JP6071323B2 - 撮像装置、その制御方法、および制御プログラム - Google Patents

Description

本発明は、撮像装置、その制御方法、および制御プログラムに関し、特に、オプティカルブラック画素部の出力異常検出に関する。

一般に、デジタルカメラなどの撮像装置で用いられるＣＭＯＳ撮像素子などの固体撮像素子では、受光した光に応じた電気信号を出力する受光画素部が備えられている。さらに、固体撮像素子には受光画素部に加えて、遮光膜によって遮光されたオプティカルブラック（以下、ＯＢと呼ぶ）画素部を有するものが知られている。

図１４はＯＢ画素部を備える固体撮像素子を模式的に示す図である。

図１４において、撮像素子１４００の受光面には、受光画素部１４０１およびＯＢ画素部１４０２が互いに隣接してその境界を接して配置されている。撮像素子１４００は、受光画素部１４０１およびＯＢ画素部１４０２を駆動するための垂直走査回路１４０３を備えている。そして、受光画素部１４０１およびＯＢ画素部１４０２から出力されたアナログ信号は、Ａ／Ｄ変換部１４０４によってデジタル信号に変換される。水平走査回路１４０５は、Ａ／Ｄ変換部１４０４から出力されるデジタル信号を固体撮像素子の外部に順次出力する。

ところで、受光画素部１４０１は、受光量に応じてアナログ信号（以下、映像信号と呼ぶ）を出力するが、映像信号の他にも撮像素子の温度などに起因して生じる暗電流量に応じた電気信号（以下、黒レベル信号と呼ぶ）も出力することが知られている。つまり、受光画素部１４０１の出力には、映像信号に余分な黒レベル信号が重畳することになる。この結果、撮影の結果得られる画像において実際の被写体と異なる色見に被写体像が変化してしまうことがある。

一方、上記の黒レベル信号は、ＯＢ画素部１４０２においても同様に発生するので、受光画素部１４０１の出力信号からＯＢ画素部１４０２の出力信号（黒レベル信号）を減算すれば、撮像素子の温度に拘わらず所望の映像信号を得ることができる。

ところが、ＯＢ画素部１４０２と受光画素部１４０１の温度を同一とするため、ＯＢ画素部１４０２は、受光画素１４０１に隣接して配置される。このため、撮像素子１４００の受光面に高輝度光１４０６が入射すると、高輝度光の一部がＯＢ画素部１４０２に漏れて、ＯＢ画素部１４０２で生じる黒レベル信号のレベルが通常のレベルよりも大きくなってしまうことがある。

この結果、前述の黒レベル信号を減算する過程に影響を与えることになって、画像全体又はその一部に所謂「黒沈み」が発生して、画質が低下してしまうことがある。

このような「黒沈み」を防止するため、撮像素子は、黒レベル信号が正常であることを示す判定信号を受けて第１の駆動信号を出力し、黒レベル信号が異常であることを示す判定信号を受けて第２の駆動信号を出力するようにしたものがある。そして、ここでは、第１の駆動信号によってＯＢ画素部からの受光部から黒レベル信号を読み出し、第２の駆動信号によってＯＢ画素部から黒レベル信号を読み出さないようにしている（特許文献１参照）。

特開２００６−２９５６４８号公報

ところが、特許文献１に記載の撮像装置では、黒レベル信号の状態の判定は撮像素子の外部で行われており、撮像装置が判定用回路を別に備えなければならず、コストアップの要因となってしまう。

また、黒レベル信号に異常があると判定されると、ＯＢ画素部から黒レベル信号（つまり、ＯＢ画素信号）が転送されないので、受光画素部から読み出された映像信号を補正することが困難となってしまい、画像に「黒沈み」が生じてしまうことがある。

従って、本発明の目的は、コストアップすることなく、常に「黒沈み」を低減することのできる撮像装置、その制御方法、および制御プログラムを提供することにある。

上記の目的を達成するため、本発明による撮像装置は、光を電荷に変換する光電変換素子と、前記電荷をフローティングディフュージョンに転送するための第１のゲートと、前記フローティングディフュージョンの電位に応じた信号を信号線に出力するための第２のゲートと、前記フローティングディフュージョンをリセットするためのリセット素子とを備える単位画素を備え、複数の前記単位画素が２次元マトリックス状に配列され、前記単位画素が受光画素および遮光されたオプティカルブラック画素のいずれかである撮像素子と、前記リセット素子を駆動して前記フローティングディフュージョンをリセットする前に、少なくとも１つの行について前記第２のゲートを駆動して、前記フローティングディフュージョンの電位に応じた信号を前記信号線に出力する第１の駆動制御手段と、前記リセット素子を駆動して前記フローティングディフュージョンをリセットし、前記第１のゲートを駆動して前記フローティングディフュージョンに前記光電変換素子から前記電荷を転送する前に、少なくとも１つの行について前記第２のゲートを駆動して、前記フローティングディフュージョンの電位に応じた信号を前記信号線に出力する第２の駆動制御手段と、前記第１のゲートおよび前記第２のゲートを駆動して、前記光電変換素子から前記フローティングディフュージョンに前記電荷を転送して、前記フローティングディフュージョンの電位に応じた信号を前記信号線に出力して、全ての行について読み出しを行う第３の駆動制御手段と、前記オプティカルブラック画素において前記第２の駆動制御手段により前記信号線に出力された信号及び前記第３の駆動制御手段により前記信号線に出力された信号に基づいて生成された黒レベル信号に基づいて黒レベル基準値を求め、前記黒レベル基準値に応じて前記受光画素から読み出された信号を補正する補正手段と、前記受光画素又は前記オプティカルブラック画素において前記第１の駆動制御手段により前記信号線に出力された信号に応じて前記黒レベル信号を前記黒レベル基準値の算出に用いるか否かを判定する判定手段とを有することを特徴とする。

