(57)【要約】【課題】各色のブレの差が少ない画像を撮影することができる。【解決手段】受光素子１１は、所定の色の光を受光し、受光した光に応じた電荷を出力する光電変換部と、電荷を蓄積する電荷蓄積部と、ドレイン電極とを有した画素を、所定の色毎に複数種類備える。制御部１２は、受光素子１１の露光時間を複数に分割した時間毎に、光電変換部が出力した電荷を、電荷蓄積部とドレイン電極とに所定の色毎に定められた所定の時間の割合で振り分けるように画素を制御し、受光素子１１の露光が終了した後、電荷蓄積部が蓄積した電荷を読み出す。【選択図】図１
2011055341.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の色の光を受光し、受光した光に応じた電荷を出力する光電変換部と、前記電荷を蓄積する電荷蓄積部と、ドレイン電極とを有した画素を、前記所定の色毎に複数種類備えた受光素子と、
前記受光素子の露光時間を複数に分割した時間毎に、前記光電変換部が出力した電荷を、前記電荷蓄積部と前記ドレイン電極とに前記所定の色毎に定められた所定の時間の割合で振り分けるように前記画素を制御し、前記受光素子の露光が終了した後、前記電荷蓄積部が蓄積した電荷を読み出す制御部と、
を備えたことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記受光素子が備える画素は、電圧の印加に応じて、前記光電変換部が出力する電荷を前記ドレイン電極に出力するドレインゲートと、電圧の印加に応じて、前記光電変換部が出力する電荷を前記電荷蓄積部に出力する振り分けゲートとを備え、
前記制御部は、前記ドレインゲートと前記振り分けゲートとに電圧を印加することにより、前記光電変換部が出力した電荷を、前記電荷蓄積部と前記ドレイン電極とに前記所定の色毎に定められた所定の時間の割合で振り分ける
ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記所定の色毎に、前記所定の時間の割合を特定するホワイトバランス調整部
を備えたことを特徴とする請求項１または請求項２のいずれか１項に記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の単板カラー撮像装置（単板カラーカメラ）においては、撮像素子が備える赤色の光を電荷に変換する画素（Ｒ画素）と、緑色の光を電荷に変換する画素（Ｇ画素）と、青色の光を電荷に変換する画素（Ｂ画素）の露光時間を一律に制御している。そして、各画素が撮影した画像のホワイトバランスを調整するために、色毎にゲイン調整を行っている。一般的には、Ｇ画素が出力した信号のゲインを低くし、Ｒ画素とＢ画素とが出力した信号のゲインを高くする。
【０００３】
また、強い光が撮像素子に入射されると、撮像素子の領域のうち、光の当たっている領域から光の当たっていない領域に電子が漏れる。ここで、光の当たっていない領域においてもゲイン調整が行われる。例えば、Ｇ画素が出力した信号のゲインを低くし、Ｒ画素とＢ画素とが出力した信号のゲインを高くした場合、Ｒ画素とＢ画素とが出力した信号はＧ画素が出力した信号より大きくなるため、光の当たっていない領域（黒色の領域）には紫色が写り込む。また、撮像素子の色配列が飛び飛びの場合は、縞模様も発生する。
【０００４】
これを解決する方法として、電子シャッターを用いて各色の画素の露光時間を制御する方法が知られている（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−３５０２２２号公報
【特許文献２】特開２００３−２９９１１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、電子シャッターを用いて各色の画素の露光時間を制御した場合、各色の画素が電荷を蓄積するタイミングが大きく異なり、各色のブレの差が大きいという問題がある。例えば、Ｇ画素が電荷を蓄積する時間を短くし、Ｒ画素とＢ画素とが電荷を蓄積する時間を長くした場合、Ｇ画素が電荷を蓄積するタイミングと、Ｒ画素とＢ画素とが電荷を蓄積するタイミングとは大きく異なる。そのため、Ｒ画素とＢ画素のブレの量と、Ｇ画素のブレの量との差が大きくなり、被写体が動いた跡が紫色の画像となって残るという問題がある。
