JP3542320B2

JP3542320B2 - 撮像装置

Info

Publication number: JP3542320B2
Application number: JP2000215103A
Authority: JP
Inventors: 圭一森; 英明吉田
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2000-07-14
Filing date: 2000-07-14
Publication date: 2004-07-14
Anticipated expiration: 2020-07-14
Also published as: JP2002034048A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はＣＣＤ等の固体撮像素子を用いた撮像装置に関し、特に撮像素子の基板電圧を可変する撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＣＣＤ等の固体撮像素子を用いた電子カメラが種々開発されている。この種の電子カメラにおいては、ＣＣＤ撮像素子によって被写体像を光電変換することにより撮像画像信号を得る。また、ＣＣＤ撮像素子からの画素電荷の読み出しには、通常、各画素電荷をライン毎に個別に読み出す駆動方式が用いられるが、これ以外にも種々の特殊駆動方式が知られている。
【０００３】
代表的な特殊駆動方式の一例として、高速・高感度読み出しのための駆動方式である、いわゆる「ｎ倍速垂直加算駆動（ｎ加算駆動）方式」が知られている。このｎ加算駆動方式は毎回の水平（Ｈ）ブランキング期間毎に垂直（Ｖ）転送路から水平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、ｎ画素分（ｎライン分）の電荷を水平転送路に順次転送し、そして水平転送路で加算されたｎ画素分（ｎライン分）の電荷を１画素（１ライン）として読み出すものである。
【０００４】
これにより、１画面に対応する垂直ライン数は１／ｎとなるので、結果的に１画面の読み出し時間が１／ｎとなり、高速読み出しが可能となる。また転送時の電荷加算によって電荷量がｎ倍に増大するので、それに対応した感度増大効果が得られるという特徴を持つ。
【０００５】
しかし、上述のような「ｎ加算駆動」を行った場合には、感度増大効果は得られるが、高輝度被写体を撮像した場合にはこれに際して水平方向に白筋状の擬似信号（ブルーミングやスミアのようなカブリノイズ）を生ずるという新たな画質劣化を伴う場合がある。この現象について以下に説明する。
【０００６】
電荷が加算される水平転送路の飽和レベル（転送可能な最大電荷量）が無限にあれば問題は無いが、実際にはこの飽和レベルは有限である。したがって、この飽和レベルＳａｔＨは、通常の場合、非ｎ加算駆動である通常駆動の状態における光電変換部の飽和レベルに対応できるように設計されている。光電変換部の飽和レベルとは、換言すれば、その電荷蓄積部のオーバーフローレベルであって、これを超える光電荷が発生してもオーバーフロードレインに排出されてしまい蓄積されない。このオーバーフローレベルＯＦＬは後述する基板バイアス電圧ＶＳＵＢの設定値によって可変できるが、このオーバーフローレベルＯＦＬを高くしすぎるとブルーミングが発生し易くなるため、通常はブルーミング特性上の許容限界の範囲でなるべく高くなるように設定されている。
【０００７】
すなわち、上記水平転送路の飽和レベルＳａｔＨは電荷蓄積部のオーバーフローレベルＯＦＬの標準的設定に対して若干の設計余裕あるいは調整余裕を見込んだ程度の値となっているのが一般的であり、それ以上の値に設定されることはまれである。これを記号的に記すと、
ＳａｔＨ＝ｋ×ＯＦＬ（ｋ＝１．１−１．５程度、但し理論的な下限値は１）
となる。
【０００８】