本発明による制御方法は、光を電荷に変換する光電変換素子と、前記電荷をフローティングディフュージョンに転送するための第１のゲートと、前記フローティングディフュージョンの電位に応じた信号を信号線に出力するための第２のゲートと、前記フローティングディフュージョンをリセットするためのリセット素子とを備える単位画素を備え、複数の前記単位画素が２次元マトリックス状に配列され、前記単位画素が受光画素および遮光されたオプティカルブラック画素のいずれかである撮像素子を備える撮像装置の制御方法であって、前記リセット素子を駆動して前記フローティングディフュージョンをリセットする前に、少なくとも１つの行について前記第２のゲートを駆動して、前記フローティングディフュージョンの電位に応じた信号を前記信号線に出力する第１の駆動制御ステップと、前記リセット素子を駆動して前記フローティングディフュージョンをリセットし、前記第１のゲートを駆動して前記フローティングディフュージョンに前記光電変換素子から前記電荷を転送する前に、少なくとも１つの行について前記第２のゲートを駆動して、前記フローティングディフュージョンの電位に応じた信号を前記信号線に出力する第２の駆動制御ステップと、前記第１のゲートおよび前記第２のゲートを駆動して、前記光電変換素子から前記フローティングディフュージョンに前記電荷を転送して、前記フローティングディフュージョンの電位に応じた信号を前記信号線に出力して、全ての行について読み出しを行う第３の駆動制御ステップと、前記オプティカルブラック画素において前記第２の駆動制御ステップで前記信号線に出力された信号及び前記第３の駆動制御ステップで前記信号線に出力された信号に基づいて生成された黒レベル信号に基づいて黒レベル基準値を求め、前記黒レベル基準値に応じて前記受光画素から読み出された信号を補正する補正ステップと、前記受光画素又は前記オプティカルブラック画素において前記第１の駆動制御ステップで前記信号線に出力された信号に応じて前記黒レベル信号を前記黒レベル基準値の算出に用いるか否かを判定する判定ステップとを有することを特徴とする。

本発明による制御プログラムは、光を電荷に変換する光電変換素子と、前記電荷をフローティングディフュージョンに転送するための第１のゲートと、前記フローティングディフュージョンの電位に応じた信号を信号線に出力するための第２のゲートと、前記フローティングディフュージョンをリセットするためのリセット素子とを備える単位画素を備え、複数の前記単位画素が２次元マトリックス状に配列され、前記単位画素が受光画素および遮光されたオプティカルブラック画素のいずれかである撮像素子を備える撮像装置で用いられる制御プログラムであって、前記撮像装置が備えるコンピュータに、前記リセット素子を駆動して前記フローティングディフュージョンをリセットする前に、少なくとも１つの行について前記第２のゲートを駆動して、前記フローティングディフュージョンの電位に応じた信号を前記信号線に出力する第１の駆動制御ステップと、前記リセット素子を駆動して前記フローティングディフュージョンをリセットし、前記第１のゲートを駆動して前記フローティングディフュージョンに前記光電変換素子から前記電荷を転送する前に、少なくとも１つの行について前記第２のゲートを駆動して、前記フローティングディフュージョンの電位に応じた信号を前記信号線に出力する第２の駆動制御ステップと、前記第１のゲートおよび前記第２のゲートを駆動して、前記光電変換素子から前記フローティングディフュージョンに前記電荷を転送して、前記フローティングディフュージョンの電位に応じた信号を前記信号線に出力して、全ての行について読み出しを行う第３の駆動制御ステップと、前記オプティカルブラック画素において前記第２の駆動制御ステップで前記信号線に出力された信号及び前記第３の駆動制御ステップで前記信号線に出力された信号に基づいて生成された黒レベル信号に基づいて黒レベル基準値を求め、前記黒レベル基準値に応じて前記受光画素から読み出された信号を補正する補正ステップと、前記受光画素又は前記オプティカルブラック画素において前記第１の駆動制御ステップで前記信号線に出力された信号に応じて前記黒レベル信号を前記黒レベル基準値の算出に用いるか否かを判定する判定ステップとを実行させることを特徴とする。

本発明によれば、コストアップすることなく、常に「黒沈み」を低減することができる。

本発明の第１の実施形態による撮像装置の一例についてその構成を示すブロック図である。 図１に示す撮像素子の構成を模式的に示す図である。 図２に示す撮像素子において受光画素部および上側に位置するＯＢ画素部の回路構成を詳細に示す図である。 図３に示す撮像素子において黒沈み現象が発生する場合の読み出し動作を説明するためのタイミングチャートである。 図４に示すタイミングチャートで説明した読み出し動作を説明するためのフローチャートである。 図３に示す撮像素子の回路図において第１列目の画素群に注目した状態で示す図である。 図６に示す受光画素部のＰＤからＦＤに漏れる電荷を模式的に示す図である。 図３に示す撮像素子において黒沈み現象の発生を防止する読み出し動作を説明するためのタイミングチャートである。 図８に示すタイミングチャートで説明した読み出し動作を説明するためのフローチャートである。 図２に示す撮像素子において行全体に亘って黒沈み現象が発生した状態を模式的に示す図である。 図２に示す撮像素子において受光画素部および左側に位置するＯＢ画素部の回路構成を詳細に示す図である。 図１１に示す撮像素子において黒沈み現象の発生を防止する読み出し動作を説明するためのタイミングチャートである。 図１２に示すタイミングチャートで説明した読み出し動作を説明するためのフローチャートである。 従来のＯＢ画素部を備える固体撮像素子を模式的に示す図である。

以下、本発明の実施の形態による撮像装置の一例について図面を参照して説明する。

［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態による撮像装置の一例についてその構成を示すブロック図である。

図示の撮像装置は、デジタルカメラ（以下単にカメラと呼ぶ）であり、カメラ１００は、レンズ部１０１を有している。レンズ部１０１を介して被写体像（光学像）が、ＣＭＯＳイメージセンサなどの固体撮像素子（以下単に撮像素子と呼ぶ）１０２に結像する。なお、図示はしないが、レンズ部１０１には、焦点距離の変更、光量の調整、および入射光を遮る遮光を行うための要素が含まれている。

撮像素子１０２は、光電変換によって光学像に応じた電気信号（アナログ信号）を出力する画素部と、当該アナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部などを有している。撮像素子１０２の出力であるデジタル信号は、信号処理部１０３に与えられる。信号処理部１０３は、デジタル信号に対して所定の信号補正処理を行って撮影データを出力する。

タイミング生成部（ＴＧ）１０４は、全体制御・演算部１０５の制御下で撮像素子１０２および信号処理部１０３にタイミング信号を出力する。全体制御・演算部１０５は、撮像装置１００全体の制御を司るとともに、撮像装置１００の動作モードに応じて撮影データに対して必要な処理および演算を行って画像データを得る。

記憶部１０６には、前述の撮影データおよび画像データが記録されるとともに、調整データおよび信号処理用データなどが記憶される。記録部１０７には、全体制御・演算部１０５で生成された画像データが記録される。操作部１０８は、釦およびダイヤルなどが備えられ、ユーザによって操作されるヒューマンＩ／Ｆであり、ユーザ操作に応じた動作命令を全体制御・演算部１０５に与える。