【０００７】
本発明は上述の課題を解決するためになされたものであり、各色のブレの差が少ない画像を撮影することができる撮像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、所定の色の光を受光し、受光した光に応じた電荷を出力する光電変換部（例えば、本実施形態における光電変換部１１１）と、前記電荷を蓄積する電荷蓄積部（例えば、本実施形態における電荷蓄積部１１６）と、ドレイン電極（例えば、本実施形態におけるドレイン電極１１４）とを有した画素（例えば、本実施形態における画素１１０）を、前記所定の色毎に複数種類備えた受光素子（例えば、本実施形態における受光素子１１）と、前記受光素子の露光時間を複数に分割した時間毎に、前記光電変換部が出力した電荷を、前記電荷蓄積部と前記ドレイン電極とに前記所定の色毎に定められた所定の時間の割合で振り分けるように前記画素を制御し、前記受光素子の露光が終了した後、前記電荷蓄積部が蓄積した電荷を読み出す制御部（例えば、本実施形態における制御部１２）と、を備えたことを特徴とする撮像装置（例えば、本実施形態における撮像装置１）である。
【０００９】
この構成によれば、画素が有する光電変換部は、所定の色の光を受光し、受光した光に応じた電荷を出力する。また、画素が有する電荷蓄積部は電荷を蓄積する。また、制御部は、受光素子の露光時間を複数に分割した時間毎に、光電変換部が出力した電荷を、電荷蓄積部とドレイン電極とに所定の色毎に定められた所定の時間の割合で振り分けるように画素を制御し、受光素子の露光が終了した後、電荷蓄積部が蓄積した電荷を読み出す。
【００１０】
これにより、受光素子の露光時間を複数に分割した時間毎に、光電変換部が出力した電荷を所定の色毎に定められた時間の割合で電荷蓄積部とドレインゲートとに振り分け、電荷蓄積部に振り分けられた電荷を蓄積することができるため、撮像装置は各色のブレの差が少ない画像を撮影することができる。
【００１１】
また、本発明の撮像装置において、前記受光素子が備える画素は、電圧の印加に応じて、前記光電変換部が出力する電荷を前記ドレイン電極に出力するドレインゲート（例えば、本実施形態におけるドレインゲート１１３）と、電圧の印加に応じて、前記光電変換部が出力する電荷を前記電荷蓄積部に出力する振り分けゲート（例えば、本実施形態における振り分けゲート１１５）とを備え、前記制御部は、前記ドレインゲートと前記振り分けゲートとに電圧を印加することにより、前記光電変換部が出力した電荷を、前記電荷蓄積部と前記ドレイン電極とに前記所定の色毎に定められた所定の時間の割合で振り分けることを特徴とする。
【００１２】
この構成によれば、画素が有するドレインゲートは、電圧の印加に応じて、光電変換部が出力する電荷をドレイン電極に出力する。また、画素が有する振り分けゲートは、電圧の印加に応じて、光電変換部が出力する電荷を電荷蓄積部に出力する。制御部は、ドレインゲートと振り分けゲートとに電圧を印加することにより、光電変換部が出力した電荷を、電荷蓄積部とドレイン電極とに所定の色毎に定められた所定の時間の割合で振り分ける。
【００１３】
これにより、制御部は、ドレインゲートと振り分けゲートとに電圧を印加することで、光電変換部が出力する電荷をドレイン電極と電荷蓄積部とに振り分けることができる。よって、制御部は、高速に、光電変換部が出力する電荷をドレイン電極と電荷蓄積部とに振り分けることができる。
【００１４】
また、本発明は、前記所定の色毎に、前記所定の時間の割合を特定するホワイトバランス調整部（例えば、本実施形態におけるホワイトバランス調整部１４）を備えたことを特徴とする撮像装置である。
【００１５】
