(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像素子上に配置された複数の画素を複数のグループに区分し、それぞれのグループに属する画素から、前記区分したグループ単位で静止画用信号を読み出し、さらに、前記区分したグループ単位に静止画用信号を読み出す期間の合間に、それぞれのグループに属する画素から、前記区分したグループ単位で動画用信号を読み出す信号読出部と、
前記画素から前記静止画用信号および前記動画用信号を読み出すために、前記画素内に設けられた複数の電荷蓄積部を制御する読出画素制御部と、
を備えることを特徴とする読出制御装置。
【請求項２】
前記信号読出部は、
前記区分したグループに属する画素を同時露光して得られた信号を前記静止画用信号として読み出し、
前記区分したグループに属する画素を順次露光して得られた信号を前記動画用信号として読み出す、
ことを特徴とする請求項１に記載の読出制御装置。
【請求項３】
前記読出画素制御部は、
前記区分した複数のグループのそれぞれに属する画素からの前記静止画用信号の読み出しが完了した場合に、前記複数の前記電荷蓄積部のうち、前記静止画用信号を読み出す際に使用していない未使用の電荷蓄積部から前記動画用信号を読み出す、
ことを特徴とする請求項１に記載の読出制御装置。
【請求項４】
前記読出画素制御部は、
遅くとも、次の前記静止画用信号の読み出しを開始するタイミングの前、あるいは静止画用信号を得るための露光期間を開始するタイミングの前までに、前記未使用の電荷蓄積部から前記動画用信号を読み出す、
ことを特徴とする請求項３に記載の読出制御装置。
【請求項５】
前記静止画用信号は、
静止画用のリセット信号と静止画用のビデオ信号とを含むものであり、
前記読出画素制御部は、
前記区分した複数のグループのそれぞれに属する画素からの前記静止画用のリセット信号の読み出しが完了した場合に、前記未使用の電荷蓄積部から前記動画用信号を読み出す、
ことを特徴とする請求項３に記載の読出制御装置。
【請求項６】
前記読出画素制御部は、
前記区分した複数のグループのそれぞれに属する画素からの前記静止画用信号の読み出しが完了していない場合には、前記複数の前記電荷蓄積部において同一の電荷蓄積部から、前記静止画用信号および前記動画用信号を読み出し、
前記静止画用信号の読み出しが完了した後に前記動画用信号を読み出す場合は、前記同一の電荷蓄積部と異なる前記電荷蓄積部を、前記未使用の電荷蓄積部として前記動画用信号を読み出す、
ことを特徴とする請求項３に記載の読出制御装置。
【請求項７】
前記読出画素制御部は、
前記区分した複数のグループのそれぞれに属する画素からの前記静止画用信号の読み出しが完了していない場合には、前記複数の電荷蓄積部のうち、いずれか一つの電荷蓄積部から前記静止画用信号を読み出し、前記静止画用信号を読み出していない他の電荷蓄積部から前記動画用信号を読み出し、
前記静止画用信号の読み出しが完了した後に前記動画用信号を読み出す場合は、前記他の電荷蓄積部を、前記未使用の電荷蓄積部として前記動画用信号を読み出す、
ことを特徴とする請求項３に記載の読出制御装置。
【請求項８】
前記読出画素制御部は、
前記区分した複数のグループのそれぞれに属する画素からの前記静止画用信号の読み出しが完了した場合、最後に前記静止画用信号を読み出したグループに属する画素内に設けられた前記未使用の電荷蓄積部から前記動画用信号を読み出す、
ことを特徴とする請求項３に記載の読出制御装置。
【請求項９】
前記読出画素制御部は、
前記画素内に設けられた前記複数の電荷蓄積部において前記静止画用信号の読み出しを行う電荷蓄積部を固定する、
ことを特徴とする請求項１に記載の読出制御装置。
【請求項１０】
前記読出画素制御部は、
前記複数の電荷蓄積部のそれぞれが有するノイズ特性に基づいて、前記複数の電荷蓄積部の中から、前記静止画用信号の読み出しに用いる電荷蓄積部を選択する、
ことを特徴とする請求項９に記載の読出制御装置。
【請求項１１】
前記読出画素制御部は、
前記画素内に設けられた前記複数の電荷蓄積部のうち、前記静止画用信号の読み出しに用いる電荷蓄積部と、前記動画用信号の読み出しに用いる電荷蓄積部とを選択的に切り替える、
ことを特徴とする請求項１に記載の読出制御装置。
【請求項１２】
前記静止画用信号は、
静止画用のリセット信号を含むものであり、
前記読出画素制御部は、
前記リセット信号を蓄積している電荷蓄積部を制御する経路と異なる経路で、前記複数の電荷蓄積部のうち、前記リセット信号を蓄積している電荷蓄積部以外の電荷蓄積部に貯められている信号電荷をリセットする、
ことを特徴とする請求項１に記載の読出制御装置。
【請求項１３】
撮像素子上に配置された複数の画素を複数のグループに区分し、それぞれのグループに属する画素から、前記区分したグループ単位で静止画用信号を読み出し、さらに、前記区分したグループ単位に静止画用信号を読み出す期間の合間に、それぞれのグループに属する画素から、前記区分したグループ単位で動画用信号を読み出す信号読出部と、
前記画素から前記静止画用信号および前記動画用信号を読み出すために、前記画素内に設けられた複数の電荷蓄積部を制御する読出画素制御部と、
前記撮像素子上に配置された各画素内に設けられた複数の電荷蓄積部のそれぞれについて、前記静止画用信号の読み出しに用いる電荷蓄積部であるか、前記動画用信号の読み出しに用いる電荷蓄積部であるか、を決定する読み出し先決定部と、
を備え、
前記信号読出部は、
前記読み出し先決定部によって決定された前記静止画用信号の読み出しに用いる電荷蓄積部から前記静止画用信号を読み出し、前記動画用信号の読み出しに用いる電荷蓄積部から前記動画用信号を読み出す、
ことを特徴とする読出制御装置。
【請求項１４】
撮像素子上に配置された複数の画素を複数のグループに区分し、それぞれのグループに属する画素から、前記区分したグループ単位で静止画用信号を読み出し、さらに、前記区分したグループ単位に静止画用信号を読み出す期間の合間に、それぞれのグループに属する画素から、前記区分したグループ単位で動画用信号を読み出す信号読出ステップと、
前記画素から前記静止画用信号および前記動画用信号を読み出すために、前記画素内に設けられた複数の電荷蓄積部を制御する読出画素制御ステップと、
を含むことを特徴とする読出制御方法。
【請求項１５】
撮像素子上に配置された複数の画素を複数のグループに区分し、それぞれのグループに属する画素から、前記区分したグループ単位で静止画用信号を読み出し、さらに、前記区分したグループ単位に静止画用信号を読み出す期間の合間に、それぞれのグループに属する画素から、前記区分したグループ単位で動画用信号を読み出す信号読出ステップと、
前記画素から前記静止画用信号および前記動画用信号を読み出すために、前記画素内に設けられた複数の電荷蓄積部を制御する読出画素制御ステップと、
をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
【請求項１６】
入射光量に応じた信号電荷を発生させる光電変換部と、前記光電変換部が発生した前記信号電荷を蓄積する複数の電荷蓄積部と、を具備した画素を２次元状に複数配列した画素部と、
前記画素部の全ての画素の露光開始タイミングと露光期間とを同一とするグローバルシャッタ動作を行うとともに、前記画素部に配置された複数の画素を複数のグループに区分し、それぞれのグループに属する画素から、前記区分したグループ単位で静止画用信号を読み出し、さらに、前記区分したグループ単位に静止画用信号を読み出す期間の合間に、それぞれのグループに属する画素から、前記区分したグループ単位で動画用信号を読み出す信号読出部と、
前記画素から前記静止画用信号および前記動画用信号を読み出すために、前記画素内に設けられた前記複数の電荷蓄積部を制御する読出画素制御部と、
を備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項１７】
前記静止画用信号を読み出す際に使用していない未使用の電荷蓄積部から前記動画用信号の読み出し、該読み出した動画用信号に基づいて、前記静止画用信号および前記動画用信号を読み出す際に必要な情報を取得する情報取得部、
をさらに備える、
ことを特徴とする請求項１６に記載の撮像装置。
【請求項１８】
前記読み出した動画用信号に基づいて前記静止画用信号を読み出す際に必要な情報の取得を行う場合、必要な情報を取得するための動画用信号として読み出す対象の画素の数を、他の前記動画用信号として読み出す対象の画素の数よりも減らす、
ことを特徴とする請求項１７に記載の撮像装置。
【請求項１９】
入射光量に応じた信号電荷を発生させる光電変換部と、前記光電変換部が発生した前記信号電荷を蓄積する複数の電荷蓄積部と、前記複数の電荷蓄積部にそれぞれ対応し、前記信号電荷を転送する複数の転送部と、前記電荷蓄積部に蓄積された前記信号電荷を増幅して画素信号として出力信号線に出力する増幅部と、前記電荷蓄積部に貯められた信号電荷をリセットするリセット部と、を具備した画素を２次元状に複数配列した画素部と、
前記画素部の全ての画素の露光開始タイミングと露光期間とを同一とするグローバルシャッタ動作を行うとともに、前記画素部に配置された複数の画素を複数のグループに区分し、それぞれのグループに属する画素から、前記区分したグループ単位で静止画用信号を読み出し、さらに、前記区分したグループ単位に静止画用信号を読み出す期間の合間に、それぞれのグループに属する画素から、前記区分したグループ単位で動画用信号を読み出す信号読出部と、
前記画素から前記静止画用信号および前記動画用信号を読み出すために、前記画素内に設けられた前記複数の電荷蓄積部を制御する読出画素制御部と、
を備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項２０】
入射光量に応じた信号電荷を発生させる光電変換部と、前記光電変換部が発生した前記信号電荷を蓄積する複数の電荷蓄積部と、前記複数の電荷蓄積部にそれぞれ対応し、前記信号電荷を転送する複数の転送部と、前記電荷蓄積部に蓄積された前記信号電荷を増幅して画素信号として出力信号線に出力する増幅部と、前記電荷蓄積部に貯められた信号電荷をリセットするリセット部と、を具備した画素を２次元状に複数配列した画素部と、
前記画素部の全ての画素の露光開始タイミングと露光期間とを同一とするグローバルシャッタ動作を行うとともに、前記画素部に配置された複数の画素を複数のグループに区分し、それぞれのグループに属する画素から、前記区分したグループ単位で静止画用信号を読み出し、さらに、前記区分したグループ単位に静止画用信号を読み出す期間の合間に、それぞれのグループに属する画素から、前記区分したグループ単位で動画用信号を読み出す信号読出部と、
前記画素から前記静止画用信号および前記動画用信号を読み出すために、前記画素内に設けられた前記複数の電荷蓄積部を制御する読出画素制御部と、
を備えることを特徴とする固体撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、読出制御装置、読出制御方法、撮像装置、固体撮像装置およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、固体撮像素子としてＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ：相補型金属酸化膜半導体）型撮像素子（以下、「ＭＯＳ型撮像素子」という）が注目され、実用化されている。
このＭＯＳ型撮像素子は、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ：電荷結合素子）型撮像素子と異なり、単一電源で駆動することが可能である。また、ＣＣＤ型撮像素子では、専用の製造プロセスを必要とするのに対し、ＭＯＳ型撮像素子は、他のＬＳＩと同じ製造プロセスを用いて製造することができることからＳＯＣ（Ｓｙｓｔｅｍ  Ｏｎ  Ｃｈｉｐ）への対応が容易であり、固体撮像装置の多機能化を可能としている。
また、ＭＯＳ型撮像素子は、各画素に増幅回路を備えることによって画素内で信号電荷を増幅しているため、信号の伝達経路からのノイズの影響が少ない構成になっている。さらに、各画素の信号電荷を選択して取り出す（選択方式）ことが可能であり、原理上、信号の蓄積時間や読み出し順序を画素毎に自由に制御することができるという特徴がある。
【０００３】
また、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、内視鏡などの撮像装置に搭載されているＣＭＯＳなどのＭＯＳ型撮像素子は、撮像面に２次元状に配列された多数の画素の信号電荷を、順次読み出すようになっている。しかし、この場合、各画素の露光開始時刻および露光終了時刻が、画素毎（あるいはライン毎）に異なってしまう。そこで、全ての画素の露光開始時刻を同一にし、かつ全ての画素の露光終了時刻を同一にする、いわゆる、グローバルシャッタによる露光制御が可能となるように構成されたＭＯＳ型撮像素子が考案されている。このグローバルシャッタによる露光制御が可能なＭＯＳ型撮像素子は、それぞれの画素に、露光量に応じた信号電荷を発生させるフォトダイオードなどの光電変換部を備えるとともに、光電変換部で発生した信号電荷を一時的に蓄積する電荷蓄積部を備えた構成となっている。また、それぞれの画素には、さらに、信号電荷の転送やリセットを行う際のスイッチとして機能するトランジスタなどを備えている。
【０００４】
