JP5028371B2

JP5028371B2 - 撮影装置

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Publication number: JP5028371B2
Application number: JP2008247201A
Authority: JP
Inventors: 和也小田
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2008-09-26
Filing date: 2008-09-26
Publication date: 2012-09-19
Anticipated expiration: 2028-09-26
Also published as: US20100079628A1; US8134617B2; JP2010081286A

Description

本発明は、固体撮像素子のオプティカルブラック領域からの出力信号を基準として有効画素領域からの出力信号を補正するＯＢクランプ処理を備えた撮影装置に関するものである。

ＣＣＤ型イメージセンサ等の固体撮像素子は、被写体光を受光する有効画素領域と、被写体光が入射しないように遮光されたオプティカルブラック領域（以下、ＯＢ領域という）とを備えている。このＯＢ領域は、有効画素領域からの出力信号を補正するための基準（以下、黒基準レベルという）を求めるために用いられる。この黒基準レベルの算出及び補正処理は、ＯＢクランプ回路と称される回路で行われる。

ＯＢクランプ回路では、ブランキング期間においてＯＢ領域からの出力信号（暗電流信号）を平均して黒基準レベルを算出し、有効画素領域からの出力期間では、各受光素子からの出力信号から黒基準レベルを差し引く。このようなＯＢクランプ処理には、１水平走査ごとに行うラインクランプ処理と、１フレームごとに行うフレームクランプ処理とがあり、いずれかが行われている。

ＯＢ領域に欠陥画素（以下、ＯＢ領域の欠陥画素をＯＢ欠陥画素という）があると、ＯＢクランプ処理時に、ＯＢ欠陥画素の存在によって黒基準レベルが真の黒基準レベルからずれてしまう。これによりＯＢクランプ処理が行われる有効画素領域の出力信号は、本来の黒基準レベルよりも余分に減算され、その結果、画像として輝度値が変化（黒側に沈む）してしまう。ラインクランプ処理の場合には、ＯＢ欠陥画素を含む水平ラインの輝度値が黒側に沈み、筋状となるという問題が発生する。また、ラインクランプ処理の場合には、各水平ラインに対応するＯＢ領域中の画素数が少ないため、ＯＢ欠陥画素の影響が大きいといった問題がある。

また、ＣＣＤ型イメージセンサでは、垂直転送路の欠陥等が起因し、欠陥画素が垂直転送路に沿って垂直方向に延びた、いわゆる線キズが生じることがある。このような線キズがＯＢ領域に生じた場合には、その線キズに対応するすべての水平ラインの画像の輝度値が変動するため、特に影響が大きい。

このようなＯＢ欠陥画素による画像劣化を低減するために、例えば、特許文献１に記載の信号処理装置では、ＯＢクランプ処理の前にメディアンフィルタ処理を行うことにより、ＯＢ欠陥画素の補正を行っている。また、特許文献２に記載のイメージセンサは、ＭＯＳ型であり、有効画素領域とＯＢ領域とに属する同一水平ラインの各受光素子のリセット端を電位平均化ラインで共通に接続することにより、出力信号のレベルを安定化している。
特開２００４−３５０１０４号公報特開２００１−２８５５７２号公報

しかしながら、特許文献１に記載の信号処理装置は、ＯＢ欠陥画素の補正を行うために、フィルタ処理回路を別途設ける必要があり、製造コストが高いといった問題がある。また、特許文献２に記載のイメージセンサは、電位平均化ラインを設けるために、画素構成を既存のものから変更する必要があり、また、この画素構成は、ＭＯＳ型イメージセンサにしか適用することができないといった問題がある。

