JP2005012437A

JP2005012437A - 固体撮像素子の駆動方法及び撮像装置

Info

Publication number: JP2005012437A
Application number: JP2003173561A
Authority: JP
Inventors: Naomoto Kubo; 直基久保
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 2003-06-18
Filing date: 2003-06-18
Publication date: 2005-01-13

Abstract

【課題】高感度画像データと低感度画像データとの合成による撮影画像データを出力する場合に、固体撮像素子の暗電流電荷による画質劣化を減少させることが可能な電荷転送型固体撮像素子の駆動方法を提供する。
【解決手段】時刻ｔ０でシャッタパルスφＳＵＢが停止した後、時刻ｔ１でメカニカルシャッタが閉じると、入射光量に応じた信号電荷が保持される。その後期間▲２▼の間、高速の垂直転送パルスの印加して、垂直転送路に残っているスミア電荷及び暗電流を掃き出す。続いて時刻ｔ３で第１相の垂直転送パルスに第１相読み出しパルスを重畳して、高感度信号電荷を垂直転送路に読み出し、期間▲３▼の間垂直転送及び水平転送を行い、出力する。高感度信号電荷の転送が終了すると、直ちに時刻Ｔ４で第３相の垂直転送パルスに第３相読み出しパルスを重畳し、低感度信号電荷を垂直転送路に読み出す。そして、期間▲４▼で期間▲３▼と同様に垂直転送及び水平転送を行い、低感度信号電荷を出力する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、相対的に高感度の光電変換を行う高感度光電変換素子と相対的に低感度の光電変換を行う低感度光電変換素子と、前記高感度光電変換素子及び前記低感度光電変換素子からの信号電荷を転送する垂直転送路を有する電荷転送型固体撮像素子の駆動方法、及び電荷転送型固体撮像素子を有する撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
デジタルカメラ等の撮像装置に利用される固体撮像素子は、光電変換素子（以下、「画素」と記述する場合もある。）によって画像信号に対応する電荷を検出するため、一般にダイナミックレンジを広げるのが困難である。そこで相対的に高感度の光電変換素子（以下、「高感度画素」と記述する場合もある。）と、相対的に低感度の光電変換素子（以下、「低感度画素」と記述する場合もある。）を有する固体撮像素子を利用し、高感度画素からの高感度画像データと低感度画素からの低感度画像データを合成することによって、広ダイナミックレンジの画像を得ることが提案されている（特許文献１、２参照）。
【０００３】
固体撮像素子の内、電荷転送型の固体撮像素子は、入射光量に応じて光電変換素子に蓄積される信号電荷を、光電変換素子に近傍に配置した垂直転送路に読み出し、読み出した信号電荷を垂直転送路によって順次転送して水平転送路に送り、さらに水平転送路によって順次転送してフローティングディフィージョンアンプに送り、信号電荷に対応した電圧信号を出力するものである。その場合、信号電荷の垂直転送路への読み出しに先立って、垂直転送路に残っているスミア電荷や暗電流電荷を高速で転送する電荷掃き出しを行っている。また、列方向の光電変換素子あたりの垂直転送電極の数によっては、複数フィールドの読み出しが必要であるが、２番目以降のフィールドの読み出しにおいても、少なくとも暗電流電荷の掃き出しが必要とされている（例えば、特許文献３、４参照）。
【０００４】
