(57)【要約】【課題】白画素と色画素との感度差を補うことで白とびや色再現性不良の発生を防止し、かつ、画質的にも遜色ない撮影が行える撮像ユニットおよび撮像装置を提供すること。【解決手段】輝度フィルタが配置された白画素と色フィルタが配置された色画素の露光時間を別個に制御することで感度の低い色画素の露光時間を長くすることができ、白画素と色画素との感度差を補って白とびや色再現性不良の発生を防止し、かつ、画質的にも遜色ない撮影が行える撮像ユニットおよび撮像装置を提供することができる。【選択図】図３
2007208885.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２次元マトリクス状に配列された複数の画素を有し、被写体像を光電変換して撮像データを生成する撮像素子を備えた撮像ユニットにおいて、
前記撮像素子の複数の画素の一部の画素上に輝度フィルタが配置された白画素と、
前記白画素以外の画素上に色フィルタが配置された色画素と、
前記白画素の露光時間と、前記色画素の露光時間とを別個に制御する露光時間制御手段とを備えたことを特徴とする撮像ユニット。
【請求項２】
前記撮像素子はＣＭＯＳ型撮像素子であり、
前記露光時間制御手段は、前記白画素の出力の読み出しを制御する白画素制御線と、
前記色画素の出力の読み出しを制御する色画素制御線とを備えたことを特徴とする請求項１に記載の撮像ユニット。
【請求項３】
前記撮像素子はＣＣＤ型撮像素子であり、
前記露光時間制御手段は、前記白画素の出力の転送を制御する白画素制御信号と、
前記色画素の出力の転送を制御する色画素制御信号とを備えたことを特徴とする請求項１に記載の撮像ユニット。
【請求項４】
前記露光時間制御手段は、前記白画素制御線と、前記色画素制御線とを別個に制御することを特徴とする請求項２に記載の撮像ユニット。
【請求項５】
前記露光時間制御手段は、前記白画素制御信号と、前記色画素制御信号とを別個に制御することを特徴とする請求項３に記載の撮像ユニット。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の撮像ユニットを備えたことを特徴とする撮像装置。
【請求項７】
動画の撮影を行う動画モードと、
被写体の輝度を検出する輝度検出手段とを有し、
前記撮像ユニットが備える露光時間制御手段は、前記輝度検出手段の出力に基づき、前記撮像ユニットが備える白画素と色画素の露光時間を制御することを特徴とする請求項６に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記露光時間制御手段は、前記輝度検出手段の出力が所定輝度よりも低輝度を示した場合、前記色画素の露光時間を前記白画素の露光時間の整数倍に制御することを特徴とする請求項７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、撮像ユニットおよび撮像装置に関し、特に画像の質を向上させる撮像ユニットおよび撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ等の撮像装置では、多機能、高画質化および小型化が進展するに伴い、撮像装置に用いられる撮像素子の性能も高解像度、高精細なものが求められる様になり、高画素化、高密度化が加速している。
【０００３】
一方、高い画素密度の撮像素子では、１画素当たりの面積が減少することにより１画素当たりの光電変換量が減少し、すなわち感度が低下して画素出力の信号レベルが低くなり、Ｓ／Ｎ（Ｓｉｇｎａｌ／Ｎｏｉｓｅ）比の低下を招いている。Ｓ／Ｎ比の低下は、画像再現性や画質に大きな影響を与えるため、高品位な画像形成を実現するには感度を向上させる必要がある。そして、撮像素子の分野では感度を向上させる技術がこれまでも種々検討されてきた。
【０００４】
たとえば、縦横に配列されたフォトダイオードを備えた固体撮像素子において、各フォトダイオードのうち市松状に配列されたフォトダイオードに、光透過率の高い、透明フィルタ、白色フィルタ等の輝度フィルタＹを配置して感度を高くし、他のフォトダイオードには、従来の色フィルタＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）を配置して色情報を得るようにしたフィルタ構成を有し、感度の高い輝度フィルタＹが配置されたフォトダイオードで生成された信号電荷を輝度信号として用いることにより、被写体の色情報に左右されない輝度解像度を向上させる方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
しかし、特許文献１の方法では、輝度フィルタＹが配置された画素（以下、白画素と言う）と色フィルタが配置された画素（以下、色画素と言う）とでは３倍以上の感度差があるので、同一露光条件では白画素での白とびや色画素での感度不足による色再現性不良が発生する。
【０００６】
一方、従来の色フィルタを用いた撮像素子においても、色フィルタの色毎に色画素の露光時間を変えることでホワイトバランスを制御する方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００３−３１８３７５号公報
【特許文献２】特開２００３−６０９９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献２に示された方法は、通常の色画素からなる撮像素子におけるホワイトバランスのための微妙な露光時間制御であって、３倍以上もの感度差のある白画素と色画素の感度差を補正することまでは想定されておらず、白画素での白とびや色画素での感度不足による色再現性不良の発生を防止できるものではない。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、白画素と色画素との感度差を補うことで白とびや色再現性不良の発生を防止し、かつ、画質的にも遜色ない撮影が行える撮像ユニットおよび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】
【０００９】
