(57)【要約】【課題】同時性が保持された短時間露光画像と長時間露光画像とを合成し広ダイナミックレンジの被写体画像を撮像する撮像装置で、フラッシュ発光を可能とする。【解決手段】受光量に応じた信号電荷を蓄積する第１画素及び第２画素が交互にアレイ状に配列された撮像素子と、フラッシュを発光する撮影シーンの時に該フラッシュを発光するフラッシュ発光手段とを備える撮像装置で、前記第１画素の画素群を長時間露光すると共に前記第２画素の画素群を該長時間露光の露光期間中の一部期間だけ短時間露光し前記フラッシュを発光する撮影シーンの時には前記短時間露光と前記長時間露光とを同時に開始して該短時間露光を先に終了すると共に該終了のタイミング直前の所要タイミングで前記フラッシュの発光を行わせる。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
受光量に応じた信号電荷を蓄積する第１画素及び第２画素が交互にアレイ状に配列された撮像素子と、フラッシュを発光する撮影シーンの時に該フラッシュを発光するフラッシュ発光手段と、前記第１画素の画素群を長時間露光すると共に前記第２画素の画素群を該長時間露光の露光期間中の一部期間だけ短時間露光し前記フラッシュを発光する撮影シーンの時には前記短時間露光と前記長時間露光とを同時に開始して該短時間露光を先に終了すると共に該終了のタイミング直前の所要タイミングで前記フラッシュの発光を行わせる撮像制御手段とを備える撮像装置。
【請求項２】
請求項１に記載の撮像装置であって、前記短時間露光期間に対して前記長時間露光期間がｎ倍のとき、前記フラッシュの発光量のうち１／ｎの光量が前記短時間露光中に発光するタイミングを前記所要タイミングとして制御する撮像装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の撮像装置であって、撮影シーンがフラッシュ発光を行わない撮影シーンの時には、前記長時間露光の開始後に前記短時間露光を開始し該短時間露光と前記長時間露光とを同時に停止する撮像装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の撮像装置であって、前記長時間露光の開始を電子シャッタパルス印加停止で行い、前記長時間露光の終了をメカニカルシャッタ「閉」で行う撮像装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の撮像装置であって、前記第１画素の画素群を構成する各画素は格子状に配列されると共に各第１画素上に積層される３原色のカラーフィルタがベイヤ配列され、前記第２画素の画素群を構成する各画素が格子状に配列される共に各第２画素上に積層される３原色のカラーフィルタがベイヤ配列される撮像装置。
【請求項６】
請求項５に記載の撮像装置であって、前記第１画素の画素群を構成する画素行と前記第２画素の画素群を構成する画素行とが交互に且つ１／２画素ピッチずらして配列される撮像装置。
【請求項７】
請求項５または請求項６に記載の撮像装置であって、同色の前記カラーフィルタが積層され隣接する前記第１画素及び前記第２画素の各検出信号が加算される撮像装置。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の撮像装置であって、前記撮像素子は、前記画素から読み出された信号電荷を転送する垂直電荷転送路と、該垂直電荷転送路から受け取った前記信号電荷を出力アンプまで転送する水平電荷転送路とを備えるＣＣＤ型の撮像素子である撮像装置。
【請求項９】
請求項８に記載の撮像装置であって、前記垂直電荷転送路の転送方向端部と前記水平電荷転送路との間に、同色の前記カラーフィルタが積層された隣接する前記第１画素及び前記第２画素の各信号電荷を該水平電荷転送路上で加算するラインメモリが設けられる撮像装置。
【請求項１０】
請求項８または請求項９に記載の撮像装置であって、前記第１画素の画素群を構成する各画素の信号電荷を多フィールド読み出しする撮像装置。
【請求項１１】
請求項８または請求項９に記載の撮像装置であって、ＩＳＯ感度が所定感度以上の高感度撮影モードのときには、前記第１画素の画素群を構成する各画素の信号電荷を単フィールドで読み出す撮像装置。
【請求項１２】
請求項８乃至請求項１１のいずれかに記載の撮像装置であって、前記第２画素の画素群を構成する各画素の信号電荷を単フィールドで読み出す撮像装置。
【請求項１３】
請求項１１または請求項１２に記載の撮像装置であって、前記単フィールドで読み出し転送するとき前記信号電荷を入れる電位パケットを、多フィールドで読み出し転送するときの電位パケットの容量より小さくする撮像装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載の撮像装置であって、前記単フィールドで読み出し転送するとき前記信号電荷を入れる電位パケットを最小単位の容量とする撮像装置。
【請求項１５】
請求項８乃至請求項１４のいずれかに記載の撮像装置であって、前記第２画素の画素群を構成する各画素の信号電荷を前記垂直電荷転送路に読み出し転送するとき、該信号電荷の転送に使用しない前記垂直電荷転送路に空の電位パケットを送ってノイズ電荷を検出し、該ノイズ電荷に起因するノイズを前記第２画素の検出電荷に基づく撮像画像データから減算する撮像装置。
【請求項１６】
請求項８または請求項９に記載の撮像装置であって、前記第１画素から信号電荷を読み出す転送駆動と前記第２画素から信号電荷を読み出す転送駆動が異なる撮像装置。
【請求項１７】
フラッシュを発光する撮影シーンの時にフラッシュ光を発光し、受光量に応じた信号電荷を蓄積する第１画素及び第２画素が交互にアレイ状に配列された撮像素子を用いて被写体画像を撮像する撮像装置の駆動方法であって、前記第１画素の画素群を長時間露光すると共に前記第２画素の画素群を該長時間露光の露光期間中の一部期間だけ短時間露光し、前記フラッシュを発光する撮影シーンの時には前記短時間露光と前記長時間露光とを同時に開始して該短時間露光を先に終了すると共に該終了のタイミング直前の所要タイミングで前記フラッシュの発光を行わせる撮像装置の駆動方法。
【請求項１８】
請求項１７に記載の撮像装置の駆動方法であって、前記短時間露光期間に対して前記長時間露光期間がｎ倍のとき、前記フラッシュの発光量のうち１／ｎの光量が前記短時間露光中に発光するタイミングを前記所要タイミングとして制御する撮像装置の駆動方法。
