JP2002010143A

JP2002010143A - 撮像装置

Info

Publication number: JP2002010143A
Application number: JP2000183309A
Authority: JP
Inventors: Hideaki Yoshida; 英明吉田; Junzo Sakurai; 順三桜井
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2000-06-19
Filing date: 2000-06-19
Publication date: 2002-01-11

Abstract

(57)【要約】【課題】Ｄレンジ拡大のために２画像をタイミングず
れなく得るという条件を充たしながら、スミアや転送路
起因暗電荷による画質劣化の無い高画質な撮像を実現す
る。【解決手段】ＣＣＤ撮像素子及びメカシャッタを備え
たデジタルカメラにおいて、メカシャッタの透過状態で
最終の電荷排出パルスＶＳＵＢを出力することにより露
光を開始し、メカシャッタを遮光状態に切換えることに
より露光を終了させ、かつ露光開始から露光終了に亘る
期間中に電荷移送パルスＴＧ１を出力することにより本
露光１を終了させると同時に本露光２を開始させ、本露
光１によって生成された第１画像信号の読み出しのため
のＶ転送を全露光終了後に開始すると共に、第１画像信
号の読み出しが終了した後に本露光２によって生成され
た第２画像信号の読み出しのためのＶ転送を行う。さら
に、本露光１の期間を本露光２の期間よりも長くする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＣＣＤ等の撮像素
子を用いた撮像装置に係わり、特にダイナミックレンジ
の拡大のために２画像を合成する方式を改良した撮像装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、露光量の異なる２枚の画像を合成
することによって広ダイナミックレンジの撮像画像を得
る試みは、種々提案されている。特に、２画像の撮影の
間に被写体が動いた場合に生じる処理の破綻を防止する
ために、ＣＣＤのような破壊読み出し型の撮像素子を用
いた場合であっても、得られる２つの画像のタイミング
のずれが最小になるように工夫した読み出し方法が、例
えば特開平４−２０７５８１号に記載されている。

【０００３】このような２画像連続撮像技術は、広ダイ
ナミックレンジ撮像に限らず、２画像を用いた画像処理
により様々な高画質や新撮像機能に応用できる可能性を
持っており、技術的期待は大きい。なお、上記公開公報
においては、時間的に先行する第１の露光と第２の露光
とでは、第２の露光の露光時間をより長時間に割り当て
ている。

【０００４】ところが、被写体中に強いスポット光が存
在した場合など板面照度が高くなるような状況では、遮
光手段（メカシャッタ）を用いないものは勿論のこと、
遮光手段を用いるものでも２つの画像共に筋状のスミア
（より正確にはスミア及びブルーミングによって総合的
に生じる擬似信号であるが、本明細書においては当業者
における慣用にならってこれを単にスミアと称する）が
強く発生する。非遮光方式については自明、遮光する方
式でも第１の露光により得られる第１画像については非
遮光方式と同等のスミアを生じる。

【０００５】第２の露光により得られる第２画像につい
て考えれば、第２画像の露光中に生じるスミアは、概略
第１画像の下部（Ｈ転送路から遠い場所）と第２画像の
上部（Ｈ転送路に近い場所）に現れるから、第２の露光
の露光時間が長ければ遮光が無いものとほぼ同等のスミ
アとなる。また、第２の露光の露光時間が比較的短けれ
ば第２画像の下部にはスミアが生じなくなるものであっ
て、この場合このスミアが生じなくなる部分も第１画像
に関してはスミアが生じることになり、この部分に着目
すれば２つの画像で画質レベルが全く異なっているとい
うことになる。

【０００６】スミアのような擬似信号の存在は、それ自
体が対策されるべき問題である。特に、広ダイナミック
レンジ撮像のような２画像を合成する用途では、一般に
２つの画像の画質レベルが揃っている必要があることも
含めて、上記従来の技術では充分な効果が得られない畏
れがあった。