本発明の目的は、下記構成により達成することができる。
【００１０】
１．２次元マトリクス状に配列された複数の画素を有し、被写体像を光電変換して撮像データを生成する撮像素子を備えた撮像ユニットにおいて、
前記撮像素子の複数の画素の一部の画素上に輝度フィルタが配置された白画素と、
前記白画素以外の画素上に色フィルタが配置された色画素と、
前記白画素の露光時間と、前記色画素の露光時間とを別個に制御する露光時間制御手段とを備えたことを特徴とする撮像ユニット。
【００１１】
２．前記撮像素子はＣＭＯＳ型撮像素子であり、
前記露光時間制御手段は、前記白画素の出力の読み出しを制御する白画素制御線と、
前記色画素の出力の読み出しを制御する色画素制御線とを備えたことを特徴とする１に記載の撮像ユニット。
【００１２】
３．前記撮像素子はＣＣＤ型撮像素子であり、
前記露光時間制御手段は、前記白画素の出力の転送を制御する白画素制御信号と、
前記色画素の出力の転送を制御する色画素制御信号とを備えたことを特徴とする１に記載の撮像ユニット。
【００１３】
４．前記露光時間制御手段は、前記白画素制御線と、前記色画素制御線とを別個に制御することを特徴とする２に記載の撮像ユニット。
【００１４】
５．前記露光時間制御手段は、前記白画素制御信号と、前記色画素制御信号とを別個に制御することを特徴とする３に記載の撮像ユニット。
【００１５】
６．１乃至５のいずれか１項に記載の撮像ユニットを備えたことを特徴とする撮像装置。
【００１６】
７．動画の撮影を行う動画モードと、
被写体の輝度を検出する輝度検出手段とを有し、
前記撮像ユニットが備える露光時間制御手段は、前記輝度検出手段の出力に基づき、前記撮像ユニットが備える白画素と色画素の露光時間を制御することを特徴とする６に記載の撮像装置。
【００１７】
８．前記露光時間制御手段は、前記輝度検出手段の出力が所定輝度よりも低輝度を示した場合、前記色画素の露光時間を前記白画素の露光時間の整数倍に制御することを特徴とする７に記載の撮像装置。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、輝度フィルタが配置された白画素と色フィルタが配置された色画素の露光時間を別個に制御することで感度の低い色画素の露光時間を長くすることができ、白画素と色画素との感度差を補って白とびや色再現性不良の発生を防止し、かつ、画質的にも遜色ない撮影が行える撮像ユニットおよび撮像装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図面に基づき本発明の実施の形態を説明する。尚、各図中、同一符号は同一または相当部分を示し、重複する説明は省略する。
【００２０】
まず、本発明における撮像装置として機能するデジタルカメラについて、図１を用いて説明する。図１は、デジタルカメラ１の内部構成の一例を示す回路ブロック図である。図１において、被写体Ｏｂｊの像は、撮影レンズ２０１によって撮像素子１６２上に結像され、撮像素子１６２によって光電変換され、撮像データ１６２ｋとして読み出される。撮像素子１６２の光電変換動作および光電変換された撮像データ１６２ｋの読み出し動作は、タイミングジェネレータ１６６によって制御される。例えば撮影の構図を決めるためのファインダとして利用されるライブビュー画像を表示手段１３１に表示する場合には、撮像素子１６２の全画素の撮像データを読み出す必要はないため、撮像素子の内部構成によっては、間引き読み出しや画素加算読み出しといった各種の方法を用いることで読み出す撮像データ量を小さくして後段の回路の負荷を軽くすることが可能である。ここに、撮像素子１６２とタイミングジェネレータ１６６は、本発明における撮像ユニットとして機能する。
【００２１】
読み出された撮像データ１６２ｋは、アンプ１６３で増幅された後、フロントエンドプロセッサ（ＦＥＰ）１６４でアナログ／デジタル変換やノイズ除去等の前処理が施され、画像処理手段１６５でホワイトバランス処理や色処理等の画像処理が施されて、撮像信号１６５ａとして撮像制御手段１６１に向けて出力される。以上の撮影動作は、カメラ制御手段１５０の制御下で撮像制御手段１６１およびタイミングジェネレータ１６６によって制御される。
【００２２】
出力された撮像信号１６５ａは、撮像制御手段１６１からカメラ制御手段１５０を介して画像メモリ１８１に一旦記録され、最終的にはメモリカード１８２に記録される。撮影時の構図を決定するためのプレビュー画像、および撮影された画像を確認するためのアフタービュー画像はカメラ制御手段１５０によって表示手段１３１に表示される。
【００２３】
カメラ制御手段１５０は、例えば前述したライブビュー画像等の撮像素子１６２の撮像データ１６２ｋを測光データとして用いて撮像素子１６２の露光条件を演算し、絞り制御手段１７１を介して絞り１７２を制御して撮像素子１６２への入射光量を制御するとともに、撮像制御手段１６１およびタイミングジェネレータ１６６を介して撮像素子１６２の光電変換時間を制御することで所謂電子シャッタ機能を達成することができる。ここに、撮像素子１６２、撮像制御手段１６１およびカメラ制御手段１５０は、本発明における輝度検出手段として機能する。
【００２４】
また、カメラ制御手段１５０は、操作手段１００からの入力を受けて、デジタルカメラ１の各部の動作を制御する。操作手段１００は、シャッタボタンの半押しで動作するＡＦスイッチ１０１ａ、シャッタボタンの全押しで動作するレリーズスイッチ１０１ｂ、電源スイッチ１１１、モード設定ダイアル１１２等から構成される。
【００２５】
次に、本発明の撮像素子における輝度フィルタと色フィルタの配置について、図２を用いて説明する。図２は、撮像素子１６２のフィルタ構成の一例を示す模式図である。撮像素子１６２は、図２（ａ）に示すように、複数の画素１６２ｂが２次元マトリクス状に配列されていて、それぞれの画素１６２ｂ上には輝度フィルタＹもしくはＲ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）の各色のみを透過する色フィルタＲ、Ｇ、Ｂのいずれかが配置されている。以下、上述した輝度フィルタＹが配置された画素を白画素、色フィルタＲ、Ｇ、Ｂが配置された画素を色画素と呼ぶこととする。