【請求項１９】
請求項１７または請求項１８に記載の撮像装置の駆動方法であって、撮影シーンがフラッシュ発光を行わない撮影シーンの時には、前記長時間露光の開始後に前記短時間露光を開始し該短時間露光と前記長時間露光とを同時に停止する撮像装置の駆動方法。
【請求項２０】
請求項１７乃至請求項１９のいずれかに記載の撮像装置の駆動方法であって、前記長時間露光の開始を電子シャッタパルス印加停止で行い、前記長時間露光の終了をメカニカルシャッタ「閉」で行う撮像装置の駆動方法。
【請求項２１】
請求項１７乃至請求項２０のいずれかに記載の撮像装置の駆動方法であって、前記第１画素の画素群を構成する各画素は格子状に配列されると共に各第１画素上に積層される３原色のカラーフィルタがベイヤ配列され、前記第２画素の画素群を構成する各画素も格子状には配列される共に各第２画素上に積層される３原色のカラーフィルタがベイヤ配列されている撮像装置の駆動方法。
【請求項２２】
請求項２１に記載の撮像装置の駆動方法であって、前記第１画素の画素群を構成する画素行と前記第２画素の画素群を構成する画素行とが交互に且つ１／２画素ピッチずらして配列されている撮像装置の駆動方法。
【請求項２３】
請求項２１または請求項２２に記載の撮像装置の駆動方法であって、同色の前記カラーフィルタが積層されている隣接する前記第１画素及び前記第２画素の各検出信号が加算される撮像装置の駆動方法。
【請求項２４】
請求項１７乃至請求項２３のいずれかに記載の撮像装置の駆動方法であって、前記撮像素子は、前記画素から読み出された信号電荷を転送する垂直電荷転送路と、該垂直電荷転送路から受け取った前記信号電荷を出力アンプまで転送する水平電荷転送路とを備えているＣＣＤ型の撮像素子である撮像装置の駆動方法。
【請求項２５】
請求項２４に記載の撮像装置の駆動方法であって、前記垂直電荷転送路の転送方向端部と前記水平電荷転送路との間に、同色の前記カラーフィルタが積層された隣接する前記第１画素及び前記第２画素の各信号電荷を該水平電荷転送路上で加算するラインメモリが設けられている撮像装置の駆動方法。
【請求項２６】
請求項２４または請求項２５に記載の撮像装置の駆動方法であって、前記第１画素の画素群を構成する各画素の信号電荷を多フィールド読み出しする撮像装置の駆動方法。
【請求項２７】
請求項２４または請求項２５に記載の撮像装置の駆動方法であって、ＩＳＯ感度が所定感度以上の高感度撮影モードのときには、前記第１画素の画素群を構成する各画素の信号電荷を単フィールドで読み出す撮像装置の駆動方法。
【請求項２８】
請求項２４乃至請求項２７のいずれかに記載の撮像装置の駆動方法であって、前記第２画素の画素群を構成する各画素の信号電荷を単フィールドで読み出す撮像装置の駆動方法。
【請求項２９】
請求項２７または請求項２８に記載の撮像装置の駆動方法であって、前記単フィールドで読み出し転送するとき前記信号電荷を入れる電位パケットを、多フィールドで読み出し転送するときの電位パケットの容量より小さくする撮像装置の駆動方法。
【請求項３０】
請求項２９に記載の撮像装置の駆動方法であって、前記単フィールドで読み出し転送するとき前記信号電荷を入れる電位パケットを最小単位の容量とする撮像装置の駆動方法。
【請求項３１】
請求項２４乃至請求項３０のいずれかに記載の撮像装置の駆動方法であって、前記第２画素の画素群を構成する各画素の信号電荷を前記垂直電荷転送路に読み出し転送するとき、該信号電荷の転送に使用しない前記垂直電荷転送路に空の電位パケットを送ってノイズ電荷を検出し、該ノイズ電荷に起因するノイズを前記第２画素の信号電荷に基づく撮像画像データから減算する撮像装置の駆動方法。
【請求項３２】
請求項２４または請求項２５に記載の撮像装置の駆動方法であって、前記第１画素から信号電荷を読み出す転送駆動と前記第２画素から信号電荷を読み出す転送駆動が異なる撮像装置の駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、広ダイナミックレンジの被写体画像を撮像する撮像装置及びその駆動方法に係り、特に、フラッシュ発光時に広ダイナミックレンジ撮影を行う撮像装置及びその駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
長時間露光と短時間露光とを組み合わせることで、被写体の広ダイナミックレンジ画像を撮像する方法が知られている。例えば、固体撮像素子を２フィールド駆動することで１枚の被写体画像を撮像する場合に、先ず第１撮影フィールドで長時間露光し、得られた被写体画像データを固体撮像素子から読み出し、次に第２撮影フィールドで短時間露光し、得られた被写体画像データを固体撮像素子から読み出す。そして、両方の被写体画像データを合成することで、撮像画像の広ダイナミックレンジ化を図ることができる。
【０００３】
この様な方法で被写体画像を撮像する場合、その撮影シーンが暗い時や逆光時には、フラッシュ発光を行うことになる。しかし、長時間露光中のフラッシュ発光量と短時間露光中のフラッシュ発光量とが、長時間露光と短時間露光との露光時間比に制御されていないと、合成された被写体画像は不自然な画像になってしまう。そこで、下記の特許文献１に記載の従来技術では、夫々の撮影フィールドにおけるフラッシュ発光量を制御することで、画質劣化を回避している。
【０００４】
しかしながら、上述した従来技術は、長時間露光と短時間露光とを別々の撮影フィールドで行っているため、長時間露光により得られた被写体画像と、短時間露光により得られた被写体画像との同時性が保証されておらず、若干の時間ずれが生じている。
【０００５】
そこで、例えば固体撮像素子に形成された多数の画素を、第１画素群と第２画素群とに分け、第１画素群を長時間露光している間の一部期間に第２画素群を短時間露光して、同時性を保証する方法がある。この様な駆動方法を採用する場合、明るい画像を撮影するときは問題ないが、暗いシーンや逆光時にフラッシュ発光が行われると、フラッシュ発光量が精度良く露光時間比にならないため、違和感のある被写体画像になってしまうという問題がある。
【０００６】