この構成によれば、ホワイトバランス調整部は、所定の色毎に所定の時間の割合を特定する。これにより、撮像装置は、撮影条件に合わせて、ホワイトバランスを調整することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、各色のブレの差が少ない画像を撮影することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態における撮像装置の構成を示したブロック図である。
【図２】本実施形態における受光素子が備える画素の配列の一部を示した模式図である。
【図３】本実施形態における受光素子が備える画素の構成を表す構成図である。
【図４】本実施形態における撮像装置が備える各部の動作タイミングを示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の一実施形態について説明する。図１は本実施形態における撮像装置の構成を示したブロック図である。図示する例では、撮像装置１は、受光素子１１と、制御部１２と、画像処理部１３と、ホワイトバランス調整部１４とを備える。また、撮像装置１には着脱可能な光学系２が付けられている。
【００１９】
光学系２は、被写体から入射される光束を通過させ、受光素子１１の撮像面に被写体像を投影する。光学系２はレンズ（不図示）を備え、撮像装置１の制御部１２から入力される焦点調節指示に応じてレンズ（不図示）を移動させる。また光学系２は絞り（不図示）を備え、制御部１２から入力される絞り調節指示に応じて絞りを調節する。
【００２０】
受光素子１１は、赤色の光を電荷に変換する画素（Ｒ画素）と、緑色の光を電荷に変換する画素（Ｇ画素）と、青色の光を電荷に変換する画素（Ｂ画素）とが二次元に配列された構造を有し、光学系２より受光した光に応じた電荷を発生させて蓄積する。受光素子１１が備えるＲ画素と、Ｇ画素と、Ｂ画素との配列および各画素の構造については後述する。
【００２１】
制御部１２は、受光素子１１の制御を行い、受光素子１１が蓄積した電荷を読み出す。制御部１２が行う受光素子１１の制御方法および電荷を読み出すタイミングについては後述する。また、制御部１２は、撮像装置１が備える各部と光学系２の制御を行う。画像処理部１３は、制御部１２が受光素子１１から読み出した電荷に基づいて、画像を生成する。これにより、撮像装置１は被写体の画像を生成することができる。
【００２２】
ホワイトバランス調整部１４は、被写体に当たる光の種類など、撮影条件に基づいて、ホワイトバランスを調整するための情報を特定する。具体的には、ホワイトバランス調整部１４は、撮影条件に基づいて、受光素子１１が備えるＲ画素と、Ｇ画素と、Ｂ画素とが電荷を蓄積する時間の割合を特定する。例えば、白熱電球の色温度は太陽光の色温度と比較して低い。そのため、被写体に当たる光が白熱電球の光の場合、撮像装置１が撮像した画像は、赤い色が強い画像となる。この場合、赤い色を弱くするように、ホワイトバランス調整部１４は、Ｒ画素が電荷を蓄積する時間の割合を、Ｇ画素とＢ画素とが電荷を蓄積する時間の割合よりも小さい割合と特定する。
【００２３】
なお、ホワイトバランス調整部１４は、予め撮影条件に合わせたホワイトバランスを調整するための情報を複数種類記憶しておき、操作者によって任意のホワイトバランスの選択を受け付け、この選択に基づいて受光素子１１が備えるＲ画素と、Ｇ画素と、Ｂ画素とが電荷を蓄積する時間の割合を特定してもよい。また、ホワイトバランス調整部１４は、被写体に当たる光の種類などを検知するセンサを備え、このセンサが感知した情報に基づいて受光素子１１が備えるＲ画素と、Ｇ画素と、Ｂ画素とが電荷を蓄積する時間の割合を特定してもよい。
【００２４】
制御部１２は、ホワイトバランス調整部１４が特定したホワイトバランスを調整するための情報に基づいて、受光素子１１が備えるＲ画素と、Ｇ画素と、Ｂ画素とが電荷を蓄積する時間を制御する。制御方法については後述する。
【００２５】
