(57)【要約】【課題】動画像の撮影を中断させたりフレームレートを低下させたりすることなく、Ｓ／Ｎの良好な長時間露光の静止画像を得ることができる撮像装置を提供する。【解決手段】撮像装置は、撮像素子１０２が、複数の画素２００のうちの一部の画素の信号について、フレーム毎に読み出す画素を行方向にずらしながら所定の周期で読み出す動画像用の読み出し動作と、複数の画素２００の全ての画素の信号を読み出す静止画像用の読み出し動作と、を有し、動画像の撮影中に静止画像の撮影が指示された後、所定の時間Ｔｓが経過するまでは動画像用の読み出し動作によって得られる画素の信号から動画像を生成し、所定の時間Ｔｓが経過した後、静止画像用の読み出し動作によって得られた画素信号、及び動画像用の読み出し動作によって既に得られている画素信号から静止画像を生成する。【選択図】図６
2010171856.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体像を光電変換する光電変換素子を含む複数の画素が行方向及び列方向に配置された撮像素子と、該撮像素子からの前記画素の信号の読み出し動作を制御する制御手段と、を備える撮像装置であって、
前記撮像素子は、前記複数の画素のうちの一部の画素の信号について、フレーム毎に読み出す画素を行方向にずらしながら所定の周期で読み出す動画像用の読み出し動作と、
前記複数の画素の全ての画素の信号を読み出す静止画像用の読み出し動作と、を有し、
動画像の撮影中に静止画像の撮影が指示された後、所定の時間が経過するまでは前記動画像用の読み出し動作によって得られる画素の信号から動画像を生成し、
前記所定の時間が経過した後、前記静止画像用の読み出し動作によって得られた画素信号、及び前記動画像用の読み出し動作によって既に得られている画素信号から静止画像を生成する、ことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記動画像用の読み出し動作では、各フレームで読み出されない画素の前記光電変換素子の電荷をリセットしない、ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記動画像用の読み出し動作では、前記撮像素子の画素を行方向に間引いて読み出す、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】
前記動画像用の読み出し動作では、フレーム毎に読み出す画素を行方向に１行又は２行ずつずらしながら読み出す、ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静止画像及び動画像を撮像するデジタルカメラやデジタルビデオカメラ等の撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタルカメラやデジタルビデオカメラ等の撮像装置では、ＣＭＯＳイメージセンサなどの撮像素子を用いて動画像を撮像する場合、メカシャッターを使用できないため、撮像素子の露光量を制御するために電子シャッター機能が必要となる。
【０００３】
電子シャッターとしては、露光時に撮像素子の各画素ごとに電荷を蓄積してから順次読み出す一括電子シャッターや高輝度で適正な露出が得られるスリットローリング電子シャッターが提案されている（特許文献１）。
【０００４】
この種の電子シャッターを備える撮像装置では、動画像の記録中に任意のタイミングで静止画像を記録することができるものがある。また、動画像については、画像データを記録する以外にも電子ビューファインダー機能を実現するためにＬＣＤ等の表示装置へ画像データを連続表示するものがある。
【０００５】
このような機能を持つ撮像装置では、撮像素子から画像を連続して取得することにより生成する動画像を記録せずに表示装置へ表示する。そして、その後、撮像装置のシャッターボタン等により静止画像の撮影が指示されると、動画像の撮影による電子ビューファインダー機能を一時停止し、静止画像の撮影を行う。