したがって「ｎ加算駆動」を行なったとすれば、画素信号は加算によってｎ倍になり飽和レベルＳａｔＨを超える電荷が水平転送路に入力されてしまう。具体的には１画素当たりの加算前の電荷量が
ＳａｔＨ／ｎ（＜ＯＦＬ）
を超える場合に関して生じる。
【０００９】
このような過剰電荷の入力があったとしても、水平転送路に充分な過剰電荷対策、例えばオーバーフロードレインの設定等、が施されていれば単に飽和レベルＳａｔＨでクリップされるだけで問題とはならないが、現実のＣＣＤ撮像素子においてはこの水平転送路の過剰電荷対策が不充分なものが存在しており、この種のＣＣＤ撮像素子を用いた場合、過剰電荷は水平転送路の隣接した領域に溢れ出てしまうため水平ラインに沿ってブルーミングと同様のカブリ現象を生じてしまう虞があった。
【００１０】
この問題に対し、本出願人はｎ加算モードを使用する場合には固体撮像素子の基板バイアス電圧ＶＳＵＢの設定値を可変制御することにより、対応する電荷蓄積部のオーバーフローレベルを下げて水平転送路に過剰電荷を入力しないようにしてこのカブリ現象を生じないようにする技術を先に提案している。（特願２０００−０６９１５４）
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した本出願人による特願２０００−０６９１５４に係る発明は、上述したように水平転送路に過剰電荷を入力しないようにしてカブリ現象の発生を防止するという、非常に有用な発明であるが、ｎ加算モードにおいては非加算モードに対して色バランスが変化してしまうという不具合を生じる。これは基板バイアス電圧ＶＳＵＢの設定を大幅に変化させることに起因する。すなわち、光電変換蓄積部の感度特性は基板バイアス電圧ＶＳＵＢに対する依存性を持っており、しかもその依存性が長波長側でより大きいことから、分光特性もＶＳＵＢ依存性を持つことになる。これは撮像素子のＲＧＢの相対感度が変化することを意味する。
【００１２】
図６（横軸の数値は波長：単位ｎｍ）に示すように、通常状態のカメラの分光特性を実線とすれば相対分光特性は画素加算時（基板バイアス電圧ＶＳＵＢを上げた時）にはＧを基準にしてＢは増加、Ｒは減少する。
【００１３】
従来、基板バイアス電圧ＶＳＵＢはカメラ製造工程の調整の際に微調整することはあっても、これ以降はほぼ固定的に使用しているケースが多く、この場合上述の如き分光特性の変化は無視できるか、または基礎的な調整時に吸収可能であった。ところが本出願人による上記先願技術のように大幅な基板バイアス電圧ＶＳＵＢの設定変更をカメラの使用時に行なう際にはこれが問題となる。
【００１４】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであり、基板バイアス電圧を可変する場合においても色バランス等の色再現が変化せず、特に画質劣化の無い画素加算駆動を実現する撮像装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために本発明の第１の撮像装置は、固体撮像素子と、この固体撮像素子を駆動する駆動手段と、上記固体撮像素子の基板バイアス電圧の値を可変設定する基板バイアス電圧設定手段と、上記固体撮像素子の出力した撮像信号に対して、異なる光源種類に対しても出力信号の色が適正となるように、当該撮像信号に適用すべく予め準備された上記光源種類によって異なる値のプリセットデータを用いて色に関する演算を施して色補正を行なう色補正手段と、を具備し、上記プリセットデータは、同じ光源種類に対しても上記基板バイアス電圧設定手段が設定した基板バイアス電圧の値に応じて異なる値に設定されていることを特徴とする。
【００１６】
上記の目的を達成するために本発明の第２の撮像装置は、上記第１の撮像装置において、上記色補正は、上記撮像信号に対するホワイトバランス調整を補正するものであることを特徴とする。
【００１７】