【００２６】
図２（ａ）では、水平奇数行（ｎ−１行、ｎ＋１行等）および垂直奇数列（ｍ−１列、ｍ＋１列等）の画素が輝度フィルタＹが配置された白画素であり、水平偶数行（ｎ行、ｎ＋２行等）でかつ垂直偶数列（ｍ列、ｍ＋２列等）の画素、つまり輝度フィルタＹが配置されていない画素が色フィルタＲ、Ｇ、Ｂが通常のベイヤー配列と同様の順に配置された色画素である。
【００２７】
なお、輝度フィルタＹには、ＮＤフィルタ、透明フィルタ、白色フィルタ、グレーのフィルタ、視感度補正フィルタ等が該当するが、画素の光電変換部の表面に何も設けずに光が直接光電変換部に入射する構成も、透明フィルタを設けた構成に相当するものとする。また、ベイヤー配列とは、図２（ｂ）に示したようなカラーフィルタの配列で、例えば水平奇数行（ｎ−１行、ｎ＋１行等）にＲとＧの繰り返しが配置され、水平偶数行（ｎ行、ｎ＋２行等）にはＧとＢの繰り返しが配置され、Ｇフィルタだけを見ると市松模様になっているカラーフィルタ配列のことである。
【００２８】
次に、本発明における撮像素子の第１の実施の形態について、図３乃至図７を用いて説明する。
【００２９】
図３は、本発明における撮像ユニットの第１の実施の形態であるＣＭＯＳ（相補型金属酸化膜半導体）型撮像素子の構成を示すブロック図である。ＣＭＯＳ型撮像素子１６２は、撮像面１６２ａ上に２次元マトリクス状に配列された複数の画素１６２ｂと、垂直走査回路１６２ｃ、サンプルホールド回路１６２ｄ、出力回路１６２ｅ、出力アンプ１６２ｇ、水平走査回路１６２ｆ、タイミングジェネレータ１６２ｈ等の構成要素を備え、画素１６２ｂの各水平行毎の並びと垂直走査回路１６２ｃとは行選択線１６２ｉで結ばれ、画素１６２ｂの各垂直列毎の並びとサンプルホールド回路１６２ｄとは垂直信号線１６２ｊで結ばれている。各画素上には例えば図２（ａ）に示した輝度フィルタあるいは色フィルタが配置されている。
【００３０】
撮像素子１６２の撮影動作は、撮像制御手段１６１からの撮像制御信号１６１ａに従って、撮像素子１６２に内蔵されたタイミングジェネレータ１６２ｈによって制御され、撮像素子１６２の出力である撮像データ１６２ｋは、アンプ１６３に入力される。タイミングジェネレータ１６２ｈは、本発明における露光時間制御手段として機能する。
【００３１】
図１においては、タイミングジェネレータ１６６が撮像素子１６２とは別設された例を示したが、特にＣＭＯＳ型撮像素子においては、タイミングジェネレータ等の制御回路を画素と同一チップに内蔵することが可能であり、ＣＭＯＳ型撮像素子の特徴の一つとなっている。ここに、撮像素子１６２は、本発明における撮像ユニットとして機能する。もちろん図１と同様に別設してもよいし、タイミングジェネレータの一部の機能を別設し、残りの機能を撮像素子に内蔵してもよい。
【００３２】
図４は、ＣＭＯＳ型撮像素子１６２を構成する画素１６２ｂの回路の一例を示す回路図である。画素１６２ｂは、埋め込み型フォトダイオードＰＤ（以下、ＰＤ部という）、ＮチャンネルＭＯＳＦＥＴ（金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ：以下、トランジスタという）Ｑ１乃至Ｑ４から構成される。トランジスタＱ１のドレインとトランジスタＱ２のソースの接続部は、フローティングディフュージョンＦＤ（以下、ＦＤ部という）で構成されており、所謂完全転送型構造である。リセット信号ＲＳＴ、転送信号ＴＸ、読み出し信号ＳＸは、各トランジスタに対する信号（電位）を示し、ＶＤＤは電源、ＧＮＤは接地を示している。
【００３３】
ＰＤ部は、被写体からの入射光を光電変換して入射光量に応じた光電流Ｉｐｄを発生し、光電流Ｉｐｄは、信号電荷ＱｐｄとしてＰＤ部の寄生容量Ｃｐｄに蓄積される。ＰＤ部は埋め込み型構造となっており、光電変換された光電流Ｉｐｄを直接取り出せないため、転送ゲートと呼ばれるトランジスタＱ１（以下、転送ゲートＱ１と言う）を介してＦＤ部に接続されている。
【００３４】
撮影時には、転送信号ＴＸが低電位Ｌに設定されることで転送ゲートＱ１がオフされて、信号電荷ＱｐｄはＰＤ部の寄生容量Ｃｐｄに蓄積され、信号転送時には転送信号ＴＸが高電位Ｈに設定されることで転送ゲートＱ１はオンされて、信号電荷ＱｐｄがＦＤ部に完全転送される。本発明の撮像素子１６２においては、白画素の転送信号（以下、白画素制御線と言う）ＹＴＸと色画素の転送信号（以下、色画素制御線と言う）ＣＴＸとを別個に制御することができるので、撮影時の色画素の信号電荷Ｑｐｄ蓄積時間つまり露光時間を白画素のそれよりも長くすることで、色画素の感度の低さを補うことができる。
【００３５】
トランジスタＱ２はリセットゲートと呼ばれ（以下、リセットゲートＱ２と言う）、リセット信号ＲＳＴによって制御され、オンすることによってＦＤ部を電源電圧ＶＤＤにリセットする。
【００３６】
トランジスタＱ３は、ソースフォロワ増幅回路を構成するものであり、ＦＤ部の電位Ｖｆｄに対する電流増幅を行うことで、出力インピーダンスを下げる働きをする。
【００３７】
トランジスタＱ４は、画素出力読み出し用のトランジスタであり、ゲートは、上述した行選択線１６２ｉに接続されており、垂直走査回路１６２ｃによって印加される読み出し信号ＳＸに応じてオン、オフされるスイッチとして動作する。トランジスタＱ４のソースは、垂直信号線１６２ｊに接続されており、トランジスタＱ４がオンされると、ＦＤ部の電位ＶｆｄがトランジスタＱ３で低インピーダンス化されて、画素出力ＶＯＵＴとして、垂直信号線１６２ｊへ導出される。
【００３８】
図５は、図２および図４に示した画素の駆動方法を示す回路ブロック図である。図２に示した水平（ｎ−１）行目の輝度フィルタＹが配置された白画素には、リセット信号線ＲＳＴｎ−１、白画素制御線ＹＴＸｎ−１、読み出し信号線ＳＸｎ−１が接続されており、水平（ｎ）行目の輝度フィルタＹが配置された白画素にはリセット信号線ＲＳＴｎ、白画素制御線ＹＴＸｎ、読み出し信号線ＳＸｎが、色フィルタＲ、Ｇ、Ｂの何れかが配置された色画素にはリセット信号線ＲＳＴｎ、色画素制御線ＣＴＸｎ、読み出し信号線ＳＸｎが入力されている。つまり、白画素と色画素が混在する水平（ｎ）行には白画素信号線ＹＴＸｎと色画素制御線ＣＴＸｎの２本の制御線が接続されており、これによって白画素と色画素の信号電荷の蓄積時間つまり露光時間を別個に制御できるため、色画素の露光時間を白画素のそれよりも長くすることで、色画素の感度の低さを補うことができる。