【０００６】
ところで、このような撮像装置においては、動画像の撮影中に静止画像の撮影を行う場合には、通常、動画像の撮影を中断してから静止画像の撮影を行うが、動画像の撮影を中断することなく継続しながら任意のタイミングで静止画像も撮影できることが望まれる。
【０００７】
しかし、静止画像と動画像に要求される性能はそれぞれ異なる。即ち、静止画像には空間的な解像度が高いことが要求され、動画像では時間的な解像度が優先される。
【０００８】
例えば、静止画像に使用される画素数は、１０００万画素を超えるものも多い。一方、動画像では、必要な画素数は３０万画素程度、ハイビジョン（ＨＤＴＶ）のフル規格に対応しても２００万画素程度であるが、３０フレーム／秒、或いは６０フレーム／秒のフレームレートが要求される。
【０００９】
このため、静止画像も撮影可能な撮像装置における動画像の撮影では、必要な画素数が静止画像より少ないこともあって、撮像素子の全画素の情報を垂直方向に間引いて読み出す方法が取られることもある。
【００１０】
また、静止画像の撮影は、動画像のフレームレートより遥かに長時間の露光によって１枚の静止画像を撮影したいという要求がある点で動画像と大きな違いがある。
【００１１】
この場合、静止画像に使用される撮像素子の画素の全てを動画像のフレームレートで読み出すことができれば、静止画像の露光時間中に撮像素子から取得した全ての動画像を画素毎に加算することによって、長時間露光の静止画に相当する画像を得ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００７−０２８３３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかし、撮像素子の信号には、読み出すごとに読み出し回路に起因するノイズ（以下、読み出しノイズ）が重畳されるため、複数の画素を加算するとその分だけ読出しノイズも加算され、静止画像のＳ／Ｎが劣化してしまうことになる。
【００１４】
そこで、本発明は、動画像の撮影を中断させたりフレームレートを低下させたりすることなく、Ｓ／Ｎの良好な長時間露光の静止画像を得ることができる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】
【００１５】
上記目的を達成するために、本発明の撮像装置は、被写体像を光電変換する光電変換素子を含む複数の画素が行方向及び列方向に配置された撮像素子と、該撮像素子からの前記画素の信号の読み出し動作を制御する制御手段と、を備える撮像装置であって、前記撮像素子は、前記複数の画素のうちの一部の画素の信号について、フレーム毎に読み出す画素を行方向にずらしながら所定の周期で読み出す動画像用の読み出し動作と、前記複数の画素の全ての画素の信号を読み出す静止画像用の読み出し動作と、を有し、動画像の撮影中に静止画像の撮影が指示された後、所定の時間が経過するまでは前記動画像用の読み出し動作によって得られる画素の信号から動画像を生成し、前記所定の時間が経過した後、前記静止画像用の読み出し動作によって得られた画素信号、及び前記動画像用の読み出し動作によって既に得られている画素信号から静止画像を生成する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、動画像の撮影を中断させたりフレームレートを低下させたりすることなく、Ｓ／Ｎの良好な長時間露光の静止画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態の一例である撮像装置の構成例を説明するためのブロック図である。
【図２】撮像素子の複数の画素のうち、１画素の構成例を説明するための回路図である。
【図３】各画素からの信号を共通に読み出す回路の一例を説明するための回路図である。
【図４】撮像素子の全体の構成例を説明するためのブロック図である。
【図５】撮像素子における画素の配置例を説明するための説明図である。
