(57)【要約】【課題】  ノイズが少なく（Ｓ／Ｎの良い）、ダイナミックレンジの広い撮影画像を作ることのできる撮像装置及び撮影方法を実現する。【解決手段】  撮像処理が開始されると、ＡＥ処理を行い（Ｓ１）通常の露光を開始する（Ｓ２）。そして、露光により得られた撮像信号を読み出すと（Ｓ５）、通常の露光より４倍の時間の露光を開始する（Ｓ６）。そして、この露光により得られたデータを読み出し（Ｓ９）、２回の露光により得られた２つの画像データを分析する（Ｓ１０）。すなわち、画素ごとに、画素が受けた光の強さが０．２５以上か以下かを分析し、光の強さが０．２５以上の画素なら１回目の露光により得られたデータを採用し、０．２５以下の画素なら２回目の露光により得られたデータを４で割ったデータを採用し、採用されたデータに基づいて１つの画像データを生成する（Ｓ１１）。【選択図】  図４
2005286819.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の画素を有する撮像素子と、
前記撮像素子を用いて、被写体を異なる露光量で連続的に撮像する撮像手段と、
前記撮像手段により得られた複数の画像データを画素毎に取り込む取込手段と、を備えた撮像装置であって、
撮像素子の画素に入射した光の強さを画素毎に検出する検出手段と、
前記検出手段によって検出された光の強さに基づいて、前記取込手段により取り込まれた複数の画素データから、一番Ｓ／Ｎ比の良い画素データを画素毎に採用する採用手段と、
前記採用手段により採用された画素データに基づいて、前記撮像手段により得られた複数の画像データから１つの画像データを合成する合成手段と、
を備えたことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記採用手段は、
前記検出手段により検出された光の強さが第１の閾値より高いか否かを判断し、光の強さが第１の閾値より高いと判断された画素の場合は、基準露光量によって得られた画像データの該画素に対応する画素データを採用し、
光の強さが第１の閾値より低いと判断された画素の場合は、基準露光量より多い露光量によって得られた画像データの該画素に対応する画素データの中で一番Ｓ／Ｎ比の良い画素データから算出されたデータを採用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】
前記採用手段は、
前記検出手段により検出された光の強さが第２の閾値より高いか否かを判断し、光の強さが第２の閾値より高いと判断された画素の場合は、基準露光量より少ない露光量により得られた画像データの該画素に対応する画素データの中で一番Ｓ／Ｎ比の良い画素データから算出されたデータを採用し、
光の強さが第２の閾値より低いと判断された画素の場合は、基準露光によって得られた画像データの該画素に対応する画素データを採用することを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記第１の閾値及び前記第２の閾値は、
第１の閾値＜第２の閾値
の関係であることを特徴とする請求項２又は３に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記第１の閾値は、
前記撮像手段により得られたすべての画像データの画素データがオーバーフローしない範囲で設定されることを特徴とする請求項２乃至４の何れかに記載の撮像装置。
【請求項６】
前記第１の閾値及び前記第２の閾値は、
ユーザによって任意に設定することができることを特徴とする請求項２乃至５の何れかに記載の撮像装置。
【請求項７】
前記基準露光量は、
ＡＥ処理によって設定された露光量であることを特徴とする請求項２乃至６の何れかに記載の撮像装置。
【請求項８】
前記算出されたデータは、
画素データ×基準露光÷該画素データが得られた露光量
の関係式で算出されたデータであることを特徴とする請求項２乃至７の何れかに記載の撮像装置。
【請求項９】
前記基準露光量より多い露光量は、
少なくとも基準露光量の４倍の露光量を含むことを特徴とする請求項２乃至８の何れかに記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記基準露光量より少ない露光量は、
少なくとも基準露光量の２分の１倍の露光量を含むことを特徴とする請求項３乃至９記載の撮像装置。
【請求項１１】
複数の画素を有する撮像素子と、
前記撮像素子を用いて、被写体を異なる露光量で連続的に撮像する撮像手段と、
前記撮像手段により得られた複数の画像データを画素毎に取り込む取込手段と、を備えた撮像装置を実行させるプログラムであって、
撮像素子の画素に入射した光の強さを画素毎に検出する処理と、
この処理によって検出された光の強さに基づいて、前記取込手段により取り込まれた複数の画素データから、一番Ｓ／Ｎ比の良い画素データを画素毎に採用する処理と、
この処理により採用された画素データに基づいて、前記撮像手段により得られた複数の画像データから１つの画像データを合成する処理と、
を含み、コンピューターで実行させることを特徴とする撮像プログラム。
【請求項１２】
撮像素子の画素を奇数列と偶数列とに分け、奇数列の画素と偶数列の画素とではそれぞれ感度が異なるように設定し、
奇数列の画素の画素データと偶数列の画素の画素データを順々に出力する撮像素子を備えた撮像装置であって、
奇数列又は偶数列のどちらか一方の列の画素を標準感度の画素に設定し、他方の列の画素を標準感度より良い感度の画素に設定し、
出力された画素データが標準感度の画素により得られた画素データであるか否かを判断する判断手段と、
前記判断手段により出力された画素データが標準感度の画素により得られた画素データであると判断した場合には、標準感度により得られた画素データをそのまま採用し、
出力された画素データが標準感度より良い感度の画素により得られた画素データと判断した場合には、該出力された画素データから算出されたデータを採用し、
採用されたデータから１つの画像データを作成する作成手段と、
を備えたことを特徴とする撮像装置。
【請求項１３】
前記判断手段により出力された画素データが標準感度の画素により得られた画素データであると判断すると、該出力された画素データが所定レベル以下であるか否かを判別する第１の判別手段と、
該出力された画素データが一定レベル以上か否かを判別する第２の判別手段とを備え、
前記作成手段は、
前記第１の判別手段により所定レベル以下であると判断すると、次に出力される標準感度より良い感度の画素により得られた画素データから算出されたデータを、該出力された標準感度の画素により得られた画素の画素データとして採用し、
前記第２の判別手段により一定レベル以上であると判断すると、該出力された標準感度の画素の画素データを、次に出力される標準感度より良い感度の画素により得られた画素データから算出された画素の画素データとして採用し、１つの画像データを作成することを特徴とする請求項１２記載の撮像装置。
【請求項１４】
撮像素子の画素を奇数行と偶数行とに分け、奇数行の画素と偶数行の画素とではそれぞれ感度が異なるように設定し、
奇数行の画素の画素データと偶数行の画素の画素データを行毎に交互に出力する撮像素子を備えた撮像装置であって、
