(57)【要約】【課題】ユーザが入射光量を意識することなく、ゲイン、シャッタスピード、および絞りを自由に設定しても、最適な画像を撮像できるようにする。【解決手段】撮像に際して必要とされる露光時間である撮像素子の露光時間Ｔが、設定される場合、ゲインを最低にし、シャッタスピードを最低にし、絞りの開度を最低にしても、信号レベルが高い場合、動作Ｅ２またはＥ３で示されるように、必要とされる露光時間を２分割、または４分割するなどして露光時間を分割して、分割された露光時間毎に蓄積された信号を加算して画素信号が生成されることにより、撮像素子の飽和信号量の分割数倍の画素信号を生成する。本技術は、撮像装置に適用することができる。【選択図】図４
2015109502.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
露光時間を可変にして光電変換により画素信号を発生する撮像素子と、
前記撮像素子により発生された画素信号を蓄積する蓄積部とを含み、
前記撮像素子は、画像の撮像に必要とされる必要露光時間を複数に分割した分割露光時間毎に光電変換により画素信号を繰り返し発生し、
前記蓄積部は、前記撮像素子により発生された前記画素信号を蓄積し、前記必要露光時間だけ蓄積した画素信号を出力する
イメージセンサ。
【請求項２】
前記撮像素子により出力されるアナログ信号からなる画素信号をデジタル信号に変換する変換部をさらに含み、
前記蓄積部は、前記変換部によりデジタル信号に変換された画素信号を蓄積する
請求項１に記載のイメージセンサ。
【請求項３】
前記分割露光時間毎に前記撮像素子により前記画素信号が生成されるとき、前記蓄積部に蓄積された画素信号を読み出して、前記変換部によりデジタル信号に変換された画素信号を加算し、前記蓄積部に書き戻す演算部をさらに含む
請求項２に記載のイメージセンサ。
【請求項４】
前記蓄積部より出力される画素信号の信号レベルに基づいて、前記分割露光回数を決定する分割露光回数決定部をさらに含む
請求項１に記載のイメージセンサ。
【請求項５】
前記分割露光回数決定部は、前記画素信号を増幅するゲインを最小に、露光時間を最短に、かつ、絞りを最小に制御する場合、前記蓄積部より出力される画素信号の信号レベルが飽和するとき、前記分割露光回数を増加させる
請求項４に記載のイメージセンサ。
【請求項６】
露光時間を可変にして光電変換により画素信号を発生する撮像素子と、
前記撮像素子により発生された画素信号を蓄積する蓄積部とを含むイメージセンサの動作方法において、
前記撮像素子が、画像の撮像に必要とされる必要露光時間を複数に分割した分割露光時間毎に光電変換により画素信号を繰り返し発生し、
前記蓄積部が、前記撮像素子により発生された前記画素信号を蓄積し、前記必要露光時間だけ蓄積した画素信号を出力する
イメージセンサの動作方法。
【請求項７】
露光時間を可変にして光電変換により画素信号を発生する撮像素子と、
前記撮像素子により発生された画素信号を蓄積する蓄積部とを含むイメージセンサの動作を制御するコンピュータに、
前記撮像素子が、画像の撮像に必要とされる必要露光時間を複数に分割した分割露光時間毎に光電変換により画素信号を繰り返し発生し、
前記蓄積部が、前記撮像素子により発生された前記画素信号を蓄積し、前記必要露光時間だけ蓄積した画素信号を出力する
ステップを含む処理を実行させるプログラム。
【請求項８】
露光時間を可変にして光電変換により画素信号を発生する撮像素子と、
前記撮像素子により発生された画素信号を蓄積する蓄積部とを含み、
前記撮像素子は、画像の撮像に必要とされる必要露光時間を複数に分割した分割露光時間毎に光電変換により画素信号を繰り返し発生し、
前記蓄積部は、前記撮像素子により発生された前記画素信号を蓄積し、前記必要露光時間だけ蓄積した画素信号を出力する
撮像装置。
【請求項９】
露光時間を可変にして光電変換により画素信号を発生する撮像素子と、
前記撮像素子により発生された画素信号を蓄積する蓄積部とを含み、
前記撮像素子は、画像の撮像に必要とされる必要露光時間を複数に分割した分割露光時間毎に光電変換により画素信号を繰り返し発生し、
前記蓄積部は、前記撮像素子により発生された前記画素信号を蓄積し、前記必要露光時間だけ蓄積した画素信号を出力する
電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、イメージセンサおよびイメージセンサの動作方法、撮像装置、電子機器、並びにプログラムに関し、特に、明るいシーンなどでも、ND（Neutral Density：減光）フィルタなどを利用しなくても画素信号を飽和させずに使用できるようにしたイメージセンサおよびイメージセンサの動作方法、撮像装置、電子機器、並びにプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
撮像時の絞りやシャッタスピード（露光時間）は、一定時間に画素で光電変換される電荷量（感度）と、画素ごとに蓄積することができる飽和信号量（Qs）から決まる。
【０００３】
低照度の場面や、画面内の暗部のノイズを減少させるために、少ない光量でも画像信号を多く取得できるように、画素の感度を上げる場合、飽和信号量も同時に上げる必要がある。
【０００４】
しかしながら、感度と飽和信号量をある一定の面積で同時に上げることは、画素面積の制約により難しく、感度と飽和信号量とのバランスを取った設計を行う必要がある。
【０００５】
そこで、飽和信号量に比べて感度比率が高い撮像素子では、画素で蓄積できる飽和信号量を超えるような明るいシーンを撮像する場合、外部にNDフィルタを挿入したり、アイリスを絞ったり、シャッタスピードを速くする（すなわち、露光時間を短くする）ことで、入射される光量を落としていた（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−１３５６４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述した技術においては、NDフィルタの付け替えによる撮像手順が煩雑であり、操作性を低減させてしまう恐れがあった。
【０００８】
また、アイリス（F値）による被写界深度の調整や、シャッタスピードによる流れる被写体の見せ方など、写真表現の自由度に制約が生じていた。
【０００９】
本技術は、このような状況に鑑みてなされたものであり、特に、設定された露光時間を複数に分割し、分割された露光時間で得られた画素信号を加算することで、ユーザが入射される光量を気にすることなく、絞り、およびシャッタスピードを自由に設定しても、最適な画像出力が得られるようにするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本技術の一側面のイメージセンサは、露光時間を可変にして光電変換により画素信号を発生する撮像素子と、前記撮像素子により発生された画素信号を蓄積する蓄積部とを含み、前記撮像素子は、画像の撮像に必要とされる必要露光時間を複数に分割した分割露光時間毎に光電変換により画素信号を繰り返し発生し、前記蓄積部は、前記撮像素子により発生された前記画素信号を蓄積し、前記必要露光時間だけ蓄積した画素信号を出力する。
【００１１】