次に、受光素子１１が備える画素の配列について説明する。図２は、本実施形態における受光素子１１が備える画素の配列の一部を示した模式図である。図示する例では、受光素子１１が備える画素の配列はベイヤ型画素配置となっている。具体的には、左上と右下に緑色の光を電荷に変換するＧ画素１１０−１が配置されている。また、右上に赤色の光を電荷に変換するＲ画素１１０−２が配置されている。また、左下には青色の光を電荷に変換するＢ画素１１０−３が配置されている。受光素子１１は、図２に示した配列で配置されている画素を複数個備えている。
【００２６】
なお、本実施形態では、Ｇ画素１１０−１と、Ｒ画素１１０−２と、Ｂ画素１１０−３との構成は同様の構成である。但し、Ｇ画素１１０−１と、Ｒ画素１１０−２と、Ｂ画素１１０−３とにはカラーフィルタが配置されている。例えば、Ｇ画素１１０−１には、緑色の光のみを透過するフィルタが配置されている。また、Ｒ画素１１０−２には、赤色の光のみを透過するフィルタが配置されている。また、Ｂ画素１１０−３には、青色の光のみを透過するフィルタが配置されている。そのため、Ｇ画素１１０−１と、Ｒ画素１１０−２と、Ｂ画素１１０−３とは、所定の色の光を電荷に変換する。具体的には、Ｇ画素１１０−１は緑色の光を電荷に変換する。また、Ｒ画素１１０−２は赤色の光を電荷に変換する。また、Ｂ画素１１０−３は青色の光を電荷に変換する。
【００２７】
次に、受光素子１１が備える画素の構成について説明する。図３は、受光素子１１が備える画素１１０の構成を表す構成図である。画素１１０は、光電変換部１１１と、電荷転送部１１２と、ドレインゲート１１３と、ドレイン電極１１４と、振り分けゲート１１５と、電荷蓄積部１１６と、リセットゲート１１７と、リセット電極１１８とを備える。
【００２８】
光電変換部１１１は、電荷転送部１１２と接続している。また、電荷転送部１１２はドレインゲート１１３を介してドレイン電極１１４と接続している。また、電荷転送部１１２は振り分けゲート１１５を介して電荷蓄積部１１６と接続している。また、電荷蓄積部１１６はリセットゲート１１７を介してリセット電極１１８と接続している。
【００２９】
また、ドレインゲート１１３は、ドレインゲート制御端子１１３１を備える。また、ドレイン電極１１４は、ドレイン電極出力端子１１４１を備える。また、振り分けゲート１１５は、振り分けゲート制御端子１１５１を備える。また、電荷蓄積部１１６は、電荷蓄積部出力端子１１６１を備える。また、リセットゲート１１７は、リセットゲート制御端子１１７１を備える。また、リセット電極１１８は、リセット電極出力端子１１８１を備える。
【００３０】
光電変換部１１１は、露光量に応じた電荷を生成し、生成した電荷を電荷転送部１１２に出力する。電荷転送部１１２は、光電変換部１１１から入力された電荷をドレイン電極１１４または電荷蓄積部１１６に出力する。制御部１２は、ドレインゲート１１３と振り分けゲート１１５とを制御することで、電荷転送部１１２が電荷を出力する先を制御することができる。
【００３１】
具体的には、制御部１２は、ドレインゲート１１３が電荷を通す（ゲートを開く）ようにドレインゲート１１３を制御し、振り分けゲート１１５が電荷を通さない（ゲートを閉じる）ように振り分けゲート１１５を制御することで、電荷転送部１１２がドレイン電極１１４に電荷を出力するように制御することができる。また、制御部１２は、ドレインゲート１１３が電荷を通さないようにドレインゲート１１３を制御し、振り分けゲート１１５が電荷を通すように振り分けゲート１１５を制御することで、電荷転送部１１２が電荷蓄積部１１６に電荷を出力するように制御することができる。
【００３２】
例えば、ドレインゲート１１３と振り分けゲート１１５とは外部から電圧をかけられると電荷を通す（ゲートを開く）構成（電界効果トランジスタ、Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、ＦＥＴ）とする。この場合、制御部１２は、ドレインゲート制御端子１１３１を介してドレインゲート１１３に電圧をかけることで、ドレインゲート１１３が電荷を通すようにドレインゲート１１３を制御することができる。同様に、制御部１２は、振り分けゲート制御端子１１５１を介して振り分けゲート１１５に電圧をかけることで、振り分けゲート１１５が電荷を通すように振り分けゲート１１５を制御することができる。各画素１１０がこのように構成されることにより、ドレインゲート１１３と振り分けゲート１１５とは、高速にゲートの開閉を行うことができ、制御部１２は、光電変換部１１１が出力した電荷を、ドレイン電極１１４と、電荷蓄積部１１６とに高速に振り分ける制御を行うことができる。
