(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
行方向とこれに直交する列方向に配列された画素配列と、各画素が受光することで発生した信号電荷が読み出され転送パルスを受けて前記列方向に前記信号電荷を順次転送する複数の転送電極で成る垂直レジスタと、該垂直レジスタによって転送されてきた前記信号電荷を受け取り水平方向に転送する水平レジスタと、該水平レジスタにより転送されてきた前記信号電荷を出力する出力部とを備える固体撮像装置において、前記転送パルスを前記各転送電極に巡回的に送る電極端子として、前記転送パルスを受けて前記垂直レジスタ内に連続するＫ個（Ｋは２以上の整数）の信号電荷用電位井戸を生成する電極端子の他に該Ｋ個の信号電荷用電位井戸の後に１個のスミア電荷用電位井戸を生成する電極端子を設けたことを特徴とする固体撮像装置。
【請求項２】
前記スミア電荷用電位井戸を生成して前記信号電荷を前記垂直レジスタで転送する第１モードと、前記スミア電荷用電位井戸を生成せずに前記信号電荷を前記垂直レジスタで転送する第２モードとを切り換える選択手段を設けたことを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置。
【請求項３】
前記固体撮像装置がインタライン転送形ＣＣＤエリアイメージセンサまたはフレームインタライン転送形ＣＣＤエリアイメージセンサであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の固体撮像装置。
【請求項４】
前記画素配列は、正方格子状またはハニカム状に配列されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の固体撮像装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の固体撮像装置のスミア補正方法であって、前記スミア電荷用電位井戸により転送されてきたスミア電荷量から前記信号電荷用電位井戸により転送されてきた信号電荷の中のスミア成分を推定し該信号電荷を補正することを特徴とする固体撮像装置のスミア補正方法。
【請求項６】
２つのスミア電荷用電位井戸の間に挟まれる前記Ｋ個の連続する前記信号電荷用電位井戸の各信号電荷を、前記２つのスミア電荷用電位井戸の各スミア電荷量の加重平均を用いて補正することを特徴とする請求項５に記載の固体撮像装置のスミア補正方法。
【請求項７】
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の固体撮像装置と、被写体像を前記固体撮像装置に結像する光学系と、前記固体撮像装置の前記出力部から出力されてくる信号を処理し画像を生成する信号処理部と、生成された画像を記録するメモリ部と、請求項５または請求項６に記載のスミア補正方法により前記信号電荷を補正するスミア補正処理部とを備えることを特徴とするデジタルスチルカメラ。
【請求項８】
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の固体撮像装置と、被写体像を前記固体撮像装置に結像する光学系と、該光学系を遮光するメカニカルシャッタと、前記固体撮像装置の前記出力部から出力されてくる信号を処理し画像を生成する信号処理部と、生成された画像を記録するメモリ部と、請求項５または請求項６に記載のスミア補正方法により前記信号電荷を補正してから前記信号処理部に画像を生成させるスミア補正処理部と、前記メカニカルシャッタを用いて遮光したときに得られる信号電荷に対しては前記スミア補正処理部を通さずに該信号電荷から前記信号処理部に画像を生成させ前記メカニカルシャッタを用いずに電子シャッタで前記信号電荷を得たときは該信号電荷を前記スミア補正処理部でスミア補正してから前記信号処理部で画像を生成させる制御手段を備えることを特徴とするデジタルスチルカメラ。
【請求項９】