表示部１０９は、全体制御・演算部１０５の制御下で画像データに応じた画像を画面表示するとともに、操作部１０８の操作に対応したアイコンなどを画面表示する。

図２は、図１に示す撮像素子１０２の構成を模式的に示す図である。

撮像素子１０２は、複数の画素（受光画素）を有する受光画素部２０１を有するとともに、複数の画素（オプティカルブラック画素）を備えるＯＢ画素部２０２を有している。受光画素部２０１は、レンズ部１０１を介して光学像を受けて、その光量に応じた映像信号を出力する。ＯＢ画素部２０２は、画像の黒基準を決定する際に用いられ、暗電流に応じた黒レベル信号を出力する。

垂直走査回路２０３は、シフトレジスタを備えており、後述するように、行毎の信号線の電圧を切り替えて、撮像素子１０２を駆動する。Ａ／Ｄ変換回路（Ａ／Ｄ変換部）２０４は、受光画素部２０１およびＯＢ画素部２０２から読み出された信号（アナログ信号）をデジタル信号に変換する。また、Ａ／Ｄ変換回路２０４は必要に応じて増幅を行う。

なお、図２には示されていないが、Ａ／Ｄ変換回路２０４は、Ａ／Ｄ変換を行う際の入力レンジを有効に利用するため、ＯＢ画素部２０２から読み出す黒レベル信号を所定の基準値に設定するＯＢクランプ回路を備えている。

水平走査回路２０５は、シフトレジスタおよび保存回路（記憶回路）を備え、Ａ／Ｄ変換回路２０４からの出力であるデジタル信号を一時的に保存して、所定の順序で当該デジタル信号を選択して出力する。

図２に示す例では、Ａ／Ｄ変換回路２０４が水平走査回路２０５の前段に配置されているが、水平走査回路２０５の後段（つまり、撮像素子１０２の外部）にＡ／Ｄ変換回路２０４を配置するようにしてもよい。

図３は、図２に示す撮像素子１０２において受光画素部２０１および上側に位置するＯＢ画素部２０２を詳細に示す回路図である。

図３では、受光画素部２０１について６画素、ＯＢ画素部２０２について３画素の合計の９画素が示されている。なお、各画素の構成は同一である。

フォトダイオード（ＰＤ：光電変換素子）３０１は、レンズ部１０１からの光を受け、光電変換により電荷を発生する。転送トランジスタ（転送Ｔｒ）３０２は、垂直走査回路２０３からの転送信号（転送パルス）Ｔｘ１〜Ｔｘ３によって制御され、ＰＤ３０１で発生した電荷を、フローティングディフュージョン（フローティングノード：ＦＤ）３０３に転送する。ＦＤ３０３は、ＰＤ３０１から転送された電荷を一時的に蓄積する。

ソースフォロワアンプ（第２のゲート：以下ＳＦという）３０４は、ＦＤ３０３に蓄積された電荷量（電位）に応じた電圧信号を出力する。リセットトランジスタ（リセットＴｒ：リセット素子）３０５は、垂直走査回路２０３からのリセット信号（リセットパルス）ＲＳＴ１〜ＲＳＴ３によって制御され、ＰＤ３０１およびＦＤ３０３の電荷を強制的にリセットする。

選択トランジスタ（第１のゲート：選択Ｔｒ）３０６は、垂直走査回路２０３からの行選択信号（行選択パルス）ＳＥＬ１〜ＳＥＬ３によって制御され、選択した行についてＳＦ３０４から電圧信号を出力する。

上述のＰＤ３０１、転送Ｔｒ３０２、ＦＤ３０３、ＳＦ３０４、リセットＴｒ３０５、および選択Ｔｒ３０６によって１つの画素（単位画素）３０７が構成され、これら単位画素３０７が、２次元マトリックス状に配列されている。

列毎に列方向に延びる垂直信号線３０８には、ＳＦ３０４がそれぞれ接続されており、これら垂直信号線３０８の各々はコンデンサを介して、ＯＢクランプ回路３０９を有するＡ／Ｄ変換回路２０４に接続されている。

ＯＢ画素部（ＯＢ領域ともいう）２０２には、遮光膜（図示せず）が配置され、この遮光膜によってレンズ部１０１を通過した光が遮られる。これによって、ＯＢ画素部２０２の単位画素３０７においては、ＰＤ３０１への光の到達が妨げられている。

なお、図３に示す例では、単位画素３０７が転送Ｔｒ３０２、ＳＦ３０４、リセットＴｒ３０５、および選択Ｔｒ３０６の４つのトランジスタを有する場合について説明したが、リセット電圧を制御することによって選択Ｔｒ３０６を省略して３つのトランジスタを有する単位画素としてもよい。また、図３においては、単位画素３０７の各々が１つのＦＤ３０３を備えているが、複数の単位画素３０７がＦＤ３０３を共有するようにしてもよい。

前述のように、撮像素子１０２においては、ＯＢ画素部２０２は、遮光膜３１０によって遮光されている。一方、高輝度光が入射した場合のブルーミング現象および撮像素子１０２の表面に対して斜めに光が入射した場合などにおいて、遮光膜と撮像素子１０２の表面とのわずかな隙間からの光の侵入する現象を完全に防ぐことはできない。つまり、遮光膜で覆われているＯＢ画素部２０２に何らかの経路で光が入射して、当該入射光量に応じた信号が発生した場合には所謂黒沈み現象が発生することになる。

ここで、本発明の第１の実施形態による撮像装置の理解を容易にするため、図３に示す撮像素子１０２において黒沈み現象が生じる場合の動作について説明する。

図４は、図３に示す撮像素子１０２において黒沈み現象が発生する場合の読み出し動作を説明するためのタイミングチャートである。

いま、メカシャッターパルスがオフとされて、レンズ部１０１に備えられた遮光部（図示せず）によって撮像素子１０２に入射する光が遮光され露光時間が終了する。そして、撮像素子１０２では、図３において上側の行から行毎に順次電圧信号（以下画素信号ともいう）の読み出しが行われる。

まず、垂直走査回路２０３は、図３に示す第１行目のＯＢ領域において、行選択信号ＳＥＬ１をハイ（Ｈ）レベルとする。続いて、垂直走査回路２０３は、リセット信号ＲＥＳ１をＨレベルとした後ロー（Ｌ）レベルとし、その立下りエッジから時間Ｔｎ１においてリセット電圧信号の読み出しを行う。