【００３３】
ドレイン電極１１４は、電荷転送部１１２から入力された電荷を、ドレイン電極出力端子１１４１を介して制御部１２に出力する。制御部１２は、ドレイン電極１１４から入力された電荷を外部に出力（廃棄）する。
【００３４】
電荷蓄積部１１６は、コンデンサであり、電荷転送部１１２から入力された電荷を蓄積する。制御部１２は、電荷蓄積部１１６が蓄積した電荷を、受光素子１１の露光が終わったタイミングで電荷蓄積部出力端子１１６１を介して読み出す。また、電荷蓄積部１１６は、リセットゲート１１７が電荷を通す（ゲートを開いている）間、蓄積した電荷をリセット電極１１８に出力する。
【００３５】
例えば、リセットゲート１１７は、ドレインゲート１１３と振り分けゲート１１５と同様の構成であり、外部から電圧をかけられると電荷を通す構成とする。この場合、制御部１２は、リセットゲート制御端子１１７１を介してリセットゲート１１７に電圧をかけることで、リセットゲート１１７を開くように制御することができる。これにより、制御部１２は、電荷蓄積部１１６が蓄積した電荷を、リセット電極１１８に出力するように制御することができる。
【００３６】
リセット電極１１８は、電荷蓄積部１１６から入力された電荷を、リセット電極出力端子１１８１を介して外部に出力（廃棄）する。
【００３７】
この構成により、制御部１２は、光電変換部１１１が出力した露光量に応じた電荷を、ドレイン電極１１４に出力するか、電荷蓄積部１１６に出力して蓄積するかを制御することができる。
【００３８】
次に、撮像装置１の動作について説明する。図４は、撮像装置１が備える各部の動作タイミングを示すタイミングチャートである。
【００３９】
図示するタイミングチャートは、受光素子１１が備える画素１１０の露光時間と、画素１１０が蓄積している電荷をリセットするタイミングと、画素１１０がリセット電位を出力するタイミングと、画素１１０が電荷を蓄積する時間および回数と、画素１１０が蓄積した電荷を制御部１２が読み出すタイミングとを示すタイミングチャート４０１を含む。
【００４０】
また、制御部１２が、画素１１０のリセットゲート１１７に電圧をかけるタイミングを示すタイミングチャート４０２を含む。また、制御部１２が、画素１１０の電荷蓄積部１１６が蓄積した電荷を読み出すタイミングを示すタイミングチャート４０３を含む。
【００４１】
また、Ｒ画素１１０−２の光電変換部１１１が出力した電荷を蓄積するタイミング、すなわち、制御部１２が、Ｒ画素１１０−２の振り分けゲート１１５に電圧をかけるタイミングを示すタイミングチャート４０４を含む。また、Ｒ画素１１０−２の光電変換部１１１が出力した電荷を廃棄するタイミング、すなわち、制御部１２が、Ｒ画素１１０−２のドレインゲート１１３に電圧をかけるタイミングを示すタイミングチャート４０５を含む。
【００４２】
また、Ｇ画素１１０−１の光電変換部１１１が出力した電荷を蓄積するタイミング、すなわち、制御部１２が、Ｇ画素１１０−１の振り分けゲート１１５に電圧をかけるタイミングを示すタイミングチャート４０６を含む。また、Ｇ画素１１０−１の光電変換部１１１が出力した電荷を廃棄するタイミング、すなわち、制御部１２が、Ｇ画素１１０−１のドレインゲート１１３に電圧をかけるタイミングを示すタイミングチャート４０７を含む。
【００４３】
また、Ｂ画素１１０−３の光電変換部１１１が出力した電荷を蓄積するタイミング、すなわち、制御部１２が、Ｂ画素１１０−３の振り分けゲート１１５に電圧をかけるタイミングを示すタイミングチャート４０８を含む。また、Ｂ画素１１０−３の光電変換部１１１が出力した電荷を廃棄するタイミング、すなわち、制御部１２が、Ｂ画素１１０−３のドレインゲート１１３に電圧をかけるタイミングを示すタイミングチャート４０９を含む。