このように、垂直転送路への信号電荷読み出しに先立って電荷掃き出しを行うと、垂直転送路の下流側から上流側に向けて一定の傾斜で増加する暗電流電荷に基づくノイズが、各画素データに重畳されることになる（特許文献１の段落［００１３］参照）。暗電流電荷は、半導体デバイスにおいて時間の経過とともに蓄積される電荷であるので、暗電流電荷に基づくノイズの量は、高感度画素と低感度画素とで同一である。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−６９４９１号公報
【特許文献２】
特開２００１−２３８１２６号公報
【特許文献３】
特開２００１−１４８８０９号公報
【特許文献４】
特開２００１−３５８９９５号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
高感度画素から得られた高感度画像データと低感度画素からの低感度画像データを合成する場合、低感度画像データは、高感度画素の信号に比較して高ゲインで加算される。先に説明したように、高感度画像データ及び低感度画像データに含まれる暗電流電荷によるノイズは、垂直転送方向上流側の画素ほど大きい。したがって、合成画像データにおけるノイズ量の差がさらに強調され、合成画像の画質の劣化が避けられない。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、高感度画像データと低感度画像データとの合成による撮影画像データを出力する場合に、固体撮像素子の暗電流電荷による画質劣化を減少させることが可能な電荷転送型固体撮像素子の駆動方法、及び撮像装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の電荷転送型固体撮像素子の駆動方法は、相対的に高感度の光電変換を行う高感度光電変換素子と、相対的に低感度の光電変換を行う低感度光電変換素子と、前記高感度光電変換素子及び前記低感度光電変換素子からの信号電荷を転送する垂直転送路を有する電荷転送型固体撮像素子の駆動方法であって、前記高感度光電変換素子の高感度信号電荷を前記垂直転送路に読み出すに先立って、前記垂直転送路の高速転送動作を行う電荷掃き出しステップと、前記電荷掃き出しステップに続いて、前記高感度信号電荷を前記垂直転送路に読み出し、転送する高感度信号電荷転送ステップと、前記高感度信号電荷転送ステップに続いて、前記垂直転送路の高速転送動作を行うことなく直ちに、前記低感度光電変換素子の低感度信号電荷を前記垂直転送路に読み出し、転送する低感度信号電荷転送ステップとを含むものである。このような駆動を行うと、低感度信号電荷に重畳される暗電流電荷が、光電変換素子の位置にかかわらず一定となるので、高感度信号電荷に基づく画像データと低感度信号電荷に基づく画像データとの合成画像データの画質を良好なものとすることができる。
【０００９】
本発明のデジタル画像データを出力する撮像装置は、固体撮像素子と、前記固体撮像素子の駆動を行う駆動部と、前記固体撮像素子からの撮像信号に対する画像処理を行う画像処理部とを備え、前記固体撮像素子は、相対的に高感度の光電変換を行う高感度光電変換素子と相対的に低感度の光電変換を行う低感度光電変換素子と、前記高感度光電変換素子及び前記低感度光電変換素子からの信号電荷を転送する垂直転送路を有し、前記信号電荷に基づく撮像信号を出力する電荷転送型固体撮像素子であり、前記駆動部は、前記高感度光電変換素子の高感度信号電荷を前記垂直転送路に読み出すに先立って、前記垂直転送路の高速転送動作を行う電荷掃き出し動作と、前記電荷掃き出し動作に続いて、前記高感度信号電荷を前記垂直転送路に読み出し、転送する高感度信号電荷転送動作と、前記高感度信号電荷転送動作に続いて、前記垂直転送路の高速転送動作を行うことなく直ちに、前記低感度光電変換素子の低感度信号電荷を前記垂直転送路に読み出し、転送する低感度信号電荷転送動作とを含む駆動を行うものであり、前記画像処理部は、前記高感度光電変換素子からの撮像信号に基づく高感度画像データと前記低感度光電変換素子からの撮像信号に基づくの低感度画像データとを合成する画像合成処理を含む画像処理を行うものである。
