(57)【要約】【課題】動きのある高輝度被写体に起因して、撮像面上に生じる傾斜したスミアの動きを正確に検出し、動きのあるスミアについても的確なスミア補正を実施可能とすること。【解決手段】固体撮像装置の撮像面２００において生じる傾斜したスミア２０４の、基準ラインに対する相対的な動きを、動き検出部４００にて検出し、基準ラインにおけるスミア位置をスミア位置検出部５００にて検出する。スミア補正信号生成部６００にてスミア補正信号を生成し、補正位置算出部７００にて、スミア補正位置を特定する。加算器７０２にて、補正対象の画素のデータに、スミアとは逆極性のスミア補正データを加算し、これにより、スミアを抑制する。【選択図】図５
2007116335.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
動きのある高輝度被写体からの光の入射によって撮像面上に傾斜して生じるスミアの影響を撮像した画像データに対して補正する固体撮像装置であって、
特定の基準ラインにおけるスミアの位置および前記基準ラインから所定ラインだけ離れた他のラインにおけるスミアの位置をそれぞれ検出するスミア位置検出部と、
前記基準ラインのスミア位置と前記他のラインのスミア位置との水平方向のずれ量およびそのずれ方向を検出するスミア動き検出部と、
前記スミア位置検出部及び前記スミア動き検出部の検出結果および前記基準ラインと前記他のラインとの間のライン間距離に基づいて、前記スミアの傾斜量を求め、該傾斜量から前記撮像面の有効画素領域における各ラインの補正位置をそれぞれ算出する補正位置算出部と、
前記有効画素領域の前記補正位置の画像データに対して補正処理を行うスミア補正部と、
を有することを特徴とする固体撮像装置。
【請求項２】
請求項１記載の固体撮像装置であって、
前記スミア位置検出部は、垂直オプティカルブラック領域またはダミー領域における水平ラインを基準ラインとし、該基準ラインにおける局所的に高いレベルとなった第１の部分の位置と、前記基準ラインから所定ラインだけ離れた他のラインにおける局所的に高いレベルとなった第２の部分の位置とを検出することを特徴とする固体撮像装置。
【請求項３】
請求項２記載の固体撮像装置であって、
前記スミア動き検出部は、直前のフレームにおける垂直オプティカルブラック領域またはダミー領域における水平ラインを基準ラインとし、現在のフレームにおける垂直オプティカルブラック領域又はダミー領域における水平ラインを前記他のラインとすることを特徴とする固体撮像装置。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれか記載の固体撮像装置であって、
前記スミア補正部は、前記スミアによる影響を低減するための補正データを、少なくとも前記有効画素領域の前記補正位置の画素データに対して加算することを特徴とする固体撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動きのある高輝度被写体からの光の入射によって撮像面上に生じる、傾斜したスミアを補正する機能をもつ固体撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
固体撮像素子（ＣＣＤ等）を用いたカメラの撮像面に、例えば、太陽や、夜間の車のライト等のような高輝度被写体からのスポット光が入った場合、垂直転送電荷が過剰となってスミア（画面上に生じる明るい縦の帯）が生じる。特に、携帯電話等に搭載されるカメラ等、メカニカルシャッタを備えていないデジタルカメラではスミアが発生し易く、また、メカニカルシャッタを備えるデジタルカメラであっても、動画撮影モードではメカニカルシャッタが動作しないため、スミアが発生し易くなる。
【０００３】
このスミアを低減するために、固体撮像素子の撮像面の周囲に設けられたオプティカルブラック（光学的黒)領域における水平ラインのレベル（通常は所定範囲の黒レベルとなっている）が局所的に突出してレベルが高くなった部分を検出し、これによって、スミア位置とスミアレベルの情報を得て、有効画素領域における該当位置の画素データを補正する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
