(57)【要約】【課題】  間引き読み出しを行う際の消費電力を低減しつつ、ノイズの増加を抑えること。【解決手段】  Ｍ行（Ｍは自然数）およびＮ列（Ｎは自然数）の二次元マトリクス状に配置され、入射光量に対応する電気信号を出力する画素と、Ｍ行のいずれか一行を選択して、画素から出力された電気信号を垂直信号線に読み出す垂直走査回路と、垂直信号線に読み出されたＮ列分の電気信号のうち、同色の画素から出力された電気信号を選択し、出力アンプを介して水平方向に出力する複数の水平出力回路と、垂直方向における間引き読み出しが行われる際に、出力アンプの駆動と非駆動とを切り換える制御信号であって、かつ、出力アンプの駆動と非駆動とを切り換えるタイミングが異なる少なくとも２種類の制御信号を含む複数の制御信号のうち、いずれかの制御信号を、間引きの内容に応じて、複数の出力アンプの各々に供給する制御部とを備える。【選択図】    図２
2010212976.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｍ行（Ｍは自然数）およびＮ列（Ｎは自然数）の二次元マトリクス状に配置され、入射光量に対応する電気信号を出力する画素と、
前記Ｍ行のいずれか一行を選択して、前記画素から出力された前記電気信号を垂直信号線に読み出す垂直走査回路と、
前記垂直信号線に読み出されたＮ列分の前記電気信号のうち、同色の前記画素から出力された前記電気信号を選択し、出力アンプを介して水平方向に出力する複数の水平出力回路と、
垂直方向における間引き読み出しが行われる際に、前記出力アンプの駆動と非駆動とを切り換える制御信号であって、かつ、前記出力アンプの駆動と非駆動とを切り換えるタイミングが異なる少なくとも２種類の制御信号を含む複数の制御信号のうち、いずれかの制御信号を、前記間引きの内容に応じて、複数の前記出力アンプの各々に供給する制御部と
を備えたことを特徴とする固体撮像装置。
【請求項２】
請求項１に記載の固体撮像装置において、
少なくとも４つの前記水平出力回路を備える
ことを特徴とする固体撮像装置。
【請求項３】
請求項１に記載の固体撮像装置において、
前記制御部は、前記垂直走査回路による読み出しの対象となる行毎に、前記制御信号を供給する
ことを特徴とする固体撮像装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の固体撮像装置と、
複数の前記出力アンプの各々に供給された前記制御信号に応じて、前記固体撮像装置の前記水平出力回路から出力された前記電気信号から画像データを生成する画像処理部と
を備えたことを特徴とする電子カメラ。
【請求項５】
請求項４に記載の電子カメラにおいて、
前記制御信号は、所定の周期における複数の前記出力アンプの駆動時間が異なる少なくとも２種類の制御信号を含み、
前記制御部は、所定の期間における複数の前記出力アンプの駆動時間が略均等になるように、複数の前記出力アンプの各々に供給する前記制御信号を、所定のタイミングで繰り返し変更する
ことを特徴とする電子カメラ。
【請求項６】
請求項４に記載の電子カメラにおいて、
前記制御信号は、所定の周期における複数の前記出力アンプの駆動時間が略同じで、かつ、前記出力アンプの駆動と非駆動とを切り換えるタイミングが異なる少なくとも２種類の制御信号を含み、
前記画像処理部は、複数の前記出力アンプの各々に供給された前記制御信号に応じて、前記固体撮像装置の前記水平出力回路から出力された前記電気信号から一部の電気信号を選択し、選択した前記電気信号から前記画像データを生成する
ことを特徴とする電子カメラ。
【請求項７】
請求項４から請求項６のいずれか１項に記載の電子カメラにおいて、
前記制御部は、前記固体撮像装置が連続駆動される際に、複数の前記出力アンプの各々に、前記制御信号を供給する
ことを特徴とする電子カメラ。
【請求項８】
Ｍ行（Ｍは自然数）およびＮ列（Ｎは自然数）の二次元マトリクス状に配置され、入射光量に対応する電気信号を出力する画素と、
前記Ｍ行のいずれか一行を選択して、前記画素から出力された前記電気信号を垂直信号線に読み出す垂直走査回路と、
前記垂直信号線に読み出されたＮ列分の前記電気信号のうち、同色の前記画素から出力された前記電気信号を選択し、出力アンプを介して水平方向に出力する複数の水平出力回路と、
垂直方向における間引き読み出しが行われる際に、前記間引きの内容に応じて複数の前記出力アンプの各々に供給される制御信号であって、前記出力アンプの駆動と非駆動とを切り換えるとともに、前記出力アンプの駆動と非駆動とを切り換えるタイミングが異なる少なくとも２種類の制御信号を含む複数の制御信号を外部から取得する取得部とを備え、
前記複数の水平出力回路は、前記取得部により取得した複数の前記制御信号に応じて、前記電気信号を出力する
ことを特徴とする固体撮像素子。
【請求項９】
Ｍ行（Ｍは自然数）およびＮ列（Ｎは自然数）の二次元マトリクス状に配置され、入射光量に対応する電気信号を出力する画素と、前記Ｍ行のいずれか一行を選択して、前記画素から出力された前記電気信号を垂直信号線に読み出す垂直走査回路と、前記垂直信号線に読み出されたＮ列分の電気信号のうち、同色の前記画素から出力された前記電気信号を選択し、出力アンプを介して水平方向に出力する複数の水平出力回路とを備えた固体撮像素子の駆動方法であって、
