(57)【要約】【課題】低解像度の映像であっても、小さな被写体の映像が消えたり暗くなったりせず、且つ、信号を高速で読み出して高フレームレートを達成することができる撮像素子を提供する。【解決手段】撮像素子は、特定の範囲の画素からの信号を全画素読み出す全画素読み出し駆動を実行する第１の読み出しモードと、特定の範囲の画素のうち、あらかじめ決められた画素からの信号を読み出す第１の読み出し駆動、及び特定の範囲の画素のうち、あらかじめ決められた画素からの信号とその周囲画素のうちの出力が最大値（ｐｅａｋ）を示す画素からの信号とを読み出す第２の読み出し駆動を実行する第２の読み出しモードと、を有する。【選択図】図３
2010233012.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射した光量に対応する光信号を電荷に変換する光電変換素子を有する複数の画素が二次元状に配置された撮像素子において、
特定の範囲の画素からの信号の読み出し駆動を実行する第１の読み出しモードと、
前記特定の範囲の画素のうち予め決められた画素からの信号を読み出す第１の駆動と、前記特定の範囲の画素のうち予め決められた画素からの信号とその周囲画素のうちの出力が最大値を示す画素からの信号とを読み出す第２の駆動とを実行する第２の読み出しモードとを有することを特徴とする撮像素子。
【請求項２】
前記第１の駆動は、前記特定の範囲の画素のうち予め決められた列または行の画素からの信号を読み出すことを特徴とする請求項１に記載の撮像素子。
【請求項３】
前記第１の駆動は、前記特定の範囲の画素のうち予め決められた複数の列または複数の行の画素からの信号を加算して読み出すことを特徴とする請求項１に記載の撮像素子。
【請求項４】
予め決められた画素からの信号が入力されることで動作するソースフォロワアンプと、予め決められた前記画素の周囲画素からの信号が入力されることで動作するソースフォロワアンプとを有し、
前記第２の駆動は、前記複数のソースフォロワアンプの出力が共通に接続されるように動作させる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素子。
【請求項５】
入射した光量に対応する光信号を電荷に変換する光電変換素子を有する複数の画素が二次元状に配置された撮像素子と、該撮像素子の駆動を制御する制御手段を備える撮像装置であって、
前記撮像素子は、特定の範囲の画素からの信号の読み出し駆動を実行する第１の読み出しモードと、
前記特定の範囲の画素のうち予め決められた画素からの信号を読み出す第１の駆動と、前記特定の範囲の画素のうち予め決められた画素からの信号とそれに隣接する画素のうちの出力が最大値を示す画素からの信号とを読み出す第２の駆動とを実行する第２の読み出しモードと、を有し、
前記制御手段は、前記第２の読み出しモードにおいて、被写体の輝度が所定の輝度よりも暗い場合に、前記第２の駆動を実行するように前記撮像素子の駆動を制御することを特徴とする撮像装置。
【請求項６】
前記第１の駆動は、前記特定の範囲の画素のうち予め決められた列または行の画素からの信号を読み出すことを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記第１の駆動は、前記特定の範囲の画素のうち予め決められた複数の列または複数の行の画素からの信号を加算して読み出すことを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。
【請求項８】
予め決められた画素からの信号が入力されることで動作するソースフォロワアンプと、予め決められた前記画素の周囲画素からの信号が入力されることで動作するソースフォロワアンプとを有し、
前記第２の駆動は、前記複数のソースフォロワアンプの出力が共通に接続されるように動作させることを特徴とする請求項５〜７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、例えば、デジタルビデオカメラやデジタルスチルカメラ等の撮像装置に用いられる撮像素子、及び該撮像素子を備える撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタルビデオカメラやデジタルスチル等の撮像装置では、撮像素子としてＣＣＤやＣＭＯＳイメージセンサ等が使用されている。