この様な問題は、例えば下記の特許文献２に記載されている様に、複数回の短いパルス発光でフラッシュ発光を行う装置を設け、長時間露光と短時間露光の各々でのフラッシュ発光量をきめ細かく制御すれば、解決することができる。しかしながら、この様な短いパルス発光でフラッシュを行う装置は、部品コストを上昇させてしまうという別の問題が生じる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第３８２４３４９号公報
【特許文献２】特許第４０１４６２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、長時間露光により得られる被写体画像と短時間露光により得られる被写体画像の同時性を保証する方法で固体撮像素子を駆動すると共に、１回のパルス的なフラッシュ発光で被写体を照明したときでも発光量を長時間露光と短時間露光の露光時間比に制御して違和感の無い広ダイナミックレンジの被写体画像データを得ることができる撮像装置及びその駆動方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の撮像装置は、受光量に応じた信号電荷を蓄積する第１画素及び第２画素が交互にアレイ状に配列された撮像素子と、フラッシュを発光する撮影シーンの時に該フラッシュを発光するフラッシュ発光手段と、前記第１画素の画素群を長時間露光すると共に前記第２画素の画素群を該長時間露光の露光期間中の一部期間だけ短時間露光し前記フラッシュを発光する撮影シーンの時には前記短時間露光と前記長時間露光とを同時に開始して該短時間露光を先に終了すると共に該終了のタイミング直前の所要タイミングで前記フラッシュの発光を行わせる撮像制御手段とを備えることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の撮像装置の駆動方法は、フラッシュを発光する撮影シーンの時にフラッシュ光を発光し、受光量に応じた信号電荷を蓄積する第１画素及び第２画素が交互にアレイ状に配列された撮像素子を用いて被写体画像を撮像する撮像装置の駆動方法であって、前記第１画素の画素群を長時間露光すると共に前記第２画素の画素群を該長時間露光の露光期間中の一部期間だけ短時間露光し、前記フラッシュを発光する撮影シーンの時には前記短時間露光と前記長時間露光とを同時に開始して該短時間露光を先に終了すると共に該終了のタイミング直前の所要タイミングで前記フラッシュの発光を行わせることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、同時性が保証された短時間露光画像と長時間露光画像とを撮影するときに光量比を制御したフラッシュ発光を行うことが可能となり、フラッシュ発光が必要な撮影シーンにおいても、広ダイナミックレンジの被写体画像を撮像することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係る撮像装置の機能ブロック図である。
【図２】図１に示す撮像素子の表面模式図である。
【図３】図２のIII―III線断面模式図である。
【図４】図２に示す固体撮像素子の各色画素配列を簡易的に示した図である。
【図５】実施形態に係る撮像装置の駆動方法処理手順を示すフローチャートである。
【図６】実施形態の撮像装置におけるフラッシュ非発光時の駆動タイミングチャートである。
【図７】実施形態の撮像装置におけるフラッシュ発光時の駆動タイミングチャートである。
【図８】実施形態の撮像装置における短時間露光用画素からの信号電荷の読み出し説明図である。
【図９】実施形態の撮像装置における長時間露光用画素からの信号電荷の第１フィールドの読み出し説明図である。
【図１０】実施形態の撮像装置における長時間露光用画素からの信号電荷の第２フィールドの読み出し説明図である。
【図１１】実施形態の撮像装置における高感度撮影モード時における長時間露光用画素からの信号電荷の読み出し説明図である。
【図１２】実施形態の撮像装置におけるノイズ電荷の読み出し説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１４】
図１は、本発明の一実施形態に係る撮像装置の機能ブロック構成図である。この撮像装置（この例ではデジタルスチルカメラ）１０は、ＣＣＤ型の固体撮像素子１１と、固体撮像素子１１の前段に置かれたメカニカルシャッタ１２と、撮影レンズ１３と、絞り（アイリス）１４と、固体撮像素子１１の出力信号（撮像画像信号）をアナログ信号処理するＣＤＳＡＭＰ（相関二重サンプリング（ＣＤＳ），利得制御増幅器（ＡＭＰ））１５と、ＣＤＳＡＭＰ１５の出力信号をデジタル信号に変換するアナログデジタル（Ａ／Ｄ）変換器１６とを備える。
【００１５】
撮像装置１０は、更に、Ａ／Ｄ変換器１６から出力されるデジタル信号でなる撮像画像信号を取り込む画像入力コントローラ２１と、この撮像装置１０の全体を統括制御する演算処理装置（ＣＰＵ）２２と、撮像画像信号に対して周知の画像処理（オフセット処理，γ補正処理，ＲＧＢ／ＹＣ変換処理，同時化処理等）を施すデジタル信号処理回路２３と、固体撮像素子１１から出力される画像データから露出量，ホワイトバランスを自動検出するＡＥ＆ＡＷＢ検出回路２４と、ワークメモリとして使用するＳＤＲＡＭ２５と、フレームメモリ（ＶＲＡＭ）２６と、画像処理後の撮像画像データをＪＰＥＧ画像やＭＰＥＧ画像等に圧縮する圧縮処理回路２８と、カメラ背面等に設けられた液晶表示装置２９に撮像画像やスルー画像を表示するビデオエンコーダ３０と、記録メディア３１に撮像画像データを保存するメディアコントローラ３２と、固体撮像素子１１から出力される画像データからフォーカス位置を検出するＡＦ検出回路３３と、これらを相互接続するバス３６とを備える。
【００１６】
この撮像装置１０は、更に、メカニカルシャッタ１２の駆動モータ１２ａに駆動パルスを供給するモータドライバ４１と、撮影レンズ１３のフォーカスレンズ位置を駆動するモータ１３ａに駆動パルスを供給するモータドライバ４２と、絞り１４の絞り位置制御を行う駆動モータ１４ａに駆動パルスを供給するモータドライバ４３と、固体撮像素子１１に駆動タイミングパルス（電子シャッタパルス，読出パルス，転送パルス，ラインメモリ制御パルス等）を供給するタイミングジェネレータ４４と、フラッシュ発光部４５に発光指令パルスを印加するフラッシュコントローラ４６とを備え、これらは、ＣＰＵ２２からの指令に基づいて動作する。また、ＣＤＳＡＭＰ１５もＣＰＵ２２からの指令に基づいて動作する。
