(57)【要約】【課題】高感度撮影時等の撮影条件においてダイナミックレンジの拡大を行っても、暗電流ノイズの影響を低減して良好な画質を得る。【解決手段】撮像装置は、光入力を受け該光入力に応じた電荷を発生して蓄積するフォトダイオード（ＰＤ）と、電荷を蓄積するフローティングディフージョン（ＦＤ）と、ＰＤとＦＤとの間に配置された電荷保持部（ＭＥＭ）とを備えている。第１の動作モード（ステップＳ１０６）の際、ＰＤにおける電荷の蓄積動作中に第２の転送用スイッチによってＭＥＭとＦＤとを接続状態とし、第２の動作モード（ステップＡ１０７）の際、ＰＤにおける電荷の蓄積動作中に第２の転送用スイッチによってＭＥＭとＦＤとを分離状態とする。そして、第１及び第２の動作モードは、被写体の撮影を行う際の撮影条件に応じて切り替えられる（ステップＳ１０５）。【選択図】図８
2011124700.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光入力に応じた電荷を発生して蓄積する光電変換素子と、前記電荷を蓄積する電荷蓄積部と、前記光電変換素子と前記電荷蓄積部との間に配置された電荷保持部と、前記光電変換素子と前記電荷保持部との間を選択的に分離・接続する第１の転送用スイッチと、前記電荷保持部と前記電荷蓄積部との間を選択的に分離・接続する第２の転送用スイッチとを備える撮像素子と、
被写体の撮影を行う際の撮影条件に応じて、前記光電変換素子における前記電荷の蓄積動作中に、前記第２の転送用スイッチによって前記電荷保持部と前記電荷蓄積部とを分離状態にする第１の動作モードと、前記光電変換素子における前記電荷の蓄積動作中に、前記第２の転送用スイッチによって前記電荷保持部と前記電荷蓄積部とを接続状態にする第２の動作モードとのいずれかに設定する制御部と、
を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記撮影条件は、前記被写体の撮影を行った際に得られる画像の撮影記録感度であり、
前記制御部は、前記撮影記録感度が予め規定された撮影記録感度よりも低い低撮影記録感度であると、前記第１の動作モードに設定し、
前記撮影記録感度が前記予め規定された撮影記録感度以上の高撮影記録感度であると、前記第２の動作モードに設定することを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【請求項３】
前記撮影条件は、前記撮像装置の温度であり、
前記制御部は、前記撮像装置の温度が予め規定された温度よりも低い低温度であると、前記第１の動作モードに設定し、
前記撮像装置の温度が前記予め規定された温度以上の高温度であると、前記第２の動作モードに設定することを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【請求項４】
前記撮影条件は、前記被写体の撮影を行う際の撮影秒時であり、
前記制御部は、前記撮影秒時が予め規定された時間よりも短い短時間であると、前記第１の動作モードに設定し、
前記撮影秒時が前記予め規定された時間以上の長時間であると、前記第２の動作モードに設定することを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【請求項５】
光入力に応じた電荷を発生して蓄積する光電変換素子と、前記電荷を蓄積する電荷蓄積部と、前記光電変換素子と前記電荷蓄積部との間に配置された電荷保持部と、前記光電変換素子と前記電荷保持部との間を選択的に分離・接続する第１の転送用スイッチと、前記電荷保持部と前記電荷蓄積部との間を選択的に分離・接続する第２の転送用スイッチとを備える撮像素子を有する撮像装置を駆動制御するための駆動制御方法において、
被写体を撮影する際の撮影条件に応じて、前記光電変換素子における前記電荷の蓄積動作中に、前記第２の転送用スイッチによって前記電荷保持部と前記電荷蓄積部とを分離状態にする第１の動作モードと、
前記光電変換素子における前記電荷の蓄積動作中に、前記第２の転送用スイッチによって前記電荷保持部と前記電荷蓄積部とを接続状態にする第２の動作モードのいずれかに設定することを特徴とする撮像装置の駆動制御方法。
【請求項６】
前記撮影条件は、前記被写体の撮影を行った際に得られる画像の撮影記録感度であり、
前記撮影記録感度が予め規定された撮影記録感度よりも低い低撮影記録感度であると、前記第１の動作モードに設定し、
前記撮影記録感度が前記予め規定された撮影記録感度以上の高撮影記録感度であると、前記第２の動作モードに設定することを特徴とする請求項５記載の撮像装置の駆動制御方法。
【請求項７】
前記撮影条件は、前記撮像装置の温度であり、
前記撮像装置の温度が予め規定された温度よりも低い低温度であると、前記第１の動作モードに設定し、
前記撮像装置の温度が前記予め規定された温度以上の高温度であると、前記第２の動作モードに設定することを特徴とする請求項５記載の撮像装置の駆動制御方法。
【請求項８】
前記撮影条件は、前記被写体の撮影を行う際の撮影秒時であり、
前記撮影秒時が予め規定された時間よりも短い短時間であると、前記第１の動作モードに設定し、
前記撮影秒時が前記予め規定された時間以上の長時間であると、前記第２の動作モードに設定することを特徴とする請求項５記載の撮像装置の駆動制御方法。
【請求項９】
光入力に応じた電荷を発生して蓄積する光電変換素子と、前記電荷を蓄積する電荷蓄積部と、前記光電変換素子と前記電荷蓄積部との間に配置された電荷保持部と、前記光電変換素子と前記電荷保持部との間を選択的に分離・接続する第１の転送用スイッチと、前記電荷保持部と前記電荷蓄積部との間を選択的に分離・接続する第２の転送用スイッチとを備える撮像素子を有する撮像装置を駆動制御するための駆動制御プログラムにおいて、
被写体を撮影する際の撮影条件に応じて、前記光電変換素子における前記電荷の蓄積動作中に、前記第２の転送用スイッチによって前記電荷保持部と前記電荷蓄積部とを分離状態にする第１の動作モードと、
前記光電変換素子における前記電荷の蓄積動作中に、前記第２の転送用スイッチによって前記電荷保持部と前記電荷蓄積部とを接続状態にする第２の動作モードのいずれかに設定することを特徴とする駆動制御プログラム。
【請求項１０】
請求項９に記載の駆動制御プログラムを記録したコンピューター読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＣＭＯＳイメージセンサー等の撮像センサーを用いた撮像装置、その駆動制御方法、及びその駆動制御プログラム、並びに記録媒体に関し、特に、撮像センサーを構成する撮像素子が電荷保持部を備える撮像装置、その駆動制御方法、及びその駆動制御プログラム、並びに記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ＣＭＯＳイメージセンサー等の撮像センサーは複数の撮像素子を有しており、各撮像素子が単位画素（１画素分を意味する）を規定している。近年、デジタルカメラ又はビデオカメラ等の撮像装置では、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）やＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）イメージセンサー等の撮像センサーが用いられている。
【０００３】
また、高画素化に伴う画素縮小等が進むにつれて、撮像センサーに対して、光入力（つまり、光信号）に対するダイナミックレンジを拡大するための様々な工夫が求められている。
【０００４】
例えば、特許文献１〜特許文献３においては、単位画素を規定する撮像素子内にフローティングディフュージョン以外の電荷保持部を備え、この電荷保持部によってダイナミックレンジを拡大することが提案されている。
【０００５】
上述のように、特許文献１〜特許文献３においては、撮像素子がフローティングディフュージョンとは別の電荷保持部を備える構造を有している。特に、特許文献２及び特許文献３では、電荷の蓄積時間中にフォトダイオードから溢れる電荷を、オーバーフローゲートを介して電荷保持部に蓄積するようにしている。そして、これによって、ダイナミックレンジを確保している。
【０００６】
ここで、図１３は、ＣＭＯＳイメージセンサーで用いられる画素６０を構成する回路の一例を示す図である。
【０００７】
例えば、ＣＭＯＳイメージセンサーは複数の画素６０を有しており、ＣＭＯＳイメージセンサーにおいて、これら画素６０がマトリックス状に配置されている。
【０００８】
図示の画素６０は、フォトダイオード（以下、ＰＤと呼ぶ）６１を有している。ＰＤ６１は、撮影レンズ（図示せず）によって結像された光入力（つまり、光学像）を受けて、電荷を発生し蓄積する。第１の転送トランジスタ６２は、第１の転送用スイッチとして用いられるトランジスタであり、ＭＯＳトランジスタで構成されている。
【０００９】
フローティングディフージョン（以下、ＦＤと呼ぶ）６４は、ＰＤ６１に蓄積された電荷を電圧として保持する。リセットトランジスタ６３は、ＦＤ６４の電位をリセットする。増幅トランジスタ６５は、ソースフォロワで接続されており、選択トランジスタ６６は、ＣＭＯＳイメージセンサーにおける行の選択を行うために用いられる。そして、垂直出力線６７には選択トランジスタ６６を介して出力電圧が出力される。
【００１０】
電荷保持部（以下、ＭＥＭと呼ぶ）６８が、ＰＤ６１とＦＤ６４との間に配置されている。そして、第１の転送用トランジスタ６２を介して、ＰＤ６１から電荷がＭＥＭ６８に転送される、ＭＥＭ６８に溜まった電荷は、第２の転送用スイッチとして用いられる第２の転送用トランジスタ６９を介してＦＤ６４に転送される。
【００１１】
図１４は、上述の画素６０におけるポテンシャルを示す図である。図１４において、ＰＤ６１とＭＥＭ６８との間には、第１の転送トランジスタ６２で規定される障壁ＴＸ１が存在する。また、ＭＥＭ６８とＦＤ６４の間には、第２の転送トランジスタ６９で規定される障壁ＴＸ２が存在する。
【００１２】
ＰＤ６１とＭＥＭ６８との間の障壁ＴＸ１は、保持可能な電荷（以下、保持可能電荷と呼ぶ）を上回り、かつ、溢れる電荷が流れ出る方向が、ＭＥＭ６８側となるような設定とされている。光入力によって発生する電荷がＰＤ６１の可能保持電荷を上回った場合に、障壁ＴＸ１を越えて、ＭＥＭ６８に電荷が保持される。
【００１３】
なお、ＭＥＭ６８の容量設定によっては、電荷蓄積中は、第１の転送トランジスタ６２をアクティブ状態にして、ＰＤ６１に蓄積される電荷を常にＭＥＭ６８に転送する設定とするようにしてもよい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２００６−１９６７４２号公報
【特許文献２】特開２００６−２１７４１０号公報
【特許文献３】特開２００６−２４６４５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
ところで、ＰＤ６１及びＦＤ６４と同様に、ＭＥＭ６８にも時間に応じて増加する暗電流に起因するノイズが発生する。そして、電荷の蓄積中において、光入力による電荷の蓄積をＰＤ６１とＭＥＭ６８とで行って、ダイナミックレンジの拡大を行う際には、ＭＥＭ６８で生ずる暗電流によるノイズ成分を除去できないということになる。
【００１６】
従って、ＭＥＭ６８を備えない画素と、ＭＥＭ６８を有する画素６０とを比べた場合、ＰＤ６１及びＦＤ６４の面積等の諸条件が同一であっても、ＭＥＭ６８を有する画素６０の方が、ＭＥＭ６８の暗電流によるノイズ成分があるため、ＣＭＯＳイメージセンサーにおいて、その出力ノイズが大きくなってしまうことになる。