【０００３】
近年では、撮像素子の多画素化が進み、映像信号の読み出しにかかる時間を短縮させることが大きな課題となっている。
【０００４】
読み出し時間を短縮させる方法として、撮像素子からの映像信号のうち、あらかじめ決められた画素からの信号を読み出す、すなわち、行または列単位で間引いて、あるいは撮像素子内で画素信号を加算して読み出すモードがある。このモードでは、映像信号を高速で読み出すことができ、高フレームレート、低解像度の動画やＥＶＦ（電子ビューファインダー）等実現する。
【０００５】
また、このモードと、撮像素子からの映像信号を全画素読み出しすることで、低フレームレートではあるが高解像度の静止画映像信号を出力し表示および記録するモードとを兼ね備え、それぞれのモードをシームレスに切り替え可能な技術も提案されている。
【０００６】
ところで、撮像素子からの映像信号のうち、あらかじめ決められた画素からの信号を読み出す、すなわち、行または列単位で間引いて、あるいは撮像素子内で画素信号を加算して読み出した画像を表示したとき、星等の小さな被写体が表示されない問題がある。
【０００７】
図７及び図８を参照して簡単に説明する。図７（ａ）は、画素を１８列×１８行のベイヤー配列した撮像素子上に被写体である星が受光されている状態を示す図である。このとき、点光源に近い星は、４，５，８，９，１２，１３列の画素にのみ存在している。
【０００８】
図７（ｂ）は、１８列×１８行の画素のうち、６列毎を１つの単位として列方向に２，３，８，９，１４，１５列の画素信号のみを選択して出力する、所謂間引き読み出し（行方向には全画素読み出す）の例を示す図である。図７（ｂ）においては、画素信号が読み出されない列は斜線で表示している。
【０００９】
図８（ａ）は、図７（ｂ）の状態で実際に読み出された後の映像信号を示しており、４，５，１２，１３列に存在していた星の映像信号が読み出されていないことが判る。
【００１０】
図８（ｂ）は、１８列×１８行の画素のうち、６列毎を１つの単位として列方向に同色の３画素を加算平均して出力する、所謂加算平均読み出しを行う例を示す図である。図７（ｂ）では、行方向には全画素読み出すものとする。
【００１１】
図８（ｃ）は、図８（ｂ）の状態で実際に読み出された後の映像信号を示す図であり、列方向に加算平均すると、信号の多い列と信号の少ない列との加算平均をするため星の映像信号レベルが低下し、暗い映像になることが判る。
【００１２】
しかし、図８（ａ）のように星が消えたり、図８（ｃ）のように映像が暗くなったりするのは、動画やＥＶＦ等を実現するために間引きや加算平均して信号を読み出す場合であり、全画素の信号を読み出した画像では、星が消えたり映像が暗くなることは無い。
【００１３】
つまり、低解像度の映像信号を出力するモードと高解像度の映像信号を出力するモードを兼ね備え、２つのモードをシームレスに切り替えた場合、低解像度時には星が見えないが、高解像度にすると星が見えるといった映像となってしまう。
【００１４】
ＦＡＸ等で高解像度画像を低解像度画像にリサイズする場合、点や細線が消滅してしまうのを防止する対策として、高解像度画像を所定のブロックに分割し、ブロック毎の値をブロック内の最大値や最小値で置き換える画像処理技術が提案されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特許第３６４７２１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかし、上記特許文献１では、高解像度の画像があることが前提となっているため、撮像装置に適用した場合、一度全画素の信号を取り込んで高解像度の映像信号を得た後、画像処理を行う必要があり、高フレームレートの映像信号を得ることができない。
【００１７】
そこで、本発明は、低解像度の映像であっても、小さな被写体の映像が消えたり暗くなったりせず、且つ、信号を高速で読み出して高フレームレートを達成することができる撮像素子及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】
【００１８】