前記撮像素子により出力されるアナログ信号からなる画素信号をデジタル信号に変換する変換部をさらに含ませるようにすることができ、前記蓄積部には、前記変換部によりデジタル信号に変換された画素信号を蓄積させるようにすることができる。
【００１２】
前記分割露光時間毎に前記撮像素子により前記画素信号が生成されるとき、前記蓄積部に蓄積された画素信号を読み出して、前記変換部によりデジタル信号に変換された画素信号を加算し、前記蓄積部に書き戻す演算部をさらに含ませるようにすることができる。
【００１３】
前記蓄積部より出力される画素信号の信号レベルに基づいて、前記分割露光回数を決定する分割露光回数決定部をさらに含ませるようにすることができる。
【００１４】
前記分割露光回数決定部には、前記画素信号を増幅するゲインを最小に、露光時間を最短に、かつ、絞りを最小に制御する場合、前記蓄積部より出力される画素信号の信号レベルが飽和するとき、前記分割露光回数を増加させるようにすることができる。
【００１５】
本技術の一側面のイメージセンサの動作方法は、露光時間を可変にして光電変換により画素信号を発生する撮像素子と、前記撮像素子により発生された画素信号を蓄積する蓄積部とを含むイメージセンサの動作方法において、前記撮像素子が、画像の撮像に必要とされる必要露光時間を複数に分割した分割露光時間毎に光電変換により画素信号を繰り返し発生し、前記蓄積部が、前記撮像素子により発生された前記画素信号を蓄積し、前記必要露光時間だけ蓄積した画素信号を出力する。
【００１６】
本技術の一側面のプログラムは、露光時間を可変にして光電変換により画素信号を発生する撮像素子と、前記撮像素子により発生された画素信号を蓄積する蓄積部とを含むイメージセンサの動作を制御するコンピュータに、前記撮像素子が、画像の撮像に必要とされる必要露光時間を複数に分割した分割露光時間毎に光電変換により画素信号を繰り返し発生し、前記蓄積部が、前記撮像素子により発生された前記画素信号を蓄積し、前記必要露光時間だけ蓄積した画素信号を出力するステップを含む処理を実行させる。
【００１７】
本技術の一側面の撮像装置は、露光時間を可変にして光電変換により画素信号を発生する撮像素子と、前記撮像素子により発生された画素信号を蓄積する蓄積部とを含み、前記撮像素子は、画像の撮像に必要とされる必要露光時間を複数に分割した分割露光時間毎に光電変換により画素信号を繰り返し発生し、前記蓄積部は、前記撮像素子により発生された前記画素信号を蓄積し、前記必要露光時間だけ蓄積した画素信号を出力する。
【００１８】
本技術の一側面の電子機器は、露光時間を可変にして光電変換により画素信号を発生する撮像素子と、前記撮像素子により発生された画素信号を蓄積する蓄積部とを含み、前記撮像素子は、画像の撮像に必要とされる必要露光時間を複数に分割した分割露光時間毎に光電変換により画素信号を繰り返し発生し、前記蓄積部は、前記撮像素子により発生された前記画素信号を蓄積し、前記必要露光時間だけ蓄積した画素信号を出力する。
【００１９】
本技術の一側面においては、撮像素子により露光時間を可変にして光電変換により画素信号が発生され、蓄積部により、前記撮像素子により発生された画素信号が蓄積され、前記撮像素子により、画像の撮像に必要とされる必要露光時間を複数に分割した分割露光時間毎に光電変換により画素信号が繰り返し発生され、前記蓄積部により、前記撮像素子により発生された前記画素信号が蓄積されて、前記必要露光時間だけ蓄積した画素信号が出力される。
【発明の効果】
【００２０】
本技術の一側面によれば、ユーザが入射光量を意識することなく、ゲイン、シャッタスピード、および絞りを自由に設定しても、最適な画像を撮像することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本技術を適用した撮像装置の一実施の形態の構成成を説明する図である。
【図２】図１の撮像素子の詳細な構成例を説明する図である。
【図３】図２の受光素子アレイを構成する受光素子の構成例を説明する図である。
【図４】撮像素子の動作を説明するタイミングチャートである。
【図５】撮像処理を説明するフローチャートである。
【図６】撮像処理における撮像素子の動作を説明する図である。
【図７】露光時間を分割するときの動作を説明する図である。
【図８】露光制御処理を説明するフローチャートである。
【図９】露光制御処理を説明する図である。
【図１０】汎用のパーソナルコンピュータの構成例を説明する図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
＜撮像装置の構成例＞
図１は、本技術を適用した撮像装置の一実施の形態の構成例を示すブロック図である。
【００２３】
図１の撮像装置は、絞り機構部１１、絞り駆動部１２、レンズ部１３、撮像素子１４、RAW補正処理部１５、カメラ信号処理部１６、信号レベル検出部１７、カメラ制御部１８、画像表示処理部１９、画像表示装置２０、画像出力装置２１、画像記録再生処理部２２、および画像記録装置２３を備えている。
【００２４】
絞り機構部１１は、例えば、複数の羽根状の機構を動かすことで絞り開口部の径を可変にする動作する機構であり、絞り駆動部１２からの制御信号により開口部の径を変更するように動作ことで撮像素子１４に入射される光量を調整する。
【００２５】
レンズ部１３は、撮像光学系を構成するレンズ群で構成され、フォーカス調整と、必要に応じてズーム調整を行う。
【００２６】
撮像素子１４は、レンズ部１３により集光された光を受光素子アレイ５２（図２）に２次元状に配置された受光素子Ｐ１乃至Ｐｎ（図３）により光電変換を行い、光を電気信号に変換することで画素信号を生成し、複数の画素の画素信号からなる画像信号としてRAW補正処理部１５に出力する。尚、撮像素子１４の内部構造については、図２を参照して詳細は後述する。
【００２７】
RAW補正処理部１５は、撮像素子１４から出力された画像信号の、画素欠陥やレンズ部１３による歪みなどについて、面内での画質の製造ばらつきを補正すると共に、後段の信号処理のレベルダイアグラムに合わせて、黒レベル、および白レベルを調整する。RAW補正処理部１５は、画質の製造ばらつきを補正すると共に、黒レベル、および白レベルを調整した画像信号を、カメラ信号処理部１６、および信号レベル検出部１７に供給する。
【００２８】
カメラ信号処理部１６は、RAW補正処理部１５から供給されてくる画像信号に対して、画素補間処理、色補正処理、エッジ補正、ガンマ補正、および解像度変換などのカメラ信号処理を行い、画像表示処理部１９、および画像記録再生処理部２２に出力する。
【００２９】
信号レベル検出部１７は、所定の有効領域における画像信号を構成する画素信号のそれぞれの信号レベルを演算することにより、画面全体の積分値、最も明るい部分の信号レベル、および信号レベルの分布を表すヒストグラムなどの情報をカメラ制御部１８に供給する。
【００３０】
カメラ制御部１８は、信号レベル検出部１７より供給される現在の画像信号、現在のアイリス（絞り開度）の状態（Ｆ値）、シャッタスピード、ゲインおよび露光時間分割数などの情報から、画像信号の信号レベルが最適な状態になるよう、絞り駆動部１２、および撮像素子１４に制御信号を供給することでフィードバック制御する。また、カメラ制御部１８は、ユーザが意図的に設定したアイリス、シャッタスピード、およびゲインに基づいて、フィードバックを行うマニュアル動作を行うことも可能である。尚、露光時間分割数については、詳細を後述する。
