００３８】
続いて、本実施形態のデジタルカメラにおける、電荷読み出しパルスの抑制を行わない従来方式の動画像撮影処理について説明する。図７にこの駆動モードの読み出し模式図を示す。
【００３９】
一般的なデジタルカメラでは、静止画像撮影に数メガピクセルある全画素を使用して高精細な画像を生成するが、動画像の場合はフレームレートの方をより重視する。そのため、電荷転送する画素ラインを間引き、所望のフレームレートを得ている。
【００４０】
ここでは例として３ライン毎に２ラインを間引いて残り１ラインの信号を用いることとしている。これによって全画素を読み出したときと比較して約３倍の速度で動画像生成に必要な画素を読み出すことができる。
【００４１】
動画像を撮影する際、レリーズ後、定められた露光時間の間露光され電荷が蓄積された後、電荷読み出しパルスＶａが印加され、対応するラインの電荷が垂直転送部３に読み出される。水平ブランキング期間に入ると、最初に垂直転送部３の転送ゲート電極に６相駆動パルスφＶ１〜φＶ６を印加することにより垂直転送部３を１段あるいは複数段駆動する。そして、もっとも水平転送部４に近い部分に存在した１ラインの画素からの読み出し電荷を水平転送部４に転送する。
【００４２】
そして、水平ブランキング期間が終了し、有効期間に入ってから有効期間の終了までに、水平転送部４のゲート電極に水平転送パルス（２相駆動パルスφＨ１及びφＨ２）を印加することにより、水平転送部４の電荷を転送して出力部５から出力する。これにより、１水平期間内に１ラインの信号電荷が読み出せる。
【００４３】
これと同じ動作を１フィールド期間の間、水平ブランキング期間ごとに繰り返すことにより、１フィールド分の蓄積電荷の読み出しが完了する。
【００４４】
以上のようにして読み出された画素信号は、それぞれプリプロセス回路１５を経てデジタルプロセス回路１６で処理され、動画像が生成される。この際、通常は出力画像サイズの縦横比から、垂直方向に間引いた分、水平方向も間引くこととなるため、画像処理の際に水平方向の画素は必要な画素数となるように補完しながら間引かれることとなる。図の例では垂直方向と同様に水平方向の画素を間引く必要があるため、３画素から１画素に補完される。
【００４５】
これらの処理を毎フィールド行うことにより動画像を生成している。
【００４６】
続いて、本実施形態のデジタルカメラにおける、電荷読み出しパルスの抑制を行う方式の動画像撮影時の処理を説明する。
【００４７】
動画像撮影時は、静止画撮影時の全画素読み出しモードから動画像撮影用の駆動モードに切り替えることができる。図８に本実施形態の駆動モードの読み出し模式図を示す。
【００４８】
ここでは垂直方向に３ライン毎に１ライン(ｐ＝３、ｑ＝１)を転送し、３列毎に２列(ｍ＝３、ｎ＝２)の割合で電荷読み出しパルスを抑制する（電荷読み出しパルスを印加しない）こととする。
【００４９】
ただし、本実施形態では撮像素子がベイヤ配列の画素配置を有しているので、縦の隣り合う２列の画素列でＲ，Ｇ，Ｂの３色の画像信号が得られる。そのため、３列毎に２列の割合で電荷読み出しパルスを抑制するといっても、実際上は、図８に示したように、斜線で示した隣り合う２列の画素に読み出しパルスを印加し、それに続く４列の画素に読み出しパルスを印加しないようにする。すなわち、６列毎に４列の画素を間引くこととなる。
【００５０】
動画像を撮影する際、レリーズ後、定められた露光時間の間露光され電荷が蓄積された後、任意の電荷読み出しパルスＶａｘが印加され、対応するライン／列の電荷が垂直転送部３に読み出される。ここで、ＶａｘはＶａ１、Ｖａ２…Ｖａｈ(ｈは水平画素数)からなる電荷読み出しパルス群のひとつであり、各列ごとに対応付けられている。印加する電荷読み出しパルスＶａｘについては任意であり、記録画素数や、電子ズームの倍率などによって変更することも可能である。図８の例では、選択部８により選択されたＶａ１、Ｖａ２、Ｖａ７、Ｖａ８が電荷読み出しパルスとして印加され、その他の列についてはパルスが抑制される（電荷読み出しパルスが印加されない）こととなる。
【００５１】