上記の目的を達成するために本発明の第３の撮像装置は、上記第１または第２の撮像装置において、上記駆動手段により固体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際に該固体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、および、同固体撮像素子の各画素電荷を垂直方向に所定数ｎだけ加算して読み出すｎ加算駆動モードでの読み出しを可能とする画素電荷読み出し制御手段を有し、上記基板バイアス電圧設定手段は、上記画素電荷読み出し制御手段による読み出しが上記通常駆動モードである場合と上記ｎ加算駆動モードである場合とで上記基板バイアス電圧を異なる設定値に制御することを特徴とする。
【００１８】
上記の目的を達成するために本発明の第４の撮像装置は、上記第１または第２の撮像装置において、上記駆動手段により固体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際に該固体撮像素子の各画素電荷を垂直方向に所定数ｎだけ加算して読み出すｎ加算駆動モードでの読み出しを可能とする画素電荷読み出し制御手段を有し、上記基板バイアス電圧設定手段は、上記画素電荷読み出し制御手段による読み出しにおけるｎの値に応じて、上記基板バイアス電圧を異なる設定値に制御することを特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００２０】
図１は、本発明の一実施形態である撮像装置の概略構成を示したブロック図である。なお、ここでは、デジタルカメラとして実現した場合を例示して説明する。
【００２１】
図１に示すように、本実施形態のデジタルカメラ１００は、各種レンズからなるレンズ系１０１と、このレンズ系１０１を駆動するためのレンズ駆動機構１０２と、レンズ系１０１の絞りを制御するための露出制御機構１０３と、ローパスおよび赤外カット用の光学フィルタ１０４と、色フィルタ付きのＣＣＤカラー撮像素子１０５と、この撮像素子１０５を駆動するためのＣＣＤドライバ１０６と、Ａ／Ｄ変換器等を含むプリプロセス回路１０７と、色信号生成処理，マトリックス変換処理，その他各種のデジタル処理を行うためのデジタルプロセス回路１０８と、外部のメモリカード１１０を着脱可能とするカードインターフェース１０９と、ＬＣＤ画像表示系１１１と、を備えている。
【００２２】
また、当該デジタルカメラ１００は、各部を統括的に制御するためのシステムコントローラ（ＣＰＵ）１１２を備え、さらに、各種操作ボタンからなる操作スイッチ系１１３、操作状態及びモード状態等を表示するための操作表示系１１４、発光手段としてのストロボ１１５、上記レンズ駆動機構１０２を制御するためのレンズドライバ１１６、ストロボ１１５および露出制御機構１０３を制御するための露出制御ドライバ１１７、各種設定情報等を記憶するための不揮発性メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）１１８を備えている。
【００２３】
本実施形態のデジタルカメラ１００は、システムコントローラ１１２が全ての制御を統括的に行っており、ＣＣＤドライバ１０６によりＣＣＤ撮像素子１０５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い、この読み出し信号をプリプロセス回路１０７を介してデジタルプロセス回路１０８に取込んで、各種信号処理を施した後にカードインターフェース１０９を介して着脱可能なメモリカード１１０に記録するようになっている。
【００２４】
また、上記露光に際してストロボ１１５を使用する場合には、システムコントローラ１１２の制御下に、露出制御ドライバ１１７を制御してストロボ１１５に発光開始、停止の各制御信号を送ることによりストロボ１１５を発光させるものである。
【００２５】