【図６】撮像素子の画素の読出し動作を模式的に示す図である。
【図７】１行分の画素の信号の読み出し動作を説明するためのタイミングチャート図である。
【図８】１行分の画素の信号のリセット動作を説明するためのタイミングチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態の一例を図面を参照して説明する。
【００１９】
図１は、本発明の実施形態の一例である撮像装置の構成例を説明するためのブロック図である。
【００２０】
図１に示すように、本実施形態の撮像装置は、撮像レンズ１０１により結像された被写体像を光電変換する撮像素子１０２を備えており、撮像素子１０２は、本実施形態では、ＣＭＯＳイメージセンサが使用される。
【００２１】
撮像素子１０２から出力されるアナログ画像信号は、ＡＦＥ１０３によりデジタル信号に変換される。ＤＳＰ（Ｄｉｓｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｅｒ）１０４は、ＡＦＥ１０３から出力されるデジタル画像信号に対する各種画像処理や圧縮・伸張処理などを行なう。
【００２２】
記録媒体１０５は、撮像装置に着脱自在に装着され、撮影した画像データを記録する。表示部１０６は、ＬＣＤ等により構成され、撮影した画像や各種メニュー画面などを表示する。ＴＧ（タイミングジェネレータ）１０７は、撮像素子１０１に駆動信号を供給する。ＣＰＵ１０８は、ＡＦＥ１０３、ＤＳＰ１０４及びＴＧ１０７を制御する。ＲＡＭ１０９は、画像データなどを一時記憶するためのメモリである。
【００２３】
次に、図２〜図４を参照して、撮像素子１０２の構成例について説明する。
【００２４】
図２は、撮像素子１０２の複数の画素２００のうち、１画像の構成例を説明するための回路図である。
【００２５】
図２において、ＰＤ（フォトダイオード）２０１は、入射した光信号を光電変換し、露光量に応じた電荷を蓄積する光電変換素子である。転送ゲート２０２は、信号ｔｘをＨｉｇｈレベルにすることで、ＰＤ２０１に蓄積されている電荷がＦＤ（フローティングディフュージョン）２０３に転送される。
【００２６】
ＦＤ２０３は、ＦＤアンプ２０４のゲートに接続されており、このＦＤアンプ２０４によりＰＤ２０１から転送されてきた電荷量が電圧量に変換される。
【００２７】
ＦＤリセットスイッチ２０５は、ＦＤ２０３をリセットするためのスイッチであり、信号ｒｅｓｆをＨｉｇｈレベルとすることにより、ＦＤ２０３がリセットされる。また、ＰＤ２０１の電荷をリセットする場合には、信号ｔｘと信号ｒｅｓｆを同時にＨｉｇｈレベルとすることで、転送ゲート２０２及びＦＤリセットスイッチ２０５の両方をＯＮし、ＦＤ２０３を経由してＰＤ２０１のリセットを行うことになる。
【００２８】
画素選択スイッチ２０６は、信号ｓｅｌをＨｉｇｈレベルとすることにより、ＦＤアンプ２０４で電圧に変換された画素信号が画素２００の出力ｖｏｕｔに出力される。
【００２９】
図３は、各画素２００からの信号を共通に読み出す回路の一例を説明するための回路図である。
【００３０】
図３において、垂直出力線３０１は、列毎に設けられ、１列分の画素２００の出力ｖｏｕｔが接続される。
【００３１】
Ｓ信号転送スイッチ３０２は、画素２００から読み出される画素信号Ｓを保持容量３０４に転送するためのスイッチである。信号ｔｓをＨｉｇｈレベルにすることにより、Ｓ信号転送スイッチ３０２を介して垂直出力線３０１の画素信号Ｓが保持容量３０４に保持される。
【００３２】
Ｎ信号転送スイッチ３０３は、画素２００から読み出されるノイズ信号Ｎを保持容量３０５に転送するためのスイッチである。信号ｔｎをＨｉｇｈレベルにすることにより、Ｎ信号転送スイッチ３０３を介して垂直出力線３０１のノイズ信号Ｎが保持容量３０５に保持される。
【００３３】
水平転送スイッチ３０６，３０７は、信号ｐｈがＨｉｇｈレベルとなることによりＯＮされ、保持容量３０４の画素信号Ｓと保持容量３０５のノイズ信号Ｎを水平出力線３０８へ転送する。