水平ブランキング期間に入ると、最初に垂直転送部３の転送ゲート電極に６相駆動パルスφＶ１〜φＶ６を印加することにより垂直転送部３を１段あるいは複数段駆動する。そして、もっとも水平転送部４に近い部分に存在した１ラインの画素からの読み出し電荷を水平転送部４に転送する。
【００５２】
そして、水平ブランキング期間が終了し、有効期間に入ってから有効期間の終了までに、水平転送部４のゲート電極に水平転送パルス（２相駆動パルスφＨ１及びφＨ２）を印加することにより、水平転送部４の電荷を転送して出力部５から出力する。これにより、１水平期間内に１ラインの信号電荷が読み出される。
【００５３】
これと同じ動作を１フィールド期間の間、水平ブランキング期間ごとに繰り返すことにより、１フィールド分の蓄積電荷の読み出しが完了する。
【００５４】
以上のようにして読み出された画素は、それぞれプリプロセス回路１５を経てデジタルプロセス回路１６で処理され、動画像が生成される。この時、デジタルプロセス回路１６にてスミア補正処理が行われる。この際、通常は出力画像サイズの縦横比から、垂直方向に間引いた分、水平方向も間引くこととなるため、画像処理の際に水平方向の画素は必要な画素数となるように補完しながら間引かれることとなる。図の例では水平３画素を１画素に間引く必要があるため、３画素毎に２画素（６画素毎に４画素）、つまり電荷読み出しパルスを抑制した画素を破棄することとなる。
【００５５】
これらの処理を毎フィールド行うことにより動画像を生成している。
【００５６】
また、上記のスミア補正処理はデジタルプロセス回路１６ではなく、プリプロセス回路１５にてアナログ処理とすることも可能である。
【００５７】
なお、記録画素数が変更された際や電子ズーム撮影のモードの際は、画像処理に必要な画素数はその都度変更されることとなる。このとき、本実施形態では図２の選択部８により電荷読み出しパルスを印加するか否かの選択を任意の列に対して行える構成となっているため、必要な画素数に応じてスミア成分信号の列を増減でき、確実度の高いスミア成分抽出が可能となる。
【００５８】
続いて、上述したスミア補正について説明する。例として３例を記す。
【００５９】
まず、第１例の補正方法について説明する。
【００６０】
図９に概略図を記す。ここでは、画素Ａに対する補正について説明する。このとき、図９のＶａｘ、Ｖａ（ｘ＋１）の電荷読み出しパルスは印加され、Ｖａ（ｘ−２）、Ｖａ（ｘ−１）、Ｖａ（ｘ＋２）、Ｖａ（ｘ＋３）の電荷読み出しパルスは抑制されている（印加されない）ものとする。
【００６１】
転送された画素Ａに対応する信号は、画像信号とスミア成分信号が混合されている信号である。画素Ｂに対応する信号は、電荷読み出しパルスが印加されていないため画像信号がなく、スミア成分のみの信号とみなすことができ、これをスミア補正信号とすることができる。
【００６２】
よって、画素Ａの信号から画素Ｂの信号を減算することによって、画像信号成分のみを抽出することが可能となる。また、画素Ｂは最終出力画像に対しては必要のない画素であるので、補正信号として使用する以外は余分な画素信号として捨てられる。
【００６３】
同様の方法で他の画素についても減算を行い、出力画像に対してスミア補正を実現することが可能となる。
【００６４】
続いて、第２例の補正方法について説明する。
【００６５】
図１０に概略図を記す。ここでは、画素Ａに対する補正について説明する。このとき、図１０のＶａｘ、Ｖａ（ｘ＋１）の電荷読み出しパルスは印加され、Ｖａ（ｘ−２）、Ｖａ（ｘ−１）、Ｖａ（ｘ＋２）、Ｖａ（ｘ＋３）の電荷読み出しパルスは抑制されている（印加されない）ものとする。
【００６６】
転送された画素Ａに対応する信号は、画像信号とスミア成分信号が混合されている信号である。画素Ｂ、Ｃに対応する信号は、電荷読み出しパルスが印加されていないため画像信号がなく、スミア成分のみの信号とみなすことができる。
【００６７】
ここで画素Ａに対する補正用スミア信号を画素Ｂの信号と画素Ｃの信号から算出することとすると、画素Ａからの距離に応じた重み付けを施して、（補正信号）＝（２Ｂ＋Ｃ）／３で求めることができる。
【００６８】
よって、画素Ａの信号からこの補正信号を減算することによって、画像信号成分のみを抽出することが可能となる。また、画素Ｂ、Ｃは最終出力画像に対しては必要のない画素であるので、補正信号として使用する以外は余分な画素信号として捨てられる。