なお、ＣＣＤ撮像素子１０５の駆動制御は、ＣＣＤドライバ１０６から出力される各種駆動信号（電荷移送パルスＴＧ、垂直駆動パルス、水平駆動パルス、さらには基板バイアス電圧ＶＳＵＢ等）を用いて行われる。
【００２６】
本実施形態においてＣＣＤカラー撮像素子１０５は、例えば、縦型オーバーフロードレイン構造を用いたインターライン型のものを採用する。すなわち、マトリクス配置された電荷蓄積部と、水平および垂直にそれぞれ配置された電荷転送部（垂直電荷転送路、水平電荷転送路）とを備えている。
【００２７】
電荷移送パルスＴＧが出力されると、各電荷蓄積部と垂直電荷転送路との間に設けられた転送ゲートが開き、各電荷蓄積部から対応する垂直電荷転送路に電荷が移送される。その際、基板バイアス電圧ＶＳＵＢに重畳される電荷排出パルスと電荷移送パルスＴＧの出力タイミングの相対関係により、実質的な露光時間の制御が行われる。垂直電荷転送路の駆動は垂直駆動パルスによって行われる。また基板バイアス電圧ＶＳＵＢは電荷蓄積部のオーバーフローレベルを規定するために用いられる。オーバーフローレベルを越える過剰電荷はオーバーフロードレインに排出される。
【００２８】
本実施形態のデジタルカメラ１００においては、以下に詳述する基板バイアス電圧ＶＳＵＢの可変設定制御およびこれに対応する色補正に関する動作を除けば、通常のデジタルカメラと同様の動作および制御が行われるものであって、かかる公知の部分については、ここでの説明を省略する。
【００２９】
システムコントローラ１１２には、本実施形態の特徴とする基板バイアス電圧ＶＳＵＢの可変設定制御を行うための機能として、駆動モード制御部２０１およびＶＳＵＢ設定部２０２、ホワイトバランス（ＷＢ）設定及び色補正部（以下、ホワイトバランス設定部）２０３が設けられている。
【００３０】
上記駆動モード制御部２０１は、ＣＣＤ撮像素子１０５からの画素電荷の読み出しを制御するためのものであり、当該デジタルカメラ１００を通常駆動モードとｎ加算駆動モードとに制御する。ここで上記通常駆動モードは、ＣＣＤ撮像素子１０５の各画素電荷を個別に読み出すための駆動制御モードであり、またｎ加算駆動モードはＣＣＤ撮像素子１０５の各画素電荷を垂直方向に所定数ｎだけ加算して読み出す駆動制御モードである。これら通常駆動モードおよびｎ加算駆動モードの駆動制御の様子を図２に示す。
【００３１】
図２（ａ）は通常駆動モードにおける駆動タイミングを示している。図に示すように、水平ブランキング期間（ＨＢＬＫ）毎に垂直駆動パルスφＶを用いた１回の転送駆動が実行され、垂直転送路から水平転送路に１ライン分の電荷が転送される（垂直転送路毎に１画素）。なお、垂直転送路の転送には、例えば、周知の４相駆動方式などを用いることができる。
【００３２】
一方、図２（ｂ）はｎ加算駆動モード（ここではｎ＝４）における駆動タイミングを示している。水平ブランキング期間（ＨＢＬＫ）毎に垂直駆動パルスφＶを用いた４回の転送駆動が実行され、垂直転送路から水平転送路に４ライン分の電荷が転送される（各垂直転送路の縦方向の４画素）。
【００３３】
ところで、水平転送路の駆動はｎ加算駆動モードにおいても通常駆動モードと同様に実行される。これによりｎ加算駆動モードでは垂直方向に１／ｎに圧縮された画像が高速に読み出されることになる。本実施形態では、ｎ加算駆動モードによる読み出し制御は、当該撮影に先立って行われる、例えばＡＦ（自動合焦点）やＡＥ（自動露出補正）処理等のために利用される。もちろん、ＬＣＤ画像表示系１１１への撮像画像の動画表示（ＥＶＦ）に利用することもできる。
【００３４】