垂直方向における間引き読み出しが行われる際に、前記出力アンプの駆動と非駆動とを切り換える制御信号であって、かつ、前記出力アンプの駆動と非駆動とを切り換えるタイミングが異なる少なくとも２種類の制御信号を含む複数の制御信号のうち、いずれかの制御信号を、前記間引きの内容に応じて、複数の前記出力アンプの各々に供給することにより、前記出力アンプの駆動と非駆動とを切り換える
ことを特徴とする固体撮像素子の駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体撮像装置、電子カメラ、固体撮像素子、および固体撮像素子の駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、光電変換によりデジタル画像データを生成する固体撮像装置や固体撮像素子に関しては、高画素化や、処理の高速化が重要視されている。このような目的を達成するために、間引き読み出しや多チャネル読み出しに関する技術が考えられている。間引き読み出しについては、構図確認を目的としたライブビュー画像の撮像時や、動画像の撮像時など、全画素の情報が必要ではない場合に、間引き読み出しが行われている。また、多チャネル読み出しに関しては、従来と比較してフレームレートを高くすることが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１７２７０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上述した高画素化、処理の高速化が実現される一方で、消費電力が増大するという問題がある。例えば、上述したライブビュー画像の撮像時や、動画像の撮像時には、固体撮像装置や固体撮像素子が連続駆動されるため、消費電力が増大する。
そこで、例えば、上述したライブビュー画像の撮像時に、多チャネル読み出しの出力アンプの駆動と非駆動とを適宜切り換えることが行われている。この技術は、上述した消費電力の低減には有効である。しかし、複数チャネルにおける出力アンプの駆動と非駆動との切り換えを同時に行うため、個々の出力アンプが略同時に発熱し、固体撮像装置や固体撮像素子全体の発熱量が増大する。このように発熱量が増大すると、ノイズが増加しやすくなるという問題がある。
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、間引き読み出しを行う際の消費電力を低減しつつ、ノイズの増加を抑えることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の固体撮像装置は、Ｍ行（Ｍは自然数）およびＮ列（Ｎは自然数）の二次元マトリクス状に配置され、入射光量に対応する電気信号を出力する画素と、前記Ｍ行のいずれか一行を選択して、前記画素から出力された前記電気信号を垂直信号線に読み出す垂直走査回路と、前記垂直信号線に読み出されたＮ列分の前記電気信号のうち、同色の前記画素から出力された前記電気信号を選択し、出力アンプを介して水平方向に出力する複数の水平出力回路と、垂直方向における間引き読み出しが行われる際に、前記出力アンプの駆動と非駆動とを切り換える制御信号であって、かつ、前記出力アンプの駆動と非駆動とを切り換えるタイミングが異なる少なくとも２種類の制御信号を含む複数の制御信号のうち、いずれかの制御信号を、前記間引きの内容に応じて、複数の前記出力アンプの各々に供給する制御部とを備える。
なお、上述した固体撮像装置は、少なくとも４つの前記水平出力回路を備えても良い。
また、前記制御部は、前記垂直走査回路による読み出しの対象となる行毎に、前記制御信号を供給しても良い。
本発明の電子カメラは、上述したいずれかの固体撮像装置と、複数の前記出力アンプの各々に供給された前記制御信号に応じて、前記固体撮像装置の前記水平出力回路から出力された前記電気信号から画像データを生成する画像処理部とを備える。
なお、前記制御信号は、所定の周期における複数の前記出力アンプの駆動時間が異なる少なくとも２種類の制御信号を含み、前記制御部は、所定の期間における複数の前記出力アンプの駆動時間が略均等になるように、複数の前記出力アンプの各々に供給する前記制御信号を、所定のタイミングで繰り返し変更しても良い。
また、前記制御信号は、所定の周期における複数の前記出力アンプの駆動時間が略同じで、かつ、前記出力アンプの駆動と非駆動とを切り換えるタイミングが異なる少なくとも２種類の制御信号を含み、前記画像処理部は、複数の前記出力アンプの各々に供給された前記制御信号に応じて、前記固体撮像装置の前記水平出力回路から出力された前記電気信号から一部の電気信号を選択し、選択した前記電気信号から前記画像データを生成しても良い。
また、前記制御部は、前記固体撮像装置が連続駆動される際に、複数の前記出力アンプの各々に、前記制御信号を供給しても良い。
