WO2009122689A1 - スミア補正方法とこれを用いた固体撮像装置及び撮像機器 - Google Patents

スミア補正方法とこれを用いた固体撮像装置及び撮像機器 Download PDF

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smear
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solid
state imaging
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西澤眞人
三宅一永
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パナソニック株式会社
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
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    • H04N25/589—Control of the dynamic range involving two or more exposures acquired sequentially, e.g. using the combination of odd and even image fields with different integration times, e.g. short and long exposures
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    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/60—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise
    • H04N25/62—Detection or reduction of noise due to excess charges produced by the exposure, e.g. smear, blooming, ghost image, crosstalk or leakage between pixels
    • H04N25/625—Detection or reduction of noise due to excess charges produced by the exposure, e.g. smear, blooming, ghost image, crosstalk or leakage between pixels for the control of smear

Definitions

  • the present invention relates to a solid-state imaging device, a smear correction method, and an imaging device using the same, and more particularly to a solid-state imaging device with a smear correction function, a smear correction method of the solid-state imaging device, and an imaging device using the same.
  • an imaging apparatus using a solid-state imaging device such as a CCD (Charge Coupled Device) image sensor
  • a solid-state imaging device such as a CCD (Charge Coupled Device) image sensor
  • smear is generated when light is directly incident on a vertical register. Therefore, in order to remove smear, the imaging charge transferred via the vertical transfer unit is read out simultaneously for two lines via two horizontal transfer units, and two lines for outputting imaging information for all pixels in each field
  • a method using a simultaneous readout type solid-state imaging device is known (see, for example, Patent Document 1).
  • FIG. 12 is a block diagram of a solid-state imaging device using a conventional solid-state imaging device.
  • the light receiving units 91 a and the light receiving units 91 b included in the solid-state imaging device 90 are alternately arranged in the vertical direction. Then, the imaging output of the light receiving unit 91a of one field is read through the horizontal register 93 which is one horizontal transfer unit, and the light receiving unit 91b of the other field is read through the horizontal register 96 which is the other horizontal transfer unit. The imaging output of only the smear component is read out as an imaging output.
  • each field read out via each horizontal register 93, 96 is subjected to subtraction and synthesis by a subtracter 95 which is a subtraction unit to obtain a smear-free image signal.
  • the operation of reading out the imaging output of one light receiving portion and reading out the imaging output of only the smear component of the other light receiving portion is alternately repeated for the light receiving portion 91a and the light receiving portion 91b.
  • the solid-state imaging device uses a multiple vertical CCD such as a double vertical CCD and a triple vertical CCD, and generates a first signal including an image signal including a smear signal and a second signal including only a smear signal in a vertical register.
  • a vertical transfer unit for alternately transferring to each register, a horizontal transfer unit for alternately outputting the first signal and the second signal from the horizontal register, and a signal subtracting unit for subtracting the second signal from the first signal;
  • the second signal is subtracted from the one signal to obtain an image signal that does not include the smear signal.
  • the smear can be properly removed without being affected by the characteristics of the transfer path.
  • the taking information since the taking information is not alternately taken out from the light receiving element as in the prior art, the taking information can be read out more quickly and seamlessly.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of the main part of a solid-state imaging device according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2A is a diagram showing an operation of sending out an image signal and a smear signal of the solid-state imaging device according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2B is a diagram showing an operation in which an image signal and a smear signal of the solid-state imaging device according to Embodiment 1 of the present invention are sent.
  • FIG. 2C is a diagram showing an operation of sending out an image signal and a smear signal of the solid-state imaging device according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2A is a diagram showing an operation of sending out an image signal and a smear signal of the solid-state imaging device according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2B is a diagram showing an operation in which an image signal and a smear signal of the solid-state imaging device according to Embod
  • FIG. 2D is a diagram showing an operation of sending out an image signal and a smear signal of the solid-state imaging device according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2E is a diagram showing an operation of sending out an image signal and a smear signal of the solid-state imaging device according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 3 is a conceptual view of a smear correction method according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 4 is a main part configuration diagram of an imaging device according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 5A is a view showing an image at the time of normal exposure, which is photographed by the solid-state imaging device according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 5B is a diagram showing an image when the charge is not sent in the solid-state imaging device according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 5C is a diagram showing an image after the smear correction method according to Embodiment 1 of the present invention is used.
  • FIG. 6 is a block diagram of an essential part of an imaging device according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 7A is a diagram showing light amount / voltage characteristics at the time of normal exposure of the imaging device according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 7B is a diagram showing light amount / voltage characteristics at the time of short exposure of the imaging device according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 7C is a diagram showing light amount / voltage characteristics when light amount / voltage characteristics of the imaging device according to Embodiment 2 of the present invention are synthesized.
  • FIG. 7D is a characteristic diagram after tone correction of the combined light amount / voltage characteristic of the imaging device according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 8 is a flowchart showing an operation of the imaging device according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 9 is a schematic diagram of a main portion of a solid-state imaging device according to Embodiment 3 of the present invention.
  • FIG. 10A is a diagram showing an operation of sending out an image signal and a smear signal of the solid-state imaging device according to Embodiment 3 of the present invention.
  • FIG. 10B is a diagram showing an operation of sending out an image signal and a smear signal of the solid-state imaging device according to Embodiment 3 of the present invention.
  • FIG. 10C is a diagram showing an operation in which an image signal and a smear signal of the solid-state imaging device according to Embodiment 3 of the present invention are sent.
  • FIG. 11 is a system diagram of a smear correction method and dynamic range processing according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a partial structural view of a conventional solid-state imaging device.
  • FIG. 1 is a block diagram of the main part of a solid-state imaging device according to a first embodiment of the present invention.
  • the light receiving elements 1 of the solid-state imaging device 100 are shown vertically, and the vertical registers 2 are also shown vertically.
  • the light receiving elements 1 and the vertical registers 2 are arranged in a plurality of rows so that the light receiving elements 1 are in a matrix.
  • FIG. 1 four light receiving elements 1 are vertically arranged.
  • the vertical register 2 is arranged with a number twice the number of light receiving elements 1 and is connected to the horizontal register 3 at the lower end.
  • an electric charge is generated.
  • the charge generated by the light receiving element 1 is transferred to the vertical register 2 by the transport unit 6 indicated by the black arrow in FIG.
  • the charges generated in the light receiving elements 1 are held as image signals 7 in every other vertical register 2.
  • four charges of the light receiving element 1 at the time of normal exposure are carried every other one for the vertical register 2, and the charge of the light receiving element 1 is not sent to the other vertical registers.
  • FIG. 1 shows that the smear charge, that is, the smear signal 9 has entered from the fourth register from the top of the vertical register 2 to all the registers below.
  • the smear signal 9 is indicated by a white circle.
  • the image signal 7 and the smear signal 9 accumulated in each register of the vertical register 2 are sequentially sent out from the vertical register 2 to the horizontal register 3 by one register. Then, the signal sent from the vertical register 2 to the horizontal register 3 is sent from the horizontal register 3 to the FD (Floating Diffusion) 4 and to the AFE (Analog Front End) and A / D 5.