【００３１】
画像表示処理部１９は、カメラ信号処理部１６より供給される画像信号、および画像記録再生処理部２２から、画像表示装置２０に表示させるための画像信号、および画像出力装置２１に出力するための画像信号を生成する。
【００３２】
画像表示装置２０は、例えば、LCD（Liquid Crystal Display）または有機EL（Electro Luminescence）からなり、撮像中のカメラスルー画像、および画像記録装置２３に記録された画像の再生画像を表示する。
【００３３】
画像出力装置２１は、例えば、HDMI（登録商標）（High Definition Multimedia Interface）等の一般的な映像出力規格に則したデータ形式、およびコネクタを備えており、外部のテレビジョン等に撮像中のカメラスルー画像、および画像記録装置２３に記録された画像の再生画像を出力する。
【００３４】
画像記録再生処理部２２は、カメラ信号処理部１６より供給されてくる画像信号を、例えば、MPEG（Moving Picture Experts Group）などの画像の符号化方式で圧縮符号化処理を施すと共に、画像記録装置２３から供給された画像の符号化データに対して伸長復号処理を施し、画像表示処理部１９に出力する。
【００３５】
画像記録装置２３は、例えば、HDD（Hard Disk Drive）、フラッシュメモリなどの半導体メモリ、およびDVD（Digital Versatile Disk）などの光ディスクなど、ランダムアクセスが可能な媒体、および、DV（Digital Video）テープなどの連続アクセスが可能な媒体などであり、圧縮符号化処理された画像信号を記録、または読み出す。
【００３６】
＜撮像素子の構成例＞
次に、図２を参照して、撮像素子１４の詳細な構成例について説明する。
【００３７】
撮像素子１４は、タイミング生成部５１、受光素子アレイ５２、A/D（Analog/Digital）変換回路５３、演算回路５４、メモリ部５５、および伝送部５６を備えている。
【００３８】
タイミング生成部５１は、カメラ制御部１８より供給される制御信号に基づいて、撮像素子１４のそれぞれのブロックの動作タイミングを制御するタイミング制御信号を供給する。
【００３９】
受光素子アレイ５２は、例えば、行または列からなる２次元状に配置された受光素子Ｐ１乃至Ｐｎの集合体である。受光素子アレイ５２は、２次元状に配置された受光素子Ｐ１乃至Ｐｎの個々において、光が受光されるにより光電変換で生成された電気信号を、各列ごとに画素信号としてA/D変換回路５３に順次転送する。
【００４０】
A/D変換回路５３は、各列ごとに、受光素子アレイからの出力であるアナログ信号からなる画素信号をデジタル信号の画素信号に変換する。A/D変換回路５３は、例えば、追従比較型のA/D変換器で構成されており、それぞれに１クロックごとに１デジタル値ずつカウントアップしていくカウンタ値と、アナログ入力信号を逐次比較し、比較器により値が一致したところでカウンタ値を停止させ、デジタル信号からなる画素信号として出力する。
【００４１】
演算回路５４は、A/D変換回路５３からの信号を直接メモリ部５５に書き込んで蓄積させる、または、A/D変換回路５３からの信号と、メモリ部５５に蓄積された画素信号とを加算し、結果を再びメモリ部５５に蓄積する。
【００４２】
メモリ部５５は、タイミング生成部５１より供給されてくるタイミング制御信号に基づいて、演算回路５４に画素信号を読み出す動作、演算回路５４での演算結果を書き込む蓄積動作、および、伝送部５６へ信号を順次送り出す転送動作を行う。
【００４３】
伝送部５６は、タイミング生成部５１からの制御信号に従い、メモリ部５５から読みだされた複数の画素信号を画像信号として、RAW補正処理部１５（図１）へと転送する。
【００４４】
＜受光素子の構成例＞
次に、図３を参照して、受光素子アレイ５２を構成する受光素子の構成例について説明する。尚、図３で示される受光素子は、４個のトランジスタより構成される一般的な形式なものであるが、これ以外の構成であってもよいものである。
【００４５】
受光素子Ｐ１乃至Ｐｎはいずれも同様の構成とされており、フォトダイオードＰＤ、転送トランジスタＴＧ、フローティングディフュージョンＦＤ、リセットトランジスタＲＳＴ、増幅トランジスタＡＭＰ、および選択トランジスタＳＥＬより構成されている。また、垂直方向に配置された受光素子Ｐ１乃至Ｐｎの転送ラインにはA/D変換回路１０１が設けられている。尚、A/D変換回路５３は、このA/D変換回路１０１が複数のラインごとの集合体とされる。
【００４６】
フォトダイオードＰＤは、カソードが転送トランジスタＴＧに接続されており、受光に応じた光電変換により発生した電気信号である電荷を蓄積し、転送トランジスタＴＧの開閉に応じてフローティングディフュージョンＦＤに出力する。
【００４７】
転送トランジスタＴＧは、転送信号に基づいて開閉することでトランスファーゲートを構成し、フォトダイオードＰＤにより蓄積された電荷をフローティングディフュージョンＦＤに転送する。
【００４８】
フローティングディフュージョンＦＤは、配線容量により形成されるコンデンサ領域であり、転送トランジスタＴＧを介してフォトダイオードＰＤより転送されてきた電荷を蓄積し、増幅トランジスタＡＭＰのゲートに供給する。
【００４９】
リセットトランジスタＲＳＴは、リセット信号に基づいて開閉することでリセットゲートを構成し、オンにされるとフローティングディフュージョンＦＤに蓄積された電荷を排出する。尚、リセットトランジスタＲＳＴは、転送トランジスタＴＧと共にオンにされるとき、フローティングディフュージョンＦＤに蓄積された電荷を排出すると共に、フォトダイオードＰＤに蓄積された電荷も排出することでリセット動作を実現する。
【００５０】
増幅トランジスタＡＭＰは、フローティングディフュージョンＦＤに蓄積された電荷がゲートに入力されることにより開閉することで、電荷量に基づいて電源電圧を増幅して画素信号として出力する。
【００５１】
選択トランジスタＳＥＬは、選択信号に基づいて開閉することでセレクトゲートを構成し、オンにされると増幅トランジスタＡＭＰにより増幅された画素信号をA/D変換回路１０１に出力する。
【００５２】
尚、図３においては、列ごとに１つのA/D変換回路１０１で構成されているが、複数の列で１つのA/D変換回路１０１や、１つの列で複数のA/D変換器を持つものもあり、列に対するA/D変換器の構成比率を増やすことで、高速化を図ることが可能となる。
【００５３】
＜露光タイミングについて＞
次に、図４のタイミングチャートを参照して、撮像素子１４における露光タイミングについて説明する。
【００５４】
まず、動作Ｅ１で示されるタイミングチャートを参照して、通常動作となる露光タイミングについて説明する。尚、図４において、動作Ｅ１乃至Ｅ３は、いずれも上から選択信号ＳＥＬ、リセット信号ＲＳＴ、および転送信号ＴＧのタイミング、並びにフォトダイオードＰＤに蓄積された画素値を表したものであり、横軸は時間である。従って、選択信号ＳＥＬ、リセット信号ＲＳＴ、および転送信号ＴＧがＨｉのタイミングにおいて、図３の選択トランジスタＳＥＬ、リセットトランジスタＲＳＴ、および転送トランジスタＴＧがオンの状態とされ、それ以外のタイミングにおいてはオフとされる。