なお、ｎ加算駆動モードの発展形として、ＣＣＤ撮像素子１０５における色コーティングパターンを考慮したり、感度を適当に調節する目的で、垂直転送に先立って行われる電荷蓄積部から垂直転送路への電荷移送に際して、垂直転送路から水平転送路への転送時に加算されるｎラインのうちの特定のｍ（≦ｎ）ラインだけを選択的に移送する「ｍ／ｎ加算駆動」を使用することもできる（「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）が、本実施形態ではこれらの駆動を使用する際の画素電荷加算数が本質的な意味をもつため、ｍ／ｎ加算駆動を用いる場合にはｍに着目すれば良いことから、以下、本明細書では説明を簡単化するためにｍ＝ｎの場合、すなわち上記ｎ加算駆動のみを取り上げて説明するものとする。したがって、ｍ／ｎ加算駆動に対して本発明を適用する場合は、ｍをもってｎに読み替える。
【００３５】
上記ＶＳＵＢ設定部２０２は、前述の基板バイアス電圧ＶＳＵＢにより定まる電荷蓄積部のオーバーフローレベルＯＦＬを可変設定するためのものであり、通常駆動モード時とｎ加算駆動モード時とで基板バイアス電圧ＶＳＵＢを異なる値に設定する制御を行う。さらに、ｎ加算駆動モードにおいては、そのｎの値に応じて、基板バイアス電圧ＶＳＵＢの設定値が可変設定されることになる。
【００３６】
図３は、本実施形態のデジタルカメラにおけるＣＣＤ撮像素子１０５として利用される、縦型オーバーフロードレイン構造のインターライン型ＣＣＤの断面構造を示した説明図である。
【００３７】
図３に示すように、Ｎ型半導体基板４００は接合の浅いＰウェルの第１領域４０１と接合の深いＰウェルの第２領域４０２とで形成されている。第１領域４０１の接合Ｎ型領域が形成された領域部分はフォトダイオード、いわゆる光電変換領域（電荷蓄積部）４０３として作用する。
【００３８】
第２領域４０２は埋込みチャネル４０４からなる垂直シフトレジスタ、すなわち転送電極４０５が形成される。その主面は絶縁層４０６を介して転送電極４０５が配置されている。光電変換領域４０３と埋込みチャネル４０４は高いＰ型不純物層からなるチャネルストップ領域４０７によって分離されている。
【００３９】
また光電変換領域４０３と対応する埋込みチャネル４０４は間にトランスファーゲート領域４０８が配置されている。さらに、光電変換領域４０３以外は金属層４０９で遮光されている。ブルーミング抑制はＮ型半導体基板４００と、Ｐウェルの第１領域４０１及び第２領域４０２との接合に逆バイアス電圧である基板バイアス電圧ＶＳＵＢ４１１を印加し、光電変換領域４０３直下のＰウェルの第１領域４０１を完全に空乏化（空乏層化）することにより実現される。
【００４０】
図４は、本実施形態のデジタルカメラにおける、基板バイアス電圧ＶＳＵＢに対する電荷蓄積部の飽和信号量（オーバーフローレベルＯＦＬ）の変化特性を示した線図である。
【００４１】
図に示すように、基板バイアス電圧ＶＳＵＢの絶対値を大きくすることにより、オーバーフローレベルＯＦＬを低下させることができる。
【００４２】
次に、表１を参照して、画素加算数（ｎ）と基板バイアス電圧ＶＳＵＢの設定値との具体的な関係について説明する。
【００４３】
【表１】

今、非加算時、すなわちｎ＝１の通常駆動モード時におけるデフォルトの基板バイアス電圧ＶＳＵＢ値を“９Ｖ”とし、このＶＳＵＢ値に対応するオーバーフローレベルＯＦＬを“７４０ｍＶ”として、これを基準値とする。
【００４４】
表１は、本実施形態のデジタルカメラ１００において予めプリセットデータとして記憶される、ｎ加算駆動モード時（例として２画素加算、４画素加算）における基板バイアス電圧ＶＳＵＢの設定値を示している。
【００４５】
上記通常駆動モード時（基板バイアス電圧ＶＳＵＢ＝９Ｖ、オーバーフローレベルＯＦＬ＝７４０ｍＶ）に対して、まず、ｎ＝２、すなわち２画素加算時には、電荷蓄積部のオーバーフローレベルが非加算時の１／２の値（３７０ｍＶ）となるような基板バイアス電圧ＶＳＵＢの値（１２．２Ｖ）が図４の特性から算出され、本実施形態では、この値を基板バイアス電圧ＶＳＵＢの設定値として使用する。同様に、ｎ＝４、すなわち、４画素加算時には、電荷蓄積部のオーバーフローレベルが非加算時の１／４の値（１８５ｍＶ）となるような基板バイアス電圧ＶＳＵＢの値（１４．５Ｖ）を設定値として使用する。