【００３４】
水平出力線３０８は、差動増幅器３０９の入力に接続されており、差動増幅器３０８では画素信号Ｓとノイズ信号Ｎとの差分をとると同時に所定のゲインをかけ、最終的な画像信号を出力端子へ出力する。
【００３５】
ここで、列共通読出し回路３００は、各画素列毎に配置され、垂直出力線３０１、Ｓ信号転送スイッチ３０２、Ｎ信号転送スイッチ３０３、保持容量３０４，３０５、水平転送スイッチ３０６，３０７は、撮像素子１０２が有する画素列と同数だけ存在する。
【００３６】
図４は、撮像素子１０２の全体の構成例を説明するための図である。
【００３７】
図４に示すように、撮像素子１０２は、複数の画素２００が行方向及び列方向に配置され、各列毎に列共通読出し回路３００に接続されている。なお、水平転送スイッチ３０６及び３０７は、図４では、便宜上、列共通読出し回路３００と別に表示しているが、実際には、上述したように、列共通読出し回路３００に含まれる。
【００３８】
垂直走査回路４０１は、ｒｅｓｐ１，ｒｅｓｆ１，ｔｘ１，ｓｅｌ１等の駆動信号を各画素２００に供給する。水平走査回路４０２は、出力する信号ｐｈをＨｉｇｈレベルにすることによって、各列の保持容量３０４及び保持容量３０５の信号が順次、水平出力線３０８に転送され、更に差動増幅器３０９を介して出力端子へ出力される。
【００３９】
図５は、撮像素子１０２における画素２００の配置例を説明するための説明図である。なお、図５では、説明の便宜上、画素２００の行数を１５行のみとする。また、静止画を構成する際には、全ての画素２００の信号に基づいて１画面を構成し、動画を生成する際には、撮像素子１０２の一部の画素である画素行５０１の信号に基づいて１画面を構成する。この画素行５０１の読み出し動作が後述する図６の実線枠６０１の読み出し動作に相当する。画素行５０２及び画素行５０３の画素は、動画像には使用されない画素である。
【００４０】
図５では、５ｎ＋１行目が画素行５０１となっているが、動画像の撮影中に長時間露光の静止画像の撮影が開始されると、その後の動画フレームでは、動画像に使用される画素行５０１をフレーム毎に行方向（矢印Ａ方向）にずらしていく。また、画素行５０２，５０３についても同様に行方向にずらしていく。
【００４１】
この際、画素行５０２では、後述するように、それまで蓄積されていた電荷を静止画像の生成のために読み出しておくため、後述する図６の斜線枠６０３の読み出し動作が行われる。また、画素行５０３は、動画像のための信号読み出しの際には、撮像素子１０２からの読み出しは行われず、間引かれるものとする。
【００４２】
次に、図６〜図８を参照して、撮像素子１０２における、動画像の撮影の際の画素信号の読み出し動作、及び動画像の撮影中に長時間露光の静止画像を撮影する際の画素信号の読み出し動作について説明する。
【００４３】
図６は、撮像素子１０２の画素２００の信号の読み出し動作を模式的に示す図である。図６の横軸は時刻を示し、縦軸は画素行の番号を示している。
【００４４】
図６において、実線枠６０１及び斜線枠６０３は、撮像素子１０２の１行分の画素信号を、ＰＤ２０１からＦＤ２０３を経由して撮像素子１０２の出力端子まで読み出す動作を示している。
【００４５】
実線枠６０１は、フレームの動画像を生成するための画素信号の読み出し動作であり、読み出された信号は動画を生成するために使用されるとともに、最終的に生成される静止画像にも信号を使用するため、ＲＡＭ１０９に一時的に記憶される。
【００４６】
斜線枠６０３は、次のフレームの動画像のための画素信号の蓄積を開始するために、それまで蓄積されていた画素信号を読み出す動作であり、最終的に生成される静止画像にこの信号を使用するため、ＲＡＭ１０９に一時的に記憶される。実線枠６０１、斜線枠６０３のいずれの場合も、信号の読み出し動作は同じである。これらの読み出し動作において、信号を読み出された画素は、後述するように、信号読み出し直後にＰＤ２０１の電荷がリセットされ、再び次の読み出しに備えた蓄積状態に入る。
