(57)【要約】【課題】有効画素領域と異なるアスペクト比の高品質な動画像を読み出す。【解決手段】ＣＣＤ型の固体撮像素子と、有効画素領域で撮像したｍフレーム目の動画像の信号電荷の垂直転送路から水平転送路への転送後半時にｍ＋１フレーム目の動画像の信号電荷を該垂直転送路に読み出し転送して転送後半時にｍフレーム目とｍ＋１フレーム目の動画像を重ね読みし転送するとき、垂直転送路に信号電荷を入れる信号用のパケット１６と空パケット１７とを交互に形成して転送し、固体撮像素子の出力アンプから出力される信号電荷の電荷量に応じた信号を出力アンプから出力される空パケット１７内の電荷量に応じた信号で補正する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板上に二次元アレイ状に配列形成され夫々が受光量に応じた信号電荷を蓄積する複数の画素と、該画素で構成される画素列に沿って形成され前記画素が蓄積した前記信号電荷が読み出され転送する垂直転送路と、複数の前記垂直転送路の転送方向端部に沿って形成され前記垂直転送路によって転送されてきた前記信号電荷を受け取り出力アンプまで転送する水平転送路とを備えるＣＣＤ型の固体撮像素子と、
前記半導体基板の有効画素領域で撮像したｍフレーム目の動画像の前記信号電荷の前記垂直転送路から前記水平転送路への転送終盤時にｍ＋１フレーム目の動画像の前記信号電荷を該垂直転送路に読み出し転送して前記転送終盤時に前記ｍフレーム目と前記ｍ＋１フレーム目の動画像を重ね読みし転送するとき前記垂直転送路に前記信号電荷を入れる信号用のパケットと空パケットとを交互に形成して転送する固体撮像素子駆動手段と、
前記固体撮像素子の前記出力アンプから出力される前記信号電荷の電荷量に応じた信号を前記出力アンプから出力される前記空パケット内の電荷量に応じた信号で補正する画像処理手段と
を備える撮像装置。
【請求項２】
請求項１に記載の撮像装置であって、前記ｍ＋１フレーム目の動画像の前記信号電荷を前記垂直転送路に読み出すとき該垂直転送路上の前記信号用のパケットに読み出すことを特徴とする撮像装置。
【請求項３】
請求項１に記載の撮像装置であって、前記ｍ＋１フレーム目の動画像の前記信号電荷を前記垂直転送路に読み出すとき該垂直転送路上の前記空パケットに読み出すことを特徴とする撮像装置。
【請求項４】
請求項３に記載の撮像装置であって、前記ｍ＋１フレーム目の動画像の前記信号電荷を前記垂直転送路に読み出すとき同時に前記有効画素領域の外側に形成されているオプティカルブラック部の黒レベル検出画素が検出した黒レベル信号を前記重ね読みする範囲の前記空パケットに読み出すことを特徴とする撮像装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の撮像装置であって、前記ｍ＋１フレーム目の前記動画像の前記信号電荷を前記垂直転送路に読み出した後、該垂直転送路上の前記重ね読みしない範囲における前記動画像の前記信号電荷を入れた前記信号用のパケットと該パケットに連続する前記空パケットとを加算し加算した電荷を前記水平転送路に転送することを特徴とする撮像装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の撮像装置であって、前記重ね読みする範囲における不用なパケットを加算して前記水平転送路に転送することを特徴とする撮像装置。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の撮像装置であって、前記固体撮像素子駆動手段は前記重ね読みをしない撮像を行うとき前記固体撮像素子の前記垂直転送路を２ｎ相駆動し、前記重ね読みで前記動画像を撮像するときｎ相駆動することで前記信号電荷を入れる信号用のパケットと空パケットとを交互に形成することを特徴とする撮像装置。
【請求項８】
半導体基板上に二次元アレイ状に配列形成され夫々が受光量に応じた信号電荷を蓄積する複数の画素と、該画素で構成される画素列に沿って形成され前記画素が蓄積した前記信号電荷が読み出され転送する垂直転送路と、複数の前記垂直転送路の転送方向端部に沿って形成され前記垂直転送路によって転送されてきた前記信号電荷を受け取り出力アンプまで転送する水平転送路とを備えるＣＣＤ型固体撮像素子を備える撮像装置の動画像撮像方法であって、
