(57)【要約】  本開示の撮像制御装置は、撮像素子における複数の画素に対して読出動作を行い、動体検出結果に基づいて、動体が検出された検出領域に対応する第１の画素に対する読出動作の時間長が、検出領域以外の領域に対応する第２の画素に対する読出動作の時間長と異なるように制御する制御部を備える。
2017149962.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像素子における複数の画素に対して読出動作を行い、動体検出結果に基づいて、動体が検出された検出領域に対応する第１の画素に対する前記読出動作の時間長が、前記検出領域以外の領域に対応する第２の画素に対する前記読出動作の時間長と異なるように制御する制御部を備えた
撮像制御装置。
【請求項２】
前記制御部は、さらに、前記複数の画素に対して撮像動作を行い、前記第１の画素に対する前記撮像動作の時間長が、前記第２の画素に対する前記撮像動作の時間長と異なるように制御する
請求項１に記載の撮像制御装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記読出動作の対象である画素から供給された画素信号を、その画素信号の信号レベルに応じた長さの画素時間に変換し、その画素時間の長さに基づいてＡＤ変換動作を行うことにより前記読出動作を行う
請求項１に記載の撮像制御装置。
【請求項４】
前記制御部は、信号レベルが順次変化する参照信号を生成する参照信号生成部と、前記画素信号と前記参照信号とを比較することにより比較信号を生成する比較部とを有し、前記比較信号に基づいて前記画素時間の長さを検出する
請求項３に記載の撮像制御装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記参照信号の前記信号レベルの変化度合いを制御することにより、前記読出動作の時間長を制御する
請求項４に記載の撮像制御装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記読出動作の時間長を制御することにより、フレームレートを制御する
請求項１に記載の撮像制御装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記読出動作の時間長を制御することにより、前記読出動作の対象である画素から供給された画素信号に対するＡＤ変換動作の分解能を制御する
請求項１に記載の撮像制御装置。
【請求項８】
前記制御部は、さらに、被写体を認識する画像認識部における認識結果に基づいて、前記読出動作の時間長を制御する
請求項１に記載の撮像制御装置。
【請求項９】
前記撮像素子における前記複数の画素のうちの外側に配置された画素に対して前記読出動作を行い、その読出結果を利用した前記動体検出結果に基づいて、前記読出動作の時間長を制御する
請求項１に記載の撮像制御装置。
【請求項１０】
前記撮像素子における前記複数の画素のうちの互いに離間して配置された画素に対して前記読出動作を行い、その読出結果を利用した前記動体検出結果に基づいて、前記読出動作の時間長を制御する
請求項１に記載の撮像制御装置。
【請求項１１】
前記撮像素子をさらに備えた
請求項１に記載の撮像制御装置。
【請求項１２】
前記制御部は、前記第１の画素に対する前記読出動作の時間長を、前記第２の画素に対する前記読出動作の時間長よりも短くする
請求項１に記載の撮像制御装置。
【請求項１３】
前記制御部は、前記第１の画素に対する前記読出動作の時間長を、前記第２の画素に対する前記読出動作の時間長よりも長くする
請求項１に記載の撮像制御装置。
【請求項１４】
前記制御部は、前記第１の画素に対する前記撮像動作の時間長を、前記第２の画素に対する前記撮像動作の時間長よりも短くする
請求項２に記載の撮像制御装置。
【請求項１５】
撮像素子における複数の画素に対して読出動作を行い、
動体検出結果に基づいて、動体が検出された検出領域に対応する第１の画素に対する前記読出動作の時間長が、前記検出領域以外の領域に対応する第２の画素に対する前記読出動作の時間長と異なるように制御する
撮像制御方法。
【請求項１６】
撮像素子における複数の画素に対して読出動作を行い、
動体検出結果に基づいて、動体が検出された検出領域に対応する第１の画素に対する前記読出動作の時間長が、前記検出領域以外の領域に対応する第２の画素に対する前記読出動作の時間長と異なるように制御する
ことを撮像制御装置に行わせるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、撮像動作を制御する撮像制御装置、そのような撮像制御装置において用いられる撮像制御方法、および撮像動作を制御するプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、様々な電子機器に撮像装置が搭載されている。撮像装置には、例えば、被写体に応じて読出領域を設定し、その読出領域から画素信号を読み出す撮像装置が開示されている（例えば特許文献１，２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−８８５５号公報
【特許文献２】特開２０１２−６０３７１号公報
【発明の概要】
【０００４】
ところで、撮像装置では、撮像画像の品質（画質）が高いことが望まれており、さらなる画質の向上が期待されている。
【０００５】
撮像画像の画質を高めることができる撮像制御装置、撮像制御方法、およびプログラムを提供することが望ましい。
【０００６】
本開示の一実施の形態における撮像制御装置は、制御部を備えている。制御部は、撮像素子における複数の画素に対して読出動作を行い、動体検出結果に基づいて、動体が検出された検出領域に対応する第１の画素に対する読出動作の時間長が、検出領域以外の領域に対応する第２の画素に対する読出動作の時間長と異なるように制御するものである。
【０００７】
本開示の一実施の形態における撮像制御方法は、撮像素子における複数の画素に対して読出動作を行い、動体検出結果に基づいて、動体が検出された検出領域に対応する第１の画素に対する読出動作の時間長が、検出領域以外の領域に対応する第２の画素に対する読出動作の時間長と異なるように制御するものである。
【０００８】
本開示の一実施の形態におけるプログラムは、撮像素子における複数の画素に対して読出動作を行い、動体検出結果に基づいて、動体が検出された検出領域に対応する第１の画素に対する読出動作の時間長が、検出領域以外の領域に対応する第２の画素に対する読出動作の時間長と異なるように制御することを撮像制御装置に行わせるものである。
【０００９】
本開示の一実施の形態における撮像制御装置、撮像制御方法、およびプログラムでは、撮像素子における複数の画素に対して読出動作が行われる。その際、動体検出結果に基づいて、動体が検出された検出領域に対応する第１の画素に対する読出動作の時間長が、検出領域以外の領域に対応する第２の画素に対する読出動作の時間長と異なるように制御される。
【００１０】
本開示の一実施の形態における撮像制御装置、撮像制御方法、およびプログラムによれば、動体検出結果に基づいて、動体が検出された検出領域に対応する第１の画素に対する読出動作の時間長が、検出領域以外の領域に対応する第２の画素に対する読出動作の時間長と異なるように制御するようにしたので、撮像画像の画質を高めることができる。なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれの効果があってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本開示の一実施の形態に係る撮像装置の一構成例を表すブロック図である。