【００４７】
破線枠６０２は、動画像に画素信号を使用しない画素行のＰＤ２０１の電荷を１行分クリアするリセット動作である。この際、垂直出力線３０１以降の読出し回路の動作は不要であり、それらの読出し回路の電流をオフすることで、消費電力を低減することも可能である。
【００４８】
次に、図７及び図８を参照して、実線枠６０１，破線枠６０２，斜線枠６０３のそれぞれの１行分の動作タイミングを順に説明する。
【００４９】
図７は、実線枠６０１及び斜線枠６０３の１行分の読み出し動作を説明するためのタイミングチャート図である。
【００５０】
図７において、ｒｅｓｆ，ｓｅｌ，ｔｘの後に付加した番号は、信号を読み出そうとしている画素行の番号に対応する。ここでは第１行目を例にとって記載している。また、ｐｈに付加した番号は、画素列の番号を示し、ｐｈ１は第１列目の列読出し回路に入力される信号ｐｈを、ｐｈ２は第２列目の列読出し回路に入力される信号ｐｈを示している。
【００５１】
まず、信号ｓｅｌをＨｉｇｈレベルにして画素選択スイッチ２０６をＯＮする。その後、信号ｒｅｓｆをＬｏｗレベルにしてＦＤリセットスイッチ２０５をＯＦＦし、ＦＤ２０３のリセットを開放する。
【００５２】
次に、信号ｔｎをＯＮしてＮ信号転送スイッチ３０３を介して保持容量３０５にＮ信号を記憶する。続いて信号ｔｎをＬｏｗレベルにし、Ｎ信号転送スイッチ３０３をＯＦＦした後、信号ｔｓをＨｉｇｈレベルにしてＳ信号転送スイッチ３０２をＯＮすると共に、信号ｔｘをＨｉｇｈレベルにすることで転送ゲート２０２をＯＮする。
【００５３】
この動作により、選択されている行のＰＤ２０１に蓄積されていた信号がＦＤアンプ２０４、画素選択スイッチ２０６を介して垂直出力線３０１へ出力され、更に、Ｓ信号転送スイッチ３０２を介して保持容量３０４へ記憶される。
【００５４】
次に、信号ｔｘ、ｔｓをＬｏｗレベルにして転送ゲート２０２、Ｓ信号転送スイッチ３０２を閉じた後、信号ｒｅｓｆをＨｉｇｈレベルにしてＦＤリセットスイッチ２０５をＯＮし、ＦＤ２０３をリセットする。
【００５５】
その後、各列の信号ｐｈによって水平転送スイッチ３０６，３０７を順次ＯＮし、各列の保持容量３０４の信号、保持容量３０５の信号を水平出力線３０８と差動増幅器３０９を介して出力端子に出力する。
【００５６】
信号ｐｈによって各列の信号を出力している期間に、再度信号ｒｅｓｆ，ｔｘをＨｉｇｈレベルとしているが、この動作によってＦＤリセットスイッチ２０５と転送ゲート２０２を介してＰＤ２０１のリセットが行われる。
【００５７】
図８は、破線枠６０２の１行分のリセット動作を説明するためのタイミングチャート図である。
【００５８】
リセット動作は、１行分の信号読出し動作（図７）の信号ｓｅｌをＬｏｗレベルに固定しただけのものである。リセットされている行の画素選択スイッチ２０６はＯＦＦしているため、信号ｔｓ、ｔｎ、ｐｈの動作は直接関係ないため、点線で示している。
【００５９】
ここでは、図８のｔｓ、ｔｎ、ｐｈの各信号は図７に示す読出し動作と同様にしているが、画素信号を読み出していないので、これらの信号をＬｏｗレベルに固定して消費電力の低減を図ることも可能である。信号ｐｈが出力されている期間に信号ｒｅｓｆ，ｔｘがＨｉｇｈレベルとなることにより、ＰＤ２０１の信号がリセットされる。
【００６０】
図６に戻って、動画像の取得及び動画像の撮影中の静止画像の取得の動作について説明する。
【００６１】
静止画像の撮影指示が為される前の動画像の撮影中においては、動画像に使用される行（ここでは、５ｎ＋１行目）の画素信号が実線枠６０１の読み出し動作によって所定の周期で撮像素子１０２から読み出され、動画像が生成される。動画像に使用される行以外の行に関しては、破線枠６０２のリセット動作により、ＰＤ２０１の電荷がフレーム毎にリセットされることになる。
【００６２】
読み出された画素信号は行方向（垂直方向）に間引かれたものであるため、そのまま画像を生成すると画像の縦横比が合わないため、ＤＳＰ１０４にて列方向（水平方向）の画素情報を間引く処理を行なった上で動画像を生成する。