奇数行又は偶数行のどちらか一方の行の画素を標準感度の画素に設定し、他方の行の画素を標準感度より良い感度の画素に設定し、
出力された画素データが標準感度の画素により得られた画素データであるか否かを判断する判断手段と、
前記判断手段により出力された画素データが標準感度の画素により得られた画素データであると判断した場合には、標準感度により得られた画素データをそのまま採用し、
出力された画素データが標準感度より良い感度の画素により得られた画素データと判断した場合には、該出力された画素データから算出されたデータを採用して１つの画像データを作成する作成手段と、
を備えたことを特徴とする撮像装置。
【請求項１５】
前記判断手段により出力された画素データが標準感度の画素により得られた画素データであると判断すると、該出力された画素データが所定レベル以下であるか否かを判別する第１の判別手段と、
該出力された画素データが一定レベル以上か否かを判別する第２の判別手段とを備え、
前記作成手段は、
前記第１の判別手段により所定レベル以下であると判断されると、次に出力される標準感度より良い感度の画素に設定されている行の画素データの中で、所定レベル以下と判断された該画素データに対応する列の画素データから算出された画素データを、所定レベル以下と判断された該画素データとして採用し、
前記第２の判別手段により一定レベル以上であると判断すると、該出力された標準感度の画素の画素データを、次に出力される標準感度より良い感度の画素に設定されている行の画素データの中で、一定レベル以上と判断された該画素データに対応する列の画素データから算出されたデータとして採用して１つの画像データを作成することを特徴とする請求項１４記載の撮像装置。
【請求項１６】
前記標準感度の画素に設定された画素は、緑の画素に設定し、標準感度より良い感度の画素に設定されている画素は、赤、青の画素に設定することを特徴とする請求項１２又は１４に記載の撮像装置。
【請求項１７】
標準感度より良い感度の画素に設定されている画素の感度は、
標準感度より２倍感度を良くすることを特徴とする請求項１２乃至１６の何れかに記載の撮像装置。
【請求項１８】
前記算出されたデータは、
画素データ×標準感度÷該画素データが得られた画素の感度
の関係式で算出されたデータであることを特徴とする請求項１２乃至１７の何れかに記載の撮像装置。
【請求項１９】
画素を奇数列と偶数列とに分け、奇数列の画素と偶数列の画素とではそれぞれ感度が異なるように設定し、
奇数列の画素の画素データと偶数列の画素の画素データを順々に出力する撮像素子を備えた撮像装置を実行させるプログラムであって、
奇数列又は偶数列のどちらか一方の列の画素を標準感度の画素に設定し、他方の列の画素を標準感度より良い感度の画素に設定し、
出力された画素データが標準感度の画素により得られた画素データであるか否かを判断する処理と、
この処理により出力された画素データが標準感度の画素により得られた画素データであると判断した場合には、標準感度により得られた画素データをそのまま採用し、
出力された画素データが標準感度より良い感度の画素により得られた画素データと判断した場合には、該出力された画素データから算出されたデータを採用して１つの画像データを作成する処理と、
を含み撮像装置を実行させることを特徴とするプログラム。
【請求項２０】
画素を奇数行と偶数行とに分け、奇数行の画素と偶数行の画素とではそれぞれ感度が異なるように設定し、
奇数行の画素の画素データと偶数行の画素の画素データを行毎に交互に出力する撮像素子を備えた撮像装置を実行させるプログラムであって、
奇数行又は偶数行のどちらか一方の行の画素を標準感度の画素に設定し、他方の行の画素を標準感度より良い感度の画素に設定し、
出力された画素データが標準感度の画素により得られた画素データであるか否かを判断する処理と、
この処理により出力された画素データが標準感度の画素により得られた画素データであると判断した場合には、標準感度により得られた画素データをそのまま採用し、
出力された画素データが標準感度より良い感度の画素により得られた画素データと判断した場合には、該出力された画素データから算出されたデータを採用して１つの画像データを作成する処理と、
を含み撮像装置を実行させることを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置及びプログラムに係り、詳しくは、よりノイズが少なく（Ｓ／Ｎの良い）、ダイナミックレンジの広い撮影画像を作ることのできる撮像装置及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、デジタルカメラなどに使われている撮像素子は、撮像素子にフォトダイオードなどが組み込まれている、ＣＣＤ等が多く使われている。
そして、この撮像素子により受けた光により画像処理を行うときには、γ変換というものを行う。つまり、信号レベルの低いところほどゲインを上げるというものである。図１０は、撮像素子により得られた出力データと画像処理後のデータとの関係を示したものであり、曲線はγカーブを示し、横軸／縦軸ともに比で表わしている。
また、この撮像素子の感度によって撮像素子に当てる光の量を調整するために、ＡＥ（Auto Exposure）というものがある。
このＡＥは、自動的にシャッター速度と絞りとを自動的に決めて、光の受ける量を決めるというものであり、特に、撮像素子内に、赤、青、緑等の異なる感度の画素がある場合、一番感度のいいものに光の受ける量を合わせというものである。
【０００３】
また、下記特許公開公報には、いわゆる画素ずらし法なる技術が開示されている。これは、撮像素子の位置を少しずつずらしながら被写体を撮影することにより複数の画像を取得し、それらの画像を用いて一の高解像度の画像を得るという技術である。
【０００４】
【特許文献１】特許公報  特許第２６３５９１７号公報参照
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の撮像素子による画像処理においては、以下のような問題点があった。
（ａ）一番感度のいいものに光の受ける量を合わせていたため、相対的に感度の低い画素は、Ｓ／Ｎが悪くなり、画像が暗くなってしまった。
（ｂ）また、撮像素子のＳ／Ｎは、信号レベルに対して２〜３％の暗電流があるため、図１０に示すように、ＣＣＤの出力データの０．０２５までがノイズだとすると、γ変換後のデータは０．１までがノイズということになり、良い画像を撮影することはできなかった。
さらに、感度比、赤：青：緑＝１：１：２を考慮すると、赤、青のデータは、０．２までがノイズということになってしまった。
また、特許文献に記載の技術では、撮像素子を駆動する駆動回路が必要となってしまい、また、４回の撮影で用いる撮像素子は同じものであることからＳ／Ｎの改善をすることはできず、上記した問題点を解決することができるというものではなかった。
さらに、輝度値の低いところでは暗電流ノイズの影響が大きくなってしまい、Ｓ／Ｎの劣化が激しくなってしまうという問題もあった。
【０００６】