前記半導体基板の有効画素領域で撮像したｍフレーム目の動画像の前記信号電荷の前記垂直転送路から前記水平転送路への転送後半時に、ｍ＋１フレーム目の動画像の前記信号電荷を該垂直転送路に読み出し転送して前記転送後半時に前記ｍフレーム目と前記ｍ＋１フレーム目の動画像を重ね読みし転送するとき、前記垂直転送路に前記信号電荷を入れる信号用のパケットと空パケットとを交互に形成して転送し、
前記固体撮像素子の前記出力アンプから出力される前記信号電荷の電荷量に応じた信号を前記出力アンプから出力される前記空パケット内の電荷量に応じた信号で補正する
撮像装置の動画像撮像方法。
【請求項９】
請求項８に記載の撮像装置の動画像撮像方法であって、前記ｍ＋１フレーム目の動画像の前記信号電荷を前記垂直転送路に読み出すとき該垂直転送路上の前記信号用のパケットに読み出すことを特徴とする撮像装置の動画像撮像方法。
【請求項１０】
請求項８に記載の撮像装置の動画像撮像方法であって、前記ｍ＋１フレーム目の動画像の前記信号電荷を前記垂直転送路に読み出すとき該垂直転送路上の前記空パケットに読み出すことを特徴とする撮像装置の動画像撮像方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の撮像装置の動画像撮像方法であって、前記ｍ＋１フレーム目の動画像の前記信号電荷を前記垂直転送路に読み出すとき同時に前記有効画素領域の外側に形成されているオプティカルブラック部の黒レベル検出画素が検出した黒レベル信号を前記重ね読みする範囲の前記空パケットに読み出すことを特徴とする撮像装置の動画像撮像方法。
【請求項１２】
請求項８乃至請求項１１のいずれか１項に記載の撮像装置の動画像撮像方法であって、前記ｍ＋１フレーム目の前記動画像の前記信号電荷を前記垂直転送路に読み出した後、該垂直転送路上の前記重ね読みしない範囲における前記動画像の前記信号電荷を入れた前記信号用のパケットと該パケットに連続する前記空パケットとを加算し加算した電荷を前記水平転送路に転送することを特徴とする撮像装置の動画像撮像方法。
【請求項１３】
請求項８乃至請求項１２のいずれか１項に記載の撮像装置の動画像撮像方法であって、前記重ね読みする範囲における不用なパケットを加算して前記水平転送路に転送することを特徴とする撮像装置の動画像撮像方法。
【請求項１４】
請求項８乃至請求項１３のいずれか１項に記載の撮像装置の動画像撮像方法であって、固体撮像素子の駆動手段は前記重ね読みをしない撮像を行うとき前記固体撮像素子の前記垂直転送路を２ｎ相駆動し、前記重ね読みを行う前記動画像を撮像するときｎ相駆動することで前記信号電荷を入れる信号用のパケットと空パケットとを交互に形成することを特徴とする撮像装置の動画像撮像方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＣＣＤ型固体撮像素子を搭載した撮像装置に係り、特に、動画像撮像方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＣＤ型等の固体撮像素子の受光面は、アスペクト比４：３のものが普通である。しかし、近年のテレビジョン受像機等はアスペクト比１６：９となっており、テレビジョン受像機で観賞する動画像を撮像装置で撮影する場合、連続する１フレーム４：３の画像データのうち、上下の部分は不用となる。
【０００３】
しかし、ＣＣＤ型固体撮像素子の場合、４：３の１フレームの画像の上下の部分の画像データも垂直転送路で転送し出力せざるを得ない。そこで、図１０に示す様に、特許文献１に記載されている従来技術では、連続する１フレーム４：３の画像１の上部分２と下部分３とを垂直転送路上で重ね読みし、フレームレートを高めるようにしている。
【０００４】