  • FIGS. 2A to 2E are diagrams showing an operation of sending out an image signal and a smear signal of the solid-state imaging device according to Embodiment 1 of the present invention. Operation proceeds sequentially from FIG. 2A to FIG. 2B, FIG. 2C, FIG. 2D, and FIG. 2E.
  • FIG. 2A is substantially the same as FIG. 1 and shows that the light impinging on the light receiving element 1 generates an electric charge and is sent as an image signal 7 to every other register of the vertical register 2.
  • the light of the smear generation source 8 hits the vertical register 2 and the smear signal 9 is shown to be input to all the registers from the lighted register to the horizontal register.
  • the smear signal 9a is sent to the horizontal register 3, and the smear signal 9a is sent from the horizontal register 3 to the FD 4 and to the AFE and A / D 5.
  • the image signal 7 and the smear signal 9 of each register of the vertical register 2 are sequentially sent one register at a time as indicated by the arrow 10. That is, the smear signal 9b which was in the register above the smear signal 9a in FIG. 2A is sent to the horizontal register 3 in the subsequent FIG. 2B.
  • the smear signal 9 b is sent from the horizontal register 3 to the FD 4 and to the AFE and A / D 5.
  • the image signal 7a and the smear signal 9c are sent to the horizontal register 3, and in FIG. 2D, only the smear signal 9d is sent to the horizontal register 3. In FIG. 2E, the image signal 7b and the smear signal 9e. Are sent to the horizontal register 3.
  • the vertical register 2 to the horizontal register 3 are composed of the image signal 7 including the smear signal 9.
  • One signal and a second signal consisting only of the smear signal 9 are alternately transmitted.
  • FIG. 3 is a conceptual view of a smear correction method according to Embodiment 1 of the present invention.
  • a subtractor (not shown) is provided before AFE and A / D 5 using the above regularity, and an image including the smear signal 9 is generated by this subtractor.
  • the second signal 32 of only the smear signal 9 is subtracted from the first signal 31 consisting of the signal 7 to obtain an image signal 7 which does not include the smear signal 9.
  • FIG. 4 is a main part configuration diagram of an imaging device according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the signal obtained by the imaging device 19 is amplified by the FD 4 as the preprocessing unit 20 and AFE and A / D 5, and the analog signal is converted into a digital signal.
  • the first signal consisting of the image signal 7 including the smear signal 9 and the second signal consisting only of the smear signal 9 are sequentially output.
  • the time base converter 22 separates and outputs the first signal and the second signal with their time axes aligned.
  • the smear signal subtraction unit 23 subtracts the second signal from the first signal to calculate the image signal 7 without the smear signal 9.
  • the image signal processing unit 25 outputs it as an image signal 26.
  • FIG. 5A is a view showing an image at the time of normal exposure, which is photographed by the solid-state imaging device according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 5B is a diagram showing an image when the charge is not sent in the solid-state imaging device according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 5C is a diagram showing an image after the smear correction method according to Embodiment 1 of the present invention is used.
  • FIG. 5A land, house, mountain, and sky image signals are obtained as the image signal 7.
  • Upper and lower bands on the right side of the screen are smear signals 9.
  • the smear signal 9 is generated by the light of the sun which is the smear generation source 8.
  • the smear source 8 is indicated by a broken line.
  • FIG. 5B shows the smear signal 9 in which the charge is generated in the light receiving element 1 when the charge from the light receiving element 1 is not transferred, that is, when the exposure time is zero.
  • the smear signal 9 shown in FIG. 5B is subtracted from the image signal 7 containing the smear signal 9 shown in FIG. 5A to obtain an image signal 7 not containing the smear signal 9 shown in FIG. 5C.
  • smear correction is also performed on the sun as the smear generation source 8 as one image signal.
  • both the image signal including the smear signal and the smear signal are transmitted through the common horizontal register 3, the signal is transmitted through the separate horizontal registers as in the prior art. It is not affected by the characteristics of the transfer path as compared with the case of sending. Therefore, smear correction with less error can be performed.
  • imaging information is not alternately taken out from the light receiving element as in the prior art, imaging information can be read faster. Also, according to the present invention, there is no pixel data to be discarded for smear correction.
  • the imaging device activates the smear correction mode for correcting the smear generated by the light source with high brightness or increases the sharpness with a large number of saturated pixels, depending on the saturation condition of the light receiving element. It is characterized in that it switches whether to start the high dynamic range mode.
  • FIG. 6 is a block diagram of an essential part of an imaging device according to Embodiment 2 of the present invention.
  • an imaging device 210 alternately outputs an image signal 41 having two different exposure amounts in one field period, such as a normal exposure time and a short-time exposure time, and performs amplification and an analog signal.
  • a mode switching unit 51 for switching the mode based on the determination result as to whether or not the number of saturated pixels of the imaging device 41 is less than or equal to a predetermined threshold value.
  • the image processing apparatus further includes a smear correction unit 44 that performs smear correction when the number of saturated pixels of the image sensor 41 is less than a predetermined threshold, and an image signal processing unit 45 that processes an image signal.
  • the image signal processing unit 45 outputs the image subjected to the smear correction as the image signal 46.
  • a high dynamic range processing unit 48 which performs high dynamic range processing when the number of saturated pixels is equal to or more than a predetermined threshold.
  • the high dynamic range processing unit 48 aligns time axes of two types of image signals having different exposure amounts, separates and outputs the time axis converter 52, and a level synthesis unit 53 that synthesizes the two types of image signals.
  • a histogram data detection unit 54 that detects a histogram of the luminance of the synthesized image signal, a gradation correction data calculation unit 55 that calculates a gradation characteristic based on the histogram, and a gradation of the synthesized image signal according to the set gradation characteristic
  • a tone correction unit 56 for performing correction. Then, the composite image after tone correction output from the tone correction unit 56 is output as an image signal through the image signal processing circuit 45.
  • FIGS. 7A to 7D are diagrams conceptually showing high dynamic range processing of the imaging device according to Embodiment 2 of the present invention.
  • the horizontal axis indicates the amount of light when light is applied to the imaging device 41
  • the vertical axis indicates the voltage generated by the imaging device 41.
  • a characteristic of the imaging device 41 such as a CCD, as indicated by a broken line A in FIG. 7A, when the light amount exceeds the predetermined light amount, the voltage does not increase but is saturated.
  • the image signal processing circuit 45 processes the image signal to output a sharp image signal.
  • FIG. 8 is a flowchart showing an operation of the imaging device according to Embodiment 2 of the present invention.
  • the light of an image is irradiated as normal exposure to the imaging element 41 of the imaging device 210 (step S01).
  • a histogram is created for all the pixels of the image sensor 41 (step S02).
  • the preprocessing unit 42 counts the number of saturated pixels in the imaging device 41 as a saturated pixel number determination unit, and compares the counted number with a predetermined threshold (step S03). If the number of saturated pixels is less than the threshold (Yes in step S03), the smear correction mode is activated (step S04).