【００１７】
ＣＰＵ２２には、更に、撮影モード／再生モードを切り換えるスイッチ４８と、２段シャッタのシャッタレリーズボタン４９とが接続され、これらスイッチ４８，４９から入力されるユーザ指示に基づき、ＣＰＵ２２は撮像装置１０を制御する。
【００１８】
フレームメモリ（ＶＲＡＭ）２６には、詳細は後述する長時間露光により撮像され２フィールド読み出しされた長時間露光第１フィールド読み出しデータ格納領域２６ａと、長時間露光第２フィールド読み出しデータ格納領域２６ｂと、短時間露光読み出しデータ格納領域２６ｃと、ブルーミング等のノイズ補正データ格納領域２６ｄとが設けられている。
【００１９】
図２は、図１に示すＣＣＤ型の固体撮像素子１１の表面模式図である。この固体撮像素子１１には、半導体基板の表面部に、複数のフォトダイオード（図中の斜め四角で示す部分）５１が二次元アレイ状に配列形成されている。
【００２０】
奇数行のフォトダイオード群を第１画素群とし、偶数行のフォトダイオード群を第２画素群としたとき、第１画素群と第２画素群とは、１／２画素ピッチづつずらして形成され、全体として、所謂ハニカム画素配列となっている。
【００２１】
第１画素群だけ見れば各画素５１は正方格子配列され、各画素上に、赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）の三原色のカラーフィルタがベイヤ配列されている。第２画素群だけ見ても各画素５１は正方格子配列され、各画素上に、赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）の三原色のカラーフィルタがベイヤ配列されている。
【００２２】
各画素列に沿って垂直電荷転送路（ＶＣＣＤ）５２が蛇行して形成され、各垂直電荷転送路５２の転送方向端部に沿って水平電荷転送路（ＨＣＣＤ）５３が形成され、水平電荷転送路５３の出力端部には、転送されてきた信号電荷の電荷量に応じた電圧値信号を撮像画像信号として出力するアンプ５４が設けられている。また、各垂直電荷転送路５２の転送方向端部と水平電荷転送路５３との間には、各垂直電荷転送路５２毎にバッファ領域を持つラインメモリ５５が設けられている。
【００２３】
このラインメモリ５５は、例えば特開２００２―１１２１１９号公報や特開２００２―１１２１２２号公報に記載されている様なラインメモリであり、ラインメモリ制御パルスに従って垂直電荷転送路５２から受け取った信号電荷を一時的に保持し、保持した信号電荷を、水平電荷転送路５３の転送タイミングに合わせて水平電荷転送路５３に転送する機能を有する。これにより、例えば、或るＲ画素の信号電荷と、このＲ画素の左斜め下位置のＲ画素の信号電荷とを、水平電荷転送路上で画素加算することが可能となる。
【００２４】
各画素５１には、１画素につき２枚の転送電極が設けられており、この２枚の転送電極のうち一方たとえば下側（ＨＣＣＤ５３側）の転送電極が読出電極兼用となっている。第１画素群の読出電極には第１画素群用の読出パルスが共通に印加され、第２画素群の読出電極には第２画素群用の読出パルスが印加される接続構成となっている。図中で、各画素５１から右斜め下方向に出ている矢印は、信号電荷の読み出し方向，読み出し位置を示している。
【００２５】
以下、第１画素群を長時間露光用の画素とし、第２画素群を短時間露光用の画素として説明する。尚、「垂直」「水平」という用語を用いているが、これは、半導体基板の表面に沿う「１方向」「この１方向に対して略直角の方向」という意味に過ぎない。
【００２６】
図３は、図２のIII―III線断面模式図である。ｎ型半導体基板６０の表面部にはｐウェル層６１が形成され、このｐウェル層６１に、信号電荷蓄積用ｎ領域６２と、垂直電荷転送路５２を構成するｎ型埋め込みチャネル６３とが交互に形成される。
【００２７】
ｎ領域６１と、このｎ領域６１の信号電荷が読み出され転送される埋め込みチャネル６３とが一組となり、隣接する組間には高濃度ｐ型領域でなる素子分離領域６４が設けられている。ｎ領域６１の表面には、暗電流抑制用の高濃度ｐ層６５が設けられ、更に半導体基板６０の最表面にゲート絶縁膜６６が設けられる。
【００２８】
埋め込みチャネル６３の上には、ゲート絶縁膜６６を介してポリシリコン膜でなる垂直電荷転送路５２の転送電極膜６７が形成され、その上に絶縁層６８が形成され、更にその上に、タングステン等の遮光膜６９が形成される。この遮光膜６９には、ｎ領域６１上方位置に開口部６９ａが設けられる。
【００２９】
遮光膜６９の上には透明な平坦化膜７０が積層され、その上に、カラーフィルタ層（Ｒ，Ｇ，Ｂ）７１が積層され、その上に、平坦化層７２が積層され、その上に、マイクロレンズ（トップレンズ）層７３が設けられる。
【００３０】
斯かる構成のＣＣＤ型固体撮像素子１１では、被写体からの入射光はマイクロレンズ７３によって集光され、遮光膜開口部６９ａを通してｎ領域６２に入射し、露光量に応じた信号電荷がｎ領域６２に蓄積される。カラーフィルタＧを通して得られた信号電荷は、緑色の入射光量に応じた電荷量となり、カラーフィルタＲを通して得られた信号電荷は、赤色の入射光量に応じた電荷量となり、カラーフィルタＢを通して得られた信号電荷は、青色の入射光量に応じた電荷量となる。
【００３１】
ｎ領域６２に蓄積された信号電荷は、転送電極兼用の読出電極６７に読出パルスが印加されると、隣接する垂直電荷転送路５２の埋め込みチャネル６３に移動し、以後、垂直電荷転送路５２に沿ってラインメモリ５５の方向に転送され、ラインメモリ５５から水平電荷転送路５３に転送され、更に水平電荷転送路５３に沿って転送され、アンプ５４から信号電荷量５に応じた電圧値信号が撮像画像信号として出力される。
【００３２】
ラインメモリ５５を用いて水平方向画素加算する２つの同色画素を、長時間露光画素及び短時間露光画素とすることで、固体撮像素子内で信号電荷量の加算処理を行うことができる。しかし、勿論、長時間露光画素の撮像画像信号と、短時間露光画素の撮像画像信号とを別々に固体撮像素子１１から読み出して図１のフレームメモリ２６に格納し、フレームメモリ２６内でデータ加算を行うことも可能であり、どちらの方法を用いて広ダイナミックレンジの撮像画像データを得ても良い。また、撮影シーンによって、固体撮像素子内部で画素加算する方法と外部で画素加算する方法を使い分けても良い。