このようなＭＯＳ型撮像素子（以下、「撮像素子」という）の画素の構成の一例を、図１１に示す。図１１は、従来の撮像素子における単位画素の概略構成を示した回路図である。従来の撮像素子では、図１１に示すように、１画素（以下、「単位画素」という）内に５つのトランジスタが設けられた構成が挙げられる。図１１に示した従来の単位画素は、フォトダイオードＰＤ、電荷蓄積部ＦＤ、ＦＤリセットトランジスタＭ１、転送トランジスタＭ２、増幅トランジスタＭ３、選択トランジスタＭ４、ＰＤリセットトランジスタＭ５から構成される。この図１１に示したような構成の単位画素によって構成される撮像素子では、各単位画素内の電荷蓄積部ＦＤを画素内メモリとして利用することによって、グローバルシャッタによる露光制御が可能である。
【０００５】
このような単位画素の構成の撮像素子を、例えば、デジタルカメラに搭載した場合において、各単位画素で発生した固定パターンノイズ、リセットノイズや熱ノイズなどのＫＴＣノイズ（リセットノイズ）を抑圧するため、例えば、特許文献１のような技術が開示されている。特許文献１では、以下のような手順（シーケンス）で撮像素子を駆動させることによって、リセットノイズを抑圧している。
（手順１）：電荷蓄積部ＦＤをトランジスタＭ１によってリセットし、リセットデータを撮像素子のライン毎に順次走査して読み出して、記憶しておく。
（手順２）：全ての画素のフォトダイオードＰＤを一括してリセットし、所定の露光時間が経過した後に、フォトダイオードＰＤで発生した信号電荷（画素データ）を一括して電荷蓄積部ＦＤへ転送する。
（手順３）：電荷蓄積部ＦＤに転送された画素データを、ライン毎に順次走査して読み出し、手順１において記憶しておいたリセットデータを減算する。
このリセットデータを減算した画素データが、ＫＴＣノイズ（リセットノイズ）を抑圧した画素データである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−６５１８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
近年の撮像装置においては、撮影する被写体を確認するために、例えば、撮像装置の表示部に動画を表示する、いわゆる、ライブビューの機能が実現されている。しかしながら、上述したようなシーケンスで撮像装置に搭載した撮像素子を駆動した場合には、静止画像を得るための一連の撮影動作中に、ライブビュー（画像表示）の表示を更新することができない。このため、撮像素子から静止画用の画像信号を取得している期間は、ライブビューの表示に同じ画像が続けて表示される状態（フリーズ）や、あるいは、黒表示の状態（ブラックアウト）となって画像が表示されないという問題がある。
【０００８】
特に、上述したシーケンスにおいては、静止画像の露光前のリセットデータを全ての画素から読み出す動作と、露光後の画素データを全ての画素から読み出す動作と、の両方の動作が必要であるため、１回の静止画像の撮影動作に要する期間が長くなる。また、近年の撮像素子は、画素数が増加しているため、全ての画素から信号を読み出す動作に要する時間が、さらに長くなる傾向にある。このため、ライブビュー用の画像を取得することができない期間も、さらに長くなるということが、より重要な課題になりつつある。
【０００９】
本発明は、上記の課題認識に基づいてなされたものであり、静止画像を得るための撮影動作中にライブビュー画像が更新されない時間を短縮することができる読出制御装置、読出制御方法、撮像装置、固体撮像装置およびプログラムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するため、本発明のある態様に係る読出制御装置は、撮像素子上に配置された複数の画素を複数のグループに区分し、それぞれのグループに属する画素から、前記区分したグループ単位で静止画用信号を読み出し、さらに、前記区分したグループ単位に静止画用信号を読み出す期間の合間に、それぞれのグループに属する画素から、前記区分したグループ単位で動画用信号を読み出す信号読出部と、前記画素から前記静止画用信号および前記動画用信号を読み出すために、前記画素内に設けられた複数の電荷蓄積部を制御する読出画素制御部と、を備える。
【００１１】
また、本発明のある態様に係る読出制御装置は、撮像素子上に配置された複数の画素を複数のグループに区分し、それぞれのグループに属する画素から、前記区分したグループ単位で静止画用信号を読み出し、さらに、前記区分したグループ単位に静止画用信号を読み出す期間の合間に、それぞれのグループに属する画素から、前記区分したグループ単位で動画用信号を読み出す信号読出部と、前記画素から前記静止画用信号および前記動画用信号を読み出すために、前記画素内に設けられた複数の電荷蓄積部を制御する読出画素制御部と、前記撮像素子上に配置された各画素内に設けられた複数の電荷蓄積部のそれぞれについて、前記静止画用信号の読み出しに用いる電荷蓄積部であるか、前記動画用信号の読み出しに用いる電荷蓄積部であるか、を決定する読み出し先決定部と、を備え、前記信号読出部は、前記読み出し先決定部によって決定された前記静止画用信号の読み出しに用いる電荷蓄積部から前記静止画用信号を読み出し、前記動画用信号の読み出しに用いる電荷蓄積部から前記動画用信号を読み出す。
【００１２】
また、本発明のある態様に係る読出制御方法は、撮像素子上に配置された複数の画素を複数のグループに区分し、それぞれのグループに属する画素から、前記区分したグループ単位で静止画用信号を読み出し、さらに、前記区分したグループ単位に静止画用信号を読み出す期間の合間に、それぞれのグループに属する画素から、前記区分したグループ単位で動画用信号を読み出す信号読出ステップと、前記画素から前記静止画用信号および前記動画用信号を読み出すために、前記画素内に設けられた複数の電荷蓄積部を制御する読出画素制御ステップと、を含む。
【００１３】
また、本発明のある態様に係るプログラムは、撮像素子上に配置された複数の画素を複数のグループに区分し、それぞれのグループに属する画素から、前記区分したグループ単位で静止画用信号を読み出し、さらに、前記区分したグループ単位に静止画用信号を読み出す期間の合間に、それぞれのグループに属する画素から、前記区分したグループ単位で動画用信号を読み出す信号読出ステップと、前記画素から前記静止画用信号および前記動画用信号を読み出すために、前記画素内に設けられた複数の電荷蓄積部を制御する読出画素制御ステップと、をコンピュータに実行させる。
【００１４】
また、本発明のある態様に係る撮像装置は、入射光量に応じた信号電荷を発生させる光電変換部と、前記光電変換部が発生した前記信号電荷を蓄積する複数の電荷蓄積部と、を具備した画素を２次元状に複数配列した画素部と、前記画素部の全ての画素の露光開始タイミングと露光期間とを同一とするグローバルシャッタ動作を行うとともに、前記画素部に配置された複数の画素を複数のグループに区分し、それぞれのグループに属する画素から、前記区分したグループ単位で静止画用信号を読み出し、さらに、前記区分したグループ単位に静止画用信号を読み出す期間の合間に、それぞれのグループに属する画素から、前記区分したグループ単位で動画用信号を読み出す信号読出部と、前記画素から前記静止画用信号および前記動画用信号を読み出すために、前記画素内に設けられた前記複数の電荷蓄積部を制御する読出画素制御部と、を備える。
【００１５】
また、本発明のある態様に係る撮像装置は、入射光量に応じた信号電荷を発生させる光電変換部と、前記光電変換部が発生した前記信号電荷を蓄積する複数の電荷蓄積部と、前記複数の電荷蓄積部にそれぞれ対応し、前記信号電荷を転送する複数の転送部と、前記電荷蓄積部に蓄積された前記信号電荷を増幅して画素信号として出力信号線に出力する増幅部と、前記電荷蓄積部に貯められた信号電荷をリセットするリセット部と、を具備した画素を２次元状に複数配列した画素部と、前記画素部の全ての画素の露光開始タイミングと露光期間とを同一とするグローバルシャッタ動作を行うとともに、前記画素部に配置された複数の画素を複数のグループに区分し、それぞれのグループに属する画素から、前記区分したグループ単位で静止画用信号を読み出し、さらに、前記区分したグループ単位に静止画用信号を読み出す期間の合間に、それぞれのグループに属する画素から、前記区分したグループ単位で動画用信号を読み出す信号読出部と、前記画素から前記静止画用信号および前記動画用信号を読み出すために、前記画素内に設けられた前記複数の電荷蓄積部を制御する読出画素制御部と、を備える。
【００１６】
また、本発明のある態様に係る固体撮像装置は、入射光量に応じた信号電荷を発生させる光電変換部と、前記光電変換部が発生した前記信号電荷を蓄積する複数の電荷蓄積部と、前記複数の電荷蓄積部にそれぞれ対応し、前記信号電荷を転送する複数の転送部と、前記電荷蓄積部に蓄積された前記信号電荷を増幅して画素信号として出力信号線に出力する増幅部と、前記電荷蓄積部に貯められた信号電荷をリセットするリセット部と、を具備した画素を２次元状に複数配列した画素部と、前記画素部の全ての画素の露光開始タイミングと露光期間とを同一とするグローバルシャッタ動作を行うとともに、前記画素部に配置された複数の画素を複数のグループに区分し、それぞれのグループに属する画素から、前記区分したグループ単位で静止画用信号を読み出し、さらに、前記区分したグループ単位に静止画用信号を読み出す期間の合間に、それぞれのグループに属する画素から、前記区分したグループ単位で動画用信号を読み出す信号読出部と、前記画素から前記静止画用信号および前記動画用信号を読み出すために、前記画素内に設けられた前記複数の電荷蓄積部を制御する読出画素制御部と、を備える。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態によるデジタルカメラの概略構成を示したブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施形態によるイメージセンサの概略構成を示したブロック図である。
【図３】本第１の実施形態のイメージセンサにおける単位画素の概略構成を示した回路図である。
【図４】本第１の実施形態のイメージセンサにおける各駆動のタイミングを示したタイミングチャートである。
【図５】本第１の実施形態のイメージセンサを搭載したデジタルカメラにおける第１の画像読み出しタイミングを示したタイミングチャートである。
【図６】本第１の実施形態のイメージセンサを搭載したデジタルカメラにおける第２の画像読み出しタイミングを示したタイミングチャートである。
【図７】本第１の実施形態のイメージセンサを搭載したデジタルカメラにおける第３の画像読み出しタイミングを示したタイミングチャートである。
【図８】本発明の第２の実施形態によるイメージセンサの概略構成を示したブロック図である。
【図９】本第２の実施形態のイメージセンサにおける単位画素の概略構成を示した回路図である。
【図１０】本第２の実施形態のイメージセンサにおける各駆動のタイミングを示したタイミングチャートである。
【図１１】従来の撮像素子における単位画素の概略構成を示した回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の説明は、例示のために特定の詳細な内容が含まれている。しかし、当業者であれば、以下に説明する詳細な内容に様々な変更を加えた場合であっても、本発明の範囲を超えないことは理解できるであろう。従って、以下に説明する本発明の例示的な実施形態は、権利を請求された発明に対して、一般性を失わせることなく、また、何ら限定をすることもなく、述べられたものである。
【００１９】
図１は、本実施形態によるデジタルカメラ（例えば、一眼レフデジタルカメラ）の概略構成を示したブロック図である。ここに示した各構成要素は、ハードウェア的には、コンピュータのＣＰＵやメモリをはじめとする素子で実現することができ、ソフトウェア的にはコンピュータプログラムなどによって実現されるものであるが、ここでは、これらの連携によって実現される機能ブロックとして示している。従って、これらの機能ブロックは、ハードウェア、ソフトウェアの組合せによって、様々な形式で実現できるということは、当業者には理解できるであろう。
【００２０】
図１に示したデジタルカメラ１は、レンズユニット部２、イメージセンサ３、発光装置４、メモリ５、記録装置６、表示装置７、画像信号処理装置８、レンズ制御装置９、イメージセンサ制御装置１０、発光制御装置１１、カメラ制御装置１２から構成される。なお図１に示したデジタルカメラ１は、イメージセンサ３を遮光するためのメカニカルシャッタを搭載せず、全画素同時に露光するグローバル露光を行うデジタルカメラである。
【００２１】
レンズユニット部２は、レンズ制御装置９によってズーム、フォーカス、絞りなどが駆動制御され、被写体像をイメージセンサ３に結像させる。
イメージセンサ３は、イメージセンサ制御装置１０によって駆動、制御され、レンズユニット部２を介してデジタルカメラ１内に入射した被写体光を画像信号に変換するＭＯＳ型撮像素子である。なお、このイメージセンサ３に関する詳細な説明は、後述する。
発光装置４は、発光制御装置１１によって制御され、発光することによって被写体に光を照射するストロボやフラッシュなどの装置である。
【００２２】