上記目的を達成するために、本発明の撮像素子は、入射した光量に対応する光信号を電荷に変換する光電変換素子を有する複数の画素が二次元状に配置された撮像素子において、特定の範囲の画素からの信号の読み出し駆動を実行する第１の読み出しモードと、前記特定の範囲の画素のうち予め決められた画素からの信号を読み出す第１の駆動と、前記特定の範囲の画素のうち予め決められた画素からの信号とその周囲画素のうちの出力が最大値を示す画素からの信号とを読み出す第２の駆動とを実行する第２の読み出しモードとを有することを特徴とする。
【００１９】
本発明の撮像装置は、入射した光量に対応する光信号を電荷に変換する光電変換素子を有する複数の画素が二次元状に配置された撮像素子と、該撮像素子の駆動を制御する制御手段を備える撮像装置であって、前記撮像素子は、特定の範囲の画素からの信号の読み出し駆動を実行する第１の読み出しモードと、前記特定の範囲の画素のうち予め決められた画素からの信号を読み出す第１の駆動と、前記特定の範囲の画素のうち予め決められた画素からの信号とそれに隣接する画素のうちの出力が最大値を示す画素からの信号とを読み出す第２の駆動とを実行する第２の読み出しモードと、を有し、前記制御手段は、前記第２の読み出しモードにおいて、被写体の輝度が所定の輝度よりも暗い場合に、前記第２の駆動を実行するように前記撮像素子の駆動を制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、低解像度の画像であっても、小さな被写体の映像が消えたり暗くなったりせず、且つ、信号を高速で読み出して高フレームレートを達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施形態の一例であるＣＭＯＳ型の撮像素子の構成例を説明するための回路図である。
【図２】撮像素子における信号の読み出し回路を説明するための回路図である。
【図３】撮像素子における信号の読み出し駆動を説明するためのタイミングチャートである。
【図４】撮像素子において、図３（ｂ）に示す信号の読み出し駆動を行った場合の画像の一例を示す図である。
【図５】撮像素子を備える撮像装置の一例であるデジタルカメラを説明するためのブロック図である。
【図６】図５に示すデジタルカメラの動作例を説明するためのフローチャート図である。
【図７】（ａ）は画素を１８列×１８行のベイヤー配列した撮像素子上に被写体である星が受光されている状態を示す図、（ｂ）は間引き読み出しの例を示す図である。
【図８】（ａ）は図７（ｂ）の状態で実際に読み出された後の映像信号を示す図、（ｂ）は加算平均読み出しの例を示す図、（ｃ）は（ｂ）の状態で実際に読み出された後の映像信号を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
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。
【００２３】
図１は、本発明の実施形態の一例であるＣＭＯＳ型の撮像素子の構成例を説明するための回路図である。
【００２４】
本実施形態の撮像素子は、図１に示すように、画素１１を構成するＰＤ（フォトダイオード）１０１が、転送スイッチ（ｔｘ）１０２を介してソースフォロワアンプ（ｔｓｆ）１０４のゲートに接続されている。ソースフォロワアンプ（ｔｓｆ）１０４のゲート電位は、リセットスイッチ（ｔｒｅｓ）１０３により共通電源（ＶＤＤ）とショートされることで、固定電位にリセットされる。
【００２５】
ソースフォロワアンプ（ｔｓｆ）１０４のドレインは、共通電源（ＶＤＤ）に接続され、ソースは、行選択スイッチ（ｔｓｅｌ）１０５を介して同一列共通の定電流源２００に接続されることで、ソースフォロワアンプとして動作する。
【００２６】
ここで、行選択スイッチ（ｔｓｅｌ）１０５は、そのゲートに入力されるｐｓｅｌパルスにより駆動され、選択された行の転送スイッチ（ｔｘ）１０２及びリセットスイッチ（ｔｒｅｓ）１０３は、各ゲートに入力されるｐｔｘ，ｐｒｅｓパルスにより駆動される。各画素１１のソースフォロワ出力は、共通の垂直出力線を介して列回路２１の容量（ｃ０）２０１に入力される。
【００２７】
列回路２１のオペアンプ２０３は、帰還容量（ｃｆ）２０２と容量（ｃ０）２０１により反転増幅アンプを構成している。アナログスイッチ２０４は、ｐｃ０ｒパルスにより駆動され、オンすることで、容量（ｃ０）及び帰還容量（ｃｆ）のリセットおよび後段の保持容量（ｃｔｓ）２１０，（ｃｔｎ）２１１のリセットを行う。
【００２８】