【０００７】なお、単にスミアを低減するための撮像制
御に関しては多くの提案があるが、特に広ダイナミック
レンジ撮像のような２画像を合成する用途では、２画像
をタイミングずれなく得るという一般の撮像とは異なる
特殊な制約条件を充たしつつ充分なスミア低減効果を得
るような具体的な方法は未だ実現されていなかった。

【０００８】即ち、露光量の異なる２枚の画像を合成す
ることによって広ダイナミックレンジの撮像画像を得る
従来の撮像装置においては、２画像をタイミングずれな
く得るという条件を充たしながら、十分なスミア低減効
果を得ることは困難であった。

【０００９】この問題に対して本発明者らは、２画像連
続撮像の制約条件下においてスミアの低減をはかった技
術を既に提案している（特願２０００−７７１３６
号）。これは、第１露光期間中には垂直転送路の電荷排
出のために転送路を高速駆動（または事前に電荷排出し
た状態で転送路を駆動停止）し、その後転送路の駆動を
停止した状態で第２露光を行い、第１画像の読み出しの
ための転送路駆動を第２露光終了後に開始し、さらに第
１画像読み出し完了後に第２画像の読み出し駆動を行な
うというものである。このような駆動制御によれば、第
２画像のスミアは完全に無くなり、第１画像についても
極めて僅かな残存スミアだけになる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】このような技術によれ
ばスミアによる画質劣化は充分低減されるが、これとは
別の画質劣化要因として転送路起因の暗電荷重畳に着目
すれば、第２画像については読み出しに先立つ第１画像
の読み出しによって転送路不要電荷が（スミア成分、暗
電荷成分を問わず）掃出されているため問題無いが、第
１画像については、少なくとも第２露光期間に転送路の
駆動を停止して読み出しを待つ間に、転送路自身が発生
する暗電流がその駆動停止期間にわたって蓄積されるこ
とによって生じた暗電荷が、そのまま画像信号に重畳さ
れることになる。従って、この転送路起因暗電荷による
第１画像の画質劣化は第２露光時間にほぼ比例して増大
することになる。

【００１１】本発明は、上記事情を考慮して成されたも
ので、その目的とするところは、２画像をタイミングず
れなく得るという条件を充たしながら、転送路起因の暗
電荷重畳による画質劣化を低減した高画質な撮像を実現
し得る撮像装置を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】（構成）上記課題を解決
するために本発明は次のような構成を採用している。

【００１３】即ち本発明は、固体撮像素子と、前記固体
撮像素子を駆動する駆動手段と、前記固体撮像素子の撮
像面に対する被写体像の透過状態と遮光状態とを切換え
可能な光学的シャッタ手段と、前記駆動手段及び前記シ
ャッタ手段を制御して露光及び画像信号の読み出しを制
御する撮像制御手段とを具備した撮像装置において、前
記撮像制御手段は、当該撮影対象たる画像の撮影に際し
て、前記シャッタ手段による遮光状態から透過状態への
切換え又は前記シャッタ手段の透過状態において前記駆
動手段により最終の電荷排出パルスＶＳＵＢを出力する
ことによって当該撮像に関する全露光を開始し、前記シ
ャッタ手段による透過状態を遮光状態に切換えることに
より当該撮像に関する全露光を終了させ、かつ前記全露
光開始から前記全露光終了に亘る期間中に前記駆動手段
により電荷移送パルスＴＧを出力することによって第１
の露光を終了させると同時に第２の露光を開始させるよ
うに構成されたものであって、さらに第１の露光の露光
時間を第２の露光の露光時間よりも長くするように構成
されたものであることを特徴とする。