画像信号処理装置８はイメージセンサ３から出力された画像信号に対して、信号の増幅、画像データへの変換および各種の補正、画像データの圧縮などの処理を行う。また、画像信号処理装置８は、デジタルカメラ１が撮影する被写体を確認するためのライブビュー画像の映像情報に基づいて、デジタルカメラ１が静止画像や動画（ライブビューも含む）を撮影する際の自動焦点（オートフォーカス：ＡＦ）や自動露光制御（ＡＥ）など、撮影条件を設定するための様々な処理を行う。この撮影条件の設定は、画像信号処理装置８内に備えた撮影条件検出部８１がライブビュー画像の映像情報から検出した検出情報に基づいて行われる。例えば、撮影条件検出部８１が、ライブビュー画像の映像情報に含まれる被写体の明るさを表す輝度情報（あるいは輝度相当情報）などに基づいて、被写体に対する合焦位置（ＡＦ検出情報）や取得した画像の明るさ（ＡＥ検出情報）などを検出する。そして、画像信号処理装置８は、撮影条件検出部８１が検出した検出情報に基づいて、ＡＦやＡＥなどの撮影条件を設定する。なお、画像信号処理装置８は、各処理における画像データの一時記憶手段としてメモリ５を利用する。
【００２３】
記録装置６は、半導体メモリなどの着脱可能な記録媒体であり、画像データの記録または読み出しを行う。
表示装置７は、イメージセンサ３に結像され、画像信号処理装置８によって処理された画像データ、または記録装置６から読み出された画像データに基づく画像を表示する液晶などの表示装置である。
【００２４】
カメラ制御装置１２は、デジタルカメラ１の全体の制御を行う制御装置である。また、カメラ制御装置１２は、イメージセンサ制御装置１０と発光制御装置１１とを制御することによって、イメージセンサ３と、発光装置４とを協調制御する。
【００２５】
＜第１の実施形態＞
次に、本実施形態のイメージセンサについて説明する。図２は、本第１の実施形態によるイメージセンサ３の概略構成を示したブロック図である。図２において、イメージセンサ３は、イメージセンサ制御信号発生回路３１、垂直走査回路３２、水平読み出し回路３３、画素アレイ部３４、単位画素３５、垂直信号線３６から構成される。なお、図２に示したイメージセンサ３では、複数の単位画素３５が、２７行２７列に二次元的に配置された画素アレイ部３４の例を示している。このイメージセンサ３の構成によって、後述する読み出しタイミングでの動作を行う。
【００２６】
なお、図２に示したイメージセンサ３において、各符号の後に表す“（）：括弧”内の数字および記号は、イメージセンサ３内に配置されている単位画素３５に対応した行番号と列番号とを表す。そして、“（）：括弧”内の最初の数字は行番号、最後の数字は列番号を示す。例えば、２行３列目の単位画素３５は、単位画素３５（２，３）と表す。また、行番号または列番号のいずれか一方のみ、すなわち、同一の行番号または列番号を表す場合には、同一の行番号または列番号を数字で表し、同一ではない行番号または列番号を“＊：アスタリスク”で表す。例えば、３列目の垂直信号線３６は、垂直信号線３６（＊３）と表す。また、行番号および列番号の両方を特定しない場合は、各符号の後の“（）：括弧”を表記しない。
【００２７】
イメージセンサ制御信号発生回路３１は、垂直走査回路３２および水平読み出し回路３３を制御する。垂直走査回路３２は、画素アレイ部３４内のそれぞれの単位画素３５を制御し、各単位画素３５の画素信号を垂直信号線３６に出力させる。垂直走査回路３２は、制御信号線（第一画素リセット線３７、第一画素転送線３８、第一画素選択線３９、第二画素リセット線４０、第二画素転送線４１、および第二画素選択線４２）に、単位画素３５を制御するための制御信号を、画素アレイ部３４に配置された単位画素３５の行毎に出力する。
【００２８】
水平読み出し回路３３は、垂直信号線３６に出力された画素信号を順次読み出す。このイメージセンサ制御信号発生回路３１、垂直走査回路３２、および水平読み出し回路３３による制御によって、イメージセンサ３は、入射した被写体光の画像信号を出力する。
【００２９】
図３は、本第１の実施形態のイメージセンサ３における単位画素３５の概略構成を示した回路図である。単位画素３５は、入射した光を電気信号に変換し、垂直信号線３６に出力する回路である。単位画素３５は、それぞれ、フォトダイオードＰＤを備え、さらに、第一の電荷蓄積部ＦＤ１、第一のリセットトランジスタＭ１１、第一の転送トランジスタＭ２１、第一の増幅トランジスタＭ３１、第一の選択トランジスタＭ４１から構成される第一画素メモリ部３５１、および第二の電荷蓄積部ＦＤ２、第二のリセットトランジスタＭ１２、第二の転送トランジスタＭ２２、第二の増幅トランジスタＭ３２、第二の選択トランジスタＭ４２から構成される第二画素メモリ部３５２から構成される。
【００３０】
第一の電荷蓄積部ＦＤ１は、第一の増幅トランジスタＭ３１のゲート端子に接続されたノードに付随する容量であり、図３に示した単位画素３５の概略構成においては、キャパシタの記号で示す。また、同様に、第二の電荷蓄積部ＦＤ２は、第二の増幅トランジスタＭ３２のゲート端子に接続されたノードに付随する容量であり、図３に示した単位画素３５の概略構成においては、キャパシタの記号で示す。
【００３１】
図３に示した単位画素３５の概略構成を、図１１に示した従来例の単位画素と比較すると、メモリ部（第一画素メモリ部３５１または第二画素メモリ部３５２）が１つ増加し、ＰＤを直接リセットするためのＰＤリセットトランジスタＭ５が削除された構成である。
【００３２】
フォトダイオードＰＤは、入射した光を光電変換して信号電荷を発生する光電変換部である。電荷蓄積部ＦＤ１、ＦＤ２は、信号電荷を蓄積する。転送トランジスタＭ２１、Ｍ２２は、垂直走査回路３２から入力された転送パルスΦＴＸ１、ΦＴＸ２に基づいて、フォトダイオードＰＤで発生した信号電荷を、増幅トランジスタＭ３１、Ｍ３２のゲート端子に接続された電荷蓄積部ＦＤ１、ＦＤ２に転送する。転送トランジスタＭ２１、Ｍ２２によって転送された信号電荷は、電荷蓄積部ＦＤ１、ＦＤ２に蓄積される。増幅トランジスタＭ３１、Ｍ３２は、電荷蓄積部ＦＤ１、ＦＤ２に蓄積された信号電荷に応じた電圧を出力する。リセットトランジスタＭ１１、Ｍ１２は、垂直走査回路３２から入力されるリセットパルスΦＲＳ１、ΦＲＳ２に基づいて、電荷蓄積部ＦＤ１、ＦＤ２を電源電圧Ｖｄｄにリセットする。選択トランジスタＭ４１、Ｍ４２は、垂直走査回路３２から入力されたセレクトパルスΦＳＥ１、ΦＳＥ２に基づいて、増幅トランジスタＭ３１、Ｍ３２が出力した電圧を、単位画素３５の出力として垂直信号線３６に出力する。
【００３３】
次に、本第１の実施形態のイメージセンサの駆動タイミングについて説明する。図４は、本第１の実施形態のイメージセンサ３における各駆動のタイミングを示したタイミングチャートである。なお、図４に示したタイミングチャートは、図２に示したイメージセンサ３の構成において、２行分の単位画素３５が連続で処理されているタイミングを示している。実際の動作においては、イメージセンサ３の、例えば、画素数や、間引き読み出しにおける間引き率などのパラメータによって、連続で処理される単位画素３５の行や、単位画素３５の行の間引き数などが変化する。
【００３４】
図４に示した（ａ）〜（ｊ）のタイミングは、それぞれ、以下の駆動タイミングを示している。以下の駆動タイミングは、イメージセンサ３内の垂直走査回路３２から出力される制御信号線によって制御される。なお、以下の説明においては、リセットされた単位画素３５から出力される画素信号をリセット信号といい、入射した被写体光に応じた映像情報を含む画素信号をビデオ信号という。
（ａ）：第一画素メモリ部３５１によるリセット信号電圧の読み出しタイミング。
（ｂ）：第二画素メモリ部３５２によるリセット信号電圧の読み出しタイミング。
（ｃ）：第一画素メモリ部３５１による一括リセットタイミング。
（ｄ）：第二画素メモリ部３５２による一括リセットタイミング。
（ｅ）：第一画素メモリ部３５１による一括転送タイミング。
（ｆ）：第二画素メモリ部３５２による一括転送タイミング。
（ｇ）：第一画素メモリ部３５１によるビデオ信号電圧の読み出しタイミング。
（ｈ）：第二画素メモリ部３５２によるビデオ信号電圧の読み出しタイミング。
（ｉ）：第一画素メモリ部３５１によるライブビュー信号の読み出しタイミング。
（ｊ）：第二画素メモリ部３５２によるライブビュー信号の読み出しタイミング。
【００３５】
ここで、上述の駆動タイミングにおける詳細な駆動方法について説明する。図４（ａ）および（ｂ）に示したリセット信号電圧の読み出しタイミングは、静止画像を得るための一連の撮影動作において、静止画像の露光前に各画素メモリ部に固有のリセット信号電圧を読み出す駆動タイミングである。リセット信号電圧の読み出しタイミングでは、まず、リセットパルスΦＲＳ１（１＊）（またはリセットパルスΦＲＳ２（１＊））を“Ｈｉｇｈ”レベルにして、画素アレイ部３４内の１行目の単位画素３５のリセットトランジスタＭ１１（またはリセットトランジスタＭ１２）をＯＮ状態とする。これにより、画素アレイ部３４内の１行目の単位画素３５の電荷蓄積部ＦＤ１（または電荷蓄積部ＦＤ２）がＶｄｄにリセットされる。その後、リセットパルスΦＲＳ１（１＊）（またはリセットパルスΦＲＳ２（１＊））を“Ｌｏｗ”レベルにして、電荷蓄積部ＦＤ１（または電荷蓄積部ＦＤ２）のリセット信号電圧が安定した後、セレクトパルスΦＳＥ１（１＊）（またはセレクトパルスΦＳＥ２（１＊））が“Ｈｉｇｈ”レベルの間に垂直信号線３６に出力されたリセット信号電圧を、水平読み出し回路３３がサンプリングする。そして、水平読み出し回路３３がサンプリングした１行目の各単位画素３５のリセット信号電圧を、画素アレイ部３４の列毎に順次読み出す。続いて、同様に、リセットパルスΦＲＳ１（２＊）（またはリセットパルスΦＲＳ２（２＊））を制御して、セレクトパルスΦＳＥ１（２＊）（またはセレクトパルスΦＳＥ２（２＊））が“Ｈｉｇｈ”レベルの間に垂直信号線３６に出力された、画素アレイ部３４内の２行目の各単位画素３５のリセット信号電圧を、水平読み出し回路３３がサンプリングする。そして、同様に、水平読み出し回路３３がサンプリングした２行目の各単位画素３５のリセット信号電圧を、画素アレイ部３４の列毎に順次読み出す。このように、リセット信号電圧の読み出しタイミングの駆動を、画素アレイ部３４の各行毎に行うことによって、全ての単位画素３５のリセット信号電圧を読み出すことができる。なお、読み出したリセット信号電圧は、例えば、メモリ５に保持しておく。
【００３６】
図４（ｃ）および（ｄ）に示した一括リセットタイミングは、静止画像を得るための一連の撮影動作において、静止画像の露光前にフォトダイオードＰＤと電荷蓄積部ＦＤ１（または電荷蓄積部ＦＤ２）とを一括してリセットする駆動タイミングであり、グローバル露光を開始するタイミングである。この一括リセットタイミングによるフォトダイオードＰＤと電荷蓄積部ＦＤ１（または電荷蓄積部ＦＤ２）とがリセットされた後に、静止画像を得るためのグローバル露光が開始される。一括リセットタイミングでは、まず、全ての行同時のタイミングでリセットパルスΦＲＳ１および転送パルスΦＴＸ１（またはリセットパルスΦＲＳ２および転送パルスΦＴＸ２）を“Ｈｉｇｈ”レベルにして、画素アレイ部３４内の全ての単位画素３５のリセットトランジスタＭ１１および転送トランジスタＭ２１を同時にＯＮ状態とする。これにより、画素アレイ部３４内の全ての単位画素３５の電荷蓄積部ＦＤ１（または電荷蓄積部ＦＤ２）およびフォトダイオードＰＤが同時にＶｄｄにリセットされる。なお、一括リセットタイミングにおいて、一括してリセットを行う画素メモリ部は、図４（ａ）および（ｂ）に示したリセット信号電圧の読み出しタイミングにおいてリセット信号電圧を読み出して保持した画素メモリ部と異なる画素メモリ部を使用する。これにより、図４（ａ）および（ｂ）に示したリセット信号電圧の読み出しタイミングにおいてリセット信号電圧が安定した電荷蓄積部ＦＤ１（または電荷蓄積部ＦＤ２）のリセット信号電圧を破壊することなく、フォトダイオードＰＤをリセットすることができる。
【００３７】
図４（ｅ）および（ｆ）に示した一括転送タイミングは、静止画像を得るための一連の撮影動作において、フォトダイオードＰＤが発生した信号電荷を電荷蓄積部ＦＤ１（または電荷蓄積部ＦＤ２）に一括して転送する駆動タイミングであり、グローバル露光を終了するタイミングである。一括転送タイミングでは、まず、全ての行同時のタイミングで転送パルスΦＴＸ１（または転送パルスΦＴＸ２）を“Ｈｉｇｈ”レベルにして、画素アレイ部３４内の全ての単位画素３５の転送トランジスタＭ２１を同時にＯＮ状態とする。これにより、グローバル露光の期間において画素アレイ部３４内の全ての単位画素３５のフォトダイオードＰＤが発生した信号電荷が、同時に電荷蓄積部ＦＤ１（または電荷蓄積部ＦＤ２）に転送される。なお、一括転送タイミングにおいて、一括して転送を行う画素メモリ部は、図４（ａ）および（ｂ）に示したリセット信号電圧の読み出しタイミングにおいてリセット信号電圧を読み出して保持した画素メモリ部と同じ画素メモリ部を使用する。これにより、例えば、画像信号処理装置８において、すでに保持しているリセット信号電圧と後に読み出すビデオ信号電圧との差分処理を行うことによって、各単位画素３５のリセットノイズを軽減させることができる。
【００３８】
