JP2001086413A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数の撮像素子駆動モードを有する場合にお
いても、良好なスミア補正を行うことができる撮像装置
を提供する。 【解決手段】 ＣＣＤ撮像素子５と、該撮像素子の垂直
方向の光学的黒の画素部分の出力信号から撮像素子の有
効画像信号を補正するための基準信号を生成する補正基
準信号生成部８−１と、有効画像信号から補正基準信号
を減算する画像信号補正部８−２と、撮像素子を駆動し
て画素電荷を出力信号として読み出す複数の駆動モード
を備えたＣＣＤドライバ６とを備え、前記補正基準信号
生成部を、当該基準信号の生成に際してはＣＣＤドライ
バの複数の駆動モードに対応して異なる基準信号生成処
理を行うようにして、撮像装置を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、撮像装置、特に
擬似信号補正機能を有する撮像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ＣＣＤ撮像素子を使用した固体撮
像装置においては、ＣＣＤ撮像素子特有の現象として、
強烈な光が入射したときに発生するスミア現象による画
質劣化が問題となっている。すなわち、この現象は、本
来の電荷蓄積領域に捕捉されなかった電荷が、ポテンシ
ャル障壁を乗り越えて垂直転送路に漏れ込むことによる
ものである。通常の定常的な光に起因する場合は、この
現象が垂直転送期間にわたって発生するため、例えばス
ポット光の場合は、その上下に伸びる縦筋になり、また
例えば空を含む景観のような高輝度部が水平方向に広が
っている被写体の場合は、画面全体がフレアがかった白
けた画像になってしまう。

【０００３】この現象を補正する方法としては、スミア
がその発生原理から垂直方向にほぼ同レベルで生じるこ
とに着目して、有効画素領域外の遮光された蓄積画素領
域である垂直ＯＢ（オプティカルブラック：光学的黒）
画素の出力レベルをスミア除去基準信号とし、これを有
効画面の画素出力信号から減じる方法が、例えば特開平
７−６７０３８号公報に開示されていて公知である。

【０００４】特に、この公開公報開示のものにおいて
は、複数ライン（その実施例では12ライン）からなる垂
直ＯＢ画素の信号を加算平均（縦方向12画素毎に関する
平均）して得たライン情報（１ラインの画素に対応する
平均値データ）をスミア除去基準信号とすることで、こ
の基準信号に含まれるランダム性ノイズの影響を低減
し、スミア補正に起因して却って新たな固定パターンノ
イズが発生することがないように配慮している。

【０００５】また、ＣＣＤ撮像素子を使用した撮像装置
においては、特殊駆動方式が用いられる場合がある。こ
こでは、代表的特殊駆動方式の一例として、高速高感度
読み出し駆動である公知の「ｎ倍速垂直加算駆動（ｎ加
算駆動）」を取り上げて説明する。この駆動方法は、毎
回のＨ（水平）ブランキング期間にＶ（垂直）転送路か
らＨ転送路に転送する画素数（転送クロック数）を、通
常の１ではなく２以上の整数値ｎとすることで、１画面
に対応する垂直ライン数を１／ｎとなし、結果的に１画
面の読み出し時間が１／ｎとなり、また転送時の電荷加
算によって感度をｎ倍に増大させるものである。

【０００６】なお、この駆動方法の発展形として、カラ
ー撮像素子における色コーディングパターンも考慮した
り、感度を適当に調節する目的で、Ｖ転送に先立つ画素
（信号蓄積）領域からＶ転送路への電荷移送に際して、
上記垂直転送路から水平転送路への転送時に加算される
ｎラインのうち、特定のｍ（≦ｎ）ラインだけを選択的
に移送する「ｍ／ｎ加算駆動」も用いられる（「ｎ加算
駆動」を、特殊な場合、すなわちｍ＝ｎの「ｎ／ｎ加算
駆動」として含む）。しかし、本発明の説明に関して
は、これらも本質的には同じであるから、以下本明細書
ではこれらを含めて代表するものとして、ｍ＝ｎの場合
すなわち上記ｎ加算駆動を取り上げて説明することとす
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来技
術のスミア補正手法は、通常の駆動を前提にしており、
上記ｎ加算駆動方式のような特殊駆動を行う撮像装置に
は適用できない。これを具体的に説明すると、上記公開
公報に開示されているように、スミア除去基準信号を
「１ライン画素に対応する平均値データ」として求め、
減算補正したとすると、ｎ加算駆動方式における出力信
号に含まれているスミア成分は転送時の加算によってｎ
ライン分になっているから、結局ｎ−１ライン分のスミ
ア成分が除去されずに残ることになる。また、垂直ＯＢ
画素に画素欠陥が存在した場合に、この情報もスミア除
去基準信号に含まれてしまうため、補正によって却って
新たな固定パターンノイズを生じるという問題もある。