本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、特別な構成を必要とせず、ＯＢ欠陥画素による画像劣化を容易に低減することができる撮影装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の撮影装置は、有効画素領域及び光学的黒領域に、露光時間がそれぞれ独立に制御可能な第１受光素子群と第２受光素子群とが配され、前記第１及び第２受光素子群の一方が高感度、他方が低感度に設定される固体撮像素子と、前記光学的黒領域の欠陥画素情報を記憶した記憶手段と、前記記憶手段に記憶された欠陥画素情報を参照して、前記光学的黒領域内の前記第１受光素子群と前記第２受光素子群とに存在する欠陥画素数の割合を判定し、前記第１及び第２受光素子群のうち、該欠陥画素の多い受光素子群を低感度、該欠陥画素の少ない受光素子群を高感度と設定して前記固体撮像素子を駆動する駆動制御手段と、前記第１受光素子群と前記第２受光素子群とのそれぞれについて、前記光学的黒領域からの出力信号の平均値を基準として、前記有効画素領域からの出力信号を補正するクランプ手段と、前記クランプ手段からの出力信号を取得し、前記第１受光素子群に対応する信号と前記第２受光素子群に対応する信号とを画素ごとに加算して画像データを生成する画像処理手段と、を備えたことを特徴とする。

なお、前記第１及び第２受光素子群は、列方向及び行方向に沿って配列され、前記第１受光素子群は偶数列に配置された受光素子群、前記第２受光素子群は奇数列に配置された受光素子群であって、前記クランプ手段は、前記第１受光素子群と前記第２受光素子群とのそれぞれについて、１行単位で前記補正処理を行うことが好ましい。

また、前記第１及び第２受光素子群は、前記有効画素領域にカラーフィルタを備え、前記第１受光素子群と前記第２受光素子群とのそれぞれについて、前記カラーフィルタの色配列はベイヤー配列であることが好ましい。

また、前記第１及び第２受光素子群の受光素子の配列は、全体としてハニカム配列であることが好ましい。また、前記第１及び第２受光素子群の受光素子の配列は、全体として正方格子配列であることも好ましい。

また、前記固体撮像素子は、ＣＣＤ型イメージセンサであることが好ましい。

本発明の撮影装置は、ＯＢ欠陥画素の多い受光素子群を低感度側に設定することにより、ＯＢ欠陥画素の影響を抑制するものであるので、特別な構成を必要とせず、ＯＢ欠陥画素による画像劣化を容易に低減することができる。

（第１実施形態）
図１において、デジタルカメラ１０には、撮影レンズ１１が組み込まれており、撮影レンズ１１の結像位置にＣＣＤ型イメージセンサ（以下、ＣＣＤという）１２が配設されている。ＣＣＤ１２は、操作部１３の操作に応答してＣＰＵ１４により制御されるタイミングジェネレータ（ＴＧ）１５によって駆動される。

ＣＣＤ１２の撮像面（半導体基板の表面）には、図２に示すように、有効画素領域３０及びＯＢ領域３１がそれぞれ設けられている。有効画素領域３０は、被写体光を光電変換して画像信号を生成する領域である。ＯＢ領域３１は、有効画素領域３０の側方に隣接して配置された領域であり、被写体光が入射しないようにアルミ遮光膜３２によって遮光されている。ＯＢ領域３１は、有効画素領域３０の左右に配置されるが、簡略化のため、一方にのみ図示している。

有効画素領域３０及びＯＢ領域３１では、同一サイズの受光素子が、列方向（Ｙ方向）及び行方向（Ｘ方向）に沿って配列されている。有効画素領域３０の受光素子は、カラー画像信号を検出するために、その上方に、Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）で示すカラーフィルタを有する。

受光素子３２ａ，３３ａ，３４ａ（一部にのみ符号を付している。）は、偶数列に配列されている。受光素子３２ａは赤色光を受光し、受光素子３３ａは緑色光を受光し、受光素子３４ａは青色光を受光する。一方、受光素子３２ｂ，３３ｂ，３４ｂ（斜線のハッチングを施した受光素子であり、一部にのみ符号を付している。）は、奇数列に配列されている。受光素子３２ｂは赤色光を受光し、受光素子３３ｂは緑色光を受光し、受光素子３４ｂは青色光を受光する。

偶数列には、受光素子３２ａと受光素子３３ａとが交互に配列された第１列と、受光素子３３ａと受光素子３４ａとが交互に配列された第２列とが行方向に交互に配列されており、偶数列全体としてのカラーフィルタの色配列は、いわゆるベイヤー配列となっている。同様に、奇数列には、受光素子３２ｂと受光素子３３ｂとが交互に配列された第１列と、受光素子３３ｂと受光素子３４ｂとが交互に配列された第２列とが行方向に交互に配列されており、奇数列全体としてのカラーフィルタの色配列は、いわゆるベイヤー配列となっている。この偶数列の受光素子と奇数列の受光素子は、互いに配列ピッチの１／２だけ列方向にずれた位置に配列されており、全体として受光素子の配列は、いわゆるハニカム配列となっている。このように、有効画素領域３０は、２つのベイヤー配列のカラーフィルタを有する受光素子が合成された、いわゆるダブルベイヤー配列となっている。