図４（ｇ）および（ｈ）に示したビデオ信号電圧の読み出しタイミングは、静止画像を得るための一連の撮影動作において、静止画像の露光後に各画素メモリ部に一括して転送したビデオ信号電圧を読み出す駆動タイミングである。ビデオ信号電圧の読み出しタイミングでは、まず、セレクトパルスΦＳＥ１（１＊）（またはセレクトパルスΦＳＥ２（１＊））を“Ｈｉｇｈ”レベルにして、画素アレイ部３４内の１行目の単位画素３５の選択トランジスタＭ４１（または選択トランジスタＭ４２）をＯＮ状態とする。これにより、１行目の単位画素３５の電荷蓄積部ＦＤ１（または電荷蓄積部ＦＤ２）に転送された信号電荷に応じたビデオ信号電圧が垂直信号線３６に出力され、水平読み出し回路３３が、ビデオ信号電圧をサンプリングする。そして、水平読み出し回路３３がサンプリングした１行目の各単位画素３５のビデオ信号電圧を、画素アレイ部３４の列毎に順次読み出す。続いて、同様に、セレクトパルスΦＳＥ１（２＊）（またはセレクトパルスΦＳＥ２（２＊））を制御して、セレクトパルスΦＳＥ１（２＊）（またはセレクトパルスΦＳＥ２（２＊））が“Ｈｉｇｈ”レベルの間に垂直信号線３６に出力された、画素アレイ部３４内の２行目の各単位画素３５のビデオ信号電圧を、水平読み出し回路３３がサンプリングする。そして、同様に、水平読み出し回路３３がサンプリングした２行目の各単位画素３５のビデオ信号電圧を、画素アレイ部３４の列毎に順次読み出す。このように、ビデオ信号電圧の読み出しタイミングの駆動を、画素アレイ部３４の各行毎に行うことによって、全ての単位画素３５のビデオ信号電圧を読み出すことができる。なお、読み出したビデオ信号電圧は、例えば、画像信号処理装置８によって、すでに保持しているリセット信号電圧が減算される。このリセット信号電圧が減算されたビデオ信号電圧が、デジタルカメラ１内の各構成要素によって処理され、例えば、記録装置６に記録される。
【００３９】
図４（ｉ）および（ｊ）に示したライブビュー信号の読み出しタイミングは、静止画像を得るための一連の撮影動作中に、ライブビュー信号を読み出す駆動タイミングである。本第１の実施形態のイメージセンサ３を搭載したデジタルカメラ１においては、通常のローリングシャッタ制御によってライブビュー画像を取得する。従って、図４（ｉ）および（ｊ）に示したライブビュー信号の読み出しタイミングは、静止画像を得るための撮影動作を開始する前、または静止画像を得るための撮影動作が終了した後のライブビュー信号の読み出しタイミングと同様である。ライブビュー信号の読み出しタイミングでは、まず、セレクトパルスΦＳＥ１（１＊）（またはセレクトパルスΦＳＥ２（１＊））が“Ｈｉｇｈ”レベルのときに、リセットパルスΦＲＳ１（１＊）（またはリセットパルスΦＲＳ２（１＊））を“Ｈｉｇｈ”レベルにして、画素アレイ部３４の１行目のリセット信号電圧をサンプリングする。そして、リセットパルスΦＲＳ１（１＊）（またはリセットパルスΦＲＳ２（１＊））を“Ｌｏｗ”レベルにして、ライブビュー画像の露光を行い、ライブビューの露光期間を終了するときに、転送パルスΦＴＸ１（１＊）（または転送パルスΦＴＸ２（１＊））を“Ｈｉｇｈ”レベルにして、ライブビューの露光によって得られた画素アレイ部３４の１行目のビデオ信号電圧をサンプリングする。このようにサンプリングされた画素アレイ部３４の１行目の各単位画素３５のリセット信号電圧とビデオ信号電圧とは、水平読み出し回路３３によってＣＤＳ処理され、画素アレイ部３４の列毎に順次読み出される。続いて、同様に、セレクトパルスΦＳＥ１（２＊）（またはセレクトパルスΦＳＥ２（２＊））が“Ｈｉｇｈ”レベルのときに、リセットパルスΦＲＳ１（２＊）（またはリセットパルスΦＲＳ２（２＊））および転送パルスΦＴＸ１（２＊）（または転送パルスΦＴＸ２（２＊））を制御して、画素アレイ部３４の２行目の各単位画素３５のリセット信号電圧とビデオ信号電圧とをサンプリングする。そして、同様に、水平読み出し回路３３によってＣＤＳ処理され、画素アレイ部３４の列毎に順次読み出す。このように、ライブビュー信号の読み出しタイミングの駆動を、画素アレイ部３４の各行毎に行うことによって、全ての単位画素３５のライブビュー信号を読み出すことができる。
【００４０】
＜第１の画像読み出しタイミング＞
次に、本第１の実施形態のイメージセンサを搭載したデジタルカメラにおいて、静止画像を得るための一連の撮影動作中に、ライブビュー画像を得るための撮影動作について説明する。図５は、本第１の実施形態のイメージセンサ３を搭載したデジタルカメラ１における第１の画像読み出しタイミングを示したタイミングチャートである。図５に示した第１の画像読み出しタイミングは、画素アレイ部３４内に配置された単位画素３５を行毎に３つのフィールドに分割して、静止画像を取得するタイミングの例を示している。そして、デジタルカメラ１がグローバルシャッタ制御によって静止画像を得るための一連の撮影動作中に、ライブビュー画像を取得している。なお、静止画像を取得するそれぞれのフィールドは、例えば、図２に示した２７行に単位画素３５を配置した画素アレイ部３４の場合、１＋３×（ｎ−１）行目の単位画素３５をフィールド１、２＋３×（ｎ−１）行目の単位画素３５をフィールド２、３＋３×（ｎ−１）行目の単位画素３５をフィールド３（ただし、ｎは整数で、１≦ｎ≦９）とする。
【００４１】
なお、図５のタイミングチャートに示した「ΦＲｅｌｅａｓｅ」は、例えば、デジタルカメラ１のレリーズボタンが押下されたことにより、静止画像を取得するタイミングを示すレリーズパルスを表している。また、「ΦＡＲＳ２」は、図４（ｄ）に示した第二画素メモリ部３５２による一括リセットタイミングを示す一括リセットパルス、「ΦＡＴＸ１」は、図４（ｅ）に示した第一画素メモリ部３５１による一括転送タイミングを示す一括転送パルスをそれぞれ表している。また、「ΦＶＤ」は、イメージセンサ３からリセット信号、ビデオ信号およびライブビュー信号の読み出し開始タイミングを示す垂直同期パルスを表している。
【００４２】
また、垂直同期パルスの下部に示した斜線は、イメージセンサ３からリセット信号、ビデオ信号およびライブビュー信号を順次読み出している動作の様子を模式的に表したものであり、図５に示した（ａ）〜（ｐ）の動作は、それぞれ、以下の読み出し動作を表している。なお、イメージセンサ３からの各信号読み出しは、垂直同期パルスΦＶＤが“Ｈｉｇｈ”レベルの期間中に行われる。
（ａ）：第一画素メモリ部３５１または第二画素メモリ部３５２によるライブビュー信号の読み出し動作。
（ｂ）：第一画素メモリ部３５１または第二画素メモリ部３５２によるライブビュー信号の読み出し動作。
（ｃ）：第一画素メモリ部３５１によるフィールド１のリセット信号電圧の読み出し動作。
（ｄ）：第一画素メモリ部３５１によるライブビュー信号の読み出し動作（フィールド３の一部を使用）。
（ｅ）：第一画素メモリ部３５１によるフィールド２のリセット信号電圧の読み出し動作。
（ｆ）：第一画素メモリ部３５１によるライブビュー信号の読み出し動作（フィールド３の一部を使用）。
（ｇ）：第一画素メモリ部３５１によるフィールド３のリセット信号電圧の読み出し動作。
（ｈ）：第二画素メモリ部３５２によるライブビュー信号の読み出し動作。
（ｉ）：静止画用露光時間（グローバル露光）
（ｊ）：第一画素メモリ部３５１によるフィールド１のビデオ信号電圧の読み出し動作。
（ｋ）：第一画素メモリ部３５１によるライブビュー画像の読み出し動作（フィールド１の一部を使用）。
（ｌ）：第一画素メモリ部３５１によるフィールド２のビデオ信号電圧の読み出し動作。
（ｍ）：第一画素メモリ部３５１によるライブビュー信号の読み出し動作（フィールド１の一部を使用）。
（ｎ）：第一画素メモリ部３５１によるフィールド３のビデオ信号電圧の読み出し動作。
（ｏ）：第一画素メモリ部３５１によるライブビュー信号の読み出し動作（フィールド１の一部を使用）。
（ｐ）：第一画素メモリ部３５１または第二画素メモリ部３５２によるライブビュー信号の読み出し動作。
【００４３】
ここで、本第１の画像読み出しタイミングにおける動作について詳細について説明する。図５（ａ）および（ｂ）に示したライブビュー信号の読み出し動作では、図４（ｉ）または（ｊ）で示したライブビュー信号の読み出しタイミングで、ローリングシャッタ制御によってライブビュー信号を順次読み出し、表示装置７にライブビュー画像を表示させる。この図５（ａ）および（ｂ）のライブビュー信号の読み出し動作は、静止画像の取得を開始するまで継続して行われる。
【００４４】
時刻ｔ１のとき、レリーズボタンが押下されたことによって、レリーズパルスΦＲｅｌｅａｓｅが“Ｈｉｇｈ”レベルになり、静止画撮影開始の命令が発せられると、静止画像を得るための撮影動作に移行する。図５（ｃ）に示した第一画素メモリ部３５１によるフィールド１のリセット信号電圧の読み出し動作では、図４（ａ）で示した第一画素メモリ部３５１によるリセット信号電圧の読み出しタイミングで、画素アレイ部３４のフィールド１にあたる行の単位画素３５の第一画素メモリ部３５１からリセット信号電圧を順次読み出す。そして、読み出したフィールド１のリセット信号電圧を、メモリ５に保持する。
【００４５】
続いて、図５（ｄ）に示した第一画素メモリ部３５１によるライブビュー信号の読み出し動作では、図４（ｉ）で示したライブビュー信号の読み出しタイミングで、ローリングシャッタ制御によってライブビュー信号を順次読み出し、表示装置７にライブビュー画像を表示させる。ただし、図５（ｄ）の動作においては、リセット信号電圧の読み出しが完了しているフィールド１の第一画素メモリ部３５１は使用することができないため、リセット信号電圧の読み出しが完了していないフィールド３の一部の第一画素メモリ部３５１を使用する。これは、図５（ｄ）の動作において、図５（ｃ）の動作によってリセット信号電圧の読み出しが完了しているフィールド１の第一画素メモリ部３５１を使用してライブビュー信号を取得すると、すでに取得しているリセット信号電圧の電圧レベルを破壊してしまうためである。
【００４６】
続いて、図５（ｅ）に示した第一画素メモリ部３５１によるフィールド２のリセット信号電圧の読み出し動作では、図４（ａ）で示した第一画素メモリ部３５１によるリセット信号電圧の読み出しタイミングで、画素アレイ部３４のフィールド２にあたる行の単位画素３５の第一画素メモリ部３５１からリセット信号電圧を順次読み出す。そして、読み出したフィールド２のリセット信号電圧を、メモリ５に保持する。
【００４７】
続いて、図５（ｆ）に示した第一画素メモリ部３５１によるライブビュー信号の読み出し動作では、図４（ｉ）で示したライブビュー信号の読み出しタイミングで、ローリングシャッタ制御によってライブビュー信号を順次読み出し、表示装置７にライブビュー画像を表示させる。ただし、図５（ｆ）の動作においては、リセット信号電圧の読み出しが完了しているフィールド１およびフィールド２の第一画素メモリ部３５１は使用することができないため、リセット信号電圧の読み出しが完了していないフィールド３の一部の第一画素メモリ部３５１を使用する。これは、図５（ｄ）の動作と同様の理由である。
【００４８】
続いて、図５（ｇ）に示した第一画素メモリ部３５１によるフィールド３のリセット信号電圧の読み出し動作では、図４（ａ）で示した第一画素メモリ部３５１によるリセット信号電圧の読み出しタイミングで、画素アレイ部３４のフィールド３にあたる行の単位画素３５の第一画素メモリ部３５１からリセット信号電圧を順次読み出す。そして、読み出したフィールド３のリセット信号電圧を、メモリ５に保持する。
【００４９】
続いて、図５（ｈ）に示した第二画素メモリ部３５２によるライブビュー信号の読み出し動作では、図４（ｊ）で示したライブビュー信号の読み出しタイミングで、ローリングシャッタ制御によってライブビュー信号を順次読み出し、表示装置７にライブビュー画像を表示させる。図５（ｈ）の動作において、第二画素メモリ部３５２を使用する理由は、図５（ｄ）、（ｆ）の動作と同様に、リセット信号電圧の読み出しが完了しているフィールド１、フィールド２、およびフィールド３の第一画素メモリ部３５１は、ライブビュー信号の読み出しに使用することができないためである。そこで、図５（ｈ）の動作においては、リセット信号電圧の保持に関係していない第二画素メモリ部３５２を使用してライブビュー信号の読み出しを行う。このようにすることによって、全てのフィールドの第一画素メモリ部３５１が使用できない状態であっても、ライブビュー信号を読み出し、表示装置７にライブビュー画像を表示させることができる。
【００５０】
このように、画素アレイ部３４内に配置された全ての単位画素３５からリセット信号電圧を読み出してメモリ５に保持した後、時刻ｔ２のときに、静止画像を得るためのグローバル露光の動作に移行する。図５（ｉ）に示した静止画用露光時間（グローバル露光）の動作では、まず、図４（ｄ）に示した第二画素メモリ部３５２による一括リセットタイミングで、一括リセットパルスΦＡＲＳ２を“Ｈｉｇｈ”レベルとする。これにより、第二画素メモリ部３５２を介して全ての単位画素３５のフォトダイオードＰＤの電荷がリセットされる。そして、一括リセットパルスΦＡＲＳ２を“Ｌｏｗ”レベルとすることにより、静止画像を得るためのグローバル露光が開始される。そして、任意に設定した露光時間が経過した時刻ｔ３のときに、図４（ｅ）に示した第一画素メモリ部３５１による一括転送タイミングで、一括転送パルスΦＡＴＸ１を“Ｈｉｇｈ”レベルとする。これにより、フォトダイオードＰＤで発生したビデオ信号電圧（信号電荷）が一括で電荷蓄積部ＦＤ１へ転送される。その後、ビデオ信号電圧の読み出し動作に移行する。
【００５１】
図５（ｊ）に示した第一画素メモリ部３５１によるフィールド１のビデオ信号電圧の読み出し動作では、図４（ｇ）で示した第一画素メモリ部３５１によるビデオ信号電圧の読み出しタイミングで、画素アレイ部３４のフィールド１にあたる行の単位画素３５の第一画素メモリ部３５１からビデオ信号電圧を順次読み出す。そして、読み出したフィールド１のビデオ信号電圧を、メモリ５に保持する。
【００５２】