【０００８】本発明は、従来のスミア補正手段を備えた
撮像装置における上記問題点を解消するためになされた
もので、請求項１に係る発明は、複数の撮像素子駆動モ
ードを有する場合においても、各駆動モードに対して、
補正処理による新たなノイズの発生等の問題を最小限に
押さえた良好なスミア補正を行うことが可能な撮像装置
を提供することを目的とする。また請求項２に係る発明
は、駆動モードとして通常モードとｎ加算モードを有す
る場合に、画素欠陥に起因する新たなノイズの発生等の
問題を最小限に押さえた良好なスミア補正を行うことが
できる撮像装置を提供することを目的とする。また請求
項３に係る発明は、画素欠陥に起因する新たなノイズの
発生がなく、またランダム性ノイズの影響を充分抑圧し
た高画質のスミア補正を行うことが可能な撮像装置を提
供することを目的とする。

【０００９】また請求項４に係る発明は、複数の撮像素
子読み出しモードを有する場合においても、各読み出し
モードに対して、補正処理による新たなノイズの発生等
の問題を最小限に押さえた良好なスミア補正を行うこと
が可能な撮像装置を提供することを目的とする。また請
求項５に係る発明は、読み出しモードとして全画素を個
別に読み出すモードと２以上の所定数の画素列を加算し
て読み出すモードを有する場合に、画素欠陥に起因する
新たなノイズの発生等の問題を最小限に押さえた良好な
スミア補正を行うことができる撮像装置を提供すること
を目的とする。また請求項６に係る発明は、読み出しモ
ードとして動画撮像モードと静止画撮像モードを有する
場合に、画素欠陥に起因する新たなノイズの発生等の問
題を最小限に押さえた良好なスミア補正を行うことがで
きる撮像装置を提供することを目的とする。また請求項
７に係る発明は、読み出しモードとして全画素を個別に
読み出すモードと２以上の所定数の画素列を加算して読
み出すモードを有する場合における良好なスミア補正
に、容易に対応させることの可能な撮像装置を提供する
ことを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め、請求項１に係る発明は、撮像素子と、該撮像素子の
垂直方向の光学的黒の画素部分の出力信号から前記撮像
素子の有効画素部分の出力信号である有効画像信号を補
正するための基準信号を生成する補正基準信号生成手段
と、前記有効画像信号より前記補正基準信号を減算する
画像信号補正手段と、前記撮像素子を駆動して画素電荷
を出力信号として読み出す複数の駆動モードを備えた撮
像素子駆動手段とを有し、前記補正基準信号生成手段
は、当該基準信号の生成に際しては前記撮像素子駆動手
段の複数の駆動モードに対応して、異なる補正基準信号
生成処理を行なうようにして撮像装置を構成するもので
ある。

【００１１】このように複数の駆動モードに対応して異
なる補正基準信号生成処理を行うように構成することに
より、各駆動モードに対して補正処理による新たなノイ
ズの発生等の問題を最小限に押さえた良好なスミア補正
を行うことが可能な撮像装置を実現することができる。

【００１２】請求項２に係る発明は、請求項１に係る撮
像装置において、前記複数の駆動モードの一つは、前記
撮像素子の各画素電荷を個別に読み出す通常駆動モード
であり、他の一つは前記撮像素子の各画素電荷を垂直方
向に所定数ｎ（ｎは２以上の整数）だけ加算して読み出
すｎ加算駆動モードであることを特徴とするものであ
る。これにより、通常モードとｎ加算モードとに対し
て、画素欠陥に起因する新たなノイズの発生等の問題を
最小限に押さえた良好なスミア補正を行うことが可能と
なる。すなわち、例えば加算数に応じた補正基準信号の
レベル処理を行うことにより、加算モード時にも正しい
スミア補正を行うことができる。

【００１３】請求項３に係る発明は、請求項２に係る撮
像装置において、前記ｎ加算駆動モードにおいても、前
記垂直方向の光学的黒の画素部分の読み出しに際しては
例外的に各画素電荷を個別に読み出す通常駆動モードで
の読み出しを行なうことを特徴とするものである。この
ように、ｎ加算駆動モードにおいても垂直ＯＢ画素信号
の読み出しに際しては例外的に通常駆動モードでの読み
出しを行うので、画素欠陥に起因する新たなノイズの発
生がなく、またランダム性ノイズの影響を充分抑圧した
高画質のスミア補正を行うことが可能となる。

【００１４】請求項４に係る発明は、受光部の略中央に
配置された画素アレイからなる有効画素領域と、この有
効画素領域に隣接して配置され遮光部材で覆われた画素
アレイからなる遮光画素領域とを有する撮像素子と、複
数の読み出しモードに対応する駆動信号として複数の駆
動クロックパターンを前記撮像素子に供給すると共に、
前記複数の読み出しモードに対応して、前記撮像素子の
有効画素領域の信号と遮光画素領域の信号とをそれぞれ
読み出す駆動手段と、前記撮像素子の前記有効画素領域
の読み出し信号から前記遮光画素領域の読み出し信号を
減算する補正手段とで撮像装置を構成するものである。