【００４６】
本実施形態のデジタルカメラ１００は、求めた上記各画素加算時における基板バイアス電圧ＶＳＵＢの設定値すなわち上記表１の内容を、予めプリセットデータとして所定メモリ（例えばＥＥＰＲＯＭ１１８）に記憶するようになっている。
【００４７】
なお、水平転送路の飽和レベルは少なくとも電荷蓄積部のオーバーフローレベルＯＦＬの標準的設定値（７４０ｍＶ）以上であるのが一般的であるので、このように非加算時のオーバーフローレベルＯＦＬ（７４０ｍＶ）を基準に、非加算時と加算時の画素加算数の比のみで基板バイアス電圧ＶＳＵＢの設定値を決定しても、水平カブリノイズの発生を確実に防止することができる。
【００４８】
上記ホワイトバランス設定部２０３は、オートホワイトバランスを含む通常のホワイトバランス機能の他、ｎ加算駆動モード時（本実施形態においては２画素加算、４画素加算）において設定される基板バイアス電圧ＶＳＵＢの値に応じて色補正を行う機能を有する。
【００４９】
ここで、上記ホワイトバランス設定部２０３の機能として本実施形態で採用するホワイトバランス回路の動作原理（上記通常のホワイトバランス機能）について簡単に説明する。
【００５０】
すなわち、当該ホワイトバランス設定部２０３は、被写体の色温度情報やその他の情報（例えばユーザの設定や「ストロボ使用」情報も含む）により光源種類（例えば「デーライト」「白熱ランプ」「蛍光燈」「ストロボ」等）を検出して、この検出結果に応じて予め所定メモリにプリセット（例えば、ＥＥＰＲＯＭ１１８に記憶）された所定のゲイン値をＲ、Ｂの各信号に乗じることにより、ホワイトバランスをとるようになっている。従って、プリセットされるＲ、Ｂのゲイン値の組（ホワイトバランスプリセットデータ）は、想定する光源種類の数だけ存在している。（この時、例えば同じ白熱ランプでも色温度が異なる場合には必要に応じて異なる光源として取扱われることは言うまでも無い。）
そして、光源種類を自動検出する場合にはいわゆるオートホワイトバランスとして機能し、また、光源種類を例えば手動設定で「デーライト」と指定する場合にはこれはいわゆるマニュアル（プリセット選択）ホワイトバランスとして機能するものである。なお、上記ホワイトバランスプリセットデータの値の例示は省略する。
【００５１】
ところで、今、撮像素子の分光感度の変化を考慮せずに、各光源種類に対して１通りのみのプリセットデータに基づいてホワイトバランス機能を実行する場合を考える。この場合、撮像素子の分光感度が変化すると、この変化によりＲ、Ｇ、Ｂのバランスが崩れてしまう。すなわち各プリセットデータは、通常（非加算）駆動モードにおける信号出力に対してその最適値が設定されているから、本実施形態のデジタルカメラ１００の如く、通常駆動モード時とｎ加算駆動モード時とで基板バイアス電圧ＶＳＵＢを変化させる場合、非加算時（通常駆動モード時）に対してｎ画素加算時（ｎ加算駆動モード時）では分光感度が変化するので、何等対策を施さないまま非加算時のプリセットデータのままでホワイトバランス機能を実行すると、そのまま色が変化してしまう。
【００５２】
そこで、本実施形態のデジタルカメラ１００のホワイトバランス設定手段２０３は、かかる事情に対応すべく、非加算時（通常駆動モード時）に対して基板バイアス電圧ＶＳＵＢを変化させるｎ画素加算時（ｎ加算駆動モード時）において、基板バイアス電圧ＶＳＵＢに応じた色補正（Ｂ補正、Ｒ補正）を行うように構成されている。
【００５３】
表２に、非加算時（通常駆動モード時）、２画素加算時、４画素加算時（ｎ加算駆動モード時）における、基板バイアス電圧ＶＳＵＢ値、変化する該基板バイアス電圧ＶＳＵＢによるＲ、Ｇ、Ｂ特性、色補正量（Ｒ、Ｂの各プリセットデータに乗ずるべきＲ、Ｂの各数値であるＲ補正量、Ｂ補正量）を示す。