ところが、この重ね読みする範囲には、オプティカルブラック部のＯＢ画素（黒レベル検出画素）が検出した黒レベル信号や、垂直転送路を空転送するダミー画素のスミア信号があるため、これら黒レベル信号やスミア信号を無視して重ね読みすると、これらの信号を用いたシェーディング補正やスミア補正ができなくなってしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００―１３６８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、重ね読みする場合でも黒レベル信号やスミア信号を転送するパケットを形成して動画像の画質向上を図ることができる撮像装置及びその動画像撮像方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の撮像装置は、半導体基板上に二次元アレイ状に配列形成され夫々が受光量に応じた信号電荷を蓄積する複数の画素と、該画素で構成される画素列に沿って形成され前記画素が蓄積した前記信号電荷が読み出され転送する垂直転送路と、複数の前記垂直転送路の転送方向端部に沿って形成され前記垂直転送路によって転送されてきた前記信号電荷を受け取り出力アンプまで転送する水平転送路とを備えるＣＣＤ型の固体撮像素子と、
前記半導体基板の有効画素領域で撮像したｍフレーム目の動画像の前記信号電荷の前記垂直転送路から前記水平転送路への転送後半時にｍ＋１フレーム目の動画像の前記信号電荷を該垂直転送路に読み出し転送して前記転送後半時に前記ｍフレーム目と前記ｍ＋１フレーム目の動画像を重ね読みし転送するとき前記垂直転送路に前記信号電荷を入れる信号用のパケットと空パケットとを交互に形成して転送する固体撮像素子駆動手段と、
前記固体撮像素子の前記出力アンプから出力される前記信号電荷の電荷量に応じた信号を前記出力アンプから出力される前記空パケット内の電荷量に応じた信号で補正する画像処理手段とを備えることを特徴とする。
【０００８】
本発明の撮像装置の動画像撮像方法は、半導体基板上に二次元アレイ状に配列形成され夫々が受光量に応じた信号電荷を蓄積する複数の画素と、該画素で構成される画素列に沿って形成され前記画素が蓄積した前記信号電荷が読み出され転送する垂直転送路と、複数の前記垂直転送路の転送方向端部に沿って形成され前記垂直転送路によって転送されてきた前記信号電荷を受け取り出力アンプまで転送する水平転送路とを備えるＣＣＤ型固体撮像素子を備える撮像装置の動画像撮像方法であって、
前記半導体基板の有効画素領域で撮像したｍフレーム目の動画像の前記信号電荷の前記垂直転送路から前記水平転送路への転送後半時に、ｍ＋１フレーム目の動画像の前記信号電荷を該垂直転送路に読み出し転送して前記転送後半時に前記ｍフレーム目と前記ｍ＋１フレーム目の動画像を重ね読みし転送するとき、前記垂直転送路に前記信号電荷を入れる信号用のパケットと空パケットとを交互に形成して転送し、
前記固体撮像素子の前記出力アンプから出力される前記信号電荷の電荷量に応じた信号を前記出力アンプから出力される前記空パケット内の電荷量に応じた信号で補正することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、有効画素領域と異なるアスペクト比の動画像を固体撮像素子から読み出すとき１フレーム毎に動画像の補正に必要な暗電流成分などを読み出すことができるため、高品質な動画像を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態に係る撮像装置の機能ブロック構成図である。
【図２】図１に示すＣＣＤ型固体撮像素子の表面模式図である。
【図３】図２に示す固体撮像素子を６相駆動するときの表面模式図である。
【図４】図３に示す固体撮像素子を３相駆動するときの表面模式図である。
【図５】従来技術において重なり領域の信号を読み出すときの説明図である。
【図６】本発明の実施形態における重なり領域の信号を読み出すときの説明図である。
【図７】本発明の別実施形態における重なり領域の信号を読み出すときの説明図である。
【図８】図６の実施形態でフレームレートを向上させる説明図である。
【図９】図８に比べて更にフレームレートを向上させる説明図である。
【図１０】従来の動画像の読み出しの説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１２】