次に、時間Ｔｎ１が経過すると、垂直走査回路２０３は、転送信号ＴＸ１をＨレベルとする。これによって、時間Ｔｓ１でＰＤ３０１において発生した電荷がＦＤ３０３に転送され、選択された行についてＳＦ３０４から電圧信号が出力される。そして、時間Ｔｎ１で読み出されたリセット電圧信号を、時間Ｔｓ１で読み出された電圧信号から減算して、画素毎のトランジスタ間のばらつきを補正する。

同様にして、垂直走査回路２０３は、第２行目の読み出しを行うため、行選択信号ＳＥＬ２をＨレベルとした後、リセット信号ＲＥＳ２をＨレベルとした後Ｌレベルとする。これによって、その立下りエッジから時間Ｔｎ２においてリセット電圧信号の読み出しが行われる。そして、垂直走査回路２０３は、転送信号ＴＸ２をＨレベルとして、時間Ｔｓ２で選択された行についてＳＦ３０４から電圧信号を出力する。

以下、第３行目について時間Ｔｎ３においてリセット電圧信号の読み出しを行い、時間Ｔｓ３において電圧信号の読み出しを行う。そして、これらの動作が順次最終行まで行われて、一画面分の映像信号を得る。

図５は、図４に示すタイミングチャートで説明した読み出し動作を説明するためのフローチャートである。なお、ここでは、ＯＢクランプ回路３０９は、図４で説明した読み出し動作で読み出された映像信号（つまり、画素信号）に関してＯＢクランプ動作を実行する。また、撮像素子１０２の読み出し制御は、全体制御演算部１０５がＴＧ１０４を介して実行する。

露光が終了すると（ステップＳ５０１）、全体制御演算部１０５は、黒基準値（黒レベル基準値ともいう：ＯＢａｖｅ）にＯＢ初期値（ＯＢａｖｅ０）を設定する（ステップＳ５０２）。そして、図４に関連して説明したように、撮像素子１０２において読み出し動作が行われる（ステップＳ５０３）。

続いて、全体制御演算部１０５は、読み出された画素信号がＯＢ画素からの画素信号であるか否かを判定する（ステップＳ５０４）。ここでは、画素信号の値が予め設定された閾値未満であると、全体制御演算部１０５は、当該画素信号がＯＢ画素からの画素信号であると判定する。

ＯＢ画素からの画素信号であると判定された場合（ステップＳ５０４において、ＹＥＳ）、全体制御演算部１０５は、次の式（１）によって読み出された画素信号（つまり、映像信号）について、ＯＢ画素部２０２の黒レベル信号に応じた黒基準値（ＯＢａｖｅ）を算出する（ステップＳ５０５）。

ここで、Ｎ１およびＮ２はそれぞれ黒レベル算出用係数であって、予め定められた値が設定される。Ｍは画素信号（つまり、映像信号）の値である。

続いて、全体制御演算部１０５は、当該画素信号が最終画素（つまり、最終行）からの画素信号であるか否かを判定する（ステップＳ５０６）。最終画素であるか否かの判定は、垂直走査回路２０３から出力される転送信号に応じて行われる。

最終画素からの画素信号ではないと判定された場合（ステップＳ５０６において、ＮＯ）、全体制御演算部１０５は、ステップＳ５０４の処理に戻る。一方、最終画素からの画素信号であると判定された場合（ステップＳ５０６において、ＹＥＳ）、全体制御演算部１０５は、読み出し動作を終了する。

ＯＢ画素からの画素信号ではないと判定された場合（ステップＳ５０４において、ＮＯ）、全体制御演算部１０５は、画素信号の値ＭをＭ−ＯＢａｖｅとして（ステップＳ５０７）、ステップＳ５０６の処理に進む。

このようにして、全体制御演算部１０５で複数のＯＢ画素の画素信号から黒基準値（ＯＢａｖｅ）を求めることによって、ランダムノイズを抑えるようにする。そして、画素信号の値Ｍから黒基準値（ＯＢａｖｅ）を減算することによって、撮像素子１０２の温度などに起因して生じる暗電流成分を除去し、さらに、Ａ／Ｄ変換回路２０４の入力レンジを有効に使用する。

ところが、図５に示す読み出し動作においては、ＯＢ基準値（ＯＢａｖｅ）を算出するＯＢ画素部２０２において、暗電流成分以外の要因が生じることが考慮されていない。何らかの原因で暗電流成分以外が発生した場合には、減算の結果得られる映像信号は所望の値よりも低い値（黒沈み現象）となってしまう。黒沈み現象を引き起こす原因としては、例えば、遮光膜によって遮光しきれなかった光の侵入がある。

つまり、黒沈み現象は、ＯＢ画素部２０２の出力信号が異常となって、その異常値を黒基準値（ＯＢａｖｅ）に取り込んでしまうことが原因である。

このようなＯＢ画素部２０２への光の侵入を考慮して、ここでは、全体制御演算部１０５によってＯＢ画素部２０２の出力信号が異常であるか否かを判定し、ＯＢ画素部２０２の出力信号が異常であれば、当該出力信号を黒基準値（ＯＢａｖｅ）の算出に用いないようにする。

図６は、図３に示す撮像素子１０２の回路図において、第１列目の画素群に注目した状態で示す図である。

いま、図６に示す第１列目の画素群（領域７０１で示す）に高輝度光が入射したものとする。この高輝度光によってＯＢ画素部２０２の第１列目のＰＤ３０１に光が漏れ込む。そして、漏れ込んだ光によって第１列目のＰＤ３０１には、暗電流成分よりも多い電荷が発生することになる。一方、受光画素部２０１の第１列目のＰＤ３０１には、直接入射した高輝度光によって大量の電荷が発生することになる。

図７は、図６に示す受光画素部２０１のＰＤ３０１からＦＤ３０３に漏れる電荷を模式的に示す図である。受光画素部２０１の第１列目のＰＤ３０１に生じた電荷がＰＤ３０１の飽和レベルに達すると、この電荷は転送Ｔｒ３０２のポテンシャル障壁を超えて、隣接するＦＤ３０３に漏れ出すことになる。

図８は、図３に示す撮像素子１０２において、黒沈み現象の発生を防止する読み出し動作を説明するためのタイミングチャートである。なお、ここでは、図４で説明した読み出し動作と比較して説明を行う。また、ここでは、図６および図７で説明したように、第１列目の画素群（領域７０１）に高輝度光が入射したものとする。