【００６３】
次に、時刻ｔ０において、不図示のシャッタースイッチが押下されることによって静止画像の撮影の指示が為される。静止画像の撮影の指示が為されると、まず、時刻ｔ１からの１フレーム期間（フレームａ）で、動画像に使用される行（５ｎ＋１行目）の画素はＰＤ２０１に蓄積された信号が読み出された後、ＰＤ２０１の電荷がリセットされ、次の蓄積状態に入る。
【００６４】
また、動画像に使用される行以外の行（５ｎ＋２、５ｎ＋３、５ｎ＋４、５ｎ＋５行目）の画素は、ＰＤ２０１の信号を読み出すことなくリセットが行われ、次の蓄積状態に入る。ＤＳＰ１０４では、時刻ｔ１以前と同様に、得られた５ｎ＋１行目の画素信号から動画像用の１フレームを生成する。
【００６５】
時刻ｔ２からのフレームｂ期間においては、５ｎ＋１行目及び５ｎ＋２行目の画素信号が読み出され、それ以外の行（５ｎ＋３、５ｎ＋４、５ｎ＋５行目）は、リセットも読出しも行われず、そのまま蓄積を継続される。
【００６６】
フレームｂでも、動画像は５ｎ＋１行目の信号から生成される。また、それと同時に５ｎ＋１行目及び５ｎ＋２行目の信号が静止画像用の信号としてＲＡＭ１０９に一時的に記憶される。
【００６７】
時刻ｔ３からのフレームｃ期間においては、５ｎ＋２行目及び５ｎ＋３行目の画素信号が読み出され、それ以外の行（５ｎ＋１、５ｎ＋４、５ｎ＋５行目）は、リセットも読出しも行われず、そのまま蓄積を継続される。
【００６８】
フレームｃでは、動画像は５ｎ＋２行目の信号から生成される。また、それと同時に５ｎ＋２行目及び５ｎ＋３行目の信号が静止画像用の信号としてＲＡＭ１０９に一時的に記憶される。５ｎ＋２行目の信号は、既にＲＡＭ１０９に保持されている以前の画素データ（フレームｂのデータ）と加算して記憶される。
【００６９】
時刻ｔ４からのフレームｄ期間においては、５ｎ＋３行目及び５ｎ＋４行目の画素信号が読み出され、それ以外の行（５ｎ＋１、５ｎ＋２、５ｎ＋５行目）は、リセットも読出しも行われず、そのまま蓄積を継続される。
【００７０】
フレームｄでは、動画像は５ｎ＋３行目の信号から生成される。また、それと同時に５ｎ＋３行目及び５ｎ＋４行目の信号が静止画像用の信号としてＲＡＭ１０９に一時的に記憶される。５ｎ＋３行目の信号は、既にＲＡＭ１０９に保持されている以前の画素データ（フレームｃのデータ）と加算して記憶される。
【００７１】
時刻ｔ５からのフレームｅ期間においては、５ｎ＋４行目及び５ｎ＋５行目の画素信号が読み出され、それ以外の行（５ｎ＋１、５ｎ＋２、５ｎ＋３行目）は、リセットも読出しも行われず、そのまま蓄積を継続される。
【００７２】
フレームｅでは、動画像は５ｎ＋４行目の信号から生成される。また、それと同時に５ｎ＋４行目及び５ｎ＋５行目の信号が静止画像用の信号としてＲＡＭ１０９に一時的に記憶される。５ｎ＋４行目の信号は、既にＲＡＭ１０９に保持されている以前の画素データ（フレームｄのデータ）と加算して記憶される。
【００７３】
時刻ｔ６からのフレームｆ期間においては、５ｎ＋５行目及び５ｎ＋１行目の画素信号が読み出され、それ以外の行（５ｎ＋２、５ｎ＋３、５ｎ＋４行目）は、リセットも読出しも行われず、そのまま蓄積を継続される。
【００７４】
フレームｆでは、動画像は５ｎ＋５行目の信号から生成される。また、それと同時に５ｎ＋５行目及び５ｎ＋１行目の信号が静止画像用の信号としてＲＡＭ１０９に一時的に記憶される。５ｎ＋５行目及び５ｎ＋１行目の信号は、既にＲＡＭ１０９に保持されている以前の画素データ（フレームｅ以前のデータ）と加算して記憶される。
【００７５】
そして、静止画像の所定の蓄積時間Ｔｓが経過すると、フレームｇの動作に入る。時刻ｔ７を超えても静止画像の蓄積時間に至らない場合には、フレームｂ〜ｆの動作を繰返し、フレーム毎に読み出す行をずらしながら動画像を取得していくと共に、読出した信号をＲＡＭ１０９に保持された静止画像用のデータに加算しながら記憶していく。