オペアンプ２０３の出力は、共通電源（ＶＤＤ）、定電流源２０６が接続されて構成される列ソースフォロワアンプ（ｃｓｆ）２０５のゲートに入力される。ソースフォロワアンプ（ｃｓｆ）２０５の出力は、ｐｔｓ，ｐｔｎパルスで駆動されるアナログスイッチ２０８，２０９を介して夫々保持容量（ｃｔｓ）２１０、（ｃｔｎ）２１１に保持される。列ソースフォロワアンプ（ｃｓｆ）２０５は、Ｎ型ＭＯＳにより構成されており、その出力は、画素１１からの信号が大きいほど電位は上昇するようになっている。
【００２９】
１行分の画素信号が列毎に保持容量（ｃｔｓ）２１０，（ｃｔｎ）２１１に保持されると、不図示の水平転送回路によりｐｈ（ｎ）パルスが順次駆動される。これにより、アナログスイッチ２１４，２１５が開閉され、画素信号が後段の差動型読み出しアンプ２１６に入力されて外部に出力される。不図示の水平転送回路は、列間引き読み出しや列加算読み出しする場合は、ｐｈ（ｎ）パルスを間引くことで所定列の画素信号のみをアンプ２１６から読み出すことができるようになっている。
【００３０】
ここで、アナログスイッチ２０７は、隣接列の列ソースフォロワアンプのソースを接続するためのスイッチであり、ｐｅａｋパルスによって駆動される。このように、複数の列ソースフォロワアンプのソースを共通の電流源に接続することで、接続された列ソースフォロワアンプ出力のうち一番高い電位が保持容量（ｃｔｓ）２１０，（ｃｔｎ）２１１に保持されることになる。
【００３１】
また、アナログスイッチ２１２，２１３は、隣接列の保持容量を接続するスイッチであり、ｐａｄｄパルスにより駆動される。このアナログスイッチ２１２，２１３をオンした後にオフさせると、隣接列の保持容量に保持された電位との加算平均電位が保持容量（ｃｔｓ）２１０，（ｃｔｎ）２１１に保持されることになる。
【００３２】
なお、図１に示す構成例では、画素１１にもＮ型ＭＯＳによるソースフォロワアンプ１０４が設けられ、隣接列のソースフォロワアンプのソースを接続することで、接続されたソースフォロワアンプ出力のうち一番高い電位を出力させることができる。この場合、信号が一番小さい出力となる。
【００３３】
図２は、本実施形態の撮像素子における信号の読み出し回路を説明するための回路図である。
【００３４】
ここでは、入射した光量に対応する光信号を電荷に変換する光電変換素子を有する画素が二次元状にべイヤー配列された撮像素子において、撮像素子を構成する全画素のうち、特定の範囲として１８列×１８行の画素からの信号を読み出すものとする。
【００３５】
なお、図２では、読み出し回路は、上下に千鳥配置された列回路のうち、偶数列回路のみを示しており、奇数列回路は同図上部に同様に構成されているものとする。また、図１と同一部分には同一符号を付し、更に、偶数列と奇数列は別々の読み出し回路から読み出されるが、後段の処理回路（不図示）により信号の入れ替えを行うことで、撮像素子の配列と同じ配列にされるものとする。
【００３６】
また、図２においては、図１のアナログスイッチ２０４, アナログスイッチ２１２、２１３の図示を省略しているが、実際には存在するものとする。また、図２では、図１では省略した列ソースフォロワアンプの定電流源を切断するためのアナログスイッチ２２０を追加しており、アナログスイッチ２２０は、ｐｅａｋパルスをインバータ３０１で反転させた信号により駆動される。また、アナログスイッチ２１４，２１５を駆動するためのｐｈ（ｎ）パルスは、水平シフトレジスタ（ＨＳＲ）２３０により出力される。
【００３７】
水平シフトレジスタ（ＨＳＲ）２３０の動作は、ｍｏｄｅ信号が１８列×１８行の全画素読み出しを示す場合は、０→２→４→…列目への信号を出力する。また、ｍｏｄｅ信号が間引きあるいは加算平均読み出しをする場合は、２→８→１４→…列目への信号を出力する。０→２→４→…列目への信号を出力するか２→８→１４→…列目への信号を出力するかはあらかじめ決めておき、切り替えるものとする。
【００３８】
図３は、図１及び図２に示す撮像素子における信号の読み出し駆動を説明するためのタイミングチャートである。
【００３９】
図３（ａ）は、第１の読み出しモードとして、１８列×１８行の全画素信号を読み出しする場合、第２の読み出しモードとして、隣接同色画素の信号を列方向に１／３に間引いて、又は列方向に３画素の加算平均をして読み出す場合の駆動パターンを示している。
【００４０】