【００１７】
また、画素６０の後段又はＣＭＯＳイメージセンサーの後段で増幅を行うようにした高感度撮影等においては、もともと光入力が少ないので、画素６０におけるダイナミックレンジの不足は発生しにくい。このため、ダイナミックレンジを拡大する必要性が低い。
【００１８】
図１５は、同一の露出の画像を得ようとする際、撮影記録感度の設定の違いによるＰＤ６１に蓄積される電荷量の一例を示す図である。
【００１９】
撮像装置における撮影記録感度（ＩＳＯ感度）は、『ＰＤ６１の蓄積電荷×後段の回路ゲイン』によって決まる。このため、被写体の輝度に対して、同一の露出で撮影を行う場合、ＩＳＯ１００＝ＰＤ６１の電荷量１００％×回路ゲイン１倍、ＩＳＯ２００＝ＰＤ６１の電荷量５０％×回路ゲイン２倍となる。従って、ＩＳＯ感度が高くなると、ＰＤ６１の許容量に余裕ができる状態となる（つまり、オーバーフローしにくい状態となる）。
【００２０】
そして、ＰＤ６１に対する光入力は少なくてすむので、画素６０のダイナミックレンジ不足が発生しにくい。一方、ダイナミックレンジの拡大を行った場合、時間に依存する暗電流によるノイズ成分は低感度撮影時と同等に発生し、後段で増幅を行う関係上、暗電流によるノイズ成分が増幅され、画質が悪化しやすい。
【００２１】
例えば、ＩＳＯ１００の場合、画素６０で発生した暗電流分は、後段で回路ゲインが１倍であるから、その発生分のみが影響する。ところが、ＩＳＯ２００では、後段で回路ゲインが２倍となるから、発生暗電流に対して２倍の影響を受けてしまうことになる。
【００２２】
本発明の目的は、高感度撮影時等の撮影条件において、ダイナミックレンジの拡大を行っても、暗電流ノイズの影響を低減して良好な画質を得ることのできる撮像装置、その駆動制御方法、及びその駆動制御プログラム、並びに記録媒体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
本発明による撮像装置は、光入力に応じた電荷を発生して蓄積する光電変換素子と、前記電荷を蓄積する電荷蓄積部と、前記光電変換素子と前記電荷蓄積部との間に配置された電荷保持部と、前記光電変換素子と前記電荷保持部との間を選択的に分離・接続する第１の転送用スイッチと、前記電荷保持部と前記電荷蓄積部との間を選択的に分離・接続する第２の転送用スイッチとを備える撮像素子と、被写体の撮影を行う際の撮影条件に応じて、前記光電変換素子における前記電荷の蓄積動作中に、前記第２の転送用スイッチによって前記電荷保持部と前記電荷蓄積部とを分離状態にする第１の動作モードと、前記光電変換素子における前記電荷の蓄積動作中に、前記第２の転送用スイッチによって前記電荷保持部と前記電荷蓄積部とを接続状態にする第２の動作モードとのいずれかに設定する制御部とを有することを特徴とする。
【００２４】
本発明による撮像装置の駆動制御方法は、光入力に応じた電荷を発生して蓄積する光電変換素子と、前記電荷を蓄積する電荷蓄積部と、前記光電変換素子と前記電荷蓄積部との間に配置された電荷保持部と、前記光電変換素子と前記電荷保持部との間を選択的に分離・接続する第１の転送用スイッチと、前記電荷保持部と前記電荷蓄積部との間を選択的に分離・接続する第２の転送用スイッチとを備える撮像素子を有する撮像装置を駆動制御するための駆動制御方法において、被写体を撮影する際の撮影条件に応じて、前記光電変換素子における前記電荷の蓄積動作中に、前記第２の転送用スイッチによって前記電荷保持部と前記電荷蓄積部とを分離状態にする第１の動作モードと、前記光電変換素子における前記電荷の蓄積動作中に、前記第２の転送用スイッチによって前記電荷保持部と前記電荷蓄積部とを接続状態にする第２の動作モードのいずれかに設定することを特徴とする。
【００２５】
本発明の駆動制御プログラムは、光入力に応じた電荷を発生して蓄積する光電変換素子と、前記電荷を蓄積する電荷蓄積部と、前記光電変換素子と前記電荷蓄積部との間に配置された電荷保持部と、前記光電変換素子と前記電荷保持部との間を選択的に分離・接続する第１の転送用スイッチと、前記電荷保持部と前記電荷蓄積部との間を選択的に分離・接続する第２の転送用スイッチとを備える撮像素子を有する撮像装置を駆動制御するための駆動制御プログラムにおいて、被写体を撮影する際の撮影条件に応じて、前記光電変換素子における前記電荷の蓄積動作中に、前記第２の転送用スイッチによって前記電荷保持部と前記電荷蓄積部とを分離状態にする第１の動作モードと、前記光電変換素子における前記電荷の蓄積動作中に、前記第２の転送用スイッチによって前記電荷保持部と前記電荷蓄積部とを接続状態にする第２の動作モードのいずれかに設定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、撮影条件に応じて選択的に第１及び第２の動作モードの切り替えを行うようにしたので、高感度撮影時等においてダイナミックレンジの拡大を行っても、暗電流ノイズの影響を低減して良好な画質を得ることができるという効果がある。つまり、撮影条件に応じて、広いダイナミックレンジが必要な場合には、ダイナミックレンジ確保優先の動作とする。一方、ダイナミックレンジに余裕がある場合には、暗電流に起因するノイズ除去を優先的に設定するようにしている。従って、撮像条件に応じて適切な画質を得ることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施の形態による撮像装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図２】図１に示すＣＭＯＳイメージセンサーのレイアウトを示す図である。
【図３】図２に示すＣＭＯＳイメージセンサーの第１の動作モードにおける動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図４】図２に示すＣＭＯＳイメージセンサーの第１の動作モードにおけるポテンシャルを示す図であり、（Ａ）はリセット時のポテンシャルを示す図、（Ｂ）は電荷蓄積時のポテンシャルを示す図、（Ｃ）は電荷転送時のポテンシャルを示す図である。
【図５】図２に示すＣＭＯＳイメージセンサーの第２の動作モードにおける動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図６】図２に示すＣＭＯＳイメージセンサーの第２の動作モードにおけるポテンシャルを示す図であり、（Ａ）はリセット時のポテンシャルを示す図、（Ｂ）は電荷蓄積時のポテンシャルの一例を示す図、（Ｃ）は電荷蓄積時のポテンシャルの他の例を示す図、（Ｄ）は電荷蓄積終了時のポテンシャルを示す図、（Ｅ）は電荷転送時のポテンシャルを示す図である。
【図７】図２に示すＣＭＯＳイメージセンサーのポテンシャルの他の例を示す図であり、（Ａ）はリセット時のポテンシャルを示す図、（Ｂ）は電荷蓄積時のポテンシャルの一例を示す図、（Ｃ）は電荷蓄積終了時のポテンシャルを示す図、（Ｄ）は電荷転送時のポテンシャルを示す図である。
【図８】図１に示す撮像装置における動作の一例（第１の実施の形態）を説明するためのフローチャートである。
【図９】図８に示す撮影処理ステップにおける手順を詳細に示すフローチャートである。
【図１０ａ】図１に示す撮像装置における動作の他の例（第２の実施の形態）を説明するためのフローチャートである。
【図１０ｂ】図１に示す撮像装置における動作の他の例（第２の実施の形態）を説明するためのフローチャートである。
【図１１ａ】図１に示す撮像装置における動作のさらに他の例（第３の実施の形態）を説明するための第１のフローチャートである。
【図１１ｂ】図１に示す撮像装置における動作のさらに他の例（第３の実施の形態）を説明するための第１のフローチャートである。
【図１２】図１１ｂに示す撮影処理ステップにおける手順を詳細に示すフローチャートである。
【図１３】ＣＭＯＳイメージセンサーで用いられる画素（単位画素）の回路構成を示す図である。
【図１４】図１３に示す画素のポテンシャル図を示す図である。
【図１５】撮像装置において、同一の露出の画像を得ようとする際、撮影記録感度の設定の違いによるフォトダイオードに蓄積される電荷量の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
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。
【００２９】
図１は本発明の実施の形態による撮像装置の一例を示すブロック図であり、この撮像装置は、例えば、デジタルカメラである。
【００３０】
図１において、撮像装置１００は、撮影用レンズ１１０を備えており、この撮影用レンズ１１０には、モーター（図示せず）が備えられている。そして、レンズ制御部１１１は、後述するＡＦ（Ａｕｔｏ  Ｆｏｃｕｓ）部１４２による処理結果に応じて、モーターを駆動し、焦点合わせを実行する。つまり、レンズ制御部１１１は、撮影用レンズ１１０の動作制御を行う。さらに、レンズ制御部１１１は、撮影用レンズ１１０に関する情報をシステム制御回路１５０に伝達する。
【００３１】
なお、図示はしないが、レンズ制御部１１１は、制御信号発生部を有している。そして、制御信号発生部からのパルス信号に応じて、レンズ制御部１１１は、モーター駆動制御を行って、撮影用レンズ１１０の焦点調整動作等を実行する。
【００３２】
さらに、撮像装置１００は、シャッター１１２を備え、このシャッター１１２によって、ＣＭＯＳイメージセンサー１１４に対する露光量が調整される。シャッター１１２は、シャッター制御部１４０によって制御される。
【００３３】
ＣＭＯＳイメージセンサー１１４は、例えば、図１３で説明した画素６０を複数有し、これらの画素６０がマトリックス状に配置されている。そして、ＣＭＯＳイメージセンサー１１４は、撮影用レンズ１１０からの光入力（つまり、光学像）を電気信号に変換して、出力電圧として出力する。
【００３４】
なお、ＣＭＯＳイメージセンサー１１４の構成については後述する。また、撮影用レンズ１１０とＣＭＯＳイメージセンサー１１４との間には、ローパスフィルタ（ＬＰＦ：図示せず）が配置されている。このＬＰＦは撮影用レンズ１１０を透過した光のうちの余分な波長（色再現に影響する不要となる波長）をカットする。
【００３５】
図示のように、ＣＭＯＳイメージセンサー１１４の出力は、アナログ・フロント・エンド回路（以下、ＡＦＥと呼ぶ）１１６に接続されている。ＡＦＥ１１６は、ＣＭＯＳイメージセンサー１１４から出力される出力電圧（以下、アナログ信号とも呼ぶ）をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇ／ｄｉｇｉｔａｌ）変換器、クランプ回路（オフセット調整回路）、及びＤ／Ａ変換器を有している。そして、ＡＦＥ１１６はアナログ信号をデジタル信号に変換して出力する。
【００３６】
ＡＦＥ１１６は、デジタル・フロント・エンド回路（以下、ＤＦＥと呼ぶ）１１７に接続されている。このＤＦＥ１１７は、ＡＦＥ１１６から出力されたデジタル信号（以下、画像データとも呼ぶ）を受け、補正及び並び替え等のデジタル処理を行う。
【００３７】
タイミング発生回路（以下、ＴＧと呼ぶ）１１８は、前述のＣＭＯＳイメージセンサー１１４、ＡＦＥ１１６、及びＤＦＥ１１７にクロック信号及び制御信号を供給する。そして、このＴＧ１１８は、メモリ制御回路１２２及びシステム制御回路１５０によって制御される（制御信号線は、図１には示されていない）。