本発明の固体撮像素子は、Ｍ行（Ｍは自然数）およびＮ列（Ｎは自然数）の二次元マトリクス状に配置され、入射光量に対応する電気信号を出力する画素と、前記Ｍ行のいずれか一行を選択して、前記画素から出力された前記電気信号を垂直信号線に読み出す垂直走査回路と、前記垂直信号線に読み出されたＮ列分の前記電気信号のうち、同色の前記画素から出力された前記電気信号を選択し、出力アンプを介して水平方向に出力する複数の水平出力回路と、垂直方向における間引き読み出しが行われる際に、前記間引きの内容に応じて複数の前記出力アンプの各々に供給される制御信号であって、前記出力アンプの駆動と非駆動とを切り換えるとともに、前記出力アンプの駆動と非駆動とを切り換えるタイミングが異なる少なくとも２種類の制御信号を含む複数の制御信号を外部から取得する取得部とを備え、前記複数の水平出力回路は、前記取得部により取得した複数の前記制御信号に応じて、前記電気信号を出力する。
本発明の固体撮像素子の駆動方法は、Ｍ行（Ｍは自然数）およびＮ列（Ｎは自然数）の二次元マトリクス状に配置され、入射光量に対応する電気信号を出力する画素と、前記Ｍ行のいずれか一行を選択して、前記画素から出力された前記電気信号を垂直信号線に読み出す垂直走査回路と、前記垂直信号線に読み出されたＮ列分の電気信号のうち、同色の前記画素から出力された前記電気信号を選択し、出力アンプを介して水平方向に出力する複数の水平出力回路とを備えた固体撮像素子の駆動方法であって、垂直方向における間引き読み出しが行われる際に、前記出力アンプの駆動と非駆動とを切り換える制御信号であって、かつ、前記出力アンプの駆動と非駆動とを切り換えるタイミングが異なる少なくとも２種類の制御信号を含む複数の制御信号のうち、いずれかの制御信号を、前記間引きの内容に応じて、複数の前記出力アンプの各々に供給することにより、前記出力アンプの駆動と非駆動とを切り換える。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、間引き読み出しを行う際の消費電力を低減しつつ、ノイズの増加を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１実施形態の電子カメラのブロック図である。
【図２】第１実施形態の固体撮像素子１１の模式的である。
【図３】第１実施形態において、出力アンプ２５ａ〜２５ｍに対して供給されるスタンバイパルスの一例を示す。
【図４】第１実施形態において、得られる画像データの模式図である。
【図５】第３実施形態において、出力アンプ２５ａ〜２５ｍに対して供給されるスタンバイパルスの一例を示す。
【図６】第３実施形態において、得られる画像データの模式図である。
【図７】第４実施形態において、出力アンプ２５ａ〜２５ｍに対して供給されるスタンバイパルスの一例を示す。
【図８】第４実施形態において、得られる画像データの模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
＜第１実施形態＞
以下、図面を用いて本発明の第１実施形態について説明する。第１実施形態では、電子カメラを例に挙げて説明する。
【０００９】
図１は第１実施形態の電子カメラのブロック図である。電子カメラは、固体撮像素子１１と、アナログフロントエンド（ＡＦＥ）部１２と、タイミングジェネレータ（ＴＧ）１３と、メモリ１４と、画像処理部１５と、レリーズ釦１６および操作釦１７と、ＣＰＵ１８とを有している。
【００１０】
固体撮像素子１１は撮影光学系（不図示）の像空間側に配置されている。本実施形態の固体撮像素子１１は、同色の画像信号を並列して読み出す複数の出力チャネルを有している。
【００１１】
図２に第１実施形態の固体撮像素子１１の一例を模式的に示す。図２の固体撮像素子１１は、１２の出力チャネルを備えた固体撮像素子である。固体撮像素子１１は、複数の画素２１と、垂直走査回路２２と、それぞれ２つの画素選択回路２３ａ，２３ｂと、水平走査回路２４ａ，２４ｂと、１２の出力チャネル分の出力アンプ２５ａから２５ｍとを有している。
【００１２】
画素２１は、固体撮像素子１１の受光面においてマトリックス状に配列されている。各画素２１は、被写体の結像を光電変換し、入射光量に対応する電気信号（画像信号）を出力する。また、固体撮像素子１１の受光面には、横方向に延長する走査線２６と、縦方向に延長する垂直信号線２７とがマトリックス状に配線されている。そして、各画素２１は走査線２６および垂直信号線２７に接続されている。なお、説明の便宜上、図２の例では画素２１を受光面に８×８個のみ示すが、実際の固体撮像素子１１の受光面にはさらに多数の画素が配列されている。
【００１３】
各々の画素２１の前面には、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）に対応するカラーフィルタが配置されている。そのため、各々の画素２１はカラーフィルタの色に対応する画像信号を出力する。図２では、各々の画素２１にカラーフィルタの色も併せて表記する。
【００１４】