【００３９】
図６は、図５に示した回路ブロックでの、動画撮影時あるいはライブビュー画像撮影時の撮像動作を示すタイミングチャートである。ここでの撮像動作は、基本的には、撮像素子の水平行毎にフレームレート期間露光を行う、所謂ローリングシャッタ方式の撮像動作である。
【００４０】
（Ｎ）フレーム目（Ｎは正の整数）の撮影動作において、タイミングＴ１で、水平（ｎ−１）行目のリセット信号線ＲＳＴｎ−１が高電位Ｈにされることで水平（ｎ−１）行目の各画素のリセットゲートＱ２がオンされて、水平（ｎ−１）行目の各画素のＦＤ部が電源電圧ＶＤＤにリセットされ、タイミングＴ２で、水平（ｎ−１）行目の白画素制御線ＹＴＸｎ−１が高電位Ｈにされることで水平（ｎ−１）行目の各画素の転送ゲートＱ１がオンされて、水平（ｎ−１）行目の各画素のＰＤ部に蓄積された信号電荷ＱｐｄがＦＤ部に完全転送される。
【００４１】
タイミングＴ３で、水平（ｎ−１）行目の読み出し信号線ＳＸｎ−１が高電位Ｈにされることで水平（ｎ−１）行目の各画素のＦＤ部の電位、すなわち水平（ｎ−１）行目の各画素の撮像データが垂直信号線１６２ｊに導出されてサンプルホールド回路１６２ｄに記憶され、タイミングＴ４で、水平転送信号ＨＴに従って、水平（ｎ−１）行目の全画素の撮像データがアンプ１６３に向けて出力される。
【００４２】
次に、タイミングＴ５で、水平（ｎ）行目のリセット信号線ＲＳＴｎが高電位Ｈにされることで水平（ｎ）行目の各画素のリセットゲートＱ２がオンされて、水平（ｎ）行目の各画素のＦＤ部が電源電圧ＶＤＤにリセットされ、タイミングＴ６で、水平（ｎ）行目の白画素制御線ＹＴＸｎと水平（ｎ）行目の色画素制御線ＣＴＸｎが高電位Ｈにされることで水平（ｎ）行目の白画素と色画素の全画素の転送ゲートＱ１がオンされて、水平（ｎ）行目の全画素のＰＤ部に蓄積された信号電荷ＱｐｄがＦＤ部に完全転送される。
【００４３】
タイミングＴ７で、水平（ｎ）行目の読み出し信号線ＳＸｎが高電位Ｈにされることで水平（ｎ）行目の各画素のＦＤ部の電位、すなわち水平（ｎ）行目の各画素の撮像データが垂直信号線１６２ｊに導出されてサンプルホールド回路１６２ｄに記憶され、タイミングＴ８で、水平転送信号ＨＴに従って、水平（ｎ）行目の全画素の撮像データがアンプ１６３に向けて出力される。以上の動作が撮像素子１６２の全水平行について行われて、（Ｎ）フレーム目の撮影が完了する。通常の動画撮影では、この（Ｎ）フレーム目の動作が繰り返される。
【００４４】
次に、（Ｎ＋１）フレーム目（Ｎは正の整数）の撮影動作に進む。基本的には上述した（Ｎ）フレーム目の撮影動作と同じであるが、（Ｎ＋１）フレーム目では、タイミングＴ６で、水平（ｎ）行目の白画素制御線ＹＴＸｎだけが高電位Ｈにされ、水平（ｎ）行目の白画素の転送ゲートＱ１がオンされて、水平（ｎ）行目の白画素のＰＤ部に蓄積された信号電荷ＱｐｄがＦＤ部に完全転送される。
【００４５】
この時に、水平（ｎ）行目の色画素制御線ＣＴＸｎは低電位Ｌのままであるので、水平（ｎ）行目の色画素のＰＤ部に蓄積された信号電荷ＱｐｄはＦＤ部に転送されずに引き続き蓄積動作が継続され、色画素の露光時間が延長されて感度が向上される。つまり、白画素の露光時間は（Ｎ）フレーム目のタイミングＴ２の立ち下がりから（Ｎ＋１）フレーム目のタイミングＴ２の立ち上がりまでの１フレームレート間で、色画素の露光時間は（Ｎ）フレーム目のタイミングＴ２の立ち下がりから図示していない（Ｎ＋２）フレーム目のタイミングＴ２の立ち上がりまでの２フレームレート間である。
【００４６】
また、水平（ｎ）行目の色画素のＦＤ部は電源電圧ＶＤＤにリセットされているので、水平（ｎ）行目の色画素のＦＤ部の電位、すなわち撮像データは暗黒状態の撮像データとなる。この撮像データは、例えば後段の画像処理手段１６５で無効なデータとして扱われ、例えば１フレーム前の（Ｎ）フレーム目の色画素の撮像データと置き換えられる等の処理が行われる。
【００４７】
以上の動作により、動画撮影において、撮影の全フレームで白画素の撮像データを出力し、１フレームおきに色画素の撮像データを出力することで色画素の露光時間を長くすることができるため、白画素と色画素との感度差を補って白とびや色再現性不良の発生を防止し、かつ、画質的にも遜色ない撮影が行える撮像素子および撮像装置を提供することができる。
【００４８】
図７は、図５に示した回路ブロックでの、静止画撮影時の撮像動作を示すタイミングチャートである。図７において、タイミングＴ１１で、撮像素子１６２の全画素のリセット信号線ＲＳＴ（ＲＳＴｎ−１、ＲＳＴｎ等）、白画素制御線ＹＴＸ（ＹＴＸｎ−１、ＹＴＸｎ等）および色画素制御線ＣＴＸ（ＣＴＸｎ等）が高電位Ｈにされることで、全画素のＰＤ部に蓄積された電荷がＦＤ部に完全転送されるとともに、全画素のＦＤ部が電源電圧ＶＤＤにリセットされることでＰＤ部とＦＤ部が共に初期化される。タイミングＴ１１の最後で撮像素子１６２の全画素のリセット信号線ＲＳＴ（ＲＳＴｎ−１、ＲＳＴｎ等）、白画素制御線ＹＴＸ（ＹＴＸｎ−１、ＹＴＸｎ等）および色画素制御線ＣＴＸ（ＣＴＸｎ等）が低電位Ｌにされることで、全画素のＰＤ部に光電荷の蓄積開始すなわち電子シャッタの露光が開始される。
【００４９】
タイミングＴ１１の最後から白画素露光時間ＳＳ１経過後、タイミングＴ１２で撮像素子１６２の全ての白画素の白画素制御線ＹＴＸ（ＹＴＸｎ−１、ＹＴＸｎ等）が高電位Ｈにされることで、全ての白画素のＰＤ部に蓄積された光電荷がＦＤ部に完全転送され、白画素の電子シャッタの露光が終了される。タイミングＴ１３で、撮像素子１６２の水平（ｎ−１）行目の全画素の読み出し信号線ＳＸｎ−１が高電位Ｈにされることで水平（ｎ−１）行目の各画素のＦＤ部の電位、すなわち水平（ｎ−１）行目の各画素の撮像データが垂直信号線１６２ｊに導出されてサンプルホールド回路１６２ｄに記憶され、タイミングＴ１４で、水平転送信号ＨＴに従って、水平（ｎ−１）行目の全画素の撮像データがアンプ１６３に向けて出力される。タイミングＴ１３とＴ１４の動作が白画素のみからなる全水平行に対して順次行われることで、白画素のみからなる全水平行の撮像データの読み出しが完了される。