【００３３】
近年のＣＣＤ型固体撮像素子１１は、高感度化のために受光部（ｎ領域６２）の面積を広くすることが行われている。即ち、図３に示すｎ領域６２の幅ｘを広くしている。このため、必然的に、埋め込みチャネル６３の幅ｙが狭くなり、大面積のｎ領域６２の蓄積電荷（信号電荷）を一回の読出転送動作で固体撮像素子１１から読み出すことができなくなっている。このため、近年のＣＣＤ型固体撮像素子では、多フィールド読み出しが一般的である。
【００３４】
例えば２フィールドで読み出す場合には、図２で説明した第１画素群の垂直方向画素のうち１つ置きの画素の信号電荷を第１フィールドで読み出し転送して固体撮像素子１から出力させ、次の第２フィールドで残りの第１画素群の各信号電荷を読み出し転送して出力させる様にしている。本実施形態では、以下に説明する様に、長時間露光により得られた信号電荷は２フィールド読み出しする構成としている。
【００３５】
図４は、図２に示す固体撮像素子の各色画素配列を更に簡易的に示した図である。奇数行または偶数行の一方の画素行を第１画素群とし、他方の画素行を第２画素群とし、第１画素群を長時間露光し、第２画素群を短時間露光するのであるが、これを「画素列」でみても、長時間露光画素列と短時間露光画素列とが交互に並ぶことになる。
【００３６】
図４では、長時間露光する画素の色画素を大文字のＲ，Ｇ，Ｂとして図示し、短時間露光する画素の色画素を小文字のｒ，ｇ，ｂとして図示している。斜め方向に隣接する同色画素の信号電荷を加算する（ラインメモリ５５を用いて固体素子内部で加算しても、固体撮像素子から読み出した後に加算しても良いことは上述した通りである。）ことで、広ダイナミックレンジの被写体画像データ（Ｒ＋ｒ，Ｇ＋ｇ，Ｂ＋ｂ）を得ることができる。
【００３７】
長時間露光画素（第１画素群）の信号電荷を垂直電荷転送路５２に読み出す場合は、図４に示す読出電極Ｖ１，Ｖ５に読出パルスを印加すれば良い。短時間露光画素（第２画素群）の信号電荷を垂直電荷転送路５２に読み出す場合は、図４に示す読出電極Ｖ３，Ｖ７に読出パルスを印加すれば良い。
【００３８】
図５は、本実施形態の撮像装置１０で実行される撮像素子駆動方法の処理手順を示すフローチャートである。図１に示す撮像装置１０の電源が投入されてスイッチ４８が撮影モードに設定されるとこの制御プログラムが起動し、先ず、２段シャッタボタンのＳ１スイッチがオンになるのを待機する（ステップＳ１）。Ｓ１スイッチがオンされたとき、撮像装置１０はＡＦ動作，ＡＥ動作を行って被写体までのフォーカス位置を求めると共に測光を行う（ステップＳ２）。
【００３９】
そして次のステップＳ３で、測光結果に基づき、フラッシュ発光が必要であるか否かを判定する。フラッシュ発光「不要」の場合にはステップＳ４に進んで２段シャッタボタンのＳ２スイッチがオンされたか否かを判定し、オンされない場合にはステップＳ１に戻り、ステップＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４を繰り返し実行する。
【００４０】
ステップＳ３の判定の結果、フラッシュ発光が「必要」と判定された場合にはステップＳ５に進み、２段シャッタボタンのＳ２スイッチがオンされたか否かを判定し、オンされない場合にはステップＳ１に戻り、ステップＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ５を繰り返し実行する。
【００４１】
ステップＳ４の判定の結果、２段シャッタボタンが全押しされてＳ２スイッチが投入されると、次にステップＳ６に進み、詳細は図６で説明する第１駆動モードにて撮像動作を行う。
【００４２】
ステップＳ５の判定の結果、２段シャッタボタンが全押しされてＳ２スイッチが投入されると、次にステップＳ７に進み、詳細は図７で説明する第２駆動モードで撮像動作を行う。
【００４３】
ステップＳ６，Ｓ７で撮像動作が実行され、撮像画像信号が固体撮像素子１１から出力された後は、次のステップＳ８で画像処理が行われ、画像処理後の被写体画像データが記録メディア３１に保存され（ステップＳ９）、次の撮影のためステップＳ１に戻る。
【００４４】
図６は、上述したステップＳ６で実行されるフラッシュ非発光時の第１駆動モードを説明するタイミングチャートである。メカニカルシャッタ１２は「開」状態のため、長時間露光用画素（第１画素群）及び短時間露光用画素（第２画素群）は受光状態となる。しかし、この受光によって発生する信号電荷は、電子シャッタパルスが繰り返し半導体基板６０に印加され続けているため、各画素に電荷が蓄積されても直ぐに半導体基板６０側に廃棄されてしまう。
【００４５】
２段シャッタボタンの全押しのタイミングに応じたタイミングｔ０で電子シャッタパルスの印加が停止すると、長時間露光用画素と短時間露光用画素に、夫々、受光量に応じた信号電荷の蓄積が開始する。今、長時間露光と短時間露光の時間比を４：１とし、メカニカルシャッタ１２を「閉」にするタイミングをｔ２とすると、長時間露光用画素には、「ｔ２−ｔ０」の時間に渡って入射光が入り、信号電荷の蓄積が行われる。
【００４６】
短時間露光用画素の読出電極（図４のＶ３，Ｖ７）に、タイミングｔ１で読出パルスＡを印加すると、タイミングｔ０からタイミングｔ１までに短時間露光用画素に蓄積された信号電荷は、垂直電荷転送路に読み出されてしまい、短時間露光用画素の蓄積電荷は一旦「０」となってから、再び信号電荷の蓄積が開始される。
【００４７】
読出パルスＡを印加するタイミングｔ１を、「ｔ２−ｔ０」の期間の１／４の期間だけタイミングｔ２より前に設定すれば、「ｔ２−ｔ０」：「ｔ２−ｔ１」＝４：１となる。
【００４８】
メカニカルシャッタ１２がタイミングｔ２で「閉」になると、長時間露光用画素と短時間露光用画素への入射光が遮断され、露光終了となる。これにより、長時間露光用画素には「ｔ２−ｔ０」の露光時間に応じた信号電荷が蓄積され、短時間露光用画素には「ｔ２−ｔ１」の露光時間に応じた信号電荷が蓄積される。
【００４９】
短時間露光期間の全期間は、長時間露光期間内の一部期間となるため、長時間露光による撮像画像と短時間露光による撮像画像との同時性は保証される。
【００５０】