  • an image signal including a smear signal from the imaging device 41 and a smear signal are alternately transferred from the same transfer path (step S05).
  • the smear signal is subtracted from the image signal including the smear signal (step S06).
  • an image signal not including the smear signal is obtained (step S07).
  • the high dynamic range mode Is activated (step S08).
  • the light amount / voltage characteristic at the time of normal exposure and the light amount / voltage characteristic at the short time exposure are synthesized to obtain an overall light amount / voltage characteristic (step S09).
  • Gradation correction is performed on the combined light quantity / voltage characteristic (step S10).
  • the image signal is processed based on the light amount / voltage characteristic subjected to gradation correction to increase the sharpness which is lowered due to the large number of saturated pixels (step S11).
  • the smear correction mode for correcting the smear generated by the high-intensity light source is activated or the saturated pixel is Since it is switched whether to start the high dynamic range mode, which increases the sharpness that is reduced by a lot, it is possible to obtain an easy-to-see image according to the situation.
  • the imaging apparatus uses only the vertical register having a transfer stage number three or more times that of the normal, and uses only the smear of the charge of the light receiving element at the normal exposure and the charge from the light receiving element. It is characterized in that electric charges and electric charges of the light receiving element at the time of short time exposure are transferred, and image pickup elements that output respective image signals and smear correction and high dynamic range processing are simultaneously performed using the signals.
  • the case of using a 3-fold vertical CCD having a transfer stage number three times that of a normal one will be described.
  • FIG. 9 is a configuration diagram of the main parts of a solid-state imaging device according to Embodiment 3 of the present invention.
  • the light receiving elements 61 are vertically arranged in one line, and the vertical registers 62 are also vertically arranged in one line.
  • the elements 61 are arranged in a matrix as in the first embodiment.
  • FIG. 9 four light receiving elements 61 are vertically arranged.
  • the vertical registers 62 are arranged three times the number of light receiving elements 61, and are connected to the horizontal register 63 at the lower end.
  • an electric charge is generated.
  • the charge generated by the light receiving element 61 is transferred to the vertical register 62 by the transfer unit 66 indicated by the black arrow in FIG.
  • the transfer unit 66 indicated by the black arrow in FIG.
  • the charges generated by the light receiving elements 61 are held in every two vertical registers 62 as an image signal 67 indicated by black circles.
  • in the vertical register 62 four charges of the light receiving element 61 at the time of normal exposure are carried to every other vertical register. The charge of the light receiving element 61 is not sent to the other vertical registers.
  • 10A to 10C are diagrams showing an operation of sending out an image signal and a smear signal of the solid-state imaging device according to Embodiment 3 of the present invention. It shows the signal output state when the charge of the light receiving element during the normal exposure, the charge of the smear alone without transferring the charge from the light receiving element, and the charge of the light receiving element during the short exposure are transferred respectively.
  • FIG. 10A shows the condition when the light receiving element 61 is exposed normally.
  • charge is generated, and the charge is sent as an image signal 67 to every two registers of the vertical register 62 by the transport unit 66.
  • a smear source 68 such as sunlight
  • a smear signal 69 enters from the vertical register 62 to which the strong light is directed toward the horizontal register 63.
  • the smear signal 69 or the smear signal 69 and the image signal 67 move to the horizontal register 63.
  • the horizontal register 63 sequentially sends the data to the FD 64, AFE and A / D 65.
  • the smear signal 69a is sent from the horizontal register 63 to the FD 64, the AFE, and the A / D 65.
  • FIG. 10B shows the situation when smear-only charge enters the vertical register 62 without transferring charge from the light receiving element.
  • the smear signal 69 enters from the vertical register 62 to which the strong light such as sunlight is applied to the horizontal register 63.
  • the smear signal 69b is sent to the FD 64, the AFE and the A / D 65.
  • FIG. 10C shows the situation when the light receiving element 61 is exposed for a short time.
  • an electric charge is generated, and the electric charge is sent as an image signal 71 in a short time exposure to every two registers of the vertical register 62 by the transport unit 70.
  • the image signal 71 by short-time exposure is displayed as a black triangle, and is distinguished from the image signal 67 at the time of normal exposure indicated by a black circle.
  • the smear signal 69 enters from the vertical register 62 to which the strong light such as sunlight is applied to the horizontal register 63.
  • the image signal 67a and the smear signal 69c are transmitted.
  • FIG. 11 is a system diagram of a smear correction method and dynamic range processing according to a third embodiment of the present invention.
  • solid-state imaging devices outputting different types of signals are shown separately with reference numerals 72, 73, and 74. That is, the solid-state imaging device 72 shows a solid-state imaging device in a situation in which an image signal at the time of normal exposure including a smear signal is output.
  • the solid-state imaging device 73 indicates a solid-state imaging device in a situation in which a smear signal is output.
  • the solid-state imaging device 74 is a solid-state imaging device in a state in which an image signal at the time of short exposure including a smear signal is output.
  • the normal exposure image / smear correction processing 75 does not include the smear signal by subtracting the smear signal output from the solid-state imaging device 73 from the image signal at the normal exposure including the smear signal output from the solid-state imaging device 72 It outputs an image signal at the time of normal exposure.
  • the short exposure image / smear correction process 76 subtracts the smear signal output from the solid-state imaging device 73 from the image signal at the short exposure time including the smear signal output from the solid-state imaging device 74 It outputs an image signal at a short exposure time which does not include a signal.
  • the high dynamic range correction processing 77 includes the light amount / voltage characteristics at the normal exposure obtained by the normal exposure image / smear correction processing 75 and the light amount at the short exposure time obtained by the short exposure image / smear correction processing 76.
  • the voltage characteristics are synthesized and gradation correction is performed. Then, an image signal processed by using the light amount / voltage characteristic subjected to gradation correction is output.
  • the image signal in the normal exposure from which the smear signal is subtracted and the short time exposure from which the smear signal is subtracted. Since both image signals, which do not contain smear signals, are processed at high dynamic range, such as the time image signal, images that are difficult to see due to pixel saturation and smear in the captured image by normal exposure are corrected to eliminate smear and to give sharpness. be able to.
  • the present invention uses an image signal of smear only which does not transfer electric charge from the light element, an image signal at the time of temporally and spatially nearest normal exposure, and an image signal of the light receiving element at the short time exposure.
  • an image signal of smear only which does not transfer electric charge from the light element
  • an image signal at the time of temporally and spatially nearest normal exposure and an image signal of the light receiving element at the short time exposure.
  • the present invention can be applied to a solid-state imaging device with a smear correction function, a smear correction method of the solid-state imaging device, and an imaging apparatus using them, such as a digital camera, an on-vehicle camera, a surveillance camera, a video camera.