ＯＢ領域３１に含まれる受光素子３５は、アルミ遮光膜３２により遮光されており、カラーフィルタによる区別がないため、それらの配列は、有効画素領域３０の受光素子全体としての配列と同一のハニカム配列となっている。

有効画素領域３０の各受光素子で受光され、光電変換により生成された信号電荷は、矢印で示すように各受光素子の読み出しゲート部を介して、列方向に延在する垂直転送部３６（一部にのみ符号を付している。）に読み出された後、列方向に転送されて水平転送部３７に移送される。垂直転送部３６は、半導体基板に設けられ、列方向に延在する垂直転送チャネル（図示せず）と、垂直転送チャネルの上層に形成された複数本の垂直転送電極３８〜４１（一部にのみ符号を付している。）とを含んでいる。垂直転送電極３８〜４１は、それぞれ行方向に電気的に接続されている。垂直転送チャネルは、垂直転送電極３８〜４１によって、信号電荷が蓄積され、転送される領域が区分される。これらの垂直転送電極３８〜４１に、ＴＧ１５から４相の垂直転送パルスが印加されることにより、垂直転送チャネル内で電荷が列方向に転送される。

有効画素領域３０の各受光素子から垂直転送部３６への信号電荷の読み出しは、垂直転送電極３８に印加される第１相の垂直転送パルスと、垂直転送電極４０に印加される第３相の垂直転送パルスとに、読み出しパルスを重畳させることによって行う。したがって、有効画素領域３０では、偶数列の受光素子群は、第１相の垂直転送パルスに重畳された読み出しパルスにより読み出され、奇数列の受光素子群は、第３相の垂直転送パルスに重畳された読み出しパルスにより読み出されることになるため、偶数列の受光素子群の読み出しタイミングと、奇数列の受光素子群の読み出しタイミングとを独立に制御することができる。

垂直転送部３６は、ＯＢ領域３１にも同様に設けられている。垂直転送電極３８〜４１は、行方向に関して、有効画素領域３０とＯＢ領域３１とで電気的に接続されている。したがって、ＯＢ領域３１でも同様に、偶数列の受光素子群の読み出しタイミングと、奇数列の受光素子群（斜線のハッチングを施した受光素子）の読み出しタイミングとが独立して制御される。

水平転送部３７は、垂直転送部３６から転送される電荷を行方向に転送するものであり、水平転送チャネル及び水平転送電極（いずれも図示せず）を含む。水平転送電極には、ＴＧ１５から２相の水平転送パルスが印加され、垂直転送部３６から転送された１行分の信号電荷が出力部４２に転送される。１行分の信号電荷とは、有効画素領域３０及びＯＢ領域３１における偶数列の受光素子群の１行分の信号電荷、あるいは奇数列の受光素子群の１行分の信号電荷であり、それぞれ独立して水平転送部３７に転送されて水平転送が行われる。すなわち、ハッチングを施した受光素子からの信号電荷と、ハッチングを施していない受光素子からの信号電荷とは、別々に水平転送される。

出力部４２は、フローティングディフュージョンアンプにより構成されており、水平転送部３７から転送された信号電荷を電圧信号（以下、画素信号という）に変換して出力する。

また、ＣＣＤ１２は、有効画素領域３０及びＯＢ領域３１の各受光素子に蓄積された電荷を掃き出すためのオーバーフロードレイン（以下、ＯＦＤという）領域（図示せず）を有している。ＯＦＤ電極端子（図示せず）にＯＦＤパルスを印加すると、各受光素子に蓄積された電荷が半導体基板に掃き出される。このＯＦＤ電極端子には、操作部１３に含まれるレリーズボタンの操作に応答して所定のタイミングでＯＦＤパルスが印加され、受光素子の電荷の蓄積開始時間が制御される。