【００３８】
画像処理回路１２０は、ＤＦＥ１１７からの画像データ又はメモリ制御回路１２２からの画像データに対して、所定の画素補間処理及び色変換処理を行う。画像処理回路１２０は、必要に応じて、撮像した画像データに対して所定の演算処理を行う。
【００３９】
メモリ制御回路１２２は、ＡＦＥ１１６、ＤＦＥ１１７、及びＴＧ１１８、画像処理回路１２０、画像表示メモリ１２４、及びメモリ１３０を制御する。
【００４０】
ＤＦＥ１１７からの画像データは、画像処理回路１２０及びメモリ制御回路１２２を介して、又は直接的にメモリ制御回路１２２を介して、画像表示メモリ１２４及びメモリ１３０に書き込まれる。
【００４１】
この画像処理回路１２０は、ＣＭＯＳイメージセンサー１１４から出力される出力電圧に対して、後述するメモリ１５２に格納された補正データ等に応じて補正を行う。つまり、画像処理回路１２０は、画素毎のカラー変換等の現像処理を行って画像化を行う。また、図示の画像処理回路１２０は、データ演算ブロック１２０−１を備え、このデータ演算部ブロック１２０−１によって、画像データに応じて焦点検出・明るさ検出を行うこともできる。
【００４２】
そして、データ演算ブロック１２０−１で検出された検出値に基づいて、システム制御回路１５０は、レンズ制御部１１１に制御情報を送る。これによって、撮影用レンズ１１０の焦点調節動作が実行可能である。
【００４３】
画像表示部１２８は、例えば、ＴＦＴ方式のＬＣＤであり、ＥＶＦ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｖｉｅｗ  Ｆｉｎｄｅｒ）動作の際には、画像表示部１２８上に連続的に画像が表示される。つまり、動画像が画像表示部１２８表示され、これによって、被写体の動きを確認することができる。
【００４４】
メモリ１３０は、撮影された静止画像又は動画像を格納するためのメモリであり、所定枚数の静止画像又は所定時間の動画像を格納するのに十分な記憶容量を有している。
【００４５】
さらに、図示の撮像装置１００は、測距制御部（以下、ＡＦ部と呼ぶ）１４２、温度計（Ｔｅｍｐ）１４４、測光制御部１４６（以下、ＡＥ部と呼ぶ）、及びフラッシュ部１４８を有している。ＡＦ部１４２は、例えば、被写体までの測距を行ってＡＦ（オートフォーカス）処理を行うための制御部である。
【００４６】
温度計１４４は、撮影環境における周囲温度及び撮像装置内部（例えば、ＣＭＯＳイメージセンサー１１４の周辺等）の温度を測定するための温度検知手段である。ＡＥ部１４６は、ＡＥ（自動露出）処理を行うための測光手段である。但し、この実施の形態では、ＥＶＦ動作の際には、ＣＭＯＳイメージセンサー１１４からの出力電圧（出力信号）の一部を用いて、測距・測光動作を行う。このため、ＡＦ部１４２及びＡＥ部１４６は使用されない。
【００４７】
なお、ＡＥ部１４６はフラッシュ部１４８と連携して、フラッシュ撮影機能も有している。このフラッシュ部（以下、ストロボと呼ぶ）１４８は暗時の撮影に使用され、ＡＦ補助光の投光機能等も有している。
【００４８】
通常、ストロボ１４８は、撮像装置１００に固着的に設置されているアクセサリーシュー（図示せず：以下、アクシューと呼ぶ）に直接接続されるが、撮影状況に応じて、ストロボ１４８を専用ケーブル等で撮像装置１００から離して接続することも可能である。
【００４９】
ストロボ１４８がアクシューに直接接続されているか又は専用ケーブル等により接続されているかについては、アクシューの通信ラインの一部を使用して判断できるように構成されている。
【００５０】
システム制御回路１５０は、撮像装置１００全体を制御するものであり、このシステム制御回路１５０には、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ：図示せず）等が内蔵されている。
【００５１】
メモリ１５２には、システム制御回路１５０の動作用の定数、変数、及びプログラム等が記憶されており、予め設定されるシェーディング補正データ等は、メモリ１５２に格納される。
【００５２】
なお、システム制御回路１５０におけるプログラムの実行に応じて、その動作状態及びメッセージ等が、図示しない表示部に表示される。また、不揮発性メモリ１５６には、後述するプログラム等が格納されている。この不揮発性メモリ１５６は、例えば、電気的に消去・記録可能なＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  Ｅｒａｓａｂｌｅ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）である。
【００５３】
システム制御回路１５０には、スイッチブロック（操作部）１６０から指示が入力される。図示はしないが、このスイッチブロック１６０は、メインスイッチ（起動スイッチ）、シャッタースイッチ、及びモード設定ダイアル等を有している。そして、メインスイッチは、システム制御回路１５０に対して各種動作指示を入力するために用いられる。また、モード設定ダイアルは、撮影モード等の切り替えを行う際に用いられる。
【００５４】
具体的には、シャッタースイッチは、例えば、第１及び第２のスイッチ（ＳＷ１及びＳＷ２）を有し、押し込むことで第１及び第２のスイッチが段階的にＯＮ（オン）する。そして、第１のスイッチがオンする第１の段階で、ＡＦ処理、ＡＥ処理、ＡＷＢ（オートホワイトバランス）処理、ＥＦ（フラッシュ調光）処理等の動作が実行される。
【００５５】
また、第２のスイッチがオンする第２の段階で、シャッター１４０等の制御が行われる。そして、ＣＭＯＳイメージセンサー１１４から出力された出力信号がＡＦＥ１１６、ＤＦＥ１１７、及びメモリ制御回路１２２を介してメモリ１３０に画像データとして書き込まれる（露光処理）。
【００５６】
さらに、第２の段階では、画像処理回路１２０及びメモリ制御回路１２２における演算によって現像処理が行われ、メモリ１３０から画像データが読み出されて、圧縮が行われ、記録媒体１２００に画像データが書き込まれる（記録処理）。シャッタースイッチは、上記の一連の処理の動作開始を行わせるものである。
【００５７】
また、図示はしないが、設定部１６０は、前述のスイッチ及びダイヤルの他に、ＩＳＯ感度設定スイッチ、ＥＶＦ動作スイッチ、単写／連写スイッチ、連続測距動作設定スイッチ、及び電源スイッチ等を有している。
【００５８】
ＩＳＯ感度設定スイッチは、撮影記録感度（ＩＳＯ感度）を設定するためのスイッチであり、ＥＶＦ動作スイッチは、画像表示部１２８に被写体を連続的に表示（つまり、動画像表示）するためのスイッチである。
【００５９】
モード設定ダイアルは、各種撮影モード（自動撮影モード、プログラム撮影モード、シャッター速度優先撮影モード、絞り優先撮影モード、マニュアル撮影モード、夜景撮影モード、天体撮影モード、ポートレート撮影モード等）の切り替えを行う撮影モード設定手段として機能する。
【００６０】
単写／連写スイッチは、単写／連写を切り替えるスイッチであり、連続測距動作設定スイッチは、連続的にＡＦ処理・レンズの焦点合わせ動作を繰り返すスイッチである（通常は、１回だけの測距動作が行われる）。そして、電源スイッチは、撮像装置１００に電源供給するためのスイッチである。
【００６１】
電源制御部１８２、例えば、電池検出回路及びＤＣ−ＤＣコンバータ（図示せず）を備えており、この電源制御部１８２には電源部１８６が接続される。電源部１８６には、例えば、アルカリ電池及びリチウム電池などの一次電池、ＮｉＣｄ電池、ＮｉＭＨ電池、及びＬｉ電池等の二次電池、又はＡＣアダプタである。
【００６２】
なお、記録媒体１２００は、メモリカード又はハードディスク等であり、撮像装置１００に対して着脱可能である。
【００６３】
図２は、図１に示すＣＭＯＳイメージセンサー１１４のレイアウトを示す図である。図２において、ＣＭＯＳイメージセンサー１１４は、複数の画素６０（撮像素子）を有している。画素６０の構成については、図１３に関連して説明したので、ここでは、説明を省略する。
【００６４】
ＣＭＯＳイメージセンサー１１４は、複数の画素６０がマトリックス状に複数配置されている。図示の例では、画素６０（１−１）〜６０（ｎ−ｍ）がマトリックス状に配置されている（ここで、ｎは１以上の整数であり、ｍは１以上の整数である）。
【００６５】
画素６０（１−１）〜６０（ｎ−ｍ）における電荷蓄積制御は、垂直走査回路７７からの制御信号によって行われる。ここで、図１３に示す画素６０において、第１の転送トランジスタ６２（第１の転送用スイッチ）を制御する制御信号を第１の転送制御信号φＴＸ１と呼ぶ。
【００６６】
また、第２の転送トランジスタ６９を制御する制御信号を第２の転送制御信号φＴＸ２と呼ぶ。そして、リセットトランジスタ６３を制御する制御信号をリセット制御信号φＲＥＳと呼び、行選択トランジスタ６６を制御する制御信号を行選択制御信号φＳＥＬと呼ぶ。
【００６７】
図示のように、ＣＭＯＳイメージセンサー１１４は、垂直出力線６７（１）〜６７（ｍ）を有している。なお、括弧内は、列の番号を示している。これら垂直出力線６７（１）〜６７（ｍ）はそれぞれ垂直方向（つまり、列方向）の画素に共通であり、垂直出力線６７（１）〜６７（ｍ）はそれぞれＳ−Ｎ回路７５（１）から７５（ｍ）に接続されている。つまり、１ライン毎にＳ−Ｎ回路が備えられている。
【００６８】
奇数番目のＳ−Ｎ回路７５（１）〜７５（ｍ−１）は、水平走査回路７６ａに接続され、偶数番目のＳ−Ｎ回路７５（２）〜７５（ｍ）は、水平走査回路７６ｂに接続されている。そして、水平走査回路７６ａ及び７６ｂは、これらＳ−Ｎ回路７５（１）〜７５（ｍ）の出力選択制御を行う。
【００６９】
Ｓ−Ｎ回路７５（１）〜７５（ｍ）の出力は、図示のように、出力アンプ７４−１〜７４−４に接続され、出力アンプ７４−１〜７４−４は、所望の撮影記録感度（ＩＳＯ感度）に対応した出力増幅を行い、後段のＡＦＥ１１６（図１）に出力する。所望のＩＳＯ感度は、例えば、ＩＳＯ１００を基準とし、ＩＳＯ２００の場合には、画素から出力される出力電圧に対して２倍増幅、ＩＳＯ４００の場合は、画素から出力される出力電圧に対して４倍増幅が行われる。
【００７０】
図３は、図２に示すＣＭＯＳイメージセンサー１１４の第１の動作モードにおける動作を説明するためのタイミングチャートである。また、図４は、図２に示すＣＭＯＳイメージセンサー１１４の第１の動作モードにおけるポテンシャルを示す図である。
【００７１】
図２〜図４に加えて、図１３を参照して、まず、垂直走査回路７７は、全画素６０（１−１）〜６０（ｎ−ｍ）のリセット期間Ｔ１のタイミングで、第１の転送制御信号ΦＴＸ１（Ｎ）〜ΦＴＸ１（Ｎ＋Ｘ）、第２の転送制御信号ΦＴＸ２（Ｎ）〜ΦＴＸ２（Ｎ＋Ｘ）、及びリセット制御信号ΦＲＥＳ（Ｎ）〜ΦＲＥＳ（ｎ＋Ｘ）をアクティブにする。なお、時間ｔ１からｔ２の間、制御信号ＳＨがアクティブとされる。
【００７２】
ここで、Ｎは、１〜ｎまでのいずれかの整数であり、同様にＸは、０以上の整数である。そして、上記の各制御信号の括弧内は、行の番号を表す。つまり、（Ｎ＋Ｘ）は、（Ｎ＋Ｘ）番目の行を表し、第１の転送制御信号ΦＴＸ１（Ｎ＋Ｘ）は、（Ｎ＋Ｘ）番目の行に配置された画素６０に印加される第１の転送制御信号ΦＴＸ１を表す。第２の転送制御信号ΦＴＸ２及びリセット制御信号ΦＲＥＳについても同様である。なお、図３においては、Ｘ＝０，１の場合のみが示されている。
【００７３】