【００１４】また本発明は、固体撮像素子と、前記固体
撮像素子を駆動する駆動手段と、前記固体撮像素子の撮
像面に対する被写体像の透過状態と遮光状態とを切換え
可能な光学的シャッタ手段と、前記駆動手段及び前記シ
ャッタ手段を制御して露光及び画像信号の読み出しを制
御する撮像制御手段とを具備した撮像装置において、前
記撮像制御手段は、当該撮影対象たる画像の撮影に際し
て、前記シャッタ手段による透過状態から遮光状態への
切換え又は前記シャッタ手段の透過状態において前記駆
動手段により最終の電荷排出パルスＶＳＵＢを出力する
ことによって当該撮像に関する全露光を開始し、前記シ
ャッタ手段による透過状態を遮光状態に切換えることに
より当該撮像に関する全露光を終了させ、かつ前記全露
光開始から前記全露光終了に亘る期間中に前記駆動手段
により電荷移送パルスＴＧを出力することによって第１
の露光を終了させると同時に第２の露光を開始させるよ
うに構成されたものであって、さらに前記全露光開始か
ら前記全露光終了に亘る期間に相当する全露光時間又は
長短２つの必要露光時間のうちの一方が所定時間よりも
長い場合は、第１の露光の露光時間を第２の露光の露光
時間よりも長くすると共に、前記全露光時間又は長短２
つの必要露光時間のうちの一方が所定時間よりも短い場
合は、第１の露光の露光時間を第２の露光の露光時間よ
りも短くするように構成されたものであることを特徴と
する。

【００１５】ここで、本発明の望ましい実施態様として
は次のものが挙げられる。

【００１６】(1) 撮像制御手段は、第１の露光によって
生成された第１の画像信号の読み出しのための転送路駆
動を全露光終了後に開始すると共に、第１の画像信号の
読み出しが終了した後に第２の露光によって生成された
第２の画像信号の読み出しのための転送路駆動を行うよ
うに構成されたものであること。

【００１７】(2) 撮像制御手段は、電荷排出のための転
送路の駆動に際しては高速駆動を行うように構成された
ものであること。

【００１８】(3) 撮像制御手段は、第１の露光の期間中
に転送路の高速電荷排出駆動を行うように構成されたも
のであること。

【００１９】(4) 第１の露光の終了時に電荷排出パルス
ＶＳＵＢを出力し、このＶＳＵＢで第２の露光を開始す
ること。

【００２０】（作用）本発明によれば、第１画像の読み
出しを第２の露光終了後（この状態ではシャッタ手段に
より遮光状態になっている）に開始し、第１画像の読み
出し完了後に第２画像を読み出す。これによって第２画
像のスミアは完全に無くなり、第１画像についても、露
光期間中の転送が無いから、筋引きが無くレベルも僅か
な残存スミアだけになる。

【００２１】また、全露光時間に対する第２画像の露光
時間の割合を第１画像の露光時間のそれよりも小さく
し、第１画像に対して転送路起因暗電荷発生の要因とな
る第２画像の露光時間を短くしているので、第１画像に
関する転送路起因暗電荷をより少なくすることができ
る。

【００２２】また、全露光時間が長い場合と短い場合で
第１画像の露光時間と第２画像の露光時間の割合を切り
替えることにより、次のような効果も得られる。全露光
時間が比較的長い場合、上記の例と同様に第２画像の露
光時間よりも第１画像の露光時間を長くすることによ
り、第１画像に対する転送路起因暗電荷をより少なくす
ることができる。

【００２３】一方、第２画像の露光終了は光学的シャッ
タ（メカシャッタ）で決まるが、全露光時間が短くなる
と第２画像の露光時間も短くなり、メカシャッタの動作
ばらつきが第２画像の露光時間に与える影響が大きくな
って露光精度が劣化する。第２画像の露光時間よりも第
１画像の露光時間を長くした場合、この問題は益々大き
くなる。そこで本発明では、全露光時間が短い場合、第
１の画像の露光時間よりも第２の画像の露光時間を長く
することにより、メカシャッタの動作ばらつきによる影
響を低減することができる。なお、全露光時間が短い場
合は転送路起因暗電荷の影響は極めて小さいものであ
り、従って第２画像の露光時間を第１画像の露光時間よ
りも長くしても、これによる転送路起因暗電荷の増大は
殆ど無視できるものである。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の詳細を図示の実施
形態によって説明する。