本実施形態では、受光面のカラーフィルタは公知のベイヤー配列に従って配列されている。すなわち、画素２１の配列の奇数行にはＲ，Ｇのフィルタが交互に並ぶとともに、偶数行にはＧ，Ｂのフィルタが交互に並んでいる。そして、受光面全体ではＧのフィルタが市松模様をなしている。図２では水平方向にＲと交互に並ぶＧのフィルタをＧｒで示すとともに、水平方向にＢと交互に並ぶＧのフィルタをＧｂで示す。
【００１５】
本実施形態の画素２１の画像信号は、出力アンプ２５ａ〜２５ｍのそれぞれから、１２の出力チャネルでそれぞれ別々に固体撮像素子１１から読み出される。なお、それぞれの出力チャネルには、同色の画素２１が含まれる。そのため、出力アンプ２５ａ〜２５ｍのそれぞれからは、同色の画素２１からの画像信号が出力される。
【００１６】
具体的には、図２の例では、第１列目のＧｂと第２列目のＧｒとがＧ−１出力チャネルに含まれ、出力アンプ２５ａから出力される。また、第３列目のＧｂと第４列目のＧｒとがＧ−２出力チャネルに含まれ、出力アンプ２５ｂから出力される。第５列目のＧｂと第６列目のＧｒとがＧ−３出力チャネルに含まれ、出力アンプ２５ｃから出力される。第７列目のＧｂと第８列目のＧｒとがＧ−４出力チャネルに含まれ、出力アンプ２５ｄから出力される。さらに、不図示であるが、第９列目のＧｂと第１０列目のＧｒとがＧ−５出力チャネルに含まれ、出力アンプ２５ｅから出力される。第１１列目のＧｂと第１２列目のＧｒとがＧ−６出力チャネルに含まれ、出力アンプ２５ｆから出力される。その後は、繰り返しであり、第１３列目のＧｂと第１４列目のＧｒとはＧ−１出力チャネルに含まれ、出力アンプ２５ａから出力される。また、第１５列目のＧｂと第１６列目のＧｒとはＧ−２出力チャネルに含まれ、出力アンプ２５ｂから出力される（以下省略）。
【００１７】
一方、第１列目のＲと第２列目のＢとがＲＢ−１出力チャネルに含まれ、出力アンプ２５ｇから出力される。また、第３列目のＲと第４列目のＢとがＲＢ−２出力チャネルに含まれ、出力アンプ２５ｈから出力される。第５列目のＲと第６列目のＢとがＲＢ−３出力チャネルに含まれ、出力アンプ２５ｉから出力される。第７列目のＲと第８列目のＢとがＲＢ−４出力チャネルに含まれ、出力アンプ２５ｊから出力される。さらに、不図示であるが、第９列目のＲと第１０列目のＢとがＲＢ−５出力チャネルに含まれ、出力アンプ２５ｋから出力される。第１１列目のＲと第１２列目のＢとがＲＢ−６出力チャネルに含まれ、出力アンプ２５ｍから出力される。その後は、繰り返しであり、第１３列目のＲと第１４列目のＢとはＲＢ−１出力チャネルに含まれ、出力アンプ２５ｇから出力される。また、第１５列目のＲと第１６列目のＢとはＲＢ−２出力チャネルに含まれ、出力アンプ２５ｈから出力される（以下省略）。
【００１８】
垂直走査回路２２には、各走査線２６の一端が接続されている。垂直走査回路２２は、読み出し対象の行を指定するパルスを走査線２６から各画素２１に与える。
【００１９】
画素選択回路２３ａ，２３ｂおよび水平走査回路２４ａ，２４ｂは、固体撮像素子１１の受光面の上側および下側にそれぞれ一組ずつ設けられている。各々の画素選択回路２３ａ，２３ｂには、垂直信号線２７の上端または下端が接続されている。また、画素選択回路２３ａ，２３ｂは水平出力線をそれぞれ６本ずつ有している。
【００２０】
図２では、上側の画素選択回路２３ａの６本の水平出力線は、それぞれ、Ｇ−１出力チャネルからＧ−６出力チャネルをなしている。下側の画素選択回路２３ｂの６本の水平出力線は、それぞれ、ＲＢ−１出力チャネルからＲＢ−６出力チャネルをなしている。そして、各水平出力線にはそれぞれ出力アンプ２５ａ〜２５ｍが接続されている。
【００２１】
各々の画素選択回路２３ａ，２３ｂにおいて、各垂直信号線２７の出力は２つの水平出力線の一方と切り換え可能に接続されている。また、各水平走査回路２４ａ，２４ｂは、それぞれ組となる画素選択回路２３ａ，２３ｂに対して、読み出し対象の列を指定するパルスと個々のスイッチング素子の接続先を切り替えるパルスとを出力する。
【００２２】
ＡＦＥ部１２は、固体撮像素子１１の１２の出力チャネル（Ｇ−１出力チャネル〜Ｇ−６出力チャネル、およびＲＢ−１出力チャネル〜ＲＢ−６出力チャネル）の出力毎に１つずつ配置されている(不図示)。各々のＡＦＥ部１２は、相関二重サンプリングによって入力信号のノイズ成分を低減するＣＤＳ回路、ＣＰＵ１８の指示による入力信号の利得の増幅や、撮影感度の調整を行うゲイン回路、入力されたアナログの画像信号をデジタルの画像信号に変換するＡ／Ｄ変換回路などを有している。なお、ＡＦＥ部１２のＡ／Ｄ変換回路から出力されたデジタル信号は画像処理部１５に入力される。
【００２３】
ＴＧ１３は、ＣＰＵ１８の指示により、固体撮像素子１１の走査回路およびＡＦＥ部１２に対して各種動作のためのタイミングパルスを供給する。なお、図２では、ＴＧ１３から各走査回路への信号線の図示は省略している。また、ＴＧ１３は、固体撮像素子１１の出力アンプ２５ａ〜２５ｍに対して、各出力アンプの駆動と非駆動とを切り換えるためのスタンバイパルス（ＳＴＢＹ）をさらに供給する（詳細は後述する）。
【００２４】
画像処理部１５は、１２の出力チャネルからのデジタル画像信号に各種の画像処理（欠陥画素補正、色補間、階調補正、ホワイトバランス調整、エッジ強調など）を施して１フレームの画像データを生成する。また、画像処理部１５は撮影画像データの圧縮処理も実行する。なお、圧縮処理後の画像データは、電子カメラに対して着脱可能に接続された記録媒体（不図示）などに記録される。