図４で説明したように、メカシャッターパルスがオフとされて、レンズ部１０１に備えられた遮光部によって撮像素子１０２に入射する光が遮光されて露光時間が終了する。そして、撮像素子１０２では行毎に順次画素信号の読み出しが行われる。

まず、垂直走査回路２０３は、図６に示す行選択信号ＳＥＬ２をＨレベルとする。つまり、ここでは、第２行目の受光画素部２０１が選択されることになる。これによって、時間Ｔｄｔにおいて、第２行目についてＦＤ３０３にＰＤ３０１から漏れ込む電荷の量に応じた画素信号が読み出される。

前述のように、領域７０１に高輝度光が入射しているので、２行×１列目のＳＦ３０４の出力ＯＵＴ１は２行×２列目および２行×３列目のＳＦ３０４の出力ＯＵＴ２およびＯＵＴ３（ＯＵＴ２／３）と比べてその値が高いことになる。そして、これら出力ＯＵＴ１〜ＯＵＴ３を用いれば、画素信号の転送前に、ＯＢ領域２０２近傍にどの程度の輝度の光が入射しているかを検知することができる。言い換えると、ＦＤ３０３に漏れ込んだ電荷量に応じて、受光画素部２０１に隣接するＯＢ画素部２０２の出力が異常であるか否かを推測することができる。

その後、図４と同様にして、撮像素子１０２から画素信号の読み出しが行われることになる。

図９は、図８に示すタイミングチャートで説明した読み出し動作を説明するためのフローチャートである。なお、図９において、図５に示すステップと同一のステップについては、同一の参照部号を付す。

ここでは、全体制御演算部１０５は、ＯＢ画素部２０２の出力が異常であるか否かを判定して、黒基準値（ＯＢａｖｅ）の算出から除外する。

露光が終了すると（ステップＳ５０１）、全体制御演算部１０５は、黒基準値（ＯＢａｖｅ）にＯＢ初期値（ＯＢａｖｅ０）を設定する（ステップＳ５０２）。続いて、全体制御演算部１０５は、ＯＢ画素部２０２の出力が異常であるか否かを判定するため、図８で説明したようにしてＦＤ３０３の電荷量に応じた信号の読み出しを行う（ステップＳ９０１）。そして、全体制御演算部１０５は、読み出した信号（ノード信号）の信号値（レベル）Ｐと予め設定された基準閾値Ｐｔｈとを比較して、信号レベルが閾値以上（Ｐ≧Ｐｔｈ）であるか否かを判定する（ステップＳ９０２）。

Ｐ≧Ｐｔｈであると判定された場合（ステップＳ９０３において、ＹＥＳ）、全体制御演算部１０５は、高輝度光が撮像素子１０２に入射したとして判断して、上記の信号値Ｐが出力された画素列の列アドレスを異常列アドレスとして内蔵メモリ（図示せず）に記憶する。

その後、全体制御演算部１０５は、図６で説明したステップＳ５０３およびＳ５０４の処理を行う。つまり、全体制御演算部１０５は、画素信号を読み出し信号として読み出す。そして、ステップＳ５０４において、ＯＢ画素からの画素信号ではないと判定すると（ステップＳ５０４において、ＮＯ）、全体制御演算部１０５は、ステップＳ５０７の処理を行って、ステップＳ５０６に進む。

一方、ＯＢ画素からの画素信号であると判定すると（ステップＳ５０４において、ＹＥＳ）、全体制御演算部１０５は、当該ＯＢ画素のアドレスが異常列アドレスに含まれるか否かを判定する。つまり、全体制御演算部１０５は、当該ＯＢ画素が異常列にあるか否かを判定することになる（ステップＳ９０４）。

当該ＯＢ画素が異常列に含まれると判定された場合（ステップＳ９０４において、ＹＥＳ）、全体制御演算部１０５は、ステップＳ５０６の処理に進む。ＯＢ画素が異常列に含まれないと判定された場合（ステップＳ９０４において、ＮＯ）、全体制御演算部１０５はステップＳ５０５の処理を行う。

このように、ＯＢ画素が異常列に含まれると、当該ＯＢ画素の出力信号を黒基準値（ＯＢａｖｅ）の算出に用いないようにする。つまり、異常値である可能性があるＯＢ画素の出力信号を黒基準値（ＯＢａｖｅ）の算出に用いないようにしてその影響を排除する。

このように、本発明の第１の実施形態では、リセット前に読み出したＦＤ３０３の出力信号を用いて、ＯＢ画素の出力が異常であるか否かを判定して、異常であると当該ＯＢ画素の出力を黒基準値（ＯＢａｖｅ）の算出に用いないようにしたので、黒基準値に対する影響を抑えることができる。

なお、第１の実施形態では、基準閾値Ｐｔｈを予め設定された値としたが、高輝度光が入射しやすい状況下では基準閾値Ｐｔｈを低くし、高感度などにおいてノイズレベルが大きい状況下では基準閾値Ｐｔｈを高くして、ＯＢ画素の出力の異常検出精度を高くするようにしてもよい。

さらに、第１の実施形態では、ＯＢ画素の出力が異常であると判定すると、当該出力を黒基準値（ＯＢａｖｅ）の算出対象から除外するようにしたが、異常であると判定したＯＢ画素の出力を所定の値に置き換えるようにしてもよい。

また、第１の実施形態では、ＯＢ領域に隣接する画素のＦＤ出力を異常検出に用いるようにしたが、必ずしもＯＢ領域に隣接する画素を用いる必要はない。

加えて、異常検出精度を高めるためには、信号値Ｐとして複数行の出力の平均値を用いることが望ましい。一方、平均する行数を増やすと撮影時間が延びてしまう場合には、必要とする異常検出精度に応じて平均する行数を変化させるようにしてもよい。

第１の実施形態では、リセット前のＦＤ３０３の出力を異常検出に用いたが、異常検出精度を高めるためには、ＦＤ３０３をリセットした際の出力とリセット前のＦＤ３０３の出力との差分を異常検出に用いるようにしてもよい。さらには、補助的に受光画素部の出力も用いるようにしてもよい。

第１の実施形態では、レンズ部１０１に備えられた遮光部で遮光した後、撮像素子１０２の読み出しを行う場合について説明したが、遮光部を用いることなく連続的に撮影する場合においても、上述の読み出し動作を行えば、同様に黒基準値を精度よく算出することができる。