【００２５】（第１の実施形態）図１は、本発明の第１
の実施形態に係わるデジタルカメラの回路構成を示すブ
ロック図である。

【００２６】図中１０１は各種レンズからなるレンズ
系、１０２はレンズ系１０１を駆動するためのレンズ駆
動機構、１０３はレンズ系１０１の絞りを制御するため
の露出制御機構、１０４はメカシャッタ、１０５は色フ
ィルタを内蔵したＣＣＤカラー撮像素子、１０６は撮像
素子１０５を駆動するためのＣＣＤドライバ、１０７は
Ａ／Ｄ変換器等を含むプリプロセス回路、１０８は色信
号生成処理，マトリックス変換処理，その他各種のデジ
タル処理を行うためのデジタルプロセス回路、１０９は
カードインターフェース、１１０はＣＦ等のメモリカー
ド、１１１はＬＣＤ画像表示系を示している。

【００２７】また、図中の１１２は各部を統括的に制御
するためのシステムコントローラ（ＣＰＵ）、１１３は
各種ＳＷからなる操作スイッチ系、１１４は操作状態及
びモード状態等を表示するための操作表示系、１１５は
レンズ駆動機構１０２を制御するためのレンズドライ
バ、１１６は発光手段としてのストロボ、１１７はスト
ロボ１１６を制御するための露出制御ドライバ、１１８
は各種設定情報等を記憶するための不揮発性メモリ（Ｅ
ＥＰＲＯＭ）を示している。

【００２８】本実施形態のデジタルカメラにおいては、
システムコントローラ１１２が全ての制御を統括的に行
っており、特に露出制御機構１０３及びメカシャッタ１
０４と、ＣＣＤドライバ１０６によるＣＣＤ撮像素子１
０５の駆動を制御して露光（電荷蓄積）及び信号の読み
出しを行い、それをプリプロセス回路１０７を介してデ
ジタルプロセス回路１０８に取込んで、各種信号処理を
施した後にカードインターフェース１０９を介してメモ
リカード１１０に記録するようになっている。なお、Ｃ
ＣＤ撮像素子１０５は、例えば縦型オーバーフロードレ
イン構造のインターライン型でプログレッシブ（順次）
走査型のものである。

【００２９】図２は、ＣＣＤ撮像素子１０５の素子構造
を示す平面図である。受光素子としてフォトダイオード
２０１がマトリクス配置され、フォトダイオード２０１
間に縦列方向に複数本の垂直ＣＣＤ２０２が配置され、
垂直ＣＣＤ２０２の端部に横列方向に１本の水平ＣＣＤ
２０３が配置されている。そして、フォトダイオード２
０１に蓄積された信号電荷は電荷移送パルスＴＧにより
垂直ＣＣＤ２０２に読み出され、垂直ＣＣＤ２０２内を
紙面下方向に転送される。垂直ＣＣＤ２０２を転送した
信号電荷は水平ＣＣＤ２０３に移送され、この水平ＣＣ
Ｄ２０３を紙面左方向に転送され、最終的に読み出しア
ンプ２０４を介して出力されるようになっている。

【００３０】図３は、本実施形態における撮像素子の駆
動方法を説明するためのタイミングチャートである。特
に、２画像を合成してダイナミックレンジを拡大するた
めの駆動方法において、Ｖ転送に工夫を施している。

【００３１】ここで、ＶＤは垂直同期信号（但し必要に
応じてリセットがかけられるから、その意味では１フレ
ーム動作の開始基準信号と言うこともできる）、モード
は動作モード、ＴＧはフォトダイオード２０１から垂直
ＣＣＤ２０２に信号電荷を読み出すための読み出しパル
ス（移送パルス）、Ｖ転送は垂直ＣＣＤ２０２内で電荷
を転送するための電荷転送パルス、ＶＳＵＢはフォトダ
イオード２０１の蓄積電荷を基板側に排出するための電
荷排出パルス、メカシャッタはメカシャッタ１０４の開
閉状態を示している。