メカニカルシャッタ１２の「閉」後に、全ての垂直電荷転送路５２に対して高速掃出駆動パルスＢを印加すると、垂直電荷転送路５２上の不要電荷が高速掃き出しされて廃棄され、タイミングｔ１の読出パルスＡで短時間露光用画素から垂直電荷転送路５２に読み出された電荷も一緒に廃棄され、垂直電荷転送路５２は綺麗になる。その後に、図４の電極Ｖ３，Ｖ７に読出パルスＣが印加されると短時間露光用画素から信号電荷が垂直電荷転送路に読み出され、図４の電極Ｖ１，Ｖ５に読出パルスＤが印加されると長時間露光用画素から信号電荷が垂直電荷転送路に読み出される。以後、垂直転送パルスＥで垂直電荷転送路５２を駆動することで、信号電荷の転送が行われる。
【００５１】
この信号電荷の読み出しと転送は、図２で説明したように、近年の固体撮像素子では多フィールド読み出しが一般的となっており、本実施形態でも多フィールド読み出しとしている。図６では２フィールド読み出しとしている。この読み出し時の詳細については図８以下を用いて後述する。
【００５２】
図７は、上述したステップＳ７で実行されるフラッシュ発光時の第２駆動モードを説明するタイミングチャートである。図６の第１駆動モードでは、長時間露光期間の最後部分の期間を短時間露光期間と重ねる駆動方法を採用したが、フラッシュ発光時には、長時間露光期間の最初部分の期間を短時間露光期間と重なる駆動方法を採用している。
【００５３】
即ち、メカニカルシャッタ１２が「開」状態のタイミングｔ０で電子シャッタパルスの印加停止を行い、長時間露光用画素と短時間露光用画素の信号電荷の蓄積を開始する。長時間露光用画素は、図６の第１駆動モードと同様に、メカニカルシャッタ「閉」のタイミングｔ２で露光終了となるが、タイミングｔ０から（ｔ２−ｔ０）／４の時間後のタイミングｔ３で、短時間露光用画素の読出電極Ｖ３，Ｖ７に、読出パルスＪを印加する。これにより、露光期間「ｔ３−ｔ０」に渡って短時間露光用画素に蓄積された信号電荷が、垂直電荷転送路５２に読み出されることになる。
【００５４】
この信号電荷を、長時間露光期間が終了するまで垂直電荷転送路上で保持しておく。タイミングｔ３からメカニカルシャッタが「閉」となるタイミングｔ２まで、短時間露光用画素にも電荷蓄積は行われるが、この蓄積電荷の読み出しは行わない。
【００５５】
タイミングｔ２の後に、垂直電荷転送路５２に転送パルスＫを印加することで、タイミングｔ３で読み出された短時間露光用画素の信号電荷が水平電荷転送路に転送され、水平電荷転送路に沿って転送された後、固体撮像素子１１から出力される。
【００５６】
この短時間露光用画素の信号電荷の出力が行われた後に、長時間露光用画素の読出電極Ｖ１，Ｖ５に読出パルスＬを印加することで、長時間露光用画素の信号電荷の垂直電荷転送路への読み出しが行われ、以後、本実施形態では２フィールド読み出しを行う。
【００５７】
この第２駆動モードでは、第１駆動モードで行った高速掃出パルスＢによる掃出駆動は行わない。もし、高速掃出駆動を行うと、垂直電荷転送路上のタイミングｔ３で読み出された信号電荷が廃棄されてしまうからである。垂直電荷転送路を高速掃出駆動しないと、垂直電荷転送路上のノイズ電荷等を掃き出すことができないが、フラッシュが必要となる暗いシーンの撮影や逆光時の撮影では、垂直電荷転送路上のノイズ電荷は、フラッシュ発光が不要なシーンの撮影時に比較して少ないため、掃出駆動を行わなくてもノイズの多い画像にはならない。
【００５８】
この第２駆動モードで、短時間露光期間を長時間露光期間の最初部分に持ってきたのは、フラッシュ発光による被写体からの反射光のうち、全光量のうちの所要量、この例では１／４の光量を短時間露光用画素に入射させる制御が容易になるためである。
【００５９】
フラッシュ発光は、バッテリ電源からの電力をキャパシタに蓄積し、制御パルスの印加によってキャパシタ蓄積電荷をフラッシュ発光管に一気に流すことで行われる。このときの発光の立ち上がりは、図７の最下段に示すように急峻であるが、発光終了部分は、なだらかになってしまう。しかも、この発光終了部分は、キャパシタ特性の経年変化によって一定にならないという問題もある。
【００６０】
仮に、図６の最下段に示すようにタイミングｔ１付近でフラッシュ発光Ｚを行ったとする。このフラッシュ発光Ｚは、全て、長時間露光期間内で行われるため、全光量が長時間露光画素の信号電荷として反映することになる。
【００６１】
これに対し、上記例では、短時間露光期間を長時間露光期間の１／４としたため、フラッシュ発光量のうち１／４の光量が短時間露光画素に入るように制御すれば良いことになるが、経年的な変化などで一定とならないフラッシュ発光量の減衰部分（発光の終了部分）で１／４の光量が短時間露光用画素に入るように制御するのは容易でない。
【００６２】
即ち、何時のタイミングでフラッシュ発光を行えば、１／４の光量が短時間露光用画素に入るのか、このフラッシュ発光のタイミング制御が困難である。また、フラッシュ発光用のキャパシタの特性が経年的に変化した場合には、その変化に合わせてフラッシュ発光のタイミングを変えなければならなくなる。
【００６３】
そこで、本実施形態の第２駆動モードでは、フラッシュ発光の初期部分で１／４の光量が短時間露光画素に入るように制御することにしている。フラッシュ発光の初期部分における光量変化は、キャパシタ特性等が変化しても一定とみることができ、この初期部分で、上記例では、１／４のフラッシュ光量が短時間露光用画素に入るように制御するのは容易であり、また、高い制御精度を維持することができるからである。
【００６４】
図８は、第２画素群の短時間露光用画素（小文字のｒ，ｇ，ｂで示すカラーフィルタが積層された画素）から信号電荷を垂直電荷転送路に読み出し転送する様子を説明する図である。図示する例では、Ｖ３，Ｖ７電極に読出パルス電圧（例えば、＋１３．０Ｖ）を印加することで、短時間露光用画素の信号電荷は、Ｖ３，Ｖ７電極下に形成された電位パケット（図中で、縦ハッチングを施した部分）内に読み出される。
【００６５】
短時間露光用画素の蓄積電荷量（信号電荷量）は短時間露光であるため少なく、この信号電荷量を入れる電位パケットの飽和容量も小さくて済む。そこで、読み出すための電位パケットは、小パケットで済み、図示する例では、最小単位である１電極（Ｖ３電極またはＶ７電極）分の長さ（容量）としている。
【００６６】