ＴＧ１３は、図３に示すようにＣＣＤ１２を駆動する。同図（Ａ）は、偶数列の受光素子群の電荷蓄積動作を示し、同図（Ｂ）は、奇数列の受光素子群の電荷蓄積動作を示す。まず、ＯＦＤパルスを印加し、各受光素子の電荷を排出することにより露光を開始する。次いで、所定時間δ_１が経過した後、垂直転送電極３８に読み出しパルスを印加することにより、偶数列の受光素子に蓄積された電荷を垂直転送部３６に読み出す。そして、所定時間δ_２が経過した後、ＯＦＤパルスを印加して各受光素子の電荷を排出し、さらに所定時間δ_３が経過した後、垂直転送電極４０に読み出しパルスを印加して、奇数列の受光素子に蓄積された電荷を垂直転送部３６に読み出す。この後、各信号を、垂直転送部３６を介して水平転送部３７に電荷を転送し、出力部４２を介して画素信号を出力させる。なお、受光素子の配列は、前述したようにハニカム配列であり、偶数列は偶数行に位置し、奇数列は奇数行に位置するため、偶数列の受光素子の電荷と奇数列の受光素子の電荷とは、１行ずつ別々に水平転送される。

同図（Ａ），（Ｂ）において斜線のハッチングを施した領域が垂直転送電極３８に読み出される蓄積電荷を示している。このように、偶数列の受光素子の露光時間はδ_１、奇数列の受光素子の露光時間はδ_３であり、タイミングを調整することにより、偶数行と奇数行とで受光素子の露光時間を独立して変化させることができる。すなわち、偶数行と奇数行とで受光素子の感度を変化させることができる。同図（Ａ），（Ｂ）では、奇数行の受光素子の感度を偶数行の受光素子の感度より低下させているが、当然、その逆とすることも可能である。

図１において、ＣＤＳ／ＡＧＣ回路１６は、ＣＣＤ１２から出力された画素信号に対して、相関二重サンプリング（ＣＤＳ）を施してノイズを抑制し、その後、信号量に応じて利得を変える自動ゲイン補正（ＡＧＣ）を行う。

ＯＢクランプ回路１７は、ＣＤＳ／ＡＧＣ回路１６から出力される出力信号について、受光素子の１行ごとにＯＢクランプ処理を行う。具体的には、１行分（偶数行または奇数行）の出力信号のうち、ＯＢ領域３１に対応する信号（暗電流信号）を平均して黒基準レベルを算出し、有効画素領域３０に対応する信号（有効画素信号）から該黒基準レベルを減算する。

Ａ／Ｄ変換器１８は、ＯＢクランプ回路１７によりＯＢクランプ処理が施された有効画素信号をデジタル化してデジタル信号処理部（ＤＳＰ）１９に入力する。

ＤＳＰ１９は、Ａ／Ｄ変換器１８から入力されたデジタル信号に対して、偶数行の受光素子に対応する信号と奇数行の受光素子に対応する信号とを対応する画素ごとに加算する加算処理を行う他、欠陥画素補正処理、同時化処理、ガンマ補正処理、ホワイトバランス補正処理、Ｙ／Ｃ変換処理などの画像処理を施して、画像データを生成する。この加算処理により、高感度の受光素子からの画素信号と低感度の受光素子からの画素信号が加算されることになるため、ダイナミックレンジが拡大される。この高感度の受光素子の画素信号と低感度の受光素子の画素信号との加算によりダイナミックレンジを拡大する技術は、特開平９−１９１０９９号公報や特開２００５−７２９６６により知られている。

圧縮伸長処理回路２０は、ＤＳＰ１９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、メディアインターフェース２１を介して記録メディア２２から得られた圧縮画像データに対して伸長処理を施す。表示部２３は、液晶ディスプレイなどからなり、ＤＳＰ１９から出力されたＹ／Ｃデータに基づく画像を表示する。また、表示部２３は、記録メディア２２に記録された圧縮画像データを伸長処理して得た画像データに基づく画像の表示も行う。

メモリ２４は、例えばフラッシュメモリであり、ＣＣＤ１２の欠陥画素情報が記録されている。この欠陥画素情報は、ＣＣＤ１２の製造後の検査工程で取得されたものであり、メモリ２４に予め記録されている。この欠陥画素情報には、ＤＳＰ１９による欠陥画素補正処理に用いられる有効画素領域３０の欠陥画素情報の他、ＯＢ領域３１の欠陥画素情報が含まれている。