そこで本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたものであり、ノイズが少なく（Ｓ／Ｎの良い）、ダイナミックレンジの広い撮影画像を作ることのできる撮像装置及び撮影方法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】
【０００７】
上記目的達成のため、請求項１記載の発明による撮像装置は、複数の画素を有する撮像素子と、
前記撮像素子を用いて、被写体を異なる露光量で連続的に撮像する撮像手段と、
前記撮像手段により得られた複数の画像データを画素毎に取り込む取込手段と、を備えた撮像装置であって、
撮像素子の画素に入射した光の強さを画素毎に検出する検出手段と、
前記検出手段によって検出された光の強さに基づいて、前記取込手段により取り込まれた複数の画素データから、一番Ｓ／Ｎ比の良い画素データを画素毎に採用する採用手段と、
前記採用手段により採用された画素データに基づいて、前記撮像手段により得られた複数の画像データから１つの画像データを合成する合成手段と、
を備えたことを特徴とする。
【０００８】
また、例えば、請求項２に記載されているように、前記採用手段は、
前記検出手段により検出された光の強さが第１の閾値より高いか否かを判断し、光の強さが第１の閾値より高いと判断された画素の場合は、基準露光量によって得られた画像データの該画素に対応する画素データを採用し、
光の強さが第１の閾値より低いと判断された画素の場合は、基準露光量より多い露光量によって得られた画像データの該画素に対応する画素データの中で一番Ｓ／Ｎ比の良い画素データから算出されたデータを採用するようにしてもよい。
また、請求項３に記載されているように、前記採用手段は、
前記検出手段により検出された光の強さが第２の閾値より高いか否かを判断し、光の強さが第２の閾値より高いと判断された画素の場合は、基準露光量より少ない露光量により得られた画像データの該画素に対応する画素データの中で一番Ｓ／Ｎ比の良い画素データから算出されたデータを採用し、
光の強さが第２の閾値より低いと判断された画素の場合は、基準露光によって得られた画像データの該画素に対応する画素データを採用するようにしてもよい。
【０００９】
また、例えば、請求項４に記載されているように、前記第１の閾値及び前記第２の閾値は、
第１の閾値＜第２の閾値
の関係であるようにしてもよい。
また、請求項５に記載されているように、前記第１の閾値は、
前記撮像手段により得られたすべての画像データの画素データがオーバーフローしない範囲で設定されるようにしてもよい。
また、請求項６に記載されているように、前記第１の閾値及び前記第２の閾値は、ユーザによって任意に設定することができるようにしてもよい。
また、請求項７に記載されているように、前記基準露光量は、
ＡＥ処理によって設定された露光量であるようにしてもよい。
【００１０】
また、例えば、請求項８に記載されているように、前記算出されたデータは、
画素データ×基準露光÷該画素データが得られた露光量
の関係式で算出されたデータであるようにしてもよい。
また、請求項９に記載されているように、前記基準露光量より多い露光量は、少なくとも基準露光量の４倍の露光量を含むようにしてもよい。
また、請求項１０に記載されているように、前記基準露光量より少ない露光量は、少なくとも基準露光量の２分の１倍の露光量を含むようにしてもよい。
【００１１】
上記目的達成のため、請求項１１記載の発明によるプログラムは、複数の画素を有する撮像素子と、
前記撮像素子を用いて、被写体を異なる露光量で連続的に撮像する撮像手段と、
前記撮像手段により得られた複数の画像データを画素毎に取り込む取込手段と、を備えた撮像装置を実行させるプログラムであって、
撮像素子の画素に入射した光の強さを画素毎に検出する処理と、
この処理によって検出された光の強さに基づいて、前記取込手段により取り込まれた複数の画素データから、一番Ｓ／Ｎ比の良い画素データを画素毎に採用する処理と、
この処理により採用された画素データに基づいて、前記撮像手段により得られた複数の画像データから１つの画像データを合成する処理と、
を含み、コンピューターで実行させることを特徴とする。
【００１２】
上記目的達成のため、請求項１２記載の発明による撮像装置は、撮像素子の画素を奇数列と偶数列とに分け、奇数列の画素と偶数列の画素とではそれぞれ感度が異なるように設定し、
奇数列の画素の画素データと偶数列の画素の画素データを順々に出力する撮像素子を備えた撮像装置であって、
奇数列又は偶数列のどちらか一方の列の画素を標準感度の画素に設定し、他方の列の画素を標準感度より良い感度の画素に設定し、
出力された画素データが標準感度の画素により得られた画素データであるか否かを判断する判断手段と、
前記判断手段により出力された画素データが標準感度の画素により得られた画素データであると判断した場合には、標準感度により得られた画素データをそのまま採用し、
出力された画素データが標準感度より良い感度の画素により得られた画素データと判断した場合には、該出力された画素データから算出されたデータを採用し、
採用されたデータから１つの画像データを作成する作成手段と、
を備えたことを特徴とする。
【００１３】
また、例えば、請求項１３に記載されているように、前記判断手段により出力された画素データが標準感度の画素により得られた画素データであると判断すると、該出力された画素データが所定レベル以下であるか否かを判別する第１の判別手段と、
該出力された画素データが一定レベル以上か否かを判別する第２の判別手段とを備え、
前記作成手段は、
前記第１の判別手段により所定レベル以下であると判断すると、次に出力される標準感度より良い感度の画素により得られた画素データから算出されたデータを、該出力された標準感度の画素により得られた画素の画素データとして採用し、
前記第２の判別手段により一定レベル以上であると判断すると、該出力された標準感度の画素の画素データを、次に出力される標準感度より良い感度の画素により得られた画素データから算出された画素の画素データとして採用し、１つの画像データを作成するようにしてもよい。
【００１４】
上記目的達成のため請求項１４記載の発明による撮像装置は、撮像素子の画素を奇数行と偶数行とに分け、奇数行の画素と偶数行の画素とではそれぞれ感度が異なるように設定し、
奇数行の画素の画素データと偶数行の画素の画素データを行毎に交互に出力する撮像素子を備えた撮像装置であって、
奇数行又は偶数行のどちらか一方の行の画素を標準感度の画素に設定し、他方の行の画素を標準感度より良い感度の画素に設定し、
出力された画素データが標準感度の画素により得られた画素データであるか否かを判断する判断手段と、
前記判断手段により出力された画素データが標準感度の画素により得られた画素データであると判断した場合には、標準感度により得られた画素データをそのまま採用し、
出力された画素データが標準感度より良い感度の画素により得られた画素データと判断した場合には、該出力された画素データから算出されたデータを採用して１つの画像データを作成する作成手段と、
を備えたことを特徴とする。
【００１５】
また、例えば、請求項１５に記載されているように、前記判断手段により出力された画素データが標準感度の画素により得られた画素データであると判断すると、該出力された画素データが所定レベル以下であるか否かを判別する第１の判別手段と、