【００３２】まず、メカシャッタ１０４は当初は開放で
あり後に閉じられる。メカシャッタ１０４が開放してい
る状態で、Ｖ転送パルスにより、本露光１の期間に本露
光１に先立って高速電荷排出駆動を行う。これにより、
垂直ＣＣＤ２０２内の電荷は速やかに排出される。ま
た、露光前は、ＶＳＵＢパルスによりフォトダイオード
２０１内の電荷は基板側に排出される。

【００３３】最終のＶＳＵＢパルスにより本露光１を開
始し、第１の電荷移送パルスＴＧ１でフォトダイオード
２０１の信号電荷を垂直ＣＣＤ２０２に移送すると共に
本露光１を終了し、同時に本露光２を開始する。ここ
で、本露光１と本露光２の割合は本露光２の方を短くす
る（例えば、本露光１：本露光２＝４：１）。このと
き、筋引きスミアの発生を防止するために、第１画像の
読み出しは未だ開始せず待機、即ちＶ転送パルスは停止
し信号電荷の転送は止めておく。そして、メカシャッタ
１０４の遮光により本露光２を終了した後、本露光１に
よる第１画像を読み出すためのＶ転送パルスを印加す
る。さらに、第１画像の読み出しが終了した後、第２の
電荷移送パルスＴＧ２で本露光２による第２画像の読み
出しを開始する。

【００３４】このように本実施形態では、露光期間中で
は高速電荷排出パルスは印加するもののＶ転送パルスを
印加することはなく、露光中には信号電荷を転送しな
い。また、第２の画像読み出し時には第１の画像読み出
しによって転送路内の不要電荷は全く無い状態となって
いる。このときのスミアについて考察すると、本露光１
に発生するスミアは高速電荷排出により除去されるた
め、基本的には本露光１の期間のスミアは殆ど除去され
る。本露光２の期間のスミアは残るが、この期間は電荷
の転送を止めているので、スミアが筋になって広がるこ
とはない。従って、第１の画像のスミアは本露光１（高
速駆動中）の排出残りの薄筋＋本露光２中に発生した分
（筋引き無し）だけとなり、従来に比して極めてスミア
の少ない画像を得ることができる。

【００３５】さらに、本発明の要点である転送路起因暗
電荷について考察すると、本露光２の期間は本露光１の
期間よりも十分に短いものであり、本露光２の期間によ
る転送路起因暗電荷は十分に小さいものである。念のた
め述べれば、少なくとも、必要な長短２つの露光時間を
第１と第２の露光に割り当てるに際して、従来のように
第１の露光期間に短時間を、第２の露光期間に長時間を
割り当てた露光制御に比して、転送路起因暗電荷の影響
を有意に低減することができる。

【００３６】このように本実施形態によれば、本露光１
の期間は高速電荷排出駆動を行い、ＴＧ１により本露光
１の第１の画像を垂直ＣＣＤに読み出した後、本露光２
が終了するまでＶ転送を止め、全露光が終了した時点
で、第１の画像のＶ転送及びそれに続く第２の画像のＶ
転送を行うことにより、スミアを大幅に低減することが
できる。しかも、本露光１の期間よりも本露光２の期間
の方を短くすることにより、第１の画像に対して転送路
起因暗電荷発生の要因となる期間を短くすることがで
き、これによって転送路起因暗電荷の低減をはかり得
る。このため、２画像をタイミングずれなく得るという
条件を充たしながら、スミアや転送路起因暗電荷による
画質劣化の極めて少ない高画質な撮像を実現することが
可能となる。また、メカシャッタ１０４の動作は閉じる
だけでよく、極めて簡易となる。

【００３７】（第２の実施形態）図４は、本発明の第２
の実施形態に係わるデジタルカメラの動作を説明するた
めのフローチャートである。

【００３８】本実施形態が先に説明した第１の実施形態
と異なる点は、全露光時間に応じて本露光１と本露光２
の長短割合を変えたことにある。即ち、全露光時間が所
定時間（例えば２５ｍＳ）以上の場合は、第１の実施形
態と同様に本露光１≧本露光２とし、全露光時間が所定
時間よりも短い場合は、第１の実施形態とは逆に本露光
１＜本露光２とする。