【図２】図１に示したイメージセンサの一構成例を表すブロック図である。
【図３】図１に示したイメージセンサの一構成例を表す説明図である。
【図４】図３に示した画素ブロックの一構成例を表す回路図である。
【図５】図２に示した読出部の一構成例を表すブロック図である。
【図６】図５に示した参照信号の一例を表す波形図である。
【図７】検出画素の配置例を表す説明図である。
【図８】図１に示したイメージセンサの一動作例を表すタイミング波形図である。
【図９】図１に示した撮像装置の一動作例を表すフローチャートである。
【図１０】図１に示したイメージセンサの一動作例を表すタイミング図である。
【図１１】図１に示したイメージセンサの一動作例を表す他のタイミング波形図である。
【図１２】変形例に係る検出画素の配置例を表す説明図である。
【図１３】変形例に係る撮像装置の一構成例を表すブロック図である。
【図１４】変形例に係る撮像装置におけるモニタに表示される表示画像の一例を表す説明図である。
【図１５】実施の形態を適用したビデオカメラの外観構成を表す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本開示の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．実施の形態
２．適用例
【００１３】
＜１．実施の形態＞
［構成例］
（全体構成例）
図１は、実施の形態に係る撮像装置（撮像装置１）の一構成例を表すものである。撮像装置１は、電子シャッタ方式を用いた、動画を撮像可能な撮像装置である。なお、本開示の実施の形態に係る撮像制御装置および撮像制御方法は、本実施の形態により具現化されるので、併せて説明する。
【００１４】
撮像装置１は、イメージセンサ２０と、操作部１２と、メモリ１３と、モニタ１４と、処理部３０とを備えている。
【００１５】
イメージセンサ２０は、撮像動作を行うものであり、例えばＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサのチップを用いて構成されるものである。イメージセンサ２０は、処理部３０から供給される撮像制御信号Ｓctrlに基づいて撮像動作を行うとともに、取得した撮像画像を画像信号Ｓpicとして処理部３０に供給するようになっている。
【００１６】
図２は、イメージセンサ２０の一構成例を表すものである。イメージセンサ２０は、画素アレイ２１と、撮像制御部２２と、駆動部２３とを有している。
【００１７】
画素アレイ２１は、複数の画素Ｐがマトリックス状に配置されたものである。画素Ｐは、受光光量に応じた大きさの信号を出力するものである。
【００１８】
図３は、イメージセンサ２０の一構成例を表すものである。イメージセンサ２０は、上基板２８と、下基板２９とを有している。上基板２８には、画素アレイ２１が形成されている。画素アレイ２１は、複数（この例では９つ）のエリアに区分され、各エリアに、複数（この例では１６個）の画素Ｐを含む画素ブロックＢＬが形成されるようになっている。また、下基板２９には、駆動部２３の読出部５０（後述）が形成されている。具体的には、下基板２９には、上基板２８における画素ブロックＢＬにそれぞれ対応する位置に、読出部５０に含まれるＡＤ変換部ＡＤＣ（後述）がそれぞれ形成されている。上基板２８と下基板２９とは、例えばＣｕ−Ｃｕ接合により、電気的に接続されるようになっている。なお、この例では、画素アレイ２１を９つのエリアに区分したが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば８つ以下または１０個以上のエリアに区分してもよい。また、この例では、画素ブロックＢＬのそれぞれが１６個の画素Ｐを含むようにしたが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば１５個以下または１７個以上の画素Ｐを含むようにしてもよい。
【００１９】
図４は、画素ブロックＢＬの回路構成の一例を表すものである。画素ブロックＢＬは、複数の画素Ｐ（この例では１６個の画素Ｐ１〜Ｐ１６）と、フローティングディフュージョン４９と、トランジスタ４３〜４５とを有している。
【００２０】
画素Ｐは、フォトダイオード４１と、トランジスタ４２とを有している。フォトダイオード４１は、受光量に応じた量の電荷を生成して内部に蓄積する光電変換素子である。フォトダイオード４１は、例えば、図示しないカラーフィルタを透過した光を受光するものである。フォトダイオード４１のアノードは接地され、カソードはトランジスタ４２のソースに接続されている。トランジスタ４２は、この例ではＮ型のＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor）トランジスタである。トランジスタ４２のゲートには駆動部２３の走査部２４（後述）により転送制御信号ＴＧが供給されている。具体的には、画素Ｐ１のトランジスタ４２のゲートには、転送制御信号ＴＧ１が供給され、画素Ｐ２のトランジスタ４２のゲートには、転送制御信号ＴＧ２が供給される。画素Ｐ３〜Ｐ１６についても同様である。トランジスタ４２のソースはフォトダイオード４１のカソードに接続され、ドレインはフローティングディフュージョン４９、トランジスタ４３のソース、およびトランジスタ４４のゲートに接続されている。
【００２１】
フローティングディフュージョン４９は、電荷を蓄えるものである。この図では、フローティングディフュージョン４９を容量素子として描いている。フローティングディフュージョン４９は、画素Ｐ１〜Ｐ１６のトランジスタ４２のドレイン、トランジスタ４３のソース、およびトランジスタ４４のゲートに接続されている。
【００２２】
この構成により、画素ブロックＢＬでは、例えば、転送制御信号ＴＧ１〜ＴＧ１６に基づいて、画素Ｐ１〜Ｐ１６のいずれか１つの画素のトランジスタ４２がオン状態になり、その画素のフォトダイオード４１で発生した電荷がフローティングディフュージョン４９に転送される（転送動作）ようになっている。
【００２３】
トランジスタ４３は、この例ではＮ型のＭＯＳトランジスタであり、ゲートには駆動部２３の走査部２４（後述）によりリセット制御信号ＲＳＴが供給され、ドレインには電源電圧ＶＤＤが供給され、ソースはフローティングディフュージョン４９、画素Ｐ１〜Ｐ１６のトランジスタ４２のドレイン、およびトランジスタ４４のゲートに接続されている。
【００２４】
この構成により、画素ブロックＢＬでは、画素Ｐ１〜Ｐ１６のいずれかからのフローティングディフュージョン４９への電荷の転送に先立って、リセット制御信号ＲＳＴに基づいてトランジスタ４３がオン状態になり、フローティングディフュージョン４９に電源電圧ＶＤＤが供給される。これにより、画素ブロックＢＬでは、フローティングディフュージョン４９の電圧がリセットされる（リセット動作）ようになっている。
【００２５】
トランジスタ４４，４５は、この例ではＮ型のＭＯＳトランジスタである。トランジスタ４４のゲートはフローティングディフュージョン４９、画素Ｐ１〜Ｐ１６のトランジスタ４２のドレイン、およびトランジスタ４３のソースに接続され、ドレインには電源電圧ＶＤＤが供給され、ソースはトランジスタ４５のドレインに接続されている。トランジスタ４５のゲートには、駆動部２３の走査部２４（後述）により出力制御信号ＯＵＴが供給され、ドレインはトランジスタ４４のソースに接続され、ソースは駆動部２３の読出部５０（後述）に接続されている。
【００２６】