【００５０】
タイミングＴ１１の最後から色画素露光時間ＳＳ２経過後、タイミングＴ１５で撮像素子１６２の全ての色画素の色画素制御線ＣＴＸ（ＣＴＸｎ等）が高電位Ｈにされることで、全ての色画素のＰＤ部に蓄積された光電荷がＦＤ部に完全転送され、色画素の電子シャッタの露光が終了される。タイミングＴ１６で、撮像素子１６２の水平（ｎ）行目の全画素の読み出し信号線ＳＸｎが高電位Ｈにされることで水平（ｎ）行目の各画素のＦＤ部の電位、すなわち水平（ｎ）行目の各画素の撮像データが垂直信号線１６２ｊに導出されてサンプルホールド回路１６２ｄに記憶され、タイミングＴ１７で、水平転送信号ＨＴに従って、水平（ｎ）行目の全画素の撮像データがアンプ１６３に向けて出力される。タイミングＴ１６とＴ１７の動作が白画素と色画素が混在する全水平行に対して順次行われることで、白画素と色画素が混在する全水平行の撮像データの読み出しが完了される。
【００５１】
本例では、タイミングＴ１２すなわち白画素の電子シャッタの露光終了後に白画素のみからなる全水平行の撮像データの読み出しを行い、タイミングＴ１５すなわち色画素の電子シャッタの露光終了後に白画素と色画素が混在する全水平行の撮像データの読み出しを行うとしたが、これに限るものではなく、例えば、タイミングＴ１５すなわち色画素の電子シャッタの露光終了後に全ての水平行の撮像データを順次読み出してもよい。本例の読み出し方法によれば、色画素の露光中に白画素のみからなる全水平行の撮像データの読み出しを完了するため、タイミングＴ１５以後の読み出し時間が短縮できる。
【００５２】
白画素露光時間ＳＳ１および色画素露光時間ＳＳ２は、例えば静止画撮像前のライブビュー画像の撮像データを用いた測光演算によって求めてもよいし、撮像素子１６２とは独立した測光素子の測光出力から演算して求めてもよい。白画素露光時間ＳＳ１と色画素露光時間ＳＳ２の比率は、輝度フィルタＹと色フィルタＲ、Ｇ、Ｂとの透過率の比に基づいて予め決定された比であってもよいし、上述した測光演算の結果から、被写体が既定値以上の明るさである場合は白画素露光時間ＳＳ１と色画素露光時間ＳＳ２を同一とし、既定値以下の明るさである場合は既定の比率に設定して色画素露光時間を長くとって色に関する感度を向上させてもよい。
【００５３】
次に、デジタルカメラ１の撮影時の制御の流れを、図８乃至図１０を用いて説明する。図８乃至図１０は、デジタルカメラ１の撮影時の制御の流れを示すフローチャートで、図８はメインルーチン、図９は静止画モードのサブルーチン、図１０は動画モードのサブルーチンである。
【００５４】
図８において、ステップＳ１０１でデジタルカメラ１の電源がオンされると、ステップＳ１０２でデジタルカメラ１の動作モードがカメラモードであるか否かが確認される。動作モードが、例えば再生モードや録音モード等のカメラモードではないモードに設定されている場合（ステップＳ１０２；ＮＯ）には、設定された各モードでの制御に移行する。カメラモード以外の各モードでの制御の説明は省略する。
【００５５】
動作モードがカメラモードに設定されている場合（ステップＳ１０２；ＹＥＳ）、ステップＳ１１１でファインダとして利用されるライブビュー画像の表示が開始される。ライブビュー表示では、図１の説明で述べたように、撮像素子１６２の全画素の撮像データを読み出すのではなく、例えば毎秒３０フレームの間引き読み出し動作を行うことで信号処理および画像処理の負荷を低減することができる。
【００５６】
ステップＳ１１２で、シャッタボタンの半押しで動作するＡＦスイッチ１０１ａがオンされたか否かが確認される。オンされるまでステップＳ１１１およびステップＳ１１２の動作を繰り返して待機する。ＡＦスイッチ１０１ａがオンされたら（ステップＳ１１２；ＹＥＳ）、ステップＳ１１３で、例えばライブビュー画像中の白画素の撮像データを用いて、被写体へのオートフォーカス（ＡＦ）動作と、被写体輝度の検出すなわち測光（ＡＥ）動作が行われ、被写体への合焦動作と、撮像素子１６２の白画素が飽和しないように絞り１７２の絞り値制御が行われる。ステップＳ１１４で、シャッタボタンの全押しで動作するレリーズスイッチ１０１ｂがオンされたか否か、つまり撮影が開始されたか否かが確認される。オンされるまでステップＳ１１１からステップＳ１１４の動作が繰り返される。
【００５７】
ステップＳ１１４でレリーズスイッチ１０１ｂがオンされたら（ステップＳ１１４；ＹＥＳ）、ステップＳ１２１で、デジタルカメラ１のカメラモードでの撮影モードが静止画モードであるか否かが確認される。静止画モードである場合（ステップＳ１２１；ＹＥＳ）、ステップＳ１３０に進んで図９に示す静止画サブルーチンが実行され、ステップＳ１５１に進み、デジタルカメラ１の電源がオフされたか否かが確認される。電源がオフされていなければ（ステップＳ１５１；ＮＯ）、ステップＳ１０２に戻り、以後、上述した動作が繰り返される。電源がオフされていれば（ステップＳ１５１；ＹＥＳ）、そのまま動作が終了される。
【００５８】
ステップＳ１２１で静止画モードでない場合（ステップＳ１２１；ＮＯ）、デジタルカメラ１のカメラモードでの撮影モードは動画モードであると判断され、ステップＳ１４０に進んで図１０に示す動画サブルーチンが実行され、ステップＳ１５１に進み、以後、上述した動作が繰り返される。
【００５９】
図９は、図８のステップＳ１３０（静止画サブルーチン）のフローチャートである。ステップＳ３０１で、ステップＳ１１１で開始されたライブビュー画像の表示を終了し、ステップＳ３０２で、絞り１７２がステップＳ１１３の測光（ＡＥ）動作で求められた白画素が飽和しない適正絞り値に制御され、ステップＳ３０３で、図７のタイミングチャートに示された動作に従って、静止画の撮影が行われる。
【００６０】