図１は、本発明の一実施形態に係る撮像装置、この例ではデジタルカメラの機能ブロック図である。本実施形態のデジタルカメラ１０は、被写体の静止画像或いは動画像を撮影しカメラ１０内で撮像画像信号をデジタル処理する機能を有し、撮影レンズ２０と、撮影レンズ２０の背部に置かれその結像面に配置されたＣＣＤ型の固体撮像素子２１と、固体撮像素子２１の各画素から出力されるアナログの画像データを自動利得調整（ＡＧＣ）や相関二重サンプリング処理等のアナログ処理するアナログ信号処理部２２と、アナログ信号処理部２２から出力されるアナログ画像データ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部（Ａ／Ｄ）２３と、後述のシステム制御部（ＣＰＵ）２９からの指示によってＡ／Ｄ２３，アナログ信号処理部２２，固体撮像素子２１，撮影レンズ２０の駆動制御を行う駆動制御部２４と、ＣＰＵ２９からの指示によって発光するフラッシュ２５とを備える。
【００１３】
駆動制御部２４は、ＣＣＤ型固体撮像素子２１の垂直転送パルス，水平転送路パルス，読み出しパルス等を生成するタイミングジェネレータを備え、ＣＰＵ２９からの指示によってこれらパルス信号を生成し固体撮像素子２１に出力する。
【００１４】
本実施形態のデジタルカメラ１０は更に、Ａ／Ｄ２３から出力されるデジタル画像データを取り込み補間処理やホワイトバランス補正，ＲＧＢ／ＹＣ変換処理等を行うデジタル信号処理部２６と、画像データをＪＰＥＧ形式などの画像データに圧縮したり逆に伸長したりする圧縮／伸長処理部２７と、メニューなどを表示したりスルー画像や撮像画像を表示する表示部２８と、デジタルカメラ全体を統括制御するシステム制御部（ＣＰＵ）２９と、フレームメモリ等の内部メモリ３０と、ＪＰＥＧ画像データやＭＰＥＧ画像データ等を格納する記録メディア３２との間のインタフェース処理を行うメディアインタフェース（Ｉ／Ｆ）部３１と、これらを相互に接続するバス４０とを備え、また、システム制御部２９には、ユーザからの指示入力を行う操作部３３が接続されている。
【００１５】
図２は、図１に示す固体撮像素子２１の表面模式図である。固体撮像素子２１の受光面には、アスペクト比４：３の有効画素領域１が設けられており、その周囲に、遮光膜に覆われたオプティカルブラック（ＯＢ）部５が設けられている。有効画素領域１は、アスペクト比９：１６の画像データを得るときにカットされる下辺領域２及び上辺領域３（有効画素領域１の受光面には、被写体画像の倒立像が結像されるため、撮像画像の上辺，下辺と受光面の上辺，下辺は逆になる。）と、領域２，３間のＨＤ画像領域４とで構成される。
【００１６】
有効画素領域１のＯＢ部５を介した上辺に沿って水平転送路（ＨＣＣＤ）６が設けられ、水平転送路の出力端部には、転送されてきた信号電荷の電荷量に応じた電圧値信号を撮像画像信号として出力するアンプ７が設けられている。
【００１７】
有効画素領域１やＯＢ部５には、図３に示すように、複数の画素（フォトダイオード：ＰＤ）１１が二次元アレイ状、この例では正方格子状に配列形成され、各画素列に沿って垂直転送路（ＶＣＣＤ）１２が設けられている。ＯＢ部５の画素１１は受光面が遮光膜に覆われており、黒レベル信号が検出される様になっている。
【００１８】
図３に示す例では、１画素当たり３枚の垂直転送電極（Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３、Ｖ４，Ｖ５，Ｖ６）が設けられ、この例では静止画像撮像時や、各フレームがアスペクト比４：３の動画像を撮像する時に６相駆動される。この固体撮像素子２１は、図４に示す様に、垂直転送電圧を、Ｖ１＝Ｖ４、Ｖ２＝Ｖ５、Ｖ３＝Ｖ６とすることができる配線切替構造も持っており、この場合には３相駆動することが可能になる。本実施形態では、アスペクト比９：１６の動画撮像時に３相駆動される。
【００１９】
図２に示す固体撮像素子２１でアスペクト比９：１６の動画を撮影し出力する場合、アスペクト比４：３で撮影されたｍフレーム目の画像データを垂直転送路１２に読み出して水平転送路６の方向に垂直転送を開始し、これとは別に、各画素１１は、ｍ＋１フレーム目の画像の撮影を開始することになる。
【００２０】