【００２５】
ＣＰＵ１８は所定のシーケンスプログラムに従って電子カメラの各部動作を制御する。
【００２６】
以上説明した構成の電子カメラにおいて、レリーズ釦１６や操作釦１７を介した動作指示が行われると、ＣＰＵ１８はこれを検知し、電子カメラの各部動作を制御する。通常の静止画像撮影および画像の表示については公知技術と同様である。以下では、構図確認を目的としたライブビュー画像の撮像時や、動画像の撮像時などに、固体撮像素子１１に対して間引き読み出しを行う際のＣＰＵ１８の動作について説明する。
【００２７】
ここでは、水平方向、垂直方向のそれぞれに１／３間引きを行う場合を例に挙げて説明する。ＣＰＵ１８は、垂直方向に関しては、公知技術と同様に、３行毎の高速読み飛ばしを行うことにより間引きを行う。一方、水平方向に関しては、ＣＰＵ１８は、ＴＧ１３を制御して、出力アンプ２５ａ〜２５ｍに対して、スタンバイパルスを供給することにより間引きを行う。
【００２８】
まず、スタンバイパルスについて説明する。図３は、出力アンプ２５ａ〜２５ｍに対して供給されるスタンバイパルスの一例を示す。ＳＴＢＹＧ−１は、出力アンプ２５ａに供給されるスタンバイパルスであり、Ｇ−１出力チャネル出力アンプ２５ａの駆動と非駆動とを切り換えるための制御信号である。このスタンバイパルスは、例えば、出力アンプ２５ａが備える不図示のスタンバイ回路に入力される。
同様に、ＳＴＢＹＧ−２からＳＴＢＹＧ−６は、それぞれ、出力アンプ２５ｂから２５ｆに供給されるスタンバイパルスであり、それぞれ、Ｇ−２出力チャネルからＧ−６出力チャネルの出力アンプ（２５ｂから２５ｆ）の駆動と非駆動とを切り換えるための制御信号である。また、ＳＴＢＹＲＢ−１からＳＴＢＹＲＢ−６は、それぞれ、出力アンプ２５ｇから２５ｍに供給されるスタンバイパルスであり、それぞれ、ＲＢ−１出力チャネルからＲＢ−６出力チャネルの出力アンプ（２５ｇから２５ｍ）の駆動と非駆動とを切り換えるための制御信号である。スタンバイパルスがＨｉｇｈである場合には、そのスタンバイパルスが供給された出力アンプは、非駆動状態であるスタンバイ状態となり、スタンバイパルスがＬｏｗである場合には、そのスタンバイパルスが供給された出力アンプは駆動して画像信号を出力する。
図３に示すように、各スタンバイパルス（ＳＴＢＹＧ−１からＳＴＢＹＧ−６、ＳＴＢＹＲＢ−１からＳＴＢＹＲＢ−６）は、ぞれぞれ、そのスタンバイパルスが供給される出力アンプ（２５ａから２５ｍ）の駆動と非駆動とを切り換えるタイミングが異なる３種類の制御信号のいずれかである。
【００２９】
また、図３中のＶ−ＣＬＫは、垂直走査回路２２に供給されるクロックである。
【００３０】
まず、１行目の読み出しの際には、ＳＴＢＹＧ−２、ＳＴＢＹＧ−５、ＳＴＢＹＲＢ−１、ＳＴＢＹＲＢ−４の各パルスがＬｏｗであるため、Ｇ−２出力チャネルの出力アンプ２５ｂ、Ｇ−５出力チャネルの出力アンプ２５ｅ、ＲＢ−１出力チャネルの出力アンプ２５ｇ、ＲＢ−４出力チャネルの出力アンプ２５ｊが駆動し、画像信号をＡＦＥ部１２に出力する。上述した４つの出力チャネル（Ｇ−２出力チャネル、Ｇ−５出力チャネル、ＲＢ−１出力チャネル、ＲＢ−４出力チャネル）以外の各出力チャネルに供給されるスタンバイパルスは全てＨｉｇｈであるため、これらの出力チャネルの出力アンプは、全てスタンバイ状態となり、画像信号を出力しない。
【００３１】
同様に、２行目の読み出し（３行飛ばしであるため、実際には４行目）の際には、Ｇ−１出力チャネル、Ｇ−４出力チャネル、ＲＢ−２出力チャネル、ＲＢ−５出力チャネルの出力アンプが駆動し、画像信号をＡＦＥ部１２に出力する。そして、３行目の読み出し（３行飛ばしであるため、実際には７行目）の際には、１行目と同様に、Ｇ−２出力チャネル、Ｇ−５出力チャネル、ＲＢ−１出力チャネル、ＲＢ−４出力チャネルの出力アンプが駆動し、画像信号をＡＦＥ部１２に出力する。
【００３２】
すなわち、Ｒ／Ｇｒ行の読み出しの際には、Ｇ−２出力チャネル、Ｇ−５出力チャネル、ＲＢ−１出力チャネル、ＲＢ−４出力チャネルの出力アンプが駆動して、画像信号をＡＦＥ部１２に出力し、Ｇｂ／Ｂ行の読み出しの際には、Ｇ−１出力チャネル、Ｇ−４出力チャネル、ＲＢ−２出力チャネル、ＲＢ−５出力チャネルの出力アンプが駆動する。
【００３３】
図４は、このような読み出しにより得られる画像データの模式図である。図４において、斜線で塗られた部分の画素は、垂直方向の読み飛ばしにより画像信号が出力されない画素を示す。また、横線で塗られた部分の画素は、出力アンプがスタンバイ状態であるために画像信号が出力されない画素を示す。
【００３４】
上述したスタンバイパルスにより各出力アンプの駆動と非駆動とを切り換えることにより、図４において塗られていない画素の画像信号のみがＡＦＥ部１２に出力される。すなわち、各出力アンプの駆動時間を、最小限の時間に限定しつつ、水平方向、垂直方向のそれぞれに１／３間引きする際に必要な画素の画像信号のみをＡＦＥ部１２に出力することができる。そして、ＡＦＥ部１２および画像処理部１５は、固体撮像素子１１から出力された画像信号から画像データを生成することにより、水平方向、垂直方向のそれぞれに１／３間引きされた画像データを生成することができる。