【００５５】
すなわち、時刻ｔ０において、図３のリセットトランジスタＲＳＴ、および転送トランジスタＴＧが同時にオンの状態とされ、直後にオフにされることでフォトダイオードＰＤ、およびフローティングディフュージョンＦＤが同時にリセットされ、電荷の蓄積が開始できる状態にセットされる。したがって、４段目の波形における時刻ｔ０乃至ｔ１で示されるように、この間に受光が継続されることにより、フォトダイオードＰＤには光電変換により生成される電荷が画素信号として時間に応じて蓄積されていく。
【００５６】
次に、予め設定された露光時間Ｔが経過する時刻ｔ１１に近い時刻ｔ１になったところで、選択トランジスタＳＥＬがオンにされてアナログ信号からなる画素信号がA/D変換回路１０１によりデジタル信号に変換されるように設定された後、一度リセットトランジスタＲＳＴがオンにされ、暗電流によってフローティングディフュージョンＦＤに徐々に蓄積された電荷が再度リセットされ、そのときの画素信号がリセット値としてデジタル信号に変換される。
【００５７】
その後、２段目の時刻ｔ１１において、転送トランジスタＴＧがオンにされてフォトダイオードＰＤに蓄積された電荷がフローティングディフュージョンＦＤに転送され、アナログデジタル変換が行われる。転送トランジスタＴＧがオフおよびオンにされた状態で得られる２つの値が減算（CDS）されることで、リセットトランジスタＲＳＴのオフ時に印加されるスイッチノイズ（ｋT/Cノイズ）がキャンセルされ、ノイズの少ない良好な画素信号が得られることになる。
【００５８】
次に、動作Ｅ２を参照して、露光時間Ｔを２分割して読み出す際の露光タイミングについて説明する。
【００５９】
すなわち、予め設定された露光時間Ｔの途中で、通常の読み出しシーケンスを行うことで、フォトダイオードＰＤの電荷が一度空にされた上で、そのまま蓄積が継続され、巨視的には連続して露光を継続することが可能となる。さらに、フォトダイオードＰＤに蓄積された電荷が露光時間の途中でフローティングディフュージョンＦＤに転送されることで、フォトダイオードＰＤ、およびフローティングディフュージョンＦＤの蓄積電荷量のおよそ２倍の電荷を扱うことが可能となる。
【００６０】
尚、ここで通常の読み出しシーケンスとは、選択トランジスタＳＥＬをオンにした状態で、リセットトランジスタＲＳＴをオンにしてフローティングディフュージョンＦＤのリセット値をアナログデジタル変換した後、転送トランジスタＴＧをオンにして画素信号をフローティングディフュージョンＦＤに保持してからアナログデジタル変換するシーケンスである。
【００６１】
動作Ｅ２について、より詳細には、時刻ｔ２１（＝ｔ３１）において、図３のリセットトランジスタＲＳＴ、および転送トランジスタＴＧが同時にオンの状態とされ、直後にオフにされることでフォトダイオードＰＤ、およびフローティングディフュージョンＦＤが同時にリセットされ、電荷の蓄積が開始できる状態にセットされる。したがって、時刻ｔ２１乃至ｔ２２で示されるように、この間に受光されることにより、フォトダイオードＰＤには光電変換により生成される画素が蓄積され、画素信号が時間に応じて蓄積されていく。
【００６２】
次に、予め設定された露光時間Ｔを２分割した分割露光時間Ｔｄ１が経過する時刻ｔ３２の直前である時刻ｔ２２において、選択トランジスタＳＥＬがオンにされてアナログ信号からなる画素信号がA/D変換回路１０１によりデジタル信号に変換されるように設定されると共に、一度リセットトランジスタＲＳＴがオンにされ、暗電流によってフローティングディフュージョンＦＤに徐々に蓄積された電荷が再度リセットされ、そのリセット値がデジタル信号に変換される。
【００６３】
その後、時刻ｔ３２において、転送トランジスタＴＧがオンにされてフォトダイオードＰＤに蓄積された電荷がフローティングディフュージョンＦＤに転送され、デジタル信号に変換される。さらに、A/D変換回路１０１において、転送トランジスタＴＧがオフおよびオンにされた状態で得られる２つの値が減算（CDS）されることでノイズがキャンセルされた、必要な露光時間に対して前半となる半分の分割露光時間における画素信号が得られる。
【００６４】
その後、露光が継続されて、再び分割露光時間Ｔｄ１が経過する時刻ｔ３３の直前の時刻ｔ２３になったところで、選択トランジスタＳＥＬがオンにされてアナログ信号からなる画素信号がA/D変換回路１０１によりデジタル信号に変換されるように設定された後、一度リセットトランジスタＲＳＴがオンにされ、暗電流によってフローティングディフュージョンＦＤに徐々に蓄積された電荷が再度リセットされ、そのリセット値がデジタル信号に変換される。
【００６５】
その後、時刻ｔ３３において、転送トランジスタＴＧがオンにされてフォトダイオードＰＤに蓄積された電荷がフローティングディフュージョンＦＤに転送され、アナログデジタル変換が行われる。さらに、A/D変換回路１０１において、転送トランジスタＴＧがオフおよびオンにされた状態で得られる２つの値が減算（CDS）されることでノイズがキャンセルされた、必要な露光時間に対して後半となる半分の分割露光時間における画素信号が得られる。
【００６６】
このようにして得られた、必要な露光時間における前半の半分の分割露光時間における画素信号と、後半の半分の分割露光時間における画素信号とが演算回路５４により積算された状態でメモリ部５５に蓄積されて、必要な露光時間に対する画素信号として出力される。この場合、フォトダイオードＰＤに蓄積された電荷がフローティングディフュージョンＦＤの略２倍の電荷量（画素信号量）からなる高ダイナミックレンジな画素信号とすることが可能となる。
【００６７】
また、動作Ｅ２と同様に、動作Ｅ３で示されるような処理により、露光時間Ｔが４分割されると、動作Ｅ２を参照して説明した処理が４回繰り返されることにより、フォトダイオードＰＤ、およびフローティングディフュージョンＦＤの蓄積画素量のおよそ４倍の画素を扱うことが可能となる。
【００６８】
動作Ｅ３について、より詳細には、時刻ｔ４１（＝ｔ５１）において、図３のリセットトランジスタＲＳＴ、および転送トランジスタＴＧが同時にオンの状態とされ、直後にオフにされることでフォトダイオードＰＤ、およびフローティングディフュージョンＦＤが同時にリセットされ、電荷の蓄積が開始できる状態にセットされる。したがって、これ以降において、時刻ｔ５１乃至ｔ５２、時刻ｔ５２乃至ｔ５３、時刻ｔ５３乃至ｔ５４、および時刻ｔ５４乃至ｔ５５で示されるように、この間に受光されることにより、フォトダイオードＰＤには光電変換により生成される画素が蓄積され、画素信号が時間に応じて蓄積されていく。
【００６９】
その後、露光が継続されて、再び必要とされる露光時間Ｔが４分割された分割露光時間Ｔｄ２が経過する時刻ｔ５２，ｔ５３，ｔ５４、およびｔ５５のそれぞれの直前の時刻ｔ４２，ｔ４３，ｔ４４，ｔ４５になったところで、選択トランジスタＳＥＬがオンにされてアナログ信号からなる画素信号がA/D変換回路１０１によりデジタル信号に変換されるように設定された後、一度リセットトランジスタＲＳＴがオンにされ、暗電流によってフローティングディフュージョンＦＤに徐々に蓄積された電荷が再度リセットされ、そのリセット値がデジタル信号に変換される。