【００１５】このように、複数の読み出しモードに対応
して、有効画素領域の信号と遮光画素領域の信号とをそ
れぞれ読み出し、有効画素領域の読み出し信号から遮光
画素領域の読み出し信号を減算するように構成すること
により、各読み出しモードに対して減算補正処理による
新たなノイズの発生等の問題を最小限に押さえた良好な
スミア補正を行うことが可能な撮像装置を実現すること
ができる。

【００１６】請求項５に係る発明は、請求項４に係る撮
像装置において、前記駆動手段の前記複数の読み出しモ
ードは、有効画素領域の全画素を個別に読み出す第１読
み出しモードと、前記有効画素領域において垂直方向に
２以上の所定数の画素列を加算して読み出す第２読み出
しモードとを含むことを特徴とするものである。これに
より、全画素の個別読み出しモードと２以上の所定数の
画素列の加算読み出しモードとに対して、画素欠陥に起
因する新たなノイズの発生等の問題を最小限に押さえた
良好なスミア補正を行うことが可能となる。

【００１７】請求項６に係る発明は、請求項４に係る撮
像装置において、前記駆動手段の前記複数の読み出しモ
ードは、動画撮像モードと静止画撮像モードとを含むこ
とを特徴とするものである。これにより、動画撮像モー
ドと静止画撮像モードとに対して、画素欠陥に起因する
新たなノイズの発生等の問題を最小限に押さえた良好な
スミア補正を行うことが可能となる。

【００１８】請求項７に係る発明は、請求項４に係る撮
像装置において、前記遮光画素領域は、所定数の水平画
素列を含むことを特徴とするものである。このように遮
光画素領域が所定数の水平画素列を含むように構成する
ことにより、読み出しモードとして全画素個別読み出し
モードと２以上の所定数の画素列加算読み出しモードを
有する場合における良好なスミア補正に、容易に対応さ
せることが可能となる。

【００１９】

【発明の実施の形態】次に、実施の形態について説明す
る。図１は、本発明に係る撮像装置の第１の実施の形態
のディジタルカメラを示すブロック構成図である。１は
レンズ系、２はレンズ駆動機構、３は露出制御機構、４
はフィルタ系、５はＣＣＤ撮像素子、６はＣＣＤドライ
バ、７はＡ／Ｄコンバータを含むプリプロセス回路、８
はディジタルプロセス回路で、ハードとしてメモリを含
み、全てのディジタルプロセス処理を行うものである。
９はメモリカードインターフェース、10はメモリカー
ド、11はＬＣＤ画像表示系、12は主たる構成としてマイ
コン含むシステムコントローラ、13は操作スイッチ系、
14は表示用ＬＣＤを含む操作表示系、15はストロボ、16
はレンズドライバ、17は露出制御ドライバ、18はＥＥＰ
ＲＯＭである。

【００２０】このように構成されているディジタルカメ
ラにおいては、システムコントローラ12が全ての制御を
統括的に行っており、露出制御機構３と、ＣＣＤドライ
バ６によりＣＣＤ撮像素子５の駆動を制御して露光（電
荷蓄積）及び信号の読み出しを行ない、それをＡ／Ｄコ
ンバータを含むプリプロセス回路７を介してディジタル
プロセス回路８に格納し、この中で全ての必要な各種信
号処理を施して後に、ＬＣＤ画像表示系11に表示又はメ
モリカード10に記録する。

【００２１】上記ディジタルプロセス回路８で行われる
各種信号処理には、本発明の要部であるところの、垂直
ＯＢ画素の出力レベル情報を用いたスミア補正処理が含
まれている。すなわち、ディジタルプロセス回路８に
は、垂直ＯＢ画素の出力レベルに基づいてスミア除去基
準信号を生成する補正基準信号生成部８−１と、該スミ
ア除去基準信号を用いて有効画素領域の画像信号を補正
（スミア除去）する画像信号補正部８−２を備えてい
る。また、撮像信号の読み出しに際しては、必要に応じ
てＣＣＤドライバ６の駆動クロックのパターンを適宜変
えて、通常の駆動と任意のｎ加算駆動を行なうようにな
っている。

【００２２】図２は、ＣＣＤ撮像素子５のセンサー領域
を示す概略図であり、該センサー領域は、略中央に配置
された画素アレイからなる撮像エリアである有効画素部
分ＥＰと、垂直及び水平方向の黒基準を決めるためのＯ
Ｂ（光学的黒画素部分）であるＶＯＢ及びＨＯＢとから
成っており、本実施の形態においては、この光学的黒画
素部分ＯＢは、有効画素部分ＥＰの上側で垂直方向に12
ラインの画素アレイからなる垂直ＯＢであるＶＯＢと、
有効画素部分ＥＰの右側で水平方向に40画素の水平ＯＢ
であるＨＯＢとより成っている。これらＯＢ領域は、セ
ンサー上に遮光膜を付けた構造となっており、そのＶＯ
Ｂにもスミアは有効画素部分ＥＰと同じく存在し、通常
はこのＶＯＢより得られる撮像出力信号には、有効画素
部分ＥＰより得られる撮像出力信号と同じレベルでスミ
ア信号が含まれている。