ステップＳ３０４で、撮影された静止画像データが一旦画像メモリ１８１に記録され、ステップＳ３０５で画像メモリ１８１に記録された静止画像データが表示手段１３１にアフタービュー画像として表示され、ステップＳ３０６で、画像メモリ１８１に記録された静止画像データが、最終的にメモリカード１８２に記録されて、図８のメインルーチンのステップ１３０に戻る。
【００６１】
図１０は、図８のステップ１４０（動画サブルーチン）のフローチャートである。ステップＳ４０１で、図８のステップＳ１１３の測光（ＡＥ）動作で求められた被写体輝度が所定輝度よりも高輝度かあるいは等しいか否かが確認される。所定輝度よりも高輝度かあるいは等しい場合（ステップＳ４０１；ＹＥＳ）、ステップＳ４１１で、絞り１７２がステップＳ１１３の測光（ＡＥ）動作で求められた１フレーム（通常は１／３０秒）の露光時間で白画素が飽和しない適正絞り値に制御され、ステップＳ４１２で、通常の動画撮影と同様に、図６のＮフレーム目に示された白画素と色画素の両方の撮像データを読み出す動作のみを繰り返して既定フレーム数（例えば１秒分の３０フレーム）の動画像を撮影し、ステップＳ４１３で、ステップＳ４１２で撮影された既定フレーム数の動画像が画像メモリ１８１に記録される。
【００６２】
ステップＳ４０１で被写体輝度が所定輝度よりも低輝度であると判断された場合（ステップＳ４０１；ＮＯ）ステップＳ４２１で、ステップＳ４１１と同様に、絞り１７２がステップＳ１１３の測光（ＡＥ）動作で求められた１フレームの露光時間で白画素が飽和しない適正絞り値に制御され、ステップＳ４２２で、図６のＮフレーム目とＮ＋１フレーム目に示された動作を交互に繰り返して既定フレーム数（例えば１秒分の３０フレーム）の動画像を撮影し、ステップＳ４１３で、ステップＳ４２２で撮影された既定フレーム数の動画像が画像メモリ１８１に記録される。ステップＳ４１２またはステップＳ４２２の撮影中、撮影された動画像はライブビュー画像として表示手段１３１に表示される。
【００６３】
ここに、上述した所定輝度は、撮像素子自体の感度や撮影レンズのＦナンバー等の種々の条件によって異なるが、例えば色画素の蓄積電荷量が少なくなってノイズが目立ちはじめる輝度あるいはそれよりも少し高い輝度に設定されることが望ましい。
【００６４】
ステップＳ４１４でレリーズスイッチ１０１ｂがオフされたか否か、つまり動画撮影が終了されたか否かが確認される。オフされた場合（ステップＳ４１４；ＹＥＳ）、ステップＳ４３１で、画像メモリ１８１に記録されている動画像が全てメモリカード１８２に記録され、図８のメインルーチンのステップ１４０に戻る。ステップＳ４１４でレリーズスイッチ１０１ｂがオフされていない場合（ステップＳ４１４６；ＮＯ）、ステップＳ４０１に戻り、以後、上述した動作が繰り返される。
【００６５】
以上に述べた方法により、被写体輝度を検出し、その結果から被写体が明るい場合には通常の動画撮影と同じ撮影を行い、被写体が暗い場合には感度の低い色画素の撮影を白画素の複数フレーム（本例では２フレーム）に１回の割合で行って色画素の感度を向上させることで、暗い被写体であっても色再現性のよい高品位な動画像を得ることができる。
【００６６】
なお、本例においては、ステップＳ４０１で被写体の明るさに応じてステップＳ４１２の通常の動画撮影とステップＳ４２２の本発明に特有の動画撮影を切り換えるとして説明したが、被写体の明るさに関わらず白画素と色画素との感度差は存在するので、ステップＳ４０１の判断は行わず、常にステップＳ４２２に示した本発明に特有の動画撮影を行ってもよい。
【００６７】
次に、本発明の第２の実施の形態について、図１１および図１２を用いて説明する。図１１は、本発明における撮像ユニットの第２の実施の形態であるＣＭＯＳ型撮像素子の構成を示すブロック図である。図５に対して、図１１では白画素のみからなる水平行（例えば水平（ｎ−１）行目）の画素の出力が接続された第１の垂直信号線１６２１ｊと、白画素と色画素が混在する水平行（例えば水平（ｎ）行目）の画素出力が接続された第２の垂直信号線１６２２ｊとが設けられ、垂直信号線１６２１ｊは第１のサンプルホールド回路１６２１ｄに、垂直信号線１６２２ｊは第２のサンプルホールド回路１６２２ｄに接続されている。
【００６８】
第１のサンプルホールド回路１６２１ｄに記憶された白画素のみからなる水平行の各画素の画素出力は、第１の水平走査回路１６２１ｆの走査動作に従って第１の出力回路１６２１ｅによって第１の出力アンプ１６２１ｇに向けて順次出力され、白画素のみからなる水平行の撮像データ１６２１ｋとして撮像素子１６２から出力される。白画素と色画素が混在する水平行の画素出力についても同様に、第２の出力アンプ１６２２ｇを介して白画素と色画素が混在する水平行の撮像データ１６２２ｋとして出力される。これらの動作は、タイミングジェネレータ１６２ｈによって制御される。ここに、撮像素子１６２は、本発明における撮像ユニットとして機能する。
【００６９】
図１２は、図１１に示した本発明の撮像素子の第２の実施の形態の動作を示すタイミングチャートである。図１２においては、白画素のみからなる水平行（例えば水平（ｎ−１）行目）と、白画素と色画素とが混在する水平行（例えば水平（ｎ）行目）とを同時並行で駆動してフレームレート期間露光を行う、所謂ローリングシャッタ方式の撮像動作を行う。
【００７０】
図１２で、（Ｎ）フレーム目（Ｎは正の整数）の撮影動作において、タイミングＴ２１で、水平（ｎ−１）行目のリセット信号線ＲＳＴｎ−１と水平（ｎ）行目のリセット信号線ＲＳＴｎとがともに高電位Ｈにされることで、白画素のみからなる水平（ｎ−１）行目と白画素と色画素とが混在する水平（ｎ）行目の全画素のＦＤ部が電源電圧ＶＤＤにリセットされ、タイミングＴ２２で水平（ｎ−１）行目の白画素制御線ＹＴＸｎ−１と、水平（ｎ）行目の白画素制御線ＹＴＸｎおよび色画素制御線ＣＴＸｎが全て高電位Ｈにされることで、水平（ｎ−１）行目と水平（ｎ）行目の全画素のＰＤ部に蓄積された光電荷がＦＤ部に完全転送される。
【００７１】