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の固体撮像装置の前記垂直レジスタを構成する前記転送電極に、前記信号電荷を前記画素配列から読み出す直前に該垂直レジスタ内の不要信号電荷を高速に掃き出す転送パルスを出力する制御手段を備えることを特徴とする請求項７または請求項８に記載のデジタルスチルカメラ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子シャッタ機能を持つデジタルスチルカメラに係り、更に詳細には、固体撮像装置の画素数に応じた画像解像度を劣化させることなくスミア補正を行う固体撮像装置とそのスミア補正方法並びにデジタルスチルカメラに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図９（ａ）は、本出願人が先に提案した特開平１０―１３６３９１号公報に記載された従来の固体撮像装置の概略平面図である。この固体撮像装置１０は、青色フィルタが装着された受光素子１１ｂと赤色フィルタが装着された受光素子１１ｒとが交互に横一列に配列された受光素子群と、緑色フィルタが装着された受光素子１１ｇが横一列に配列された受光素子群とが１／２ピッチずらして交互に縦方向に配列されている。
【０００３】
図面上、各受光素子１１ｒ，１１ｇ，１１ｂを４５度傾けた正方形で表示しているが、この固体撮像装置では、各受光素子１１ｒ，１１ｇ，１１ｂの各正方形の各辺に沿って転送電極１６が設けられており、これら転送電極の横一列Ｈ１は、各受光素子対応にチャネルストップで区分けされているが、横一列の電極群Ｈ１に同一タイミングで同一電位が印加されるようになっている。
【０００４】
この従来例は４相駆動であるため、各横一列の電極群は、Ｈ３，Ｈ４，Ｈ１，Ｈ２の繰り返しとなっており、電極群Ｈ１には電極端子２１が接続され、電極群Ｈ２には電極端子２２が接続され、電極群Ｈ３には電極端子２３が接続され、電極群Ｈ４には電極端子２４が接続される。
【０００５】
各受光素子１１ｒ，１１ｇ，１１ｂの周りに設けられた転送電極１６は、縦方向にも整列し、縦方向に並んだ転送電極群１２（一列のみ点線で図示）が垂直レジスタ１２を構成する。この固体撮像装置が撮像した画像信号（各受光素子１１ｒ，１１ｇ，１１ｂの受光電荷）を読み出すべく図示しない読出ゲートに読出電位が印加されたとき、各受光素子１１ｒ，１１ｇ，１１ｂの受光電荷（信号電荷）は、各受光素子１１ｒ，１１ｇ，１１ｂ上に図示した矢印に示す様に、垂直レジスタ１２の転送電極に読み出される。
【０００６】
そして、各電極端子２１〜２４に順次転送電位（転送パルス）が印加されることで、この受光電荷が垂直方向（図示の例では下方向）に転送され、転送電極１７を通って最下段に設けられた水平レジスタ１３に信号電荷が転送される。この信号電荷は、電極端子２５，２６に転送パルスが印加されることで水平方向に転送され、水平レジスタ１３の出力部１４から矢印２７に示す様に出力される。
【０００７】
図９（ｂ）は、垂直レジスタ１２の転送状態を説明する図である。図中の○付き数字は、電極端子２１〜２４の符号下一桁を表し（図９（ａ）の横一列の電極群Ｈ１〜Ｈ４の数字１〜４に対応する）、各電極端子に転送電位（例えば、ハイレベル０Ｖ、ローレベル−８Ｖのパルス）を巡回的に印加することで、電位井戸を垂直レジスタ１２に沿って移動させ、画像信号を構成する信号電荷Ｑi，Ｑi-1，…等を水平レジスタ１３まで転送する。
【０００８】
この転送は、図示の状態から、▲１▼電極端子２１にハイレベル電位を印加して電位井戸を３電極分に広げ、次に▲３▼電極端子２３の電位をローレベル電位とすることで井戸を２電極分に狭め、次に▲２▼電極端子２２の電位をハイレベル電位にすることで電位井戸を３電極分に広げ、……という制御を繰り返すことで行う。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
固体撮像装置を搭載したデジタルスチルカメラで高速のシャッタ速度により撮像を行う場合、メカニカルシャッタではなく電子シャッタが使用される。即ち、信号電荷を垂直レジスタ１２で転送しているとき、受光素子はメカニカルシャッタで遮光されない状態となっている。