画素１１での信号蓄積が終了し信号の読み出しが開始されると、所望の行のｐｒｅｓパルスがローレベルになり、リセットスイッチ（ｔｒｅｓ）１０３がオフ状態になる。これにより、所望の行のソースフォロワアンプ（ｔｓｆ）１０４のゲート電位のリセットが解除される。その後、所望の行のｐｓｅｌパルスがローレベルからハイレベルになることで行選択スイッチ（ｔｓｅｌ）１０５をオンさせて、所望の行からの信号が垂直出力線に接続された状態になる。
【００４１】
この状態で、ｐｃ０ｒ，ｐｔｓ，ｐｔｎパルスが順次ローレベルからハイレベルになることで、アナログスイッチ２０４，２０８，２０９がオンして、容量（ｃ０）２０１，（ｃｆ）２０２，（ｃｔｓ）２１０，（ｃｔｎ）２１１が夫々リセットされる。
【００４２】
次に、ｐｔｓ，ｐｔｎ，ｐｃ０ｒパルスが順次ハイレベルからローレベルになることで、アナログスイッチ２０４，２０８，２０９がオフして、容量（ｃ０）２０１，（ｃｆ）２０２，（ｃｔｓ）２１０，（ｃｔｎ）２１１が夫々リセット解除される。その後、ｐｔｎパルスを再びハイレベルにすることで、アナログスイッチ２０９をオンさせ、ソースフォロワアンプ（ｔｓｆ）１０４のゲート電位をリセット解除した直後の電位を容量（ｃｔｎ）２１１に書き込む。
【００４３】
次に、ｐｔｎパルスをローレベルにすることで、アナログスイッチ２０９をオフさせ、ｐｔｓ，ｐｔｘパルスを順次ローレベルからハイレベルにする。これにより、アナログスイッチ２０８と所望の行の転送スイッチ（ｔｘ）１０２をオンさせ、ＰＤ１０１の信号を容量（ｃｔｓ）２１０に書き込む。その後、ｐｔｓ，ｐｔｘパルスを順次ハイレベルからローレベルにすることで、アナログスイッチ２０８と所望の行の転送スイッチ（ｔｘ）１０２をオフさせる。
【００４４】
この状態では、容量（ｃｔｎ）２１１には、ソースフォロワアンプ（ｔｓｆ）１０４のゲート電位をリセット解除した直後の電位が書き込まれる。また、容量（ｃｔｓ）２１０には、ソースフォロワアンプ（ｔｓｆ）１０４のゲート電位をリセット解除させた直後の電位とＰＤ１０１の信号を加算した電位が書き込まれる。そして、容量（ｃｔｓ）２１０と容量（ｃｔｎ）２１１に書き込まれた電位の差を取ることで、ソースフォロワアンプ（ｔｓｆ）１０４の閾値電圧のバラツキを除去した状態で画素からの信号を得ることが出来る。
【００４５】
その後、隣接同色画素信号を列方向に３画素の加算平均を行う場合は、ｐａｄｄパルスをローレベルから所定時間ハイレベルにした後、ローレベルにする。この動作で、アナログスイッチ２１２，２１３が所定時間オンされるので、各列毎の容量（ｃｔｎ）２１１，（ｃｔｓ）２１０に書き込まれた電位が加算平均される。
【００４６】
次に、所望の行のｐｓｅｌパルスがローレベルになることで、行選択スイッチ（ｔｓｅｌ）１０５がオフされて、垂直出力線への接続が切り離される。これにより、ｐｒｅｓパルスがハイレベルになり、リセットスイッチ（ｔｒｅｓ）１０３がオン状態になることで、所望の行のソースフォロワアンプ（ｔｓｆ）１０４のゲート電位が再びリセットされる。
【００４７】
その後、水平シフトレジスタ（ＨＳＲ）２３０が、１８列×１８行の全画素読み出し駆動か、間引きまたは加算平均した信号を読み出す第１の読み出し駆動かに応じて信号を出力することで、読み出しアンプ２１６から信号を読み出す。以上の動作を行毎に繰り返すことで、全行分の信号を読み出すことが出来る。ここで、第１の読み出し駆動が本発明の第１の駆動の一例に相当する。
【００４８】
このようにして読み出された画像は、１８列×１８行の全画素読み出す場合は図７（ａ）のようになる。また、隣接同色画素の信号を列方向に１／３に間引いて読み出す場合は図８（ａ）のようになり、隣接同色画素の信号を列方向に３画素の加算平均をして読み出す場合は、図８（ｃ）のようになる。
【００４９】
図３（ｂ）は、本実施形態の撮像素子において、隣接同色画素を列方向に間引いて、又は加算平均して読み出す場合でも、星等の小さな被写体が消えたり暗くなったりしない信号の第２の読み出し駆動を説明するためのタイミングチャートである。ここで、第２の読出し駆動が本発明の第２の駆動の一例に相当する。
【００５０】
図３（ａ）との違いは、アナログスイッチ２１２，２１３を駆動するｐａｄｄパルスはローレベルのままにする。そして、ｐｓｅｌパルスがハイレベルの期間にｐｅａｋパルスをハイレベルにしてアナログスイッチ２０７をオン、アナログスイッチ２２０をオフにする。