ｍフレーム目の画像データの水平転送路方向への転送で、図２に示す下辺領域２の画像データが、図２の上辺領域３に重なる位置にくる転送後半時、固体撮像素子２１からからｍ＋１フレーム目の画像データを垂直転送路１１に読み出すことで、図１０で説明したように、前フレームの領域２と今回フレームの領域３とを重ね読みすることができる。
【００２１】
図３で説明した様に、本実施形態では、静止画像撮像時には、固体撮像素子２１の垂直転送路１２を６相駆動すると共に、固体撮像素子２１から撮像画像信号をマルチフィールドで読み出す。
【００２２】
垂直転送路１２を６相駆動とする場合、例えば、図３の６枚の電極Ｖ１〜Ｖ６のうち電極Ｖ２〜Ｖ５に転送電圧φＶＭ（例えば０Ｖ）を印加し、電極Ｖ１，Ｖ６に転送電圧φＶＬ（例えば−８Ｖ）を印加する。
【００２３】
この印加時には、電極Ｖ１，Ｖ６がバリア電極となり、電極Ｖ１〜Ｖ６の間で、電極Ｖ２〜Ｖ５下に４電極分の連続する１つのパケット１５が形成される。このパケット１５に、画素１１から読み出した信号電荷を入れて転送することになる。この転送は、パケット１５の垂直方向の長さをパケット５電極分→４電極分→５電極分→４電極分→…と伸縮させることで行われ、この伸縮を行う垂直転送パルスが駆動部２４から固体撮像素子２１の垂直転送電極Ｖ１〜Ｖ６に供給される。
【００２４】
これに対し、アスペクト比９：１６の動画撮像時には、垂直方向に１／２の間引き読み出しを行うと共に、３相駆動で垂直転送路を駆動する。３相駆動にすると、図４に示す様に、電極Ｖ１〜Ｖ６の間に、１電極分のパケット１６とパケット１７の２つのパケットが形成される。１／２の画素間引きを行うため、パケット１６に画素１１の信号電荷を入れて転送し、パケット１７は空パケットで転送することになる。垂直方向にパケットを転送するときは、パケット長を、１電極分→２電極分→１電極分→…と伸縮して行う。
【００２５】
このように、アスペクト比９：１６の動画像データを転送する場合には、垂直転送路１２上に、信号電荷を入れた信号パケットと空パケットとが交互に並ぶことになる。この空パケットを利用して、本実施形態では、黒レベル信号やスミア信号を転送し、固体撮像素子から出力させる。
【００２６】
なお、上述した説明では、６相駆動／３相駆動として説明したが、一般的に２ｎ相駆動／ｎ相駆動で良い。例えば、１６相駆動／８相駆動とすることでも良い。また、「垂直転送路」「水平転送路」という用語を用いて説明したが、「垂直」「水平」とは、半導体基板の表面に沿う「１方向」「この１方向に対して直角の方向」という意味に過ぎない。
【００２７】
図５は、従来の転送駆動方法を説明する図であり、本実施形態の説明の前に比較のために説明する。ｍフレーム目の画像の領域２（図２参照）から読み出した信号（重なり範囲となるカットされるべき画像信号のため、不用な信号である。）がｍ＋１フレーム目の画像の領域３と重なる状態になったとき、領域３，ＯＢ部５からの信号を重ね読みで読み出すことになる。垂直転送路上に転送されてきた領域２の不用信号の後には、ＯＢ部５の黒レベル信号が続き、更に、ダミー画素の信号（ダミー画素として物理的に存在する訳ではなく、単に垂直転送路を空転送して空パケットを送り、スミア電荷を集めた信号）が続くことになる。
【００２８】
従来の場合、アスペクト比９：１６の動画撮影時に信号パケットと空パケットとを交互に配置する駆動は行わないため、重ね読みしたとき、ｍフレーム目の画像信号の転送末尾の黒レベル信号を入れたパケットとスミア信号（ダミー信号）を入れたパケットとに、夫々、ｍ＋１フレーム目の不用信号が一緒に入れられてしまい、黒レベル信号やスミア信号を不用信号から区別することができない。このため、黒レベル信号やスミア信号で画像信号を補正することができなくなってしまうという不利がある。
【００２９】
これに対し、本実施形態では、アスペクト比９：１６の動画撮影時には、図４で説明した様に、信号パケットと空パケットとが交互に垂直転送路上に並ぶように垂直転送路が駆動される。このため、図６に示す様に、ｍフレーム目の信号を転送している垂直転送路１２に、ｍ＋１フレーム目の信号を読み出すとき、垂直転送路１２上の空パケット１６（又は１７）に読み出すことができる。これにより、ｍ＋１フレーム目の信号として存在するＯＢ信号（黒レベル信号）やダミー画素のスミア信号が、ｍフレーム目の不用信号と同一パケット内に入れられることがなくなる。