オプティカルブラック領域は、黒レベルを規定するための領域であり、光電変換素子（フォトセンサ）を遮光膜で覆った構造をもつ。ただし、有効画素領域において、スミアが発生したときには、そのスミアと同レベルのレベル変動が、そのオプティカルブラック領域のラインデータにも生じる。この点を利用して、スミアの発生位置（垂直方向のどのラインにスミアが発生しているか）と、スミアのレベルと、を検出し、例えば、該当箇所の画素データに逆極性の補正値を加算することによって、スミアを低減可能である。
【０００５】
上記特許文献１では、オプティカルブラック領域における水平ラインの画素データにはランダムノイズが重畳していることから、隣接する数ラインにおける、同一の水平位置にある画素のデータ同士を加算して平均化し、ランダムノイズを相殺することによって、スミア補正の精度を向上させている。
【特許文献１】特開平７−６７０３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１に記載されるスミア補正技術は、スミア（高輝度の縦の帯）が垂直方向に生じていることを前提としているため、スミアが斜めに生じる場合には適用できない。すなわち、スミアを生じさせる高輝度被写体が非常に高速に動いている場合（例えば、高速走行している自動車のヘッドライトが撮像面に移動しながら入射する場合）には、スミアは、撮像面上で傾斜して生じる場合があり得る。
【０００７】
特許文献１の技術では、オプティカルブラック領域の水平ラインに生じるスミアの位置と、有効画素領域の水平ラインにおいて生じるスミアの位置とが一致していることを前提としている。しかし、スミアが傾斜している場合には、オプティカルブラック領域の水平ラインに生じるスミアの位置は、有効画素領域の水平ラインの各々において生じるスミアの位置とは異なっている。したがって、オプティカルブラック領域におけるスミア検出結果に基づいて、有効画素領における、同じ水平位置にある画素に逆極性の補正データを加算したとしても、スミアを打ち消すことはできず、かえって、補正によって画素データが歪み、画質が低下する場合も生じ得る。
【０００８】
図８は、スミア補正の課題を説明するための図であり、（ａ）は画面上でスミアに動きがない場合の撮像面を示す図、（ｂ）はスミアに動きがある場合の撮像面を示す図である。
図８（ａ），（ｂ）において、固体撮像装置の撮像面１００は、有効画素領域１０２と後垂直オプティカルブラック領域ＯＢ１と、前垂直オプティカルブラック領域ＯＢ２を有し、各撮像面１００には、高輝度被写体からの光による明るい縦の帯が生じる部分であるスミア１０４ａ，１０４ｂが発生している。
【０００９】
図８（ａ）では、スミアは垂直方向に延在するため、スミアの水平位置は、例えば、図中の水平ラインＬ１，Ｌ２のように、どのラインでも同じであるが、（ｂ）の場合、スミアが傾斜しているため、スミアの水平位置は各ラインで異なっている。例えば、水平ラインＬ１とＬ２では、スミアの位置がスミアの傾斜角に応じた量だけずれている。したがって、（ｂ）の場合には、水平ライン毎に位置をずらして補正しないと、動きのあるスミアを的確にキャンセルすることはできない。
【００１０】
本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、動きのある高輝度被写体に起因して、撮像面上に生じる傾斜したスミアの動きを的確に検出し、動きのあるスミアについても正確なスミア補正を実施可能とすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る上記目的は、下記構成により達成される。
（１）  動きのある高輝度被写体からの光の入射によって撮像面上に傾斜して生じるスミアの影響を撮像した画像データに対して補正する固体撮像装置であって、特定の基準ラインにおけるスミアの位置および前記基準ラインから所定ラインだけ離れた他のラインにおけるスミアの位置をそれぞれ検出するスミア位置検出部と、前記基準ラインのスミア位置と前記他のラインのスミア位置との水平方向のずれ量およびそのずれ方向を検出するスミア動き検出部と、前記スミア位置検出部及び前記スミア動き検出部の検出結果および前記基準ラインと前記他のラインとの間のライン間距離に基づいて、前記スミアの傾斜量を求め、該傾斜量から前記撮像面の有効画素領域における各ラインの補正位置をそれぞれ算出する補正位置算出部と、前記有効画素領域の前記補正位置の画像データに対して補正処理を行うスミア補正部と、を有することを特徴とする固体撮像装置。
【００１２】