［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態によるカメラの一例について説明する。なお、第２の実施形態によるカメラの構成は、図１に示すカメラと同様である。

高温時などに発生する暗電流による影響は画面の全域で一定だとは限らない。特に、画面の上部から行毎に読み出しを行う場合、最後に読み出しを行う画面の下部においては、画面の上部と比較して発生する暗電流量が多くなって、黒レベル信号が増加することが知られている。

このような場合には、画面の左部又は右部に存在するＯＢ画素部２０２の黒レベル信号を用いて、行毎に受光画素部の出力から黒レベル信号を減算することによって、画面の上下で発生する暗電流の差分を吸収することができる。

図１０は、図２に示す撮像素子１０２において行全体に亘って黒沈み現象が発生した状態を模式的に示す図である。

いま、画面の下部に向かうについて暗電流量が多くなるような場合に、撮像素子１４００の受光面において、左側のＯＢ画素部２０２と受光画素部２０１との境界付近に高輝度光１００２が入射すると、高輝度光１００２の一部がＯＢ画素部２０２に漏れる。そして、左側のＯＢ画素部２０２に光の漏れ込みが生じると、行１００１の全体に黒沈み現象が発生することが知られている。

第２の実施形態では、画面の左部のＯＢ画素部２０２に光が漏れ込んだ場合に、ＯＢ画素部２０２の出力信号が異常であるか否かを判定して、異常と判定した際に黒基準値（ＯＢａｖｅ）の算出から除外する場合について説明する。

図１１は、図２に示す撮像素子１０２において受光画素部２０１および左側に位置するＯＢ画素部２０２の回路構成を詳細に示す図である。なお、図１１において、図３に示す回路構成と同一の要素については同一の参照番号を付して説明を省略する。

図１１では、受光画素部２０１について６画素、左側のＯＢ画素部２０２について３画素の合計の９画素が示されている。なお、各画素の構成は同一である。そして、第１行目の３画素（図中領域１１０１で示す）に高輝度光が入射しているとする。

図１２は、図１１に示す撮像素子１０２において黒沈み現象の発生を防止する読み出し動作を説明するためのタイミングチャートである。

メカシャッターパルスがオフとされて、レンズ部１０１に備えられた遮光部によって撮像素子１０２に入射する光が遮光され露光時間が終了すると、画素信号の読み出し前に、垂直走査回路２０３は、図１１に示す行選択信号ＳＥＬ１をＨレベルとする。つまり、ここでは、第１行目の画素が選択されることになる。これによって、時間Ｔｄｔ１において第１行目についてＦＤ３０３にＰＤ３０１から漏れ込む電荷の量に応じた画素信号が読み出される。

前述のように、領域１１０１に高輝度光が入射しているので、ＯＢ画素である１行×１列目のＰＤ３０１には光が漏れ込んで暗電流成分よりも多い電荷が発生する。また、受光画素である１行×２列目および１行×３列目のＦＤ３０３にはＰＤ３０１から電荷が漏れ込むことになる（図７参照）。つまり、１行目の画素における出力は、２行目以降の画素の出力よりも高いことになる。そして、１行目の画素の出力を用いれば、画素信号の転送前に、ＯＢ領域２０２近傍にどの程度の輝度の光が入射しているかを検知することができる。言い換えると、ＦＤ３０３に漏れ込んだ電荷量に応じて、隣接するＯＢ画素２０２の出力が異常であるか否かを推測することができる。

次に、垂直走査回路２０３は、行選択信号ＳＥＬ１をＬレベルとした後、再度行選択信号ＳＥＬ１をＨレベルとする。続いて、垂直走査回路２０３は、リセット信号ＲＥＳ１をＨレベルとした後Ｌレベルとし、その立下りエッジから時間Ｔｎ１においてリセット電圧信号の読み出しを行う。

時間Ｔｎ１が経過すると、垂直走査回路２０３は、転送信号ＴＸ１をＨレベルとする。これによって、時間Ｔｓ１においてＰＤ３０１で発生した電荷がＦＤ３０３に転送され、選択された行についてＳＦ３０４から電圧信号が出力される。

同様にして、垂直走査回路２０３は、行選択信号ＳＥＬ２をＨレベルとして、時間Ｔｄｔ２において第２行目についてＦＤ３０３にＰＤ３０１から漏れ込む電荷の量に応じた画素信号を読み出す。

次に、垂直走査回路２０３は、行選択信号ＳＥＬ２をＬレベルとした後、再度行選択信号ＳＥＬ２をＨレベルとする。続いて、垂直走査回路２０３は、リセット信号ＲＥＳ２をＨレベルとした後Ｌレベルとし、その立下りエッジから時間Ｔｎ２においてリセット電圧信号の読み出しを行う。

時間Ｔｎ２が経過すると、垂直走査回路２０３は、転送信号ＴＸ２をＨレベルとする。これによって、時間Ｔｓ２においてＰＤ３０１で発生した電荷がＦＤ３０３に転送され、選択された行についてＳＦ３０４から電圧信号が出力される。

以下、第３行目について、垂直走査回路２０３は、行選択信号ＳＥＬ３をＨレベルとして、時間Ｔｄｔ３において第３行目についてＦＤ３０３にＰＤ３０１から漏れ込む電荷の量に応じた画素信号を読み出す。

次に、垂直走査回路２０３は、行選択信号ＳＥＬ３をＬレベルとした後、再度行選択信号ＳＥＬ３をＨレベルとする。続いて、垂直走査回路２０３はリセット信号ＲＥＳ３をＨレベルとした後Ｌレベルとし、その立下りエッジから時間Ｔｎ３においてリセット電圧信号の読み出しを行う。

時間Ｔｎ３が経過すると、垂直走査回路２０３は、転送信号ＴＸ３をＨレベルとする。これによって、時間Ｔｓ３においてＰＤ３０１で発生した電荷がＦＤ３０３に転送され、選択された行についてＳＦ３０４から電圧信号が出力される。

図１３は、図１２に示すタイミングチャートで説明した読み出し動作を説明するためのフローチャートである。なお、図１３において、図５および図９で説明したステップと同一のステップについては同一の参照符号を付す。