これによって、全画素６０（１−１）〜６０（ｎ−ｍ）において、ＰＤ６１の電荷及びＭＥＭ６８の電荷は、第１の転送トランジスタ６２及び第２の転送トランジスタ６９を介して（電荷蓄積部）ＦＤ６４に転送される。そして、ＰＤ６１はリセットされる。
【００７４】
この状態では、ＰＤ６１の電荷が、ＦＤ６４に移って平均化される。ＦＤ６４の容量成分を大きくすれば、ＰＤ６１をリセットしたレベルと同様になる（図４（Ａ）参照）。
【００７５】
この際、対象画素の光入力を導光するメカシャッター（図示せず）は開いており、期間Ｔ１の終了と同時に、全画素（１−１）〜６０（ｎ−ｍ）における電荷の蓄積を開始する。上記のメカシャッターは、期間Ｔ２の間を開いた状態とされ、この期間Ｔ２がＰＤ６１の電荷蓄積期間となる。
【００７６】
なお、この電荷蓄積期間Ｔ２の間も、垂直走査回路７７は、リセット制御信号ΦＲＥＳ（Ｎ）をアクティブ状態に維持する。これによって、第Ｎ行目に位置する画素６０のリセットトランジスタ６３がオンとなり、そのＦＤ６４がリセット電位となる。つまり、電荷蓄積期間中にＦＤ６４に溜まる暗電流ノイズはリセット電位側に排出される状態となる。
【００７７】
垂直走査回路７７は、電荷蓄積期間Ｔ２において、第１の転送制御信号は、ΦＴＸ１（Ｎ）を非アクティブとする。この際、入射する光量が大きく、ＰＤ６１に蓄積する電荷量が許容量を上回った場合には、障壁ＴＸ１を越えた電荷がＭＥＭ６８に流れ込むようにポテンシャルが設定される（図４（Ｂ）参照）。
【００７８】
電荷蓄積期間Ｔ２が経過した後、時間ｔ３のタイミングでメカシャッターが閉じられる。そして、ＰＤ６１の電荷蓄積が終了する。この状態では、ＰＤ６１に電荷が蓄積されている。つまり、電荷蓄積終了時におけるＰＤ６１には、電荷と電荷蓄積時間中に発生した暗電流ノイズとが蓄積されている状態である。
【００７９】
また、ＭＥＭ６８は、障壁ＴＸ１を上回った電荷と電荷蓄積中に発生した暗電流ノイズ等が保持されている状態にある。なお、この段階で、ＦＤ６４は、暗電流ノイズをリセットしていたことでリセット電位となっている（図４（Ｃ）参照）。
【００８０】
続いて、時間ｔ４のタイミングから期間Ｔ３の間、ライン毎に読み出し動作がスタートする。つまり、Ｎ行目の画素を読み出してから（Ｎ＋１）行目の画素を読み出す動作が行われる。
【００８１】
期間Ｔ３の間、垂直走査回路７７は、行選択制御信号ΦＳＥＬ（Ｎ）をアクティブとする。これによって、Ｎ行目に位置する画素の行選択トランジスタ６６がオンとなり、Ｎ行目に位置する画素において、その増幅トランジスタ６５で構成されるソース・フォロア回路が動作状態になる。
【００８２】
ここで、垂直走査回路７７は、リセット制御信号ΦＲＥＳ（Ｎ）を、図示の期間Ｔ４においても引き続きアクティブとしている。この結果、リセットトランジスタ６３がオン状態となって、ＦＤ６４は初期化、つまり、垂直出力線６７にはダークレベル信号が出力される。
【００８３】
続いて、期間Ｔ５において、制御信号ΦＴＮがアクティブにされる。これによって、ＦＤ６４のリセットに起因するダークレベルがＳ−Ｎ回路７５（１）〜７５（ｍ）の信号蓄積部（図示せず）に保持される。この動作は、Ｎ行目に配置された全ての画素に対して同時並列的に実行される。なお、ダークレベル信号をＳ−Ｎ回路７５（１）〜７５（ｍ）に保持するＴ４期間は『Ｎ読み』と呼ばれている。
【００８４】
上記のダークレベル信号の転送（Ｎ読み）が終了した時点で、時間ｔ７のタイミングで、垂直走査回路７７は、第１の転送制御信号ΦＴＸ１（Ｎ）及び第２の転送制御信号ΦＴＸ２（Ｎ）をアクティブとする。これによって、第１の転送トランジスタ６２及び第２の転送トランジスタ６９がオンとなって、ＰＤ６１に蓄積されていた電荷がＦＤ６４に転送される。
【００８５】
なお、垂直走査回路７７は、時間ｔ８のタイミングで、第１の転送制御信号ΦＴＸ１（Ｎ）を非アクティブ状態に戻す。一方、垂直走査回路７７は、期間Ｔ６の間、第２の転送制御信号ΦＴＸ２（Ｎ）をアクティブ状態に保持する。この際、期間Ｔ７の間、制御信号ΦＴＳがアクティブとされる。
【００８６】
つまり、ＰＤ６１に蓄積された電荷（光電荷＋オーバーフロー電荷＋暗電流ノイズ）が蓄積電荷として、ＦＤ６４に転送される（図４（Ｄ）参照。）この際、ＦＤ６４は、転送された電荷に見合う分だけ、リセットレベルから電位が変動して信号レベルが確定する。そして、Ｓ−Ｎ回路７５（１）〜（ｍ）の信号蓄積部に電荷が保持される。
【００８７】
なお、信号レベルの電荷を信号蓄積部に保持するＴ６期間は『Ｓ読み』と呼ばれる。そして、上記の『Ｎ読み』及び『Ｓ読み』の期間を合わせて、一般に、『水平ブランキング時間』（ＨＢＬＫ）と称している（なお、実際には各動作間の移行待ち時間等も含むことになる）。
【００８８】
上記の水平ブランキング時間における動作を終了した時点で、Ｓ−Ｎ回路７５（１）〜（ｍ）の信号蓄積部に電荷が保持される。これら信号蓄積部には、Ｎ行目に配置された画素のダークレベルと信号レベルが保持されている。
【００８９】
そして、画素間においてダークレベルと信号レベルとの差を求めれば、ソース・フォロアのスレッシュホールド電圧（しきい値電圧）Ｖｔｈのバラツキによる固定パターンノイズ（ＦＰＮ）及びリセットトランジスタ６３のリセット時に発生するＫＴＣノイズ（リセットノイズ）がキャンセルされた出力電圧を得ることができる。
【００９０】
なお、電荷蓄積時間中に、ＰＤ６１およびＭＥＭ６８で発生した暗電流ノイズは上記の出力電圧に含まれている。
【００９１】
続いて、水平走査回路７６ａ及び７６ｂが、Ｓ−Ｎ回路７５（１）〜（ｍ）の信号蓄積部に蓄積されたダークレベルと信号レベルとの差信号を水平走査して、期間Ｔ８のタイミングで時系列的に出力する。これによって、Ｎ行目の画素からの読み出し動作が終了する。なお、期間Ｔ８の間、制御信号ΦＰＨがアクティブとされる。
【００９２】
同様にして、（Ｎ＋１）行目の画素からの読み出し動作が行われる。つまり、垂直走査回路７７は、行選択制御信号ΦＳＥＬ（Ｎ＋１），リセット制御信号ΦＲＥＳ（Ｎ＋１），第１の転送制御信号ΦＴＸ１（Ｎ＋１），第２の転送制御信号ΦＴＸ２（ｎ＋１），及び制御信号ΦＴＮ及びΦＴＳを、Ｎ行目の画素の駆動と同様に駆動して、（Ｎ＋１）行目の画素から読み出しを行う。
【００９３】
ここでは、上記の読み出し動作に関するモードを、第１の動作モードと呼ぶ。この第１の動作モードでは、ＰＤ６１からのオーバーフロー電荷をＭＥＭ６８に蓄積する。従って、ＭＥＭ６８の暗電流ノイズも電荷として含まれることになる。このため、暗電流ノイズは、ＭＥＭ６８を有しない場合に比べて大きくなるが、ＰＤ６１のダイナミックレンジが拡張されているので、階調性が必要な画像を取得する場合には有効である。
【００９４】
つまり、ＰＤ６１に蓄積される電荷が多くなって、画素の後段におけるゲインの比率が低い低撮影感度記録の場合には、暗電流ノイズ／信号比の増幅比率も低くなる。このため、暗電流ノイズが多少大きくても、画質に対する影響度は少ないので、第１の動作モードは、階調性が必要な画像を取得する場合には有効となる。
【００９５】
図５は、図２に示すＣＭＯＳイメージセンサー１１４の第２の動作モードにおける動作を説明するためのタイミングチャートである。また、図６は、図２に示すＣＭＯＳイメージセンサー１１４の第２の動作モードにおけるポテンシャルを示す図である。
【００９６】
図２、図５、及び図６に加えて、図１３を参照して、全画素６０（１−１）〜６０（ｎ−ｍ）のリセット期間Ｔ１のタイミングで、前述のように、第１の転送制御信号ΦＴＸ１（Ｎ）〜ΦＴＸ１（Ｎ＋Ｘ）、第２の転送制御信号ΦＴＸ２（Ｎ）〜ΦＴＸ２（Ｎ＋Ｘ）、及びリセット制御信号ΦＲＥＳ（Ｎ）〜ΦＲＥＳ（ｎ＋Ｘ）がアクティブとなる。
【００９７】
これによって、全画素６０（１−１）〜６０（ｎ−ｍ）において、ＰＤ６１の電荷及びＭＥＭ６８の電荷が、第１の転送トランジスタ６２及び第２の転送トランジスタ６９を介して、ＦＤ６４に転送される。そして、ＰＤ６１はリセットされる。
【００９８】
この状態は、ＰＤ６１のカソード電荷がＦＤ６４に移って平均化された状態である。ＦＤ６４の容量成分を大きくすることで、ＰＤ６１のカソードをリセットしたレベルと同様になる（図６（Ａ）参照）。
【００９９】
この際、対象画素の光入力を導光するメカシャッター（図示せず）は開いており、期間Ｔ１の終了と同時に、全画素（１−１）〜６０（ｎ−ｍ）における電荷の蓄積を開始する。上記のメカシャッターは期間Ｔ２の間を開いた状態とされ、前述のように、この期間Ｔ２がＰＤ６１の電荷蓄積期間となる。
【０１００】
なお、この電荷蓄積期間Ｔ２の間も、垂直走査回路７７は、リセット制御信号ΦＲＥＳ（Ｎ）及び第２の転送制御信号ΦＴＸ２（Ｎ）をアクティブ状態に維持する。これによって、第Ｎ行目に位置する画素６０のリセットトランジスタ６３がオンとなり、そのＦＤ６４がリセット電位となる。つまり、電荷蓄積期間中にＦＤ６４及びＭＥＭ６８に溜まる暗電流ノイズは、リセット電位側へと排出される状態となる（図６（Ｂ）参照）。
【０１０１】
垂直走査回路７７は、電荷蓄積期間Ｔ２において、第１の転送制御信号は、ΦＴＸ１（Ｎ）を非アクティブとする。この際、入射する光量が大きく、ＰＤ６１に蓄積する電荷量が許容量を上回った場合には、障壁ＴＸ１を越えた電荷がＭＥＭ６８に流れ込むようにポテンシャルが設定される（図４（Ｂ）参照）。
【０１０２】
また、第１の転送制御信号ΦＴＸ１（Ｎ）は非アクティブである。入射する光量が大きく、ＰＤ６１に蓄積する電荷量が許容量を上回った場合は、障壁ＴＸ１を越えた電荷がＭＥＭ６８に流れ込む。これによって、リセット電位側に電荷が排出される（図６（Ｃ）参照）。
【０１０３】
電荷蓄積期間Ｔ２が経過した後、時間ｔ３のタイミングでメカシャッターが閉じられる。そして、ＰＤ６１の電荷蓄積が終了する。この状態では、ＰＤ６１に電荷が蓄積されている。
【０１０４】
つまり、電荷蓄積終了時におけるＰＤ６１には、電荷と蓄積時間中に発生した暗電流ノイズとが蓄積されている状態である。また、この段階で、ＭＥＭ６８及びＦＤ６４は暗電流ノイズをリセットしていたことでリセット電位となっている（図６（Ｄ）参照）。
【０１０５】
続いて、時間ｔ４のタイミングから期間Ｔ３の間、ライン毎に読み出し動作がスタートする。つまり、Ｎ行目の画素を読み出してから（Ｎ＋１）行目の画素を読み出す動作が行われる。
【０１０６】
期間Ｔ３の間、行選択制御信号ΦＳＥＬ（Ｎ）がアクティブとなる。これによって、Ｎ行目に位置する画素の行選択トランジスタ６６がオンとなり、Ｎ行目に位置する画素において、その増幅トランジスタ６５で構成されるソース・フォロア回路が動作状態になる。
【０１０７】
ここで、リセット制御信号ΦＲＥＳ（Ｎ）は、図示の期間Ｔ４においても引き続きアクティブとされる。この結果、リセットトランジスタ６３がオン状態となって、ＦＤ６４は初期化、つまり、垂直出力線６７にはダークレベル信号が出力される。
【０１０８】
続いて、期間Ｔ５において、制御信号ΦＴＮがアクティブにされる。これによって、ＦＤ６４のリセットに起因するダークレベルがＳ−Ｎ回路７５（１）〜７５（ｍ）の信号蓄積部（図示せず）に保持される（つまり、『Ｎ読み』が行われる）。
【０１０９】
上記のダークレベル信号の転送（Ｎ読み）が終了した時点で、時間ｔ７のタイミングで、第２の転送制御信号ΦＴＸ２（Ｎ）がアクティブ状態とされたまま、第１の転送制御信号ΦＴＸ１（Ｎ）がアクティブとされる。これによって、第１の転送トランジスタ６２及び第２の転送トランジスタ６９がオンとなって、ＰＤ６１に蓄積されていた電荷がＦＤ６４に転送される。つまり、ＰＤ６１に蓄積された信号電荷（電荷＋暗電流ノイズ）が、ＦＤ６４に転送される『Ｓ読み』動作を行ことになる（図６（Ｅ）参照）。