【００１０】
このため、信号電荷を垂直レジスタ１２で転送している最中に、各受光素子１１ｒ，１１ｇ，１１ｂから垂直レジスタ１２に光や電子が漏れ込み、本来の信号電荷Ｑi，Ｑi-1，…の他に、スミア（太陽等を撮影したときに画像中に現れる縦方向の輝線等）の原因となるスミア電荷ｑi，ｑi-1，…が電位井戸に入り、信号電荷と一緒に転送されてしまう。図９（ｂ）の様にスミア電荷と画像信号の信号電荷とが一緒になってしまうと、両者を区別することができず、画質を劣化させてしまうという問題が生じる。
【００１１】
転送されてきた電荷のうち、スミア電荷がどの程度あるかを検出できれば、転送されて来た電荷量を補正することで、スミアを減少させることが可能である。図９（ｂ）に示す転送例はプログレッシブ走査型であるため、スミア電荷を信号電荷と区別することができないが、インタレース走査型であれば、スミア電荷を信号電荷と区別することができる。
【００１２】
図１０（ａ）はインタレース走査型の固体撮像装置２０の概略平面図である。図９（ａ）に示す固体撮像装置１０とは、電極２１〜２４とその接続構成が異なるだけである。この固体撮像装置２０では、水平に並んだ電極群Ｈ３ａを電極端子３ａに接続し、電極群Ｈ４を電極端子４に接続し、電極群Ｈ１ｂを電極端子１ｂに接続し、電極群Ｈ２を電極端子２に接続し、電極群Ｈ３ｂを電極端子３ｂに接続し、電極群Ｈ１ａを電極端子１ａに接続している。
【００１３】
図１０（ｂ）は、インタレース走査型の転送説明図である。インタレース走査型では、プログレッシブ走査と異なり、受光素子群の受光した信号電荷を一水平ライン置きに読み出し、垂直レジスタ１２で転送するため、１水平ライン置きに空井戸が転送されることになる。この空井戸には、信号電荷は入らないが、スミア電荷は入り込み、転送される。このため、空井戸中のスミア電荷量ｑi+1，ｑi-1を検出することで、信号電荷Ｑiと一緒に転送されるスミア電荷ｑiがどの程度であるかを、例えばスミア電荷量ｑi+1，ｑi-1を加算平均するなどして推定することができる。
【００１４】
このように、インタレース走査型では、画像信号中のスミア電荷量を推定することができるため、スミア補正を行うことでスミアの少ない画像を生成することが可能となる。しかし、インタレース走査のため、画像の垂直解像度が画素数に比べて半分に劣化してしまうという問題がある。
【００１５】
本発明の目的は、画素数に応じた画像解像度を劣化させることなく、プログレッシブ走査型でスミア補正を行うことができる固体撮像装置とそのスミア補正方法並びにデジタルスチルカメラを提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、行方向とこれに直交する列方向に配列された画素配列と、各画素が受光することで発生した信号電荷が読み出され転送パルスを受けて前記列方向に前記信号電荷を順次転送する複数の転送電極で成る垂直レジスタと、該垂直レジスタによって転送されてきた前記信号電荷を受け取り水平方向に転送する水平レジスタと、該水平レジスタにより転送されてきた前記信号電荷を出力する出力部とを備える固体撮像装置において、前記転送パルスを前記各転送電極に巡回的に送る電極端子として、前記転送パルスを受けて前記垂直レジスタ内に連続するＫ個（Ｋは２以上の整数）の信号電荷用電位井戸を生成する電極端子の他に該Ｋ個の信号電荷用電位井戸の後に１個のスミア電荷用電位井戸を生成する電極端子を設けたことで、達成される。
【００１７】
この構成により、垂直レジスタを多相駆動する数だけ設けた電極端子に巡回的に転送パルスを印加し、受光素子が受光した信号電荷をプログレッシブに転送する電位井戸の他にスミア電荷だけを転送する空井戸を設けることができるようになり、このため、このスミア電荷量から信号電荷中に含まれるスミア成分を推測可能となり、信号電荷を補正してスミアを低減した画像を生成することが可能となる。
【００１８】