【００７６】
フレームｇでは、動画像に使用する行（５ｎ＋１行目）を含め、静止画像に使用する全行の信号を読み出す。フレームｇでは、５ｎ＋１行目の信号から動画像が生成される。また、読み出された全行の信号は、ＲＡＭ１０９に保持された静止画像用のデータにそれぞれ加算される。
【００７７】
これにより、撮像素子１０２の全ての画素において、静止画蓄積時間Ｔｓの時間分の蓄積信号が得られたことになり、長時間蓄積の静止画像が生成される。
【００７８】
ここで、図６中の期間Ｂの部分は、動画像用の信号の蓄積期間を示し、期間Ｃの部分は静止画像用の信号の蓄積期間を示す（期間Ｂに蓄積された信号は最終的に加算されることにより、静止画像にも使用される）。
【００７９】
期間Ｂに蓄積された信号は１フレーム毎に読み出されるが、期間Ｃに蓄積された信号は複数フレームに亘って蓄積が継続された後に読み出されることになる。これにより、１枚の静止画像の信号を得るための読み出し回数を抑え、ノイズの混入を極力抑制することができる。
【００８０】
このように、本実施形態では、静止画蓄積時間Ｔｓは６フレーム分の時間であるにも拘らず、それぞれの画素は３回しか読出し動作が行われていない。このため、読み出しノイズも３回分に抑えられ、ノイズの少ない静止画像を得られる。これにより、動画像の撮影を中断させたりフレームレートを低下させたりすることなく、Ｓ／Ｎの良好な長時間露光の静止画像を得ることができる。
【００８１】
また、静止画蓄積時間Ｔｓがより長い場合には、図６のフレームｂ〜ｆの動作を繰り返すことによって対応できる。動画像を生成する画素行の間引き周期が大きい場合には、各画素の読出し回数はより少なく抑えられるため、よりノイズの少ない静止画像を得ることができる。
【００８２】
本実施形態では、電子シャッターを実現する構成として、スリットローリングシャッターを用いて説明した（但し、長時間露光を要する暗時の撮影を前提としているため、ＰＤ２０１のリセットは読み出しとほぼ同時に行われる構成となっている）。しかし、全画素のＰＤ２０１の電荷を同時にＦＤ２０３へ転送する一括電子シャッターを用いた構成にしても構わない。
【００８３】
また、本実施形態では、動画像のみを撮影する期間は、毎フレーム同じ行（実施形態では、５ｎ＋１行目）を読み出しているが、静止画像の蓄積中と同様に、フレーム毎に読出し行を変更しても構わない。更に、動画像のみを撮影する期間は、全画素の信号を毎フレーム読み出す構成としても構わない。
【００８４】
また、本実施形態では、静止画像の蓄積中は、信号を読み出す行をフレーム毎に１行ずつシフトしているが、フレーム毎に異なれば組合せはこれに限られるものではなく、カラーフィルタのベイヤ配列を考慮し、２行毎にシフトするなどの方法を採っても構わない。
【００８５】
また、本実施形態では、１フレーム期間中に全画素を読み出すこともできるものとして記載しており、従って、静止画像の取得後もそのままのフレームレートで動画像の撮影を継続することが可能である。しかし、静止画像の取得後は一旦動画像の撮影を中断する構成にしてもよい。その場合には、時間的に１フレーム期間内に全画素を読み出すことができない構成であってもよい。
【００８６】
なお、本発明は、上記実施形態に例示したものに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
【符号の説明】
【００８７】
１０２  撮像素子
２０１  ＰＤ
２０２  転送ゲート
２０３  ＦＤ
２０５  ＦＤリセットスイッチ
２０６  画素選択スイッチ
３００  列共通読出し回路
【図１】
2010171856.tif 000003
【図２】
2010171856.tif 000004
【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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