【００５１】
このようにすることで、隣接同色画素３列の列ソースフォロワアンプ（ｃｓｆ）２０５のソースが接続されるとともに共通の電流源に接続される。このため、接続された３列のソースフォロワアンプ（ｃｓｆ）２０５の出力のうち、一番高い電位が保持容量（ｃｔｓ）２１０，（ｃｔｎ）２１１に保持されることになる。
【００５２】
その後、水平シフトレジスタ（ＨＳＲ）２３０により２→８→１４→…列目への信号を出力することで、隣接同色画素信号のピーク出力を得ることが出来る。つまり、あらかじめ決められた２、８、１４…列目の画素の夫々の周囲画素（隣接同色画素）のうち、出力が最大値を示す画素からの信号を読み出すことになる。
【００５３】
図４は、図３（ｂ）のような信号の読み出し駆動を行った場合の画像の一例を示す図である。
【００５４】
図４（ａ）は、画素を１８列×１８行のベイヤー配列された撮像素子上に被写体である星が受光されている状態を示している。このとき、点光源に近い星は、４，５，８，９，１２，１３列にのみ存在しており、隣接同色画素信号の３列のピーク出力のみを出力した状態が図４（ｂ）である。
【００５５】
その後の信号処理で垂直方向も隣接同色画素信号の３行のピーク出力を出力させると、図４（ｃ）のような画像となる。
【００５６】
以上説明したように、本実施形態では、間引きや加算平均して信号を読み出す場合であっても、星等の小さな被写体の映像が消えたり暗くなったりせず、且つ、読み出し画素数が少ないため信号を高速で読み出して高フレームレートを達成することができる。
【００５７】
なお、本実施形態では、あらかじめ決められた列とその隣接同色画素の３画素うちの最大値を出力する画素から信号を読み出すようにしているが、隣接同色画素であれば３画素に限定されるものではなく、５画素、７画素、９画素などでもよい。
【００５８】
また、本実施形態では、水平方向の同色隣接画素間で最大値を示す信号を出力するようにしているが、回路構成上可能であれば、垂直方向の同色隣接画素間で同様に最大値を示す信号を出力するようにしても良い。
【００５９】
さらに、本実施形態では、特定の範囲の画素を１８列×１８行の画素としているが、本発明はこの範囲の画素数に限定されるものではなく、特定の範囲の画素を撮像素子上の全ての画素としても良い。
【００６０】
図５は、本実施形態の撮像素子を備える撮像装置の一例であるデジタルカメラを説明するためのブロック図である。
【００６１】
図５に示すデジタルカメラは、本実施形態の撮像素子８０１を備えており、撮像素子８０１は、ＣＣＤまたはＣＭＯＳセンサが使用される。ＡＦＥ（AnalogFrontEnd）８０２は、撮像素子８０１から出力された信号を増幅する増幅アンプやアナログ−デジタル変換するＡ／Ｄ変換器を含む。ＤＳＰ（DigitalSignalProseccer）８０３は、ＡＦＥ８０２からのデータに対して各種補正処理及び現像処理を行なう。また、ＤＳＰ８０３では、ＲＯＭ８０６、ＲＡＭ８０７等の各種メモリの制御、記録媒体８０８への映像データの書き込み処理が行なわれる。
【００６２】
タイミング発生回路８０４は、撮像素子８０１、ＡＦＥ８０２、ＤＳＰ８０３にクロック信号や制御信号を供給するＴＧ（TimingGenerator）であり、ＣＰＵ８０５により制御される。図３での各種駆動パルスは、タイミング発生回路８０４から撮像素子８０１に対して出力される。
【００６３】
ＣＰＵ８０５は、ＤＳＰ８０３、タイミング発生回路８０４、測光回路８１４、測距回路８１３等のデジタルカメラ全体の制御を司り、各種スイッチ８０９〜８１１が接続されて、それぞれの状態に応じた処理を実行する。
【００６４】
ＲＯＭ８０６は、デジタルカメラの制御プログラムや補正テーブルなどを記憶し、ＲＡＭ８０７は、ＤＳＰ８０３で処理される映像データや補正データを一時的に記憶する。記録媒体８０８は、不図示のコネクタを介してデジタルカメラに着脱自在に接続され、撮影された映像を保存する。
【００６５】
電源スイッチ８０９は、デジタルカメラを起動させるためのスイッチであり、シャッタースイッチ（ＳＷ１）８１０は、測光処理、測距処理、被写体映像をリアルタイムに外部に表示する所謂ＥＶＦ動作等の撮影準備動作開始を指示するためのスイッチである。シャッタースイッチ（ＳＷ２）８１１は、不図示のミラー及びシャッターを駆動し、撮像素子８０１から読み出した信号をＡＦＥ８０２、ＤＳＰ８０３を介して記録媒体８０８に書き込む一連の撮像動作の開始を指示するためのスイッチである。