ここでは、全体制御演算部１０５は、ＯＢ画素部２０２の出力が異常であるか否かを判定して、黒基準値（ＯＢａｖｅ）の算出から除外する。

露光が終了すると（ステップＳ５０１）、全体制御演算部１０５は、黒基準値（ＯＢａｖｅ）にＯＢ初期値（ＯＢａｖｅ０）を設定するとともに、行番号Ｎ＝１を設定する（ステップＳ１３０１）。続いて、全体制御演算部１０５は、ＯＢ画素部２０２の出力が異常であるか否かを判定するため、図１１で説明したようにして、第Ｎ行目（Ｎは１以上の整数）のＦＤ３０３の電荷量に応じた信号の読み出しを行う（ステップＳ１３０２）。そして、全体制御演算部１０５は、読み出した信号値Ｐと予め設定された基準閾値Ｐｔｈとを比較して、Ｐ≧Ｐｔｈであるか否かを判定する（ステップＳ９０２）。

Ｐ＜Ｐｔｈであると判定された場合（ステップＳ９０２において、ＮＯ）、全体制御演算部１０５は、図１１で説明したようにして、Ｎ行目について画素信号の読み出しを行う（ステップＳ１３０３）。一方、Ｐ≧Ｐｔｈであると判定された場合（ステップＳ９０３において、ＹＥＳ）、全体制御演算部１０５は、高輝度光が撮像素子１０２に入射したと判定して、エラーフラグＥ＝１とする（ステップＳ１３０４）。その後、全体制御演算部１０５はステップＳ１３０３の処理に進む。

続いて、全体制御演算部１０５は、ステップＳ５０４においてＯＢ画素であるか否かを判定する。ＯＢ画素であると判定すると（ステップＳ５０４において、ＹＥＳ）、全体制御演算部１０５は、エラーフラグＥ＝１であるか否かを調べる（ステップＳ１３０５）。

エラーフラグＥ＝１であると（ステップＳ１３０５において、ＹＥＳ）、全体制御演算部１０５は、当該行のＯＢ画素の出力を黒基準値（ＯＢａｖｅ）の計算対象から除外するため、黒基準値（ＯＢａｖｅ）にＯＢ初期値（ＯＢａｖｅ０）を設定する（ステップＳ１３０６）。そして、全体制御演算部１０５は、Ｎ行目の最終画素の読み出しを行ったか否かを判定する（ステップＳ１３０７）。Ｎ行目の最終画素の読み出しを行うと（ステップＳ１３０７において、ＹＥＳ）、全体制御演算部１０５は、行番号をインクリメント（Ｎ＝Ｎ＋１）するとともに、エラーフラグＥをリセットする（Ｅ＝０：ステップＳ１３０８）。

続いて、全体制御演算部１０５は、最終行まで読み出しを行ったか否かを判定する（ステップＳ１３０９）。最終行まで読み出しを行ったと判定された場合（ステップＳ１３０９において、ＹＥＳ）、全体制御演算部１０５は、読み出し動作を終了する。最終行まで読み出しが行われていないと（ステップＳ１３０９において、ＮＯ）、全体制御演算部１０５は、ステップＳ１３０２の処理に戻る。

なお、Ｎ行目の最終画素でないと判定された場合（ステップＳ１３０７において、ＮＯ）、全体制御演算部１０５は、ステップＳ５０４の処理に戻り、エラーフラグＥ＝１でないと（ステップＳ１３０５において、ＮＯ）、全体制御演算部１０５は、図５で説明したステップＳ５０５の処理を行った後、ステップＳ１３０７の処理に進む。また、ＯＢ画素から出力された画素信号ではないと判定された場合（ステップＳ５０４において、ＮＯ）、全体制御演算部１０５は、図５で説明したステップＳ５０７の処理を行った後、ステップＳ１３０７の処理に進む。

このように、本発明の第２の実施形態では、リセット前に読み出したＦＤ３０３の出力を用いて、ＯＢ画素の出力が異常であるか否かを判定して、異常であると当該ＯＢ画素の出力を黒基準値（ＯＢａｖｅ）の算出に用いないようにしたので、黒基準値に対する影響を抑えることができる。

なお、第２の実施形態において、異常検出精度を高めるためには、信号値Ｐとして複数列の出力の平均値を用いることが望ましい。一方、平均する列数を増やすと撮影時間が延びてしまう場合には、必要とする異常検出精度に応じて平均する列数を変化させるようにしてもよい。

第２の実施形態では、全ての行においてＯＢ画素の出力が異常であるか否かを判定するようにしたが、画面の上部に位置する行の読み出し直後の行においてＯＢクランプ動作に影響を与えやすい行に限定して異常の判定を行うようにしてもよい。

以上のように、本発明の実施の形態では、本体制御演算部１０５がＯＢ画素の出力が以上であるか否かを判定して、異常があると黒基準値の算出に用いないようにしたので（つまり、クランプ領域から外すようにしたので）、ソフトウェアの追加のみで「黒沈み」を効果的に低減でき、コストの増加も低減できる。

以上、本発明について実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。

例えば、上記の実施の形態の機能を制御方法として、この制御方法を撮像装置に実行させるようにすればよい。また、上述の実施の形態の機能を有するプログラムを制御プログラムとして、当該制御プログラムを撮像装置が備えるコンピュータに実行させるようにしてもよい。なお、制御プログラムは、例えば、コンピュータに読み取り可能な記録媒体に記録される。

また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。つまり、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種の記録媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵなど）がプログラムを読み出して実行する処理である。

１０２ 撮像素子
１０５ 全体制御演算部
３０１ フォトダイオード
３０２ 転送トランジスタ
３０３ フローティングディフュージョン
３０４ ソースフォロワアンプ
３０５ リセットトランジスタ
３０６ 選択トランジスタ
３０８ 垂直信号線
３０９ ＯＢクランプ回路

Claims (9)