好適には、上記において、前記スミア電荷用電位井戸を生成して前記信号電荷を前記垂直レジスタで転送する第１モードと、前記スミア電荷用電位井戸を生成せずに前記信号電荷を前記垂直レジスタで転送する第２モードとを切り換える選択手段を設けたことを特徴とする。この構成により、スミア補正が不要な場合にはスミア電荷用電位井戸を設けずに信号電荷を転送するため、高速転送が可能となる。
【００１９】
好適には、上記において、前記固体撮像装置がインタライン転送形ＣＣＤエリアイメージセンサまたはフレームインタライン転送形ＣＣＤエリアイメージセンサであることを特徴とし、また、前記画素配列は、正方格子状またはハニカム状に配列されていることを特徴とする。本発明は、ＣＣＤイメージセンサの種類に関わらず適用可能である。
【００２０】
上記目的は、上記の固体撮像装置のスミア補正方法であって、前記スミア電荷用電位井戸により転送されてきたスミア電荷量から前記信号電荷用電位井戸により転送されてきた信号電荷の中のスミア成分を推定し該信号電荷を補正することで、達成される。好適には、上記において、２つのスミア電荷用電位井戸の間に挟まれる前記Ｋ個の連続する前記信号電荷用電位井戸の各信号電荷を、前記２つのスミア電荷用電位井戸の各スミア電荷量の加重平均を用いて補正することを特徴とする。この構成により、スミア補正を精度良く行うことができ、良好な画像を得ることが可能となる。
【００２１】
上記目的を達成するデジタルスチルカメラは、上記の固体撮像装置と、被写体像を前記固体撮像装置に結像する光学系と、前記固体撮像装置の前記出力部から出力されてくる信号を処理し画像を生成する信号処理部と、生成された画像を記録するメモリ部と、上記のスミア補正方法により前記信号電荷を補正するスミア補正処理部とを備えることを特徴とする。この構成により、高速シッャタを電子シャッタで切ったときでもスミアの低減した良好な画像を得ることができる。
【００２２】
上記目的を達成するデジタルスチルカメラは、上記の固体撮像装置と、被写体像を前記固体撮像装置に結像する光学系と、該光学系を遮光するメカニカルシャッタと、前記固体撮像装置の前記出力部から出力されてくる信号を処理し画像を生成する信号処理部と、生成された画像を記録するメモリ部と、上記のスミア補正方法により前記信号電荷を補正してから前記信号処理部に画像を生成させるスミア補正処理部と、前記メカニカルシャッタを用いて遮光したときに得られる信号電荷に対しては前記スミア補正処理部を通さずに該信号電荷から前記信号処理部に画像を生成させ前記メカニカルシャッタを用いずに電子シャッタで前記信号電荷を得たときは該信号電荷を前記スミア補正処理部でスミア補正してから前記信号処理部で画像を生成させる制御手段を備えることを特徴とする。この構成により、電子シャッタで高速シャッタを切ったときはスミア補正を行い、メカニカルシャッタを切ったときはスミア補正が不要なためスミア補正を行わずに画像生成をすることができる。
【００２３】
好適には、上記において、上記の固体撮像装置の前記垂直レジスタを構成する前記転送電極に、前記信号電荷を前記画素配列から読み出す直前に該垂直レジスタ内の不要信号電荷を高速に掃き出す転送パルスを出力する制御手段を備えることを特徴とする。掃き出し用の高速の転送パルスを転送電極に送ることで、信号電荷中の不要成分をより低減可能となる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
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。
【００２５】
図１は、本発明の第１実施形態に係るデジタルスチルカメラの概略構成図である。このデジタルスチルカメラは、ＣＣＤで成る固体撮像装置１００と、この固体撮像装置１００から読み出されたアナログ画像信号をデジタル画像信号に変換するＡＤ変換部３１と、デジタル画像信号を信号処理する信号処理部３２と、画像信号を格納するメモリ部３３と、信号処理された画像信号を圧縮したり表示したりする圧縮表示処理部３４と、これらを制御する制御部３５とを備え、信号処理部３２は、スミア補正処理部３６と、静止画処理部３７とを備える。