該出力された画素データが一定レベル以上か否かを判別する第２の判別手段とを備え、
前記作成手段は、
前記第１の判別手段により所定レベル以下であると判断されると、次に出力される標準感度より良い感度の画素に設定されている行の画素データの中で、所定レベル以下と判断された該画素データに対応する列の画素データから算出された画素データを、所定レベル以下と判断された該画素データとして採用し、
前記第２の判別手段により一定レベル以上であると判断すると、該出力された標準感度の画素の画素データを、次に出力される標準感度より良い感度の画素に設定されている行の画素データの中で、一定レベル以上と判断された該画素データに対応する列の画素データから算出されたデータとして採用して１つの画像データを作成するようにしてもよい。
【００１６】
また、例えば、請求項１６に記載されているように、前記標準感度の画素に設定された画素は、緑の画素に設定し、標準感度より良い感度の画素に設定されている画素は、赤、青の画素に設定するようにしてもよい。
また、請求項１７に記載されているように、標準感度より良い感度の画素に設定されている画素の感度は、
標準感度より２倍感度を良くするようにしてもよい。
また、請求項１８に記載されているように、前記算出されたデータは、
画素データ×標準感度÷該画素データが得られた画素の感度
の関係式で算出されたデータであるようにしてもよい。
【００１７】
上記目的達成のため請求項１９記載の発明によるプログラムによれば、画素を奇数列と偶数列とに分け、奇数列の画素と偶数列の画素とではそれぞれ感度が異なるように設定し、
奇数列の画素の画素データと偶数列の画素の画素データを順々に出力する撮像素子を備えた撮像装置を実行させるプログラムであって、
奇数列又は偶数列のどちらか一方の列の画素を標準感度の画素に設定し、他方の列の画素を標準感度より良い感度の画素に設定し、
出力された画素データが標準感度の画素により得られた画素データであるか否かを判断する処理と、
この処理により出力された画素データが標準感度の画素により得られた画素データであると判断した場合には、標準感度により得られた画素データをそのまま採用し、
出力された画素データが標準感度より良い感度の画素により得られた画素データと判断した場合には、該出力された画素データから算出されたデータを採用して１つの画像データを作成する処理と、
を含み撮像装置を実行させることを特徴とする。
【００１８】
上記目的達成のため請求項２０記載の発明によるプログラムによれば、画素を奇数行と偶数行とに分け、奇数行の画素と偶数行の画素とではそれぞれ感度が異なるように設定し、
奇数行の画素の画素データと偶数行の画素の画素データを行毎に交互に出力する撮像素子を備えた撮像装置を実行させるプログラムであって、
奇数行又は偶数行のどちらか一方の行の画素を標準感度の画素に設定し、他方の行の画素を標準感度より良い感度の画素に設定し、
出力された画素データが標準感度の画素により得られた画素データであるか否かを判断する処理と、
この処理により出力された画素データが標準感度の画素により得られた画素データであると判断した場合には、標準感度により得られた画素データをそのまま採用し、
出力された画素データが標準感度より良い感度の画素により得られた画素データと判断した場合には、該出力された画素データから算出されたデータを採用して１つの画像データを作成する処理と、
を含み撮像装置を実行させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
請求項1記載の発明による撮像装置によれば、露光量を異ならせて被写体を連続的に撮像し、撮像された複数の画像データの画素データから一番Ｓ／Ｎ比のより画素データを採用し、1つの画像データを合成するので、ダイナミックレンジの広い画像を作成することができる。
また、ユーザは、コントラストの無い画像、つまり、白飛び／黒飛びの無い画像及びコントラストのきつい画像を撮像することがなくなる。
請求項２記載の発明による撮像装置によれば、入射した光の強さが第1の閾値値より低い画素の場合は、露光量の多い露光により得られた画像データの該画素に対応する画素データを採用し、入射した光の強さが該値より高い場合には、通常の露光により得られた画像データを採用するので、黒飛びのない、ダイナミックレンジの広い画像を撮像することができる。
請求項３記載の発明による撮像装置によれば、入射した光の強さが第２の閾値より高い画素の場合は、露光量の少ない露光により得られた画像データの該画素に対応する画素データを採用し、入射した光の強さが該値より低い場合には、通常の露光により得られた画素データを採用するので、白飛びのない、ダイナミックレンジの広い画像を撮像することができる。
【００２０】
請求項４記載の発明による撮像装置によれば、第1の閾値は第２閾値より低い値なので、確実に黒飛び／白飛びのない、ダイナミックレンジの広い画像を撮像することができる。
請求項５記載の発明による撮像装置によれば、第1の閾値は、撮像されたすべての画像データの画素データがオーバーフローしない範囲で定められるので、画質の良い、ダイナミックレンジに広い画像を撮像することができる。
請求項６記載の発明による撮像装置によれば、第1の閾値及び第２閾値はユーザによって設定することができるので、ユーザの好みに合った、ダイナミックレンジの広い画像を撮像することができる。
請求項７記載の発明による撮像装置によれば、基準露光量は、ＡＥ処理によって設定された露光量であるので、スタンダードな画像データをベースにし、白飛び黒飛びのある部分の画像データは他の画像データを使用することができる。
【００２１】
請求項８記載の発明による撮像装置によれば、算出されたデータは、
画素データ×基準露光量÷該画素データが得られた露光量
で算出されたデータであるので、基準露光量を基準とした適正な画像データを作成することができる。
請求項９記載の発明による撮像装置によれば、基準露光量より多い露光量は、基準露光量より４倍の露光量を含むので、黒飛び画像をなくすことができ、ダイナミックレンジの広い画像を撮像することができる。
請求項１０記載の発明による撮像装置によれば、基準露光量より少ない露光量は、基準露光量より１／２倍の露光量なので、白飛び画像をなくすことができ、ダイナミックレンジの広い画像を撮像することができる。
請求項１１記載の発明によるプログラムによれば、既存のデジタルカメラ等を用いることにより本発明の撮像装置を実現することができる。
【００２２】
請求項１２又は１４記載の発明による撮像装置によれば、画素を奇数列（行）と偶数列（行）とに分け、奇数列（行）と偶数列（行）とでは、画素の感度が異なるように設定されているので、ダイナミックレンジの広い画像を作成することができる。
撮像素子内の、隣り合う画素の感度を変えられるようにすることで、２回の露光を行うことで、２画面分のデータを得る必要がなくなり、１回の露光により得られたデータでよいので、データをプールするメモリも従来どおりでよい。
請求項１３又は請求項１５記載の発明による撮像装置によれば、１回の露光により得られたデータでＳＮ比の良いデータを得るので、ＳＮ比の良い動画も撮像することができる。