【００１０】
本発明の撮像装置は、前記固体撮像素子の前記高感度光電変換素子と前記低感度光電変換素子とが、同一の開口部に形成された光電変換領域を分割して形成されるものであるものを含む。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。図２は、本発明の実施の形態の撮像装置の一例であるデジタルカメラの概略構成を示す図である。図２のデジタルカメラは、撮像部１、アナログ信号処理部２、Ａ／Ｄ変換部３、駆動部４、ストロボ５、デジタル信号処理部６、圧縮／伸張処理部７、表示部８、システム制御部９、内部メモリ１０、メディアインタフェース１１、記録メディア１２、操作部１３を含んで構成される。デジタル信号処理部６、圧縮／伸張処理部７、表示部８、システム制御部９、内部メモリ１０、及びメディアインタフェース１１は、システムバス１４に接続されている。
【００１２】
撮像部１は、撮影レンズ１ａ等の光学系及び固体撮像素子１ｂを含み、被写体の撮影を行うものであって、アナログの撮像信号を出力する。撮像部１で得られた撮像信号は、アナログ信号処理部２に送られ、所定のアナログ信号処理が施され、Ａ／Ｄ変換部３でデジタル信号に変換された後、いわゆるＲＡＷ画像データとしてデジタル信号処理部６に送られる。ＲＡＷ画像データは、撮像部１からの撮像信号の形式のままデジタル化したデジタル画像データである。
【００１３】
撮影に際しては、駆動部４を介して撮像部１が制御される。ＣＣＤイメージセンサ等の固体撮像素子１ｂは、半導体基板表面に行方向とこれに直交する列方向に配設された複数の光電変換素子（例えばフォトダイオード）を有し、入射光に対応して発生し、蓄積された信号電荷に基づいたアナログ電圧信号を出力するものである。固体撮像素子１ｂは、操作部１３の一部であるレリーズボタン（図示せず）の操作によるレリーズスイッチ（図示せず）オンを契機として、所定のタイミングで、駆動部４に含まれるタイミングジェネレータ（図２ではＴＧと記載）からの駆動信号によって駆動される。駆動部４は、システム制御部９の制御に基づいて所定の駆動信号を出力するものであり、アナログ信号処理部２及びＡ／Ｄ変換部３に対する駆動信号も出力する。固体撮像素子１ｂの詳細については、後述する。
【００１４】
ストロボ５は、被写体の輝度が所定値以下の場合等に動作するものであり、システム制御部９によって制御される。
【００１５】
デジタル信号処理部６は、Ａ／Ｄ変換部３からのデジタル画像データに対して、操作部１３によって設定された動作モードに応じたデジタル信号処理を行うものである。デジタル信号処理部６が行う処理には、黒レベル補正処理（ＯＢ処理）、リニアマトリクス補正処理（撮像部からの原色信号に対して、撮像素子の光電変換特性に起因する混食成分を除去する補正を行う処理。ＲＢＧ入力に対する３×３のマトリクス演算による。）、ホワイトバランス調整処理（ゲイン調整）、ガンマ補正処理、画像合成処理、同時化処理、Ｙ／Ｃ変換処理等が含まれる。デジタル信号処理部６の画像合成処理については、後述する。
【００１６】
デジタル信号処理部６は、例えばＤＳＰで構成される。圧縮／伸張処理部７は、デジタル信号処理部６で得られたＹ／Ｃデータに対して圧縮処理を施すとともに、記録メディア１２から得られた圧縮画像データに対して伸張処理を施すものである。
【００１７】
表示部８は、例えばＬＣＤ表示装置を含んで構成され、撮影され、デジタル信号処理を経た画像データに基づく画像を表示する。記録メディアに記録された圧縮画像データを伸張処理して得た画像データに基づく画像の表示も行う。また、撮影時のスルー画像、デジタルカメラの各種状態、操作に関する情報の表示等も可能である。
【００１８】