【００２６】
デジタルスチルカメラには、スミア補正前のデジタル画像信号をメモリ部３３に格納したり、スミア補正処理後であって静止画処理前のデジタル画像信号をメモリ部３３に格納したり、静止画処理後のデジタル画像信号をメモリ部３３に格納したりする各種のタイプが存在する。固体撮像装置１００の前段には、被写体像を固体撮像装置１００に結像する光学系が設けられ、またここにメカニカルシャッタを設けることもできる。
【００２７】
図２は、図１に示す固体撮像装置の概略平面図である。この固体撮像装置１００は、図９（ａ）で説明した固体撮像装置１０と略同じであり、転送電位（転送パルス）を印加する電極端子数とその接続構成が異なるだけである。
【００２８】
本実施形態では、垂直レジスタ１２を１６相駆動するために、垂直レジスタ１２に転送電位を印加する１６個の電極端子１０１〜１１６を設け、夫々が、水平ラインの電極群Ｈ１〜Ｈ１６に接続される。各電極端子１０１〜１１６は、各電極端子の符号（数字）下２桁が「Ｈ」の後の数字と一致する電極群Ｈ１〜Ｈ１６に接続される。
【００２９】
各受光素子１１ｒ，１１ｇ，１１ｂは、横方向にｘ＝１〜２Ｍ個配列され、縦方向はＮブロックに分割され、各ブロック内は縦方向にｙ＝８Ｎ〜８Ｎ−７の８個が配列される。
【００３０】
図３は、デジタルスチルカメラで高速連写を行う場合のタイミング説明図である。デジタルスチルカメラでは、高速シャッタをメカニカルシャッタで切ることができないため、高速連写の様に高速シャッタを切る場合には、電子シャッタが使用される。シッャタボタンがレリーズされていない状態では、カメラ背面のＬＣＤ表示部（図示せず）に撮像画像（動画）を表示しファインダ代わりとするため、例えば垂直ブランキングパルスが１／３０〜１／６０秒間隔で発生され、１／３０〜１／６０秒毎に撮像画像の信号が取り込まれている。
【００３１】
ここで、シャッタボタンがレリーズ（ＯＮ）されると、その直後の垂直ブランキングパルスＡ１から次の垂直ブランキングパルスＡ２までの時間間隔が例えば１／１０秒となり、この垂直ブランキングパルスＡ１，Ａ２，Ａ３，…中に発生される取込パルスＢ１，Ｂ２，Ｂ３，…で夫々静止画の取り込みが行われる。
【００３２】
このとき、最初の取込パルスＢ１で取り込まれた画像信号はダミー出力として破棄され、次の取込パルスＢ２で取り込まれた画像信号が静止画の画像信号として出力される。図３では、取込パルスＢ２が発生した時点がｔ６であり、静止画が出力されるタイミングがｔ７で、ダミー出力の終了タイミングがｔ５となっている。図中のクロスハッチした部分は、垂直レジスタ１２の第１相転送パルスのオンオフ状態を省略して図示したものである。
【００３３】
図４は、図１に示す固体撮像装置１００の電荷読出と転送を説明するタイミングチャートである。図３に示す時刻ｔ６の直前ｔ＝ｔ6−Δ1の時点（図３中の拡大図参照）では、各空井戸にはスミア電荷ｑsmrしか入っていない。図４に示す空井戸は、赤色用及び青色用の受光素子１１ｒ，１１ｂの信号電荷転送用（上段）と、緑色用の受光素子１１ｇの信号電荷転送用（下段）の２列を図示している。
【００３４】
時刻ｔ６直後のｔ＝ｔ6＋Δ2の時点で、例えば＋１６Ｖの読出パルスが図４の▲１▼電極と▲５▼電極と共用する図示しない読出ゲートに印加され、画素（２ｍ，８ｉ），画素（２ｍ，８i-2）の受光電荷Ｑ（２ｍ，８ｉ），Ｑ（２ｍ，８i-2）が読み出され、該当する電位井戸にこの信号電荷が移される。即ち、図２に示す各受光素子１１ｒ，１１ｇ，１１ｂのうち、横方向の偶数番目の受光素子（赤色用と青色用）であって各ブロックの縦方向０番目と２番目の受光素子の信号電荷が空井戸に移される。
【００３５】
次に１電極分だけ垂直レジスタ１２の転送が行われる。この転送は後で説明するアコーディオン転送である。電極端子１０１（図４で▲１▼電極）に−８Ｖのパルスｂ２（図３の拡大図参照）が印加された状態となる。これにより、▲１▼電極位置での電位井戸はなくなった状態（図４の符号Ｃの状態）となる。