【００５４】
【表２】

すなわち表２の中列に示したＢ／Ｇ／Ｒとは、図６に例示した、本実施形態のカメラの分光特性の変化に対応した各ＲＧＢ色信号出力の相対強度（図６の各曲線と横軸に囲まれた部分の面積に相当）を、Ｇ＝１００として示したものである。ホワイトバランス調整前のＲＧＢの出力は一般には必ずしも等しく無いことを反映して非加算状態ではＢ：Ｇ：Ｒ＝９２：１００：９６となっている。
【００５５】
プリセットデータは、上記したとおり、この非加算状態を基準として（各想定光源に対してそれぞれ）最適化されているから、この非加算状態においては補正は必要無いことは勿論であって、Ｒ、Ｂの各補正量はいずれも１である。これに対して例えば２画素加算時はＢの出力は１００／９２倍になるからこれを打ち消すために乗ずるべきＢ補正量は９２／１００＝０．９２となり、またＲの出力は９２／９６倍になるからこれを打ち消すために乗ずるべきＲ補正量は９６／９２＝１．０４となる。４画素加算時も同様である。
【００５６】
また、図５は、本実施形態のデジタルカメラ１００における、基板バイアス電圧ＶＳＵＢの設定値に対して色補正を行うルーチンを示したフローチャートである。
【００５７】
図５のフローチャートに示すように、システムコントローラ１１２は、まず、被写体の色温度情報やその他の情報を入力する（ステップＳ１）。この情報により所定メモリに予め記憶された非加算時のプリセットデータを選択する（ステップＳ２）と共に、基板バイアス電圧ＶＳＵＢが可変されるか否か、すなわち、ｎ画素加算されるか否かを検出する（ステップＳ３）。ここで、基板バイアス電圧ＶＳＵＢが可変されない非加算時の場合は、上記選択されたプリセットデータをそのまま採用してホワイトバランスを設定する（ステップＳ５）。すなわち、通常のホワイトバランス設定を行なう。（なおＲ、Ｂの各補正量が１であるから図５では補正を行なわない形で表現しているが、ステップＳ３での分岐を避けて処理を共通化する場合には補正量１を乗じても良いことは自明である。）
一方、基板バイアス電圧ＶＳＵＢが可変されるｎ加算時の場合は、上記選択されたプリセットデータに、例えば２画素加算時の場合は表２の２段目の補正量を、また、４画素加算時の場合は３段目の補正量を乗じることで色補正を行った（ステップＳ４）後、ホワイトバランスを設定する（ステップＳ５）。すなわち、通常のホワイトバランス設定に対してＢ補正、Ｒ補正を施してホワイトバランスを実行する。
【００５８】
なお以上では非加算時のプリセットデータにＲ、Ｂの各補正量を乗ずる形で基板バイアス値に対応したホワイトバランスの補正を実現しているが、このような補正を施した後のデータを予めプリセットデータとして記憶しておき、必要に応じてこれらを選択するという方法によっても、本発明は等しく実現可能であることは言うまでも無い。
【００５９】
このように、本実施形態のデジタルカメラによると、基板バイアス電圧ＶＳＵＢを可変する場合においても色バランスなど色再現が変化しない。したがって、特に画質劣化の無い画素加算駆動を実現することができる。
【００６０】
なお、本実施形態においては、色補正としてホワイトバランスを調整することとしたが、これに限らず、分光感度の変化は色再現の変化を生じ得ることに着目して、たとえばマトリクス係数を変更することでこの色再現の変化を生じないように補正することもできる。この場合、ホワイトバランスずれとは異なり全ての色に関して補正できない場合もあるが、少なくとも、例えば肌色と緑など着目した特定の色については補正可能である。
【００６１】
また、本発明の技術思想は、画素加算のみを使用する（すなわち非加算モードを有しない）カメラに対しても適用することができる。
【００６２】