【０１１０】
この際、ＦＤ６４は、転送された電荷に見合う分だけリセットレベルから電位が変動して信号レベルが確定する。そして、Ｓ−Ｎ回路７５（１）〜（ｍ）の信号蓄積部に電荷が保持される。
【０１１１】
上記の水平ブランキング時間における動作を終了した時点で、Ｓ−Ｎ回路７５（１）〜（ｍ）の信号蓄積部に電荷が保持される。これら信号蓄積部には、Ｎ行目に配置された画素のダークレベルと信号レベルが保持されている。
【０１１２】
そして、画素間においてダークレベルと信号レベルとの差を求めれば、ソース・フォロアのスレッシュホールド電圧（しきい値電圧）Ｖｔｈのバラツキによる固定パターンノイズ（ＦＰＮ）及びリセットスイッチ６３のリセット時に発生するＫＴＣノイズがキャンセルされた出力電圧を得ることができる。
【０１１３】
なお、電荷蓄積時間中に、ＰＤ６１およびＭＥＭ６８で発生した暗電流ノイズは上記の出力電圧に含まれている。
【０１１４】
続いて、水平走査回路７６ａ及び７６ｂが、Ｓ−Ｎ回路７５（１）〜（ｍ）の信号蓄積部に蓄積されたダークレベルと信号レベルとの差信号を水平走査して、期間Ｔ８のタイミングで時系列的に出力する。これによって、Ｎ行目の画素からの読み出し動作が終了する。
【０１１５】
同様にして、（Ｎ＋１）行目の画素からの読み出し動作が行われる。つまり、垂直走査回路７７は、行選択制御信号ΦＳＥＬ（Ｎ＋１），リセット制御信号ΦＲＥＳ（Ｎ＋１），第１の転送制御信号ΦＴＸ１（Ｎ＋１），第２の転送制御信号ΦＴＸ２（ｎ＋１），及び制御信号ΦＴＮ及びΦＴＳを、Ｎ行目の画素の駆動と同様に駆動して、（Ｎ＋１）行目の画素から読み出しを行う。
【０１１６】
ここでは、上記の読み出し動作に関するモードを、第２の動作モードと呼ぶ。この第２の動作モードでは、ＭＥＭ６８を電荷蓄積期間中にリセット電位とする。このため、ＰＤ６１からオーバーフローする電荷を保持することができない。よって、ダイナミックレンジの拡張はできていないが、電荷蓄積期間中の暗電流ノイズをリセット電位側に排出できるので、ノイズ削減に対して有効である。
【０１１７】
つまり、ＰＤ６１に蓄積される電荷が少なく、画素の後段におけるゲインの比率が高い高撮影感度記録の場合には、光入力によってＰＤ６１の蓄積可能電荷を上回る可能性が低い。よって、暗電流ノイズ成分について後段でゲインを掛けられることを考慮すると、暗電流ノイズの発生箇所を削減することができ、高撮影記録感度の場合に有効となる。
【０１１８】
ここで、図７に図２に示すＣＭＯＳイメージセンサーのポテンシャルの他の例である従来例を示す。
【０１１９】
図７において、リセット時においては、第１及び第２の転送トランジスタ６２及び６９（図１３）がオンとされて、障壁ＴＸ１及びＴＸ２を除いて、ＦＤ６４に電荷を転送し、リセット電位側に排出する（図７（Ａ）参照）。
【０１２０】
電荷蓄積中においては、第１の転送トランジスタ６２をオン状態として、障壁ＴＸ１を除き、ＭＥＭ６８に電荷を蓄積する（図７（Ｂ）参照）。そして、電荷の蓄積が終了すると、第１の転送トランジスタ６２がオフとされて、障壁ＴＸ１及びＴＸ２によって、ＭＥＭ６８に電荷が保持される（図７（Ｃ）参照）。
【０１２１】
続いて、第２の転送トランジスタ６９がオンされて、障壁ＴＸ２が除かれる。これによって、ＭＥＭ６８からＦＤ６４に電荷が転送される（図７（Ｄ）参照）。
【０１２２】
図７においては、電荷蓄積中は障壁ＴＸ１を取り除いて、ＰＤ６１に蓄積される電荷を常にＭＥＭ６８に転送するようにしている。
【０１２３】
続いて、図１で説明した撮像装置の動作について説明する。図８は、図１に示す撮像装置１００の動作の一例（第１の実施の形態）を説明するためのフローチャートである。
【０１２４】
図１及び図８を参照して、まず、撮像装置１００の電源が投入されると、システム制御回路１５０はフラグ及び制御変数等を初期化して、画像処理に係る各部に対して必要な所定の初期設定を行う（ステップＳ１０１）。
【０１２５】
続いて、システム制御回路１５０は、操作部１６０のメインスイッチ（電源ＳＷ）の設定位置を判別して、これによって、メインスイッチがオフ（電源ＯＦＦ）に設定されているか否かを判別する（ステップＳ１０２）。
【０１２６】
システム制御回路１５０は、メインスイッチがＯＦＦに設定されていると判定すると（ステップＳ１０２において電源ＯＦＦ）、各表示部の表示を終了状態に変更する。さらに、システム制御回路１５０は、フラグ及び制御変数等を含む必要なパラメータ、設定値、及び設定モードを不揮発性メモリ１５６に記録する。
【０１２７】
そして、システム制御回路１５０は、電源制御部１８２によって画像表示部１２８を含む画像処理に係る各部の不要な電源を遮断する等の所定の終了処理を行う（終了処理：ステップＳ１０３）。その後、システム制御回路１５０は、ステップＳ１０２に戻る。
【０１２８】
システム制御回路１５０は、メインスイッチがオン（ＯＮ）に設定されていると判定すると（ステップＳ１０２において電源ＯＮ）、既に設定されているＩＳＯ感度等の設定情報の読み出しを行う（ステップＳ１０４）。
【０１２９】
続いて、システム制御回路１５０は、設定ＩＳＯ感度と所定の値（予め規定された撮影記録感度）ｘとの比較判定を行う（ステップＳ１０５）。そして、設定ＩＳＯ感度が所定の値ｘより小さい低撮影記録感度であると（ステップＳ１０５において、ＩＳＯ＜ｘ）、システム制御回路１５０は、第１の動作モードの設定を行う（ステップＳ１０６）。
【０１３０】
つまり、システム制御回路１５０は、設定ＩＳＯ感度が所定の値ｘより小さい場合には、設定ＩＳＯ感度が低いと判定する。この場合、光入力が大きく、ＰＤ６１（図１３）のダイナミックレンジを広くする可能性が高い。従って、システム制御回路１５０は、ＣＭＯＳイメージセンサー１１４の動作モードとして、図３及び図４に関連して説明したダイナミックレンジ拡大が可能な第１の動作モードを設定する。
【０１３１】
一方、設定ＩＳＯ感度が所定の値ｘ以上（撮影記録感度以上）であると（ステップＳ１０５において、ＩＳＯ≧ｘ）、システム制御回路１５０は、第２の動作モードの設定を行う（ステップＳ１０７）。
【０１３２】
つまり、システム制御回路１５０は、設定ＩＳＯ感度が所定の値ｘ以上の場合には、設定ＩＳＯ感度が高いと判定する。この場合、光入力が小さく、ＰＤ６１（図１３）のダイナミックレンジには余裕がある。ところが、長秒時撮影等で暗電流ノイズの発生が大きく、かつ、後段における増幅によって暗電流ノイズが目立ちやすくなる。このため、システム制御回路１５０は、ＣＭＯＳイメージセンサー１１４の動作モードとして、図５及び図６に関連して説明した暗電流ノイズの抑制が可能な第２の動作モードを設定する。
【０１３３】
上述のように、ステップＳ１０７又はステップＳ１０８において、システム制御回路１５０はＩＳＯ感度（つまり、ゲイン）の設定に応じて、ＣＭＯＳイメージセンサー１１４の動作モードを切替える。
【０１３４】
次に、システム制御回路１５０は、シャッタースイッチＳＷ１が押されているか否かを判別する（ステップＳ１１４）。シャッタースイッチＳＷ１が押されていない場合（ステップＳ１１４において、ＯＦＦ）、システム制御回路１５０は、ステップＳ１０２に戻る。
【０１３５】
一方、シャッタースイッチＳＷ１が押されている場合（ステップＳ１１４において、ＯＮ）、システム制御回路１５０は、測距・測光・温度の測定を行う（ステップＳ１１５）。
【０１３６】
つまり、ステップＳ１１５では、システム制御回路１５０は、図１に関連して説明したようにして、測距処理を行って撮影レンズ１１０の焦点を被写体に合わせ、測光処理を行って絞り値及びシャッター速度を決定する測距・測光処理を行う。なお、測光処理では、必要であればフラッシュの設定を行う。また、システム制御回路１５０は温度計１４４によって温度の測定も行い、メモリ１５２の所定エリアに格納する。
【０１３７】
続いて、システム制御回路１５０は、予め記憶されている各種補正値（例えば、水平及びび垂直のシェーディング補正データ）を不揮発性メモリ１５６から読み出し、メモリ３０の所定領域に展開する（補正データ展開：ステップＳ１１６）。
【０１３８】
その後、システム制御回路１５０は、シャッタースイッチＳＷ２が押されているか否かを判別する（ステップＳ１１７）。シャッタースイッチＳＷ２が押されていない場合（ステップＳ１１７において、ＯＦＦ）、システム制御回路１５０はステップＳ１１４に戻る。
【０１３９】
一方、シャッタースイッチＳＷ２が押されている場合（ステップＳ１１７において、ＯＮ）、システム制御回路１５０は、撮影した画像データを記憶可能な画像記憶バッファ領域がメモリ１３０に存在するか否かを判別する（ステップＳ１１９）。
【０１４０】
そして、メモリ１３０の画像記憶バッファ領域内に新たな画像データの記憶可能な領域がないと判別した場合（ステップＳ１１９において、ＮＯ）、システム制御回路１５０は、画像表示部１２８又は表示部・発音部（図示せず）に画像の表示又は音声の出力を行って、所定の警告をする（ステップＳ１２０）。その後、システム制御回路１５０は、ステップＳ１０２に戻る。
【０１４１】
一方、メモリ１３０の画像記憶バッファ領域内に新たな画像データの記憶可能な領域があると判別した場合（ステップＳ１１９において、ＹＥＳ）、システム制御回路１５０は、前述のステップＳ１０６又はステップＳ１０７において設定した動作モードに応じて、所定の時間蓄積した電荷をＣＭＯＳイメージセンサー１１４から読み出す。
【０１４２】
そして、システム制御回路１５０は、ＡＦＥ１１６、画像処理回路１２０、及びメモリ制御回路１２２を介して、又はＡＦＥ１１６から直接的にメモリ制御回路１２２を介して、メモリ１３０の所定領域に画像データを書き込む（ステップＳ１２１）。
【０１４３】
以下、この処理を撮影処理と呼ぶ。なお、撮影処理については、後述する図９を参照して詳細に説明する。
【０１４４】
続いて、システム制御回路１５０は、メモリ１３０の所定領域に書き込まれた画像データの一部を、メモリ制御回路１２２を介して読み出す。そして、システム制御回路１５０は、現像処理を行うために必要なＷＢ（ホワイトバランス）積分演算処理等を行う。
【０１４５】
システム制御回路１５０は、この演算結果をシステム制御回路１５０の内部メモリ又はメモリ１５２に記憶する。システム制御回路１５０は、メモリ制御回路１２２、そして、必要に応じて画像処理回路１２０を用いて、メモリ１３０の所定領域に書き込まれた画像データを読み出す。
【０１４６】
システム制御回路１５０は、システム制御回路１５０の内部メモリ又はメモリ１５２に記憶した演算結果を用いて、読み出した画像データに対してＡＷＢ（オートホワイトバランス）処理、ガンマ変換処理、色変換処理を含む各種現像処理を行う（現像：ステップＳ１２２）。
【０１４７】
なお、上記の現像処理では、ステップＳ１１６でメモリ１５２に展開した補正値を用いて補正演算処理が併せて行なわれる。
【０１４８】
続いて、システム制御回路１５０は、メモリ１３０の所定領域に書き込まれた画像データを読み出し、圧縮・伸長回路（図示せず）を用いて設定された動作モードに応じた画像圧縮処理を行う（ステップＳ１２３）。そして、システム制御回路１５０は、メモリ１３０の画像記憶バッファ領域の空き画像部分に、一連の処理を終えた画像データの書き込みを行う。
【０１４９】