【００２３】
請求項１６記載の発明による撮像装置によれば、標準感度により設定された画素は、緑の画素に設定し、標準感度より良い感度の画素は、赤、青の画素に設定するので、標準感度の画素により得られた画素データを逐一判断することなく、単に、標準感度の画素により得られたデータと、標準感度より良い感度の画素により得られた画素データから算出されたデータとをそのまま画像データとして使うことができる。
請求項１７記載の発明による撮像装置によれば、標準感度より良い感度に設定されている画素の感度は、標準感度より２倍の感度を有するように設定したので、黒飛び画像を撮像することはなく、きれいな画像を撮像することができる。
請求項１８記載の発明による撮像装置によれば、算出されたデータは、
画素データ×標準感度÷該画素データが得られた画素の感度
の関係式で算出されたデータであるので、標準感度を基準とした適正な画像データを作成することができる。
請求項１９又は２０に記載のプログラムによれば、撮像素子の画素を奇数列（行）と偶数列（行）とに分け、奇数列（行）の画素と偶数列（行）の画素を異ならせるように設定した撮像装置を用いることにより本発明の撮像装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
[第１の実施の形態]
以下、本発明の実施の形態を、デジタルカメラに適用した一例として図面を参照して説明する。
Ａ．デジタルカメラ１の概略構成について
図１は、デジタルカメラ１の概略構成を示すブロック図である。図１のデジタルカメラ１は、レンズ２、ＣＣＤ３、ＴＧ（timing Generator）４、ユニット回路５、信号処理部６、ＣＰＵ７、ＤＲＡＭ８、画像処理部９、ＲＡＭ１０、ＲＯＭ１１、キー入力部１２、カードＩ／Ｆ１３、モータ駆動ブロック１５、絞り兼用シャッター１６を備えており、カードＩ／Ｆ１３には、図示しないカメラ本体のカードスロットに着脱自在に装着されたメモリ・カード１４が接続されている。
【００２５】
レンズ２は図示しないフォーカスレンズ、ズームレンズから構成されている。また、駆動ブロック１５はフォーカスレンズ、ズームレンズを光軸方向に駆動するフォーカスモータ及びズームモータと、ＣＰＵ７から送られる制御信号に従いフォーカスモータ及びズームモータをそれぞれ駆動するモータドライバとから構成されている（図示略）。
絞り兼用シャッター１６は図示しない駆動回路を含み、駆動回路はＣＰＵ７から送られる制御信号に従って絞り兼用シャッターを動作させる。また、絞り兼用シャッター１６は、レンズ２とＣＣＤ３との間に設置されている。
絞りとは、レンズから入ってくる光の量を制限する機構のことをいい、シャッタースピードとは、時間によってＣＣＤ３に当たる光の量を制限する機構のことをいう。
【００２６】
ＣＣＤ３は投影された被写体を光電変換し撮像信号としてユニット回路５に出力する。ＣＣＤ３には、ＴＧ（timing Generator）４が接続されており、ＴＧ４は、所定周波数のタイミング信号を生成してＣＣＤ３を駆動する。また、ＴＧ４には、ＣＣＤ３から出力されるアナログの撮像信号が入力するユニット回路５が接続されている。
ユニット回路５は、ＣＣＤ３から出力される撮像信号を相関二重サンプリングして保持するＣＤＳ（Correlated Double Sampling）回路、その撮像信号を増幅するゲイン調整アンプ（ＡＧＣ）、増幅後の撮像信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器（ＡＤ）から構成されており、ＣＣＤ３の出力信号はユニット回路５を経て、デジタル信号として信号処理部６に送られる。
信号処理部６はユニット回路から送られてきたデジタル信号をガンマ変換、２つのデジタル信号（画像データ）から１つの画像データの作成等の処理を行う。
【００２７】
画像表示部９は、カラーＬＣＤとその駆動回路とを含み、撮影待機状態にあるときには、ＣＣＤ３によって撮像された被写体画像をスルー画像として表示し、記録画像の再生時には保存用メモリ・カード１４から読み出され記録画像を表示する。
キー入力部１２は、撮影モードと再生モードとの動作切り替えに使用される切り替えキーや、シャッターボタン等の各操作キーを含み、キー操作に応じた操作信号をＣＰＵ７に送る
ＤＲＡＭ８は、ＣＣＤ３により撮像された後、デジタル化された画像データを一時記憶するバッファメモリであるとともに、ＣＰＵ７のワーキングメモリとしても使用される。
ＲＡＭ１０、ＲＯＭ１１には、ＣＰＵ７の上記した動作に必要なプログラムが格納されていとともに、ＡＦ処理、ＡＥ処理等に必要なプログラム、複数の画像データから１つの画像データを合成するためのプログラム等、及び必要なデータ等（第１の閾値、第２の閾値等）が記録されている。
【００２８】
Ｂ．次に、本実施の形態におけるデジタルカメラ１の特徴となるそれぞれの構成の機能について説明する。
図２はデジタルカメラ１の静止画撮影処理のタイムチャートを示すものである。（ａ）は従来のものを示すものであり、（ｂ）は本発明のタイムチャートを示すものである。
静止画撮影処理が開始されると、ＣＰＵ７は、ＲＡＭ１０、ＲＯＭ１１に格納されたプログラムに従って、ＡＥ処理を行う。このＡＥ処理とは、自動的に絞りやシャッタースピードを変更して適正な露光設定を行うことである。露光とは、ＣＣＤ３に当てる光の量のことをいう。また、この露光設定は、ＣＣＤ３（撮像素子）内の一番感度の良い画素を基準に露光を設定する。
【００２９】
このＡＥ処理は、ＲＡＭ１０、ＲＯＭ１１に格納されたプログラムに従って、ＣＰＵ７は図示しない駆動回路に制御信号を送り、絞り兼用シャッターを動かす。なお、ＡＥ処理と同時に、ＡＦ処理も同時におこう。ＡＦ処理とは、被写体に対してレンズのピントを自動的に合わせることであり、ここでは、コントラスト検出方式を採用する。コントラスト検出方式は多くのデジタルカメラで採用されているＡＦ処理なので、ここでは説明を省略する。
【００３０】
このＡＥ処理を行うと、次に露光を行う（図２（ａ）の露光及び（ｂ）の露光１に相当する）。つまり、シャッターが閉じるまでの間、ＣＣＤ３に光を当てる。このＣＣＤ３に光を当てる時間は、シャッタースピードによって定められる。
そして、露光が終了すると、ＣＰＵ７は、図示しない駆動回路に制御信号を送り、絞り兼用シャッターを閉じ、ＣＣＤ３のデータ読み出しを行う（図２（ａ）のＣＣＤデータ読み出し及び（ｂ）のＣＣＤデータ読み出し１に相当する）。このデータの読み出しは、１画面中の偶数ラインの画素信号と、奇数ラインの画素信号とを順に出力し、ユニット回路５を経て信号処理部６に送られる。この機能は、本発明の取込手段に相当する。
ここまでは、従来と同じであるが、ＣＣＤ３データ読み出しを行うと、再びＣＰＵ６は絞り兼用シャッターを開き、露光を開始する。このときの絞りは先ほど行ったＡＥ処理で設定した値をそのまま使用するが、シャッタースピードを４倍遅くする。すなわち、先ほどの露光時間より４倍の時間の露光を行う（図２（ｂ）の露光２に相当する）。そして、ＣＰＵ７は図示しない駆動回路に制御信号を送り、絞り兼用シャッターを閉じ、ＣＣＤ３のデータ読み出しを行う（図２（ｂ）のＣＣＤデータ読み出し２に相当する）。このデータの読み出しは、１画面中の偶数ラインの画素信号と、奇数ラインの画素信号とを順に出力し、ユニット回路５を経て、信号処理部６に送られる。この機能は、本発明の取込手段に相当する。