1. 光を電荷に変換する光電変換素子と、前記電荷をフローティングディフュージョンに転送するための第１のゲートと、前記フローティングディフュージョンの電位に応じた信号を信号線に出力するための第２のゲートと、前記フローティングディフュージョンをリセットするためのリセット素子とを備える単位画素を備え、複数の前記単位画素が２次元マトリックス状に配列され、前記単位画素が受光画素および遮光されたオプティカルブラック画素のいずれかである撮像素子と、
   前記リセット素子を駆動して前記フローティングディフュージョンをリセットする前に、少なくとも１つの行について前記第２のゲートを駆動して、前記フローティングディフュージョンの電位に応じた信号を前記信号線に出力する第１の駆動制御手段と、
   前記リセット素子を駆動して前記フローティングディフュージョンをリセットし、前記第１のゲートを駆動して前記フローティングディフュージョンに前記光電変換素子から前記電荷を転送する前に、少なくとも１つの行について前記第２のゲートを駆動して、前記フローティングディフュージョンの電位に応じた信号を前記信号線に出力する第２の駆動制御手段と、
   前記第１のゲートおよび前記第２のゲートを駆動して、前記光電変換素子から前記フローティングディフュージョンに前記電荷を転送して、前記フローティングディフュージョンの電位に応じた信号を前記信号線に出力して、全ての行について読み出しを行う第３の駆動制御手段と、
   前記オプティカルブラック画素において前記第２の駆動制御手段により前記信号線に出力された信号及び前記第３の駆動制御手段により前記信号線に出力された信号に基づいて生成された黒レベル信号に基づいて黒レベル基準値を求め、前記黒レベル基準値に応じて前記受光画素から読み出された信号を補正する補正手段と、
   前記受光画素又は前記オプティカルブラック画素において前記第１の駆動制御手段により前記信号線に出力された信号に応じて前記黒レベル信号を前記黒レベル基準値の算出に用いるか否かを判定する判定手段とを有することを特徴とする撮像装置。
2. 前記判定手段は、前記第１の駆動制御手段により前記信号線に出力された信号のレベルが予め定められた閾値以上である場合に、当該信号が出力されたオプティカルブラック画素を異常とすることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記第１の駆動制御手段によって第Ｎ行目（Ｎは１以上の整数）において前記信号が読み出された後、前記第３の駆動制御手段が前記第Ｎ行目の信号を読み出すことを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像装置。
4. 前記判定手段は前記黒レベル信号のノイズ量の増加に伴って前記閾値を増加させることを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
5. 前記判定手段は複数行から取得され前記第１の駆動制御手段により前記信号線に出力された信号に基づいて前記黒レベル信号を前記黒レベル基準値の算出に用いるか否かを判定することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
6. メカシャッタによる遮光が行われた後、前記第１の駆動制御手段は前記フローティングディフュージョンの電位に応じた信号を前記信号線に出力することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
7. 前記判定手段は前記第１の駆動制御手段により前記信号線に出力された信号と前記第３の駆動制御手段により前記信号線に出力された信号との差分に基づいて、前記黒レベル信号を前記黒レベル基準値の算出に用いるか否かを判定することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
8. 光を電荷に変換する光電変換素子と、前記電荷をフローティングディフュージョンに転送するための第１のゲートと、前記フローティングディフュージョンの電位に応じた信号を信号線に出力するための第２のゲートと、前記フローティングディフュージョンをリセットするためのリセット素子とを備える単位画素を備え、複数の前記単位画素が２次元マトリックス状に配列され、前記単位画素が受光画素および遮光されたオプティカルブラック画素のいずれかである撮像素子を備える撮像装置の制御方法であって、
   前記リセット素子を駆動して前記フローティングディフュージョンをリセットする前に、少なくとも１つの行について前記第２のゲートを駆動して、前記フローティングディフュージョンの電位に応じた信号を前記信号線に出力する第１の駆動制御ステップと、
   前記リセット素子を駆動して前記フローティングディフュージョンをリセットし、前記第１のゲートを駆動して前記フローティングディフュージョンに前記光電変換素子から前記電荷を転送する前に、少なくとも１つの行について前記第２のゲートを駆動して、前記フローティングディフュージョンの電位に応じた信号を前記信号線に出力する第２の駆動制御ステップと、
   前記第１のゲートおよび前記第２のゲートを駆動して、前記光電変換素子から前記フローティングディフュージョンに前記電荷を転送して、前記フローティングディフュージョンの電位に応じた信号を前記信号線に出力して、全ての行について読み出しを行う第３の駆動制御ステップと、
   前記オプティカルブラック画素において前記第２の駆動制御ステップで前記信号線に出力された信号及び前記第３の駆動制御ステップで前記信号線に出力された信号に基づいて生成された黒レベル信号に基づいて黒レベル基準値を求め、前記黒レベル基準値に応じて前記受光画素から読み出された信号を補正する補正ステップと、
   前記受光画素又は前記オプティカルブラック画素において前記第１の駆動制御ステップで前記信号線に出力された信号に応じて前記黒レベル信号を前記黒レベル基準値の算出に用いるか否かを判定する判定ステップとを有することを特徴とする制御方法。
9. 光を電荷に変換する光電変換素子と、前記電荷をフローティングディフュージョンに転送するための第１のゲートと、前記フローティングディフュージョンの電位に応じた信号を信号線に出力するための第２のゲートと、前記フローティングディフュージョンをリセットするためのリセット素子とを備える単位画素を備え、複数の前記単位画素が２次元マトリックス状に配列され、前記単位画素が受光画素および遮光されたオプティカルブラック画素のいずれかである撮像素子を備える撮像装置で用いられる制御プログラムであって、
   前記撮像装置が備えるコンピュータに、
   前記リセット素子を駆動して前記フローティングディフュージョンをリセットする前に、少なくとも１つの行について前記第２のゲートを駆動して、前記フローティングディフュージョンの電位に応じた信号を前記信号線に出力する第１の駆動制御ステップと、
   前記リセット素子を駆動して前記フローティングディフュージョンをリセットし、前記第１のゲートを駆動して前記フローティングディフュージョンに前記光電変換素子から前記電荷を転送する前に、少なくとも１つの行について前記第２のゲートを駆動して、前記フローティングディフュージョンの電位に応じた信号を前記信号線に出力する第２の駆動制御ステップと、
   前記第１のゲートおよび前記第２のゲートを駆動して、前記光電変換素子から前記フローティングディフュージョンに前記電荷を転送して、前記フローティングディフュージョンの電位に応じた信号を前記信号線に出力して、全ての行について読み出しを行う第３の駆動制御ステップと、
   前記オプティカルブラック画素において前記第２の駆動制御ステップで前記信号線に出力された信号及び前記第３の駆動制御ステップで前記信号線に出力された信号に基づいて生成された黒レベル信号に基づいて黒レベル基準値を求め、前記黒レベル基準値に応じて前記受光画素から読み出された信号を補正する補正ステップと、
   前記受光画素又は前記オプティカルブラック画素において前記第１の駆動制御ステップで前記信号線に出力された信号に応じて前記黒レベル信号を前記黒レベル基準値の算出に用いるか否かを判定する判定ステップとを実行させることを特徴とする制御プログラム。

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