【００６９】
同様の方法で他の画素についても減算を行い、出力画像に対してスミア補正を実現することが可能となる。
【００７０】
また、画素Ａに対する補正用スミア信号は、画素Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈ，Ｉ，Ｊなどのより広範囲の信号を使用して生成することもできる。
【００７１】
また仮に垂直転送部にキズがあった際には、その個所の信号は補正信号として使用することはできない。その際は、キズのある信号を除いた他の周辺信号で補正信号を生成することにより不具合を回避できる。
【００７２】
続いて、第３例の補正方法について説明する。
【００７３】
図１１に概略図を記す。ここでは、画素Ａに対する補正について説明する。
【００７４】
転送された画素Ａに対応する信号は、画像信号とスミア成分信号が混合されている信号である。画素Ｂ、Ｃに対応する信号は、電荷読み出しパルスが印加されていないため画像信号がなく、スミア成分のみの信号とみなすことができる。
【００７５】
また、垂直ＯＢラインの信号よりスミア成分信号ラインＫ，Ｌを得ることができる。
【００７６】
スミア成分信号ラインＫ，Ｌの信号を用いることにより、垂直方向からの画素Ａに対する補正用スミア信号Ｓｍｖを算出することができる。これは、１フレーム内で光源が動かない時は画素Ａと同じ水平位置にあるスミア成分信号ラインＫ，Ｌの成分はほぼ同じであるとしてそのまま用いる。また、光源が動く場合はスミア成分信号ラインＫ，Ｌのそれぞれのスミア位置から画面内経路を推定して、画素Ａの位置でのスミア成分を換算することにより求めることができる。
【００７７】
また、水平方向からの補正値Ｓｍｈは、上記第２例と同様に画素Ｂの信号と画素Ｃの信号から算出することができる。
【００７８】
この例の補正方法では、上記で求まったＳｍｈ及びＳｍｖを組み合わせて補正処理に用いる補正信号を求めることとしている。理想的な条件ではＳｍｈとＳｍｖはほぼ同じ値となっているはずであるが、ここでは（補正信号）＝（Ｓｍｈ＋ＳｍＶ）／２とする。
【００７９】
また、組み合わせの割合は任意であるが、画素Ａの水平位置がスミア成分信号ラインと近ければＳｍｖの割合を大きくする。また、１フレーム内で光源が大きく動いているような時は影響の少ないＳｍｈの割合を大きくする。このような工夫をすることで、更に高精度な補正信号を得ることができる。
【００８０】
これにより求まった補正信号を画素Ａの信号から減算することによって、画像信号成分のみを抽出することが可能となる。
【００８１】
同様の方法で他の画素についても減算を行い、出力画像に対してスミア補正を実現することが可能となる。
【００８２】
以上説明したように、上記の一実施形態によれば、光電変換素子から垂直転送部への電荷読み出しパルスを抑制することでスミア成分のみの列を得ることができる。これをスミア補正に用いることで、メカシャッタによる遮光がない動画像撮影時においても、スミア現象による画像の劣化を抑えた画像を提供することができる。
【００８３】
また、光電変換素子から垂直転送部への電荷読み出しパルスを抑制する列の垂直転送部にキズがあった場合でも、近隣画素などを用いた欠陥補償を行うことで、画像劣化のない補正が可能となる。
【００８４】
また、記録画素数が変更された際は、最終出力画像として使用する水平方向の画素数もサイズによって変わるため、光電変換素子から垂直転送部への電荷読み出しパルスを抑制する列や列の数を変更することにより、スミア成分信号の精度を向上出来る。
【００８５】
また、電子ズーム撮影を行っている際は、最終出力画像として使用する水平方向の画素数は倍率によって変わるため、光電変換素子から垂直転送部への電荷読み出しパルスを抑制する列や列の数を変更することによりスミア成分信号の精度を向上出来る。
【００８６】
また、有効画素から近隣のスミア成分画素を減算するのみでスミア成分の除去ができるため、煩雑な処理なく高精度なスミア補正を実現できることとなる。
【００８７】
また、光電変換素子から垂直転送部への電荷読み出しパルスを抑制することで得た列のスミア成分信号と垂直ＯＢ部より得たスミア成分信号の両者により、補正対象画素に対して同じ水平位置配置を持つ補正信号と同じ垂直位置配置を持つ補正信号を使用できる。これにより、より高精度なスミア補正を実現できることとなる。