続いて、図５（ｋ）に示した第一画素メモリ部３５２によるライブビュー画像の読み出し動作では、図４（ｉ）で示したライブビュー信号の読み出しタイミングで、ローリングシャッタ制御によってライブビュー信号を順次読み出し、表示装置７にライブビュー画像を表示させる。ただし、図５（ｋ）の動作においては、ビデオ信号電圧の読み出しが完了していないフィールド２およびフィールド３の第一画素メモリ部３５１は使用することができないため、ビデオ信号電圧の読み出しが完了しているフィールド１の一部の第一画素メモリ部３５１を使用する。これは、図５（ｋ）の動作において、図５（ｊ）の動作によってビデオ信号電圧の読み出しが完了していないフィールド２またはフィールド３の第一画素メモリ部３５１を使用してライブビュー信号を取得すると、保持しているビデオ信号電圧の電圧レベルを破壊してしまうためである。なお、図５（ｋ）の動作において、ビデオ信号電圧の保持に関係していない第二画素メモリ部３５２を使用してライブビュー信号の読み出しを行うこともできる。このようにすることによって、フィールド２およびフィールド３の第一画素メモリ部３５１が使用できない状態であっても、ライブビュー信号を読み出し、表示装置７にライブビュー画像を表示させることができる。
【００５３】
続いて、図５（ｌ）に示した第一画素メモリ部３５１によるフィールド２のビデオ信号電圧の読み出し動作では、図４（ｇ）で示した第一画素メモリ部３５１によるビデオ信号電圧の読み出しタイミングで、画素アレイ部３４のフィールド２にあたる行の単位画素３５の第一画素メモリ部３５１からビデオ信号電圧を順次読み出す。そして、読み出したフィールド２のビデオ信号電圧を、メモリ５に保持する。
【００５４】
続いて、図５（ｍ）に示した第一画素メモリ部３５１によるライブビュー信号の読み出し動作では、図４（ｉ）で示したライブビュー信号の読み出しタイミングで、ローリングシャッタ制御によってライブビュー信号を順次読み出し、表示装置７にライブビュー画像を表示させる。ただし、図５（ｍ）の動作においては、ビデオ信号電圧の読み出しが完了していないフィールド３の第一画素メモリ部３５１は使用することができないため、ビデオ信号電圧の読み出しが完了しているフィールド１の一部の第一画素メモリ部３５１を使用する。これは、図５（ｋ）の動作と同様の理由である。
【００５５】
続いて、図５（ｎ）に示した第一画素メモリ部３５１によるフィールド３のビデオ信号電圧の読み出し動作では、図４（ｇ）で示した第一画素メモリ部３５１によるビデオ信号電圧の読み出しタイミングで、画素アレイ部３４フィールド３にあたる行の単位画素３５の第一画素メモリ部３５１のからビデオ信号電圧を順次読み出す。そして、読み出したフィールド３のビデオ信号電圧を、メモリ５に保持する。
【００５６】
続いて、図５（ｏ）に示した第一画素メモリ部３５１によるライブビュー信号の読み出し動作では、図４（ｉ）で示したライブビュー信号の読み出しタイミングで、ローリングシャッタ制御によってライブビュー信号を順次読み出し、表示装置７にライブビュー画像を表示させる。図５（ｏ）の動作においては、ビデオ信号電圧の読み出しが完了していないフィールドはないため、特にライブビュー信号の読み出しに使用するフィールドの制約はないが、ここでは、図５（ｋ）、（ｍ）と同様に、フィールド１の一部の第一画素メモリ部３５１を使用する。
【００５７】
このように、画素アレイ部３４内に配置された全ての単位画素３５からビデオ信号電圧を読み出してメモリ５に保持した後、画像信号処理装置８において、全ての単位画素３５のリセット信号電圧と全ての単位画素３５のビデオ信号電圧との差分処理を行う。これにより、各単位画素３５の固定パターンノイズ、リセットノイズや熱ノイズなどのＫＴＣノイズ（リセットノイズ）を除去した全画素同時露光の静止画像を得ることができる。
【００５８】
その後、ライブビュー信号の読み出し動作に移行する。図５（ｐ）に示したライブビュー信号の読み出し動作では、図４（ｉ）または（ｊ）で示したライブビュー信号の読み出しタイミングで、ローリングシャッタ制御によってライブビュー信号を順次読み出し、表示装置７にライブビュー画像を表示させる。以降、この図５（ｐ）のライブビュー信号の読み出し動作は、例えば、次の静止画像の取得を開始するまで継続して行われる。
【００５９】
上記に述べたように、本第１の実施形態のイメージセンサ３を搭載したデジタルカメラ１における第１の画像読み出しタイミングでは、グローバル露光によって静止画像を撮像する撮影動作の期間中に、ライブビュー信号を取得し、表示装置７にライブビュー画像を表示させることができる。これにより、静止画像を得るための一連の撮影動作中にライブビュー画像が更新されない時間を短縮することができる。このことにより、例えば、静止画像の連続撮影（連写）を行うときに、表示されるライブビュー画像を確認しながら被写体の動きに追従して撮影を行うことができる。従来では、連続で行われている撮影動作の期間の間、ライブビュー信号を取得することができず、ライブビュー画像の表示がフリーズやブラックアウトの状態となってしまっていたため、撮影を開始する前のライブビュー画像と実際に撮影された静止画像との相違が非常に大きくなってしまうという問題があった。本実施形態のデジタルカメラ１では、連続で静止画像を撮影している場合においても、撮影動作の期間中のライブビュー画像を確認しながら撮影を行うことができるため、例えば、被写体が速く動いているような場合であっても、被写体の動きに追従することができる。
【００６０】
なお、本第１の画像読み出しタイミングでは、主に、第一画素メモリ部３５１を使用して静止画像を得るための撮影動作中にライブビュー画像を取得する駆動方式の例について説明したが、第二画素メモリ部３５２を使用することができるタイミングであれば、第一画素メモリ部３５１の代わりに第二画素メモリ部３５２を使用しても構わない。
【００６１】
また、現在の撮像装置の多くは、ライブビュー用の画像を表示部に動画を表示させるために用いるのみではなく、ライブビュー用の画像から得られる映像情報を、撮像装置におけるオートフォーカス（ＡＦ）や自動露光制御（ＡＥ）などの処理（以下、「撮影条件設定処理」という）にも利用している。従って、撮像装置においては、グローバルシャッタ制御による静止画像の露光期間の直前まで、ライブビュー用の画像を取得できることが望ましい。本第１の画像読み出しタイミングでは、クローバル露光を開始するタイミング（時刻ｔ２）に近いタイミングまで、ライブビュー画像を取得することができる。その結果、本実施形態のデジタルカメラ１では、グローバルシャッタ制御による静止画像の露光期間の開始直前のライブビュー画像（図５（ｈ）の動作によるライブビュー画像）から映像情報を得ることによって、画像信号処理装置８が撮影条件設定処理を適切に行うことができる。これにより、本実施形態のデジタルカメラ１では、ＡＦやＡＥなどの精度を向上することができる。そして、静止画像の連写においても、連続で撮影する静止画像のそれぞれに応じた撮影条件設定処理を行うことができるため、非常に有用である。例えば、デジタルカメラ１の露光期間に近いタイミングまで、ＡＦ用信号の映像情報の取得と合焦動作とを行うことができ、被写体の移動などによる合焦精度の低下を抑えることができる。
【００６２】
＜第２の画像読み出しタイミング＞
次に、本第１の実施形態のイメージセンサを搭載したデジタルカメラにおいて、静止画像を得るための一連の撮影動作中にライブビュー画像を得るとともに、撮影条件設定処理を行うための映像情報を得る撮影動作について説明する。図６は、本第１の実施形態のイメージセンサ３を搭載したデジタルカメラ１における第２の画像読み出しタイミングを示したタイミングチャートである。本第２の画像読み出しタイミングは、図５に示した第１の画像読み出しタイミングと同様に、画素アレイ部３４内に配置された単位画素３５を行毎に３つのフィールドに分割して静止画像を取得する。また、本第２の画像読み出しタイミングでは、静止画像を得るためのグローバル露光の動作に移行する前に、撮影条件設定処理を行うための専用の映像情報の読み出し動作を、第二画素メモリ部３５２によって行う。なお、以下の説明においては、撮影条件設定処理を行うための専用の映像情報として、オートフォーカスを行うためのＡＦ専用信号を得る場合の例について説明する。
【００６３】
図６に示した（ａ）〜（ｐ）の動作は、それぞれ、以下の読み出し動作を表している。（ａ）：第一画素メモリ部３５１または第二画素メモリ部３５２によるライブビュー信号の読み出し動作。
（ｂ）：第一画素メモリ部３５１または第二画素メモリ部３５２によるライブビュー信号の読み出し動作。
（ｃ）：第一画素メモリ部３５１によるフィールド１のリセット信号電圧の読み出し動作。
（ｄ）：第一画素メモリ部３５１によるライブビュー信号の読み出し動作（フィールド３の一部を使用）。
（ｅ）：第一画素メモリ部３５１によるフィールド２のリセット信号電圧の読み出し動作。
（ｆ）：第一画素メモリ部３５１によるライブビュー信号の読み出し動作（フィールド３の一部を使用）。
（ｇ）：第一画素メモリ部３５１によるフィールド３のリセット信号電圧の読み出し動作。
（ｈ２）：第二画素メモリ部３５２によるＡＦ専用信号の読み出し動作。
（ｉ）：静止画用露光時間（グローバル露光）
（ｊ）：第一画素メモリ部３５１によるフィールド１のビデオ信号電圧の読み出し動作。
（ｋ）：第一画素メモリ部３５１によるライブビュー画像の読み出し動作（フィールド１の一部を使用）。
（ｌ）：第一画素メモリ部３５１によるフィールド２のビデオ信号電圧の読み出し動作。
（ｍ）：第一画素メモリ部３５１によるライブビュー信号の読み出し動作（フィールド１の一部を使用）。
（ｎ）：第一画素メモリ部３５１によるフィールド３のビデオ信号電圧の読み出し動作。
（ｏ）：第一画素メモリ部３５１によるライブビュー信号の読み出し動作（フィールド１の一部を使用）。
（ｐ）：第一画素メモリ部３５１または第二画素メモリ部３５２によるライブビュー信号の読み出し動作。
【００６４】
本第２の画像読み出しタイミングと図５に示した第１の画像読み出しタイミングとは、図５（ｈ）に示した第二画素メモリ部３５２によるライブビュー信号の読み出し動作の代わりに、図６（ｈ２）に示した第二画素メモリ部３５２によるＡＦ専用信号の読み出し動作を行うことのみが異なる。従って、本第２の画像読み出しタイミングの説明においては、図５に示した第１の画像読み出しタイミングと同一の信号線および動作に、同一の符号を付与して詳細な説明を省略する。
【００６５】
ここで、本第２の画像読み出しタイミングにおける動作について詳細について説明する。図６（ａ）および（ｂ）に示したライブビュー信号の読み出し動作では、図５（ａ）および（ｂ）と同様に、ローリングシャッタ制御によってライブビュー信号を順次読み出して、表示装置７にライブビュー画像を表示させる。
【００６６】
そして、時刻ｔ１のときにレリーズボタンが押下されたときに静止画像を得るための撮影動作に移行し、図６（ｃ）〜（ｇ）に示した動作では、図５（ｃ）および（ｇ）と同様に、第一画素メモリ部３５１を使用してリセット信号電圧の読み出し動作と、ライブビュー信号の読み出し動作とを交互に行う。
【００６７】
続いて、図６（ｈ２）に示した第二画素メモリ部３５２によるＡＦ専用信号の読み出し動作では、図４（ｊ）で示したライブビュー信号の読み出しタイミングで、ローリングシャッタ制御によってＡＦ専用信号電圧を順次読み出す。なお、図６（ｈ２）に示した第二画素メモリ部３５２によるＡＦ専用信号の読み出し動作は、図５（ｈ）に示した第二画素メモリ部３５２によるライブビュー信号の読み出し動作と同様に、図４（ｊ）に示したライブビュー信号の読み出しタイミングによって行われるが、ＡＦを行うために適した映像情報を得るための読み出し方を行う。
【００６８】
例えば、ライブビュー画像を表示装置７に表示するためにライブビュー信号を取得する画素アレイ部３４の単位画素３５の行とは異なる行の単位画素３５の行から、ＡＦ専用信号電圧を順次読み出す。より具体的には、例えば、撮影範囲の中央の予め定められた範囲の映像情報に基づいてＡＦを行う場合には、ＡＦ処理に使用する中央の範囲の単位画素３５の行のみを読み出す。図６（ｈ２）に示した第二画素メモリ部３５２によるＡＦ専用信号の読み出し動作では、ライブビュー信号を読み出す行数よりも、ＡＦ専用信号電圧を読み出す行数を少なくすることによって、ＡＦ専用信号電圧を読み出す回数を増加させた読み出し方を行っている場合を示している。このように、グローバルシャッタ制御による静止画像の露光期間の開始直前に被写体の映像情報を多く取得することによって、ＡＦの精度を向上することができる。
【００６９】
その後、時刻ｔ２以降、図５（ｉ）〜（ｐ）と同様に、静止画像を得るためのグローバル露光の動作、第一画素メモリ部３５１を使用したビデオ信号電圧およびライブビュー信号の読み出し動作を行い、画像信号処理装置８の処理によって、静止画像を得る。そして、ライブビュー信号の読み出し動作に移行する。
【００７０】
上記に述べたように、本第１の実施形態のイメージセンサ３を搭載したデジタルカメラ１における第２の画像読み出しタイミングでは、グローバル露光によって静止画像を撮像する撮影動作の期間中に、ライブビュー信号を取得し、表示装置７にライブビュー画像を表示させることができる。これにより、図５に示した第１の画像読み出しタイミングと同様に、静止画像を得るための一連の撮影動作中にライブビュー画像が更新されない時間を短縮することができる。
【００７１】
さらに、本第１の画像読み出しタイミングでは、グローバル露光の動作に移行する直前に、撮影条件設定処理に使用するための専用の映像情報を取得することができる。これにより、オートフォーカス（ＡＦ）や自動露光制御（ＡＥ）などの撮影条件設定処理を、クローバル露光を開始するタイミング（時刻ｔ２）に近いタイミングで行うことができる。その結果、ＡＦやＡＥの精度を向上させることができる。