内部メモリ１０は、例えばＤＲＡＭであり、デジタル信号処理部６、システム処理部９のワークメモリとして利用される他、記録メディアに１２に記録される撮影画像データを一時的に記憶するバッファメモリ、表示部８への表示画像データのバッファメモリとしても利用される。メディアインタフェース１１は、メモリカード等の記録メディア１２との間のデータの入出力を行うものである。
【００１９】
システム制御部９は、撮影動作を含むデジタルカメラ全体の制御を行う。システム制御部９は、具体的には所定のプログラムによって動作するプロセッサを主体に構成される。
【００２０】
操作部１３は、デジタルカメラ使用時の各種操作を行うもので、デジタルカメラの動作モード（撮影モード、再生モード等）、撮影時の撮影方法、撮影条件、設定等を行う。操作部１３は、それぞれの機能に対応する操作部材を設けてもよいが、表示部８の表示と連動して操作部材を共用してもよい。また、操作部１３には、撮影動作を起動するためのレリーズボタンも含まれる。
【００２１】
固体撮像素子１ｂは、ＣＣＤイメージセンサ等の電荷転送型の固体撮像素子であり、半導体基板表面に行方向とこれに直交する列方向に配設された複数の光電変換素子を有し、入射光に対応して発生し、蓄積された信号電荷に基づいたアナログ電圧信号を出力するものである。複数の光電変換素子は、相対的に高感度の光電変換を行う高感度光電変換素子と、相対的に低感度の光電変換を行う低感度光電変換素子とを含む。
【００２２】
固体撮像素子１ｂは、操作部１３の一部であるレリーズボタン（図示せず）の操作によるレリーズスイッチ（図示せず）オンを契機として、所定のタイミングで、駆動部４に含まれるタイミングジェネレータ（図２ではＴＧと記載）からの駆動信号によって駆動される。駆動部４は、システム制御部９の制御に基づいて所定の駆動信号を出力するものであり、アナログ信号処理部２及びＡ／Ｄ変換部３に対する駆動信号も出力する。
【００２３】
図３は、固体撮像素子１ｂの一例の概略構成を示す図である。図３の固体撮像素子は、正方格子状に配設された複数の高感度光電変換素子７０及び低感度光電変換素子８０（図３ではハッチングにより区別して示してある。）によって、光強度を電荷信号に変換するものであり、検出された信号電荷は、複数の垂直転送部２０（図３では、１つの垂直転送部を破線で囲って示してある。）、水平転送部３０を経て、出力部４０に転送され、出力部４０からは、信号電荷に対応する電圧信号４１が出力される。複数の高感度光電変換素子７０及び低感度光電変換素子８０
【００２４】
垂直転送部２０は、高感度光電変換素子７０及び低感度光電変換素子８０からの電荷を列方向Ｙに転送するもので、半導体基板上に形成された複数本の垂直転送路（図示せず）、垂直転送路の上層に形成された複数本の垂直転送電極１０１〜１０４、高感度光電変換素子７０及び低感度光電変換素子８０の電荷を垂直転送路に読み出す電荷読み出し領域２１（図３では、模式的に矢印で示してある。）を含む。
【００２５】
垂直転送路は、高感度光電変換素子７０及び低感度光電変換素子８０の側方に列方向Ｙに延在するほぼ直線形状を呈するものであり、その上層に形成された垂直転送電極１０１〜１０４によって、電荷が蓄積、転送される領域が区分される。垂直転送電極１０１〜１０４は、高感度光電変換素子７０及び低感度光電変換素子８０それぞれに対応して２つ設けられ（図３では、２行分の光電変換素子に対応するもののみに符合を付してある。）、同一行の光電変換素子の同一の位置関係にある垂直転送電極は、電極配線１２１，１２２によって電気的に接続されている。垂直転送電極１０１〜１０４は、多結晶シリコンで形成される。
【００２６】
次に、図１１に示した固体撮像素子の駆動について説明する。被写界からの入射光の強度に応じて光電変換素子１０に蓄積された電荷は、第１相の垂直転送パルスに重畳される読み出しパルスによって、まず奇数行の光電変換素子１０に蓄積された電荷が垂直転送路読み出される。そして、垂直転送パルスに応じて垂直転送路内を転送され、水平転送路の所定の領域に保持される。次いで、水平転送パルスが印加されると、保持された１行分の電荷は、順次出力部４０に送られ、電荷量に対応する電圧信号４１が出力される。このような転送処理を奇数行の光電変換素子１０すべてについて行った後、第３相の垂直転送パルスに読み出しパルスを重畳して偶数行の光電変換素子１０に蓄積された電荷を垂直転送チャネルに読み出し、同様の転送を行う。