【００２３】また、ＣＣＤ撮像素子５の垂直転送路の下
端の水平転送路（水平シフトレジスタ）101 の直前に
は、12ライン分の追加された垂直転送路であるダミービ
ットＤＢが設けており、この部分は水平転送路101 やＯ
Ｂ領域と同様に遮光されている。したがって、ＤＢ転送
時にはスミアは発生しない。なお、図２において、10
2，103 は補正処理を行わない場合に生じるスミアの一
例を示している。

【００２４】なお、本実施の形態に係るディジタルカメ
ラは、構図決定用の電子ファインダ対応のムービー（連
続的撮像）動作と、本撮影であるスチル（静止画撮像）
動作を行なうが、ムービーの場合は撮像素子の電荷蓄積
の制御によるいわゆる素子シャッタのみで露光時間を制
御している。スチルの場合も連写時などメカシャッタの
併用が困難な場合は、やはり素子シャッタのみの露光時
間制御を用いる。このため、少なくともこのような場合
は、補正を行なわなければ、上記従来技術で述べたよう
なスミアが発生することになる。したがって、少なくと
もこのようなケースに対しては、スミア補正処理を適用
することになる。

【００２５】説明を簡便にするため、以下の説明では、
本実施の形態に係るディジタルカメラはメカシャッタを
有さず、露光時間制御は１コマのみの静止画撮像の場合
も含めて、全て素子シャッタのみで行なわれるものとす
る。そして、本実施の形態に係るディジタルカメラのム
ービー動作の場合は、連続するフレーム（インターレー
ス駆動の場合はフィールド、以下同じ）毎に出力される
画像を全て表示に使用するが、スチル動作の場合は１フ
レームのみ、又は連写時なども最高で２フレーム毎に１
フレームの画像のみを記録（及び表示）対象とする。そ
してｎ加算駆動を用いる場合には、ムービー動作時とス
チル動作時に対応して、異なる撮像素子駆動及び演算処
理を行なってスミア補正を行なう。

【００２６】次に、本実施の形態に係るディジタルカメ
ラにおけるスミア補正に直接関わる処理を中心に、シス
テムコントローラ12によるカメラ制御について説明を行
なう。ＥＥＰＲＯＭ18には、予め製造工程で検査によっ
て求められた撮像素子５の欠陥画素のアドレスが、ＯＢ
領域も含めて格納されている。ただし、検査時の有効エ
リアとＯＢエリアの欠陥判定基準は異なっており、ＯＢ
エリアの方がより厳しいレベル条件が適用されている。
有効エリアの欠陥画素のアドレス情報は、公知の画素欠
陥補償処理に用いられるものであり、その説明は省略す
る。

【００２７】さて、上記各動作における露光によって生
じた信号電荷を順次読み出した１画面に対応する撮像出
力信号を、ディジタルプロセス回路７の所定のメモリ領
域に格納すると、まず補正基準信号生成部８−１におい
て、垂直ＯＢであるＶＯＢの出力を用いてスミア除去基
準信号を算出する。ここで画素欠陥が存在せず、しかも
通常駆動の場合は、上記公開公報記載の従来技術と同様
に、12ラインあるＯＢ画素のデータのうち、同じ水平ア
ドレスを持つ12画素（以下の説明においては、この12画
素の画素群をロッドと称する）毎の和をとり、画素数12
で除することで平均値を得る。すなわち、各ロッド平均
値を１画素に対応させた、１ラインの画像信号をもって
スミア除去基準信号とする。

【００２８】本実施の形態における画像信号補正部８−
２によるスミア補正処理は、この処理の際に駆動モード
や画素欠陥も考慮するところに特徴がある。そして、こ
のため駆動の方法も工夫し、ムービー動作時とスチル動
作時で異なる処理を行なう。次に、ｎ加算駆動の場合に
おけるムービー動作時とスチル動作時の処理について説
明する。

【００２９】（１）ムービー動作時 撮像素子の駆動方式には、ＯＢ領域も含めた全走査領域
に対して同様に、上記した従来公知のｎ加算駆動方式を
用いる。したがって、ＯＢ領域の画素も有効領域の画素
もそれぞれｎ加算され、各ロッドの読み出し時の出力画
素数（データ個数）は、[ 12／ｎ] （12をｎで除した整
数商）に減じている。このときｎの値等によっては、垂
直ＯＢ領域であるＶＯＢの画素と有効領域ＥＰの画素の
電荷が加算された信号データや、端部に対応してｎ個の
画素信号を含まない信号データも出力されるが、これら
のデータはそのままではＯＢ、有効出力信号のいずれと
しても利用できないため、データとしては使用されない
捨てデータとなる。