この固体撮像装置によれば、基準ラインにおけるスミア位置を検出し、この基準ラインから所定ラインだけ離れた位置にある他のラインにおけるスミア位置が、基準ラインのスミア位置から水平方向にどれだけずれているか、ならびに、そのずれが左右のいずれの方向に生じているかを検出することによって、基準ラインからみたスミアの相対的な動きを検出し、基準ラインにおけるスミア位置情報と、スミアの相対的な動き情報と、に基づいて（例えば、直角三角形を利用した幾何演算を実施して）、有効画素領域における複数本の水平ラインの各々における補正位置（補正対象の画素の位置）を算出し、その有効画素領域における水平ラインの該当箇所における画素データに対して、スミアを低減するための補正処理を実施することによって、動きのあるスミアについても、的確なスミア補正を実施することが可能となる。
【００１３】
（２）  （１）記載の固体撮像装置であって、前記スミア位置検出部は、垂直オプティカルブラック領域またはダミー領域における水平ラインを基準ラインとし、該基準ラインにおける局所的に高いレベルとなった第１の部分の位置と、前記基準ラインから所定ラインだけ離れた他のラインにおける局所的に高いレベルとなった第２の部分の位置とを検出することを特徴とする固体撮像装置。
【００１４】
この固体撮像装置によれば、垂直オプティカルブラック領域のラインデータ、あるいは、スミア検出用のダミーラインのラインデータに基づいて、高速かつ正確にスミアの動きを検出することができ、したがって、検出されたスミアの動きに追従した正確なスミア補正を実施することが可能となる。
【００１５】
（３）  （２）記載の固体撮像装置であって、前記スミア動き検出部は、直前のフレームにおける垂直オプティカルブラック領域またはダミー領域における水平ラインを基準ラインとし、現在のフレームにおける垂直オプティカルブラック領域又はダミー領域における水平ラインを前記他のラインとすることを特徴とする固体撮像装置。
【００１６】
この固体撮像装置によれば、動きのある高輝度被写体が連続するフレームに現れる場合に、直前のフレームにおける垂直オプティカルブラック領域のラインやダミーラインの情報と、現在のフレームにおけるそれらのラインの情報の双方を用いて、スミアの動き検出を行うことができる。直前のフレームの読み出しタイミングと現在のフレームの読み出しタイミングとの間には、読み出し期間（光電変換素子に蓄積された電荷を垂直転送路に転送する期間）が存在するため、その読み出し期間を考慮して、実質的なライン間隔を補正する。この固体撮像装置によれば、実質的なライン間隔を広くとることができるため、スミアの動き量の検出精度が向上する。
【００１７】
（４）  （１）〜（３）のいずれか記載の固体撮像装置であって、前記スミア補正部は、前記スミアによる影響を低減するための補正データを、少なくとも前記有効画素領域の前記補正位置の画素データに対して加算することを特徴とする固体撮像装置。
【００１８】
この固体撮像装置によれば、有効画素領域における複数の水平ラインの各々において、スミアの動きに追従させて位置をずらしながら補正を行うことができる。すなわち、正確な補正位置（つまり、スミアが実際に生じている画素位置）において、スミアとは逆特性の補正データを加算することができ、したがって、動きのあるスミアを効果的に抑制することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、動きのある高輝度被写体に起因して、撮像面上に生じる傾斜したスミアの動きを正確に検出し、動きのあるスミアについても的確なスミア補正を実施可能と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】
【００２０】
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。
（第１の実施形態）
本実施形態では、動きのある高輝度被写体を撮影した場合等に、図８（ｂ）に示されるような傾斜したスミアが生じた場合、このスミアの位置変化を検出し、検出されたスミアの変化量に応じて、有効画素領域の水平ライン毎に補正位置をずらしながらスミア低減のための補正を実施する。
【００２１】
なお、以下の説明では、「オプティカルブラック」を簡略化して「ＯＢ」と呼称し、また、「垂直オプティカルブラック領域における一本の水平ライン」は、単に「垂直ＯＢライン」と呼称することにする。
【００２２】
まず、スミアの動きを検出するための原理を説明する。