この構成により、画素ブロックＢＬでは、出力制御信号ＯＵＴに基づいてトランジスタ４５がオン状態になり、トランジスタ４４が、フローティングディフュージョン４９の電圧に応じた電圧を、信号ＳＩＧとして、トランジスタ４５を介して出力する。具体的には、トランジスタ４４は、後述するように、フローティングディフュージョン４９の電圧がリセットされた後のＰ相（Pre-charge相）期間ＴＰにおいて、その時のフローティングディフュージョン４９の電圧に対応する電圧Ｖresetを信号ＳＩＧとして出力する。また、トランジスタ４４は、フォトダイオード４１からフローティングディフュージョン４９へ電荷が転送された後のＤ相（Data相）期間ＴＤにおいて、その時のフローティングディフュージョン４９の電圧に対応する電圧Ｖsigを信号ＳＩＧとして出力するようになっている。
【００２７】
なお、画素ブロックＢＬの構成は、図４に示した構成に限定されるものではない。具体的には、この例では、１つのフローティングディフュージョン４９を設けるようにしたが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば、各画素Ｐ１〜Ｐ１６のそれぞれにフローティングディフュージョンを設けてもよい。
【００２８】
撮像制御部２２（図２）は、撮像制御信号Ｓctrlに基づいて、駆動部２３に対して制御信号を供給することにより、イメージセンサ２０の動作を制御するものである。
【００２９】
駆動部２３は、画素アレイ２１に対して読出駆動を行うものである。駆動部２３は、走査部２４と、読出部５０とを有している。
【００３０】
走査部２４は、撮像制御部２２から供給される制御信号に基づいて、画素アレイ２１に含まれる複数の画素ブロックＢＬの動作をそれぞれ制御するものである。具体的には、走査部２４は、画素ブロックＢＬのそれぞれ対して、転送制御信号ＴＧ１〜ＴＧ１６、リセット制御信号ＲＳＴ、および出力制御信号ＯＵＴを含む信号のセットをそれぞれ供給する。これにより、各画素ブロックＢＬでは、画素Ｐ１〜Ｐ１６が順次選択され、電圧Ｖresetおよび画素Ｐ１〜Ｐ１６に係る電圧Ｖsigを含む信号ＳＩＧを出力する。このように、撮像装置１では、各画素ブロックＢＬをそれぞれ別々に制御することにより、各画素ブロックＢＬが互いに異なる動作を行うことができるようになっている。
【００３１】
読出部５０は、撮像制御部２２から供給される制御信号、および各画素ブロックＢＬから供給された信号ＳＩＧに基づいて、画像信号Ｓpicを生成するものである。
【００３２】
図５は、読出部５０の一構成例を表すものである。この図では、読出部５０に加えて、撮像制御部２２をも描いている。読出部５０は、参照信号生成部５１と、複数のＡＤ（Analog/Digital）変換部ＡＤＣ（この例では９つのＡＤ変換部ＡＤＣ１〜ＡＤＣ９）と、画像信号生成部５５と、読出制御部５６とを有している。
【００３３】
参照信号生成部５１は、参照信号ＲＥＦを生成するものである。参照信号ＲＥＦは、この例では、Ｐ相期間ＴＰおよびＤ相期間ＴＤにおいて、時間の経過に応じて電圧レベルが徐々に低下する、いわゆるランプ波形を有するものである。
【００３４】
図６は、参照信号ＲＥＦの一波形例を表すものである。参照信号生成部５１は、図６に示したように、Ｐ相期間ＴＰおよびＤ相期間ＴＤにおいてランプ波形を有する参照信号ＲＥＦを生成する。この例では、波形Ｗ１は、ランプ波形の傾きが大きいものであり、波形Ｗ２は、ランプ波形の傾きが中程度であり、波形Ｗ３は、ランプ波形の傾きが小さいものである。具体的には、波形Ｗ１におけるランプ波形の傾きは、波形Ｗ２におけるランプ波形の傾きの２倍であり、波形Ｗ３におけるランプ波形の傾きは、波形Ｗ２におけるランプ波形の傾きの半分である。参照信号生成部５１は、読出制御部５６から供給される制御信号に基づいて、このように、ランプ波形の傾きを変更することができるようになっている。
【００３５】
ＡＤ変換部ＡＤＣは、画素ブロックＢＬから供給された信号ＳＩＧ（電圧Ｖresetおよび電圧Ｖsig）に基づいてＡＤ変換を行うものである。複数のＡＤ変換部ＡＤＣは、複数の画素ブロックＢＬにそれぞれ対応して設けられている。ＡＤ変換部ＡＤＣは、コンパレータ５３と、カウンタ５４とを有している。
【００３６】
コンパレータ５３は、そのＡＤ変換部ＡＤＣに対応する画素ブロックＢＬから供給された信号ＳＩＧと、参照信号ＲＥＦとを比較して、その比較結果を比較信号ＣＭＰとして出力するものである。
【００３７】
カウンタ５４は、比較信号ＣＭＰと、読出制御部５６から供給されたクロック信号ＣＬＫおよび制御信号ＣＣとに基づいて、カウントアップ動作またはカウントダウン動作を行うものである。具体的には、カウンタ５４は、後述するように、Ｐ相期間ＴＰでは、制御信号ＣＣに基づいてカウントダウン動作を開始し、比較信号ＣＭＰに基づいてカウントダウン動作を停止する。また、カウンタ５４は、Ｄ相期間ＴＤでは、制御信号ＣＣに基づいてカウントアップ動作を開始し、比較信号ＣＭＰに基づいてカウントアップ動作を停止する。そして、カウンタ５４は、Ｄ相期間ＴＤの後に、その最終カウント値を出力するようになっている。
【００３８】
画像信号生成部５５は、ＡＤ変換部ＡＤＣ１〜ＡＤＣ９から供給された最終カウント値に基づいて、画像信号Ｓpicを生成するものである。その際、画像信号生成部５５は、読出制御部５６から供給される制御信号に基づいて、参照信号ＲＥＦにおけるランプ波形の傾き、および蓄積時間ｔｃ（後述）の長さに応じて最終カウント値を補正することにより、画素値ＰＶを求め、この画素値ＰＶに基づいて、画像信号Ｓpicを生成するようになっている。
【００３９】
読出制御部５６は、撮像制御部２２からの指示に基づいて、クロック信号ＣＬＫおよび制御信号ＣＣを生成してＡＤ変換部ＡＤＣ１〜ＡＤＣ９に供給することにより、ＡＤ変換部ＡＤＣ１〜ＡＤＣ９の動作を制御するとともに、参照信号生成部５１および画像信号生成部５５に対して制御信号を供給することにより、参照信号生成部５１および画像信号生成部５５の動作を制御するものである。
【００４０】
この構成により、読出部５０では、後述するように、電圧ＶsigをＡＤ変換するとともに電圧ＶresetをＡＤ変換し、そのＡＤ変換結果の差分値を補正することにより、画素値ＰＶを求める。イメージセンサ２０では、このような相関２重サンプリングを行うことにより、電圧Ｖsigに含まれるノイズ成分を取り除くことができる。その結果、撮像装置１では、画質を高めることができるようになっている。
【００４１】
また、読出部５０では、図６に示したように、参照信号ＲＥＦにおけるランプ波形の傾きを変更できるようにした。これにより、後述するように、例えば、波形Ｗ３を有する参照信号ＲＥＦを用いた場合には、波形Ｗ２を有する参照信号ＲＥＦを用いた場合に比べて、ＡＤ変換における分解能を２倍にすることができ、より高い精度でＡＤ変換を行うことができる。また、例えば、波形Ｗ１を有する参照信号ＲＥＦを用いた場合には、波形Ｗ２を有する参照信号ＲＥＦを用いた場合に比べて、ＡＤ変換時間を短くすることができ、その結果、撮像動作におけるフレームレートを高めることができるようになっている。
【００４２】
操作部１２（図１）は、例えばタッチパネルや各種ボタンを含んで構成されるものであり、ユーザからの操作を受け付けるものである。そして、操作部１２は、ユーザからの操作に基づいて制御信号を生成し、その制御信号を処理部３０に供給するようになっている。メモリ１３は、例えば不揮発性の半導体メモリを含んで構成されるものであり、処理部３０から供給された撮像データを記憶するものである。モニタ１４は、例えば液晶表示装置を用いて構成されるものであり、処理部３０から供給された画像データに基づいて、画像を表示するものである。
【００４３】
処理部３０は、画像信号Ｓpicに基づいて信号処理を行うものであり、例えば集積回路により構成されるものである。処理部３０は、ハードウェアで構成してもよいし、機能の全部または一部をソフトウェアで構成してもよい。処理部３０は、制御部３１と、動体検出部３２と、動体速度検出部３３と、画像処理部３４と、メモリ制御部３５と、表示画像生成部３６とを有している。