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Abstract

　複数倍垂直ＣＣＤと、スミア信号と画像信号からなる第一信号とスミア信号のみの第二信号とを垂直レジスタの各レジスタに交互に転送する垂直転送部と、同じく第一信号と第二信号とを水平レジスタから交互に出力する水平転送部と、第一信号から第二信号を減算する信号減算部を、を備え、第一信号から第二信号を減算してスミア信号を含まない画像信号を得るスミア補正方法を提供する。

Description

スミア補正方法とこれを用いた固体撮像装置及び撮像機器
　本発明は、固体撮像装置、スミア補正方法、及びこれらを用いた撮像機器に関し、特にスミア補正機能付き固体撮像装置、固体撮像装置のスミア補正方法、及びこれらを用いた撮像機器に関する。
　ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ　Ｃｏｕｐｌｅｄ　ｄｅｖｉｃｅ、電荷結合素子）イメージセンサ等の固体撮像素子を用いた撮像機器では、光が垂直レジスタに直接入射することによってスミアが発生する。そこで、スミアを除去するために、垂直転送部を介して転送されてくる撮像電荷を２つの水平転送部を介して２ライン分同時に読み出し、フィールド毎に全画素分の撮像情報を出力する２ライン同時読み出し型の固体撮像素子を用いる方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
　これは、固体撮像素子の２つの水平転送部の内の一方の水平転送部を介して一方のフィールドの撮像出力を読み出すと共に、他方の水平転送部を介して他方のフィールドの撮像出力としてスミア成分のみの撮像出力を読み出し、各水平転送部を介して読み出される各フィールドの撮影出力を減算部が減算合成してスミア成分のない画素情報を出力する方法である。
　図１２は従来の固体撮像素子を用いた固体撮像装置の構成図である。図１２において、固体撮像装置９０の備える受光部９１ａと受光部９１ｂが縦方向に交互に配置されている。そして、一方の水平転送部である水平レジスタ９３を介して一方のフィールドの受光部９１ａの撮像出力を読み出すと共に、他方の水平転送部である水平レジスタ９６を介して他方のフィールドの受光部９１ｂの撮像出力としてスミア成分のみの撮像出力を読み出す。その後、各水平レジスタ９３、９６を介して読み出される各フィールドの撮像出力を減算部である減算器９５により減算合成して、スミアのない画像信号を得ている。なお、一方の受光部の撮像出力を読み出すと共に他方の受光部のスミア成分のみの撮像出力を読み出すという動作を受光部９１ａと受光部９１ｂについて、交互に繰り返すようにしている。
　しかし、上記従来例は、２本の水平レジスタを転送経路として用いているため、転送経路の特性の影響を受け、スミアを適正に除去することが難しい。また、２ライン分を同時に読み出して、フィールド毎に全画素分の撮影情報を出力する２ライン同時読み出し型の固体撮像装置であるため、２ラインの内１ラインずつ交互に全画素分の撮影情報を出力するので、撮影情報の読み出し速度が遅くなる。
特開平６－３３９０７７号公報
　本発明の固体撮像装置では、２倍垂直ＣＣＤや３倍垂直ＣＣＤ等の複数倍垂直ＣＣＤを用い、スミア信号を含む画像信号からなる第一信号と、スミア信号のみの第二信号を垂直レジスタの各レジスタに交互に転送する垂直転送部と、同じく第一信号と第二信号を水平レジスタから交互に出力する水平転送部と、第一信号から第二信号を減算する信号減算部を設け、第一信号から第二信号を減算してスミア信号を含まない画像信号を得るよう構成している。
　上記構成により、転送経路の特性の影響を受けずに、スミアを適正に除去することができる。また、従来のように受光素子から撮影情報を取り出すのを交互に行なわないので、より早くシームレスに撮影情報の読み出しができる。
図１は本発明の実施の形態１に係る固体撮像装置の要部構成図である。 図２Ａは本発明の実施の形態１に係る固体撮像装置の画像信号とスミア信号とが送り出される動作を示す図である。 図２Ｂは本発明の実施の形態１に係る固体撮像装置の画像信号とスミア信号とが送り出される動作を示す図である。 図２Ｃは本発明の実施の形態１に係る固体撮像装置の画像信号とスミア信号とが送り出される動作を示す図である。 図２Ｄは本発明の実施の形態１に係る固体撮像装置の画像信号とスミア信号とが送り出される動作を示す図である。 図２Ｅは本発明の実施の形態１に係る固体撮像装置の画像信号とスミア信号とが送り出される動作を示す図である。 図３は本発明の実施の形態１に係るスミア補正方法の概念図である。 図４は本発明の実施の形態１に係る撮像機器の要部構成図である。 図５Ａは本発明の実施の形態１に係る固体撮像機器により撮影された通常露光時の画像を示す図である。 図５Ｂは本発明の実施の形態１に係る固体撮像機器における電荷を送らないときの画像を示す図である。 図５Ｃは本発明の実施の形態１に係るスミア補正方法を使用した後の画像を示す図である。 図６は本発明の実施の形態２に係る撮像機器の要部構成図である。 図７Ａは本発明の実施の形態２に係る撮像機器の通常露光時の光量／電圧特性を示す図である。 図７Ｂは本発明の実施の形態２に係る撮像機器の短時間露光時の光量／電圧特性を示す図である。 図７Ｃは本発明の実施の形態２に係る撮像機器の光量／電圧特性を合成したときの光量／電圧特性を示す図である。 図７Ｄは本発明の実施の形態２に係る撮像機器の合成した光量／電圧特性を階調補正した後の特性図である。 図８は本発明の実施の形態２に係る撮像機器の動作を示すフローチャートである。 図９は本発明の実施の形態３係る固体撮像装置の要部構成図である。 図１０Ａは本発明の実施の形態３に係る固体撮像装置の画像信号とスミア信号とが送り出される動作を示す図である。 図１０Ｂは本発明の実施の形態３に係る固体撮像装置の画像信号とスミア信号とが送り出される動作を示す図である。 図１０Ｃは本発明の実施の形態３に係る固体撮像装置の画像信号とスミア信号とが送り出される動作を示す図である。 図１１は本発明の実施の形態３に係るスミア補正方法とダイナミックレンジ処理の系統図を示す。 図１２は従来の固体撮像装置の部分的構造図である。
符号の説明
１，６１　　受光素子
２，６２　　垂直レジスタ
３，６３　　水平レジスタ
４，６４　　ＦＤ（Ｆｌｏａｔｉｎｇ　Ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ）
５　　ＡＦＥ（Ａｎａｌｏｇ　Ｆｒｏｎｔ　Ｅｎｄ）及びＡ／Ｄ
６，６６，７０　　搬送部
７，７ａ，７ｂ，２６，４６，６７，６７ａ，７１　　画像信号
８，６８　　スミア発生源
９，９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ，９ｅ，６９，６９ａ，６９ｂ，６９ｃ　　スミア信号
　以下、図面とともに本発明を実施するための最良の形態について説明する。
　（実施の形態１）