また、露光時間を変えて被写体を連続的に撮る機能は、本発明の撮像手段に相当する。
【００３１】
図３は、光の強さに対するＣＣＤ出力の関係を示す図である。
実線部は露光１（つまり、通常の露光）による光の強さに対するＣＣＤ出力の関係を示したものであり、破線部は露光２（つまり、通常の露光より４倍の時間の露光）によるＣＣＤ出力の関係を示した図である。
図を見て明らかなように、露光２は露光１に対して４倍の時間長く露光を行っているので、同じ光の強さでも露光２のＣＣＤ出力は、露光１のＣＣＤ出力の４倍である。
ここで、露光２のＣＣＤ出力は光の強さが０．２５を超えるとオーバーフローしてしまうことがわかるが、０．２５以下なら、露光１に対してＣＣＤ出力が４倍なので、Ｓ／Ｎ比も４倍良くすることが可能となる。本発明は、この特性を利用したものであり、光の強さが０．２５（第１の閾値）以上の部分は、露光１のＣＣＤ出力を採用し、０．２５（第１の閾値）以下の場合には、露光２のＣＣＤ出力を採用するというものである。これにより、Ｓ／Ｎ比の良い、ダイナミックレンジの画像を作成することが可能となる。
なお、第１の閾値は、ユーザによって任意に設定することができるようにしてもよい。
【００３２】
そして、ＣＣＤ３により読み出された信号は、つまり、ＣＣＤデータ読み出し１により得られた撮像信号、及びＣＣＤデータ読み出し２により得られた撮像信号は、ユニット回路５を経て、デジタル信号として信号処理部６に送られる。信号処理部６においては、送られてきたデジタル信号に基づいて処理を行う。
具体的には、送られてきたデジタル信号にγ変換を行う。そして、撮像素子の画素毎に入射した光の強さを検出する。この機能は、本発明の検出手段に相当する。
ここで、画素に入射した光の強さを検出する方法としては、光の強さと、通常の露光により得られたＣＣＤ出力は、Ｙ＝Ｘの関係を有していることが図３を見て明らかである。したがって、通常の露光により得られたＣＣＤの出力により、画素に入射した光の強さを検出するようにしてもよい。
【００３３】
そして、入射した光の強さが０．２５以上の画素は露光１により得られたデータのγ変換後のデータを採用し、光の強さが０．２５以下の画素は露光２より得られたデータのγ変換後のデータを４で割ったデータを採用する。この機能は、本発明の採用手段に相当する。ここで、露光２により得られたデータを４で割るのは露光２は、露光１より露光時間（露光量）が４倍長いからである。
そして、採用されたデータに基づいて１つの画像データを作成し、ＣＰＵ７に出力する。この機能は、本発明の合成手段に相当する。
【００３４】
なお、γ変換を行うときには、露光１により得られた全てのデータと露光２により得られた全てのデータとに対して行うのではなくて、採用されたデータのみに対してγ変換を行うようにしてもよい。これにより、採用しないデータに対してはγ変換を行うことがないので、結果的には、１つの画像データをγ変換することとなり、γ変換の処理を早くすることが可能となる。
【００３５】
Ｃ．次に、以上の構成からなるデジタルカメラ１の特徴となる静止画撮影処理の動作をフローチャートに従って説明する。
ユーザのキー入力部１２の操作により静止画撮影処理が開始されると、ステップＳ１に進み、ＡＥ処理を行う。ＡＥ処理とは、絞り大きさ（絞り値）とシャッタースピードを自動的に設定することで適正な露光を行うというものである。このＡＥ処理は撮影対象となる被写体を基準に行う（原則は画面の中央部）。また、撮像素子内の一番感度の良い受光素子を基準に光の受ける量を決定する。
次いで、ステップＳ２に進み、露光を開始し、レンズから入射してくる光をＣＣＤ３に当てる。次いで、ステップＳ３に進み、所定時間が経過したか否かを判断する。この所定時間とは、ステップＳ１で行ったＡＥ処理によって設定されたシャッタースピードによって定められる。つまり、シャッタースピードが速くなれば所定時間は短くなり、シャッタースピードが遅ければ所定時間は長くなる。ステップＳ３で所定時間が経過した場合には、ステップＳ４に進み、経過していない場合は、ステップＳ３に留まり露光を継続する。
【００３６】
ステップＳ４に進むと、絞り兼用シャッターを閉じ、ステップＳ５に進む。そして、ステップＳ５では、ＣＣＤ３の出力データを読み出す。具体的には、１画面中の偶数ラインの画素信号と奇数ラインの画素信号とを順に出力し、ユニット回路５を経て、デジタル信号として画像処理部６に送られる。
次いで、ステップＳ６に進んで、絞り兼用シャッターを開く。このときの絞りの大きさ（絞り値）は、ステップＳ１のＡＥ処理で設定した値をそのまま使用し、シャッタースピードはＡＥ処理で設定したシャッタースピードより４倍遅いスピードである。
【００３７】
次いで、ステップＳ７に進み、ステップＳ３の所定時間より４倍の時間が経過したか否かを判断する。ここでは、所定時間の４倍の時間となるのは、シャッタースピードが４倍遅いからである。ステップＳ７で所定時間×４の時間が経過した場合には、ステップＳ８に進み、経過していない場合は、ステップＳ７に留まり露光を継続する。
ステップＳ８に進むと、絞り兼用シャッターを閉じ、ステップ９に進み、ＣＣＤ３の出力データを読み出す。具体的には、１画面中の偶数ラインの画素信号と奇数ラインの画素信号とを順に出力し、ユニット回路５を経て、デジタル信号として信号処理部６に送られる。
【００３８】
次いで、ステップＳ１０に進み、ステップＳ５で読み出されたＣＣＤ３のデータとステップＳ９で読み出されたＣＣＤ３のデータを分析する。具体的には、ステップＳ５で読み出したＣＣＤ３のデータに基づいて、露光により取り込んだ光の強さが０．２５（第１の閾値）以上の画素であるか否かを判断する。または、ステップＳ９で読み出したＣＣＤ３のデータに基づいて、オーバーフローしていない画素があるか否かを判断する。
【００３９】
次いで、ステップＳ１１に進み、２つの画像データから１つの画像データを生成する。まず、初めに、ステップＳ５で読み出したＣＣＤ３のデータとステップＳ９で読み出したＣＣＤ３のデータをγ変換する。そして、ステップ１０の判断結果、つまり、取り込んだ光の強さが０．２５以上の画素ならば、ステップＳ５で読み出したＣＣＤ３のデータのγ変換後のデータを採用し、取り込んだ光の強さが０．２５以下の画素ならば、ステップ９で得られたＣＣＤ３のデータのγ変換後のデータを４で割ったデータを採用する。そして、採用されたデータを組み合わせて１つの画像データを作成する。
【００４０】
なお、ステップＳ９で読み出したＣＣＤ３のデータがオーバーフローしていない画素は、そのデータのγ変換後のデータを４で割ったデータを採用し、オーバーフローした画素は、ステップＳ５で読み出されたＣＣＤ３のデータのγ変換後のデータを採用するようにしてもよい。
また、全てのデータをγ変換するようにしたが、最終的に採用するデータのみをγ変換するようにしてもよい。これにより、γ変換の処理を早くすることが可能となる。
【００４１】