【００７０】
その後、時刻ｔ５２，ｔ５３，ｔ５４，ｔ５５において、転送トランジスタＴＧがオンにされてフォトダイオードＰＤに蓄積された電荷がフローティングディフュージョンＦＤに転送され、アナログデジタル変換が行われる。さらに、A/D変換回路１０１において、転送トランジスタＴＧがオフおよびオンにされた状態で得られる、２つの値が減算（CDS）されることでノイズがキャンセルされた、必要な露光時間に対して後半となる半分の分割露光時間における画素信号が得られる。
【００７１】
このようにして得られた、必要な露光時間におけるそれぞれ１／４ずつの分割露光時間における画素信号が演算回路５４により積算された状態でメモリ部５５に蓄積されて、必要な露光時間に対する画素信号として出力される。この場合、フォトダイオードＰＤに蓄積された電荷がフローティングディフュージョンＦＤの略４倍の電荷量（画素信号量）からなる高ダイナミックレンジな画素信号とすることが可能となる。
【００７２】
＜撮像処理＞
次に、図５のフローチャートを参照して、撮像処理について説明する。
【００７３】
ステップＳ１１において、カメラ制御部１８は、信号レベル検出部１７より供給されてくる直前のフレームの画像信号に信号レベルに基づいて設定されたシャッタスピードに応じて、必要とされる露光時間を算出し、分割露光回数で除算することで分割露光時間を設定すると共に、露光回数カウンタＥＣを分割露光回数に設定する。このとき、カメラ制御部１８は、必要とされる露光時間を算出するに当たって、図８を参照して後述する処理により、適切なゲイン、シャッタスピード、絞り開度、および露光時間の分割露光回数を設定している。尚、最初の処理においては、直前の画像信号が存在しないので、所定の信号レベルをデフォルト値として設定しておくようにしてもよい。
【００７４】
ステップＳ１２において、カメラ制御部１８は、制御信号を絞り駆動部１２に供給して絞り機構部１１を設定された開度になるように制御する。さらに、カメラ制御部１８は、撮像素子１４に対してタイミング生成に必要となる設定値を供給する。この処理に応じて、タイミング生成部５１は、受光素子アレイ５２の各受光素子Ｐに対して、受光を開始させるためタイミング信号を発生し供給する。そして、このタイミング信号に応じて、受光素子アレイ５２の各受光素子Ｐは受光を開始する。
【００７５】
より詳細には、タイミング生成部５１は、カメラ制御部１８からの設定値に基づいて、リセットトランジスタＲＳＴおよび転送トランジスタＴＧを同時に極短時間だけオンに制御することで、残留する電荷を解放してリセットさせる。この処理によりフォトダイオードＰＤとフローティングディフュージョンＦＤに蓄積されている電荷がリセットされ、蓄積が開始可能な状態となる。
【００７６】
ステップＳ１３において、タイミング生成部５１は、分割露光時間が経過したか否かを判定し、経過するまで、同様の処理を繰り返す。そして、ステップＳ１３において、分割露光時間が経過したとみなされた場合、処理は、ステップＳ１４に進む。
【００７７】
ステップＳ１４において、タイミング生成部５１は、選択トランジスタＳＥＬをオンに制御すると共に、リセットトランジスタＲＳＴを極短時間だけオンに制御して、A/D変換回路１０１に電荷を転送できる状態にする。さらに、タイミング生成部５１は、リセットトランジスタＲＳＴを極短時間だけオンに制御して暗電流によりフローティングディフュージョンＦＤに蓄積された電荷による信号を、増幅トランジスタＡＭＰを介して増幅させて、リセット信号としてA/D変換回路１０１に転送させる。すなわち、リセット状態の画素値が転送される。
【００７８】
ステップＳ１５において、A/D変換回路５３（A/D変換回路１０１）は、供給されてきた画素信号をアナログ信号からデジタル信号に変換して負の値としてA/D変換回路５３内に保持する。すなわち、この処理により、暗電流により生じるスイッチノイズのみからなるリセット信号が負の値としてA/D変換回路５３内で保持される。
【００７９】
ステップＳ１６において、タイミング生成部５１は、転送トランジスタＴＧをオンに制御し、フォトダイオードＰＤに蓄積されていた電荷をフローティングディフュージョンＦＤに転送させる。このとき選択トランジスタＳＥＬはオンの状態であるので、フローティングディフュージョンＦＤに蓄積された電荷は、増幅トランジスタＡＭＰを介して増幅された画素信号としてA/D変換回路１０１に転送される。すなわち、蓄積された画素値が転送される。
【００８０】
ステップＳ１７において、A/D変換回路５３（A/D変換回路１０１）は、供給されてきた画素信号をアナログ信号からデジタル信号に正の値として変換する。すなわち、この処理により、暗電流により生じるスイッチノイズを含むフォトダイオードＰＤで蓄積された電荷に対応する画素信号が正の値として変換される。
【００８１】
ステップＳ１８において、A/D変換回路５３（A/D変換回路１０１）は、スイッチノイズのみからなる負の値として保持されたリセット信号と、スイッチノイズを含むフォトダイオードＰＤで蓄積された電荷に対応する正の値としてA/D変換された画素信号とを連続して変換することで、スイッチノイズをキャンセルした画素信号を算出する。
【００８２】
ステップＳ１９において、演算回路５４は、メモリ部５５に記憶されている画素信号を読み出す。尚、１回目の露光の場合、メモリ部５５に記憶されている画素信号は存在しないので、ステップＳ１９の処理はスキップするようにしてもよい。
【００８３】
ステップＳ２０において、演算回路５４は、メモリ部５５より読み出した画素信号と、スイッチノイズをキャンセルするように演算により求めた画素信号とを加算する。ステップＳ２０の処理についても、１回目の露光の場合、メモリ部５５に記憶されている画素信号は存在しないので、ステップＳ１９の処理と同様にスキップするようにしてもよい。
【００８４】
ステップＳ２１において、演算回路５４は、読み出した画素信号と演算により求められた画素信号との加算結果である画素信号をメモリ部５５に書き戻して記憶させる。
【００８５】
ステップＳ２１の処理についても、１回目の露光の場合であって、かつ、ステップＳ１９，Ｓ２０の処理がスキップされる場合には、演算により求められる画素信号は存在しないので、A/D変換回路５３（A/D変換回路１０１）が、演算回路５４を通さずに算出した画素信号をメモリ部５５に直接転送して記憶させる。
【００８６】
ステップＳ２２において、タイミング生成部５１は、露光回数カウンタＥＣが１であるか否かを判定する。ここで、分割露光回数とは必要とされる露光時間が何分割されているかを示す数であるので、最初の処理で露光回数カウンタＥＣが１回であれば、実質的に分割がなされていないことを示す。ステップＳ２２において、例えば、最初の処理であって、分割露光回数が１回である場合、実質的に分割されていないものとみなされるので、処理は、ステップＳ２４に進む。
【００８７】
一方、ステップＳ２２において、露光回数カウンタＥＣが１ではないと見なされた場合、処理は、ステップＳ２３に進む。