さらに、システム制御回路１５０は、メモリ１３０の画像記憶バッファ領域に記憶された画像データを読み出し、記録媒体１２００に画像データを書き込む記録処理を開始する（ステップＳ１２４）。
【０１５０】
この記録開始処理は、メモリ１３０の画像記憶バッファ領域の空き画像部分に、一連の処理を終えた画像データの書き込みが新たに行われる度に、その画像データに対して実行される。
【０１５１】
なお、記録媒体１２００に画像データの書き込みを行っている間、書き込み動作中であることを示すために、システム制御回路１５０は、例えば、表示部（ＬＥＤ等：図示せず）を点滅させる等して記録媒体書き込み動作表示を行う。
【０１５２】
その後、システム制御回路１５０は、メモリ１５２又は不揮発性メモリ１５６等に、当該撮影処理時における動作モード等のデータ（例えば、露光時間、撮影日時等）を記憶する（ステップＳ１２５）。そして、システム制御回路１５０は、ステップＳ１１４に戻る。これによって、撮影に関する一連の処理が終了する。
【０１５３】
図９は、図８に示す撮影処理ステップＳ１２１の手順を詳細に示すフローチャートである。
【０１５４】
図１及び図９を参照して、撮影処理ステップＳ１２１においては、システム制御回路１５０は、まず、ミラー（図示せず）を駆動・制御して、ミラーアップ位置に移動させる（ステップＳ３０１）。その後、システム制御回路１５０は、システム制御回路１５０の内部メモリ又はメモリ１５２に記憶された測光データに応じて、絞り（図示せず）を所定の絞り値まで駆動・制御する（ステップＳ３０２）。そして、ＣＭＯＳイメージセンサー１１４の電荷クリア動作（電荷リセット動作）が行われる（ステップＳ３０３）。
【０１５５】
続いて、システム制御回路１５０は、シャッター制御部１４０によってシャッター１１２を開き（ステップＳ３０４）、ＣＭＯＳイメージセンサー１１４の電荷蓄積を開始する（ステップＳ３０５）。そして、システム制御回路１５０は、ＣＭＯＳイメージセンサー１１４の露光を開始する（ステップＳ３０６）。
【０１５６】
次に、システム制御回路１５０は、フラッシュフラグに応じてフラッシュ部１４８が必要であるか否かを判別する（ステップＳ３０７）。フラッシュ部１４８が必要であると判別すると（ステップＳ３０７において、ＹＥＳ）、システム制御回路１５０は、フラッシュ部１４８を発光させる制御を実行する（ステップＳ３０８）。
【０１５７】
その後、システム制御回路１５０は、測光データに応じてＣＭＯＳイメージセンサー１１４の露光終了が終了したか否かを判別する（ステップＳ３０９）。なお、フラッシュ部１４８が必要でないと判別すると（ステップＳ３０７において、ＮＯ）、システム制御回路１５０は、前述のステップＳ３０９に移行する。
【０１５８】
そして、露光が終了すると（ステップＳ３０９において、ＹＥＳ）、システム制御回路１５０は、シャッター制御部１４０によってシャッター１１２を閉じ、ＣＭＯＳイメージセンサー１１４の露光を終了する（ステップＳ３１０）。なお、露光が終了しないと（ステップＳ３０９において、ＮＯ）、システム制御回路１５０は、露光が終了するまで待つ。
【０１５９】
続いて、システム制御回路１５０は、絞りを開放の絞り値まで駆動・制御し（ステップＳ３１１）、ミラーをミラーダウン位置に移動させる（ステップＳ３１２）。
【０１６０】
そして、システム制御回路１５０は、設定した電荷蓄積時間が経過したか否かを判別する（ステップＳ３１３）。設定した電荷蓄積時間が経過した場合（ステップＳ３１３において、ＹＥＳ）、システム制御回路１５０は、ＣＭＯＳイメージセンサー１１４における電荷蓄積を行単位に順次終了する（ステップＳ３１４）。
【０１６１】
その後、システム制御回路１５０は、ＣＭＯＳイメージセンサー１１４から電荷を出力電圧（つまり、撮像信号）として読み出す（ステップＳ３１５）。この出力電圧は、ＡＦＥ１６、画像処理回路１２０、メモリ制御回路１２２を介して、又はＡＦＥ１６から直接的にメモリ制御回路１２２を介して、メモリ１３０の所定領域に画像データとして書き込まれる。
【０１６２】
なお、設定した電荷蓄積時間が経過しない場合（ステップＳ３１３において、ＮＯ）、システム制御回路１５０は、設定した電荷蓄積時間が経過するまで待つ。このようにして、撮影処理ステップが終了すると、システム制御回路１５０は、図８に示すステップＳ１２２に移行する。
【０１６３】
上述の第１の実施の形態では、設定された撮影記録感度（設定ＩＳＯ感度）に応じて、ＣＭＯＳイメージセンサー１１４の動作モードを決定するようにしたが、以下に述べる実施の形態では、他の要因によって暗電流ノイズが増加する撮影条件を配慮した動作について説明する。
【０１６４】
図１０ａ及び図１０ｂは、図１に示す撮像装置１００における動作の他の例（第２の実施の形態）を説明するためのフローチャートである。
【０１６５】
図１、図１０ａ及び図１０ｂを参照して、まず、撮像装置１００の電源が投入されると、システム制御回路１５０はフラグ及び制御変数等を初期化して、画像処理に係る各部に対して必要な所定の初期設定を行う（ステップＳ２０１）。
【０１６６】
続いて、システム制御回路１５０は、操作部１６０のメインスイッチ（電源ＳＷ）の設定位置を判別して、これによって、メインスイッチがオフ（電源ＯＦＦ）に設定されているか否かを判別する（ステップＳ２０２）。
【０１６７】
システム制御回路１５０は、メインスイッチがＯＦＦに設定されていると判定すると（ステップＳ１０２において、電源ＯＦＦ）、各表示部の表示を終了状態に変更する。さらに、システム制御回路１５０は、フラグ及び制御変数等を含む必要なパラメータ、設定値、及び設定モードを不揮発性メモリ１５６に記録する。
【０１６８】
そして、システム制御回路１５０は、電源制御部１８２によって画像表示部１２８を含む画像処理に係る各部の不要な電源を遮断する等の所定の終了処理を行う（ステップＳ２０３）。その後、システム制御回路１５０は、ステップＳ２０２に戻る。
【０１６９】
システム制御回路１５０は、メインスイッチがオン（ＯＮ）に設定されていると判定すると（ステップＳ２０２において、電源ＯＮ）、既に設定されているＩＳＯ感度等の設定情報の読み出しを行う（ステップＳ２０４）。
【０１７０】
その後、システム制御回路１５０は、シャッタースイッチＳＷ１が押されているか否かを判別する（ステップＳ２０５）。シャッタースイッチＳＷ１が押されていない場合（ステップＳ２０５において、ＯＦＦ）、システム制御回路１５０は、ステップＳ２０２戻る。
【０１７１】
一方、シャッタースイッチＳＷ１が押されている場合（ステップＳ２０５において、ＯＮ）、システム制御回路１５０は、測距・測光・温度の測定を行う（ステップＳ２０６）。
【０１７２】
つまり、ステップＳ１１５では、システム制御回路１５０は、図１に関連して説明したようにして、測距処理を行って撮影レンズ１１０の焦点を被写体に合わせ、測光処理を行って絞り値及びシャッター速度を決定する測距・測光処理を行う。なお、測光処理では、必要であればフラッシュの設定を行う。また、システム制御回路１５０は温度計１４４によって温度の測定も行い、メモリ１５２の所定エリアに格納する。
【０１７３】
続いて、システム制御回路１５０は、上記のステップＳ２０６で設定した撮影秒時（つまり、シャッター速度）Ｔｖが所定の値ｙ以上（つまり、設定秒時以上：予め規定された時間以上）であるか否かの判別を行う（ステップＳ２０７）。
【０１７４】
撮影秒時Ｔｖが設定秒時ｙ以上の長時間であると（ステップＳ２０７において、Ｔｖ≧ｙ）、システム制御回路１５０は、第２の動作モードの設定を行う（ステップＳ２１１）。一方、撮影秒時Ｔｖが設定秒時ｙ未満の短時間であると（ステップＳ２０７において、Ｔｖ＜ｙ）、システム制御回路１５０は、ＩＳＯ感度と所定の値ｘとの比較判定を行う（ステップＳ２０８）。
【０１７５】
そして、ＩＳＯ感度が所定の値ｘ以上であると（ステップＳ２０８において、ＩＳＯ≧ｘ）、システム制御回路１５０は、ステップＳ２１１に移行する（つまり、第２の動作モードの設定を行う）。一方、ＩＳＯ感度が所定の値ｘ未満であると（ステップＳ２０８において、ＩＳＯ＜ｘ）、システム制御回路１５０は、上記のステップＳ２０６で読み出した温度Ｔｅｍｐの判別を行う（ステップＳ２０９）。
【０１７６】
上記の温度Ｔｅｍｐが所定の値ｔ以上（予め規定された温度以上）の高温度である場合（ステップＳ２０９において、Ｔｅｍｐ≧ｔ）、システム制御回路１５０は、ステップＳ２１１へ移行する。一方、温度Ｔｅｍｐが所定の値ｔ未満の低温度である場合（ステップＳ２０９において、Ｔｅｍｐ＜ｔ）、システム制御回路１５０は、第１の動作モードの設定を行う（ステップＳ２１０）。
【０１７７】
上記のように、撮影秒時が短いか又は温度が低いと、システム制御回路１５０は、暗電流ノイズは少ない状態と判断することになる。さらに、設定されているＩＳＯ感度が低いと、光入力が大きく、ＰＤ６１（図１３）のダイナミックレンジが広く必要になる可能性が高い。
【０１７８】
従って、システム制御回路１５０は、ＣＭＯＳイメージセンサー１１４の動作モードとして、図３及び図４に関連して説明したダイナミックレンジ拡大が可能な第１の動作モードを設定することになる。
【０１７９】
一方、上記のように、撮影秒時が長い、設定されているＩＳＯ感度が高い、又は温度が高いと、システム制御回路１５０は、暗電流ノイズの発生が目立ちやすくなると判断することになる。よって、システム制御回路１５０は、ＣＭＯＳイメージセンサー１１４の動作モードとして、図５及び図６に関連して説明した暗電流ノイズの抑制が可能な第２の動作モードを設定する。
【０１８０】
上述のように、ステップＳ２０６〜ステップＳ２１１において、システム制御回路１５０は、被写体の輝度から設定される諸撮影条件（設定秒時又は設定撮影感度）及び撮影時の温度に応じて、ＣＭＯＳイメージセンサー１１４の動作モードを切替える。
【０１８１】
続いて、システム制御回路１５０は、予め記憶されている各種補正値（例えば、水平及びび垂直のシェーディング補正データ）を不揮発性メモリ１５６から読み出し、メモリ３０の所定領域に展開する（ステップＳ２１６）。
【０１８２】
その後、システム制御回路１５０は、シャッタースイッチＳＷ２が押されているか否かを判別する（ステップＳ２１７）。シャッタースイッチＳＷ２が押されていない場合（ステップＳ２１７において、ＯＦＦ）、システム制御回路１５０はステップＳ２０５に戻る。
【０１８３】
一方、シャッタースイッチＳＷ２が押されている場合（ステップＳ２１７において、ＯＮ）、システム制御回路１５０は、撮影した画像データが記憶可能な画像記憶バッファ領域がメモリ１３０に存在するか否かを判別する（ステップＳ２１９）。
【０１８４】
そして、メモリ１３０の画像記憶バッファ領域内に新たな画像データの記憶可能な領域がないと判別した場合（ステップＳ２１９において、ＮＯ）、システム制御回路１５０は、画像表示部１２８又は表示部・発音部（図示せず）に画像の表示又は音声の出力を行って、所定の警告をする（ステップＳ２２０）。その後、システム制御回路１５０は、ステップＳ２０２に戻る。
【０１８５】
一方、メモリ１３０の画像記憶バッファ領域内に新たな画像データの記憶可能な領域があると判別した場合（ステップＳ２１９において、ＹＥＳ）、システム制御回路１５０は、前述のステップＳ２１０又はステップＳ２１１において設定した動作モードに応じて、所定時間蓄積した電荷をＣＭＯＳイメージセンサー１１４から読み出す。
【０１８６】