図１（ａ），（ｂ）は各々、スミアの動き検出の原理を説明するための図であり、（ａ）は、特定の基準ラインにおけるスミア位置に対して、ｍラインだけ離れた他のラインにおけるスミア位置が左側にずれている場合を示す図、（ｂ）は、右側にずれている場合を示す図である。
【００２３】
本実施形態では、垂直ＯＢ領域における一本の水平ライン、または、黒レベル検出用の一本のダミーラインを、スミアの動き検出のための基準ラインと定める。ここでは、垂直ＯＢラインを基準ラインとして使用する例について説明する。
【００２４】
図１（ａ）において、垂直ＯＢ部におけるＬ番目のラインが基準ラインとなっており、ｍラインだけ離れた（Ｌ＋Ｍ）番目のラインが、スミアの動き検出のための他のラインとなっている。ライン間隔は既知であるため、「ｍライン」だけ離れていることがわかれば、基準ラインと他のラインとの距離（垂直方向の距離）は明確に特定される。あとは、スミアの位置が、両方のライン間で水平方向にどれだけずれているか、かつ、そのずれは左右のいずれに生じているか、がわかれば、基準ラインを起点として、スミアがどの方向に傾斜しているかを特定することができる。
【００２５】
基準ライン（Ｌライン）におけるスミア位置は、ＯＢレベルが局所的に突出してレベルが高くなった部分（第１の部分）を検出することによって特定することができる。図１（ａ）では、時刻ｔ３〜ｔ４が、スミアが生じている期間である。
【００２６】
ここで、スミアは電気的なパルスとして示すことができ、スミアの幅（スミアのパルス幅）ＷＴは、ラインデータの転送クロック（読み出しクロック）の数をカウントすることによって、計測することができる。同様に、ラインデータの読み出し開始タイミング（時刻ｔ１）から、スミアが現れるタイミング（時刻ｔ３）までの転送クロック（読み出しクロック）の数をカウントすることによって、スミアの開始位置（ＰＴ）を計測することができる。これによって、基準ライン（Ｌライン）における、スミア位置を特定することができる。
【００２７】
基準ライン（Ｌライン）と、他のライン（（Ｌ＋Ｍ）ライン）との間の、スミアの水平方向のずれ量（ＬＴ）は、両ラインにおける、スミアを示すパルスのポジティブエッジＧ２，Ｇ１の出現タイミングの時間差を、同じく、転送クロック（読み出しクロック）の数をカウントすることによって、知ることができる。
【００２８】
また、基準ライン（Ｌライン）のスミア位置から見て、他のライン（（Ｌ＋Ｍ）ライン）におけるスミア位置（第２の部分の位置）が、左側にずれている場合には、他のラインにおける、スミアを示すパルスのポジティブエッジＧ１の方が先に出現し（時刻ｔ２）、基準ラインにおけるスミアを示すパルスのポジティブエッジＧ２が遅れて出現する（時刻ｔ３）。したがって、図１（ａ）のように、時刻ｔ２〜ｔ３の期間においては、他のラインにおけるスミアを示すパルスのレベルが“Ｈ”となり、基準ラインにおけるスミアを示すパルスのレベルは“Ｌ”である。
【００２９】
一方、基準ライン（Ｌライン）のスミア位置から見て、他のライン（（Ｌ＋Ｍ）ライン）におけるスミア位置が、右側にずれている場合には、図１（ｂ）に示すように、基準ラインにおける、スミアを示すパルスのポジティブエッジＧ２の方が先に出現し（時刻ｔ５）、他のラインにおけるスミアを示すパルスのポジティブエッジＧ１が遅れて出現する（時刻ｔ６）。したがって、時刻ｔ２〜ｔ３の期間においては、他のラインにおけるスミアを示すパルスのレベルが“Ｌ”であり、基準ラインにおけるスミアを示すパルスのレベルは“Ｈ”である。
【００３０】
したがって、両ラインにおけるスミアを示すパルスのポジティブエッジＧ１，Ｇ２が出現する時点の間の期間ｔ２〜ｔ３，ｔ５〜ｔ６における、各パルスのレベルを検出すれば、スミアのずれが、基準ラインから見て、右側に生じているか左側に生じているかを知ることができる。
【００３１】
このように、基準ライン（Ｌライン）において、スミアを示すパルスの出現位置ＰＴと、パルス幅ＷＴを検出することによって、基準ラインにおけるパルス位置を特定することができる。さらに、基準ラインと他のラインにおけるパルスの水平方向におけるずれ量ＬＴの検出と、各パルスのポジティブエッジＧ１，Ｇ２に挟まれた期間ｔ２〜ｔ３，ｔ５〜ｔ６における各パルスのレベルの組合せを検出することによる、左ずれ，右ずれの判定によって、スミアの傾斜方向、すなわち、図１（ａ）における矢印Ｒ１，図１（ｂ）における矢印Ｒ２を特定することが可能となる。
【００３２】