【００８８】
ステップＳ２３において、タイミング生成部５１は、露光回数カウンタＥＣを１デクリメントして、処理は、ステップＳ１２に戻る。すなわち、ステップＳ２２において、露光回数カウンタＥＣが１となるまで、ステップＳ２１乃至Ｓ２３の処理が分割露光回数だけ繰り返される。そして、ステップＳ２３において、露光回数カウンタＥＣが１になったとみなされた場合、処理は、ステップＳ２４に進む。
【００８９】
ステップＳ２４において、タイミング生成部５１は、撮像素子１４に対してメモリ部５５に蓄積されている画素信号を１フレーム分の画素信号として転送させる制御信号を供給すると共に、伝送部５６を制御して、メモリ部５５に蓄積されている画素信号、１フレーム分の画素信号として読み出して伝送させる。
【００９０】
すなわち、通常ならば、撮像素子１４においては、図６の状態Ｍ１で示されるように、タイミング生成部５１により、図７の上段における時刻ｔ１０１乃至ｔ１０２で示されるように、必要な露光時間Ｔとして設定されると、画素信号となる電荷が露光時間Ｔ内で１回だけ受光素子アレイ５２に蓄積される。そして、受光素子アレイ５２より、時刻ｔ１０２のタイミングで画素信号が読み出されて、A/D変換回路５３によりデジタル信号に変換され、演算回路５４をそのまま通過してメモリ部５５に供給されると、伝送部５６が、メモリ部５５に記憶されている画素信号を出力する。
【００９１】
尚、図６においては、タイミング生成部５１乃至伝送部５６のうち、動作が停止している構成については、斜線が付加されている。
【００９２】
一方、図５のフローチャートを参照して説明した処理の場合、例えば、分割露光回数が４回であるとき、ステップＳ１２乃至Ｓ２１の処理（ただし、ステップＳ１９，Ｓ２０の処理がスキップされて、ステップＳ２１においては、A/D変換回路５３（A/D変換回路１０１）が、演算回路５４を通さずに算出した画素信号をメモリ部５５に直接転送して記憶させる処理）により、図６の状態Ｍ２で示されるように動作がなされる。すなわち、図７の下段における時刻ｔ１０１乃至ｔ１１１で示される、必要な露光時間Ｔを４分割した最初の分割露光時間において、受光素子アレイ５２が電荷を蓄積してA/D変換回路５３に出力し、A/D変換回路５３が画素信号としてデジタル信号に変換し、メモリ部５５に蓄積する。
【００９３】
そして、図７の下段における時刻ｔ１１１乃至ｔ１１２，ｔ１１２乃至ｔ１１３，ｔ１１３乃至ｔ１１４で示される、露光時間Ｔを４分割にした２回目以降の時間においては、ステップＳ１２乃至Ｓ２３の処理により、図６の状態Ｍ３で示されるように動作がなされる。すなわち、受光素子アレイ５２が電荷を蓄積してA/D変換回路５３に出力し、A/D変換回路５３が画素信号としてデジタル信号に変換し、メモリ部５５に蓄積された画素信号とを合算して蓄積する処理が繰り返される。
【００９４】
露光時間Ｔが終了すると、図６の状態Ｍ４で示されるように、ステップＳ２４の処理により、図７の下段における時刻ｔ１０２のタイミングで、伝送部５６が、メモリ部５５に記憶されている画素信号を伝送する。
【００９５】
以上のような処理により、必要とされる露光時間内において、露光時間を分割し、分割された分割露光時間で、撮像素子１４により発生する信号を繰り返し蓄積して画素信号を生成することが可能となる。このため、撮像素子１４を構成する受光素子により蓄積可能な飽和信号量に対して分割数倍の飽和信号量とすることが可能となる。
【００９６】
結果として、明るいシーンを撮像するような場合にでも、NDフィルタなどをつけることなく、適切に高ダイナミックレンジな画像を撮像することが可能となる。また、ゲインを下げることにより調整されるISO感度を低くした状態での撮像が可能となるので、絞りを解放側に設定した撮像が可能となり、明るいシーンでも、被写界深度を浅くした、いわゆるボケ味を付けた撮像が可能となる。
【００９７】
＜露光制御処理＞
次に、図８のフローチャートを参照して、露光制御処理について説明する。尚、ここでは、信号レベルが高すぎる場合について、ゲイン、シャッタスピード、絞り、および分割露光回数の順序で制御すべき動作の優先順位が設定されている場合について説明するが、優先順位については、これ以外が設定されるようにしてもよい。
【００９８】
ステップＳ４１において、カメラ制御部１８は、信号レベル検出部１７より供給されてくる直前の画素信号の信号レベルが最適レベルであるか否かを判定する。ステップＳ４１において、例えば、信号レベルが最適ではないと判定された場合、処理は、ステップＳ４２に進む。
【００９９】
ステップＳ４２において、カメラ制御部１８は、撮像素子１４のゲインを可変に制御することが可能な状態であるか否かを判定する。すなわち、信号レベルが高すぎるような場合、信号レベルを下げるためにゲインを下げる制御が可能であるか否か、または、信号レベルが低すぎるような場合、シャッタスピード、絞り、または分割露光回数による信号レベルを上げる制御ができず、かつ、ゲインを上げる制御が可能であるか否かが判定される。すなわち、ここでは、信号レベルが高すぎる場合に、ゲイン、シャッタスピード、絞り、および分割露光回数の順序で制御すべき優先順位が設定されている。このため、信号レベルが低すぎる場合については、その逆の優先順位となることから、ゲインによる制御が可能であっても、シャッタスピードや絞りによる制御を優先する。ステップＳ４２において、ゲインを可変に制御することができると判定された場合、ステップＳ４３において、カメラ制御部１８は、信号レベルに応じて必要とされるだけゲインを上げる、または下げるなどして調整する。
【０１００】
ステップＳ４２において、信号レベルに対して調整するためにゲインを上げる、または下げるといったことが不能であると判定された場合、処理は、ステップＳ４４に進む。
【０１０１】
ステップＳ４４において、カメラ制御部１８は、撮像素子１４のシャッタスピードを可変に制御することが可能な状態であるか否かを判定する。すなわち、信号レベルが高すぎるような場合、信号レベルを下げるためにシャッタスピードを上げる制御が可能であるか否か、または、信号レベルが低すぎるような場合、信号レベルを上げるためにシャッタスピードを下げる制御が可能であるか否かが判定される。ただし、信号レベルが低すぎる場合については、絞り、または分割露光回数による信号レベルを上げる制御ができないときであって、シャッタスピードによる制御ができるか否かが判定される。ステップＳ４４において、シャッタスピードを可変に制御することができると判定された場合、ステップＳ４５において、カメラ制御部１８は、信号レベルに応じて必要とされるだけシャッタスピードを上げる、または下げるなどして調整する。
【０１０２】
ステップＳ４４において、信号レベルに対して調整するためにシャッタスピードを上げる、または下げるといったことが不能であると判定された場合、処理は、ステップＳ４６に進む。
【０１０３】