【００２７】
図１に、固体撮像素子１ｂの駆動方法を説明するためのタイミングチャートを示す。操作部１３のレリーズボタン（図示せず）を押すと、時刻ｔ０で、シャッタパルスφＳＵＢが停止し、高感度光電変換素子７０及び低感度光電変換素子８０には、ともに被写界からの入射光による電荷の蓄積を開始する。時刻ｔ１でメカニカルシャッタ（図示せず）が閉じると、電荷の蓄積が停止し、入射光量に応じた信号電荷が保持される（露光時間は、シャッタパルスφＳＵＢが停止してからメカニカルシャッタが閉じるまでである。）。この間（図１の番号▲１▼で示す期間）、通常の速度の垂直転送パルスが垂直転送部２０に印加されている。
【００２８】
時刻ｔ２で、垂直転送路に残っているスミア電荷及び暗電流を掃き出すため、通常動作時のものと比較して充分高い周波数の垂直転送パルスの印加を開始する。高速の垂直転送パルスが一定期間（図１の番号▲２▼で示す期間）印加されると、垂直転送路内には電荷がほぼない状態となる。
【００２９】
高速の垂直転送パルスの印加を停止した後、時刻ｔ３で、第１相の垂直転送パルスに第１相読み出しパルスを重畳する。第１相読み出しパルスが印加されると、垂直転送路には、高感度光電変換素子７０に蓄積された信号電荷が読み出される。そして、通常の周波数の垂直転送パルスによって転送され、１行分の信号電荷が水平転送部３０に転送されると、水平転送パルス（図示せず）によって水平転送され、出力部４０に送られる。このような転送は、垂直転送路に読み出された全ての信号電荷が出力部４０に送られるまで繰り返される。
【００３０】
この期間（図１の番号▲３▼で示す期間）、垂直転送路に読み出された信号電荷には、時間の経過とともに発生する暗電流に起因する電荷（暗電流電荷）が重畳されるので、出力部４０に送られる電荷には、時間の経過とともに増加する暗電流電荷が重畳されることになる。すなわち、図１に示すように、出力電荷に重畳される暗電流電荷は、時刻ｔ３においてほぼゼロの状態から、一定の傾斜で増加することになる。
【００３１】
垂直転送路に読み出された高感度光電変換素子７０からの信号電荷が全て出力部４０に転送されると、直ちに第３相の垂直転送パルスに第３相読み出しパルスを重畳し（時刻ｔ４）、低感度光電変換素子８０に蓄積された信号電荷を垂直転送路に読み出す。そして、期間▲４▼で期間▲３▼と同様に垂直転送パルス及び水平転送パルスを印加し、信号電荷を出力部４０に送る。
【００３２】
期間▲４▼の前には高速パルスによる電荷掃き出しが行われないので、図１に示すように、出力電荷に重畳される暗電流電荷は、ほぼ一定となる。したがって、高感度光電変換素子７０からの撮像信号に基づく高感度画像データには、垂直転送部の転送方向上流に向けて増加する暗電流電荷成分が重畳され、低感度光電変換素子８０からの撮像信号に基づく低感度画像データには、ほぼ一定の暗電流電荷成分が重畳され、デジタル信号処理部６に送られることになる。
【００３３】
次に、デジタル信号処理部６の画像合成処理について説明する。デジタル信号処理部６は、入力された高感度画像データと低感度画像データと別々にＯＢ処理、リニアマトリクス補正処理、ホワイトバランス調整処理、ガンマ補正処理を行ったあと、同一の相対分光感度特性を有し、同一の位置関係で隣接する高感度画素と低感度画素（例えば、高感度画素とその下流側に隣接する低感度画素）の画像データを合成する。入力される低感度画像データに重畳されている暗電流電荷による量は、ほぼ一定と考えることができるので、簡単な演算で補正しておいてもよい。合成方法の一例を（１）式に示す。