さらに、基板バイアス電圧ＶＳＵＢに対応する色補正データ（上記色補正量）は、機器毎の性能ばらつきに起因してその必要な設定値が個々に異なる場合も考えられるが、この場合、製造工程等における調整時に、その個別に必要な設定値を補正データをＥＥＰＲＯＭ１１８に書き込むようにすることがさらに望ましい。すなわちこれによって本発明の要部である、基板バイアス電圧ＶＳＵＢに対応する色補正が、いわゆる電子調整（結果においてばらつきを生じないように、個々の設定データを機器毎に適応的に異ならしめる）を含めた形で実現可能となるものである。
【００６３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、基板バイアス電圧を可変する場合においても色バランス等の色再現が変化せず、特に画質劣化の無い画素加算駆動を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態である撮像装置の概略構成を示したブロック図である。
【図２】上記実施形態において、通常駆動モードにおける駆動タイミングを示した図である。
【図３】上記実施形態において、ｎ加算駆動モード（ここではｎ＝４）における駆動タイミングを示した図である。
【図４】上記実施形態における、基板バイアス電圧ＶＳＵＢに対する電荷蓄積部の飽和信号量（オーバーフローレベルＯＦＬ）の変化特性を示した線図である。
【図５】上記実施形態における、基板バイアス電圧ＶＳＵＢの設定値に対して色補正を行うルーチンを示したフローチャートである。
【図６】通常状態におけるカメラの分光特性（実線）と、画素加算時における相対分光特性（破線）を示した線図である。
【符号の説明】
１０５…ＣＣＤ撮像素子
１１２…システムコントローラ
１１８…ＥＥＰＲＯＭ
２０１…駆動モード制御部
２０２…基板バイアス電圧ＶＳＵＢ設定部
２０３…ホワイトバランス設定及び色補正部

Claims

固体撮像素子と、
この固体撮像素子を駆動する駆動手段と、
上記固体撮像素子の基板バイアス電圧の値を可変設定する基板バイアス電圧設定手段と、
上記固体撮像素子の出力した撮像信号に対して、異なる光源種類に対しても出力信号の色が適正となるように、当該撮像信号に適用すべく予め準備された上記光源種類によって異なる値のプリセットデータを用いて色に関する演算を施して色補正を行なう色補正手段と、
を具備し、
上記プリセットデータは、同じ光源種類に対しても上記基板バイアス電圧設定手段が設定した基板バイアス電圧の値に応じて異なる値に設定されていることを特徴とする撮像装置。
上記色補正は、上記撮像信号に対するホワイトバランス調整を補正するものであることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
上記駆動手段により固体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際に該固体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、および、同固体撮像素子の各画素電荷を垂直方向に所定数ｎだけ加算して読み出すｎ加算駆動モードでの読み出しを可能とする画素電荷読み出し制御手段を有し、
上記基板バイアス電圧設定手段は、上記画素電荷読み出し制御手段による読み出しが上記通常駆動モードである場合と上記ｎ加算駆動モードである場合とで上記基板バイアス電圧を異なる設定値に制御することを特徴とする請求項１または２に記載の撮像装置。
上記駆動手段により固体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際に該固体撮像素子の各画素電荷を垂直方向に所定数ｎだけ加算して読み出すｎ加算駆動モードでの読み出しを可能とする画素電荷読み出し制御手段を有し、
上記基板バイアス電圧設定手段は、上記画素電荷読み出し制御手段による読み出しにおけるｎの値に応じて、上記基板バイアス電圧を異なる設定値に制御することを特徴とする請求項１または２に記載の撮像装置。