【００４４】
以下、撮像装置１の動作について説明する。制御部１２は、撮像を開始する場合、光電変換部１１１が蓄積している電荷をリセットするために、画素１１０のドレインゲート１１３と、振り分けゲート１１５と、リセットゲート１１７とに所定の時間電圧をかける。
【００４５】
続いて、制御部１２は、画素１１０に基準電位を出力させるために、画素１１０のドレインゲート１１３に所定の時間電圧をかける。画素１１０のドレインゲート１１３は、制御部１１２に電荷を出力する。制御部１２は、このときドレイン電極１１４から入力された電位を「リセット電位」とする。
【００４６】
続いて、制御部１２は、光学系２を制御し、画素１１０の露光を開始する。このとき、制御部１２は、ホワイトバランス調整部１４が特定した、Ｒ画素１１０−２と、Ｇ画素１１０−１と、Ｂ画素１１０−３とが電荷を蓄積する時間の割合に基づいて、光電変換部１１１が出力した電荷をドレインゲート１１３と電荷蓄積部１１６とに振り分ける。
【００４７】
図示する例では、ホワイトバランス調整部１４は、Ｒ画素１１０−２とＧ画素１１０−１とＢ画素１１０−３とが電荷を蓄積する時間の割合を、２：１：２の割合と特定した場合のタイミングチャートを示している。
【００４８】
具体的には、露光時間をｎ個に分割しており、順に１回目の蓄積時間〜ｎ回目の蓄積時間としている。制御部１２は、Ｒ画素１１０−２とＢ画素１１０−３に対しては、各蓄積時間の始めの２分の１の時間の間、光電変換部１１１が出力した電荷を電荷蓄積部１１６に振り分け、各蓄積時間の終わりの２分の１の時間の間、光電変換部１１１が出力した電荷をドレインゲート１１３に振り分けるように制御する。また、制御部１２は、Ｇ画素１１０−１に対しては、各蓄積時間の始めの４分の１の時間の間、光電変換部１１１が出力した電荷を電荷蓄積部１１６に振り分け、各蓄積時間の終わりの４分の３の時間の間、光電変換部１１１が出力した電荷をドレインゲート１１３に振り分けるように制御する。
【００４９】
制御部１２は、この振り分けを１回目の蓄積時間〜ｎ回目の蓄積時間の計ｎ回実行する。これにより、Ｒ画素１１０−２とＢ画素１１０−３との電荷蓄積部１１６は、全露光時間の２分の１の時間に受光した光に応じた電荷を蓄積することができる。また、Ｇ画素１１０−１の電荷蓄積部１１６は、全露光時間の４分の１の時間に受光した光に応じた電荷を蓄積することができる。
【００５０】
なお、ドレインゲート１１３に振り分けられた電荷は制御部１２に入力されるが、制御部１２はこの電荷を廃棄する。
【００５１】
続いて、制御部１２は、光学系２を制御し、画素１１０の露光を終了する。画素１１０の露光終了後、制御部１２は、画素１１０の電荷蓄積部１１６が蓄積した電荷を読み出す。続いて、画像処理部１３は、制御部１２が電荷蓄積部１１６から読み出した電荷と、基準電位とに基づいて、画像を生成する。図示するタイミングチャートに基づいて動作した撮像装置１は、赤色と青色のゲインが、緑色のゲインの２倍の画像を生成することができる。
【００５２】
上述したとおり、Ｒ画素１１０−２とＧ画素１１０−１とＢ画素１１０−３とが有する光電変換部１１１は、所定の色の光を受光し、受光した光に応じた電荷を出力する。また、電荷蓄積部１１６は電荷を蓄積する。また、ドレイン電極１１４は電荷を制御部１２に出力し、制御部１２はこの電荷を廃棄する。また、制御部１２は、受光素子１１の露光時間を複数に分割した時間毎に、光電変換部１１１が出力した電荷を、所定の色毎に定められた所定の時間の割合で電荷蓄積部１１６とドレイン電極１１４とに振り分けるようにＲ画素１１０−２とＧ画素１１０−１とＢ画素１１０−３とを制御する。また、制御部１２は、受光素子１１の露光が終了した後、電荷蓄積部１１６が蓄積した電荷を読み出す。
【００５３】