信号電荷を保持した電位パケットは、以後、垂直転送方向に伸縮されて、水平電荷転送路の方向に転送される。Ｖ３電極下の電位パケットを例に説明すれば、Ｖ３電極とＶ４電極とがＶＭ電圧（例えば、０Ｖ）、他のＶ１，Ｖ２，Ｖ５，Ｖ６電極がＶＬ電圧（例えば、−８Ｖ）とされ、信号電荷を入れた電位パケットは２電極分となり、次に、Ｖ３電極をＶＬ電圧にすれば、信号電荷を入れた電位パケットはＶ４電極下の１電極分となり、垂直方向に１電極分だけ転送されたことになる。
【００６７】
この様な転送動作を４電極分連続して行うと、水平電荷転送路に１画素行分の信号電荷が転送されるため、次に、垂直電荷転送路の転送動作を停止し、この停止中に、水平電荷転送路を転送して信号電荷量に応じた撮像画像信号をアンプ５４から出力する、という動作を繰り返し実行する。
【００６８】
短時間露光用画素は、信号電荷量が少ないため、第２画素群の全画素の信号は、１回の読み出し動作で出力することができる。
【００６９】
図９，図１０は、第１画素群の長時間露光用画素（大文字のＲ，Ｇ，Ｂで示すカラーフィルタが積層された画素）から信号電荷を垂直電荷転送路に読み出し転送する様子を説明する図である。長時間露光用画素の蓄積電荷量は大きいため、容量の大きな電位パケットを用いて転送する必要が生じる。そこで、本実施形態では、長時間露光用画素から信号電荷を読み出し転送する場合には、２回に分けて行う。
【００７０】
先ず、図９に示す様に、長時間露光用画素のうち、１つ置きの画素（図中に○印を付した画素）から信号電荷を読み出して転送し、アンプ５４から出力した後、図１０に示す様に、残りの１つ置きの画素から信号電荷を読み出し転送し、アンプ５４から出力する。
【００７１】
図９では、電極Ｖ４，Ｖ５，Ｖ６，Ｖ７，Ｖ８，Ｖ１にＶＭ電圧（０Ｖ）を印加し電極Ｖ２，Ｖ３にＶＬ電圧（−８Ｖ）を印加することで、６電極分の長さの電位パケット（縦ハッチングで示した部分）を形成し、電極Ｖ５に高電圧ＶＨ（読出電圧たとえば＋１３Ｖ）を印加すると、この電位パケット内に長時間露光用画素から信号電荷が読み出される。以後、６電極分→５電極分→６電極分→…と、電位パケットを伸縮することで転送を行う。
【００７２】
図１０では、図９と同様にしてＶ８，Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４，Ｖ５の６電極分の電位パケットを形成して電極Ｖ１に読出パルスを印加して信号電荷を読み出し、以後、同様にして転送を行う。
【００７３】
この様に、信号電荷量が多くなる長時間露光用画素からの信号電荷の読み出しと転送を多フィールドで行うことで、過大光の入射によるタフネスさを向上でき、ブルーミング性能が向上する。
【００７４】
図９，図１０は、長時間露光用画素に大きな容量の信号電荷が蓄積された場合の読み出し方法の説明図であるが、長時間露光用画素であっても、信号電荷量が小さくなる場合がある。例えば、撮影シーンが暗いために、撮像装置１０をある感度（例えばＩＳＯ感度４００，８００等）以上の高感度モードで撮影する場合である。この高感度モードでは、短時間露光用画素には殆ど信号電荷の蓄積は無いため、長時間露光用画素の蓄積電荷だけで被写体画像を得ることになる。
【００７５】
この場合には、図１１に示す様に、図８の短時間露光用画素の信号読出と同様に、電位パケットを最小単位の１電極分（Ｖ１電極，Ｖ５電極）だけとして、１フィールド（単フィールド）で長時間露光用画素から信号電荷の読み出し転送を行う。
【００７６】
これにより、高感度モードでのフレームレートを高くすることが可能となり、連写機能が向上する。また、転送する電位パケットが小さいと、暗時ノイズを減少させることができ、撮像画像の品質が向上する。
【００７７】
図８では、電極Ｖ３，Ｖ７に読出パルスを印加して短時間露光用画素から信号電荷の電位パケットへの読み出しを行い、以後、転送する様子を説明したが、このとき、長時間露光用画素に隣接する垂直電荷転送路の転送電極にも短時間露光用画素に隣接する垂直電荷転送路の転送電極と同一転送パルスが印加されており、電位パケットの転送が、図１２に示す様に行われている。
【００７８】
図８では長時間露光用画素に隣接する垂直電荷転送路についての説明は省略したが、実際に、短時間露光用画素に隣接する垂直電荷転送路で短時間露光用画素の検出電荷（信号電荷）の転送を行っているとき、長時間露光用画素に隣接する垂直電荷転送路では、空の電位パケットが転送されている。
【００７９】
この空パケットには、ブルーミングが発生したときその電荷が入ることになり、また、スミア電荷も入ることになる。この様なノイズ電荷が空パケットで送られてくるためも、このノイズ電荷に起因するノイズデータを読み出して、図１のＶＲＡＭ２６のノイズ補正データ格納領域２６ｄに格納する。そして、短時間露光用画素から読み出した撮像画像信号から、このノイズデータを減算することで、画質劣化を最小限とすることが可能となる。
【００８０】
以上述べた様に、本発明の実施形態によれば、同時性が保証された長時間露光用画素，短時間露光用画素の撮像画像信号から広ダイナミックレンジの被写体画像を撮像することができ、また、暗いシーンや逆光時にもダイナミックレンジ比に応じたタイミングでフラッシュ発光を行うことが可能となり、室内外を問わず被写体の白飛びを減らすことが可能となる。
【００８１】
更に、多フィールド読み出しを行う構成を採用したため、撮像素子の画素面積増大化（＝垂直電荷転送路の狭小化）を図った撮像素子を採用でき、更なる高感度化を図ることができ、また、ブルーミング耐性が向上する。
【００８２】
更にまた、短時間露光用画素の信号電荷の読み出し時にスミア電荷やブルーミング電荷を検出するため、これらノイズ電荷による画質劣化を最小限にすることが可能となる。
【００８３】
尚、上述した実施形態では、ＣＣＤ型の固体撮像素子について述べたが、長時間露光及び短時間露光の関係やフラッシュ発光制御の実施形態の部分は、ＣＭＯＳ型等の他の形式の固体撮像素子にも適用可能である。
【００８４】