【００３６】
そして、時刻ｔ＝ｔ6＋Δ3の時点（図３の拡大図参照）で、例えば＋１６Ｖの読出しパルスを▲９▼電極と(13)電極に印加することにより横方向の偶数番目の受光素子（赤色用と青色用）であって各ブロックの縦方向４番目の画素（２ｍ，８i-4）と６番目の画素（２ｍ，８i-6）の信号電荷Ｑ（２ｍ，８i-4），Ｑ（２ｍ，８i-6）が空井戸に移される。
【００３７】
次に１電極分だけ垂直レジスタ１２の転送が行われ、時刻ｔ＝ｔ6＋Δ4の時点で、今度は、読出しパルスを▲３▼電極と▲７▼電極に印加することにより画素（２ｍ-1，８i-1），画素（２ｍ-1，８i-3）の受光電荷Ｑ（２ｍ-1，８i-1），Ｑ（２ｍ-1，８i-3）が読み出され、電位井戸に移される。即ち、図２に示す各受光素子１１ｒ，１１ｇ，１１ｂのうち、横方向の奇数番目の受光素子（緑色用）であって各ブロックの縦方向の１番目と３番目の受光素子の信号電荷が、空井戸に移される。
【００３８】
同様にして、時刻ｔ＝ｔ6＋Δ5の時点で、読出しパルスを(11)電極と(15)電極に印加することにより画素（２ｍ-1，８i-5）と画素（２ｍ-1，８i-7）の信号電荷Ｑ（２ｍ-1，８i-5），Ｑ（２ｍ-1，８i-7）が電位井戸に移される。
【００３９】
この様にして、水平一ラインの電極群に、赤，青，緑の２ライン分の受光素子群の信号電荷が移され、垂直レジスタ１２に沿って転送される。また、電位井戸のうち、信号電荷が蓄積される電位井戸を挟んで４つ置きにスミア電荷だけが蓄積される空井戸が設けられており、スミア電荷だけを転送することで、このスミア電荷量により、信号電荷のスミア補正を行うことが可能となる。
【００４０】
図５は、信号電荷及びスミア電荷をアコーデオン転送する手順を示すタイミングチャートである。尚、図４では、赤色及び青色の信号電荷の転送を行う電位井戸と、緑色の信号電荷の転送を行う電位井戸の両方を図示したが、この図５では、転送手順だけを示すため、一方の電位井戸だけを図示している。この図５でも、ローレベルの電位（例えば−８Ｖ）が基準電位であり、電極電位をハイレベルの電位（例えば０Ｖ）にしたとき、該当電極部分に電位井戸が形成される。
【００４１】
先ず、状態Ｅ１に示す状態で、▲６▼電極にハイレベル電位を印加すると、電荷Ｑb3を蓄積した電位井戸が３電極分に広がって状態Ｅ２となる。次に▲４▼電極をローレベルにして電荷Ｑb3が蓄積された電位井戸を２電極分に縮めると共に、▲３▼電極をハイレベル電位にすることで、電荷Ｑb4が蓄積された電位井戸を３電極分に広げる、という転送制御を順次行うことで、各信号電荷Ｑを水平レジスタ１３の方向に転送していく。
【００４２】
これと同様に、スミア電荷ｑsmrが蓄積された電位井戸も、状態Ｅ５から(16)電極にハイレベル電位を印加して３電極分に広げ（状態Ｅ６）、次に(14)電極をローレベル電位とすることで２電極分に縮めるという転送制御を繰り返すことで、スミア電荷だけを転送していく。これにより、スミア電荷量だけを検出することが可能となり、このスミア電荷量で、信号電荷に混入したスミア成分を補正し、スミアの少ない信号電荷量を求めることが可能となる。
【００４３】
次に、スミア補正の一例を説明する。転送されてきた空井戸内のスミア電荷量を検出するが、このスミア電荷量は空井戸に現れる電圧として検出される。今、画素（ｘ，ｙ）の下流に位置している最も近いｘ列のスミア出力信号電圧をｓi(x)とし（図５の最下段参照）、画素（ｘ，ｙ）の上流に位置している最も近いｘ列のスミア出力信号電圧をｓj(x)としたとき、両者間に挟まる任意位置の信号電荷に混入しているスミア電荷量の推定値Ｓ1（ｘ，ｙ）を次式で推定する。
【００４４】
Ｓ1（ｘ，ｙ）＝｛ａ×ｓi(x)＋ｂ×ｓj(x)｝／（ａ＋ｂ）
ここで、ａは画素（ｘ，ｙ）の信号電荷電位井戸からｓj(x)の電位井戸までの電位井戸数であり、ｂは画素（ｘ，ｙ）の信号電荷電位井戸からｓi(x)の電位井戸までの電位井戸数である。
【００４５】