次に、有効画素領域における各ラインの補正位置の算出について説明する。
図２は、有効画素領域における各ラインの補正位置の算出方法について説明するための図である。
固体撮像素子の撮像面２００は、有効画素領域２０２と、オプティカルブラック領域ＯＢ１とを有する。ここでは、ＯＢ１におけるＬラインが図１で説明した基準ラインであり、（Ｌ＋Ｍ）ラインが他のラインである。また、Ｌ１〜Ｌ５は、有効画素領域２０２における水平ラインを示している。
【００３３】
図２に示されるように、後オプティカルブラック領域（ＯＢ１）には例えば４本の水平ラインがあり、Ｌラインを基準ラインとし、（Ｌ＋Ｍ）ラインを他のラインとする。そして、図１を用いて説明したように、スミアの開始位置ＰＴ，スミアの幅ＷＴ，スミアの水平方向のずれ量ＬＴの各値と、スミアの左右へのずれを検出することによって、スミアの傾斜量を知ることができる。
【００３４】
そして、基準ライン（Ｌライン）のポジティブエッジを起点として、スミアの傾斜方向に向けて線分Ｑ３を描き、その線分Ｑ３が、有効画素領域における各水平ラインＬ１〜Ｌ５と交わる点（Ｓ１〜Ｓ５）が、各水平ラインにおけるスミア補正の開始点である。
【００３５】
同様に、基準ライン（Ｌライン）のネガティブエッジ（立ち下がりの位置）を起点として、スミアの傾斜方向に向けて線分Ｑ４を描き、その線分Ｑ４が、有効画素領域における各水平ラインＬ１〜Ｌ５と交わる点（Ｅ１〜Ｅ５）が、各水平ラインにおけるスミア補正の終了点である。つまり、各水平ラインにおいて、スミア補正開始点（Ｓ１〜Ｓ５）と、スミア補正終了点（Ｅ１〜Ｅ５）によって挟まれた部分の画素が、スミアの発生領域であり、スミア補正の対象画素となる。
【００３６】
このように、簡単な幾何演算によって、有効画素領域２０２における、各水平ラインにおける補正位置（補正対象画素）を算出することができる。
【００３７】
次に、スミア補正を行うために必要な、基準ラインにおけるスミア開始位置ＰＴ，基準ラインにおけるスミアを示すパルスの幅ＷＴ，基準ラインと他のラインにおけるスミアの水平方向のずれ量ＬＴの各値と、左右ずれの検出信号、ならびに、スミアを補正するための補正値（スミア補正信号）を生成するための回路構成について説明する。
【００３８】
図３は、スミア補正を行うために必要なデータや補正信号を生成するための回路構成の一例としての原理的構成を示すブロック図である。図３において、図２と共通する部分には同一の参照符号を付してある。
【００３９】
参照符号２０６は、高速に動く高輝度被写体であり、この高輝度被写体２０６からのスポット光により、固体撮像装置の撮像面２００上に、明るい縦の帯であるスミア２０４が発生する。このスミア２０４は、高輝度被写体２０６が高速に動いていることに起因して、撮像面２００上において傾斜して形成される。
【００４０】
図３の回路では、撮像面の前端ならびに後端に設けられた前オプティカルブラック領域ＯＢ２，後オプティカルブラック領域ＯＢ１に、ある所定距離だけ離れた少なくとも２本の水平ライン（一方が「基準ライン」で、他方がスミアの動き検出のための「他のライン」となる）の画素データを用いて、スミア補正に必要な基礎データと補正信号を生成する。
【００４１】
図３の回路は、ラインデータを水平転送する水平ＣＣＤ（ＨＣＣＤ）２０８と、出力アンプ２１０と、Ａ／Ｄ変換器２１２と、ラインデータに重畳しているランダムノイズを相殺するための平均化処理を実施する平均化部２５０と、ラインデータの中からスミアが生じている部分を抽出する抽出回路３００と、スミアの動きを検出するスミア動き検出部４００と、基準ラインにおけるスミア位置を検出するスミア位置検出回路５００と、転送クロック（読み出しクロック）ＣＫを入力するためのクロック入力端子５０３と、スミア補正信号Ｊを生成するスミア補正信号生成部６００とを有する。
【００４２】
平均化部２５０は、複数のラインの、同一の水平位置にある画素のデータ同士を加算する加算部２１３と、加算したデータを一時的に蓄積するラインメモリ２１５と、加算したライン数で除算して画素データを平均化する平均化処理部２１７とを含む。抽出回路３００は、しきい値電圧を発生させる基準電圧源Ｖｒｅｆと、比較器ＯＰとを含み、しきい値を超えて突出した部分を抽出する機能をもつ。スミア動き検出部４００は、スイッチＳＷと、ラインメモリＬＭ２，ＬＭ３と、カウンタ４０２と、アンドゲートＡＮＤ１，ＡＮＤ２と、を含む。スミア位置検出回路５００は、カウンタ５０２，５０４を含む。スミア補正信号生成部６００は、レベル調整部５５０と、インバータＩＮＶと、を含む。