【００４４】
制御部３１は、撮像装置１の動作を制御するものである。具体的には、制御部３１は、操作部１２、動体検出部３２、および動体速度検出部３３から供給された制御信号に基づいて、処理部３０内の各ブロックの動作を制御する。また、制御部３１は、撮像制御信号Ｓctrlを生成して、この撮像制御信号Ｓctrlをイメージセンサ２０に供給することにより、イメージセンサ２０の動作を制御する。その際、制御部３１は、動体検出部３２および動体速度検出部３３による検出結果に基づいて、画素ブロックＢＬごとに駆動方法を設定することができるようになっている。
【００４５】
動体検出部３２は、画像信号Ｓpicに基づいて、動体を検出するものである。具体的には、動体検出部３２は、イメージセンサ２０における複数の画素Ｐのうちの所定の画素Ｐ（検出画素Ｑ）における画素値ＰＶの時間変化に基づいて、動体を検出するようになっている。
【００４６】
図７は、画素アレイ２１における検出画素Ｑの配置の一例を表すものである。この例では、画素アレイ２１における複数の画素Ｐのうちの最も外側に配置された画素Ｐを、検出画素Ｑとして用いている。
【００４７】
撮像装置１では、例えば、まず最初に、イメージセンサ２０が、これらの検出画素Ｑにおける画素値ＰＶのみを、所定の頻度で取得する。そして、動体検出部３２は、検出画素Ｑにおける画素値ＰＶの時間変化を検出する。すなわち、この例では、検出画素Ｑは、画素アレイ２１における複数の画素Ｐのうちの最も外側に配置されているため、動体がイメージセンサ２０の撮像可能領域内に入ってきたときに、その動体に応じて複数の検出画素Ｑのうちの一部の検出画素Ｑにおける画素値ＰＶが変化する。動体検出部３２は、このように、検出画素Ｑにおける画素値ＰＶに時間変化が生じた場合に、そのような検出画素Ｑを含む画素ブロックＢＬの位置を制御部３１に通知する。そして、制御部３１は、動体検出部３２から通知された画素ブロックＢＬにおける全ての画素Ｐ１〜Ｐ１６の画素値ＰＶを取得するように、イメージセンサ２０に対して指示するようになっている。
【００４８】
動体速度検出部３３は、画像信号Ｓpicに基づいて、動体の速度Ｖを検出するものである。具体的には、動体速度検出部３３は、動体検出部３２により動体が検出された画素ブロックＢＬの画素Ｐ１〜Ｐ１６における画素値ＰＶに基づいて、動体の速度Ｖを検出するものである。そして、動体速度検出部３３は、検出した動体の速度Ｖを制御部３１に通知する。制御部３１は、動体速度検出部３３が検出した動体の速度Ｖに基づいて、その画素ブロックＢＬにおける駆動方法を設定するようになっている。
【００４９】
画像処理部３４は、画像信号Ｓpicに基づいて、例えばホワイトバランス調整などの所定の画像処理を行うことにより画像信号Ｓpic2を生成するものである。メモリ制御部３５は、画像信号Ｓpic2に基づいて、メモリ１３に画像を記憶させるものである。表示画像生成部３６は、画像信号Ｓpic2に基づいて所定の画像処理を行うことにより、モニタ１４に表示する表示画像を生成するものである。
【００５０】
ここで、画素アレイ２１は、本開示における「撮像素子」の一具体例に対応する。駆動部２３および制御部３１は、本開示における「制御部」の一具体例に対応する。コンパレータ５３は、本開示における「比較部」の一具体例に対応する。
【００５１】
［動作および作用］
続いて、本実施の形態の撮像装置１の動作および作用について説明する。
【００５２】
（全体動作概要）
まず、図１を参照して、撮像装置１の全体動作概要を説明する。イメージセンサ２０は、撮像制御信号Ｓctrlに基づいて撮像動作を行い、取得した撮像画像を画像信号Ｓpicとして処理部３０に供給する。動体検出部３２は、イメージセンサ２０における複数の画素Ｐのうちの検出画素Ｑにおける画素値ＰＶの時間変化に基づいて、動体を検出する。動体速度検出部３３は、動体検出部３２により動体が検出された画素ブロックＢＬの画素Ｐ１〜Ｐ１６における画素値ＰＶに基づいて、動体の速度Ｖを検出する。制御部３１は、操作部１２、動体検出部３２、および動体速度検出部３３から供給された制御信号に基づいて、処理部３０内の各ブロックの動作を制御する。また、制御部３１は、撮像制御信号Ｓctrlを生成して、この撮像制御信号Ｓctrlをイメージセンサ２０に供給することにより、イメージセンサ２０の動作を制御する。画像処理部３４は、画像信号Ｓpicに基づいて、例えばホワイトバランス調整などの所定の画像処理を行うことにより画像信号Ｓpic2を生成する。メモリ制御部３５は、画像信号Ｓpic2に基づいて、メモリ１３に画像を記憶させる。メモリ１３は、メモリ制御部３５から供給された撮像データを記憶する。表示画像生成部３６は、画像信号Ｓpic2に基づいて所定の画像処理を行うことにより、モニタ１４に表示する表示画像を生成する。モニタ１４は、表示画像生成部３６が生成した表示画像を表示する。
【００５３】
（詳細動作）
イメージセンサ２０では、まず、画素Ｐが蓄積動作Ｍ１を行った後に、読出部５０がその画素Ｐに対して読出動作Ｍ２を行う。蓄積動作Ｍ１では、フォトダイオード４１が、受光量に応じた量の電荷を生成して内部に蓄積する。また、読出動作Ｍ２では、画素ブロックＢＬが、電圧Ｖresetおよび電圧Ｖsigを順次出力し、読出部５０が、その電圧Ｖresetおよび電圧Ｖsigに基づいて画素値ＰＶを求める。ここで、蓄積動作Ｍ１は、本開示における「撮像動作」の一具体例に対応する。読出動作Ｍ２は、本開示における「読出動作」の一具体例に対応する。
【００５４】
図８は、着目した画素ブロックＢＬ１の画素Ｐ１に対する読出動作Ｍ２の一例を表すものであり、（Ａ）はリセット制御信号ＲＳＴの波形を示し、（Ｂ）は転送制御信号ＴＧ１の波形を示し、（Ｃ）は出力制御信号ＯＵＴの波形を示し、（Ｄ）は参照信号ＲＥＦの波形を示し、（Ｅ）は信号ＳＩＧの波形を示し、（Ｆ）は比較信号ＣＭＰの波形を示し、（Ｇ）はクロック信号ＣＬＫの波形を示し、（Ｈ）はカウンタ５４におけるカウント値ＣＮＴを示す。ここで、図８（Ｄ），（Ｅ）では、各信号の波形を同じ電圧軸で示している。
【００５５】
イメージセンサ２０では、ある１水平期間（１Ｈ）において、まず、走査部２４が画素ブロックＢＬ１にリセット動作を行わせ、画素ブロックＢＬ１に対応するＡＤ変換部ＡＤＣ１が、その後のＰ相期間ＴＰにおいて、画素ブロックＢＬ１が出力した電圧Ｖresetに基づいてＡＤ変換を行う。そして、走査部２４が、画素Ｐ１に転送動作を行わせ、ＡＤ変換部ＡＤＣ１が、Ｄ相期間ＴＤにおいて、その画素ブロックＢＬ１が出力した電圧Ｖsigに基づいてＡＤ変換を行う。以下に、この動作について詳細に説明する。
【００５６】
まず、タイミングｔ１において、走査部２４は、リセット制御信号ＲＳＴの電圧を低レベルから高レベルに変化させる（図８（Ａ））。これにより、画素ブロックＢＬ１では、トランジスタ４３がオン状態になり、その結果、フローティングディフュージョン４９の電圧が電源電圧ＶＤＤに設定され、フローティングディフュージョン４９の電圧がリセットされる。また、これと同時に、走査部２４は、出力制御信号ＯＵＴの電圧を低レベルから高レベルに変化させる（図８（Ｃ））。これにより、画素ブロックＢＬ１では、トランジスタ４５がオン状態になり、画素ブロックＢＬ１がＡＤ変換部ＡＤＣ１に電気的に接続される。
【００５７】
次に、タイミングｔ２において、走査部２４は、リセット制御信号ＲＳＴの電圧を高レベルから低レベルに変化させる（図８（Ａ））。これにより、画素ブロックＢＬ１では、トランジスタ４３がオフ状態になる。そして、画素ブロックＢＬ１は、このタイミングｔ２以降において、このときのフローティングディフュージョン４９の電圧に対応する電圧Ｖresetを信号ＳＩＧとして出力する。