　図１は本発明の実施の形態１にかかる固体撮像装置の要部構成図である。説明を簡単にするために固体撮像装置１００の受光素子１を縦に一列、垂直レジスタ２も縦に一列のみ示している。実際の固体撮像装置１００では、受光素子１がマトリックス状になるように受光素子１と垂直レジスタ２を複数列配置している。
　図１において、受光素子１は縦に４つ並んでいる。垂直レジスタ２は、受光素子１の数の２倍の数が並んでいて、下端において水平レジスタ３に接続している。受光素子１に光が当たると電荷が生じる。受光素子１で生じた電荷は、図１の黒い矢印で示す搬送部６が垂直レジスタ２に運ぶ。このとき、垂直レジスタ２の数が受光素子１の数の２倍あるため、受光素子１で生じた電荷を一つおきの垂直レジスタ２に画像信号７として保持する。図１では、通常露光時の受光素子１の電荷４つを垂直レジスタ２について一つおきに運んでおり、他の垂直レジスタには受光素子１の電荷を送っていない。
　一方、垂直レジスタ２に太陽や高輝度ランプなどのスミア発生源８からの光が当たると、垂直レジスタ２にスミア電荷がたまる。図１は、垂直レジスタ２の上から４番目のレジスタから下のレジスタ全てにスミア電荷、すなわちスミア信号９が入ったことを示している。図１では、スミア信号９を白丸で示している。
　垂直レジスタ２の各レジスタに溜まった画像信号７やスミア信号９は、垂直レジスタ２から水平レジスタ３に向けて、１レジスタ分ずつ押し出される形で、順次送られる。そして、垂直レジスタ２から水平レジスタ３に送られた信号は、水平レジスタ３からＦＤ（Ｆｌｏａｔｉｎｇ　Ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ）４へ、そしてＡＦＥ（Ａｎａｌｏｇ　Ｆｒｏｎｔ　Ｅｎｄ）及びＡ／Ｄ５へ送られる。
　図２Ａ～図２Ｅは本発明の実施の形態１に係る固体撮像装置の画像信号とスミア信号とが送り出される動作を示す図である。図２Ａから図２Ｂ、図２Ｃ、図２Ｄ、図２Ｅへと順次、動作が進む。
　図２Ａは、図１と実質的に同じで、受光素子１に当たった光が電荷を生じて、垂直レジスタ２の一つおきのレジスタに画像信号７として送られた状態を示している。また同時に、スミア発生源８の光が垂直レジスタ２に当たり、光が当たったレジスタから水平レジスタに至る全てのレジスタにスミア信号９が入った状態を示している。図２Ａでは、水平レジスタ３にスミア信号９ａが送られ、スミア信号９ａは水平レジスタ３からＦＤ４へ、そしてＡＦＥ及びＡ／Ｄ５へ送出される。
　その後、図２Ｂでは、垂直レジスタ２の各レジスタの画像信号７とスミア信号９が矢印１０のように、１レジスタ分ずつ順に送られる。すなわち、図２Ａで、スミア信号９ａの上のレジスタにあったスミア信号９ｂが、それに続く図２Ｂでは、水平レジスタ３に送られている。スミア信号９ｂは、水平レジスタ３からＦＤ４へ、そしてＡＦＥ及びＡ／Ｄ５へ送出される。
　以下同様に、図２Ｃでは、画像信号７ａとスミア信号９ｃが水平レジスタ３に送られ、図２Ｄでは、スミア信号９ｄだけが水平レジスタ３に送られ、図２Ｅでは、画像信号７ｂとスミア信号９ｅが水平レジスタ３に送られる。
　これら図２Ａから図２Ｅまでの動きから分かるように、本発明の実施の形態１にかかる固体撮像装置１００では、垂直レジスタ２から水平レジスタ３へは、スミア信号９を含む画像信号７からなる第一信号と、スミア信号９のみからなる第二信号を交互に送出している。
　図３は本発明の実施の形態１に係るスミア補正方法の概念図である。本発明の実施の形態１にかかる固体撮像装置１００は、上記の規則性を利用して、ＡＦＥ及びＡ／Ｄ５の先に図示しない減算器を設け、この減算器により、スミア信号９を含む画像信号７からなる第一信号３１から、スミア信号９のみの第二信号３２を減算して、スミア信号９を含まない画像信号７を得ている。
　図４は本発明の実施の形態１に係る撮像機器の要部構成図である。図４において、撮像機器１１０では、撮像素子１９で得られた信号が前処理部２０であるＦＤ４とＡＦＥ及びＡ／Ｄ５によって増幅されると共に、アナログ信号をデジタル信号に変換される。そして、スミア信号９を含む画像信号７からなる第一信号と、スミア信号９のみからなる第二信号として順次出力される。その後、時間軸変換器２２によって第一信号と第二信号が時間軸を揃え、分離して出力される。スミア信号減算部２３が第一信号から第二信号を減算し、スミア信号９のない画像信号７を算出する。そして、画像信号処理部２５が画像信号２６として出力する。
　図５Ａは本発明の実施の形態１に係る固体撮像機器により撮影された通常露光時の画像を示す図である。図５Ｂは本発明の実施の形態１に係る固体撮像機器における電荷を送らないときの画像を示す図である。図５Ｃは本発明の実施の形態１に係るスミア補正方法を使用した後の画像を示す図である。
　図５Ａでは、画像信号７として、陸地、家、山、空の画像信号が得られている。画面の右側の上下の帯はスミア信号９である。スミア信号９は、スミア発生源８である太陽の光により発生している。スミア発生源８は破線で示している。一方、図５Ｂにおいて、受光素子１からの電荷を転送しないとき、いわゆる露光時間ゼロのときに受光素子１に電荷が生じたスミア信号９が示されている。
　本発明では、図５Ａのスミア信号９を含む画像信号７から図５Ｂのスミア信号９を減算して、図５Ｃに示すスミア信号９を含まない画像信号７を得ている。図５Ｃでは、スミア発生源８である太陽についても一つの画像信号としてスミア補正されている。
　以上説明したように、本発明によれば、スミア信号を含む画像信号とスミア信号の両者を共通の水平レジスタ３を介して送出しているため、従来のように別々の水平レジスタを介して信号を送出する場合に比べて、転送経路の特性の影響を受けない。そのため、誤差の少ないスミア補正ができる。
　また、従来のように受光素子から撮影情報を取り出すのを交互に行なわないので、より早く撮影情報の読み出しができる。また、本発明はスミア補正のために破棄する画素データがない。
　なお、撮像素子の全ての画素から得られる画像信号に対してスミア補正を行い、画像信号として出力することにより、撮像素子の有効画素の無駄を無くしても良い。
　（実施の形態２）
　次に、本発明の実施の形態２について説明する。本発明の実施の形態２に係る撮像機器は、受光素子の飽和状況により、高輝度の光源によって生じるスミアを補正するスミア補正モードを起動するか、飽和画素が多くて低下した先鋭感を増加させる高ダイナミックレンジモードを起動するかを切り替えている点に特徴がある。
　図６は本発明の実施の形態２に係る撮像機器の要部構成図である。図６において、撮像機器２１０は、通常露光時と短期露光時というように、露光量が異なる２種類の画像信号を１フィールド期間内に交互に出力する撮像素子４１と、増幅を行うと共にアナログ信号をデジタル信号に変換する前処理部４２と、撮像素子４１の飽和画素数が予め定めた閾値未満か、それ以上かの判定結果に基づきモード切り替えを行なうモード切替部５１と、を備えている。また、撮像素子４１の飽和画素数が予め定めた閾値未満のときにスミア補正を行なうスミア補正部４４と、画像信号の処理を行なう画像信号処理部４５と、を備えている。スミア補正部４４でスミア補正したときは、画像信号処理部４５からスミア補正した画像が画像信号４６として出力される。