制御部１２は、ドレインゲート１１３と振り分けゲート１１５とに電圧を印加することで、この振り分けを高速に行うことができる。そのため、露光時間を分割する数を多くすることができる。また、露光時間を多数に分割することで、Ｒ画素１１０−２とＧ画素１１０−１とＢ画素１１０−３とが電荷を蓄積するタイミングの差を小さくすることができる。例えば、露光時間が１／１５秒（０．６６７ｓ）であり、分割数が１０００である場合、１回の蓄積時間は約０．６６７ｍｓである。そのため、Ｒ画素１１０−２とＧ画素１１０−１とＢ画素１１０−３とが電荷を蓄積するタイミングの差は約０．６６７ｍｓ以下となる。
【００５４】
これにより、撮像装置１は、各色のブレの差が少ない画像を撮影することができる。
【００５５】
また、ホワイトバランス調整部１４は、被写体に当たる光の種類など、撮影条件に応じて、Ｒ画素１１０−２とＧ画素１１０−１とＢ画素１１０−３との露光比を決定し、Ｒ画素１１０−２とＧ画素１１０−１とＢ画素１１０−３とが電荷を蓄積する時間の割合と、振り分け回数（蓄積時間の回数、露光時間の分割数）とを特定する。
【００５６】
以下、ホワイトバランス調整部１４が、Ｒ画素１１０−２とＧ画素１１０−１とＢ画素１１０−３とが電荷を蓄積する時間の割合を特定する具体例について説明する。
【００５７】
Ｒ画素１１０−２とＧ画素１１０−１とＢ画素１１０−３とが電荷を蓄積する時間（１回目の蓄積時間〜ｎ回目の蓄積時間の各蓄積時間において、Ｒ画素１１０−２とＧ画素１１０−１とＢ画素１１０−３とが電荷を電荷蓄積部１１６に振り分ける時間）をＳＲ、ＲＧ、ＳＢとする。
【００５８】
また、露光時間（シャッター時間）をＴとし、振り分け回数をｎとする。この場合、Ｒ画素１１０−２とＧ画素１１０−１とＢ画素１１０−３との総露光時間（露光時間中に各画素が電荷を電荷蓄積部１１６に振り分けた総時間）をｔＲ、ｔＧ、ｔＢとすると、ｔＲ＝ＳＲ×ｎ、ｔＧ＝ＳＧ×ｎ、ｔＢ＝ＳＢ×ｎとなる。このとき、ｔＲ＜＝Ｔ、ｔＧ＜＝Ｔ、ｔＢ＜＝Ｔである。
【００５９】
また、Ｒ画素１１０−２とＧ画素１１０−１とＢ画素１１０−３とが電荷を完全に転送するまでに必要な時間をＳｍｉｎとする。例えば、Ｓｍｉｎを１０μ秒とする。また、振り分け回数ｎは１０００以上であることが望ましい。
【００６０】
上記の関係がある場合、ホワイトバランス調整部１４が決定したＲ画素１１０−２とＧ画素１１０−１とＢ画素１１０−３との露光比をＥＲ：ＥＧ：ＥＢ（最大が１に正規化されている）とする。ホワイトバランス調整部１４は、この露光比と、ユーザが決定した露光時間Ｔ（シャッター時間）またはカメラが備える露光調整部が決定した露光時間Ｔとから、Ｒ画素１１０−２とＧ画素１１０−１とＢ画素１１０−３とが電荷を蓄積する時間と、振り分け回数ｎとを以下の式より求めることができる。
【００６１】
ＥＲとＥＧとＥＢのうち最小の値をＥｍｉｎとし、Ｓｍａｘ＝Ｓｍｉｎ／Ｅｍｉｎとすると、振り分け回数ｎはｎ＝Ｔ／Ｓｍａｘとなる。また、Ｒ画素１１０−２とＧ画素１１０−１とＢ画素１１０−３とが電荷を蓄積する時間の割合ＳＲ、ＳＧ、ＳＢは、ＳＲ＝Ｓｍａｘ×ＥＲ、ＳＧ＝Ｓｍａｘ×ＥＧ、ＳＢ＝Ｓｍａｘ×ＥＢとなる。
【００６２】
上述したとおり、ホワイトバランス調整部１４は、被写体に当たる光の種類など、撮影条件に応じて、Ｒ画素１１０−２とＧ画素１１０−１とＢ画素１１０−３との露光比を決定し、Ｒ画素１１０−２とＧ画素１１０−１とＢ画素１１０−３とが電荷を蓄積する時間の割合と、振り分け回数とを特定することができる。これにより、撮像装置１は、被写体に当たる光の種類など、撮影条件に合わせてホワイトバランスを調整した画像を撮影することができる。
【００６３】
なお、シャッター時間Ｔの値によっては、振り分け回数ｎの値が１０００より小さくなることがある。この場合には、撮像装置１が撮像する画像は飛び飛びに写る可能性がある。
【００６４】
また、ホワイトバランス調整部１４は、被写体に当たる光の種類など、撮影条件に応じて、Ｒ画素１１０−２とＧ画素１１０−１とＢ画素１１０−３との露光比を決定し、Ｒ画素１１０−２とＧ画素１１０−１とＢ画素１１０−３とが電荷を蓄積する回数の割合と、振り分け時間とを特定する。
【００６５】