【００３４】
Ｓｃ＝αＳ_Ｈ＋（１−α）Ｓ_Ｌ（１）
【００３５】
ここで、Ｓｃは合成信号であり、Ｓ_Ｈ及びＳ_Ｌは、高感度画像データ及び低感度画像データである。カラー画像の場合は、赤色、緑色、青色毎に求められる。αは合成比率を決定する係数であり、０＜α＜１に設定される。α値は、撮影シーンに応じて定められる。
【００３６】
以上、固体撮像素子１ｂとして、高感度光電変換素子７０及び低感度光電変換素子８０が一行おきに正方格子状に配列されたものについて説明したが、固体撮像素子は、いわゆるハニカム構造のものでもよい。また、高感度光電変換素子と低感度光電変換素子は、１つの光電変換領域を分割して形成するものであってもよい。
【００３７】
図４は、いわゆるハニカム構造の固体撮像素子の部分拡大平面図であって、半導体基板表面に行方向（矢印Ｘで示す方向）とこれに直交する列方向（矢印Ｙで示す方向）に配設された複数の光電変換領域７１１〜７５７（図では一部のみに番号を付してある）、垂直転送部２０１〜２０８、水平転送部３００、及び出力部４００を含む。複数の光電変換領域７１１〜７５７の内の奇数列のものは、偶数列のものに対して光電変換領域同士の列方向ピッチの略１／２だけ列方向にずれており、また、奇数行の光電変換領域は、偶数行の光電変換領域対して光電変換領域同士の行方向ピッチの略１／２だけ行方向にずれて配置される。なお、図４では、５行８列の光電変換領域を示してあるが、実際には、さらに多くの光電変換領域が設けられる。
【００３８】
光電変換領域７１１〜７５７は、入射光量に対応した信号電荷を発生し、蓄積するもので、例えばフォトダイオードである。光電変換領域７１１〜７５７は、相対的に広い受光面積を有する主領域ｍと相対的に狭い受光面積を有する副領域ｓに分割され（図４では、光電変換領域７５１のみについて符号を付してある。）、それぞれ所定の分光感度の光に対応する信号電荷を発生し、蓄積する。したがって、主領域ｍは、相対的に高感度の光電変換を行い、副領域は、相対的に低感度の光電変換を行う光電変換素子として機能する。図４の固体撮像素子においては、赤（Ｒで示す。）、緑（Ｇで示す。）、又は青（Ｂで示す。）のフィルタ（図示せず）が、それぞれの光電変換領域７１１〜７５７の上方に設けられ、それぞれの色の光に対応する信号電荷を発生し、蓄積する。
【００３９】
垂直転送部２０１〜２０８は、光電変換領域７１１〜７５７からの信号電荷を垂直転送路（図示せず）に読み出し、垂直転送路の上層に形成された複数本の垂直転送電極（図示せず）を所定のタイミングで駆動することにより、列方向に転送するものである。垂直転送部２０１〜２０８は、図４では模式的に示すように、光電変換領域７１１〜７５７の各列に対応してその側方に設けられる。列方向の転送は、主領域ｍの信号電荷と副領域ｓの信号電荷を、それぞれ独立に垂直転送部２０１〜２０８に読み出して行う。図４では、垂直転送路に読み出す電荷読み出し領域を模式的に矢印で示してある。主領域ｍに蓄積された高感度信号電荷を垂直転送路に読み出して転送し、出力部４００から出力後、副領域ｓに蓄積された低感度信号電荷を読み出して転送し、出力部４００から出力する。
【００４０】
水平転送部３００は、複数の垂直転送部２０１〜２０８からの信号電荷が転送され、転送された信号電荷を行方向に転送するものである。出力部４００は、転送された信号電荷量に応じた電圧信号を出力するものである。
【００４１】
図４の固体撮像素子の場合、画像合成処理において、同一の光電変換領域７１１〜７５７の主領域ｍ及び副領域ｓに蓄積された信号電荷に基づく高感度画像データ及び低感度画像データを合成する。合成処理は、（１）式に記載した演算によって行うことができるが、それに限らない。