ＣＰＵ１４は、ＯＢ領域３１の欠陥画素（ＯＢ欠陥画素）の位置情報に応じて、ＣＣＤ１２の読み出し動作の変更を行う。図４のフローチャートに沿って、その読み出し動作の変更処理について説明する。ＣＰＵ１４は、メモリ２４から欠陥画素情報を読み出し、ＯＢ欠陥画素の位置情報を取得する。次いで、ＣＰＵ１４は、ＯＢ欠陥画素が偶数列と奇数列とのいずれに多く存在しているかを判定する。そして、ＣＰＵ１４は、ＯＢ欠陥画素が多く存在する受光素子の列を低感度、ＯＢ欠陥画素が少ない受光素子の列を高感度とするように、読み出しパルス及びＯＦＤパルスのタイミングを設定して、ＣＣＤ１２を動作させる。例えば、ＯＢ欠陥画素が奇数列に多く存在する場合には、図３に示すように、読み出しパルス及びＯＦＤパルスのタイミングを設定し、垂直転送電極４０で読み出される奇数列の受光素子を低感度側に設定する。

この結果、低感度側に設定された受光素子の列は、ＯＢ欠陥画素を多く含むため、ＯＢクランプ回路１７にて算出される黒基準レベルが高くなる傾向にあるが、この黒基準レベルは低感度側の画素信号の補正に用いられるため、ＤＳＰ１９による加算処理（低感度側と高感度側の画素信号の加算処理）後の画像への影響が軽減される。

このように、ＣＣＤ１２は、従来のインターライン転送方式のＣＣＤ型イメージセンサと同一の構成であるため、本発明の制御方法を適用することで、低コストで、かつ容易にＯＢ欠陥画素による画像劣化を低減することができる。

本発明は、特に、ＯＢ欠陥画素がＹ方向に延在した線キズである場合に顕著な効果を有する。図５（Ａ）に示すように、ＯＢ領域３１のある画素を起点として、垂直転送方向に延在するように線キズが生じた場合には、従来のＣＣＤの制御方法では、図５（Ｂ）に示すように、ＯＢクランプ処理（ラインクランプ処理）で算出される黒基準レベルは、線キズの影響を受けて変動するため、図５（Ｃ）に示すように、ＯＢクランプ処理後の画像は、線キズに対応した領域の輝度値が黒側に大きく沈んでしまう。これに対して、本発明の制御方法では、有効画素領域３０及びＯＢ領域３１の偶数列と奇数列とを別々にＯＢクランプ処理し、ＯＢ欠陥画素を多く含む画素列を低感度側に設定して合成するものであるため、ＯＢ欠陥画素が線キズの場合には、線キズを含む画素列（偶数列または奇数列）が一括して低感度側に設定されることになり、画像劣化（黒沈み）が効果的に低減される。

（第２実施形態）
上記第１実施形態では、ＣＣＤ１２として、受光素子が全体としてハニカム配列となったものを用いたが、受光素子が全体として正方格子配列となったものを用いてもよい。

図６において、第２実施形態のＣＣＤ５０には、有効画素領域５１及びＯＢ領域５２が設けられている。ＯＢ領域５２は、有効画素領域５１の側方に隣接して配置されており、被写体光が入射しないようにアルミ遮光膜５３によって遮光されている。ＯＢ領域５２は、有効画素領域５１の左右に配置されるが、簡略化のため、一方にのみ図示している。

有効画素領域５１及びＯＢ領域５２では、同一サイズの受光素子が、列方向（Ｙ方向）及び行方向（Ｘ方向）に沿って正方格子状に配列されている。有効画素領域５１の受光素子は、Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）で示すカラーフィルタを有する。

受光素子５４ａ，５５ａ，５６ａは、偶数列に配列されている。受光素子５４ａは赤色光を受光し、受光素子５５ａは緑色光を受光し、受光素子５６ａは青色光を受光する。一方、受光素子５４ｂ，５５ｂ，５６ｂは、奇数列に配列されている。受光素子５４ｂは赤色光を受光し、受光素子５５ｂは緑色光を受光し、受光素子５６ｂは青色光を受光する。