【００５８】
次に、タイミングｔ３〜ｔ５の期間（Ｐ相期間ＴＰ）において、読出部５０は、電圧Ｖresetに基づいてＡＤ変換を行う。具体的には、まず、タイミングｔ３において、読出制御部５６は、クロック信号ＣＬＫの生成を開始し（図８（Ｇ））、参照信号生成部５１は、読出制御部５６から供給される制御信号に基づいて、参照信号ＲＥＦの電圧を、電圧Ｖ１から所定の変化度合いで低下させ始める（図８（Ｄ））。これに応じて、ＡＤ変換部ＡＤＣ１のカウンタ５４は、これ以降、カウントダウン動作を行い、カウント値ＣＮＴを順次低下させる（図８（Ｈ））。
【００５９】
そして、タイミングｔ４において、参照信号ＲＥＦの電圧が信号ＳＩＧの電圧Ｖresetを下回る（図８（Ｄ），（Ｅ））。これに応じて、ＡＤ変換部ＡＤＣ１のコンパレータ５３は、比較信号ＣＭＰの電圧を高レベルから低レベルに変化させる（図８（Ｆ））。その結果、カウンタ５４は、カウントダウン動作を停止する（図８（Ｈ））。このようにして、ＡＤ変換部ＡＤＣ１は、電圧Ｖresetをデジタル値（カウント値ＣＮＴ１）に変換する。
【００６０】
次に、タイミングｔ５において、読出制御部５６は、クロック信号ＣＬＫの生成を停止し（図８（Ｇ））、参照信号生成部５１は、読出制御部５６から供給される制御信号に基づいて、参照信号ＲＥＦの電圧の変化を停止させ、その後に、参照信号ＲＥＦの電圧を電圧Ｖ１に戻す（図８（Ｄ））。その際、タイミングｔ６において、参照信号ＲＥＦの電圧が信号ＳＩＧの電圧Ｖresetを上回る（図８（Ｄ），（Ｅ））。これに応じて、ＡＤ変換部ＡＤＣ１のコンパレータ５３は、比較信号ＣＭＰの電圧を低レベルから高レベルに変化させる（図８（Ｆ））。
【００６１】
そして、タイミングｔ７において、走査部２４は、転送制御信号ＴＧ１の電圧を低レベルから高レベルに変化させる（図８（Ｂ））。これにより、画素ブロックＢＬ１では、画素Ｐ１のトランジスタ４２がオン状態になり、その結果、画素Ｐ１のフォトダイオード４１で発生した電荷がフローティングディフュージョン４９に転送される。これに応じて、信号ＳＩＧの電圧は徐々に低下する（図８（Ｅ））。
【００６２】
そして、タイミングｔ８において、走査部２４は、転送制御信号ＴＧ１の電圧を高レベルから低レベルに変化させる（図８（Ｂ））。これにより、画素ブロックＢＬ１では、画素Ｐ１のトランジスタ４２がオフ状態になる。そして、画素ブロックＢＬ１は、このタイミングｔ８以降において、このときのフローティングディフュージョン４９の電圧に対応する電圧Ｖsigを信号ＳＩＧとして出力する。
【００６３】
次に、タイミングｔ９〜ｔ１１の期間（Ｄ相期間ＴＤ）において、読出部５０は、電圧Ｖsigに基づいてＡＤ変換を行う。具体的には、まず、タイミングｔ９において、読出制御部５６は、クロック信号ＣＬＫの生成を開始し（図８（Ｇ））、参照信号生成部５１は、読出制御部５６から供給される制御信号に基づいて、参照信号ＲＥＦの電圧を、電圧Ｖ１から所定の変化度合いで低下させ始める（図８（Ｄ））。これに応じて、ＡＤ変換部ＡＤＣ１のカウンタ５４は、これ以降、カウントアップ動作を行い、カウント値ＣＮＴを順次上昇させる（図８（Ｈ））。
【００６４】
そして、タイミングｔ１０において、参照信号ＲＥＦの電圧が信号ＳＩＧの電圧Ｖsigを下回る（図８（Ｄ），（Ｅ））。これに応じて、ＡＤ変換部ＡＤＣ１のコンパレータ５３は、比較信号ＣＭＰの電圧を高レベルから低レベルに変化させる（図８（Ｆ））。その結果、カウンタ５４は、カウントアップ動作を停止する（図８（Ｈ））。このようにして、ＡＤ変換部ＡＤＣ１は、電圧Ｖsigをデジタル値（カウント値ＣＮＴ２）に変換する。そして、ＡＤ変換部ＡＤＣ１は、カウント値ＣＮＴ（ＣＮＴ２−ＣＮＴ１）を出力する。
【００６５】
次に、タイミングｔ１１において、読出制御部５６は、クロック信号ＣＬＫの生成を停止し（図８（Ｇ））、参照信号生成部５１は、読出制御部５６から供給される制御信号に基づいて、参照信号ＲＥＦの電圧の変化を停止させ、その後に、参照信号ＲＥＦの電圧を電圧Ｖ１に戻す（図８（Ｄ））。その際、タイミングｔ１２において、参照信号ＲＥＦの電圧が信号ＳＩＧの電圧Ｖsigを上回る（図８（Ｄ），（Ｅ））。これに応じて、ＡＤ変換部ＡＤＣ１のコンパレータ５３は、比較信号ＣＭＰの電圧を低レベルから高レベルに変化させる（図８（Ｆ））。
【００６６】
次に、タイミングｔ１３において、走査部２４は、出力制御信号ＯＵＴの電圧を高レベルから低レベルに変化させる（図８（Ｃ））。これにより、画素ブロックＢＬ１では、トランジスタ４５がオフ状態になり、画素ブロックＢＬ１がＡＤ変換部ＡＤＣ１から電気的に切り離される。
【００６７】
そして、画像信号生成部５５は、読出制御部５６から供給される制御信号に基づいて、参照信号ＲＥＦにおけるランプ波形の傾き、および画素Ｐが蓄積動作Ｍ１を行う時間（蓄積時間ｔｃ）の長さに応じて、カウント値ＣＮＴを補正することにより画素値ＰＶを求め、この画素値ＰＶに基づいて画像信号Ｓpicを生成する。
【００６８】
このように、イメージセンサ２０では、電圧ＶresetをＡＤ変換してデジタル値（カウント値ＣＮＴ１）を取得するとともに、電圧ＶsigをＡＤ変換してデジタル値（カウント値ＣＮＴ２）を取得し、デジタル値の差分（ＣＮＴ２−ＣＮＴ１）を求めるようにした。イメージセンサ２０では、このように相関２重サンプリングを行うようにしたので、電圧Ｖsigに含まれるノイズ成分を取り除くことができ、その結果、撮像画像の画質を高めることができる。
【００６９】
（駆動方法の設定について）
撮像装置１では、動体検出部３２および動体速度検出部３３による検出結果に基づいて、画素ブロックＢＬごとに駆動方法を設定する。以下に、この動作について詳細に説明する。
【００７０】
図９は、撮像装置１の一動作例を表すものである。撮像装置１では、まず、検出画素Ｑにおける画素値ＰＶの時間変化を検出する。そして、検出画素Ｑにおける画素値ＰＶに時間変化が生じた場合には、その検出画素Ｑを含む画素ブロックＢＬの全ての画素Ｐ１〜Ｐ１６における画素値ＰＶに基づいて、動体の速度Ｖを検出し、その動体の速度Ｖに基づいて、その画素ブロックＢＬにおける駆動方法を設定する。以下に、この動作について詳細に説明する。
【００７１】
まず、イメージセンサ２０は、制御部３１からの指示に基づいて、検出画素Ｑに対して読出動作Ｍ２を行う（ステップＳ１）。その際、イメージセンサ２０では、例えば、検出画素Ｑ以外の画素Ｐに対しては、より低い頻度で読出動作Ｍ２を行う。
【００７２】
次に、動体検出部３２は、動体を検出したか否かを確認する（ステップＳ２）。具体的には、動体検出部３２は、検出画素Ｑにおける画素値ＰＶの時間変化を検出することにより、動体を検出したか否かを確認する。動体を検出していない場合（ステップＳ２において“Ｎ”）には、ステップＳ１に戻り、動体を検出するまで、ステップＳ１〜Ｓ２を繰り返す。
【００７３】
ステップＳ２において動体を検出した場合には、イメージセンサ２０は、制御部３１からの指示に基づいて、動体が検出された画素ブロックＢＬにおける全ての画素Ｐに対して、読出動作Ｍ２を行う（ステップＳ３）。イメージセンサ２０は、このような読出動作Ｍ２を、所定の頻度で行う。これにより、処理部３０は、その画素ブロックＢＬにおける画像を順次取得する。
【００７４】
次に、動体速度検出部３３は、動体の速度Ｖを検出する（ステップＳ４）。具体的には、動体速度検出部３３は、ステップＳ３において順次取得した複数の画像に基づいて、動体の速度Ｖを検出する。
【００７５】