タイミングＴ２３で、水平（ｎ−１）行目の読み出し信号線ＳＸｎ−１と水平（ｎ）行目の読み出し信号線ＳＸｎが高電位Ｈにされることで、水平（ｎ−１）行目の全画素の画素出力が第１の垂直信号線１６２１ｊに導出され、同時に水平（ｎ）行目の全画素の画素出力が第２の垂直信号線１６２２ｊに導出される。
【００７２】
タイミングＴ２４で、第１の水平転送信号ＨＴ１に従って水平（ｎ−１）行目の全画素の第１の撮像データ１６２１ｋが出力され、それと並行して第２の水平転送信号ＨＴ２に従って水平（ｎ−１）行目の全画素の第１の撮像データ１６２１ｋが出力される。第１の水平転送信号ＨＴ１と第２の水平転送信号ＨＴ２とは同じ信号であってもよいし、異なるタイミングの信号であってもよい。以上の動作が撮像素子１６２の全水平行について２行ずつ行われて、（Ｎ）フレーム目の撮影が完了する。
【００７３】
次に、（Ｎ＋１）フレーム目（Ｎは正の整数）の撮影動作に進む。基本的には上述した（Ｎ）フレーム目の撮影動作と同じであるが、（Ｎ＋１）フレーム目では、タイミングＴ２２で、水平（ｎ−１）行目の白画素制御線ＹＴＸｎ−１と、水平（ｎ）行目の白画素制御線ＹＴＸｎだけが高電位Ｈにされ、水平（ｎ−１）行目と水平（ｎ）行目の白画素の転送ゲートＱ１がオンされて、水平（ｎ−１）行目と水平（ｎ）行目の白画素のＰＤ部に蓄積された信号電荷ＱｐｄがＦＤ部に完全転送される。
【００７４】
この時に、水平（ｎ）行目の色画素制御線ＣＴＸｎは低電位Ｌのままであるので、水平（ｎ）行目の色画素のＰＤ部に蓄積された信号電荷ＱｐｄはＦＤ部に転送されずに引き続き蓄積動作が継続され、色画素の露光時間が延長されて感度が向上される。つまり、白画素の露光時間は（Ｎ）フレーム目のタイミングＴ２２の立ち下がりから（Ｎ＋１）フレーム目のタイミングＴ２２の立ち上がりまでの１フレームレート間で、色画素の露光時間は（Ｎ）フレーム目のタイミングＴ２２の立ち下がりから図示していない（Ｎ＋２）フレーム目のタイミングＴ２２の立ち上がりまでの２フレームレート間である。
【００７５】
また、水平（ｎ）行目の色画素のＦＤ部は電源電圧ＶＤＤにリセットされているので、水平（ｎ）行目の色画素のＦＤ部の電位、すなわち撮像データは暗黒状態の撮像データとなる。この撮像データは、例えば後段の画像処理手段１６５で無効なデータとして扱われ、例えば１フレーム前の（Ｎ）フレーム目の色画素の撮像データと置き換えられる等の処理が行われる。
【００７６】
以上に述べた方法によって、白画素のみからなる水平行の撮像データと白画素と色画素が混在する水平行の撮像データを別個に読み出すことができ、後段の画像処理手段１６５での画像処理が容易になる他、例えばオートフォーカスや測光等の輝度情報のみが用いられる動作には白画素のみからなる水平行の撮像データのみを読み出して用いる等の撮像データの選択が容易となる。
【００７７】
次に、本発明における第３の実施の形態について、図１３および図１４を用いて説明する。図１３は、本発明の撮像ユニットの第３の実施の形態であるインターライン方式のＣＣＤ（電荷結合素子）型撮像素子とその周辺回路の構成を示すブロック図である。ＣＣＤ型撮像素子１６２は、光電変換部１６２ｗ、転送部１６２ｘ、垂直転送ＣＣＤ１６２ｙおよび水平転送ＣＣＤ１６２ｚ等から構成される。光電変換部１６２ｗ以外の部分は基本的に遮光されている。
【００７８】
光電変換部１６２ｗは、その上部に図２（ａ）および図５に示したと同様の輝度フィルタＹまたは色フィルタＲ、Ｇ、Ｂのいずれかが配置されたフォトダイオードからなり、入射する被写体光を光電変換してフォトダイオードの寄生容量に光電荷を蓄積する。本実施の形態では、輝度フィルタが配置された光電変換部を白画素、色フィルタが配置された光電変換部を色画素と呼ぶ。
【００７９】
転送部１６２ｘは、光電変換部１６２ｗに蓄積された光電荷を垂直転送ＣＣＤ１６２ｙに転送する。転送のタイミングは転送信号によって制御され、本実施の形態においては、白画素の転送信号を白画素制御信号ＹＴＸ、色画素の転送信号を色画素制御信号ＣＴＸと呼ぶ。白画素制御信号ＹＴＸおよび色画素制御信号ＣＴＸは、カメラ制御手段１５０および撮像制御手段１６１の制御下でタイミングジェネレータ１６６により制御される。
【００８０】
垂直転送ＣＣＤ１６２ｙは、転送部１６２ｘによって転送された光電荷を垂直転送クロックＶＣＬに従って図の縦方向に順次転送する。水平転送ＣＣＤ１６２ｚは、垂直転送ＣＣＤ１６２ｙによって図の縦方向に転送された光電荷を各水平行毎に水辺転送クロックＨＣＬに従って図の横方向に転送し、撮像データ１６２ｋとしてアンプ１６３に向けて出力する。垂直転送ＣＣＤおよび水平転送ＣＣＤの動作は一般的なＣＣＤ型撮像素子と同じでよく、タイミングジェネレータ１６６によって制御される。ここに、撮像素子１６２とタイミングジェネレータ１６６とは、本発明における撮像ユニットとして機能する。
【００８１】
図１４は、図１３に示したＣＣＤ型撮像素子１６２の動画撮影時の駆動方法を示すタイミングチャートである。本例においては、色画素の撮像データの読み出しは白画素の撮像データの読み出し３回につき１回として説明する。
【００８２】
図１４において、タイミングＴ３１で白画素制御信号ＹＴＸと色画素制御信号ＣＴＸが共に高電位Ｈにされることで、撮像素子１６２の全ての転送部１６２ｘが開かれて、光電変換部１６２ｗに蓄積された（Ｎ−１）フレーム目の蓄積された光電荷が垂直転送ＣＣＤ１６２ｙに転送されるとともに、光電変換部１６２ｗは光電荷が蓄積されていない状態にリセットされる。
【００８３】
タイミングＴ３１の最後で白画素制御信号ＹＴＸと色画素制御信号ＣＴＸが共に低電位Ｌにされて全ての転送部１６２ｘが閉じられ、（Ｎ）フレーム目の光電荷の蓄積、すなわち撮影が開始される。（Ｎ）フレーム目の撮影中に、タイミングＴ３２で、垂直転送クロックＶＣＬが１クロック入力されて垂直転送ＣＣＤが水平１行分転送され、水平転送クロックＨＣＬが水平１行の画素数分入力されて水平１行分の撮像データ１６２ｋが水平転送されてアンプ１６３に向けて出力される。上述した動作が水平行数分繰り返されることで、（Ｎ−１）フレーム目の全撮像データ１６２ｋが出力される。通常のＣＣＤ型撮像素子では、前後の撮像データとの混合を避ける等の理由で４層のクロックを用いて垂直および水平の転送動作を行うが、本例では説明を簡単にするために１クロックで転送されるとした。実際には、通常のＣＣＤ型撮像素子で行われる垂直および水平の転送動作を行えばよい。