以下、ホワイトバランス調整部１４が、Ｒ画素１１０−２とＧ画素１１０−１とＢ画素１１０−３とが電荷を蓄積する回数の割合を特定する具体例について説明する。
【００６６】
Ｒ画素１１０−２とＧ画素１１０−１とＢ画素１１０−３とが電荷を蓄積する回数（１回目の蓄積〜ｎ回目の蓄積において、Ｒ画素１１０−２とＧ画素１１０−１とＢ画素１１０−３とが電荷を電荷蓄積部１１６に振り分ける回数）をｎＲ、ｎＧ、ｎＢとする。
【００６７】
また、露光時間（シャッター時間）をＴとし、１回あたりの露光時間をＳとし、ｎＲ、ｎＧ、ｎＢのうち最大の振り分け回数をｎとする。この場合、Ｒ画素１１０−２とＧ画素１１０−１とＢ画素１１０−３との総露光時間（露光時間中に各画素が電荷を電荷蓄積部１１６に振り分けた総時間）をｔＲ、ｔＧ、ｔＢとすると、ｔＲ＝Ｓ×ｎＲ、ｔＧ＝Ｓ×ｎＲ、ｔＢ＝Ｓ×ｎＲとなる。このとき、ｔＲ＜＝Ｔ、ｔＧ＜＝Ｔ、ｔＢ＜＝Ｔである。
【００６８】
また、Ｒ画素１１０−２とＧ画素１１０−１とＢ画素１１０−３とが電荷を完全に転送するまでに必要な時間をＳｍｉｎとし、Ｓｍｉｎ＜＝Ｓである。例えば、Ｓｍｉｎを１０μ秒とする。また、振り分け回数ｎは１０００以上であることが望ましい。
【００６９】
上記の関係がある場合、ホワイトバランス調整部１４が決定したＲ画素１１０−２とＧ画素１１０−１とＢ画素１１０−３との露光比をＥＲ：ＥＧ：ＥＢ（最大が１に正規化されている）とする。ホワイトバランス調整部１４は、この露光比と、ユーザが決定した露光時間Ｔ（シャッター時間）またはカメラが備える露光調整部が決定した露光時間Ｔとから、Ｒ画素１１０−２とＧ画素１１０−１とＢ画素１１０−３とが電荷を蓄積する時間Ｓと、振り分け回数ｎＲ、ｎＧ、ｎＢとを以下の式より求めることができる。
【００７０】
最大の振り分け回数ｎはｎ＝Ｔ／Ｓとなる。また、Ｒ画素１１０−２とＧ画素１１０−１とＢ画素１１０−３とが電荷を蓄積する回数ｎＲ、ｎＧ、ｎＢは、ｎＲ＝ｎ×ＥＲ、ｎＧ＝ｎ×ＥＧ、ｎＢ＝ｎ×ＥＢとなる。
【００７１】
Ｒ画素１１０−２とＧ画素１１０−１とＢ画素１１０−３とが電荷を振り分けるタイミングをそろえて転送する場合は、ｎ回より少ない回数の画素は露光時間内でなるべく均等に転送しない機会になるようにまびく。電荷を振り分けるタイミングをそろえない場合は、それぞれの画素ごとに露光時間を露光回数で割った周期で振り分ける。
【００７２】
上述したとおり、ホワイトバランス調整部１４は、被写体に当たる光の種類など、撮影条件に応じて、Ｒ画素１１０−２とＧ画素１１０−１とＢ画素１１０−３との露光比を決定し、Ｒ画素１１０−２とＧ画素１１０−１とＢ画素１１０−３とが電荷を蓄積する回数の割合と、振り分け時間とを特定することができる。これにより、撮像装置１は、被写体に当たる光の種類など、撮影条件に合わせてホワイトバランスを調整した画像を撮影することができる。
【００７３】
以上、図面を参照して本発明の実施形態について詳しく説明してきたが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内において様々な設計変更等をすることが可能である。
【符号の説明】
【００７４】
１・・・撮像装置、２・・・光学系、１１・・・受光素子、１２・・・制御部、１３・・・画像処理部、１４・・・ホワイトバランス調整部、１１０，１１０−１〜１１０−３・・・画素、１１１・・・光電変換部、１１２・・・電荷転送部、１１３・・・ドレインゲート、１１４・・・ドレイン電極、１１５・・・振り分けゲート、１１６・・・電荷蓄積部、１１７・・・リセットゲート、１１８・・・リセット電極、１１３１・・・ドレインゲート制御端子、１１４１・・・ドレイン電極出力端子、１１５１・・・振り分けゲート制御端子、１１６１・・・電荷蓄積部出力端子、１１７１・・・リセットゲート制御端子、１１８１・・・リセット電極出力端子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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