【００８８】
以上のように、本実施形態によれば、一般的に用いられている固体撮像素子の構造を大きく変更することなく、かつ動画像フレームレートなどの性能を落とさずに、安価で、精度の高いスミア補正を行うことが可能となる。
【００８９】
（他の実施形態）
また、各実施形態の目的は、次のような方法によっても達成される。すなわち、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体（または記録媒体）を、システムあるいは装置に供給する。そして、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行する。この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、本発明には次のような場合も含まれる。すなわち、プログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているオペレーティングシステム（ＯＳ）などが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される。
【００９０】
さらに、次のような場合も本発明に含まれる。すなわち、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張カードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書込まれる。その後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張カードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される。
【００９１】
本発明を上記記憶媒体に適用する場合、その記憶媒体には、先に説明した手順に対応するプログラムコードが格納されることになる。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】本発明の一実施形態に係わるデジタルカメラの概略構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示すＣＣＤの内部の概略構成を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態における、静止画撮影時の第１フィールド画素の読み出しを表わす模式図である。
【図４】本発明の一実施形態における、静止画撮影時の第２フィールド画素の読み出しを表わす模式図である。
【図５】本発明の一実施形態における、静止画撮影時の第３フィールド画素の読み出しを表わす模式図である。
【図６】本発明の一実施形態における、電荷読み出しパルスの配置を表わす模式図である。
【図７】本発明の一実施形態における、電荷読み出しパルス抑制を行わない動画像撮影時の読み出しを表わす模式図である。
【図８】本発明の一実施形態における、電荷読み出しパルス抑制を行う動画像撮影時の読み出しを表わす模式図である。
【図９】本発明の一実施形態における、第１のスミア補正方法を表わす概略図である。
【図１０】本発明の一実施形態における、第２のスミア補正方法を表わす概略図である。
【図１１】本発明の一実施形態における、第３のスミア補正方法を表わす概略図である。
【符号の説明】
【００９３】
１１  光学系
１２  ＣＣＤ
１３  メカシャッタ
１４  ＣＣＤ駆動装置
１５  プリプロセス回路
１６  デジタルプロセス回路
１７  メモリ
１８  ＬＣＤディスプレイ
１９  画像変換回路
２０  メモリカード
２１  カメラ制御部
２２  操作部
１    感光画素
２    ＯＢ画素
３    垂直転送部(ＶＣＣＤ)
４    水平転送部(ＨＣＣＤ)
５    出力部
６    信号出力端子
【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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