【００４３】
スミア動き検出部４００のラインメモリＬＭ１，ＬＭ２には、「基準ライン」ならびに「他のライン」に対応する、平均化されたラインデータが一時的に蓄積される。
【００４４】
カウンタ４０２は、ラインメモリＬＭ２，ＬＭ３に蓄積されているラインデータの内の、先に入力されるポジティブエッジで、転送クロック（読み出しクロック）ＣＫのカウントを開始し、その後に入力されるポジティブエッジで、カウントを終了する。このとき出力されるカウント値が、すなわち、「基準ライン」ならびに「他のライン」におけるスミア位置の水平方向のずれ量（ＬＴ）を示すデータとなる。
【００４５】
また、２つのアンドゲートＡＮＤ１，ＡＮＤ２は、入力端子の一方にインバータが配置されたアンドゲートであり、アンドゲートＡＮＤ１から出力パルスＱ１が出力されるときは、「基準ライン」から「他のライン」を見た場合に、スミアが左側にずれており、アンドゲートＡＮＤ２から出力パルスＱ２が出力されるときは、「基準ライン」から「他のライン」を見た場合に、スミアが右側にずれている。
【００４６】
この点を、図４を用いて説明する。図４（ａ），（ｂ）は各々、スミアが左右のいずれにずれているかを示す信号Ｑ１，Ｑ２が生成される様子を示すタイミングチャートである。図４（ａ）は、「基準ライン」から「他のライン」を見た場合に、スミアが左側にずれている場合の波形図であり、（ｂ）は、「基準ライン」から「他のライン」を見た場合に、スミアが右側にずれている場合の波形図を示す。図中、ＬＭＳ２は、ラインメモリＬＭ２に蓄積されている「他のライン」のラインデータであり、ＬＭＳ３は、ラインメモリＬＭ３に蓄積されている「基準ライン」のラインデータである。また、Ｑ１，Ｑ２は各々、アンドゲートＡＮＤ１，ＡＮＤ２から出力される検出パルス（スミアが左にずれているか、右にずれているかを示す信号）である。
【００４７】
図４（ａ）に示されるように、「基準ライン」から「他のライン」を見て、スミアが左側にずれている場合には、時刻ｔ１０〜ｔ１１の期間において、ＬＭＳ２が“Ｈ”レベルとなり、ＬＭＳ３が“Ｌ”レベルとなり、この結果、パルスＱ１が出力される。一方、図４（ｂ）に示されるように、「基準ライン」から「他のライン」を見て、スミアが右側にずれている場合には、時刻ｔ１０〜ｔ１１の期間において、ＬＭＳ２が“Ｌ”レベルとなり、ＬＭＳ３が“Ｈ”レベルとなり、この結果、パルスＱ２が出力される。
【００４８】
また、図３のスミア位置検出部５００におけるカウンタ５０２は、基準ラインのラインデータを蓄積するラインメモリＬＭ３の出力端に接続されており、そして、転送クロックＣＫの入力と共にカウントを開始し、ラインメモリＬＭ３からポジティブエッジが出力された時点でカウントを終了する。このカウント値が、基準ラインにおけるスミアの開始位置を示す信号ＰＴとなる。
【００４９】
また、カウンタ５０４は、ラインメモリＬＭ３からポジティブエッジが出力された時点から、ネガティブエッジが出力されるまでの転送クロックＣＫの数をカウントする。このカウント値が、基準ラインにおける、スミアを示すパルスのパルス幅の検出値Ｗとなる。
【００５０】
また、図４のスミア補正信号生成部６００におけるレベル調整部５５０は、比較器ＯＰの出力信号を基にして、ピークリミット処理や係数演算等を行って補正信号の振幅（値）を最適化し、インバータＩＮＶによって極性を反転して出力することによって、スミア補正信号Ｊを生成する。
【００５１】
このように、図３の回路によって、スミア補正を行うために必要なデータや補正信号を生成することができる。
【００５２】
次に、スミアの動きを検出して補正する機能をもつ固体撮像装置の全体の構成について説明する。
図５は、スミアの動きを検出して補正する機能をもつ固体撮像装置の全体の構成を示す図である。図５において、図４と共通する部分には同じ参照符号を付してある。
【００５３】
図５の固体撮像装置は、図４の回路に、さらに、補正位置算出部７００と、アンドゲートＡＮＤ３と、加算器７０２（スミア補正を実施するスミア補正部として機能する）と、を追加して構成されている。
【００５４】
補正位置算出部７００は、動き検出部４００から出力されるＬＴ，Ｑ１，Ｑ２の各データ、ならびに、スミア位置検出部５００から出力されるＰＴ，Ｗの各データに基づき、図２で説明した方法によって、有効画素領域２０２における各水平ラインにおける補正位置を算出する。