【００３５】
以上説明したように、第１実施形態によれば、出力アンプの駆動と非駆動とを切り換える制御信号であって、かつ、出力アンプの駆動と非駆動とを切り換えるタイミングが異なる少なくとも２種類の制御信号を含む複数の制御信号のうち、いずれかの制御信号を、間引きの内容に応じて、複数の出力アンプの各々に供給する。したがって、各出力アンプの駆動時間を、最小限の時間に限定しつつ、必要な画素の電気信号（画像信号）のみを出力させることができるので、間引き読み出しを行う際の消費電力を低減することができる。その結果、バッテリー持続時間の延長、発熱の低減、および発熱の低減に伴う暗電流ノイズ低減などの効果が期待できる。
【００３６】
また、出力アンプの駆動と非駆動とを切り換えるタイミングが異なる制御信号を複数の出力アンプの各々に供給することにより、複数チャネルにおける出力アンプの駆動と非駆動との切り換えのタイミングを分散させることができる。そのため、固体撮像素子全体の発熱量が増大するのを抑えることにより、ノイズの増加を抑えることができる。
【００３７】
＜第２実施形態＞
以下、図面を用いて本発明の第２実施形態について説明する。なお、第２実施形態は、第１実施形態の変形例であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
【００３８】
第１実施形態の図３で説明した例では、Ｇ−３出力チャネル、Ｇ−６出力チャネル、ＲＢ−３出力チャネル、ＲＢ−６出力チャネルに供給されるスタンバイパルスであるＳＴＢＹＧ−３、ＳＴＢＹＧ−６、ＳＴＢＹＲＢ−３、ＳＴＢＹＲＢ−６は、常にＨｉｇｈ状態である。そのため、Ｇ−３出力チャネルの出力アンプ２５ｃ、Ｇ−６出力チャネルの出力アンプ２５ｆ、ＲＢ−３出力チャネルの出力アンプ２５ｉ、ＲＢ−６出力チャネルの出力アンプ２５ｍは常にスタンバイ状態（非駆動状態）となり、動作しないことになる。そのため、電子カメラを長期間使用した後には、Ｇ−３出力チャネルの出力アンプ２５ｃ、Ｇ−６出力チャネルの出力アンプ２５ｆ、ＲＢ−３出力チャネルの出力アンプ２５ｉ、ＲＢ−６出力チャネルの出力アンプ２５ｍの特性はほとんど変化しない一方、それ以外の出力アンプの特性は、わずかに変化することが考えられる。この場合、複数の出力チャネル間でバラツキが発生する可能性がある。このようなバラツキが発生すると、静止画像撮影時に縦筋の固定パターンノイズが発生するなど、画質劣化が懸念される。
このような問題に対処するため、第２実施形態では、所定の期間における各出力チャネルの出力アンプの駆動時間が略均等になるように、それぞれの出力アンプに供給するスタンバイパルスを、所定のタイミングで繰り返し変更する。例えば、電子カメラにおいて、１回目に間引き読み出しを行う際は第１実施形態で説明したように、Ｇ−１出力チャネル、Ｇ−２出力チャネル、Ｇ−４出力チャネル、Ｇ−５出力チャネル、ＲＢ−１出力チャネル、ＲＢ−２出力チャネル、ＲＢ−４出力チャネルＲＢ−５出力チャネルの出力アンプの駆動と非駆動とを切り換えて、これらの出力アンプの出力を使用する。また、Ｇ−３出力チャネル、Ｇ−６出力チャネル、ＲＢ−３出力チャネル、ＲＢ−６出力チャネルの出力アンプは常に非駆動とし、これらの出力アンプの出力を使用しない。
そして、２回目に間引き読み出しを行う際は、Ｇ−２出力チャネル、Ｇ−３出力チャネル、Ｇ−５出力チャネル、Ｇ−６出力チャネル、ＲＢ−２出力チャネル、ＲＢ−３出力チャネル、ＲＢ−５出力チャネル、ＲＢ−６出力チャネルの出力アンプの駆動と非駆動とを切り換えて、これらの出力アンプの出力を使用する。また、Ｇ−１出力チャネル、Ｇ−４出力チャネル、ＲＢ−１出力チャネル、ＲＢ−４出力チャネルの出力アンプは常に非駆動とし、これらの出力アンプの出力を使用しない。
そして、３回目に間引き読み出しを行う際は、Ｇ−１出力チャネル、Ｇ−３出力チャネル、Ｇ−４出力チャネル、Ｇ−６出力チャネル、ＲＢ−１出力チャネル、ＲＢ−３出力チャネル、ＲＢ−４出力チャネル、ＲＢ−６出力チャネルの出力アンプの駆動と非駆動とを切り換えて、これらの出力アンプの出力を使用する。また、Ｇ−２出力チャネル、Ｇ−５出力チャネル、ＲＢ−２出力チャネル、ＲＢ−５出力チャネルの出力アンプは常に非駆動とし、これらの出力アンプの出力を使用しない。
そして、４回目以降に間引き読み出しを行う際には、上記１回目から３回目と同様の処理を繰り返す。このような制御を行うことにより、１２の出力チャネルの出力アンプ２５ａから２５ｍの駆動時間が略均等になる。そのため、一部の出力アンプのみが先に劣化することを防ぎ、複数の出力チャネル間にバラツキが発生するのを防ぐことができる。
【００３９】
なお、上述した使用する出力チャネルの変更を行った際には、変更内容に応じて画像処理部１５による処理を変更する必要がある。使用する出力チャネルの変更に応じて、ＡＦＥ１２部に出力される画像信号が変化するので、ＣＰＵ１８は、使用する出力チャネルの変更に連動して、画像処理部１５による処理を変更すればよい。