　さらに、モード切替部５１と画像信号処理部４５の間には、飽和画素数が予め定めた閾値以上のときに高ダイナミックレンジ処理を行なう高ダイナミックレンジ処理部４８を備えている。
　ここで、高ダイナミックレンジ処理部４８の詳細な構成を説明する。高ダイナミックレンジ処理部４８は、露光量が異なる２種類の画像信号の時間軸を揃え、分離して出力する時間軸変換器５２と、この２種類の画像信号を合成するレベル合成部５３と、合成画像信号の輝度のヒストグラムを検出するヒストグラムデータ検波部５４と、このヒストグラムを基に階調特性を算出する階調補正データ算出部５５と、設定された階調特性に従って合成画像信号の階調補正を行なう階調補正部５６と、を備えている。そして、階調補正部５６から出力された階調補正後の合成画像が、画像信号処理回路４５を介して画像信号として出力される。
　本発明に係るスミア補正方法については、既に実施の形態１で述べたので、ここでは説明を省略し、高ダイナミックレンジ処理について説明する。図７Ａ～図７Ｄは本発明の実施の形態２に係る撮像機器の高ダイナミックレンジ処理を概念的に示した図である。図７Ａ～図７Ｄにおいて、横軸に撮像素子４１に光を当てた光量、縦軸に撮像素子４１で発生する電圧を示している。通常露光の場合、ＣＣＤなどの撮像素子４１の特性としては、図７Ａに折れ線Ａとして示すように、光量が所定光量を超えると電圧が増加しないで飽和する。一方、短時間露光のときは、図７Ｂに直線Ｂとして示すように、電圧が増加しつづけ、飽和しない。そこで、通常露光時の特性と、短時間露光時の特性を加算して、図７Ｃの折れ線Ｃのように合成する。このような合成処理により、光量が所定光量を超えても電圧が右肩上がりに増加する特性が得られる。
　さらに、図７Ｃの折れ線Ｃについて、階調補正すると、図７Ｄのような曲線Ｄが得られる。そして、階調補正後の特性を用いて画像信号を画像信号処理回路４５で処理して、先鋭な画像信号を出力する。
　図８は本発明の実施の形態２に係る撮像機器の動作を示すフローチャートである。まず、撮像機器２１０の撮像素子４１に画像の光が通常露光として照射する（ステップＳ０１）。すると前処理として、撮像素子４１の画素全部についてヒストグラムを作成する（ステップＳ０２）。前処理部４２は、飽和画素数判定部として撮像素子４１の中で飽和している画素数をカウントし、予め定めた閾値と比較する（ステップＳ０３）。飽和画素数が閾値未満であれば（ステップＳ０３のＹｅｓ）、スミア補正モードを起動する（ステップＳ０４）。スミア補正モードの動作としては、撮像素子４１からスミア信号を含む画像信号と、スミア信号を同じ転送経路から交互に転送する（ステップＳ０５）。スミア信号を含む画像信号からスミア信号を減算する（ステップＳ０６）。そしてスミア信号を含まない画像信号を得る（ステップＳ０７）。
　一方、前処理部４２によるステップＳ０３で、撮像素子４１の中で飽和している画素数を閾値と比較した結果、飽和画素数が閾値以上のときは（ステップＳ０３のＮｏ）、高ダイナミックレンジモードを起動する（ステップＳ０８）。高ダイナミックレンジモードの動作としては、通常露光時の光量／電圧特性と短時間露光時の光量／電圧特性を合成し、総合的な光量／電圧特性を得る（ステップＳ０９）。合成した光量／電圧特性について、階調補正をする（ステップＳ１０）。階調補正した光量／電圧特性に基づいて、画像信号を処理し、飽和画素が多くて低下した先鋭感を増加する（ステップＳ１１）。
　以上説明したように、本発明の実施の形態２に係る撮像機器２１０では、受光素子の飽和状況に応じて、高輝度の光源によって生じるスミアを補正するスミア補正モードを起動するか、飽和画素が多くて低下した先鋭感を増加させる高ダイナミックレンジモードを起動するかを切り替えているので、状況に応じた見やすい画像が得られる。
　（実施の形態３）
　次に、本発明の実施の形態３について説明する。本発明の実施の形態３に係る撮像機器は、通常の３倍以上の転送段数を持つ垂直レジスタを使用して、通常露光時の受光素子の電荷、受光素子からの電荷を転送しないスミアのみの電荷、短時間露光時の受光素子の電荷を転送し、それぞれの画像信号を出力する撮像素子とその信号を使用して、スミア補正、及び、高ダイナミックレンジ処理を同時に行う点に特徴がある。なお、ここでは、通常の３倍の転送段数を持つ３倍垂直ＣＣＤを用いた場合について説明する。
　図９は本発明の実施の形態３に係る固体撮像装置の要部構成図である。図９において、固体撮像装置３００には、受光素子６１を縦に一列、垂直レジスタ６２も縦に一列示しているが、実際には、いずれも一列ずつだけでなく複数列配置していて、受光素子６１がマトリックス状になるように配置しているのは、実施の形態１と同じである。
　図９において、受光素子６１は縦に４つ並んでいる。垂直レジスタ６２は、受光素子６１の数の３倍の数が並んでいて、下端において水平レジスタ６３に接続している。受光素子６１に光が当たると電荷が生じる。受光素子６１で生じた電荷は、図９の黒い矢印で示す搬送部６６が垂直レジスタ６２に運ぶ。このとき、垂直レジスタ６２の数が受光素子６１の数の３倍あるため、受光素子６１で生じた電荷を二つおきの垂直レジスタ６２に、黒丸で示す画像信号６７として保持する。図９では、垂直レジスタ６２には、通常露光時の受光素子６１の電荷４つが二つおきの垂直レジスタに運ばれている。他の垂直レジスタには受光素子６１の電荷を送っていない。
　図１０Ａ～図１０Ｃは本発明の実施の形態３に係る固体撮像装置の画像信号とスミア信号とが送り出される動作を示す図である。通常露光時の受光素子の電荷、受光素子から電荷を転送しないでスミアのみの電荷、短時間露光時の受光素子の電荷をそれぞれ転送しているときの信号出力状況を示している。
　図１０Ａは受光素子６１を通常露光したときの状況を示す。受光素子６１に光が当たると電荷が発生し、搬送部６６によって垂直レジスタ６２の二つおきのレジスタに電荷が画像信号６７として送られる。このとき、太陽光等のスミア発生源６８があると、強い光が当たった垂直レジスタ６２から水平レジスタ６３に向けてスミア信号６９が入る。垂直レジスタ６２と水平レジスタ６３とが交差している所で、スミア信号６９あるいはスミア信号６９と画像信号６７が水平レジスタ６３に移る。水平レジスタ６３からは、順次ＦＤ６４、ＡＦＥ及びＡ／Ｄ６５に送出される。なお、図１０Ａのタイミングでは、水平レジスタ６３から、スミア信号６９ａがＦＤ６４、ＡＦＥ及びＡ／Ｄ６５へ送出される。
　図１０Ｂは、受光素子からの電荷を転送しないでスミアのみの電荷が垂直レジスタ６２に入るときの状況を示している。スミア発生源６８があると、太陽光等の強い光が当たった垂直レジスタ６２から水平レジスタ６３に向けてスミア信号６９が入る。なお、図１０Ｂのタイミングでは、スミア信号６９ｂがＦＤ６４、ＡＦＥ及びＡ／Ｄ６５へ送出される。