ステップＳ４６において、カメラ制御部１８は、絞り機構部１１の開度を可変に制御することが可能な状態であるか否かを判定する。すなわち、信号レベルが高すぎるような場合、信号レベルを下げるために絞り機構部１１の開度を下げる制御が可能であるか否か、または、信号レベルが低すぎるような場合、信号レベルを上げるために絞り機構部１１の開度を上げる制御が可能であるか否かが判定される。ただし、信号レベルが低すぎる場合については、分割露光回数による信号レベルを上げる制御ができないときであって、絞りによる制御ができるか否かが判定される。ステップＳ４６において、絞り機構部１１の開度を可変に制御することができると判定された場合、ステップＳ４７において、カメラ制御部１８は、信号レベルに応じて必要とされるだけ絞り機構部１１の開度を上げる、または下げるなどして調整する。
【０１０４】
ステップＳ４６において、信号レベルに対して調整するために絞り機構部１１の開度を上げる、または下げるといったことが不能であると判定された場合、処理は、ステップＳ４８に進む。
【０１０５】
ステップＳ４８において、カメラ制御部１８は、信号レベルに応じて必要とされる露光時間の分割露光回数を制御する。すなわち、信号レベルが高すぎるような場合、カメラ制御部１８は、より飽和信号量が増大するように、必要とされる露光時間の分割露光回数を増大させる。また、カメラ制御部１８は、信号レベルが低すぎるような場合、飽和信号量を減少させるように、必要とされる露光時間の分割露光回数を減少させる。
【０１０６】
以上の処理をまとめると、図９で示されるような関係となる。尚、図９においては、横軸が明るさを示しており、縦軸が上段から、ゲイン、シャッタスピード、絞り機構部１１の開度、および分割露光回数を示している。
【０１０７】
すなわち、信号レベルが信号レベルＬ０乃至Ｌ１で示される場合であって、分割露光回数が１番低い１であるとき、信号レベルが高すぎるとき、まず、ゲインが徐々に低下され、ゲインがこれ以下に設定できない信号レベルＬ１となったとき、ゲインの制御が不能とされる。
【０１０８】
次に、信号レベルＬ１乃至Ｌ２の場合、シャッタスピードが徐々に高速にされて、開放時間が短くされていく。そして、信号レベルＬ２となったとき、シャッタスピードの制御が不能とされる。
【０１０９】
さらに、信号レベルＬ２乃至Ｌ３の場合、絞り機構部１１の開度が徐々に閉じられていく。そして、信号レベルＬ３となったとき、絞り機構部１１の開度の制御が不能とされる。
【０１１０】
そして、信号レベルＬ３の場合、分割露光回数が１回から２回に増やされる。この結果、飽和信号量がほぼ２倍になるので、信号レベルＬ３より高い信号レベルになると、ゲイン、シャッタスピード、および絞りの制御が再び可能となる。
【０１１１】
そこで、信号レベルが信号レベルＬ３乃至Ｌ４の場合、分割露光回数が２であって、信号レベルが高すぎるとき、再び、ゲインが制御される。そして、信号レベルＬ４において、ゲインの制御が不能とされると、信号レベルＬ４乃至Ｌ５の場合、シャッタスピードが徐々に高速にされて、開放時間が短くされていく。そして、信号レベルＬ５となったとき、シャッタスピードの制御が不能とされ、信号レベルＬ５乃至Ｌ６の場合、絞り機構部１１の開度が徐々に閉じられていく。そして、信号レベルＬ６となったとき、分割露光回数が２回から３回に増やされる。以降、信号レベルが高くなるにしたがって同様の制御がなされる。
【０１１２】
すなわち、信号レベルが高過ぎる場合、露光時間の分割露光回数を増やすようにすることで、飽和信号量を変化させることが可能となる。また、以上においては、ゲイン、シャッタスピード、および絞りの順序で、設定を変化させる例について説明してきたが、それ以外の順序で設定するようにしてもよいし、いずれかのパラメータを固定するようにしてもよい。結果として、ゲイン、シャッタスピード、および絞りの設定の自由度を向上させることが可能となる。
【０１１３】
尚、以上の例においては、必要とされる露光時間を分割した分割露光時間において受光素子により生成される画素信号をデジタル信号に変換したのち、加算することで必要とされる露光時間の画素信号を生成する例について説明してきたが、分割露光時間において受光素子により生成される画素信号をアナログ信号のまま加算して、必要とされる露光時間の画素信号を生成するようにしてもよい。また、以上においては、必要とされる露光時間を均等に分割した例について説明してきたが、必ずしも均等に分割されていなくてもよく、分割露光時間の積算時間が、必要とされる露光時間となるように分割されていれば、不均等に分割された分割露光時間であってもよい。
【０１１４】
以上のような処理により、信号レベルに応じて、露光時間の分割露光回数が制御されることにより、飽和信号量を変化させることが可能となるので、明るいシーンでも高ダイナミックレンジの撮像が可能となる。また、NDフィルタを着けることなく低ゲイン（低ISO感度）での撮像も可能となる。
【０１１５】
ところで、上述した一連の処理は、ハードウェアにより実行させることもできるが、ソフトウェアにより実行させることもできる。一連の処理をソフトウェアにより実行させる場合には、そのソフトウェアを構成するプログラムが、専用のハードウェアに組み込まれているコンピュータ、または、各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行することが可能な、例えば汎用のパーソナルコンピュータなどに、記録媒体からインストールされる。
【０１１６】
図１０は、汎用のパーソナルコンピュータの構成例を示している。このパーソナルコンピュータは、CPU(Central Processing Unit)１００１を内蔵している。CPU１００１にはバス１００４を介して、入出力インタ-フェイス１００５が接続されている。バス１００４には、ROM(Read Only Memory)１００２およびRAM(Random Access Memory)１００３が接続されている。
【０１１７】
入出力インタ-フェイス１００５には、ユーザが操作コマンドを入力するキーボード、マウスなどの入力デバイスよりなる入力部１００６、処理操作画面や処理結果の画像を表示デバイスに出力する出力部１００７、プログラムや各種データを格納するハードディスクドライブなどよりなる記憶部１００８、LAN（Local Area Network）アダプタなどよりなり、インターネットに代表されるネットワークを介した通信処理を実行する通信部１００９が接続されている。また、磁気ディスク（フレキシブルディスクを含む）、光ディスク（CD-ROM(Compact Disc-Read Only Memory)、DVD(Digital Versatile Disc)を含む）、光磁気ディスク（ＭＤ(Mini Disc)を含む）、もしくは半導体メモリなどのリムーバブルメディア１０１１に対してデータを読み書きするドライブ１０１０が接続されている。
【０１１８】
CPU１００１は、ROM１００２に記憶されているプログラム、または磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、もしくは半導体メモリ等のリムーバブルメディア１０１１ら読み出されて記憶部１００８にインストールされ、記憶部１００８からRAM１００３にロードされたプログラムに従って各種の処理を実行する。RAM１００３にはまた、CPU１００１が各種の処理を実行する上において必要なデータなども適宜記憶される。
【０１１９】