【００８４】
タイミングＴ３１の最初から１フレーム分の所定時間経過後（通常の動画の場合は１／３０秒後）、タイミングＴ３３で白画素制御信号ＹＴＸが高電位Ｈにされることで、撮像素子１６２の全ての白画素の転送部１６２ｘが開かれて、白画素の光電変換部１６２ｗに蓄積された（Ｎ）フレーム目の蓄積された光電荷が垂直転送ＣＣＤ１６２ｙに転送されるとともに、白画素の光電変換部１６２ｗは光電荷が蓄積されていない状態にリセットされる。
【００８５】
タイミングＴ３３の最後で白画素制御信号ＹＴＸが低電位Ｌにされて全ての白画素の転送部１６２ｘが閉じられ、白画素の（Ｎ＋１）フレーム目の撮影が開始される。この時に、タイミングＴ３３では色画素制御信号ＣＴＸは低電位Ｌのままであるので、色画素に蓄積された光電荷は垂直転送ＣＣＤ１６２ｙに転送されず、引き続き光電荷の蓄積すなわち撮影が継続される。
【００８６】
（Ｎ＋１）フレーム目の撮影中に、タイミングＴ３４で、上述したタイミングＴ３２と同様に（Ｎ）フレーム目の全撮像データ１６２ｋが出力される。この時、垂直転送ＣＣＤ１６２ｙの色画素に対応する部分の撮像データは、信号電荷が無い状態、すなわち暗黒状態のデータとなっている。このデータは、例えば後段の画像処理手段１６５で無効なデータとして扱われ、例えば１フレーム前の（Ｎ−１）フレーム目の色画素の撮像データと置き換えられる等の処理が行われる。
【００８７】
タイミングＴ３５およびＴ３６では、タイミングＴ３３およびＴ３４と同じ動作が行われ、（Ｎ＋２）フレーム目の撮影と（Ｎ＋１）フレーム目の撮像データ出力が行われる。タイミングＴ３５でも色画素の光電荷の転送は行われず、引き続き光り電荷の蓄積が継続される。
【００８８】
タイミングＴ３５の最初から１フレーム分の所定時間経過後（通常の動画の場合は１／３０秒後）、タイミングＴ３７で、タイミングＴ３１と同様に、白画素制御信号ＹＴＸと色画素制御信号ＣＴＸが共に高電位Ｈにされることで、撮像素子１６２の全ての転送部１６２ｘが開かれて、光電変換部１６２ｗに蓄積された（Ｎ＋２）フレーム目の蓄積された光電荷が垂直転送ＣＣＤ１６２ｙに転送され、タイミングＴ３８で、（Ｎ＋２）フレーム目の全撮像データ１６２ｋが出力される。
【００８９】
本例では、白画素の光電荷の転送３回につき色画素の光電荷の転送１回の割合で行われるとしたが、これによって、通常３倍以上ある白画素と色画素の感度比をキャンセルすることができる。人の目は、動画像においては、輝度情報に比べて色情報への応答性が遅いので、本例のように白画素の撮像データすなわち輝度情報に対して、色画素の撮像データすなわち色情報の読み出し頻度を下げても色ズレとして感じることなほとんどなく、逆に、色画素の蓄積時間を長くできることで色に対する感度を向上させることができ、それによって豊かな色再現を行うことができる。
【００９０】
以上に述べたように、本発明によれば、輝度フィルタが配置された白画素と色フィルタが配置された色画素の露光時間を別個に制御することで感度の低い色画素の露光時間を長くすることができ、白画素と色画素との感度差を補って白とびや色再現性不良の発生を防止し、かつ、画質的にも遜色ない撮影が行える撮像ユニットおよび撮像装置を提供することができる。
【００９１】
尚、本発明に係る撮像ユニットおよび撮像装置を構成する各構成の細部構成および細部動作に関しては、本発明の趣旨を逸脱することのない範囲で適宜変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】デジタルカメラの内部構成の一例を示す回路ブロック図である。
【図２】撮像素子のフィルタ構成の一例を示す模式図である。
【図３】本発明における撮像ユニットの第１の実施の形態であるＣＭＯＳ型撮像素子の構成を示すブロック図である。
【図４】ＣＭＯＳ型撮像素子を構成する画素の回路の一例を示す回路図である。
【図５】撮像素子の画素の駆動方法を示す回路ブロック図である。
【図６】動画撮影時あるいはライブビュー画像撮影時の撮像動作を示すタイミングチャートである。
【図７】静止画撮影時の撮像動作を示すタイミングチャートである。
【図８】デジタルカメラの撮影時の制御の流れを示すフローチャートのメインルーチンである。
【図９】静止画撮影時の制御の流れを示すサブルーチンである。
【図１０】動画撮影時の制御の流れを示すサブルーチンである。
【図１１】本発明における撮像ユニットの第２の実施の形態であるＣＭＯＳ型撮像素子の構成を示すブロック図である。
【図１２】図１１に示した本発明の撮像素子の第２の実施の形態の動作を示すタイミングチャートである。
【図１３】本発明における撮像ユニットの第３の実施の形態であるインターライン方式のＣＣＤ型撮像素子とその周辺回路の構成を示すブロック図である。
【図１４】図１３に示したＣＣＤ型撮像素子の動画撮影時の駆動方法を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
【００９３】
１  デジタルカメラ
１００  操作手段
１３１  表示手段
１５０  カメラ制御手段
１６１  撮像制御手段
１６２  撮像素子
１６２ｂ  画素
１６３  アンプ
１６４  フロントエンドプロセッサ（ＦＥＰ）
１６５  画像処理手段
１６６  タイミングジェネレータ
１７１  絞り制御手段
１７２  絞り
１８１  画像メモリ
１８２  メモリカード
２０１  撮影レンズ
Ｏｂｊ  被写体
Ｙ  輝度フィルタ
Ｒ、Ｇ、Ｂ  色フィルタ
ＹＴＸ  白画素制御線および白画素制御信号
ＣＴＸ  色画素制御線および色画素制御信号
【図１】
2007208885.tif 000003
【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１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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