次に、制御部３１は、動体の速度Ｖが所定の速度Ｖｔｈよりも速い（Ｖ＞Ｖｔｈ）か否かを確認する（ステップＳ５）。
【００７６】
動体の速度Ｖが所定の速度Ｖｔｈよりも速い場合（ステップＳ５において“Ｙ”）には、イメージセンサ２０は、制御部３１からの指示に基づいて、動体が検出された画素ブロックＢＬにおけるフレームレートを高くする（ステップＳ６）。具体的には、イメージセンサ２０は、後述するように、例えば読出動作Ｍ２を行う時間を短くすることにより、フレームレートを高くする。これにより、撮像装置１では、速く移動する動体を鮮明に撮像することができる。
【００７７】
また、動体の速度Ｖが所定の速度Ｖｔｈよりも速くない場合（ステップＳ５において“Ｎ”）には、イメージセンサ２０は、制御部３１からの指示に基づいて、動体が検出された画素ブロックＢＬにおけるフレームレートを低くする（ステップＳ７）。具体的には、イメージセンサ２０は、後述するように、例えば読出動作Ｍ２を行う時間を長くすることにより、フレームレートを低くする。これにより、撮像装置１では、例えば、ゆっくりと移動する動体を、高い分解能できれいに撮像することができる。
【００７８】
なお、この例では、動体の速度Ｖが所定の速度Ｖｔｈよりも速い場合に、動体が検出された画素ブロックＢＬにおけるフレームレートを高くしたが、これに限定されるものではない。例えば、動体の速度Ｖが所定の速度Ｖｔｈよりも速い場合に、参照信号ＲＥＦのランプ波形の傾きを小さくすることにより、動体が検出された画素ブロックＢＬに対するＡＤ変換を高い分解能で行うようにしてもよい。この動作は、ユーザが操作部１２を用いて予め設定するようにしてもよい。
【００７９】
次に、制御部３１は、ユーザから撮影終了が指示されたか否か確認する（ステップＳ８）。撮影終了が指示されていない場合（ステップＳ８において“Ｎ”）には、ステップＳ１に戻る。また、撮影終了が指示された場合（ステップＳ８において“Ｙ”）には、このフローを終了する。
【００８０】
（フレームレートの変更）
次に、図９のステップＳ６，Ｓ７におけるフレームレートの変更について説明する。
【００８１】
図１０は、イメージセンサ２０の一動作例を表すものであり、（Ａ）はフレームレートが低い場合を示し、（Ｂ）はフレームレートが高い場合を示す。この例では、画素ブロックＢＬにおける複数の画素Ｐは、時間Δｔの間隔で蓄積動作Ｍ１を順次開始する。そして、読出部５０は、画素Ｐが所定時間にわたり蓄積動作Ｍ１を行った後、その画素Ｐに対して読出動作Ｍ２を行う。
【００８２】
図１０（Ａ）に示したように、フレームレートを低くする場合には、イメージセンサ２０は、この例では、蓄積動作Ｍ１を行う蓄積時間ｔｃを長くするとともに読出動作Ｍ２を行う読出時間ｔｒを長くする。これにより、走査時間ｔscanが長くなるため、フレームレートが低くなる。また、図１０（Ｂ）に示したように、フレームレートを高くする場合には、イメージセンサ２０は、この例では、蓄積時間ｔｃを短くするとともに読出時間ｔｒを短くする。これにより、走査時間ｔscanが短くなるため、フレームレートが高くなる。
【００８３】
図１１（Ａ）〜（Ｇ）は、フレームレートが低い場合における、画素Ｐ１に対する読出動作Ｍ２の一例を表すものであり、図１１（Ｈ）〜（Ｎ）は、フレームレートが高い場合における、画素Ｐ１に対する読出動作Ｍ２の一例を表すものである。
【００８４】
フレームレートが低い場合には、画素ブロックＢＬは、図１１（Ａ）〜（Ｇ）に示したように、タイミングｔ１１〜ｔ１２までの期間において、リセット制御信号ＲＳＴ、転送制御信号ＴＧ１、および出力制御信号ＯＵＴに基づいて、リセット動作、電圧Ｖresetの出力、転送動作、および電圧Ｖsigの出力を行う。フレームレートが低い場合には、参照信号生成部５１は、参照信号ＲＥＦにおけるランプ波形の傾きを小さくする（図１１（Ｄ））。そして、ＡＤ変換部ＡＤＣは、このような参照信号ＲＥＦを用いて、ＡＤ変換を行う。これにより、読出部５０では、ＡＤ変換における分解能を高くすることができ、より高い精度でＡＤ変換を行うことができる。これにより、撮像装置１では、例えば、動体を高い分解能できれいに撮像することができる。
【００８５】
また、フレームレートが高い場合には、画素ブロックＢＬは、図１１（Ｈ）〜（Ｎ）に示したように、タイミングｔ１３〜ｔ１４までの期間において、リセット制御信号ＲＳＴ、転送制御信号ＴＧ１、および出力制御信号ＯＵＴに基づいて、リセット動作、電圧Ｖresetの出力、転送動作、および電圧Ｖsigの出力を行う。フレームレートが高い場合には、参照信号生成部５１は、参照信号ＲＥＦにおけるランプ波形の傾きを大きくする（図１１（Ｋ））。そして、ＡＤ変換部ＡＤＣは、このような参照信号ＲＥＦを用いて、ＡＤ変換を行う。これにより、読出部５０では、読出時間ｔｒを短くすることができ、走査時間ｔscanを短くすることができる。これにより、撮像装置１では、速く移動する動体を鮮明に撮像することができる。
【００８６】
画像信号生成部５５は、参照信号ＲＥＦにおけるランプ波形の傾きに応じてカウント値ＣＮＴを補正することにより画素値ＰＶを求める。このとき、例えばフレームレートが高い場合には、ランプ波形の傾きが大きいため、カウンタ５４の最終カウント値は、フレームレートが低い場合に比べて小さくなる。さらに、この例では、図１０（Ｂ）に示したように、蓄積時間ｔｃの長さも短くしているため、カウンタ５４の最終カウント値は、さらに小さくなる。よって、画像信号生成部５５は、参照信号ＲＥＦにおけるランプ波形の傾き、および蓄積時間ｔｃの長さに応じて、カウンタ５４の最終カウント値を補正することにより画素値ＰＶを求める。これにより、撮像装置１では、フレームレートによらず、同様の画素値ＰＶを得ることができる。
【００８７】
このように、撮像装置１では、被写体に応じて、複数の画素ブロックＢＬのそれぞれに対する駆動方法を制御するようにした。具体的には、動体が検出された画素ブロックＢＬに対して、その動体の速度Ｖに応じて駆動方法を変更するようにした。これにより、撮像装置１では、画素ブロックＢＬごとに、被写体に応じて適切な撮影方法を選択することができる。例えば、動体の速度Ｖに応じてフレームレートを変更するようにした場合には、速く移動する動体を鮮明に撮像することができる。また、例えば、動体の速度Ｖに応じて、ＡＤ変換の分解能を高くするようにした場合には、動体を高い分解能できれいに撮像することができる。その結果、撮像装置１では、撮像画像の画質を高めることができる。
【００８８】
また、撮像装置１では、検出画素Ｑに対して読出動作Ｍ２を行い、検出画素Ｑにおける画素値ＰＶに基づいて動体を検出した場合に、その検出画素Ｑを含む画素ブロックＢＬにおける全ての画素Ｐ１〜Ｐ１６に対して読出動作Ｍ２を行うようにした。これにより、動体を検出するまでの間は、検出画素Ｑ以外の画素Ｐに対して、より低い頻度で読出動作Ｍ２を行うことができるため、消費電力を低減することができる。
【００８９】
特に、撮像装置１では、検出画素Ｑを、画素アレイ２１における複数の画素Ｐのうちの最も外側に配置したので、動体がイメージセンサ２０の撮像可能領域内に入ってくるまで、画素アレイ２１における複数の画素Ｐのうちの検出画素Ｑ以外の画素Ｐに対して、より低い頻度で読出動作Ｍ２を行うことができるため、消費電力を低減することができる。
【００９０】
また、撮像装置１では、動体の速度Ｖに応じて、画素ブロックＢＬにおけるフレームレートを制御するようにしたので、動体の速度Ｖが低い画素ブロックＢＬにおけるフレームレートを低くすることができるため、消費電力を低減することができる。
【００９１】
［効果］
以上のように本実施の形態では、被写体に応じて、複数の画素ブロックのそれぞれに対する駆動方法を制御するようにしたので、画素ブロックごとに、被写体に応じて適切な撮影方法を選択することができる。その結果、撮像画像の画質を高めることができる。