図５の最下段に示す信号電荷Ｑb1に混入しているスミア推定値Ｓ1（ｘ，ｙ）は、ａ＝４，ｂ＝１であるため、
Ｓ1（ｘ，ｙ）＝｛４×ｓi(x)＋１×ｓj(x) ｝／５
となる。
【００４６】
尚、スミア推定値Ｓ1（ｘ，ｙ）に上限値Ｓth2と下限値Ｓth1を設け、スミア推定値Ｓ1（ｘ，ｙ）が下限値Ｓth1以下になった場合には、スミア推定値をゼロとする。この様に、スミア推定値を上下限値で制限することにより、スミア推定値で補正された画像が不自然にならないようにすることができる。
【００４７】
次に、画素（ｘ，ｙ）の出力すなわち画像出力信号電圧（例えば図５最下段の電荷Ｑb1の出力電圧）Ｖsig（ｘ，ｙ）をスミア推定値Ｓ1（ｘ，ｙ）で補正する。補正後の画像信号電圧をＶsig’（ｘ，ｙ）とすると、
Ｖsig’（ｘ，ｙ）＝Ｖsig（ｘ，ｙ）−Ｓ1（ｘ，ｙ）
としてスミア補正を行うことで、スミアの影響を受けない画像信号を生成可能となる。
【００４８】
尚、上述したスミア補正の方法は一例にすぎず、他の方法でスミア補正することも可能である。例えば、
Ｖsig’（ｘ，ｙ）＝Ｖth1        …（Ｖsig（ｘ，ｙ）≧Ｖth2 の場合）
Ｖsig’（ｘ，ｙ）＝Ｖsig（ｘ，ｙ）−Ｓ1（ｘ，ｙ）    …（他の場合）
とすることも可能である。ここで、Ｖth1は画素の飽和電圧に近い値、Ｖth2は垂直レジスタの飽和電圧に近い値でＶth1＜Ｖth2とする。また、Ｖsig’（ｘ，ｙ）が負値となったときはゼロとする。
【００４９】
図６は、本発明の第２実施形態に係る固体撮像装置の概略平面図である。この固体撮像装置２００は、第１実施形態の固体撮像装置１００（図２）と略同じであり、転送電位を印加する電極端子数とその接続構成が異なるだけである。
【００５０】
本実施形態では、垂直レジスタ１２を１２相駆動するために、垂直レジスタ１２に転送電位を印加する１２個の電極端子２０１〜２１２を設け、夫々が、水平ラインの電極群Ｈ１〜Ｈ１２に接続される。各電極端子２０１〜２１２は、各電極端子の符号（数字）下２桁が「Ｈ」の後の数字と一致する電極群Ｈ１〜Ｈ１２に接続される。
【００５１】
各受光素子１１ｒ，１１ｇ，１１ｂは、横方向にｘ＝１〜２Ｍ個配列され、縦方向はＮブロックに分割され、各ブロック内は縦方向にｙ＝６Ｎ〜６Ｎ−５の６個が配列される。
【００５２】
図７は、１６相駆動の図４に相当する１２相駆動の電荷読出と転送を説明するタイミングチャートであり、図８は、１６相駆動の図５に相当する転送手順を説明するタイミングチャートである。１２相駆動の基本的な動作は１６相駆動と同じであるため、その説明は省略する。
【００５３】
第１実施形態の１６相駆動では、図５の最下段に示すように、１ラインのスミア信号に対して、４ラインの画像信号が転送されるが、１２相駆動では、図８の最下段に示すように、１ラインのスミア信号に対して、３ラインの画像信号が転送される点が異なるだけであり、基本的な転送手順やスミア補正の考え方は同じである。この第２実施形態では、１６相駆動の第１実施形態に比べ、転送パルス数と電極端子数を減らすことができ、制御が簡単になるという利点がある。
【００５４】
上述した様に、電子シャッタで高速シャッタを切る場合には、メカニカルシャッタが開いた状態で垂直レジスタの転送が行われるため、スミア補正を行う必要が生じる。しかし、低速シャッタをメカニカルシャッタで切った場合には、メカニカルシャッタが閉じた状態で垂直レジスタの転送が行われるので、固体撮像装置１００，２００表面が外光に晒されることがなく、スミア補正を行う必要がない。
【００５５】
このため、デジタルスチルカメラに、上述した実施形態のスミア補正を行うモードと、スミア補正を行わないモードを選択可能としておき、いずれかのモードを選択して被写体像を撮像できる様にする構成とすることもできる。この場合、モードの選択は、手動による選択でも、また、メカニカルシャッタの動作に連動して自動的に選択される様にすることでもよい。
【００５６】