このように、１回の撮影で露光時間の異なる露光を２回行い（１回目は通常の露光、２回目はその４倍の時間の露光）、それぞれの画素ごとに、露光により取り込んだ光の強さが０．２５（第１の閾値）以上の画素ならば、１回目の露光により得られた画素の出力データを採用し、光の強さが０．２５（第１の閾値）以下の画素は、２回目で得られた画素の出力データの４で割ったデータを採用し、採用されたデータにより１つの画像データを作成する。
【００４２】
以上のことから、第１の実施の形態における撮像装置によれば、よりＳ／Ｎ比の良いダイナミックレンジの広い絵を作成することができる。
また、ユーザは、コントラストの無い絵、黒飛び等のつぶれの無い画像、または、コントラストのきつい画像を撮像することは無くなる
【００４３】
なお、第１の実施の形態においては、露光、ＣＣＤ３データの読み出しをそれぞれ２回ずつとしているが、これに限るものではなく、３回ずつ等の複数回行うようにしてもよい。これにより、複数の画像から適切なデータを選択して１枚の画像を作成するので、さらにＳ／Ｎ比の良い、ダイナミックレンジの広い画像を撮像することができる。
また、光量を減らして、例えば、１回目の露光を半分の時間とすることにより、例えば、夏の海辺や、晴れたスキー場などでも白飛びのない、ダイナミックレンジの広い画像を撮像することができる。
【００４４】
さらに、画素ごとに対する光の強さにより一回目の露光により得られたデータか、２回目の露光により得られたデータかのどちらか一方だけを選択していたが、光の強さに応じて段階的に一回目の露光により得られたデータと２回目の露光により得られたデータとの両方のデータを重み付けしながら１つの画像を作成すれば、Ｓ／Ｎ比が良く、ダイナミックレンジも広く、よりスムーズな階調の画像を撮像ができる。
加えて、露光時間（シャッタースピード）を変えて被写体を連続的に撮像するようにしたが、絞りをかえて被写体を連続的に撮像するようにしてもよい。つまり、露光量が変わればよいのである。
【００４５】
Ｄ．変形例として以下のような態様も可能である。
第１の実施の形態においては、２回目の露光を１回目の露光（通常の露光）の露光時間より４倍の時間の露光を行うこととしたが、２回目の露光を１回目の露光時間より半分の時間の露光を行うようにしてもよい。
この場合には、第２の閾値というものを設け、画素に入射した光の強さが第２の閾値より低い画素の場合には、１回目の露光（通常の露光）により得られた画素データを採用し、画素に入射した光の強さが第２の閾値より高い画素の場合には、２回目の露光（通常の露光時間より半分の時間の露光）により得られた画素データを採用するようにしてもよい。ここで、第２の閾値は、第１の閾値より高い値である。
これにより、画素に入射した光が強い場合には、通常の露光時間より短い時間の露光により得られたデータを使うことにより、白飛びのない画像を撮像することが可能となる。例えば、夏の海辺や、晴れたスキー場などでも白飛びのない、ダイナミックレンジの広い画像を撮像することができる。
【００４６】
また、１回目は通常の露光、２回目は通常の露光時間より多い時間の露光、３回目は、通常の露光時間より短い時間の露光というように３回連続的に被写体を撮像することにより、通常の露光により得られた画像データのうちで、暗い（黒飛び）部分は、２回目の露光により得られた画像データを採用し、通常の露光により得られた画像データのうちで、特に明るい（白飛び）部分は、３回目の露光により得られた画像データを採用することで、白飛び、黒飛びのないダイナミックレンジの広い画像を撮像することが可能となる。
なお、第２の閾値は、ユーザによって任意に設定することができるようにしてもよい。
【００４７】
［第２の実施の形態］
第２の実施の形態について説明する。
第２の実施の形態も、図１のデジタルカメラ１を用いて説明するが、第２の実施の形態においては、撮像素子自体を変えることによりダイナミックレンジを上げるというものである。
まず、第２の実施の形態の撮像素子の特徴となる構造を明確にすべく、従来の撮像素子について触れた後、第２の実施の形態の撮像素子について説明する。
【００４８】
Ｄ．従来の撮像素子について
図５は、一般的なインターライン型ＣＣＤの基本構成図を示すものであり、受光部２１、垂直転送部（ＶＣＣＤ）２２、水平転送部（ＨＣＣＤ）２３、出力部（電荷−電圧に変換）２４で構成されている。
φＶ１〜φＶ４が垂直転送クロック、φＨ１〜φＨ２が水平転送クロックである。
受光部２１は、受けた光を電荷に変換（光電変換）し、垂直転送部２２は、受光部２１で光電変換されかつ蓄積された電荷をＴＧから出力される駆動パルスに従って垂直方向に転送する。そして、水平転送部２３は、ＴＧ４から出力される駆動パルスに従って、垂直転送部２２から転送された電荷を水平方向に従って転送する。そして、出力部２４を通じて電荷―電圧変して出力する。
ここで、駆動パルスとは、受光部２１から垂直転送部２２に電荷を読み出す読み出しパルス、読み出された電荷を１ラインずつ垂直方向に転送する垂直転送パルス（φＶ１〜φＶ４）、水平転送部２３内の電荷を１画素ずつ水平方向に転送する水平変更パルス（φＨ１〜φＨ２）などがある。
【００４９】
図６は、図５の受光部２１を拡大した断面図である。露光により光が入射し、その入射光の強さに応じて、ＰＤに電荷が溜まる。その後、φＶに高電圧をかけることにより電位障壁を超え、垂直転送部に電荷が移動する。
ここで、ＣＣＤのダイナミックレンジは、受光部２１に蓄積可能な電荷量で決定されるが、各受光部２１に蓄積可能な最大電荷量にはバラツキがあり、限界以上の光量が入射された場合は、素子むらが画面に発生する。このため、各受光部２１に過剰な電荷を排出するオーバーフロードレイン（ＯＦＤ）電圧を印加し、ＯＦＤ電圧値を変えることで受光部２１に蓄積される電荷の飽和量を決めている。
つまり、Ｖsub（基本電位（ＯＦＤ電圧ともいう））に応じてＰＤの飽和量を変えることができる。
図７に示すように、ＯＦＤ電圧が高くなれば、飽和量が減り、ＣＣＤのダイナミックレンジが狭くなる。また、ＯＦＤ電圧が低くなれば、飽和量が増え、ＣＣＤのダイナミックレンジが広くなる。
本発明は、かかる点に着目したものであり、以下詳細に述べる。
【００５０】
Ｅ．第２の実施の形態における撮像素子について
図８は本発明の撮像素子（インターライン型ＣＣＤ）の構成を示した図である。
図８に示すように、1つの垂直転送部２２と、これに接続されている複数の受光部２１とを１列とし、このようにして基盤を列毎に分け、奇数列は電圧Ｖsub1（標準の飽和レベルとなるような電圧）を印加し、偶数列は電圧Ｖsub2（標準の飽和レベルの２倍の飽和レベルとなるような電圧）を印加する。つまり、列毎に電圧Ｖsub1と電圧Ｖsub2とを交互に印加することになるので、電圧Ｖsub1が印加されている列の画素は、標準の感度を有し、電圧Ｖsub2が印加されている列の画素は、標準の感度の２倍の感度を有することになる。
図８の濃い網線部の列にはＶsub1が印加され、薄い網線部の列にはＶsub2が印加されている。
この場合には、ＡＥ処理における露光設定は、標準の感度を有する画素の中で一番感度の良い画素を基準に露光を設定する。
【００５１】