【００６６】
モードダイヤルスイッチ８１２は、デジタルカメラの撮影モード（例えば連続撮影モード、単写モード、ストロボ発光モードなど）を指示するためのスイッチである。測距回路８１３は、被写体までの距離を測定するための回路であり、測光回路８１４は、被写体輝度を測定するための回路である。表示装置８１５は、撮影した映像を表示する。
【００６７】
図６は、図５に示すデジタルカメラの動作例を説明するためのフローチャート図である。図６での各処理は、デジタルカメラのＲＯＭ８０６等に記憶されたプログラムがＲＡＭ８０７にロードされて、ＣＰＵ８０５により実行される。
【００６８】
ステップ６０１では、ＣＰＵ８０５は、電源スイッチ８０９がＯＮかどうかを判定し、ＯＮであればステップ６０２に進む。
【００６９】
ステップＳ６０２では、ＣＰＵ８０５は、撮影準備動作を開始させるシャッタースイッチ（ＳＷ１）８１０がＯＮかどうかを判定し、ＯＮであればステップ６０３に進む。
【００７０】
ステップ６０３では、ＣＰＵ８０５は、測距回路８１３により被写体までの距離を測定するとともに、測光回路８１４で被写体の輝度を測定し、ステップＳ６０４に進む。
【００７１】
ステップＳ６０４では、ＣＰＵ８０５は、不図示のメカシャッタ開き、撮像素子８０１に光を入射させ、ステップＳ６０５に進む。
【００７２】
ステップＳ６０５では、ＣＰＵ８０５は、撮像素子８０１に所定時間電荷を蓄積させ、ステップＳ６０６に進む。
【００７３】
ステップＳ６０６では、ＣＰＵ８０５は、ステップ６０３で測光された被写体輝度（平均輝度、周囲輝度、画面平均輝度など）があらかじめ設定された輝度より暗いか否かを判断する。
【００７４】
そして、ＣＰＵ８０５は、ステップ６０３の測光された被写体輝度があらかじめ設定された輝度より暗い場合は、星等の小さな被写体を含む夜景撮影であると判断し、ステップ６０７に進む。一方、ＣＰＵ８０５は、ステップ６０３の測光された被写体輝度があらかじめ設定された輝度より明るい場合は、夜景以外の被写体の撮影であると判断し、ステップ６０８に進む。
【００７５】
ステップＳ６０７では、ＣＰＵ８０５は、撮像素子８０１に対して、図３（ｂ）で説明した隣接同色画素の３列のピーク出力の読み出し駆動となる駆動パルスを発生するようにタイミング発生回路８０４を制御する。
【００７６】
ステップ６０８では、ＣＰＵ８０５は、撮像素子８０１に対して、図３（ａ）で説明した隣接同色画素を列方向に１／３に間引いた、又は列方向に３画素の加算平均した信号の読み出し駆動となる駆動パルスを発生するようにタイミング発生回路８０４を制御する。
【００７７】
次に、ステップＳ６０９では、ＣＰＵ８０５は、ＡＦＥ８０２及びＤＳＰ８０３を介して表示装置８１５にステップＳ６０７又はステップＳ６０９で撮像素子８０１から読み出した映像信号を表示し、ステップＳ６１０に進む。
【００７８】
ステップＳ６１０では、ＣＰＵ８０５は、静止画撮影を開始させるためのシャッタースイッチ（ＳＷ２）８１１がＯＮされているか否かを判断する。
【００７９】
そして、ＣＰＵ８０５は、シャッタースイッチ（ＳＷ２）８１１がＯＦＦであれば、ステップ６０２へ戻り、次のフレームの処理に移る。つまり、ステップ６０２〜ステップ６１０までの処理で、撮影と表示を連続的に行う所謂ＥＶＦ動作を行っている。一方、ＣＰＵ８０５は、シャッタースイッチ（ＳＷ２）８１１がＯＮであれば、ステップＳ６１１に進む。
【００８０】
ステップＳ６１１では、ＣＰＵ８０５は、ステップ６０３で得られた測光、測距情報を基に静止画として最適な露出やピント位置で撮像素子８０１の電荷の蓄積を行い、ステップＳ６１２に進む。
【００８１】
ステップＳ６１２では、ＣＰＵ８０５は、不図示のメカシャッタを閉じ、ステップＳ６１３に進む。
【００８２】
ステップＳ６１３では、ＣＰＵ８０５は、撮像素子８０１に対して、図３（ａ）で説明した特定範囲の全画素読み出し駆動を行う駆動パルスを発生するようにタイミング発生回路８０４を制御し、ステップＳ６１４に進む。
【００８３】
ステップＳ６１４では、ＣＰＵ８０５は、ステップＳ６１３で撮像素子８０１から読み出した静止画映像信号をＡＦＥ８０２及びＤＳＰ８０３を介して表示装置８１５に表示し、ステップＳ６１５に進む。