以上述べた各実施形態によれば、スミア電荷が入った空井戸だけを垂直ＣＣＤレジスタに転送してスミア電荷を検出できるため、信号電荷に混入したスミア成分を容易に補正することが可能となり、スミアが低減された良好な画像を得ることができる。
【００５７】
尚、上述した実施形態では、静止画用の信号電荷を画素配列から垂直ＣＣＤレジスタに読み出す直前に通常行われている高速掃き出し動作を省略したが、高速掃き出し動作を行っても良いことはいうまでもない。この高速掃き出しは、例えば図３の時刻ｔ５と時刻ｔ６との間、時刻ｔ８と時刻ｔ９との間に行う。この高速掃き出しは、転送パルス（第１実施形態では１６相の転送パルス、第２実施形態では１２相の転送パルス）をこれらの時刻間に高速に送ることで行う。
【００５８】
また、上述した実施形態では、高速シッャタを切る場合や高速連写を行う場合として説明したが、静止画撮影ばかりでなく、動画の撮影にも本発明を適用可能であり、また、スチルカメラばかりでなく、ビデオカメラや監視カメラにも適用可能である。
【００５９】
更に、上述した実施形態では、プログレッシブ走査型ＣＣＤエリアイメージセンサを例に説明したが、インタレース走査型にも適用可能である。この場合、高速連写時の垂直方向の読出ライン数は、通常読出の１フィールドの読出ライン数となる。また、実施形態では、所謂ハニカム型と云われる画素配列を有するＣＣＤイメージセンサに本発明を適用したが、画素配列が正方格子配列のＣＣＤエリアイメージセンサにも本発明を適用することができる。
【００６０】
更にまた、上述した実施形態では、インタライン転送形ＣＣＤエリアイメージセンサを例に説明したが、フレームインターライン転送形のＣＣＤエリアイメージセンサにも本発明を適用可能である。この場合、感光部の垂直ＣＣＤレジスタが１６相駆動または１２相駆動となり、蓄積部（メモリ部）の垂直ＣＣＤレジスタは４相駆動でよい。
【００６１】
また、実施形態では、基本構成として４相駆動垂直ＣＣＤレジスタを多相駆動（１６相、１２相）したものであるが、基本構成を３相駆動垂直ＣＣＤレジスタとし、これを多相駆動（１２相や９相）させることで、スミア電荷だけを空井戸に入れて転送することが可能となる。
【００６２】
【発明の効果】
本発明によれば、スミア電荷だけを検出可能となるため、信号電荷に混入したスミア成分を容易に補正することが可能となり、スミアが低減された良好な画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係るデジタルスチルカメラの構成図である。
【図２】図１に示す固体撮像装置の概略平面図である。
【図３】図１に示すデジタルスチルカメラで高速連写を行う場合のタイミング説明図である。
【図４】図１に示す固体撮像装置の電荷読出と転送を説明するタイミングチャートである。
【図５】図１に示す固体撮像装置の信号電荷及びスミア電荷の転送順序を示すタイミングチャートである。
【図６】本発明の第２実施形態に係る固体撮像装置の概略平面図である。
【図７】図６に示す固体撮像装置における電荷読出と転送を示すタイミングチャートである。
【図８】図６に示す固体撮像装置における信号電荷及びスミア電荷の転送順序を示すタイミングチャートである。
【図９】（ａ）は従来の固体撮像装置の概略平面図である。
（ｂ）は従来の固体撮像装置における転送状態説明図である。
【図１０】（ａ）は従来のインタレース走査形の固体撮像装置の概略平面図である。
（ｂ）は同図（ａ）における転送状態説明図である。
【符号の説明】
１１ｒ  赤色用の受光素子（画素）
１１ｇ  緑色用の受光素子（画素）
１１ｂ  青色用の受光素子（画素）
１２  垂直ＣＣＤレジスタ
１３  水平ＣＣＤレジスタ
１４  出力部
１６  転送用の電極
１００，２００  固体撮像装置
１０１〜１１６  １６相駆動用の転送パルスを印加する電極端子
２０１〜２１２  １２相駆動用の転送パルスを印加する電極端子
【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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