偶数列には、受光素子５４ａと受光素子５５ａとが交互に配列された第１列と、受光素子５５ａと受光素子５６ａとが交互に配列された第２列とが行方向に交互に配列されており、偶数列全体としてのカラーフィルタの色配列は、いわゆるベイヤー配列となっている。同様に、奇数列には、受光素子５４ｂと受光素子５５ｂとが交互に配列された第１列と、受光素子５５ｂと受光素子５６ｂとが交互に配列された第２列とが行方向に交互に配列されており、奇数列全体としてのカラーフィルタの色配列は、いわゆるベイヤー配列となっている。このように、有効画素領域５１は、２つのベイヤー配列のカラーフィルタを有する受光素子が合成された、いわゆるダブルベイヤー配列となっている。

ＯＢ領域５２に含まれる受光素子５７は、アルミ遮光膜５３により遮光されており、カラーフィルタによる区別がないため、それらの配列は、有効画素領域５１の受光素子全体としての配列と同一の正方格子配列となっている。

有効画素領域５１の各受光素子で受光され、光電変換により生成された信号電荷は、矢印で示すように各受光素子の読み出しゲート部を介して、列方向に延在する垂直転送部５８（一部にのみ符号を付している。）に読み出された後、列方向に転送されて水平転送部５９に移送される。垂直転送部５８は、半導体基板に設けられ、列方向に延在する垂直転送チャネル（図示せず）と、垂直転送チャネルの上層に形成された複数本の垂直転送電極６０〜６３（一部にのみ符号を付している。）とを含んでいる。垂直転送電極６０〜６３は、それぞれ行方向に電気的に接続されている。垂直転送チャネルは、垂直転送電極６０〜６３によって、信号電荷が蓄積され、転送される領域が区分される。これらの垂直転送電極６０〜６３に、ＴＧ１５から４相の垂直転送パルスが印加されることにより、垂直転送チャネルの電荷が列方向に転送される。

有効画素領域５１の各受光素子から垂直転送部５８への信号電荷の読み出しは、垂直転送電極６１に印加される第２相の垂直転送パルスと、垂直転送電極６２に印加される第３相の垂直転送パルスとに、読み出しパルスを重畳させることによって行う。したがって、有効画素領域５１では、偶数列の受光素子群は、第２相の垂直転送パルスに重畳された読み出しパルスにより読み出され、奇数列の受光素子群は、第３相の垂直転送パルスに重畳された読み出しパルスにより読み出されることになるため、偶数列の受光素子群の読み出しタイミングと、奇数列の受光素子群の読み出しタイミングとを独立に制御することができる。

垂直転送部５８は、ＯＢ領域５２にも同様に設けられている。垂直転送電極６０〜６３は、行方向に関して、有効画素領域５１とＯＢ領域５２とで電気的に接続されている。したがって、ＯＢ領域５２でも同様に、偶数列の受光素子群の読み出しタイミングと、奇数列の受光素子群（斜線のハッチングを施した受光素子）の読み出しタイミングとが独立して制御される。

垂直転送部５８の終端には、偶数列と奇数列とで電気的に独立したゲート電極６４ａ，６４ｂが設けられている。ゲート電極６４ａは、偶数列の垂直転送部５８の終端に設けられており、ゲート電極６４ｂは、奇数列の垂直転送部５８の終端に設けられている。ゲート電極６４ａ，６４ｂには、ＴＧ１５より、１水平走査ごとに交互に転送パルスが印加される。これにより、偶数列の垂直転送部５８の電荷と、奇数列の垂直転送部５８の電荷とが、１水平走査ごとに交互に水平転送部５９に送られ、水平転送部５９は、送られた電荷を出力部６５に向けて水平転送する。

出力部６５は、第１実施形態と同一の構成であり、水平転送部５９から転送された信号電荷を電圧信号に変換して出力する。ＣＣＤ５０は、第１実施形態と同様に、有効画素領域５１及びＯＢ領域５２の各受光素子に蓄積された電荷を掃き出すためのオーバーフロードレイン領域を有している。

ＣＣＤ５０は、第１実施形態と同様に、読み出しパルス及びＯＦＤパルスのタイミングを制御することにより、偶数行と奇数行とで受光素子の露光時間を独立して変化させることができる。すなわち、偶数行と奇数行とで受光素子の感度を変化させることができる。