そして、システム制御回路１５０は、ＡＦＥ１１６、画像処理回路１２０、及びメモリ制御回路１２２を介して、又はＡＦＥ１１６から直接的にメモリ制御回路１２２を介して、メモリ１３０の所定領域に画像データを書き込む（ステップＳ２２１：撮影処理）。
【０１８７】
なお、ステップＳ２２１の撮影処理は、図９で説明した撮影処理と同様であるので、ここでは、説明は省略する。
【０１８８】
続いて、システム制御回路１５０は、メモリ１３０の所定領域に書き込まれた画像データの一部を、メモリ制御回路１２２を介して読み出す。そして、システム制御回路１５０は、現像処理を行うために必要なＷＢ（ホワイトバランス）積分演算処理等を行う。
【０１８９】
システム制御回路１５０は、この演算結果をシステム制御回路１５０の内部メモリ又はメモリ１５２に記憶する。システム制御回路１５０は、メモリ制御回路１２２、そして、必要に応じて画像処理回路１２０を用いて、メモリ１３０の所定領域に書き込まれた画像データを読み出す。
【０１９０】
システム制御回路１５０は、システム制御回路１５０の内部メモリ又はメモリ１５２に記憶した演算結果を用いて、読み出した画像データに対してＡＷＢ（オートホワイトバランス）処理、ガンマ変換処理、色変換処理を含む各種現像処理を行う（ステップＳ２２２）。
【０１９１】
なお、上記の現像処理では、ステップＳ１１６でメモリ１５２に展開した補正値を用いて補正演算処理が併せて行なわれる。
【０１９２】
続いて、システム制御回路１５０は、メモリ１３０の所定領域に書き込まれた画像データを読み出し、圧縮・伸長回路（図示せず）を用いて設定された動作モードに応じた画像圧縮処理を行う（ステップＳ２２３）。そして、システム制御回路１５０は、メモリ１３０の画像記憶バッファ領域の空き画像部分に、一連の処理を終えた画像データの書き込みを行う。
【０１９３】
さらに、システム制御回路１５０は、メモリ１３０の画像記憶バッファ領域に記憶された画像データを読み出し、記録媒体１２００に画像データを書き込む記録処理を開始する（ステップＳ２２４）。
【０１９４】
この記録開始処理は、メモリ１３０の画像記憶バッファ領域の空き画像部分に、一連の処理を終えた画像データの書き込みが新たに行われる度に、その画像データに対して実行される。
【０１９５】
なお、記録媒体１２００に画像データの書き込みを行っている間、書き込み動作中であることを示すために、システム制御回路１５０は、例えば、表示部（ＬＥＤ等：図示せず）を点滅させる等して記録媒体書き込み動作表示を行う。
【０１９６】
その後、システム制御回路１５０は、メモリ１５２又は不揮発性メモリ１５６等に、当該撮影処理時における動作モード等のデータ（例えば、露光時間、撮影日時等）を記憶する（ステップＳ２２５）。そして、システム制御回路１５０は、ステップＳ２０５に戻る。これによって、撮影に関する一連の処理が終了する。
【０１９７】
上記の第２の実施の形態では、設定秒時、設定ＩＳＯ感度、及び検出した温度の組み合わせによって、第１の動作モードと第２の動作モードの切り替えを行っている。しかしながら、設定秒時、設定ＩＳＯ感度、及び検出された温度の全てを用いる必要はない。例えば、温度のみ又は設定秒時のみに応じて第１又は第２の動作モードの設定を行うようにしてもよい。いずれにしても、設定秒時、設定ＩＳＯ感度、及び検出された温度のうち少なくとも１つを用いて、第１及び第２の動作モードのいずれかを選択するようにすればよい。
【０１９８】
なお、上記の第１及び第２の実施の形態においては、第１の動作モード及び第２の動作モードを自動に切り替えるようにしたが、自動的に動作モードを切り替えるばかりでなく、例えば、ユーザーが強制的に動作モードを変更する変更モードを有するようにしてもよい。
【０１９９】
ところで、上記の第１及び第２の実施の形態においては、撮像動作における撮影条件を取得するタイミングを撮像前の情報取得に応じて行っている。
【０２００】
ところが、近年、撮像装置の機能として、撮影画像の事前確認を可能とする利点を考慮して、ＣＭＯＳイメージセンサー１１４によって得られた画像をモニターに表示できる動画像撮影モードを備えているものが多い。なお、動画像撮影モードには、表示機能のみのモードや記録モードを備えたもの等様々である。
【０２０１】
そこで、以下に述べるさらに他の実施の形態（第３の実施の形態）では、動画像撮影モードを備えた撮像装置において、静止画像用の撮影条件を動画像撮影モードの際に取得する。
【０２０２】
図１１ａ及び図１１ｂは、図１に示す撮像装置における動作のさらに他の例（第３の実施の形態）を説明するためのフローチャートである。
【０２０３】
図１、図１１ａ、及び図１１ｂを参照して、動画像撮影の際には、操作部１６０のＥＶＦ動作スイッチがＯＮされる。これによって、システム制御回路１５０は、ミラー（図示せず）を駆動して、ミラーをミラーアップ位置に移動する（ステップＳ４０１）。
【０２０４】
続いて、システム制御回路１５０は、シャッター制御部１４０によってシャッター１１２を開き、ＣＭＯＳイメージセンサー１１４に対する光入力を開始する（ステップＳ４０２）。
【０２０５】
次に、システム制御回路１５０は、測距・測光・温度の測定を行う（ステップＳ４０３）。つまり、ステップＳ４０３では、システム制御回路１５０は、図１に関連して説明したようにして、測距処理を行って撮影レンズ１１０の焦点を被写体に合わせ、測光処理を行って絞り値、シャッター速度、及びＩＳＯ感度を決定する測距・測光処理を行う。また、システム制御回路１５０は温度計１４４によって温度の測定も行い、メモリ１５２の所定エリアに格納する。
【０２０６】
システム制御回路１５０は、ステップＳ４０３における測距処理・測光処理から得られた測定値に応じて、動画像用の撮影条件である絞り値、シャッター速度、及びＩＳＯ感度を撮影条件として決定する（ステップＳ４０４）。そして、システム制御回路１５０は、絞り（図示せず）をステップＳ４０４で設定した絞り値に駆動する（ステップＳ４０５）。
【０２０７】
続いて、システム制御回路１５０は、動画像撮影を実行する（ステップＳ４０６）。つまり、システム制御回路１５０は、ＣＭＯＳイメージセンサー１１４の電荷クリア・露光動作を行うスリットローリング撮影動作を実行する。なお、スリットローリング撮影動作は周知の動作であるため、ここでの説明は省略する。
【０２０８】
その後、システム制御回路１５０は、シャッタースイッチＳＷ１が押されているか否かを判別する（ステップＳ４０７）。シャッタースイッチＳＷ１が押されていない場合（ステップＳ４０７において、ＯＦＦ）、システム制御回路１５０は、動画ＳＷ（ＥＶＦ動作ＳＷ）がＯＮのままであるか否かを判別する（ステップＳ４０８）。
【０２０９】
ＥＶＦ動作スイッチがＯＮであると（ステップＳ４０８において、ＯＮ）、システム制御回路１５０は、ステップＳ４０３へ戻る。一方、ＥＶＦ動作スイッチがＯＦＦであると（ステップＳ４０８において、ＯＦＦ）、システム制御回路１５０は、測光処理における測定値に応じて露光が終了したか否かを判別する（ステップＳ４０９）。
【０２１０】
露光が終了していると（ステップＳ４０９において、ＹＥＳ）、システム制御回路１５０は、シャッター制御部１４０によってシャッター１１２を閉じて、ＣＭＯＳイメージセンサー１１４の露光を終了する（ステップＳ４１０）。
【０２１１】
なお、露光が終了していなければ（ステップＳ４０９において、ＮＯ）、システム制御回路１５０は、露光が終了するまで待つ。
【０２１２】
続いて、システム制御回路１５０は、絞りを開放の絞り値まで駆動し（ステップＳ４１１）、ミラーをミラーダウン位置に移動させる（ステップＳ４１２）。
【０２１３】
その後、システム制御回路１５０は、設定した電荷蓄積時間が経過したか否かを判別して、設定した電荷蓄積時間が経過した場合、ＣＭＯＳイメージセンサー１１４の電荷蓄積を終了する。そして、システム制御回路１５０は、ＣＭＯＳイメージセンサー１１４から電荷を出力電圧として読み出す。
【０２１４】
この出力電圧は、ＡＦＥ１６、画像処理回路１２０、及びメモリ制御回路１２２を介して、又はＡＦＥ１６から直接的にメモリ制御回路１２２を介して、メモリ１３０の所定領域に撮影画像データが書き込まれる（動画像撮影終了：ステップＳ４１３）。これによって、システム制御回路１５０は、一連の処理を終了し、メインの処理に復帰する。
【０２１５】
ステップ４０７において、シャッタースイッチＳＷ１がＯＮである判定すると、システム制御回路１５０は、ステップＳ４０４における処理で取得した動画像用の撮影条件の設定情報の読み出し処理を行う。そして、システム制御回路１５０は、静止画象用情報への変換（撮影条件算出）を行う（ステップＳ４１４）。
【０２１６】
続いて、システム制御回路１５０は、上記のステップＳ４１４で算出した撮影秒時（つまり、シャッター速度）Ｔｖが所定の値（つまり、設定秒時）ｙ以上であるか否かの判別を行う（ステップＳ４１５）。
【０２１７】
撮影秒時Ｔｖが設定秒時ｙ以上であると（ステップＳ４１５において、Ｔｖ≧ｙ）、システム制御回路１５０は、第２の動作モードの設定を行う（ステップＳ４１９）。一方、撮影秒時Ｔｖが設定秒時ｙ未満であると（ステップＳ４１５において、Ｔｖ＜ｙ）、システム制御回路１５０は、設定ＩＳＯ感度と所定の値ｘとの比較判定を行う（ステップＳ４１６）。
【０２１８】
そして、設定ＩＳＯ感度が所定の値ｘ以上であると（ステップＳ４１６において、ＩＳＯ≧ｘ）、システム制御回路１５０は、ステップＳ４１９に移行する（つまり、第２の動作モードの設定を行う）。一方、設定ＩＳＯ感度が所定の値ｘ未満であると（ステップＳ４１６において、ＩＳＯ＜ｘ）、システム制御回路１５０は、上記のステップＳ４１４で算出した温度の判別を行う（ステップＳ４１７）。
【０２１９】
上記の温度Ｔｅｍｐが所定値ｔ以上の場合（ステップＳ４１７において、Ｔｅｍｐ≧ｔ）、システム制御回路１５０は、ステップＳ４１９へ移行する。一方、温度Ｔｅｍｐが所定値ｔ未満場合（ステップＳ４１７において、Ｔｅｍｐ＜ｔ）、システム制御回路１５０は、第１の動作モードの設定を行う（ステップＳ４１８）。
【０２２０】
上記のように、撮影秒時が短いか又は温度が低いと、システム制御回路１５０は、暗電流ノイズは少ない状態と判断することになる。さらに、設定されているＩＳＯ感度が低いと、光入力が大きく、ＰＤ６１（図１３）のダイナミックレンジが広く必要になる可能性が高い。
【０２２１】
従って、システム制御回路１５０は、ＣＭＯＳイメージセンサー１１４の動作モードとして、図３及び図４に関連して説明したダイナミックレンジ拡大が可能な第１の動作モードを設定することになる。
【０２２２】
一方、上記のように、撮影秒時が長い、設定されている記録感度が高い、又は温度が高いと、システム制御回路１５０は、暗電流ノイズの発生が目立ちやすくなると判断することになる。よって、システム制御回路１５０は、ＣＭＯＳイメージセンサー１１４の動作モードとして、図５及び図６に関連して説明した暗電流ノイズの抑制が可能な第２の動作モードを設定する。
【０２２３】
上述のように、ステップＳ４０３〜Ｓ４０４で説明した動画像撮影動作において測定された動画像用の撮影条件から、静止画象用の撮影条件を求めて、この静止画像用の撮影条件に応じて、ＣＭＯＳイメージセンサー１１４の動作モードを切替える。
【０２２４】
続いて、システム制御回路１５０は、予め記憶されている各種補正値（例えば、水平及びび垂直のシェーディング補正データ）を不揮発性メモリ１５６から読み出し、メモリ３０の所定領域に展開する（ステップＳ４２０）。
【０２２５】