【００７２】
＜第３の画像読み出しタイミング＞
次に、本第１の実施形態のイメージセンサを搭載したデジタルカメラにおいて、静止画像を得るための一連の撮影動作中に、ライブビュー画像を得るための別の撮影動作について説明する。図７は、本第１の実施形態のイメージセンサ３を搭載したデジタルカメラ１における第３の画像読み出しタイミングを示したタイミングチャートである。本第３の画像読み出しタイミングは、図５に示した第１の画像読み出しタイミングと同様に、画素アレイ部３４内に配置された単位画素３５を行毎に３つのフィールドに分割して静止画像を取得する。ただし、図５に示した第１の画像読み出しタイミングでは、主に、第一画素メモリ部３５１を使用して静止画像を得るための撮影動作中にライブビュー信号を取得していたのに対し、本第３の画像読み出しタイミングでは、第一画素メモリ部３５１および第二画素メモリ部３５２に関係なく、リセット信号電圧読み出しに使用してない画素メモリ部を使用してライブビュー信号の読み出し動作を行う。
【００７３】
図７に示した（ａ）〜（ｐ）の動作は、それぞれ、以下の読み出し動作を表している。（ａ）：第一画素メモリ部３５１または第二画素メモリ部３５２によるライブビュー信号の読み出し動作。
（ｂ）：第一画素メモリ部３５１または第二画素メモリ部３５２によるライブビュー信号の読み出し動作。
（ｃ３）：第一画素メモリ部３５１または第二画素メモリ部３５２によるフィールド１のリセット信号電圧の読み出し動作。
（ｄ３）：リセット信号電圧の読み出しに使用してない第一画素メモリ部３５１または第二画素メモリ部３５２によるライブビュー信号の読み出し動作。
（ｅ３）：第一画素メモリ部３５１または第二画素メモリ部３５２によるフィールド２のリセット信号電圧の読み出し動作。
（ｆ３）：リセット信号電圧の読み出しに使用してない第一画素メモリ部３５１または第二画素メモリ部３５２によるライブビュー信号の読み出し動作。
（ｇ３）：第一画素メモリ部３５１または第二画素メモリ部３５２によるフィールド３のリセット信号電圧の読み出し動作。
（ｈ３）：リセット信号電圧の読み出しに使用してない第一画素メモリ部３５１または第二画素メモリ部３５２によるライブビュー信号の読み出し動作。
（ｉ）：静止画用露光時間（グローバル露光）
（ｊ３）：（ｃ３）で使用した画素メモリ部によるフィールド１のビデオ信号電圧の読み出し動作。
（ｋ３）：リセット信号電圧の読み出しに使用してない第一画素メモリ部３５１または第二画素メモリ部３５２によるライブビュー画像の読み出し動作。
（ｌ３）：（ｅ３）で使用した画素メモリ部によるフィールド２のビデオ信号電圧の読み出し動作。
（ｍ３）：（ｊ３）で使用した画素メモリ部によるライブビュー信号の読み出し動作。
（ｎ３）：（ｇ３）で使用した画素メモリ部によるフィールド３のビデオ信号電圧の読み出し動作。
（ｏ３）：（ｊ３）または（ｌ３）で使用した画素メモリ部によるライブビュー信号の読み出し動作。
（ｐ）：第一画素メモリ部３５１または第二画素メモリ部３５２によるライブビュー信号の読み出し動作。
【００７４】
本第３の画像読み出しタイミングにおいては、図５に示した第１の画像読み出しタイミングの内、図５（ｃ）〜（ｈ）および図５（ｊ）〜（ｏ）の動作が、図７（ｃ３）〜（ｈ３）および図７（ｊ３）〜（ｏ３）の動作にそれぞれ代わっている。しかし、図５に示した第１の画像読み出しタイミングと本第３の画像読み出しタイミングとの相違点は、静止画像を得るために使用する画素メモリ部を、いずれか一方に限定していない点のみであり、考え方は同じである。すなわち、リセット信号電圧の読み出し期間におけるライブビュー信号の読み出し動作では、リセット信号電圧の読み出しに使用してない第一画素メモリ部３５１または第二画素メモリ部３５２を使用してライブビュー信号の読み出しを行う。また、ビデオ信号電圧の読み出し期間におけるライブビュー信号の読み出し動作では、リセット信号電圧の読み出しに使用してない、またはすでにビデオ信号電圧の読み出しが完了した第一画素メモリ部３５１または第二画素メモリ部３５２を使用してライブビュー信号の読み出しを行う。従って、本第３の画像読み出しタイミングの詳細な説明は省略する。
【００７５】
ここで、静止画像を得るために使用する画素メモリ部を、いずれか一方に限定しない理由について説明する。本実施形態のデジタルカメラ１では、静止画像を撮像する撮影動作の期間中に表示装置７にライブビュー画像を表示させることができるが、グローバル露光の動作を行う場合、電荷蓄積部ＦＤ１またはＦＤ２が、信号電荷を保持しておく時間が、画素の行単位または画素単位で信号電荷の読み出しを順次行う通常のローリングシャッタよりも長くなる。このような、グローバルシャッタ制御による静止画像の取得においては、電荷蓄積部ＦＤ１またはＦＤ２のノイズの影響が静止画像に顕著に現れてしまう。すなわち、各単位画素３５内の電荷蓄積部ＦＤ１およびＦＤ２は、リセット信号電圧を読み出してから、ビデオ信号電圧を読み出すまでの間、信号電荷を保持しておく必要がある。そして、電荷蓄積部ＦＤ１またはＦＤ２が信号を保持する性能を表すノイズ特性が、最終的得られる静止画像の画質に大きく影響してしまう。代表的なノイズ原因としては、例えば、電荷蓄積部ＦＤの暗電流の大きさ、イメージセンサ内で電荷蓄積部ＦＤに漏れ込む光漏れ量の多さ、などがある。そのため、本第１の実施形態のイメージセンサ３では、例えば、イメージセンサ３の製造時に行われる、イメージセンサ３の検査の段階（工程）で、電荷蓄積部ＦＤ１およびＦＤ２のノイズ特性（性能）を検査する。そして、よりノイズ特性が優れている方の電荷蓄積部ＦＤ１またはＦＤ２を有している画素メモリ部（第一画素メモリ部３５１または第二画素メモリ部３５２）を、静止画用の信号を読み出す画素メモリ部として使用する。
【００７６】
すなわち、本第３の画像読み出しタイミングにおいては、図７（ｃ３）〜（ｏ３）において、よりノイズ性能が優れている電荷蓄積部を有する第一画素メモリ部３５１または第二画素メモリ部３５２を使用して、リセット信号電圧およびビデオ信号電圧の読み出し動作を行うように制御する。そして、リセット信号電圧およびビデオ信号電圧の読み出しに使用してない第一画素メモリ部３５１または第二画素メモリ部３５２を、ライブビュー信号の取得に使用する。
【００７７】
上記に述べたように、本第１の実施形態のイメージセンサ３を搭載したデジタルカメラ１における第３の画像読み出しタイミングでは、グローバル露光によって静止画像を撮像する撮影動作の期間中に、ライブビュー信号を取得し、表示装置７にライブビュー画像を表示させることができる。これにより、図５に示した第１の画像読み出しタイミング、図６に示した第２の画像読み出しタイミングと同様に、静止画像を得るための一連の撮影動作中にライブビュー画像が更新されない時間を短縮することができる。
【００７８】
さらに、本第３の画像読み出しタイミングでは、グローバルシャッタ制御によって静止画像を得るための一連の撮影動作において、各単位画素３５に備えた電荷蓄積部ＦＤ１およびＦＤ２のノイズ特性による最終的得られる静止画像の画質への影響を軽減することができる。
【００７９】
＜第２の実施形態＞
次に、本実施形態のイメージセンサの別の構成について説明する。図８は、本第２の実施形態によるイメージセンサ３０の概略構成を示したブロック図である。図８において、イメージセンサ３０は、イメージセンサ制御信号発生回路３０１、垂直走査回路３０２、水平読み出し回路３０３、画素アレイ部３０４、単位画素３０５、垂直信号線３０６から構成される。なお、図８に示したイメージセンサ３０では、複数の単位画素３０５が、２７行２７列に二次元的に配置された画素アレイ部３０４の例を示している。このイメージセンサ３０の構成によって、図５〜７に示した読み出しタイミングでの動作を行う。
【００８０】
なお、図８に示したイメージセンサ３０において、各符号の後に表す“（）：括弧”内の数字および記号は、図２に示したイメージセンサ３と同様に、イメージセンサ３０内に配置されている単位画素３０５に対応した行番号と列番号とを表す。
【００８１】
また、本第２の実施形態のイメージセンサ３０を搭載したデジタルカメラと、第１の実施形態のイメージセンサ３を搭載したデジタルカメラ１との異なる点は、イメージセンサ３０の構成、イメージセンサ３０内の単位画素の構成、および駆動タイミングのみである。従って、以下の説明においては、本第２の実施形態のイメージセンサ３０を、図１に示したイメージセンサ３に代えて、本実施形態のデジタルカメラ１に搭載した場合について説明する。そして、本第２の実施形態のイメージセンサ３０を搭載したデジタルカメラ１の概略構成を示すブロック図は省略し、イメージセンサ３０の構成要素以外の各構成要素を表すときには、同一の符号を用いて説明する。
【００８２】
イメージセンサ制御信号発生回路３０１は、垂直走査回路３０２および水平読み出し回路３０３を制御する。垂直走査回路３０２は、画素アレイ部３０４内のそれぞれの単位画素３０５を制御し、各単位画素３０５の画素信号を垂直信号線３０６に出力させる。垂直走査回路３０２は、制御信号線（画素リセット線３０７、第一メモリ選択線３０８、第二メモリ選択線３０９、第一画素転送線３２０、第二画素転送線３２１、および画素選択線３２２）に、単位画素３０５を制御するための制御信号を、画素アレイ部３０４に配置された単位画素３０５の行毎に出力する。
【００８３】
水平読み出し回路３０３は、垂直信号線３０６に出力された画素信号を順次読み出す。このイメージセンサ制御信号発生回路３０１、垂直走査回路３０２、および水平読み出し回路３０３による制御によって、イメージセンサ３０は、入射した被写体光の画像信号を出力する。
【００８４】
より具体的には、イメージセンサ３０は、垂直走査回路３０２から出力されるリセットパルスΦＲＳ、メモリセレクトパルスΦＳＷ１、ΦＳＷ２、転送パルスΦＴＸ１、ΦＴＸ２、および画素セレクトパルスΦＳＥによって選択された行方向の単位画素３０５の出力を、画素信号として垂直信号線３０６に出力する。垂直信号線３０６に出力された画素信号は、水平読み出し回路３０３によってノイズの除去を行う。そして、任意に選択された列方向のノイズ抑圧後の画素信号を、イメージセンサ３０の画像信号として外部へ出力する。
【００８５】
図９は、本第２の実施形態のイメージセンサ３０における単位画素３０５の概略構成を示した回路図である。単位画素３０５は、入射した光を電気信号に変換し、垂直信号線３０６に出力する回路である。単位画素３０５は、それぞれ、フォトダイオードＰＤ、リセットトランジスタＭ５３、増幅トランジスタＭ３３、画素選択トランジスタＭ４３を備え、さらに第一の電荷蓄積部ＦＤ１、第一のメモリ選択トランジスタＭ１３、第一の転送トランジスタＭ２３から構成される第一画素メモリ部３５３、および第二の電荷蓄積部ＦＤ２、第二のメモリ選択トランジスタＭ１４、第二の転送トランジスタＭ２４から構成される第二画素メモリ部３５４から構成される。
【００８６】
第一の電荷蓄積部ＦＤ１は第一のメモリ選択トランジスタタＭ１３のソース端子に接続されたノードに付随する容量であり、図９に示した単位画素３０５の概略構成においては、キャパシタの記号で示す。また、同様に、第二の電荷蓄積部ＦＤ２は第二のメモリ選択トランジスタタＭ１４のソース端子に接続されたノードに付随する容量であり、図９に示した単位画素３０５の概略構成においては、キャパシタの記号で示す。
【００８７】
図９に示した単位画素３０５の概略構成を、図３に示した第一実施形態における単位画素３５と比較すると、単位画素３０５では、増幅トランジスタＭ３３、リセットトランジスタＭ５３、および画素選択トランジスタＭ４３を、２つの画素メモリ部（第一画素メモリ部３５３および第二画素メモリ部３５４）で共有化した構成となっている。
【００８８】
フォトダイオードＰＤは、入射した光を光電変換して信号電荷を発生する光電変換部である。電荷蓄積部ＦＤ１、ＦＤ２は、信号電荷を蓄積する。転送トランジスタＭ２３、Ｍ２４は、垂直走査回路３０２から入力された転送パルスΦＴＸ１、ΦＴＸ２に基づいて、フォトダイオードＰＤで発生した電荷を、転送トランジスタＭ２３、Ｍ２４のドレイン端子に接続された電荷蓄積部ＦＤ１、ＦＤ２に転送する。転送トランジスタＭ２３、Ｍ２４によって転送された信号電荷は、電荷蓄積部ＦＤ１、ＦＤ２に蓄積される。メモリ選択トランジスタＭ１３、Ｍ１４は、垂直走査回路３０２から入力されたメモリセレクトパルスΦＳＷ１、ΦＳＷ２に基づいて、電荷蓄積部ＦＤ１またはＦＤ２に蓄積された信号電化を選択し、増幅トランジスタＭ３３に出力する。増幅トランジスタＭ３３は、電荷蓄積部ＦＤ１またはＦＤ２に蓄積された信号電荷に応じた電圧を出力する。リセットトランジスタＭ５３は、垂直走査回路３０２から入力されるリセットパルスΦＲＳ、メモリセレクトパルスΦＳＷ１、ΦＳＷ２に基づいて、電荷蓄積部ＦＤ１、ＦＤ２を電源電圧Ｖｄｄにリセットする。選択トランジスタＭ４３は、垂直走査回路３０２から入力された画素セレクトパルスΦＳＥに基づいて、増幅トランジスタＭ３３が出力した電圧を、単位画素３０５の出力として垂直信号線３０６に出力する。
【００８９】
次に、本第２の実施形態のイメージセンサの駆動タイミングについて説明する。図１０は、本第２の実施形態のイメージセンサ３０における各駆動のタイミングを示したタイミングチャートである。
なお、図１０に示したタイミングチャートは、図４に示したイメージセンサ３のタイミングチャートと同様に、図８に示したイメージセンサ３０の構成において、２行分の単位画素３０５が連続で処理されているタイミングを示している。従って、図２に示したイメージセンサ３と同様に、実際の動作においては、イメージセンサ３０の、例えば、画素数や、間引き読み出しにおける間引き率などのパラメータによって、連続で処理される単位画素３０５の行や、単位画素３０５の行の間引き数などが変化する。