【００３９】具体的には、全露光時間が２５ｍＳ以上の
場合は、前記図３と全く同様にして露光を行い、全露光
時間が２５ｍＳよりも短い場合は、図５に示すようにし
て露光を行う。図５が図３と異なる点は、全露光時間が
短くなったことと、本露光１よりも本露光２の方を長く
したことである。

【００４０】いま、本露光１と本露光２との割合を４：
１又は１：４にすることを考える。メカシャッタの動作
ばらつきは０．５ｍｓ程度であるとする。全露光時間が
２５ｍＳ以上、例えばちょうど２５ｍｓの場合、本露光
１と本露光２の割合を４：１にすることにより、本露光
１は２０ｍｓ、本露光２は５ｍｓとなる。この場合、転
送路起因暗電荷は５ｍｓという極めて短い時間における
もののみとなり、転送路起因暗電荷は全く無視できる。
一方、本露光２の終了はメカシャッタで決まるが、本露
光２が５ｍｓであるのに対してメカシャッタの動作ばら
つきは０．５ｍｓであり、本露光２に対するばらつきの
割合は１０％となる。これは、十分に許容できる範囲で
ある。

【００４１】また、全露光時間がこれより長い場合は、
シャッタの動作ばらつきの割合はこれより小さくなり、
一方転送路起因暗電荷の影響は露光時間に比例して増大
はするものの、前述の如く、少なくとも、従来のような
第１の露光期間に短時間を、第２の露光期間に長時間を
割り当てた露光制御に比して、転送路起因暗電荷の影響
を低減することができる。

【００４２】一方、全露光時間が２５ｍＳよりも短い場
合は本露光１と本露光２の割合を１：４に切換える。例
としてまず２５ｍＳを僅かに下回る程度の値を考えれ
ば、本露光１は約５ｍＳ（＜５ｍＳ）、本露光２は約２
０ｍＳ（＜２０ｍＳ）となる。この場合、転送路起因暗
電荷は２０ｍｓという短い時間におけるもののみである
から、転送路起因暗電荷は十分に小さい。またメカシャ
ッタの動作ばらつきの割合も問題無いレベルである。

【００４３】さらに全露光時間が短くなり、例えば５ｍ
ｓの場合を考えれば、本露光１は１ｍｓ、本露光２は４
ｍｓとなる。この場合、本露光２は４ｍｓと短くなるか
ら転送路起因暗電荷はさらに小さくなり問題を生じない
のに対し、本露光２に対するメカシャッタの動作ばらつ
きの割合は増加し１２．５％となる。しかし、シャッタ
の露光誤差は（仕様にもよるが）通常は３０％程度まで
は許容可能であるから、まだ十分余裕を持って使用可能
である。

【００４４】ここで、全露光時間が５ｍｓの場合に、本
露光１と本露光２の割合を上記とは逆の４：１にする
と、本露光１は４ｍｓ、本露光２は１ｍｓとなる。この
場合、転送路起因暗電荷は１ｍｓという極めて短い時間
におけるもののみとなり、転送路起因暗電荷は更に小さ
くなる。しかし、本露光２に対するシャッタばらつきの
割合は約５０％となる。これは、到底許容できるもので
はなく、メカシャッタの動作ばらつきによる露光精度の
劣化を招くことになる。

【００４５】このように本実施形態によれば、全露光時
間が比較的長い場合は、本露光１＞本露光２とすること
により、第１の実施形態と同様の効果が得られる。ま
た、全露光時間が短くなった場合は、本露光１＜本露光
２とすることにより、メカシャッタの動作ばらつきの影
響を小さくすることができる。全露光時間が短い場合、
本露光２を本露光１よりも長くしても元々の絶対値が小
さいため、転送路起因暗電荷の影響は無視できる。