【００５５】
そして、画素データの転送が開始されると、転送クロックＣＫをカウントし、有効画素領域２０２における補正すべき画素データが、平均化処理部２５０から出力されるタイミングにおいて、補正指示信号Ｆ１を“Ｌ”から“Ｈ”に変化させる。
【００５６】
補正指示信号Ｆ１が“Ｈ”レベルになることによって、スミア補正信号生成部６００から出力されるスミア補正信号（レベルが最適化された、スミアとは逆極性の補正データ）ＪがアンドゲートＡＮＤ３からそのまま出力される。ここで、アンドゲートＡＮＤ３から出力されるスミア補正信号をＦ３とする。
【００５７】
このスミア補正信号Ｆ３は、加算器７０２において、平均化処理部２５０から出力された補正対象の画素のデータに加えられ、これにより、スミアが打ち消された補正後の画素データが得られる。
【００５８】
以上の説明では、オプティカルブラック（ＯＢ）領域におけるラインデータを用いて、スミアの動きやスミア位置等を検出したが、ＯＢ部の最外周に設けられているダミーライン等のラインデータを用いて検出してもよい。
【００５９】
また、平均化部２５０における平均化処理は、ラインデータに重畳するランダムノイズを相殺して、スミア補正の精度を向上させる効果があり、実施することが望ましいが、必須ではない。
【００６０】
（第２の実施形態）
本実施形態では、リアルタイムでスミアの動きを検出する際に、動きのある高輝度被写体が連続するフレームに現れる場合には、直前のフレームにおける垂直オプティカルブラック領域のラインやダミーラインの情報と、現在のフレームにおけるそれらのラインの情報の双方を用いて、スミアの動き検出を行う例について説明する。
【００６１】
複数のフレームメモリを使用せずに、垂直オプティカルブラック領域のラインやダミーラインのラインデータを複数本用いて、リアルタイムでスミアの動きを検出することも可能であるが、この場合、各ライン間における時間幅が短いため、スミアの移動量が微少となり、動き検出の精度が低下する場合もあり得る。
【００６２】
そこで、本実施形態は、動きのある高輝度被写体が連続するフレームに現れる場合には、直前のフレームにおける垂直オプティカルブラック領域のラインやダミーラインの情報と、現在のフレームにおけるそれらのラインの情報の双方を用いて、スミアの動き検出を行うようにした。
【００６３】
図６は、直前のフレームにおける垂直オプティカルブラック領域のラインやダミーラインの情報と、現在のフレームにおけるそれらのラインの情報の双方を用いて、スミアの動き検出を行う場合のスミア補正処理について説明するための図である。
図６では、動きのある高輝度被写体２０６が、直前のフレーム２００ａと現在のフレーム２００ｂの双方に現れ、その結果、スミア２０４が両フレームにおいて連続して生じている。
【００６４】
現在のフレーム２００ｂについて、スミア補正を行う場合を想定し、このとき、その現在のフレーム２００ｂにおけるＯＢ１のラインデータのみでスミア補正のためのために必要なデータやスミア補正データを得ることも可能であるが、各ライン間の時間が短いため、補正精度が低下する。
【００６５】
そこで、直前のフレーム２００ａにおけるＯＢ２のラインデータも併用して、スミア補正のためのために必要なデータやスミア補正データを得るようにする。これにより、実質的なライン間隔を広くとることができるため、スミアの動き量の検出精度が向上し、その結果、スミア補正の精度が向上する。
【００６６】
ただし、直前のフレーム２００ａの読み出しタイミングと、現在のフレーム２００ｂの読み出しタイミングとの間には、読み出し期間（光電変換素子に蓄積された電荷を垂直転送路に転送する期間）ＸＴが存在するため、その読み出し期間ＸＴを考慮して、実質的なライン間隔を補正する。
【００６７】
すなわち、直前のフレーム２００ａのＯＢ２における「基準ライン」と、現在のフレーム２００ｂのＯＢ１における「他のライン」との間のライン間隔を、以下のように補正する。
（ライン間隔）＝実際のライン間隔＋読み出し間隔ＸＴに相当するライン数分のライン間隔
【００６８】
このようにして、実質的なライン間隔を広くとることによって、スミアの動き量の検出精度（スミア補正の精度）を向上させることができる。
【００６９】
次に、上記の各実施形態により検出されたスミアの動きに対して、有効画素領域の画素信号を補正するフィルタリング補正処理について説明する。