【００３０】そして、スミア補正のため各ロッドの和を
求めるに先立ち、上記ＥＥＰＲＯＭ18に格納されている
欠陥画素のアドレスを参照する。当該ロッドに欠陥画素
があった場合、欠陥画素を含まない非欠陥画素のみのｎ
個の加算による出力信号データがあるかどうかを判断
し、あればそのような非欠陥画素のみのデータの和（１
つしかない場合はそのままの値）を求める。そして、こ
れを「[ 12／ｎ] （ロッドのデータ個数）から欠陥画素
を含むデータ個数を減じたもの（当該ロッドの非欠陥画
素のみのデータの個数）」で除することによって、当該
ロッドの非欠陥画素のみに関するｎ画素分に相当する平
均値を得る。すなわち、ｎ加算駆動時における各ロッド
の欠陥画素を含まない読み出しデータの平均値を値とす
る１ラインの画像信号をもって、スミア除去基準信号と
している。したがって、この時はスミア補正に際して、
駆動モードに応じた適正なレベルの補正が行われ、
ＯＢ領域の画素欠陥の影響を受けることがない。

【００３１】一方、欠陥が多かったり、ｎが大きい値の
場合は、当該ロッドに関して欠陥画素を含まない、非欠
陥画素のみのｎ個の加算による出力信号データがない場
合が生じることが考えられる。例えば、ｎ≧７＞ロッド
の画素数／２の場合は、ロッドの出力データ数が１にな
るから、当該データに対応する画素ｎ個のうちに、一つ
でも欠陥があれば、上記の状態になる。このような場合
は止むを得ず、欠陥を含んでいても、それを無視して、
各データの和（１つしかない場合はそのままの値）を求
める。この場合にも、欠陥画素の影響を除去し得ないも
のの、ｎ加算とデータ和演算の過程で、相対的に欠陥の
影響が薄められている。

【００３２】すなわち、条件によっては画素欠陥の存在
によって不完全な処理となる場合があるが、従来技術と
異なりｎ加算駆動にも対応でき、性能が向上したスミア
補正が行なえる。スチルカメラにおけるムービー動作
は、主として構図決定用の表示、すなわち、いわゆる電
子ビューファインダ等に利用されるから、これでも充分
な効果を発揮する。

【００３３】（２）スチル動作時 この場合の撮像素子の駆動方式には、有効領域ＥＰに対
しては、上記した従来公知のｎ加算駆動方式を用いる。
そして、垂直ＯＢ領域であるＶＯＢに対しては、１フレ
ームおきに通常駆動とｎ加算駆動とを切り換えるものと
する。そして、上記ムービー駆動時の処理では除去し得
ない場合があった欠陥画素の情報を、完全に除去するも
のである。

【００３４】この場合、記録等の対象となるフレーム
は、ＶＯＢに対してｎ加算駆動を行なった直後に、有効
画素領域ＥＰが読み出されるフレームである。以下これ
を第１フレームとする。すなわち、この第１フレームで
読み出される電荷が、移送パルスによってＶ転送路に読
み出される直前のＶ転送路を考えると、それ以前の１フ
レームの駆動に亙って一定のｎ加算駆動が行われている
から、上記（１）のムービー駆動の場合と等価な状態に
ある。そして、電荷移送を行ない、この第１フレームの
有効領域ＥＰに対応する画素電荷を読み出すときも同様
で、ｎ加算駆動により加算されたデータがムービー駆動
時と同様に出力される。この有効領域ＥＰの読み出しが
完了した後、初めてＶＯＢ領域の画素電荷が水平転送路
に転送される時点からは、Ｈブランキング期間の転送画
素数（垂直転送クロック数）が１の通常駆動に切り換え
て画素信号を読み出す。このＶＯＢの読み出しが完了し
たら、再び元のｎ加算駆動に戻す。以後、引き続き連続
的に画像を必要とする場合は、次フレームのＶＯＢはｎ
加算駆動のまま読み出して、その次のＶＯＢは再び通常
駆動として、以下同様に続ける。

【００３５】このとき、通常駆動になった状態では、Ｖ
ＯＢ領域の画素電荷は全て既に遮光部であるダミービッ
トＤＢまで転送されてきているから、この時点以後には
スミアは発生しない。そして、このＶＯＢ領域の画素電
荷が有効画素領域ＥＰを転送された時は、この第１フレ
ームにおいてそれ以前に読み出された有効画素領域ＥＰ
の電荷の転送時と全く同じｎ加算駆動であるから、ＶＯ
Ｂ出力信号に発生するスミア成分は、有効画素領域ＥＰ
のそれと完全に同じである。したがって、スミア除去基
準信号の生成に際しては、ｎ加算されてないデータであ
ることのみを考慮すれば良い。具体的には以下のとおり
である。