以上述べた実施形態の撮像装置及びその駆動方法は、受光量に応じた信号電荷を蓄積する第１画素及び第２画素が交互にアレイ状に配列された撮像素子と、フラッシュを発光する撮影シーンの時に該フラッシュを発光するフラッシュ発光手段とを備える撮像装置であって、前記第１画素の画素群を長時間露光すると共に、前記第２画素の画素群を該長時間露光の露光期間中の一部期間だけ短時間露光し、前記フラッシュを発光する撮影シーンの時には前記短時間露光と前記長時間露光とを同時に開始して該短時間露光を先に終了すると共に、該終了のタイミング直前の所要タイミングで前記フラッシュの発光を行わせることを特徴とする。
【００８５】
また、実施形態の撮像装置及びその駆動方法は、前記短時間露光期間に対して前記長時間露光期間がｎ倍のとき、前記フラッシュの発光量のうち１／ｎの光量が前記短時間露光中に発光するタイミングを前記所要タイミングとして制御することを特徴とする。
【００８６】
また、実施形態の撮像装置及びその駆動方法は、撮影シーンがフラッシュ発光を行わない撮影シーンの時には、前記長時間露光の開始後に前記短時間露光を開始し、該短時間露光と前記長時間露光とを同時に停止することを特徴とする。
【００８７】
また、実施形態の撮像装置及びその駆動方法は、前記長時間露光の開始を電子シャッタパルス印加停止で行い、前記長時間露光の終了をメカニカルシャッタ「閉」で行うことを特徴とする。
【００８８】
また、実施形態の撮像装置及びその駆動方法は、前記第１画素の画素群を構成する各画素は格子状に配列されると共に、各第１画素上に積層される３原色のカラーフィルタがベイヤ配列され、前記第２画素の画素群を構成する各画素も格子状に配列される共に、各第２画素上に積層される３原色のカラーフィルタがベイヤ配列されることを特徴とする。
【００８９】
また、実施形態の撮像装置及びその駆動方法は、前記第１画素の画素群を構成する画素行と前記第２画素の画素群を構成する画素行とが１／２画素ピッチずらして配列されることを特徴とする。
【００９０】
また、実施形態の撮像装置及びその駆動方法は、同色の前記カラーフィルタが積層され隣接する前記第１画素及び前記第２画素の各検出信号が加算されることを特徴とする。
【００９１】
また、実施形態の撮像装置及びその駆動方法の前記撮像素子は、前記画素から読み出された信号電荷を転送する垂直電荷転送路と、該垂直電荷転送路から受け取った前記信号電荷を出力アンプまで転送する水平電荷転送路とを備えるＣＣＤ型の撮像素子であることを特徴とする。
【００９２】
また、実施形態の撮像装置及びその駆動方法は、前記垂直電荷転送路の転送方向端部と前記水平電荷転送路との間に、同色の前記カラーフィルタが積層された隣接する前記第１画素及び前記第２画素の各信号電荷を該水平電荷転送路上で加算するラインメモリが設けられることを特徴とする。
【００９３】
また、実施形態の撮像装置及びその駆動方法は、前記第１画素の画素群を構成する各画素の信号電荷を多フィールド読み出しすることを特徴とする。
【００９４】
また、実施形態の撮像装置及びその駆動方法は、ＩＳＯ感度が所定感度以上の高感度撮影モードのときには、前記第１画素の画素群を構成する各画素の信号電荷を単フィールドで読み出すことを特徴とする。
【００９５】
また、実施形態の撮像装置及びその駆動方法は、前記第２画素の画素群を構成する各画素の信号電荷を単フィールドで読み出すことを特徴とする。
【００９６】
また、実施形態の撮像装置及びその駆動方法は、前記単フィールドで読み出し転送するとき前記信号電荷を入れる電位パケットを、多フィールドで読み出し転送するときの電位パケットの容量より小さくすることを特徴とする。
【００９７】
また、実施形態の撮像装置及びその駆動方法は、前記単フィールドで読み出し転送するとき前記信号電荷を入れる電位パケットを最小単位の容量とすることを特徴とする。
【００９８】
また、実施形態の撮像装置及びその駆動方法は、前記第２画素の画素群を構成する各画素の信号電荷を前記垂直電荷転送路に読み出し転送するとき、該信号電荷の転送に使用しない前記垂直電荷転送路に空の電位パケットを送ってノイズ電荷を検出し、該ノイズ電荷に起因するノイズを前記第２画素の画素群を構成する各画素の信号電荷に基づく撮像画像データから減算することを特徴とする。
【００９９】
また、実施形態の撮像装置及びその駆動方法は、前記第１画素から信号電荷を読み出す転送駆動と前記第２画素から信号電荷を読み出す転送駆動が異なることを特徴とする。
【０１００】
この実施形態の構成によれば、同時性が保証された短時間露光画像と長時間露光画像とを合成して広ダイナミックレンジの被写体画像を撮像するときフラッシュ発光を行うことが可能となり、様々な撮影シーンに対処することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【０１０１】
本発明に係る撮像装置は、フラッシュ発光時に短時間露光期間と長時間露光期間の時間比に応じたフラッシュ発光量だけ短時間露光用画素に割り振る制御が容易となるため、広ダイナミックレンジの被写体画像を撮像するときにフラッシュ発光を行うことが可能となり、デジタルカメラや携帯電話機搭載のカメラ等に適用すると有用である。
【符号の説明】
【０１０２】
１０  撮像装置
１１  ＣＣＤ型の固体撮像素子
１２  メカニカルシャッタ
１３  撮影レンズ
１４  アイリス（絞り）
２２  中央演算処理装置（ＣＰＵ）
２３  信号処理回路
２６  ＶＲＡＭ
４５  フラッシュ発光部
４６  フラッシュコントローラ
５１  画素（光電変換部：フォトダイオード）
５２  垂直電荷転送路（ＶＣＣＤ）
５３  水平電荷転送路（ＨＣＣＤ）
５４  出力アンプ
５５  ラインメモリ
６２  信号電荷蓄積用のｎ領域
６３  垂直電荷転送路の埋め込みチャネル
６７  転送電極膜
【図１】
2010263305.tif 000003
【図２】
2010263305.tif 000004
【図３】
2010263305.tif 000005
【図４】
2010263305.tif 000006
【図５】
2010263305.tif 000007
【図６】
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【図７】
2010263305.tif 000009
【図８】
2010263305.tif 000010
【図９】
2010263305.tif 000011
【図１０】
2010263305.tif 000012
【図１１】
2010263305.tif 000013
【図１２】
2010263305.tif 000014