【００９０】
図１０に示した（ａ）〜（ｊ）のタイミングは、それぞれ、以下の駆動タイミングを示している。以下の駆動タイミングは、イメージセンサ３０内の垂直走査回路３０２から出力される制御信号線によって制御される。なお、以下の説明においても、図４に示したイメージセンサ３のタイミングチャートと同様に、リセットされた単位画素３０５から出力される画素信号をリセット信号といい、入射した被写体光に応じた映像情報を含む画素信号をビデオ信号という。
（ａ）：第一画素メモリ部３５３によるリセット信号電圧の読み出しタイミング。
（ｂ）：第二画素メモリ部３５４によるリセット信号電圧の読み出しタイミング。
（ｃ）：第一画素メモリ部３５３による一括リセットタイミング。
（ｄ）：第二画素メモリ部３５４による一括リセットタイミング。
（ｅ）：第一画素メモリ部３５３による一括転送タイミング。
（ｆ）：第二画素メモリ部３５４による一括転送タイミング。
（ｇ）：第一画素メモリ部３５３によるビデオ信号電圧の読み出しタイミング。
（ｈ）：第二画素メモリ部３５４によるビデオ信号電圧の読み出しタイミング。
（ｉ）：第一画素メモリ部３５３によるライブビュー信号の読み出しタイミング。
（ｊ）：第二画素メモリ部３５４によるライブビュー信号の読み出しタイミング。
【００９１】
ここで、上述の駆動タイミングにおける詳細な駆動方法について説明する。図１０（ａ）および（ｂ）に示したリセット信号電圧の読み出しタイミングは、静止画像を得るための一連の撮影動作において、静止画像の露光前に各画素メモリ部に固有のリセット信号電圧を読み出す駆動タイミングである。リセット信号電圧の読み出しタイミングでは、まず、リセットパルスΦＲＳ（１＊）とメモリセレクトパルスΦＳＷ１（１＊）（またはメモリセレクトパルスΦＳＷ２（１＊））を“Ｈｉｇｈ”レベルにして、画素アレイ部３０４内の１行目の単位画素３０５のリセットトランジスタＭ５３とメモリ選択トランジスタＭ１３（またはメモリ選択トランジスタＭ１４）をＯＮ状態とする。これにより、画素アレイ部３０４内の１行目の単位画素３０５の電荷蓄積部ＦＤ１（または電荷蓄積部ＦＤ２）がＶｄｄにリセットされる。その後、リセットパルスΦＲＳ（１＊）とメモリセレクトパルスΦＳＷ１（１＊）（またはメモリセレクトパルスΦＳＷ２（１＊））を“Ｌｏｗ”レベルにして、電荷蓄積部ＦＤ１（または電荷蓄積部ＦＤ２）のリセット信号電圧が安定した後、画素セレクトパルスΦＳＥ（１＊）が“Ｈｉｇｈ”レベルの間に垂直信号線３０６に出力されたリセット信号電圧を、水平読み出し回路３０３がサンプリングする。そして、水平読み出し回路３０３がサンプリングした１行目の各単位画素３０５のリセット信号電圧を、画素アレイ部３０４の列毎に順次読み出す。続いて、同様に、リセットパルスΦＲＳ（２＊）とメモリセレクトパルスΦＳＷ１（２＊）（またはメモリセレクトパルスΦＳＷ２（２＊））を制御して、画素セレクトパルスΦＳＥ（２＊）が“Ｈｉｇｈ”レベルの間に垂直信号線３０６に出力された、画素アレイ部３０４内の２行目の各単位画素３０５のリセット信号電圧を、水平読み出し回路３０３がサンプリングする。そして、同様に、水平読み出し回路３０３がサンプリングした２行目の各単位画素３０５のリセット信号電圧を、画素アレイ部３０４の列毎に順次読み出す。このように、リセット信号電圧の読み出しタイミングの駆動を、画素アレイ部３０４の各行毎に行うことによって、全ての単位画素３０５のリセット信号電圧を読み出すことができる。なお、読み出したリセット信号電圧は、例えば、メモリ５に保持しておく。
【００９２】
図１０（ｃ）および（ｄ）に示した一括リセットタイミングは、静止画像を得るための一連の撮影動作において、静止画像の露光前にフォトダイオードＰＤと電荷蓄積部ＦＤ１（または電荷蓄積部ＦＤ２）とを一括してリセットする駆動タイミングであり、グローバル露光を開始するタイミングである。この一括リセットタイミングによるフォトダイオードＰＤと電荷蓄積部ＦＤ１（または電荷蓄積部ＦＤ２）とがリセットされた後に、静止画像を得るためのグローバル露光が開始される。一括リセットタイミングでは、まず、全ての行のリセットパルスΦＲＳを“Ｈｉｇｈ”レベルにして、画素アレイ部３０４内の全ての単位画素３０５のリセットトランジスタＭ５３をＯＮ状態とする。また、同時のタイミングで全ての行のメモリセレクトパルスΦＳＷ１および転送パルスＴＸ１（またはメモリセレクトパルスΦＳＷ２および転送パルスＴＸ２）を“Ｈｉｇｈ”レベルにして、画素アレイ部３０４内の全ての単位画素３０５のメモリ選択トランジスタＭ１３および転送トランジスタＭ２３（またはメモリ選択トランジスタＭ１４および転送トランジスタＭ２４）を同時にＯＮ状態とする。これにより、画素アレイ部３０４内の全ての単位画素３０５の電荷蓄積部ＦＤ１（または電荷蓄積部ＦＤ２）およびフォトダイオードＰＤが同時にＶｄｄにリセットされる。なお、一括リセットタイミングにおいて、一括してリセットを行う画素メモリ部は、図１０（ａ）および（ｂ）に示したリセット信号電圧の読み出しタイミングにおいてリセット信号電圧を読み出して保持した画素メモリ部と異なる画素メモリ部を使用する。これにより、図１０（ａ）および（ｂ）に示したリセット信号電圧の読み出しタイミングにおいてリセット信号電圧が安定した電荷蓄積部ＦＤ１（または電荷蓄積部ＦＤ２）のリセット信号電圧を破壊することなく、フォトダイオードＰＤをリセットすることができる。
【００９３】
図１０（ｅ）および（ｆ）に示した一括転送タイミングは、静止画像を得るための一連の撮影動作において、フォトダイオードＰＤが発生した信号電荷を電荷蓄積部ＦＤ１（または電荷蓄積部ＦＤ２）に一括して転送する駆動タイミングであり、グローバル露光を終了するタイミングである。一括転送タイミングでは、まず、全ての行同時のタイミングで転送パルスΦＴＸ１（または転送パルスΦＴＸ２）を“Ｈｉｇｈ”レベルにして、画素アレイ部３０４内の全ての単位画素３０５の転送トランジスタＭ２１を同時にＯＮ状態とする。これにより、グローバル露光の期間において画素アレイ部３０４内の全ての単位画素３０５のフォトダイオードＰＤが発生した信号電荷が、同時に電荷蓄積部ＦＤ１（または電荷蓄積部ＦＤ２）に転送される。なお、一括転送タイミングにおいて、一括して転送を行う画素メモリ部は、図１０（ａ）および（ｂ）に示したリセット信号電圧の読み出しタイミングにおいてリセット信号電圧を読み出して保持した画素メモリ部と同じ画素メモリ部を使用する。これにより、例えば、画像信号処理装置８において、すでに保持しているリセット信号電圧と後に読み出すビデオ信号電圧との差分処理を行うことによって、各単位画素３０５のリセットノイズを軽減させることができる。
【００９４】
図１０（ｇ）および（ｈ）に示したビデオ信号電圧の読み出しタイミングは、静止画像を得るための一連の撮影動作において、静止画像の露光後に各画素メモリ部に一括して転送したビデオ信号電圧を読み出す駆動タイミングである。ビデオ信号電圧の読み出しタイミングでは、まず、画素セレクトパルスΦＳＥ（１＊）を“Ｈｉｇｈ”レベルにして、画素アレイ部３０４内の１行目の単位画素３０５の画素選択トランジスタＭ４３をＯＮ状態とする。また、同時のタイミングでメモリセレクトパルスΦＳＷ１（１＊）（またはメモリセレクトパルスΦＳＷ２（１＊））を“Ｈｉｇｈ”レベルにして、画素アレイ部３０４内の１行目の単位画素３０５のメモリ選択トランジスタＭ１３（またはメモリ選択トランジスタＭ１４）を同時にＯＮ状態とする。これにより、１行目の単位画素３０５の電荷蓄積部ＦＤ１（または電荷蓄積部ＦＤ２）に転送された信号電荷に応じたビデオ信号電圧が垂直信号線３０６に出力され、水平読み出し回路３０３が、ビデオ信号電圧をサンプリングする。そして、水平読み出し回路３０３がサンプリングした１行目の各単位画素３０５のビデオ信号電圧を、画素アレイ部３０４の列毎に順次読み出す。続いて、同様に、画素セレクトパルスΦＳＥ（２＊）およびメモリセレクトパルスΦＳＷ１（２＊）（またはメモリセレクトパルスΦＳＷ２（２＊））を制御して、画素セレクトパルスΦＳＥ（２＊）が“Ｈｉｇｈ”レベルの間に垂直信号線３０６に出力された、画素アレイ部３０４内の２行目の各単位画素３０５のビデオ信号電圧を、水平読み出し回路３０３がサンプリングする。そして、同様に、水平読み出し回路３０３がサンプリングした２行目の各単位画素３０５のビデオ信号電圧を、画素アレイ部３０４の列毎に順次読み出す。このように、ビデオ信号電圧の読み出しタイミングの駆動を、画素アレイ部３０４の各行毎に行うことによって、全ての単位画素３０５のビデオ信号電圧を読み出すことができる。なお、読み出したビデオ信号電圧は、例えば、画像信号処理装置８によって、すでに保持しているリセット信号電圧が減算される。このリセット信号電圧が減算されたビデオ信号電圧が、デジタルカメラ１内の各構成要素によって処理され、例えば、記録装置６に記録される。
【００９５】
図１０（ｉ）および（ｊ）に示したライブビュー信号の読み出しタイミングは、静止画像を得るための一連の撮影動作中に、ライブビュー信号を読み出す駆動タイミングである。本第１の実施形態のイメージセンサ３０を搭載したデジタルカメラ１においては、通常のローリングシャッタ制御によってライブビュー画像を取得する。従って、図１０（ｉ）および（ｊ）に示したライブビュー信号の読み出しタイミングは、静止画像を得るための撮影動作を開始する前、または静止画像を得るための撮影動作が終了した後のライブビュー信号の読み出しタイミングと同様である。ライブビュー信号の読み出しタイミングでは、まず、画素セレクトパルスΦＳＥ（１＊）およびメモリセレクトパルスΦＳＷ１（１＊）（またはメモリセレクトパルスΦＳＷ２（１＊））が“Ｈｉｇｈ”レベルのときに、リセットパルスΦＲＳ（１＊）を“Ｈｉｇｈ”レベルにして、画素アレイ部３０４の１行目のリセット信号電圧をサンプリングする。そして、リセットパルスΦＲＳ（１＊）を“Ｌｏｗ”レベルにして、ライブビュー画像の露光を行い、ライブビューの露光期間を終了するときに、転送パルスΦＴＸ１（１＊）（または転送パルスΦＴＸ２（１＊））を“Ｈｉｇｈ”レベルにして、ライブビューの露光によって得られた画素アレイ部３０４の１行目のビデオ信号電圧をサンプリングする。このようにサンプリングされた画素アレイ部３０４の１行目の各単位画素３０５のリセット信号電圧とビデオ信号電圧とは、水平読み出し回路３０３によってＣＤＳ処理され、画素アレイ部３０４の列毎に順次読み出される。
続いて、同様に、画素セレクトパルスΦＳＥ（２＊）およびメモリセレクトパルスΦＳＷ１（２＊）（またはメモリセレクトパルスΦＳＷ２（２＊））が“Ｈｉｇｈ”レベルのときに、リセットパルスΦＲＳ（２＊）および転送パルスΦＴＸ１（２＊）（または転送パルスΦＴＸ２（２＊））を制御して、画素アレイ部３０４の２行目の各単位画素３０５のリセット信号電圧とビデオ信号電圧とをサンプリングする。そして、同様に、水平読み出し回路３０３によってＣＤＳ処理され、画素アレイ部３０４の列毎に順次読み出す。このように、ライブビュー信号の読み出しタイミングの駆動を、画素アレイ部３０４の各行毎に行うことによって、全ての単位画素３０５のライブビュー信号を読み出すことができる。
【００９６】
本第２の実施形態のイメージセンサ３０を搭載したデジタルカメラ１において、図５〜７に示した第１〜第３の画像読み出しタイミングと同様に、静止画像を得るための一連の撮影動作中に、ライブビュー画像を得ることができる。なお、本第２の実施形態のイメージセンサ３０を搭載したデジタルカメラ１の画像読み出し動作は、図５〜７に示した第１〜第３の画像読み出しタイミングの各動作における駆動タイミング（図４（ａ）〜（ｊ）の駆動タイミング）の代わりに、図１０（ａ）〜（ｊ）に示した駆動タイミングによってイメージセンサ３０を駆動するのみである。従って、図５〜７に示した第１〜第３の画像読み出しタイミングに対応した、本第２の実施形態のイメージセンサ３０を搭載したデジタルカメラ１における画像読み出しタイミングの詳細な説明は、省略する。
【００９７】
上記に述べたように、本第２の実施形態のイメージセンサ３０を搭載したデジタルカメラ１でも、グローバル露光によって静止画像を撮像する撮影動作の期間中に、ライブビュー信号を取得し、表示装置７にライブビュー画像を表示させることができる。そして、静止画像を得るための一連の撮影動作中にライブビュー画像が更新されない時間を短縮することができる。このように、異なる単位画素の構成であるイメージセンサにおいても、本第１の実施形態のイメージセンサ３を搭載したデジタルカメラ１と同様の効果を得ることができる。
【００９８】
また、本第２の実施形態のイメージセンサ３０における単位画素３０５の構成では、さらに単位画素内のトランジスタの数を減少させることができ、画素サイズをより小さくすることができる。
【００９９】
上記に述べたように、本発明を実施するための形態によれば、グローバル露光によって静止画像を撮像する撮影動作の期間中に、ライブビュー信号を取得し、表示装置７にライブビュー画像を表示させることができる。これにより、静止画像を得るための撮影動作中にライブビュー画像が更新されない時間を短縮することができる。また、グローバルシャッタ制御による静止画像の露光期間の開始直前のライブビュー画像から映像情報を得ることができる。これにより、映像情報を用いた撮影条件の設定などの様々な処理を、クローバル露光を開始するタイミングに近いタイミングで行うことができ、処理の精度を向上させることができる。また、さらに、単位画素内に備えた電荷蓄積部のノイズ特性に応じて、静止画像の取得に使用する電荷蓄積部を選択することができる。これにより、電荷蓄積部の性能によるグローバルシャッタ制御によって撮影した静止画像へのノイズの影響を軽減することができる。