【００３６】まず、各ロッドの和を求めるに先立ち、上
記ＥＥＰＲＯＭ18に格納されている欠陥画素のアドレス
データを参照する。当該ロッドに欠陥画素があった場
合、その画素を除いた残りの非欠陥画素のみの和を求め
る。そして、これをｎ倍した後に「12（ロッドの総画素
数）から欠陥画素数を減じたもの（当該ロッドの非欠陥
画素数）」で除することによって、当該ロッドの非欠陥
画素のみに関するｎ画素加算に相当する平均値を得る。
すなわち、得られたスミア除去信号は１ライン分の画像
信号であって、これを構成する各画素信号は「各ロッド
の非欠陥画素のみの平均値のｎ倍」という値を有してい
るものである。したがって、スミア補正に際して、駆
動モードに応じた適当なレベルの補正が行われ、ＯＢ
領域の画素欠陥の影響を受けることがない。

【００３７】この場合、上記（１）のムービー駆動時に
おける補正とは異なり、ＶＯＢのデータを各画素独立に
読み出しているから、１個の画素欠陥を除去するために
他の非欠陥画素を道連れにすることがなく、画素の欠陥
が比較的多かったり加算数ｎが多い場合でも、スミア除
去基準信号は事実上必ず非欠陥画素のデータのみから生
成することが可能であるという大きな特徴を有してい
る。また欠陥画素のデータを取り除いた後に、それに合
わせて除数を調整しているから、スミア除去基準信号に
含まれる各ＯＢラインの当該ロッドに関する非欠陥画素
の重みは等比率を保っており、ランダム性ノイズの影響
低減効果に悪影響を生じない点でも優れている。このよ
うにして、スチル動作時に記録される画像の画質を極め
て良好に保つことができる。

【００３８】なお、上記スチル動作に対応した駆動を行
なった場合は、２フレームに１回のＶＯＢの通常駆動
（非加算）読み出しが行われる。このＶＯＢの通常駆動
読み出しの直後に有効画素領域ＥＰが読み出されるフレ
ーム（以下、これを第２フレームとする。）に関して
は、このＶＯＢ通常駆動期間中に上記第２フレームの画
像信号は有効画素領域ＥＰ内の垂直転送路を転送中であ
る。そして、この期間だけは、他の期間よりも遅く、相
対的にはｎ倍の時間をかけて転送されることになるか
ら、その時にちょうど高輝度被写体像付近を転送中であ
ったラインだけが、他のラインよりも高いレベルの相対
的にｎ倍のスミア成分を含むことになり、新たな画質劣
化要素となる。したがって、この第２フレームの画像は
記録には適さないから、スチル撮影記録に際しては第１
フレームの画像のみを選択的に使用する。

【００３９】このようにして得られたスミア除去基準信
号を用いて、有効画素信号に関するスミア補正が行なわ
れる。すなわち、有効画素部分ＥＰから読み出された画
素信号の各ラインデータから、このスミア除去基準信号
を減じたものを補正後の出力とする。減算は同じ水平ア
ドレスを持つデータ間で行われることは、自明であろ
う。

【００４０】スミア補正処理を施した後の有効画素領域
ＥＰの画像信号は、更に従来公知の画素欠陥補償手段に
よって画素欠陥補償を施される。この処理は、上記ＥＥ
ＰＲＯＭ18に格納されている欠陥画素アドレスデータに
基づいて、ディジタルプロセス回路８においてなされ
る。このときスミア補正を先に、欠陥補償を後にやるこ
とには意味があり、単純にこれを逆にすると、欠陥画素
に対してこれと水平アドレスの異なる画素の情報が補間
適用されてきた場合などに、スミア現象それ自体やスミ
ア補正に起因する画質劣化が生じる。

【００４１】以上のようにして、スミア補正及び画素欠
陥の補償処理を経た画像信号は、適宜各種信号処理を経
てＬＣＤ画像表示系11に表示、あるいはメモリカード10
に記録される。表示あるいは記録される画像は、スミア
が補正された、したがって見かけ上スミアの存在しない
高画質な画像となる。

【００４２】なお、上記第１の実施の形態の他にも様々
な実施の形態が考えられる。一例を挙げると、本発明を
動画撮影を主としたいわゆるムービーカメラ（ビデオム
ービー）に適用したものが挙げられる。上記第１の実施
の形態で示したカメラは、静止画撮影を主目的とした、
いわゆるディジタルスチルカメラであるから、少なくと
も静止画の１コマ撮影に限れば、メカシャッタ等の光学
シャッタの併用によって、本発明によらず問題の解決を
図ることも考えられる。これに対して、ムービーカメラ
の場合は動画撮影が主であるため、付加的機能である静
止画撮影も含めて光学シャッタを用いないという一般的
な設計要請が存在しており、本発明の効果は一層際立つ
ものとなる。