　図１０Ｃは、受光素子６１を短時間露光したときの状況を示す。短時間露光で受光素子６１に光が当たると電荷が発生し、搬送部７０によって垂直レジスタ６２の二つおきのレジスタに電荷が短時間露光時の画像信号７１として送られる。図１０Ｃでは、短時間露光による画像信号７１を黒色三角で表示して、黒丸で示した通常露光時の画像信号６７と区別して図示している。スミア発生源６８があると、太陽光等の強い光が当たった垂直レジスタ６２から水平レジスタ６３に向けてスミア信号６９が入る。なお、図１０Ｃのタイミングでは、画像信号６７ａと、スミア信号６９ｃが送出される。
　図１１は本発明の実施の形態３に係るスミア補正方法とダイナミックレンジ処理の系統図を示す。図１１の左に、それぞれ種類の異なる信号を出力している固体撮像装置を７２、７３、７４の符号をつけて区別して示す。すなわち、固体撮像装置７２は、スミア信号を含む通常露光時の画像信号を出力している状況の固体撮像装置を示す。固体撮像装置７３は、スミア信号を出力している状況の固体撮像装置を示す。固体撮像装置７４は、スミア信号を含む短時間露光時の画像信号を出力している状況の固体撮像装置を示す。
　通常露光画像・スミア補正処理７５は、固体撮像装置７２から出力されたスミア信号を含む通常露光時の画像信号から、固体撮像装置７３から出力されたスミア信号を減算して、スミア信号を含まない通常露光時の画像信号を出力する。一方、短時間露光画像・スミア補正処理７６は、固体撮像装置７４から出力されたスミア信号を含む短時間露光時の画像信号から、固体撮像装置７３から出力されたスミア信号を減算して、スミア信号を含まない短時間露光時の画像信号を出力する。高ダイナミックレンジ補正処理７７は、通常露光画像・スミア補正処理７５で得られた通常露光時の光量／電圧特性と、短時間露光画像・スミア補正処理７６で得られた短時間露光時の光量／電圧特性を合成し、階調補正する。そして、階調補正した光量／電圧特性を用いて処理した画像信号を出力する。
　図１１に示した系統図のとおり、本発明の実施の形態３のスミア補正処理とダイナミックレンジ処理を行なうと、スミア信号を減算した通常露光時の画像信号と、スミア信号を減算した短時間露光時の画像信号という、どちらもスミア信号を含まない画像信号について高ダイナミックレンジ処理するので、通常露光による撮影画像において画素飽和とスミアによって見づらくなった画像からスミアをなくすとともに先鋭感を与える補正をすることができる。
　また、本発明は光素子からの電荷を転送しないスミアのみの画像信号を使用して、時間的、空間的に直近の通常露光時の画像信号と、短時間露光時の受光素子の画像信号中に含まれるスミア信号を補正するため、誤差が少ないという特徴がある。
　本発明は、スミア補正機能付き固体撮像装置、固体撮像装置のスミア補正方法、及びこれらを用いた撮像機器、例えばディジタルカメラ、車載用カメラ、監視カメラ、ビデオカメラ等に適用することが出来る。

Claims (18)

  1. 複数倍垂直ＣＣＤを用いた固体撮像装置において、
    受光素子で電荷に変換したスミア信号を含む画像信号からなる第一信号と、スミア信号のみの第二信号とを、垂直レジスタの各レジスタに交互に転送する垂直転送部と、
    前記第一信号と前記第二信号とを同じ転送経路から交互に転送する水平転送部と、
    前記第一信号から前記第二信号を減算する減算部と、を備え、
    前記第一信号から前記第二信号を減算してスミア信号を含まない画像信号を得るスミア補正機能を行なうことをと特徴とする
    固体撮像装置。
  2. 前記複数倍垂直ＣＣＤとして２倍垂直ＣＣＤを用いた
    請求項１に記載の固体撮像装置。
  3. 前記複数倍垂直ＣＣＤとして３倍垂直ＣＣＤを用いた
    請求項１に記載の固体撮像装置。
  4. 請求項１から請求項３のいずれか一つに記載の固体撮像装置を用いた
    撮像機器。
  5. 複数倍垂直ＣＣＤを用いた固体撮像装置のスミア補正方法において、
    受光素子で電荷に変換したスミア信号を含む画像信号からなる第一信号と、スミア信号のみの第二信号とを、垂直レジスタの各レジスタに交互に垂直転送する垂直転送ステップと、
    前記第一信号と前記第二信号とを同じ転送経路から交互に水平転送する水平転送ステップと、
    前記第一信号から前記第二信号を減算する減算ステップと、を有し、
    前記第一信号から前記第二信号を減算してスミア信号を含まない画像信号を得ることを特徴とする
    スミア補正方法。
  6. 前記複数倍垂直ＣＣＤとして２倍垂直ＣＣＤを用いた
    請求項５に記載の
    スミア補正方法。
  7. 前記複数倍垂直ＣＣＤとして３倍垂直ＣＣＤを用いた
    請求項５に記載の
    スミア補正方法。
  8. 請求項５から請求項７のいずれか一つに記載の固体撮像装置のスミア補正方法を用いた
    撮像機器。
  9. 複数倍垂直ＣＣＤを用いた固体撮像装置において、
    飽和画素数を判定する飽和画素数判定部と、
    前記飽和画素数判定部の判定結果により、前記複数倍垂直ＣＣＤの飽和画素数が予め定めた閾値未満のときはスミア補正モードを起動し、飽和画素数が予め定めた閾値以上のときは高ダイナミックレンジモードを起動するモード切替部と、
    前記スミア補正モードにおいて、前記複数倍垂直ＣＣＤの受光素子で電荷に変換したスミア信号を含む画像信号からなる第一信号とスミア信号のみの第二信号とを、垂直レジスタの各レジスタに交互に転送する垂直転送部と、
    前記第一信号と前記第二信号とを同じ転送経路から交互に転送する水平転送部と、
    前記第一信号から前記第二信号を減算する減算部と、を備え、
    前記モード切替部が前記スミア補正モードを起動したときには、
    前記水平転送部により、画像信号にスミア信号を含む第一信号と、スミア信号のみの第二信号とを同じ転送経路から交互に転送し、
    前記第一信号から前記第二信号を減算してスミア信号を含まない画像信号を得るスミア補正機能を行なうことを特徴とする
    固体撮像装置。
  10. 前記複数倍垂直ＣＣＤとして２倍垂直ＣＣＤを用いた
    請求項９に記載の固体撮像装置。
  11. 前記複数倍垂直ＣＣＤとして３倍垂直ＣＣＤを用いた
    請求項９に記載の固体撮像装置。
  12. 請求項９から請求項１１のいずれか一つに記載の固体撮像装置を用いた
    撮像機器。
  13. 複数倍垂直ＣＣＤを用いた固体撮像装置のスミア補正方法において、
    前記複数倍垂直ＣＣＤの飽和画素数を判定する飽和画素数判定ステップと、
    前記飽和画素数判定ステップの結果、飽和画素数が予め定めた閾値未満のときはスミア補正モードを起動し、飽和画素数が予め定めた閾値以上のときは、高ダイナミックレンジモードを起動するモード切替ステップと、を有し、
    前記スミア補正モードを起動したときには、
    前記複数倍垂直ＣＣＤにおいて、受光素子で電荷に変換した画像信号にスミア信号を含む第一信号と、スミア信号のみの第二信号とを垂直レジスタの各レジスタに交互に垂直転送する垂直転送ステップと、
    前記第一信号と前記第二信号とを同じ転送経路から交互に水平転送する水平転送ステップと、
    前記第一信号から前記第二信号を減算する減算ステップと、を実行し、