【００９２】
本実施の形態では、検出画素に対して読出動作を行い、検出画素における画素値に基づいて動体を検出した場合に、その検出画素を含む画素ブロックにおける全ての画素に対して読出動作を行うようにしたので、消費電力を低減することができる。
【００９３】
本実施の形態では、検出画素を、画素アレイにおける複数の画素のうちの最も外側に配置したので、動体がイメージセンサの撮像可能領域内に入ってくるまで、画素アレイにおける複数の画素のうちの検出画素以外の画素に対して、より低い頻度で読出動作を行うことができるため、消費電力を低減することができる。
【００９４】
本実施の形態では、動体の速度に応じて、画素ブロックにおけるフレームレートを制御するようにしたので、消費電力を低減することができる。
【００９５】
［変形例１］
上記実施の形態では、動体の速度Ｖに基づいて蓄積時間ｔｃおよび読出時間ｔｒの両方を変更したが、これに限定されるものではない。これに代えて、例えば、動体の速度Ｖに基づいて蓄積時間ｔｃを変更してもよいし、動体の速度Ｖに基づいて読出時間ｔｒを変更してもよい。また、上記実施の形態では、動体の速度Ｖに基づいてフレームレートを変更したが、これに限定されるものではなく、ＡＤ変換における分解能を変更してもよい。
【００９６】
［変形例２］
上記実施の形態では、動体検出部３２が、検出画素Ｑにおける画素値ＰＶに基づいて動体を検出した場合に、イメージセンサ２０が、その検出画素Ｑを含む画素ブロックＢＬにおける全ての画素Ｐに対して読出動作Ｍ２を行うようにしたが、これに限定されるものではない。これに加え、例えば、動体速度検出部３３が、ある画素ブロックＢＬにおける動体の速度Ｖを検出した結果、その動体が隣の画素ブロックＢＬに移動しつつあると判断した場合に、イメージセンサ２０が、動体が移動しつつある隣の画素ブロックＢＬにおける全ての画素Ｐに対して読出動作Ｍ２を行うようにしてもよい。
【００９７】
［変形例３］
上記実施の形態では、検出画素Ｑを、画素アレイ２１における複数の画素Ｐのうちの最も外側に配置したが、これに限定されるものではない。これに代えて、例えば、図１２に示すように、検出画素Ｑを、画素アレイ２１全体にわたって均一になるように配置してもよい。これにより、例えば、動体がイメージセンサ２０の撮像可能領域に入ってきた場合に加え、撮像可能領域内において静止していた物体が動き出した場合でも、その物体を動体として検出することができる。
【００９８】
［変形例４］
上記実施の形態では、イメージセンサ２０は、図９に示したように、動体が検出された画素ブロックＢＬにおける全ての画素Ｐ１〜Ｐ１６に対して読出動作Ｍ２を行い（ステップＳ３）、動体速度検出部３３は、この画素Ｐ１〜Ｐ１６における画素値ＰＶに基づいて動体の速度Ｖを求めた（ステップＳ４）が、これに限定されるものではない。例えば、検出画素Ｑを図１２のように配置した場合には、動体速度検出部３３が、この検出画素Ｑにおける画素値ＰＶに基づいて動体の速度Ｖを求めてもよい。すなわち、検出画素Ｑを図１２のように配置した場合には、撮像装置１は、検出画素Ｑにおける画素値ＰＶに基づいて、粗い撮像画像を取得することができるので、この粗い撮像画像に基づいて、動体の速度Ｖを求めることができる。
【００９９】
［変形例５］
上記実施の形態では、処理部３０を集積回路により構成したが、これに限定されるものではない。これに代えて、例えば、処理部３０の全部または一部のブロックをイメージセンサに集積してもよい。具体的には、例えば、図１３に示す撮像装置１Ｅのように、動体検出部３２および動体速度検出部３３をイメージセンサ２０Ｅに集積してもよい。撮像装置１Ｅは、イメージセンサ２０Ｅと、処理部３０Ｅとを備えている。イメージセンサ２０Ｅは、制御部３１１Ｅと、動体検出部３２と、動体速度検出部３３とを有している。処理部３０Ｅは、制御部３１２Ｅを有している。制御部３１１Ｅ，３１２Ｅは、上記実施の形態の制御部３１に対応するものである。なお、これに限定されるものではなく、例えば、さらに画像処理部３４をイメージセンサに集積してもよい。
【０１００】
［変形例６］
上記実施の形態では、画像処理部３４が、画像信号Ｓpicに基づいて所定の画像処理を行ったが、その際、全体画像に対していわゆるブレンディング処理を行ってもよい。すなわち、画素ブロックＢＬによって駆動方法が異なる場合には、画素ブロックＢＬの境界付近の画像が不自然になるおそれがあるので、このように全体画像に対してブレンディング処理を行うことにより、画素ブロックＢＬの境界付近における画像の不自然さが目立たないようにすることができる。
【０１０１】
［変形例７］
上記実施の形態では、被写体に応じて、複数の画素ブロックＢＬのそれぞれに対する駆動方法を制御するようにしたが、その際、例えば、画像処理部３４が、被写体の種類を判断し、その種類に応じて、駆動方法を設定するようにしてもよい。具体的には、例えば、１つのエリア（画素ブロックＢＬ）において、人および車の両方が動体として検出された場合において、動体速度検出部３３は、車の速度Ｖではなく、人の速度Ｖを検出するようにしてもよい。すなわち、この例では、撮像装置１は、車よりも人の方が優先されるように設定されている。また、例えば、あるエリア（画素ブロックＢＬ）において人が動体として検出され、他のエリアにおいて車が動体として検出された場合において、人が検出された画素ブロックＢＬに対して駆動方法を変更せず、車が検出された画素ブロックＢＬについて駆動方法を変更してもよい。この例では、撮像装置１は、人よりも車の方が優先されるように設定されている。ここで、画像処理部３４は、本開示における「画像認識部」の一具体例に対応する。
【０１０２】
［変形例８］
上記実施の形態では、動体速度検出部３３は、動体の速度Ｖを検出したが、その際、その動体の奥行情報（デプス情報）をも取得してもよい。この場合、制御部３１は、そのデプス情報にも基づいて複数の画素ブロックＢＬのそれぞれに対する駆動方法を制御してもよい。
【０１０３】
［変形例９］
上記実施の形態では、蓄積時間ｔｃを制御するようにしたが、その際、あるエリアにおいて蓄積時間ｔｃを短くするとともに複数回撮像動作を行い、得られた複数の撮像画像を合成してもよい。
【０１０４】
［変形例１０］
上記実施の形態では、画素アレイ２１に複数の画素Ｐを設けたが、その複数の画素Ｐのうちの検出画素Ｑ以外の画素の一部を、赤外線を検出可能な画素で構成し、動体検出部３２が動体を検出した場合において、その赤外線を検出可能な画素に対して読出動作Ｍ２を行うようにしてもよい。
【０１０５】
［変形例１１］
上記実施の形態では、表示画像生成部３６は、画像信号Ｓpic2に基づいて所定の画像処理を行うことにより、モニタ１４に表示する表示画像を生成したが、その際、検出した動体を囲む枠をモニタ１４に表示させる動作モードを設けてもよい。図１４は、この動作モードにおいてモニタ１４に表示される表示画像ＰＰの一例を表すものである。この例では、走行する車（動体）を検出し、その車を囲む枠ＦＡを表示している。この図１４において、領域ＲＡは、動体検出結果に基づいて駆動方法が変更されたエリア（１または複数の画素ブロックＢＬ）を示している。この例では、制御部３１は、動体速度検出部３３における検出結果に基づいて、走行する車の全体像とその走行方向（この例では左方向）を認識し、車全体を含みかつその走行方向にマージンを設けた領域ＲＡにおいて、例えばフレームレートを高くする。なお、この例では、領域ＲＡを枠ＦＡよりも大きくしたが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば、領域ＲＡを枠ＦＡと一致させてもよい。