次に、第２の実施の形態におけるＣＣＤ３により得られた出力データとＣＤＳの出力データとを図９に示す。図９のＣＤＳ出力を見れば明らかなように、1画素毎に飽和レベルの高いデータとなり、レファレンス電圧（ＲＥＦＴ）をオーバーするデータも出てくる。これは、偶数列の画素は飽和レベルが高いためである。なお、ＣＣＤ３の出力データは、電圧Ｖsub1が印加されている画素により得られたデータ、電圧Ｖsub2が印加されている画素により得られたデータ、というように交互にデータが出力されていることがわかる。
そして、このような構造を有するＣＣＤ３により得られた撮像信号は、ユニット回路５を経て、デジタル信号として信号処理部６に送られる。信号処理部６においては、送られてきたデジタル信号に基づいて画像データを作成する。
具体的には、信号処理部６は送られてきたデジタル信号が、電圧Ｖsub1が印加された列の画素により得られたデジタル信号か電圧Ｖsub2が印加された列の画素により得られたデジタル信号かを判断する。この機能は、本発明の判断手段に相当する。
【００５２】
そして、電圧Ｖsub1が印加されている列の画素（標準の感度）により得られたデータと判断した場合は、原則としてそのまま該データを採用し、電圧Ｖsub2が印加されている列の画素（標準感度の２倍の感度）により得られたデータと判断した場合は、原則として該データを半分にしたデータを採用する。そして採用されたデータに基づいて1つの画像データを作成する。ここで、該データを半分にするのは、電圧Ｖsub2が印加されている列の画素は、電圧Ｖsub2が印加されている列の画素より感度が２倍（飽和レベルが２倍）だからである。
ただし、1つの画像データを作成するに際して、信号処理部６は、電圧Ｖsub1が印加されている画素により得られたデータが所定レベル以下か否かの判断を行う。所定レベル以下のデータは黒飛び画像となるので、画質のよい画像を作成することができないからである。この機能は、本発明の第1の判別手段に相当する。
また、所定レベル以下でないと判断すると、信号処理部６は、該データが一定レベル以上であるか否かを判断する。電圧Ｖsub1が印加されている画素により得られたデータが一定レベル以上であれば、その直後に出力される電圧Ｖsub2が印加されている画素により得られたデータは白飛び画像となるからである。この機能は、本発明の第２の判別手段に相当する。
なお、所定レベルと一定レベルは、所定レベル＜一定レベルの関係を有する。
【００５３】
そして、電圧Ｖsub1が印加されている画素により得られたデータ（以下、Ｖsub1のデータという）が所定レベル以下であると判断した場合には、所定レベル以下と判断されたＶsub1のデータを、該画素のデータとして採用しないで、その直後に出力される電圧Ｖsub2が印加されている画素により得られたデータ（以下、Ｖsub2のデータという）を半分にしたデータが該画素のデータ（Ｖsub1のデータ）として採用される。つまり、所定レベル以下と判断されたＶsub1のデータは、使われずに、直後に出力されるＶsub2のデータを半分にしたデータが、所定レベル以下と判断された該画素のデータとして採用される。そして、次の画素のデータも、そのまま、該Ｖsub2のデータが採用される。
【００５４】
また、Ｖsub1のデータが一定レベル以上であると判断した場合には、直後に出力されるＶsub2のデータを半分にしたデータを、次の画素データとして採用しないで、一定レベル以上と判断された該Ｖsub1のデータが次の画素データとして採用される。つまり、一定レベル以上と判断されたＶsub1のデータは、そのまま、次の画素のデータとしても採用され、直後に出力されるＶsub2のデータを半分にしたデータは採用されない。
そして、採用されたデータに基づいて1つの画像データを作成する。この機能は、本発明の作成手段に相当する。
【００５５】
このようにすることで、特に暗い部分ではＶsub2のデータを半分にしたデータを、特に明るい部分ではＶsub1のデータを連続して使うことになるので、特に暗い部分と、特に明るい部分とでは解像度が半分になるがＳ／Ｎ比は良くなる。これにより、ダイナミックレンジの広い画像を撮像することができる。
なお、Ｖsub2のデータを半分にするのはγ変換を行った後にすることはいうまでもない。
【００５６】
以上のように、撮像素子内の、隣り合う画素の感度を変えられるようにすることで、２回の露光を行うことで、２画面分のデータを得る必要がなくなり、１回の露光により得られたデータでよいので、データをプールするメモリも従来どおりでよい。
また、１回の露光により得られたデータでＳＮ比の良いデータを得るので、ＳＮ比の良い動画も撮像することができる。
【００５７】
なお、感度の良い緑の画素をＶsub1の列に配置し、感度の悪い、赤、青の画素をＶsub2の列に配置すれば、隣の画素と比較する（Ｖsub1のデータがあるレベルより低いか、高いかを判断する）こともなく、単に、Ｖsub2の列のデータを半分に加工して、使っていけばよいこととなる。
また、電圧Ｖsubの印加を列毎に異ならせるようにしたが、行毎に異ならせるようにしてもよい。
さらに、電圧Ｖsubの印加を異ならせることにより、受光素子の感度を変えるようにしたが、フォトダイオード（受光素子）自体の感度を変えるようにしてもよい。
【００５８】
上記実施の形態におけるオートフォーカス装置は、上記実施の形態に限定されるものではなく、撮像機能を有した携帯電話、時計、ＰＤＡ、静止画撮像機能付きムービーカメラ、カメラ付きパソコン等でもよく、要は被写体を撮像する撮像素子を備えたものであればよい。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の実施の形態のデジタルカメラのブロック図である。
【図２】静止画撮影処理におけるタイムチャートを示す図である。
【図３】光の強さに対するＣＣＤ出力の関係を示す図である。
【図４】静止画撮影処理の動作を示すフローチャートである。
【図５】インターライン型ＣＣＤの基本構成図を示すものである。
【図６】撮像素子の断面を示す図である。
【図７】入射光量とＣＣＤ出力電圧の関係を示す図である。
【図８】第２の実施の形態におけるＣＣＤの構成図を示したものである。
【図９】ＣＣＤの出力データを示す図である。
【図１０】ＣＣＤ出力と画像処理後のデータの関係を示す図である。
【符号の説明】
【００６０】
１      デジタルカメラ
２      レンズ
３      ＣＣＤ
４      ＴＧ
５      ユニット回路
６      信号処理部
７      ＣＰＵ
８      ＤＲＡＭ
９      画像処理部
１０    ＲＡＭ
１１    ＲＯＭ
１２    キー入力部
１３    カードＩ／Ｆ
１４    メモリ・カード
１５    モータ駆動ブロック
１６    絞り兼用シャッター
【図１】
2005286819.tif 000003
【図２】
2005286819.tif 000004
【図３】
2005286819.tif 000005
【図４】
2005286819.tif 000006
【図５】
2005286819.tif 000007
【図６】
2005286819.tif 000008
【図７】
2005286819.tif 000009
【図８】
2005286819.tif 000010
【図９】
2005286819.tif 000011
【図１０】
2005286819.tif 000012