また、使用する出力チャネルの変更は、どのようなタイミングで行っても良い。例えば、撮像動作が終了するたびに実行しても良いし、所定の時間間隔で実行しても良い。ただし、ライブビュー画像や動画像の撮影中に使用する出力チャネルを変更する場合には、数画素のズレが発生するため、表示位置調整などの処理を行うと良い。
【００４０】
＜第３実施形態＞
以下、図面を用いて本発明の第３実施形態について説明する。なお、第３実施形態は、第１実施形態の変形例であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
図５は、第３実施形態において出力アンプ２５ａ〜２５ｍに対して供給されるスタンバイパルスの一例を示す。
【００４１】
第１実施形態と異なるのは、ＳＴＢＹＧ−３、ＳＴＢＹＧ−６、ＳＴＢＹＲＢ−３、ＳＴＢＹＲＢ−３の各スタンバイパルスである。
【００４２】
すなわち、第３実施形態では、Ｒ／Ｇｒ行の読み出しの際には、Ｇ−２出力チャネル、Ｇ−３出力チャネル、Ｇ−５出力チャネル、ＲＢ−１出力チャネル、ＲＢ−４出力チャネル、ＲＢ−６出力チャネルの出力アンプが駆動し、画像信号をＡＦＥ部１２に出力する。また、Ｇｂ／Ｂ行の読み出しの際には、Ｇ−１出力チャネル、Ｇ−４出力チャネル、Ｇ−６出力チャネル、ＲＢ−２出力チャネル、ＲＢ−３出力チャネル、ＲＢ−５出力チャネルの出力アンプが駆動する。この結果、第２実施形態と同様に、１２の出力チャネルの出力アンプ２５ａから２５ｍの駆動時間が略均等になる。
【００４３】
ただし、ＡＦＥ部１２には、不要な画素の画像信号も出力されることになる。そこで、第３実施形態では、ＣＰＵ１８は、画像処理部１５を制御し、ＡＦＥ１２部に出力される画像信号のうち、画像データの使用に用いる画素の画像信号のみを選択してから画像データの生成を行う。
【００４４】
図６は、このような読み出しにより得られる画像データの模式図である。図６において、斜線で塗られた部分の画素は、垂直方向の読み飛ばしにより画像信号が出力されない画素を示す。また、横線で塗られた部分の画素は、出力アンプがスタンバイ状態であるために画像信号が出力されない画素を示す。そして、縦線で塗られた部分の画素は、画像処理部１５において選択されない画素を示す。
【００４５】
上述したスタンバイパルスにより各出力アンプの駆動と非駆動とを切り換えることにより、図６において塗られていない画素の画像信号と、縦線で塗られた部分の画素の画像信号とがＡＦＥ部１２に出力される。そして、画像処理部１５において、図６において塗られていない画素の画像信号のみが選択される。そのため、第１実施形態と同様の、水平方向、垂直方向のそれぞれに１／３間引きされた画像データを生成することができる。
以上説明したように、第３実施形態によれば、所定の周期における複数の出力アンプの駆動時間が略同じで、かつ、出力アンプの駆動と非駆動とを切り換えるタイミングが異なる少なくとも２種類の制御信号を含む複数の制御信号のいずれかを、複数の出力アンプの各々に供給する。そして、画像処理部は、出力アンプに供給された制御信号に応じて、出力された電気信号から一部の電気信号を選択し、選択した電気信号から画像データを生成する。そのため、第２実施形態と同様に、一部の出力アンプのみが先に劣化することを防ぎ、複数の出力チャネル間にバラツキが発生するのを防ぐことができる。
【００４６】
＜第４実施形態＞
以下、図面を用いて本発明の第４実施形態について説明する。なお、第４実施形態は、第１実施形態の変形例であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
第４実施形態では、水平方向、垂直方向のそれぞれに１／２間引きを行う場合を例に挙げて説明する。１／４間引き、１／８間引きについても、この例を応用することができる。
ＣＰＵ１８は、垂直方向に関しては、２行連続して読み出した後、次の２行について読み飛ばしを行うことにより間引きを行う。一方、水平方向に関しては、ＣＰＵ１８は、図７に示すスタンバイパルスを、ＴＧ１３から出力アンプ２５ａ〜２５ｍに対して供給することにより間引きを行う。
図７は、第４実施形態において出力アンプ２５ａ〜２５ｍに対して供給されるスタンバイパルスの一例を示す。
第４実施形態では、Ｇ−１出力チャネル、Ｇ−３出力チャネル、Ｇ−５出力チャネル、ＲＢ−１出力チャネル、ＲＢ−３出力チャネル、ＲＢ−５出力チャネルの出力アンプのみを駆動させて画像信号を出力し、Ｇ−２出力チャネル、Ｇ−４出力チャネル、Ｇ−６出力チャネル、ＲＢ−２出力チャネル、ＲＢ−４出力チャネル、ＲＢ−６出力チャネルの出力アンプは常にスタンバイ状態とする。
【００４７】
図８は、このような読み出しにより得られる画像データの模式図である。図８において、斜線で塗られた部分の画素は、垂直方向の読み飛ばしにより画像信号が出力されない画素を示す。また、横線で塗られた部分の画素は、出力アンプがスタンバイ状態であるために画像信号が出力されない画素を示す。
【００４８】