【００８４】
ステップＳ６１５では、ＣＰＵ８０５は、ステップＳ６１３で撮像素子８０１から読み出した静止画映像信号をＡＦＥ８０２及びＤＳＰ８０３を介して記録媒体８０８に記録し、処理を終了する。
【００８５】
以上説明したように、本実施形態の撮像素子８０１を備えるデジタルカメラは、ＥＶＦ動作中であっても、星等の小さな被写体の映像が消えたり暗くなったりせず、且つ読み出し画素数が少ないため信号を高速で読み出して高フレームレートを達成することができる。
【００８６】
なお、ステップ６０６及びステップＳ６０７では、ステップ６０３で測光された被写体輝度（平均輝度、周囲輝度、画面平均輝度など）があらかじめ設定された輝度より暗い場合にのみ隣接同色画素の３列のピーク出力を読み出すようにしている。
【００８７】
また、ステップ６０６では、ステップ６０３で測光された被写体輝度があらかじめ設定された輝度より暗いか否かを判定することで、星等の小さい被写体を含む夜景撮影かどうかを判断しているが、これに限定されない。例えば、画面内で点光源（数画素範囲にしか強い光がない）が含まれている否かを判定したり、画面内に数画素範囲の飽和画素が複数個あるか否かを判定することで、星等の小さい被写体を含む夜景撮影かどうかを判断するようにしても良い。
【００８８】
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。
【００８９】
また、本発明の目的は、以下の処理を実行することによっても達成される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体を、システム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出す処理である。
【００９０】
この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施の形態の機能を実現することになり、そのプログラムコード及び該プログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。
【００９１】
また、プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、次のものを用いることができる。例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ等である。または、プログラムコードをネットワークを介してダウンロードしてもよい。
【００９２】
また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、上記実施の形態の機能が実現される場合も本発明に含まれる。加えて、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳ（オペレーティングシステム）等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれる。
【００９３】
更に、前述した実施形態の機能が以下の処理によって実現される場合も本発明に含まれる。即ち、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれる。その後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵ等が実際の処理の一部または全部を行う場合である。
【符号の説明】
【００９４】
１１    画素
２１    列回路
２０５  列ソースフォロワアンプ
２０４  アナログスイッチ
２０７〜２０９  アナログスイッチ
２１２〜２１５  アナログスイッチ
８０１  撮像素子
８０２  ＡＦＥ
８０３  ＤＳＰ
８０４  タイミング発生回路
８０５  ＣＰＵ
８０６  ＲＯＭ
８０７  ＲＡＭ
８０８  記録媒体
８０９，８１０，８１１  スイッチ
８１２  モードダイヤルスイッチ
８１３  測距回路
８１４  測光回路
８１５  表示装置
【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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