【００４６】なお、本発明は上述した各実施形態に限定
されるものではない。実施形態では撮像素子としてプロ
グレッシブ走査型を用いたが、同様の光電荷信号読み出
し方法を用いる場合には任意の撮像素子に対して有効で
あり、例えば従来一般的なインターレース（飛越）走査
型であってもよい。（具体例を挙げれば、インターレー
ス走査型の素子を用いても、いわゆるフィールド画像を
単位として扱うような場合には全く同様に有効であ
る。）さらに、ＣＣＤ撮像素子に限るものではなく、各
種の固体撮像素子に適用可能である。

【００４７】また、実施形態では第１の露光と第２の露
光の露光時間の長短割当てを全露光時間によって切換え
たが、全露光時間のうちの短い方の露光時間によって切
換えてもよい（露光精度を優先）し、長い方の露光時間
によって切換えてもよい（暗電荷を優先）。但し、切換
えを判断するための露光時間の比較基準値（請求項２に
おける所定時間）はこれらのどの露光時間を用いるかに
よっても異なり得ることは当然である。

【００４８】また、実施形態ではＴＧ１の出力によって
第１露光の終了と第２露光の開始を兼用させているが、
ＴＧ１出力の直後にＶＳＵＢパルスを出して第２露光を
開始させても良い。このような場合もＴＧ１の出力によ
る第１の露光の終了とほぼ同時に第２の露光を開始させ
ることができ、上記実施例と実質的に同等の効果を有す
るものであることは自明である。

【００４９】また、実施形態では本露光１の期間には垂
直転送路の高速電荷排出駆動を行っているが、露光に先
立ってメカシャッタを閉じた状態で転送路の電荷を例え
ば高速電荷排出駆動によって排出した後に、転送路駆動
を停止した状態において本露光１を行なうように構成し
ても良い。この場合は上記実施形態の効果に加えて、筋
引きスミアを完全に無くすことができるという効果があ
る。

【００５０】また本発明は、ダイナミックレンジ拡大に
適用するのに最も適しているが、その他の応用を妨げる
ものではない。例えば、２つの画像から実質的に同一の
画像を得たい場合に適用できる。その他、本発明の要旨
を逸脱しない範囲で、種々変形して実施することができ
る。

【００５１】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、第
１画像の読み出しを第２の露光終了後に開始し、第１画
像の読み出し完了後に第２画像を読み出すことにより、
２画像をタイミングずれなく得るという条件を充たしな
がら、スミアの少ない高画質な撮像を実現することがで
きる。これに加えて、第１の露光の露光時間を第２の露
光の露光時間よりも長くすることにより、第１画像に対
して転送路起因暗電荷発生の要因となる第２画像の露光
時間を短くしているので、第１画像に関する転送路起因
暗電荷をより少なくすることができる。

【００５２】また、全露光時間が所定時間よりも長い場
合は第１の露光の露光時間を第２の露光の露光時間より
も長くし、全露光時間が所定時間よりも短い場合は第１
の露光の露光時間を第２の露光の露光時間よりも短くす
ることにより、転送路起因暗電荷の低減と共に、メカシ
ャッタの動作ばらつきによる画質劣化を防止することが
可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施形態に係わるデジタルカメラの回路
構成を示すブロック図。