【００４２】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、高感度画像データと低感度画像データとの合成による撮影画像データを出力する場合に、固体撮像素子の暗電流電荷による画質劣化を減少させることが可能な電荷転送型固体撮像素子の駆動方法、及び撮像装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の駆動方法を説明するためのタイミングチャートを示す図
【図２】本発明の実施の形態の撮像装置の一例であるデジタルカメラの概略構成を示す図
【図３】本発明の実施の形態の撮像装置に利用される固体撮像素子の一例の概略構成を示す図
【図４】本発明の実施の形態の撮像装置に利用される固体撮像素子の他の例の概略構成を示す図
【符号の説明】
１・・・撮像部
１ａ・・・撮影レンズ
１ｂ・・・固体撮像素子
２・・・アナログ信号処理部
３・・・Ａ／Ｄ変換部
４・・・駆動部
５・・・ストロボ
６・・・デジタル信号処理部
７・・・圧縮／伸張処理部
８・・・表示部
９・・・システム制御部
１０・・・内部メモリ
１１・・・メディアインタフェース
１２・・・記録メディア
１３・・・操作部
１４・・・システムバス
２０・・・垂直転送部
３０・・・水平転送部
４０・・・出力部
４１・・・電圧信号
７０・・・高感度光電変換素子
８０・・・低感度光電変換素子
１０１〜１０４・・・垂直転送電極
１０５、１０６、１０７・・・転送電極
１１１〜１１４・・・垂直転送パルス用端子
１２１、１２２・・・電極配線
１３１、１３２・・・水平転送パルス用端子
２０１〜２０８・・・垂直転送部
７１１〜７５７・・・光電変換領域
３００・・・水平転送部
４００・・・出力部

Claims

相対的に高感度の光電変換を行う高感度光電変換素子と、相対的に低感度の光電変換を行う低感度光電変換素子と、前記高感度光電変換素子及び前記低感度光電変換素子からの信号電荷を転送する垂直転送路を有する電荷転送型固体撮像素子の駆動方法であって、
前記高感度光電変換素子の高感度信号電荷を前記垂直転送路に読み出すに先立って、前記垂直転送路の高速転送動作を行う電荷掃き出しステップと、
前記電荷掃き出しステップに続いて、前記高感度信号電荷を前記垂直転送路に読み出し、転送する高感度信号電荷転送ステップと、
前記高感度信号電荷転送ステップに続いて、前記垂直転送路の高速転送動作を行うことなく直ちに、前記低感度光電変換素子の低感度信号電荷を前記垂直転送路に読み出し、転送する低感度信号電荷転送ステップとを含む駆動方法。
デジタル画像データを出力する撮像装置であって、
固体撮像素子と、
前記固体撮像素子の駆動を行う駆動部と、
前記固体撮像素子からの撮像信号に対する画像処理を行う画像処理部とを備え、
前記固体撮像素子は、相対的に高感度の光電変換を行う高感度光電変換素子と相対的に低感度の光電変換を行う低感度光電変換素子と、前記高感度光電変換素子及び前記低感度光電変換素子からの信号電荷を転送する垂直転送路を有し、前記信号電荷に基づく撮像信号を出力する電荷転送型固体撮像素子であり、
前記駆動部は、前記高感度光電変換素子の高感度信号電荷を前記垂直転送路に読み出すに先立って、前記垂直転送路の高速転送動作を行う電荷掃き出し動作と、前記電荷掃き出し動作に続いて、前記高感度信号電荷を前記垂直転送路に読み出し、転送する高感度信号電荷転送動作と、前記高感度信号電荷転送動作に続いて、前記垂直転送路の高速転送動作を行うことなく直ちに、前記低感度光電変換素子の低感度信号電荷を前記垂直転送路に読み出し、転送する低感度信号電荷転送動作とを含む駆動を行うものであり、
前記画像処理部は、前記高感度光電変換素子からの撮像信号に基づく高感度画像データと前記低感度光電変換素子からの撮像信号に基づくの低感度画像データとを合成する画像合成処理を含む画像処理を行うものである撮像装置。
請求項２記載の撮像装置であって、
前記固体撮像素子の前記高感度光電変換素子と前記低感度光電変換素子とは、同一の開口部に形成された光電変換領域を分割して形成されるものである撮像装置。