ＣＣＤ５０を組み込んだデジタルカメラの構成及び作用は、第１実施形態と同様であり、ＯＢ欠陥画素が多く存在する受光素子の列を低感度、ＯＢ欠陥画素が少ない受光素子の列を高感度とするように、読み出しパルス及びＯＦＤパルスのタイミングを設定して、ＣＣＤ５０を動作させることにより、前述のように、ＯＢ欠陥画素による画像劣化を低減することができる。

なお、上記実施形態では、固体撮像素子としてＣＣＤ型イメージセンサを例に挙げて説明しているが、本発明は、偶数列の受光素子と奇数列の受光素子の露光時間を独立して変化させることができる構成であれば、ＭＯＳ型イメージセンサ等にも適用可能である。

本発明の第１実施形態のデジタルカメラの構成を示すブロック図である。ＣＣＤの構成を示す概略平面図である。ＣＣＤの動作説明図である。ＣＣＤの制御方法を説明するフローチャートである。線キズによる画像劣化を説明する説明図である。本発明の第２実施形態のＣＣＤを示す概略平面図である。

符号の説明

１０デジタルカメラ
１２ＣＣＤ型イメージセンサ（固体撮像素子）
１４ＣＰＵ（駆動制御手段）
１５ＴＧ
１７ＯＢクランプ回路（クランプ手段）
１９画像処理回路（画像処理手段）
２４メモリ（記憶手段）
３０有効画素領域
３１ＯＢ領域
３２ａ〜３４ａ受光素子
３２ｂ〜３４ｂ受光素子
３５受光素子
３８〜４１垂直転送電極
５１有効画素領域
５２ＯＢ領域
５４ａ〜５６ａ受光素子
５４ｂ〜５６ｂ受光素子
５７受光素子
６０〜６３垂直転送電極
６４ａ，６４ｂゲート電極

Claims

有効画素領域及び光学的黒領域に、露光時間がそれぞれ独立に制御可能な第１受光素子群と第２受光素子群とが配され、前記第１及び第２受光素子群の一方が高感度、他方が低感度に設定される固体撮像素子と、
前記光学的黒領域の欠陥画素情報を記憶した記憶手段と、
前記記憶手段に記憶された欠陥画素情報を参照して、前記光学的黒領域内の前記第１受光素子群と前記第２受光素子群とに存在する欠陥画素数の割合を判定し、前記第１及び第２受光素子群のうち、該欠陥画素の多い受光素子群を低感度、該欠陥画素の少ない受光素子群を高感度と設定して前記固体撮像素子を駆動する駆動制御手段と、
前記第１受光素子群と前記第２受光素子群とのそれぞれについて、前記光学的黒領域からの出力信号の平均値を基準として、前記有効画素領域からの出力信号を補正するクランプ手段と、
前記クランプ手段からの出力信号を取得し、前記第１受光素子群に対応する信号と前記第２受光素子群に対応する信号とを画素ごとに加算して画像データを生成する画像処理手段と、
を備えたことを特徴とする撮影装置。
前記第１及び第２受光素子群は、列方向及び行方向に沿って配列され、前記第１受光素子群は偶数列に配置された受光素子群、前記第２受光素子群は奇数列に配置された受光素子群であって、
前記クランプ手段は、前記第１受光素子群と前記第２受光素子群とのそれぞれについて、１行単位で前記補正処理を行うことを特徴とする請求項１に記載の撮影装置。
前記第１及び第２受光素子群は、前記有効画素領域にカラーフィルタを備え、前記第１受光素子群と前記第２受光素子群とのそれぞれについて、前記カラーフィルタの色配列はベイヤー配列であることを特徴とする請求項２に記載の撮影装置。
前記第１及び第２受光素子群の受光素子の配列は、全体としてハニカム配列であることを特徴とする請求項３に記載の撮影装置。
前記第１及び第２受光素子群の受光素子の配列は、全体として正方格子配列であることを特徴とする請求項３に記載の撮影装置。
前記固体撮像素子は、ＣＣＤ型イメージセンサであることを特徴とする請求項１から５いずれか１項に記載の撮影装置。