【００４３】また上記第１の実施の形態において、
（１）の処理と（２）の処理を対比すると、ｎ加算駆動
を行なった場合に（１）の処理は連続出画に対応できる
が、画素欠陥による問題が僅かに残るという問題を有し
ている。一方（２）の処理は画質的には優れているが、
最良画像は第１フレームのみ（最大２フレームに１フレ
ーム）しか得られないから、ムービー動作には対応でき
ない、ということになる。なお、ｎ＝１に相当する通常
駆動については、（１）も（２）も同じ処理を意味する
ことになり、上記指摘したような問題点は有しないもの
である。これに着目すると、下記のようないくつかの変
形例が考えられる。

【００４４】第１の変形例は、ｎ加算駆動時のムービー
動作の場合は、スミア補正をなしにするものである。そ
もそもｎ加算駆動の場合は、通常駆動に比してＶ転送は
ｎ倍高速に行われるから、通常駆動時に対してスミアは
１／ｎに低減している。したがって、この第１の変形例
は、ｎ加算駆動時のムービー動作があくまでも表示用で
あるということも考慮すれば、上記（１）の処理によっ
て却って新たなノイズ発生の可能性を生むよりは、補正
なしの方が良いという選択をした例になっている。

【００４５】第２の変形例は、ムービー動作の場合もス
チルと同じく（２）の処理を用いるものである。この場
合、第２フレームの画像の一部に上記した他のラインよ
り高いレベルのスミアが発生するが、これはレベル的に
は通常駆動の場合のスミアとほぼ同じ（補正前は同じ、
補正後で（ｎ−１）／ｎ倍）にとどまり、また領域的に
は、高輝度点を含んだＶＯＢのライン数に等しい12ライ
ン（加算前。但し加算読み出し後では、12／ｎラインと
なる。）にのみ生じるものであるから、その影響を許容
可能と判断できる場合には、このような方法も採用し得
る。但し、上記高レベルのスミアは第１フレームには生
じないものであるから、ムービー動作の場合にはフリッ
カ性ノイズとなる点に注意を要する。

【００４６】第３の変形例は、ムービー動作の場合もス
チルと同じく（２）の処理を用いつつ、バッファメモリ
を用いてフレームレートを補うものである。すなわち、
従来のｎ加算駆動では通常駆動の場合のｎ倍のレートが
得られるが、（２）の補正処理における第１フレームの
画像のみを使用しても、通常駆動の場合のｎ／２倍のレ
ートまでは得られるから、これをムービーモード画像と
することで、画質確保と両立できる。例えば、ｎ＝12な
ら６倍のフレームレートのムービー画像が得られる。な
お、バッファメモリはディジタルプロセス回路８自体と
すれば、新たな構成は不要である。

【００４７】ここで、上記説明した実施の形態及び各変
形例においては、スミア補正後の画像の利用形態は、こ
れを記録するか、又は表示してモニタ機能（電子ビュー
ファインダ）に用いるものとしたが、これらに限らず任
意の目的に利用できることも当然である。このような利
用形態としては、例えば、自動利得調整（AutomaticGai
n Control）、自動白バランス調整（Automatic White B
alancing ）に代表される各種信号処理の自動調整や、
自動露出（Automatic Exposure）、自動合焦（Automati
c Focusing）、自動手ぶれ補正装置（Automatic Image
Stabilizer）のような各種自動制御機能における情報と
して利用することが具体的な適用例として挙げられる。

【００４８】以上本発明の実施の形態及びその変形例を
具体的に示したが、本発明はこれらに限られることな
く、特許請求の範囲に記載の限りにおいて、如何なる態
様をも取り得るものであることは言うまでもない。

【００４９】

【発明の効果】以上実施の形態に基づいて説明したよう
に、本発明によれば、撮像信号のライン加算読み出しな
どの特殊駆動を行った場合でも、正しいスミア補正が行
われ、画質の劣化を防止できるようにした撮像装置を実
現することができる。特に請求項１に係る発明によれ
ば、複数の駆動モードに対応して異なる補正基準信号の
生成処理を行なうように構成されているから、各駆動モ
ードに対して補正処理による新たなノイズの発生等の問
題を最小限に押さえた良好なスミア補正を行なうことが
できる。請求項２に係る発明によれば、通常モードとｎ
加算モードとに対して画素欠陥に起因する新たなノイズ
の発生等の問題を最小限に押さえた良好なスミア補正を
行なうことが可能となる。請求項３に係る発明によれ
ば、ｎ加算駆動モードにおいても垂直ＯＢ画素信号の読
み出しに際しては例外的に通常駆動での読み出しを行な
うように構成されているから、画素欠陥に起因する新た
なノイズの発生がなくまたランダム性ノイズの影響を充
分抑圧した高画質なスミア補正を行なうことが可能とな
る。請求項４に係る発明によれば、複数の読み出しモー
ドに対応して、有効画素領域の信号と遮光画素領域の信
号とをそれぞれ読み出し、有効画素領域の読み出し信号
から遮光画素領域の読み出し信号を減算するように構成
されているので、各読み出しモードに対して減算補正処
理による新たなノイズの発生等の問題を最小限に押さえ
た良好なスミア補正を行うことができる。請求項５に係
る発明によれば、全画素の個別読み出しモードと２以上
の所定数の画素列の加算読み出しモードとに対して、画
素欠陥に起因する新たなノイズの発生等の問題を最小限
に押さえた良好なスミア補正を行うことが可能となる。
請求項６に係る発明によれば、動画撮像モードと静止画
撮像モードとに対して、画素欠陥に起因する新たなノイ
ズの発生等の問題を最小限に押さえた良好なスミア補正
を行うことが可能となる。請求項７に係る発明によれ
ば、遮光画素領域が所定数の水平画素列を含むように構
成されているので、読み出しモードとして全画素個別読
み出しモードと２以上の所定数の画素列加算読み出しモ
ードを有する場合における良好なスミア補正に、容易に
対応させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る撮像装置の実施の形態のディジタ
ルカメラの全体構成を示す概略ブロック構成図である。