以上のように構成されるコンピュータでは、CPU１００１が、例えば、記憶部１００８に記憶されているプログラムを、入出力インタフェース１００５及びバス１００４を介して、RAM１００３にロードして実行することにより、上述した一連の処理が行われる。
【０１２０】
コンピュータ（CPU１００１）が実行するプログラムは、例えば、パッケージメディア等としてのリムーバブルメディア１０１１に記録して提供することができる。また、プログラムは、ローカルエリアネットワーク、インターネット、デジタル衛星放送といった、有線または無線の伝送媒体を介して提供することができる。
【０１２１】
コンピュータでは、プログラムは、リムーバブルメディア１０１１をドライブ１０１０に装着することにより、入出力インタフェース１００５を介して、記憶部１００８にインストールすることができる。また、プログラムは、有線または無線の伝送媒体を介して、通信部１００９で受信し、記憶部１００８にインストールすることができる。その他、プログラムは、ROM１００２や記憶部１００８に、あらかじめインストールしておくことができる。
【０１２２】
なお、コンピュータが実行するプログラムは、本明細書で説明する順序に沿って時系列に処理が行われるプログラムであっても良いし、並列に、あるいは呼び出しが行われたとき等の必要なタイミングで処理が行われるプログラムであっても良い。
【０１２３】
また、本明細書において、システムとは、複数の構成要素（装置、モジュール（部品）等）の集合を意味し、すべての構成要素が同一筐体中にあるか否かは問わない。したがって、別個の筐体に収納され、ネットワークを介して接続されている複数の装置、及び、１つの筐体の中に複数のモジュールが収納されている１つの装置は、いずれも、システムである。
【０１２４】
なお、本技術の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本技術の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
【０１２５】
例えば、本技術は、１つの機能をネットワークを介して複数の装置で分担、共同して処理するクラウドコンピューティングの構成をとることができる。
【０１２６】
また、上述のフローチャートで説明した各ステップは、１つの装置で実行する他、複数の装置で分担して実行することができる。
【０１２７】
さらに、１つのステップに複数の処理が含まれる場合には、その１つのステップに含まれる複数の処理は、１つの装置で実行する他、複数の装置で分担して実行することができる。
【０１２８】
尚、本技術は、以下のような構成も取ることができる。
（１）  露光時間を可変にして光電変換により画素信号を発生する撮像素子と、
前記撮像素子により発生された画素信号を蓄積する蓄積部とを含み、
前記撮像素子は、画像の撮像に必要とされる必要露光時間を複数に分割した分割露光時間毎に光電変換により画素信号を繰り返し発生し、
前記蓄積部は、前記撮像素子により発生された前記画素信号を蓄積し、前記必要露光時間だけ蓄積した画素信号を出力する
イメージセンサ。
（２）  前記撮像素子により出力されるアナログ信号からなる画素信号をデジタル信号に変換する変換部をさらに含み、
前記蓄積部は、前記変換部によりデジタル信号に変換された画素信号を蓄積する
（１）に記載のイメージセンサ。
（３）  前記分割露光時間毎に前記撮像素子により前記画素信号が生成されるとき、前記蓄積部に蓄積された画素信号を読み出して、前記変換部によりデジタル信号に変換された画素信号を加算し、前記蓄積部に書き戻す演算部をさらに含む
（２）に記載のイメージセンサ。
（４）  前記蓄積部より出力される画素信号の信号レベルに基づいて、前記分割露光回数を決定する分割露光回数決定部をさらに含む
（１）乃至（３）のいずれかに記載のイメージセンサ。
（５）  前記分割露光回数決定部は、前記画素信号を増幅するゲインを最小に、露光時間を最短に、かつ、絞りを最小に制御する場合、前記蓄積部より出力される画素信号の信号レベルが飽和するとき、前記分割露光回数を増加させる
（４）に記載のイメージセンサ。
（６）  露光時間を可変にして光電変換により画素信号を発生する撮像素子と、
前記撮像素子により発生された画素信号を蓄積する蓄積部とを含むイメージセンサの動作方法において、
前記撮像素子が、画像の撮像に必要とされる必要露光時間を複数に分割した分割露光時間毎に光電変換により画素信号を繰り返し発生し、
前記蓄積部が、前記撮像素子により発生された前記画素信号を蓄積し、前記必要露光時間だけ蓄積した画素信号を出力する
イメージセンサの動作方法。
（７）  露光時間を可変にして光電変換により画素信号を発生する撮像素子と、
前記撮像素子により発生された画素信号を蓄積する蓄積部とを含むイメージセンサの動作を制御するコンピュータに、
前記撮像素子が、画像の撮像に必要とされる必要露光時間を複数に分割した分割露光時間毎に光電変換により画素信号を繰り返し発生し、
前記蓄積部が、前記撮像素子により発生された前記画素信号を蓄積し、前記必要露光時間だけ蓄積した画素信号を出力する
ステップを含む処理を実行させるプログラム。
（８）  露光時間を可変にして光電変換により画素信号を発生する撮像素子と、
前記撮像素子により発生された画素信号を蓄積する蓄積部とを含み、
前記撮像素子は、画像の撮像に必要とされる必要露光時間を複数に分割した分割露光時間毎に光電変換により画素信号を繰り返し発生し、
前記蓄積部は、前記撮像素子により発生された前記画素信号を蓄積し、前記必要露光時間だけ蓄積した画素信号を出力する
撮像装置。
（９）  露光時間を可変にして光電変換により画素信号を発生する撮像素子と、
前記撮像素子により発生された画素信号を蓄積する蓄積部とを含み、
前記撮像素子は、画像の撮像に必要とされる必要露光時間を複数に分割した分割露光時間毎に光電変換により画素信号を繰り返し発生し、
前記蓄積部は、前記撮像素子により発生された前記画素信号を蓄積し、前記必要露光時間だけ蓄積した画素信号を出力する
電子機器。
【符号の説明】
【０１２９】
１１  絞り機構部，  １２  絞り駆動部，  １３  レンズ部，  １４  撮像素子，  １５  RAW補正処理部，  １６  カメラ信号処理部，  １７  信号レベル検出部，  １８  カメラ制御部，  １９  画像表示処理部，  ２０  画像表示装置，  ２１  画像出力装置，  ２２  画像記録再生処理部，  ２３  画像記録装置，  ５１  タイミング生成部，  ５２  受光素子アレイ，  ５３  A/D変換回路，  ５４  演算回路，  ５５  メモリ部，  ５６  伝送部，  １０１  A/D変換回路
【図１】
2015109502.tif 000003
【図２】
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【図３】
2015109502.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2015109502.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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