【０１００】
なお、本発明のある態様に係る読出制御装置は、本実施形態においては、例えば、イメージセンサ制御信号発生回路３１と、垂直走査回路３２と、水平読み出し回路３３とに対応し、信号読出部は、例えば、水平読み出し回路３３に対応し、読出画素制御部は、例えば、垂直走査回路３２に対応し、読み出し先決定部は、水平読み出し回路３３に対応する。また、本発明のある態様に係る撮像装置は、本実施形態においては、例えば、デジタルカメラ１に対応し、情報取得部は、画像信号処理装置８と、撮影条件検出部８１に対応する。
【０１０１】
なお、本発明を実施するための形態では、画素アレイ部３４内に配置された単位画素３５を行毎に３つのフィールドに分割して読み出したときの例について説明したが、フィールドの分割数は、本発明を実施するための形態に限定されるものではない。さらに、ライブビュー画像のフレームレート、イメージセンサの行方向および列方向の間引き率も、本発明を実施するための形態に限定されるものではない。例えば、フィールドの分割数は、静止画像およびライブビュー画像の解像度、さらにはライブビュー画像のフレームレートを鑑みて決定することができる。
【０１０２】
また、本発明を実施するための形態では、静止画像の撮像動作中のリセット信号電圧、ビデオ信号電圧、またはライブビュー信号の読み出しを、単位画素３５の行単位で分割したフィールド毎に行う場合の例について説明したが、静止画像の撮像動作中に読み出すデータを分割して読み出す方法は、本発明を実施するための形態に限定されるものではない。例えば、静止画像の撮像動作中に読み出すデータを、グループ単位または画素単位でそれぞれ分割して読み出すこともできる。
【０１０３】
また、本発明を実施するための形態では、ライブビュー信号を取得する際のイメージセンサにおける電子シャッタタイミングに関して図示していないが、被写体の露光条件に応じて、適宜電子シャッタを使用しても構わない。
【０１０４】
なお、本発明における回路構成および駆動方式の具体的な構成は、本発明を実施するための形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更をすることができる。例えば、分割するフィールド数を増やすこともできる。また、画素の構成要素および駆動方法が変わった場合においても、例えば、イメージセンサ３や単位画素３５内の構成要素や回路構成に応じて駆動方法を変更することによって対応することができる。
【０１０５】
また、画素の行方向および列方向の配置は、本発明を実施するための形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において画素を配置する行方向および列方向の数を変更することができる。
【０１０６】
以上、本発明を実施するための形態をもとに説明したが、各構成要素や各処理プロセスの任意の組み合わせ、本発明の表現をコンピュータプログラムプロダクトなどに変換したものもまた、本発明の態様として有効である。ここで、コンピュータプログラムプロダクトとは、プログラムコードが記録された記録媒体（ＤＶＤ媒体、ハードディスク媒体、メモリ媒体など）、プログラムコードが記録されたコンピュータ、プログラムコードが記録されたインターネットシステム（例えば、サーバとクライアント端末を含むシステム）など、プログラムコードが記録された記録媒体、装置、機器やシステムをいう。この場合、上述した各構成要素や各処理プロセスは各モジュールで実装され、その実装されたモジュールからなるプログラムコードはコンピュータプログラムプロダクト内に記録される。
【０１０７】
例えば、本発明のある態様に係るコンピュータプログラムプロダクトは、撮像素子上に配置された複数の画素を複数のグループに区分し、それぞれのグループに属する画素から、前記区分したグループ単位で静止画用信号を読み出し、さらに、前記区分したグループ単位に静止画用信号を読み出す期間の合間に、それぞれのグループに属する画素から、前記区分したグループ単位で動画用信号を読み出す信号読出モジュールと、前記画素から前記静止画用信号および前記動画用信号を読み出すために、前記画素内に設けられた複数の電荷蓄積部を制御する読出画素制御モジュールと、をコンピュータに実行させるためのプログラムコードが記録されたコンピュータプログラムプロダクトである。
【０１０８】
また、例えば、図１に示したデジタルカメラ１の各構成要素による処理を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、当該記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより、デジタルカメラ１に係る上述した種々の処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものであってもよい。また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、フラッシュメモリ等の書き込み可能な不揮発性メモリ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。
【０１０９】
さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（例えばＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ））のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。
【０１１０】
以上、本発明の実施形態について、図面を参照して説明してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲においての種々の変更も含まれる。
【０１１１】
また、本発明のある態様に係る読出制御装置は、撮像素子上に配置された複数の画素を複数のグループに区分し、それぞれのグループに属する画素から、前記区分したグループ単位で静止画用信号を読み出し、さらに、前記区分したグループ単位に静止画用信号を読み出す期間の合間に、それぞれのグループに属する画素から、前記区分したグループ単位で動画用信号を読み出す信号読出手段と、前記画素から前記静止画用信号および前記動画用信号を読み出すために、前記画素内に設けられた複数の電荷蓄積手段を制御する読出画素制御手段と、を備えることを特徴とする読出制御装置であってもよい。
【０１１２】
また、本発明のある態様に係る読出制御装置は、撮像素子上に配置された複数の画素を複数のグループに区分し、それぞれのグループに属する画素から、前記区分したグループ単位で静止画用信号を読み出し、さらに、前記区分したグループ単位に静止画用信号を読み出す期間の合間に、それぞれのグループに属する画素から、前記区分したグループ単位で動画用信号を読み出す信号読出手段と、前記画素から前記静止画用信号および前記動画用信号を読み出すために、前記画素内に設けられた複数の電荷蓄積手段を制御する読出画素制御手段と、前記撮像素子上に配置された各画素内に設けられた複数の電荷蓄積手段のそれぞれについて、前記静止画用信号の読み出しに用いる電荷蓄積手段であるか、前記動画用信号の読み出しに用いる電荷蓄積手段であるか、を決定する読み出し先決定手段と、を備え、前記信号読出手段は、前記読み出し先決定手段によって決定された前記静止画用信号の読み出しに用いる電荷蓄積手段から前記静止画用信号を読み出し、前記動画用信号の読み出しに用いる電荷蓄積手段から前記動画用信号を読み出す、ことを特徴とする読出制御装置であってもよい。
【０１１３】
また、本発明のある態様に係る撮像装置は、入射光量に応じた信号電荷を発生させる光電変換手段と、前記光電変換手段が発生した前記信号電荷を蓄積する複数の電荷蓄積手段と、を具備した画素を２次元状に複数配列した画素手段と、前記画素手段の全ての画素の露光開始タイミングと露光期間とを同一とするグローバルシャッタ動作を行うとともに、前記画素手段に配置された複数の画素を複数のグループに区分し、それぞれのグループに属する画素から、前記区分したグループ単位で静止画用信号を読み出し、さらに、前記区分したグループ単位に静止画用信号を読み出す期間の合間に、それぞれのグループに属する画素から、前記区分したグループ単位で動画用信号を読み出す信号読出手段と、前記画素から前記静止画用信号および前記動画用信号を読み出すために、前記画素内に設けられた前記複数の電荷蓄積手段を制御する読出画素制御手段と、を備えることを特徴とする撮像装置であってもよい。
【０１１４】
また、本発明のある態様に係る撮像装置は、入射光量に応じた信号電荷を発生させる光電変換手段と、前記光電変換手段が発生した前記信号電荷を蓄積する複数の電荷蓄積手段と、前記複数の電荷蓄積手段にそれぞれ対応し、前記信号電荷を転送する複数の転送手段と、前記電荷蓄積手段に蓄積された前記信号電荷を増幅して画素信号として出力信号線に出力する増幅手段と、前記電荷蓄積手段に貯められた信号電荷をリセットするリセット手段と、を具備した画素を２次元状に複数配列した画素手段と、前記画素手段の全ての画素の露光開始タイミングと露光期間とを同一とするグローバルシャッタ動作を行うとともに、前記画素手段に配置された複数の画素を複数のグループに区分し、それぞれのグループに属する画素から、前記区分したグループ単位で静止画用信号を読み出し、さらに、前記区分したグループ単位に静止画用信号を読み出す期間の合間に、それぞれのグループに属する画素から、前記区分したグループ単位で動画用信号を読み出す信号読出手段と、前記画素から前記静止画用信号および前記動画用信号を読み出すために、前記画素内に設けられた前記複数の電荷蓄積手段を制御する読出画素制御手段と、を備えることを特徴とする撮像装置であってもよい。
【０１１５】
また、本発明のある態様に係る固体撮像装置は、入射光量に応じた信号電荷を発生させる光電変換手段と、前記光電変換手段が発生した前記信号電荷を蓄積する複数の電荷蓄積手段と、前記複数の電荷蓄積手段にそれぞれ対応し、前記信号電荷を転送する複数の転送手段と、前記電荷蓄積手段に蓄積された前記信号電荷を増幅して画素信号として出力信号線に出力する増幅手段と、前記電荷蓄積手段に貯められた信号電荷をリセットするリセット手段と、を具備した画素を２次元状に複数配列した画素手段と、前記画素手段の全ての画素の露光開始タイミングと露光期間とを同一とするグローバルシャッタ動作を行うとともに、前記画素手段に配置された複数の画素を複数のグループに区分し、それぞれのグループに属する画素から、前記区分したグループ単位で静止画用信号を読み出し、さらに、前記区分したグループ単位に静止画用信号を読み出す期間の合間に、それぞれのグループに属する画素から、前記区分したグループ単位で動画用信号を読み出す信号読出手段と、前記画素から前記静止画用信号および前記動画用信号を読み出すために、前記画素内に設けられた前記複数の電荷蓄積手段を制御する読出画素制御手段と、を備えることを特徴とする固体撮像装置であってもよい。
【０１１６】
以上、本発明の実施形態について、図面を参照して説明してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の代替物、変形、等価物による変更を行うこともできる。従って、本発明の範囲は、上記の説明を参照して決められるものではなく、請求項によって決められるべきであり、均等物の全ての範囲も含まれる。また、上述した特徴は、いずれも、好ましいか否かを問わず、他の特徴と組み合わせてもよい。また、請求項において、明示的に断らない限り、各構成要素は１またはそれ以上の数量である。また、請求項において「〜のための手段」のような語句を用いて明示的に記載する場合を除いて、請求項が、ミーンズ・プラス・ファンクションの限定を含むものと解してはならない。
【符号の説明】
【０１１７】
１・・・デジタルカメラ
２・・・レンズユニット部
３，３０・・・イメージセンサ
４・・・発光装置
５・・・メモリ
６・・・記録装置
７・・・表示装置
８・・・画像信号処理装置
９・・・レンズ制御装置
１０・・・イメージセンサ制御装置
１１・・・発光制御装置
１２・・・カメラ制御装置
８１・・・撮影条件検出部
３１，３０１・・・イメージセンサ制御信号発生回路
３２，３０２・・・垂直走査回路
３３，３０３・・・水平読み出し回路
３４，３０４・・・画素アレイ部
３５，３０５・・・単位画素
３６，３０６・・・垂直信号線
ＰＤ・・・フォトダイオード
３５１，３５２，３５３，３５４・・・画素メモリ部
ＦＤ１，ＦＤ２・・・電荷蓄積部
Ｍ１１，Ｍ１２・・・リセットトランジスタ
Ｍ２１，Ｍ２２，Ｍ２３，Ｍ２４・・・転送トランジスタ
Ｍ３１，Ｍ３２，Ｍ３３・・・増幅トランジスタ
Ｍ４１，Ｍ４２・・・選択トランジスタ
Ｍ４３・・・画素選択トランジスタ
Ｍ５３・・・リセットトランジスタ
Ｍ１３，Ｍ１４・・・メモリ選択トランジスタ
ＦＤ・・・電荷蓄積部
Ｍ１・・・ＦＤリセットトランジスタ
Ｍ２・・・転送トランジスタ
Ｍ３・・・増幅トランジスタ
Ｍ４・・・選択トランジスタ
Ｍ５・・・ＰＤリセットトランジスタ
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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