【図２】ＣＣＤ撮像素子の素子構造を示す平面図。

【図３】第１の実施形態に係わるデジタルカメラの動作
を説明するためのタイミングチャート。

【図４】第２の実施形態に係わるデジタルカメラの動作
を説明するためのフローチャート。

【図５】第２の実施形態に係わるデジタルカメラの動作
を説明するためのタイミングチャート。

【符号の説明】

１０１…レンズ系１０２…レンズ駆動機構１０３…露出制御機構１０４…メカシャッタ１０５…ＣＣＤカラー撮像素子１０６…ＣＣＤドライバ１０７…プリプロセス部１０８…デジタルプロセス部１０９…カードインターフェース１１０…メモリカード１１１…ＬＣＤ画像表示系１１２…システムコントローラ（ＣＰＵ）１１３…操作スイッチ系１１４…操作表示系１１５…レンズドライバ１１６…ストロボ１１７…露出制御ドライバ１１８…不揮発性メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０４Ｎ 101:00 Ｈ０１Ｌ 27/14 ＢＦターム(参考） 2H002 CC00 CC01 EB09 GA05 GA35 JA07 2H054 AA01 4M118 AA02 AA05 AB01 BA13 CA02 DB01 FA06 FA13 FA21 GB10 5C022 AA11 AB02 AB15 AB17 AB52 AC42 AC52 AC69 CA00 5C024 AX01 BX01 CX13 CX32 CX47 CX55 CY20 GX03 GY05 GZ04 GZ18

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】固体撮像素子と、前記固体撮像素子を駆動
する駆動手段と、前記固体撮像素子の撮像面に対する被
写体像の透過状態と遮光状態とを切換え可能な光学的シ
ャッタ手段と、前記駆動手段及び前記シャッタ手段を制
御して露光及び画像信号の読み出しを制御する撮像制御
手段とを具備し、前記撮像制御手段は、当該撮影対象たる画像の撮影に際
して、前記シャッタ手段による遮光状態から透過状態へ
の切換え又は前記シャッタ手段の透過状態において前記
駆動手段により最終の電荷排出パルスＶＳＵＢを出力す
ることによって当該撮像に関する全露光を開始し、前記
シャッタ手段による透過状態を遮光状態に切換えること
により当該撮像に関する全露光を終了させ、かつ前記全
露光開始から前記全露光終了に亘る期間中に前記駆動手
段により電荷移送パルスＴＧを出力することによって第
１の露光を終了させると同時に第２の露光を開始させる
ように構成されたものであって、さらに第１の露光の露光時間を第２の露光の露光時間よ
りも長くするように構成されたものであることを特徴と
する撮像装置。
【請求項２】固体撮像素子と、前記固体撮像素子を駆動
する駆動手段と、前記固体撮像素子の撮像面に対する被
写体像の透過状態と遮光状態とを切換え可能な光学的シ
ャッタ手段と、前記駆動手段及び前記シャッタ手段を制
御して露光及び画像信号の読み出しを制御する撮像制御
手段とを具備し、前記撮像制御手段は、当該撮影対象たる画像の撮影に際
して、前記シャッタ手段による透過状態から遮光状態へ
の切換え又は前記シャッタ手段の透過状態において前記
駆動手段により最終の電荷排出パルスＶＳＵＢを出力す
ることによって当該撮像に関する全露光を開始し、前記
シャッタ手段による透過状態を遮光状態に切換えること
により当該撮像に関する全露光を終了させ、かつ前記全
露光開始から前記全露光終了に亘る期間中に前記駆動手
段により電荷移送パルスＴＧを出力することによって第
１の露光を終了させると同時に第２の露光を開始させる
ように構成されたものであって、さらに前記全露光開始から前記全露光終了に亘る期間に
相当する全露光時間又は長短２つの必要露光時間のうち
の一方が所定時間よりも長い場合は、第１の露光の露光
時間を第２の露光の露光時間よりも長くすると共に、前
記全露光時間又は長短２つの必要露光時間のうちの一方
が所定時間よりも短い場合は、第１の露光の露光時間を
第２の露光の露光時間よりも短くするように構成された
ものであることを特徴とする撮像装置。
【請求項３】前記撮像制御手段は、第１の露光によって
生成された第１の画像信号の読み出しのための転送路駆
動を前記全露光終了後に開始すると共に、第１の画像信
号の読み出しが終了した後に第２の露光によって生成さ
れた第２の画像信号の読み出しのための転送路駆動を行
うように構成されたものであ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】前記撮像制御手段は、第１の露光の期間中
に転送路の高速電荷排出駆動を行うように構成されたも
のであることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載
の撮像装置。