【００３０】
この様にして、ｍフレーム目の信号が転送されている垂直転送路に、同時にｍ＋１フレーム目の領域３近辺の信号が重ねて読み出され、水平転送路６の方向に転送されることになる。ｍ＋１フレーム目の黒レベル信号とスミア信号とは、夫々独立したパケットで単独で転送されるため、これら信号を用いて動画のシェーディング補正やスミア補正を行うことが可能となる。
【００３１】
図７は、本発明の別実施形態の説明図である。図６の実施形態では、ｍフレーム目の信号を転送している垂直転送路に、ｍ＋１フレーム目の信号を読み出すとき、垂直転送路上の空パケットに読み出す、として説明した。しかし、図７に示す様に、垂直転送路上の空パケットはそのまま残し、信号が入れられているパケットにｍ＋１フレーム目の信号を読み出すことでも良い。
【００３２】
この様にしても、空パケットは垂直転送中に存在するため、空パケットがスミア成分や、転送中の暗電流分を収集し転送することになるため、スミア補正は可能となる。動画の場合、黒レベルの補正は毎フレーム必要にはならないため、所定数フレーム毎に黒レベル信号を垂直転送路の空パケットに読み出して転送すれば済む。
【００３３】
図８は、動画撮影時のフレームレートを更に向上させる説明図である。図６に示す場合、図２の領域２，３間に挟まれるＨＤ画像領域（アスペクト比９：１６）４の撮像画像信号を転送する垂直転送路の部分には、画像信号と空パケットとが交互に並ぶことになる。垂直転送路から画像信号を水平転送路に転送し、次に水平転送路を転送して横一行の画像信号をアンプ７から出力した後、次に垂直転送路から横一行の空パケットの空信号を水平転送路に転送し、次に水平転送路を転送して横一行の空信号をアンプ７から出力し、空パケットで送られたスミア成分で、直前の画像信号を補正すれば、特開２００８―１４７７４６号公報に記載されている様に、画質を向上させることができる。
【００３４】
しかし、これでは、フレームレートが落ちてしまう。動画像の場合には、画質向上よりは、フレームレート向上の方が重要である。そこで、図８左図（図６の右図と同じ）のＡで示す範囲とＢで示す範囲（ＨＤ画像領域の信号電荷を転送する範囲）の垂直方向の転送において、垂直転送路から画像信号を水平転送路に転送したとき、次の空パケットの空信号も連続して水平転送路に転送し、水平転送路上で２つのパケット内の信号を画素加算してしまう。これにより、ＨＤ画像領域４の画像信号を高フレームレートで出力させることが可能となる。
【００３５】
なお、水平転送路上で２画素加算する例を上記したが、例えば、特開２００４―２００５９２号公報に記載されている様なラインメモリが垂直転送路の転送方向端部と水平転送路との間に設けられている固体撮像素子では、ラインメモリ上で２画素加算し加算後の信号を水平転送路に転送することができ、この２画素加算を採用することでも良い。
【００３６】
図９は、動画撮影時のフレームレートを更に向上させる説明図である。図９の左図は図８の右図と同じである。重なり範囲Ｃには、ダミー画素のスミア信号、黒レベル信号、不用信号を入れたパケットが夫々複数個並んでいるが、これら全てのパケットが黒レベルの補正、スミア補正等に必要な訳ではない。
【００３７】
重なり領域に設けるスミア信号用のパケットの数や、黒レベル信号用のパケットの数は夫々１つづつあれば良く、図９に示す様に、不必要なパケットを画素加算して減らすことができれば、無駄な水平転送の回数が減り、フレームレートを向上させることができる。このとき、黒レベル信号のパケット数を「２」として平均値をとり、スミア信号のパケット数も「２」として平均値をとれば、更に補正の信頼性を上げることができる。
【００３８】
以上述べた様に、本実施形態の撮像装置及びその動画像撮像方法は、半導体基板上に二次元アレイ状に配列形成され夫々が受光量に応じた信号電荷を蓄積する複数の画素と、該画素で構成される画素列に沿って形成され前記画素が蓄積した前記信号電荷が読み出され転送する垂直転送路と、複数の前記垂直転送路の転送方向端部に沿って形成され前記垂直転送路によって転送されてきた前記信号電荷を受け取り出力アンプまで転送する水平転送路とを備えるＣＣＤ型固体撮像素子を備える撮像装置において、