    前記第一信号から前記第二信号を減算してスミア信号を含まない画像信号を得るスミア補正モードを実行することを特徴とする固体撮像装置の
    スミア補正方法。
  14. 前記複数倍垂直ＣＣＤとして２倍垂直ＣＣＤを用いた
    請求項１３に記載の固体撮像装置のスミア補正方法を用いた撮像機器。
  15. 前記複数倍垂直ＣＣＤとして３倍垂直ＣＣＤを用いた
    請求項１３に記載の固体撮像装置のスミア補正方法を用いた撮像機器。
  16. 請求項１３から請求項１５のいずれか一つに記載の固体撮像装置のスミア補正方法を用いた
    撮像機器。
  17. 複数倍垂直ＣＣＤを用いた固体撮像装置において、
    ３倍以上の複数倍垂直ＣＣＤと、
    通常露光時に受光素子で電荷に変換したスミア信号を含む画像信号からなる第一信号と、スミア信号のみの第二信号と、短時間露光時に受光素子で電荷に変換したスミア信号を含む画像信号からなる第三信号とを、垂直レジスタの各レジスタに交互に転送する垂直転送部と、
    前記第一信号、前記第二信号と前記第三信号をと同じ転送経路から順に転送する水平転送部と、
    前記第一信号から前記第二信号を減算するとともに、前記第三信号から前記第二信号を減算する減算部と、
    高ダイナミックレンジ処理部と、を備え、
    前記第一信号から前記第二信号を減算してスミア信号を含まない通常露光時の画像信号を得る通常露光画像のスミア補正処理を行なうとともに、前記第三信号から前記第二信号を減算してスミア信号を含まない短時間露光時の画像信号を得る短時間露光画像のスミア処理を行い、それぞれスミア補正処理をした通常露光時の画像信号と短時間露光時の画像信号に基づいて高ダイナミックレンジ処理を行うことにより高ダイナミックレンジ補正をした画像を得ることを特徴とする
    固体撮像装置。
  18. 請求項１７に記載の固体撮像装置を用いた撮像機器。
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101595265B1 (ko) * 2009-12-03 2016-02-26 삼성전자주식회사 촬상장치 및 이를 이용한 스미어 제거 방법
US8964088B2 (en) * 2011-09-28 2015-02-24 Semiconductor Components Industries, Llc Time-delay-and-integrate image sensors having variable intergration times
JP6087674B2 (ja) * 2013-02-27 2017-03-01 キヤノン株式会社 撮像装置
DE102017003170A1 (de) * 2017-03-31 2018-10-04 MAX-PLANCK-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V. Verfahren und Vorrichtung zur Korrektur von Smear-Artefakten
CN112217959B (zh) * 2020-09-25 2022-08-09 中国科学院合肥物质科学研究院 一种星载临边CCD探测器的Smear噪声消除方法及存储介质

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06339077A (ja) 1993-05-31 1994-12-06 Sony Corp 固体撮像装置
JPH10155116A (ja) * 1996-11-21 1998-06-09 Nec Corp 固体撮像素子およびこれを用いた固体撮像装置
JP2002057944A (ja) * 2000-08-11 2002-02-22 Toshiba Microelectronics Corp 固体撮像装置の駆動方法
JP2005328212A (ja) * 2004-05-13 2005-11-24 Sony Corp 固体撮像装置および固体撮像装置の駆動方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5923370A (en) * 1996-10-08 1999-07-13 Dalsa, Inc. Image smear and dark signal reduction device and method
JP3920085B2 (ja) * 2001-12-11 2007-05-30 富士フイルム株式会社 固体撮像装置とそのスミア補正方法並びにデジタルスチルカメラ
US7430011B2 (en) * 2003-01-22 2008-09-30 Omnivision Technologies, Inc. Image sensor having dual automatic exposure control
JP2004260699A (ja) * 2003-02-27 2004-09-16 Canon Inc 撮像装置、撮像方法、及びプログラム
GB0316994D0 (en) * 2003-07-21 2003-08-27 E2V Tech Uk Ltd Smear reduction in CCD images
US20060018013A1 (en) * 2004-07-07 2006-01-26 Yoshimasa Suzuki Microscope imaging apparatus and biological-specimen examination system
JP2006129418A (ja) * 2004-09-29 2006-05-18 Fuji Photo Film Co Ltd 電荷転送型固体撮像素子の駆動方法及び撮像方法並びに撮像装置
US8212891B2 (en) * 2009-06-26 2012-07-03 Nokia Corporation Apparatus, methods and computer readable storage mediums

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06339077A (ja) 1993-05-31 1994-12-06 Sony Corp 固体撮像装置
JPH10155116A (ja) * 1996-11-21 1998-06-09 Nec Corp 固体撮像素子およびこれを用いた固体撮像装置
JP2002057944A (ja) * 2000-08-11 2002-02-22 Toshiba Microelectronics Corp 固体撮像装置の駆動方法
JP2005328212A (ja) * 2004-05-13 2005-11-24 Sony Corp 固体撮像装置および固体撮像装置の駆動方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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