その後、システム制御回路１５０は、シャッタースイッチＳＷ２が押されているか否かを判別する（ステップＳ４２１）。シャッタースイッチＳＷ２が押されていない場合（ステップＳ４２１において、ＯＦＦ）、システム制御回路１５０はステップＳ４０１に戻る。
【０２２６】
一方、シャッタースイッチＳＷ２が押されている場合（ステップＳ４２１において、ＯＮ）、システム制御回路１５０は、撮影した画像データが記憶可能な画像記憶バッファ領域がメモリ１３０に存在するか否かを判別する（ステップＳ４２２）。
【０２２７】
そして、メモリ１３０の画像記憶バッファ領域内に新たな画像データの記憶可能な領域がないと判別した場合（ステップＳ４２２において、ＮＯ）、システム制御回路１５０は、画像表示部１２８又は表示部・発音部（図示せず）に画像の表示又は音声の出力を行って、所定の警告をする（ステップＳ４２３）。その後、システム制御回路１５０は、一連の処理を終了し、メインの処理に復帰する。
【０２２８】
一方、メモリ１３０の画像記憶バッファ領域内に新たな画像データの記憶可能な領域があると判別した場合（ステップＳ４２２において、ＹＥＳ）、システム制御回路１５０は、前述のステップＳ４１８又はステップＳ４１９において設定した動作モードに応じて、所定時間蓄積した電荷をＣＭＯＳイメージセンサー１１４から読み出す。
【０２２９】
そして、システム制御回路１５０は、ＡＦＥ１１６、画像処理回路１２０、及びメモリ制御回路１２２を介して、又はＡＦＥ１１６から直接的にメモリ制御回路１２２を介して、メモリ１３０の所定領域に画像データを書き込む（ステップＳ４２４：撮影処理）。
【０２３０】
なお、ステップＳ４２４の撮影処理については、図１２を用いて後ほど詳細に説明する。
【０２３１】
続いて、システム制御回路１５０は、メモリ１３０の所定領域に書き込まれた画像データの一部を、メモリ制御回路１２２を介して読み出す。そして、システム制御回路１５０は、現像処理を行うために必要なＷＢ（ホワイトバランス）積分演算処理等を行う。
【０２３２】
システム制御回路１５０は、この演算結果をシステム制御回路１５０の内部メモリ又はメモリ１５２に記憶する。システム制御回路１５０は、メモリ制御回路１２２、そして、必要に応じて画像処理回路１２０を用いて、メモリ１３０の所定領域に書き込まれた画像データを読み出す。
【０２３３】
システム制御回路１５０は、システム制御回路１５０の内部メモリ又はメモリ１５２に記憶した演算結果を用いて、読み出した画像データに対してＡＷＢ（オートホワイトバランス）処理、ガンマ変換処理、色変換処理を含む各種現像処理を行う（ステップＳ４２５）。
【０２３４】
なお、上記の現像処理では、ステップＳ４２５においてメモリ１５２に展開した補正値を用いて補正演算処理が併せて行なわれる。
【０２３５】
続いて、システム制御回路１５０は、メモリ１３０の所定領域に書き込まれた画像データを読み出し、圧縮・伸長回路（図示せず）を用いて設定された動作モードに応じた画像圧縮処理を行う（ステップＳ４２６）。そして、システム制御回路１５０は、メモリ１３０の画像記憶バッファ領域の空き画像部分に、一連の処理を終えた画像データの書き込みを行う。
【０２３６】
さらに、システム制御回路１５０は、メモリ１３０の画像記憶バッファ領域に記憶された画像データを読み出し、記録媒体１２００に画像データを書き込む記録処理を開始する（ステップＳ４２７）。
【０２３７】
この記録開始処理は、メモリ１３０の画像記憶バッファ領域の空き画像部分に、一連の処理を終えた画像データの書き込みが新たに行われる度に、その画像データに対して実行される。
【０２３８】
なお、記録媒体１２００に画像データの書き込みを行っている間、書き込み動作中であることを示すために、システム制御回路１５０は、例えば、表示部（ＬＥＤ等：図示せず）を点滅させる等して記録媒体書き込み動作表示を行う。
【０２３９】
その後、システム制御回路１５０は、メモリ１５２又は不揮発性メモリ１５６等に、当該撮影処理時における動作モード等のデータ（例えば、露光時間、撮影日時等）を記憶する（ステップＳ４２８）。そして、システム制御回路１５０は、ステップＳ４０１に戻る。これによって、撮影に関する一連の処理が終了する。
【０２４０】
図１２は、図１１ｂに示す撮影処理ステップＳ４２４の手順を詳細に示すフローチャートである。
【０２４１】
図１及び図１２を参照して、撮影処理ステップＳ４２４においては、システム制御回路１５０は、システム制御回路１５０の内部メモリ又はメモリ１５２に記憶された測光データに応じて、絞り（図示せず）を所定の絞り値まで駆動・制御する（ステップＳ５０１）。その後、ＣＭＯＳイメージセンサー１１４の電荷クリア動作（電荷リセット動作）が行われる（ステップＳ５０２）。
【０２４２】
なお、この際、ＣＭＯＳイメージセンサー１１４は、図１１ｂで説明したステップＳ４１８又はステップＳ４１９において設定した動作モードに応じて動作する。
【０２４３】
続いて、システム制御回路１５０は、シャッター制御部１４０によってシャッター１１２を開き、ＣＭＯＳイメージセンサー１１４の電荷蓄積を開始する（ステップＳ５０３）。そして、システム制御回路１５０は、ＣＭＯＳイメージセンサー１１４の露光を開始する（ステップＳ５０４）。
【０２４４】
次に、システム制御回路１５０は、フラッシュフラグに応じてフラッシュ部１４８が必要であるか否かを判別する（ステップＳ５０５）。フラッシュ部１４８が必要であると判別すると（ステップＳ５０５において、ＹＥＳ）、システム制御回路１５０は、フラッシュ部１４８を発光させる制御を実行する（ステップＳ５０６）。
【０２４５】
その後、システム制御回路１５０は、測光データに応じてＣＭＯＳイメージセンサー１１４の露光終了が終了したか否かを判別する（ステップＳ５０７）。なお、フラッシュ部１４８が必要でないと判別すると（ステップＳ５０５において、ＮＯ）、システム制御回路１５０は、前述のステップＳ５０７に移行する。
【０２４６】
そして、露光が終了すると（ステップＳ５０７において、ＹＥＳ）、システム制御回路１５０は、シャッター制御部１４０によってシャッター１１２を閉じ、ＣＭＯＳイメージセンサー１１４の露光を終了する（ステップＳ５０８）。
【０２４７】
なお、露光が終了しないと（ステップＳ５０７において、ＮＯ）、システム制御回路１５０は、露光が終了するまで待つ。
【０２４８】
続いて、システム制御回路１５０は、絞りを開放の絞り値まで駆動・制御し（ステップＳ５０９）、ミラーをミラーダウン位置に移動させる（ステップＳ５１０）。
【０２４９】
そして、システム制御回路１５０は、設定した電荷蓄積時間が経過したか否かを判別する（ステップＳ５１１）。設定した電荷蓄積時間が経過した場合（ステップＳ５１１において、ＹＥＳ）、システム制御回路１５０は、ＣＭＯＳイメージセンサー１１４における電荷蓄積を行単位に順次終了する（ステップＳ５１２）。
【０２５０】
その後、システム制御回路１５０は、ＣＭＯＳイメージセンサー１１４から電荷を出力電圧（つまり、撮像信号）として読み出す（ステップＳ５１３）。この出力電圧は、ＡＦＥ１６、画像処理回路１２０、メモリ制御回路１２２を介して、又はＡＦＥ１６から直接的にメモリ制御回路１２２を介して、メモリ１３０の所定領域に画像データとして書き込まれる。
【０２５１】
なお、設定した電荷蓄積時間が経過しない場合（ステップＳ５１１において、ＮＯ）、システム制御回路１５０は、設定した電荷蓄積時間が経過するまで待つ。このようにして、撮影処理ステップＳ４２４が終了すると、システム制御回路１５０は、図１１ｂに示すステップＳ４２５に移行する。
【０２５２】
上述のように、第３の実施の形態では、動画像撮影動作の際に、動画像撮影用の撮影条件を取得しておき、静止画像撮影動作において動画像撮影用の撮影条件に応じて静止画像用の撮影条件を求めるようにしている。従って、静止画像撮影の際、静止画像用の撮影条件を取得することによる撮影タイムラグを防止することができるばかりでなく、ＣＭＯＳイメージセンサー１１４の撮影条件を良好に設定することができる。
【０２５３】
上述のように、第１〜第３の実施の形態では、画素６０（撮像素子）がＰＤ６１（光電変換素子）とＦＤ６４とは別に、ＭＥＭ６８（電荷保持部）とを備えている。そして、撮像装置１００が備えるＣＭＯＳイメージセンサー１１４は複数の画素６０を有している。
【０２５４】
さらに、画素６０は、第１の転送トランジスタ６２（第１の転送用トランジスタ）と第２の転送トランジスタ６９（第２の転送用スイッチ）を有している。そして、第１の転送トランジスタ６２は、ＰＤ６１とＭＥＭ６８との間を選択的に分離・接続する。また、第２の転送トランジスタ６９は、ＭＥＭ６８とＦＤ６４との間を選択的に分離・接続する。
【０２５５】
そして、垂直走査回路７７及びシステム制御回路１５０（スイッチ制御部）が、第２の転送用スイッチを第１及び第２の動作モードで選択的に駆動する。第１の動作モードにおいては、ＰＤ６１における電荷蓄積動作中に、第２の転送トランジスタ６９によってＭＥＭ６８とＦＤ６４とが接続状態とされる。
【０２５６】
一方、第２の動作モードにおいては、ＰＤ６１における電荷の蓄積動作中に、第２の転送トランジスタ６９によってＭＥＭ６８とＦＤ６４とが分離状態とされる。垂直走査回路７７及びシステム制御回路１５０は、被写体の撮影を行う際の撮影条件（例えば、ＩＳＯ感度、撮影秒時、及び撮像装置の温度）に応じて第１及び第２の動作モードの切り替えを行う。
【０２５７】
従って、暗電流ノイズが少なく、光入力が大きい場合には、ダイナミックレンジの拡大が可能となり、暗電流ノイズの発生が目立ちやすくなる場合には、暗電流ノイズの抑制が可能となる。よって、高感度撮影時等の撮影条件において、ダイナミックレンジの拡大を行っても、暗電流ノイズの影響を低減して良好な画質を得ることができる。
【０２５８】
なお、上述の実施の形態では、撮像装置１００について説明したが、同様に、撮像装置を駆動・制御する駆動制御方法としても上記の各動作をステップとして実現することができる。また、上記の各動作をステップとして実現する駆動制御プログラムを用いて、マイクロプロセッサ等のコンピューターを動作させるようにしてもよい。この際には、当該駆動制御プログラムをコンピューター読み取り可能な記録媒体に記録して、コンピューターに読み込ませるようにしてもよい。
【符号の説明】
【０２５９】
６０  画素
６１  フォトダイオード（ＰＤ）
６２  第１の転送トランジスタ
６３  リセットトランジスタ
６４  フローティングディフージョン（ＦＤ）
６５  増幅トランジスタ
６６  行選択トランジスタ
６７  垂直出力線
６８  電荷保持部（ＭＥＭ）
６９  第２の転送トランジスタ
７７  垂直走査回路
１１４  ＣＭＯＳイメージセンサー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０ａ】
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【図１０ｂ】
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【図１１ａ】
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【図１１ｂ】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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