上述したスタンバイパルスにより各出力アンプの駆動と非駆動とを切り換えることにより、図８において塗られていない画素の画像信号のみがＡＦＥ部１２に出力される。すなわち、水平方向、垂直方向のそれぞれに１／２間引きする際に必要な画素の画像信号のみがＡＦＥ部１２に出力される。そのため、ＡＦＥ部１２および画像処理部１５は、固体撮像素子１１から出力された画像信号から画像データを生成することにより、水平方向、垂直方向のそれぞれに１／２間引きされた画像データを生成することができる。
以上説明したように、第４実施形態によれば、１／２間引きを行う場合でも、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
なお、第４実施形態において、第２実施形態で説明した使用する出力チャネルの変更を行っても良い。すなわち、スタンバイパルスにより各出力アンプ駆動と非駆動とを切り換えることにより、上述した使用する出力チャネルの組み合わせと、スタンバイ状態とする出力チャネルの組み合わせとを適宜入れ換える構成としても良い。
【００４９】
また、上記各実施形態では、固体撮像素子１１の受光面のカラーフィルタはベイヤー配列に従って配列されている場合を例に挙げて説明したが、本発明はこの例に限定されない。
【００５０】
また、上記各実施形態では、画素選択回路２３ａ，２３ｂおよび水平走査回路２４ａ，２４ｂが、固体撮像素子１１の受光面の上側および下側にそれぞれ一組ずつ設けられている場合を例に挙げて説明したが、本発明はこの例に限定されない。例えば、全てを片側にまとめて設ける構成としても良い。
【００５１】
また、上記各実施形態では、固体撮像素子１１の外部にＴＧ１３を備える場合を例に挙げて説明したが、固体撮像素子１１の基板にＴＧ１３の構成を組み込み、ワンチップ化しても良い。
また、上記各実施形態で説明したスタンバイパルスは一例であり、本発明はこの例に限定されない。例えば、スタンバイパルスのＨｉｇｈ状態とＬｏｗ状態は逆であっても良い。また、上記各実施形態では、ＴＧ１３から１２のスタンバイパルス（ＳＴＢＹＧ−１からＳＴＢＹＧ−６、ＳＴＢＹＲＢ−１からＳＴＢＹＲＢ−６）が供給されても良いし、同様の形状のスタンバイパルスを共通化して配線本数を減らす構成としても良い。さらに、複数のスタンバイパルスをシリアル制御によって供給することにより、配線本数を減らす構成としても良い。
【００５２】
また、上記各実施形態では、１２の出力チャネルを持ち、１／２間引き、１／３間引きを実行する場合を例に挙げて説明したが、本発明はこの例に限定されない。例えば、１／ｎ間引きを行う際には、ｎに応じた数の出力チャネルを持てば、上記各実施形態を同様に適用することができる。
また、上記各実施形態では、構図確認を目的としたライブビュー画像の撮像時や、動画像の撮像時などに、撮像素子１１に対して間引き読み出しを行う際の処理を例に挙げて説明したが、電子カメラの低電力化時や、省電力時など、消費電力を低減する必要がある場合であれば、どのような場合にも有用である。
また、上記各実施形態において、間引きの度合いを適宜変更可能な構成としても良い。  例えば、１２の出力チャネルを持つ場合には、１／２間引き、１／３間引き、１／４間引き、１／６間引きが可能である。そのため、操作釦１７を介したユーザ操作や、ＣＰＵ１８の判断に応じて、ＴＧ１３、ＡＦＥ部１２、画像処理部１５の各部を制御することにより、間引きの度合いを適宜変更することができる。
また、上記各実施形態では、垂直走査回路および水平走査回路として、シフトレジスタを用いる構成を例示したが、本発明はこの例に限定されない。例えば、デコーダータイプを用いる構成としても良い。デコーダータイプを用いる場合には、ＸアドレスおよびＹアドレスを任意に指定できるようになる。そのため、間引き読み出しを行う場合は、読み出しを行う座標に応じて、使用する画素の出力チャネルに対応した出力アンプのみを駆動状態にすれば良い。
また、上記各実施形態では、１チャネル分の出力を１つの出力アンプで出力する構成を例示したが、本発明はこの例に限定されない。例えば、相関二重サンプリングのリセットレベル（ＶＲＳＴ）と、入射光に応じた信号レベル（ＶＳＩＧ＋ＶＲＳＴ）とを別々に出力し、固体撮像素子の外で減算処理（[信号レベル]−[リセットレベル]）を行う構成としても良い。この場合には、１チャネル当たり、２つの出力アンプと２つの出力端子となる。また、別の例として、完全差動出力（ＢＴＬ：バランスド・トランスファー・レス）としても良い。この場合も、１チャネル当たり、２つの出力アンプと２つの出力端子となる。いずれの場合も、１つのチャネル当たりの２つの出力アンプをペアにして、駆動と非駆動との切り換えを行う。
【符号の説明】
【００５３】
１１…固体撮像素子、１２…アナログフロントエンド（ＡＦＥ）部、１３…タイミングジェネレータ（ＴＧ）、１５…画像処理部、１８…ＣＰＵ
【図１】
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【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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