【図２】図１に示した実施の形態におけるＣＣＤ撮像素
子のセンサー領域を示す概略図である。

【符号の説明】

１ レンズ系 ２ レンズ駆動機構 ３ 露出制御機構 ４ フィルタ系 ５ ＣＣＤ撮像素子 ６ ＣＣＤドライバ ７ プリプロセス回路 ８ ディジタルプロセス回路 ８−１ 補正基準信号生成部 ８−２ 画像信号補正部 ９ メモリカードインターフェース 10 メモリカード 11 ＬＣＤ画像表示系 12 システムコントローラ 13 操作スイッチ系 14 操作表示系 15 ストロボ 16 レンズドライバ 17 露出制御ドライバ 18 ＥＥＰＲＯＭ 101 水平転送路（水平シフトレジスタ） ＥＰ 有効画素部分（撮像エリア） ＯＢ 光学的黒画素部分 ＶＯＢ 垂直ＯＢ ＨＯＢ 水平ＯＢ ＤＢ ダミービット

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 撮像素子と、該撮像素子の垂直方向の光
   学的黒の画素部分の出力信号から前記撮像素子の有効画
   素部分の出力信号である有効画像信号を補正するための
   基準信号を生成する補正基準信号生成手段と、前記有効
   画像信号より前記補正基準信号を減算する画像信号補正
   手段と、前記撮像素子を駆動して画素電荷を出力信号と
   して読み出す複数の駆動モードを備えた撮像素子駆動手
   段とを有し、前記補正基準信号生成手段は、当該基準信
   号の生成に際しては前記撮像素子駆動手段の複数の駆動
   モードに対応して、異なる補正基準信号生成処理を行な
   うように構成されていることを特徴とする撮像装置。
2. 【請求項２】 前記複数の駆動モードの一つは、前記撮
   像素子の各画素電荷を個別に読み出す通常駆動モードで
   あり、他の一つは前記撮像素子の各画素電荷を垂直方向
   に所定数ｎ（ｎは２以上の整数）だけ加算して読み出す
   ｎ加算駆動モードであることを特徴とする請求項１に係
   る撮像装置。
3. 【請求項３】 前記ｎ加算駆動モードにおいても、前記
   垂直方向の光学的黒の画素部分の読み出しに際しては、
   例外的に各画素電荷を個別に読み出す通常駆動モードで
   の読み出しを行なうことを特徴とする請求項２に係る撮
   像装置。
4. 【請求項４】 受光部の略中央に配置された画素アレイ
   からなる有効画素領域と、この有効画素領域に隣接して
   配置され遮光部材で覆われた画素アレイからなる遮光画
   素領域とを有する撮像素子と、複数の読み出しモードに
   対応する駆動信号として複数の駆動クロックパターンを
   前記撮像素子に供給すると共に、前記複数の読み出しモ
   ードに対応して、前記撮像素子の有効画素領域の信号と
   遮光画素領域の信号とをそれぞれ読み出す駆動手段と、
   前記撮像素子の前記有効画素領域の読み出し信号から前
   記遮光画素領域の読み出し信号を減算する補正手段とを
   備えていることを特徴とする撮像装置。
5. 【請求項５】 前記駆動手段の前記複数の読み出しモー
   ドは、有効画素領域の全画素を個別に読み出す第１読み
   出しモードと、前記有効画素領域において垂直方向に２
   以上の所定数の画素列を加算して読み出す第２読み出し
   モードとを含むことを特徴とする請求項４に係る撮像装
   置。
6. 【請求項６】 前記駆動手段の前記複数の読み出しモー
   ドは、動画撮像モードと静止画撮像モードとを含むこと
   を特徴とする請求項４に係る撮像装置。
7. 【請求項７】 前記遮光画素領域は、所定数の水平画素
   列を含むことを特徴とする請求項４に係る撮像装置。