図７は、スミアを低減するための補正処理として、フィルタリング処理を行う固体撮像装置の要部構成を示す図である。図７において、前掲の図面と共通する部分には同じ参照符号を付してある。
【００７０】
図７の固体撮像装置におけるスミア補正のための主要な構成は、図５の固体撮像装置とほぼ同じであるが、図７の固体撮像装置では、補正値を加算するのではなく、隣接する画素データを用いてフィルタリング処理（補間処理や平均化処理等）を実施するため、そのフィルタリング処理を実施する部分が異なっている。
【００７１】
すなわち、図７の固体撮像装置では、フィルタリング処理を実施するために、ラインメモリ７０４と、フィルタリング処理部８００と、が設けられている。
図５の固体撮像装置と同様に、補正位置算出部７００は、補正対象の画素を指定する信号Ｆ１を出力する。フィルタリング処理部８００は、信号Ｆ１を受けると、ラインメモリ７０４から出力されるデータのうち、前述の各実施形態で求められるスミア補正信号を利用して、所定の補間演算式に基づく補間演算や加算平均化処理等を実施する。これによって、スミアが目立たなくなり、スミアを低減することができる。
【００７２】
このように、本発明によれば、動きのある高輝度被写体に起因して、撮像面上に生じる傾斜したスミアの動きを正確に検出することができ、これによって、動きのあるスミアについても的確なスミア補正を実施可能とすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】（ａ），（ｂ）は各々、スミアの動き検出の原理を説明するための図であり、（ａ）は、基準ラインにおけるスミア位置に対して、ｍラインだけ離れた他のラインにおけるスミア位置が左側にずれている場合を示す図、（ｂ）は、右側にずれている場合を示す図である。
【図２】有効画素領域における各ラインの補正位置の算出方法について説明するための図である。
【図３】スミア補正を行うために必要なデータや補正信号を生成するための回路構成の一例としての原理的構成を示すブロック図である。
【図４】（ａ），（ｂ）は各々、スミアが左右のいずれにずれているかを示す信号Ｑ１，Ｑ２が生成される様子を示す波形図であり、（ａ）は、「基準ライン」から「他のライン」を見た場合に、スミアが左側にずれている場合の波形図であり、（ｂ）は、「基準ライン」から「他のライン」を見た場合に、スミアが右側にずれている場合のタイミングチャートである。
【図５】スミアの動きを検出して補正する機能をもつ固体撮像装置の全体の構成を示す図である。
【図６】直前のフレームにおける垂直オプティカルブラック領域のラインやダミーラインの情報と、現在のフレームにおけるそれらのラインの情報の双方を用いて、スミアの動き検出を行う場合のスミア補正処理について説明するための図である。
【図７】スミアを低減するための補正処理として、フィルタリング処理を行う固体撮像装置の要部構成を示す図である。
【図８】スミア補正の課題を説明するための図であり、（ａ）は、画面上でスミアに動きがない場合の撮像面を示す図、（ｂ）は、スミアに動きがある場合の撮像面を示す図である。
【符号の説明】
【００７４】
２００  固体撮像装置の撮像面
２０４  スミア
２０６  高速に動く高輝度被写体
ＯＢ１  前垂直オプティカルブラック領域
ＯＢ２，後垂直オプティカルブラック領域
２０８  水平ＣＣＤ（ＨＣＣＤ）
２１０  出力アンプ
２１２  Ａ／Ｄ変換器
２１３  加算部
２１５  ラインメモリ
２１７  平均化処理部
２５０  平均化部
３００  スミア抽出回路
Ｖｒｅｆ  しきい値電圧発生用の基準電圧源
ＯＰ  比較器
４００  スミア動き検出部
ＳＷ  切り換えスイッチ
ＬＭ２，ＬＭ３  ラインメモリ
４０２  カウンタ
ＡＮＤ１〜ＡＮＤ３  アンドゲート（アンド回路）
５００  スミア位置検出回路
５０２，５０４  カウンタ
５０３  転送クロック（読み出しクロック）入力端子
５５０  レベル調整部
６００  スミア補正信号生成部
７００  補正位置算出部
７０２  加算器（スミア補正データを加算するスミア補正部に相当）
７０４  ラインメモリ
８００  フィルタリング処理
ＩＮＶ  インバータ
Ｆ１  補正指示信号（補正対象の画素の指定信号）
【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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