前記半導体基板の有効画素領域で撮像したｍフレーム目の動画像の前記信号電荷の前記垂直転送路から前記水平転送路への転送後半時に、ｍ＋１フレーム目の動画像の前記信号電荷を該垂直転送路に読み出し転送して前記転送後半時に前記ｍフレーム目と前記ｍ＋１フレーム目の動画像を重ね読みし転送するとき、前記垂直転送路に前記信号電荷を入れる信号用のパケットと空パケットとを交互に形成して転送し、前記固体撮像素子の前記出力アンプから出力される前記信号電荷の電荷量に応じた信号を前記出力アンプから出力される前記空パケット内の電荷量に応じた信号で補正することを特徴とする。
【００３９】
また、実施形態の撮像装置及びその動画像撮像方法は、前記ｍ＋１フレーム目の動画像の前記信号電荷を前記垂直転送路に読み出すとき該垂直転送路上の前記信号用のパケットに読み出すことを特徴とする。
【００４０】
また、実施形態の撮像装置及びその動画像撮像方法は、前記ｍ＋１フレーム目の動画像の前記信号電荷を前記垂直転送路に読み出すとき該垂直転送路上の前記空パケットに読み出すことを特徴とする。
【００４１】
また、実施形態の撮像装置及びその動画像撮像方法は、前記ｍ＋１フレーム目の動画像の前記信号電荷を前記垂直転送路に読み出すとき同時に前記有効画素領域の外側に形成されているオプティカルブラック部の黒レベル検出画素が検出した黒レベル信号を前記重ね読みする範囲の前記空パケットに読み出すことを特徴とする。
【００４２】
また、実施形態の撮像装置及びその動画像撮像方法は、前記ｍ＋１フレーム目の前記動画像の前記信号電荷を前記垂直転送路に読み出した後、該垂直転送路上の前記重ね読みしない範囲における前記動画像の前記信号電荷を入れた前記信号用のパケットと該パケットに連続する前記空パケットとを加算し加算した電荷を前記水平転送路に転送することを特徴とする。
【００４３】
また、実施形態の撮像装置及びその動画像撮像方法は、前記重ね読みする範囲における不用なパケットを加算して前記水平転送路に転送することを特徴とする。
【００４４】
また、実施形態の撮像装置及びその動画像撮像方法は、固体撮像素子の駆動手段は前記重ね読みをしない撮像を行うとき前記固体撮像素子の前記垂直転送路を２ｎ相駆動し、前記重ね読みを行う前記動画像を撮像するときｎ相駆動することで前記信号電荷を入れる信号用のパケットと空パケットとを交互に形成することを特徴とする。
【００４５】
以上述べた実施形態によれば、有効画素領域のアスペクト比と異なるアスペクト比の被写体動画像を撮影し固体撮像素子から読み出す場合に、１フレーム毎に動画像を補正する暗電流等の信号を読み出すことができ、動画像の品質を向上させることができる。また、生成した空パケットを信号電荷と加算して水平転送路に転送することで、フレームレートの低下を抑制することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明に係る動画像撮像方法は、アスペクト比４：３の有効画素領域を持つ固体撮像素子でＨＤ（ハイビジョン）の大きさのアスペクト比９：１６の動画像を撮影するのに有効であり、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラ、カメラ付携帯電話機、カメラ付電子装置等のデジタルカメラ一般に適用すると有用である。
【符号の説明】
【００４７】
１  有効画素領域
２  有効画素領域の下辺領域（読み出しの重なり領域）
３  有効画素領域の上辺領域（読み出しの重なり領域）
４  ＨＤ画像の撮像領域
５  ＯＢ部
６  水平転送路（ＨＣＣＤ）
７  出力アンプ
１０  撮像装置
１１  画素（光電変換素子：ＰＤ）
１２  垂直転送路（ＶＣＣＤ）
Ｖ１〜Ｖ６  垂直転送電極
１５，１６，１７  パケット
２１  ＣＣＤ型の固体撮像素子
２６  デジタル信号処理部
２９  システム制御部
【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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