【０１０６】
［その他の変形例］
また、これらの変形例のうちの２以上を組み合わせてもよい。
【０１０７】
＜２．適用例＞
次に、上記実施の形態および変形例で説明した撮像装置の適用例について説明する。
【０１０８】
図１５は、上記実施の形態等の撮像装置が適用されたビデオカメラの外観を表したものである。このビデオカメラは、例えば、本体部６１０、レンズ６２０、スタート／ストップスイッチ６３０、および表示部６４０を有している。このビデオカメラには、上記実施の形態等の撮像装置が適用されている。
【０１０９】
上記実施の形態等の撮像装置は、このようなビデオカメラの他、デジタルカメラ、ステレオカメラ、携帯電話等の携帯端末装置などのあらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。この撮像装置は、例えば、顔、人物、車などを監視する監視カメラに適用することができる。また、例えば、歩行者、車、信号機などを監視する車載カメラに適用してもよい。
【０１１０】
以上、いくつかの実施の形態および変形例、ならびにそれらの適用例を挙げて本技術を説明したが、本技術はこれらの実施の形態等には限定されず、種々の変形が可能である。
【０１１１】
例えば、上記の各実施の形態では、撮像装置１は動画を撮像するものとしたが、これに限定されるものではない。例えば静止画を撮像してもよいし、連写画像を撮像してもよい。また、いわゆるタイムラプス動画を撮像してもよい。この場合には、例えば、画素ブロックＢＬごとに、蓄積時間ｔｃやＡＤ変換における分解能を設定することができる。
【０１１２】
例えば、上記の各実施の形態では、画素ブロックＢＬに含まれる複数の画素Ｐが１つの矩形のエリアを構成するようにしたが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば、画素ブロックＢＬに含まれる複数の画素Ｐが、垂直方向に延伸する帯状のエリアを構成するようにしてもよい。
【０１１３】
なお、本明細書に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものでは無く、また他の効果があってもよい。
【０１１４】
なお、本技術は以下のような構成とすることができる。
【０１１５】
（１）撮像素子における複数の画素に対して読出動作を行い、動体検出結果に基づいて、動体が検出された検出領域に対応する第１の画素に対する前記読出動作の時間長が、前記検出領域以外の領域に対応する第２の画素に対する前記読出動作の時間長と異なるように制御する制御部を備えた
撮像制御装置。
（２）前記制御部は、さらに、前記複数の画素に対して撮像動作を行い、前記第１の画素に対する前記撮像動作の時間長が、前記第２の画素に対する前記撮像動作の時間長と異なるように制御する
前記（１）に記載の撮像制御装置。
（３）前記制御部は、前記読出動作の対象である画素から供給された画素信号を、その画素信号の信号レベルに応じた長さの画素時間に変換し、その画素時間の長さに基づいてＡＤ変換動作を行うことにより前記読出動作を行う
前記（１）または（２）に記載の撮像制御装置。
（４）前記制御部は、信号レベルが順次変化する参照信号を生成する参照信号生成部と、前記画素信号と前記参照信号とを比較することにより比較信号を生成する比較部とを有し、前記比較信号に基づいて前記画素時間の長さを検出する
前記（３）に記載の撮像制御装置。
（５）前記制御部は、前記参照信号の前記信号レベルの変化度合いを制御することにより、前記読出動作の時間長を制御する
前記（４）に記載の撮像制御装置。
（６）前記制御部は、前記読出動作の時間長を制御することにより、フレームレートを制御する
前記（１）から（５）のいずれかに記載の撮像制御装置。
（７）前記制御部は、前記読出動作の時間長を制御することにより、前記読出動作の対象である画素から供給された画素信号に対するＡＤ変換動作の分解能を制御する
前記（１）から（６）のいずれかに記載の撮像制御装置。
（８）前記制御部は、さらに、被写体を認識する画像認識部における認識結果に基づいて、前記読出動作の時間長を制御する
前記（１）から（７）のいずれかに記載の撮像制御装置。
（９）前記撮像素子における前記複数の画素のうちの外側に配置された画素に対して前記読出動作を行い、その読出結果を利用した前記動体検出結果に基づいて、前記読出動作の時間長を制御する
前記（１）から（８）のいずれかに記載の撮像制御装置。
（１０）前記撮像素子における前記複数の画素のうちの互いに離間して配置された画素に対して前記読出動作を行い、その読出結果を利用した前記動体検出結果に基づいて、前記読出動作の時間長を制御する
前記（１）から（８）のいずれかに記載の撮像制御装置。
（１１）前記撮像素子をさらに備えた
前記（１）から（１０）のいずれかに記載の撮像制御装置。
（１２）前記制御部は、前記第１の画素に対する前記読出動作の時間長を、前記第２の画素に対する前記読出動作の時間長よりも短くする
前記（１）から（１１）のいずれかに記載の撮像制御装置。
（１３）前記制御部は、前記第１の画素に対する前記読出動作の時間長を、前記第２の画素に対する前記読出動作の時間長よりも長くする
前記（１）から（１１）のいずれかに記載の撮像制御装置。
（１４）前記制御部は、前記第１の画素に対する前記撮像動作の時間長を、前記第２の画素に対する前記撮像動作の時間長よりも短くする
前記（２）に記載の撮像制御装置。
（１５）撮像素子における複数の画素に対して読出動作を行い、
動体検出結果に基づいて、動体が検出された検出領域に対応する第１の画素に対する前記読出動作の時間長が、前記検出領域以外の領域に対応する第２の画素に対する前記読出動作の時間長と異なるように制御する
撮像制御方法。
（１６）撮像素子における複数の画素に対して読出動作を行い、
動体検出結果に基づいて、動体が検出された検出領域に対応する第１の画素に対する前記読出動作の時間長が、前記検出領域以外の領域に対応する第２の画素に対する前記読出動作の時間長と異なるように制御する
ことを撮像制御装置に行わせるプログラム。
【０１１６】
本出願は、日本国特許庁において２０１６年３月２日に出願された日本特許出願番号２０１６−０３９８６８号を基礎として優先権を主張するものであり、この出願のすべての内容を参照によって本出願に援用する。
【０１１７】
当業者であれば、設計上の要件や他の要因に応じて、種々の修正、コンビネーション、サブコンビネーション、および変更を想到し得るが、それらは添付の請求の範囲やその均等物の範囲に含まれるものであることが理解される。
【図１】
2017149962.tif 000003
【図２】
2017149962.tif 000004
【図３】
2017149962.tif 000005
【図４】
2017149962.tif 000006
【図５】
2017149962.tif 000007
【図６】
2017149962.tif 000008
【図７】
2017149962.tif 000009
【図８】
2017149962.tif 000010
【図９】
2017149962.tif 000011
【図１０】
2017149962.tif 000012
【図１１】
2017149962.tif 000013
【図１２】
2017149962.tif 000014
【図１３】
2017149962.tif 000015
【図１４】
2017149962.tif 000016
【図１５】
2017149962.tif 000017
【国際調査報告】
2017149962.tif 000018
2017149962.tif 000019
2017149962.tif 000020
2017149962.tif 000021