(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の撮像領域の画素をｎ（ｎは自然数）画素加算して読み出す第１の読み出し手段と、  前記第１の撮像領域よりも小さい第２の撮像領域の画素を非加算、またはｍ（ｍ＜ｎ；ｍは自然数）画素加算して読み出す第２の読み出し手段と、
前記第１の読み出し手段におけるｎ画素加算と前記第２の読み出し手段における非加算との違い、または前記第１の読み出し手段におけるｎ画素加算と前記第２の読み出し手段におけるｍ画素加算との違いに基づいて、露光制御を行う露光制御手段とを有し、
前記第１の読み出し手段は、第１の色信号を蓄積した複数の画素からの第１の色信号を加算する第１の加算手段と、第２の色信号を蓄積した複数の画素からの第２の色信号を加算する第２の加算手段と、を有し、前記第１の色信号の加算数と、前記第２の色信号の加算数とが異なることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記第１の読み出し手段により読み出される画素数は、前記第２の読み出し手段により読み出される画素数と略同一であることを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【請求項３】
前記第１の読み出し手段による信号と前記第２の読み出し手段による信号とは、同一の画像データ処理手段でデータ処理されることを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【請求項４】
前記第１の撮像領域内の前記第２の撮像領域を含む複数の撮像領域の露光量評価値と焦点評価値を記憶し、前記第１の読み出し手段か前記第２の読み出し手段かの指定、及び／又は前記複数の撮像領域の読み出し領域の指定に応じて、前記露光量評価値及び前記焦点評価値を、露光量制御及び焦点制御に用いることを有する請求項１〜３のいずれかの請求項に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記第１の撮像領域内の設定座標の範囲以外の指定は、撮像素子の読み出し領域を限定させることを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【請求項６】
前記第２の読み出し手段により読み出された信号に適する光学ローパス・フィルターを有することを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【請求項７】
前記ｎ画素加算又は／及び前記ｍ画素加算は、水平および垂直の画素加算を含んでいることを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【請求項８】
水平方向及び垂直方向の任意の画素位置から読み出しを行う手段を有することを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【請求項９】
撮像素子の第１の撮像領域の画素をｎ（ｎは自然数）画素加算して読み出す第１のモードと、
前記第１の撮像領域よりも小さい第２の撮像領域の画素を非加算、またはｍ（ｍ＜ｎ；ｍは自然数）画素加算して読み出す第２のモードと、
前記第１のモードにおけるｎ画素加算と前記第２のモードにおける非加算との違い、または前記第１のモードにおけるｎ画素加算と前記第２のモードにおけるｍ画素加算との違いに基づいて、露光制御を行う第３のモードとを有し、
前記第１のモードは、第１の色信号を蓄積した複数の画素からの第１の色信号を加算する第１の加算モードと、第２の色信号を蓄積した複数の画素からの第２の色信号を加算する第２の加算モードと、を有し、前記第１の色信号の加算数と、前記第２の色信号の加算数とが異なることを特徴とする撮像方法。
【請求項１０】
前記第１のモードで読み出される画素数は、前記第２のモードで読み出される画素数と略同一であることを特徴とする請求項９記載の撮像方法。
【請求項１１】
前記露光制御手段は、前記第１及び第２の撮像領域からの信号の増幅率を制御すること特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【請求項１２】
前記第１及び第２の撮像領域に光を結像するレンズと、前記第１及び第２の撮像領域からの信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、前記Ａ／Ｄ変換器からの信号を処理するカメラＤＳＰとを有することを特徴とする請求項１〜８、１１のいずれかの請求項に記載の撮像装置。
【請求項１３】
前記第１の読み出し手段におけるｎ画素加算、前記第２の読み出し手段におけるｍ画素加算は、前記第１の撮像領域、前記第２の撮像領域を含む撮像素子外で行うことを特徴とする請求項１２記載の撮像装置。
【請求項１４】
前記第１の読み出し手段におけるｎ画素加算、前記第２の読み出し手段におけるｍ画素加算は、前記第１の撮像領域、前記第２の撮像領域を含む撮像素子内で行われることを特徴とする請求項１２記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は撮像装置及び撮像方法に係わり、特に撮像領域の画素を画素加算して読み出す撮像装置及び撮像方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特定の撮像領域を表示装置の画素数より粗く拡大表示する方法が知られている。以下、この方法を用いた撮像装置について説明する。
【０００３】
図１９に、撮像装置の構成を示す。この撮像装置は、光電変換部１０１、垂直転送部１０２、蓄積部１０３、水平転送部１０４、信号電荷検出部１０５および水平転送部１０４と反対側に設けられた出力部１０６からなる。なお、矢印は通常の信号電荷の転送方向を示す。
【０００４】
図２０は、蓄積部を有する撮像装置を駆動させるための代表的なパルス波形例である。図２０において、（ａ）は複合帰線消去信号、（ｂ），（ｃ），（ｄ）および（ｅ）は垂直転送部１０２に印加する４相クロック信号で、それぞれＶＡ１，ＶＡ２，ＶＡ３およびＶＡ４ゲートに印加する垂直転送パルス波形（以下φＶＡ１，φＶＡ２，φＶＡ３およびφＶＡ４と記す）、（ｆ），（ｇ），（ｈ）および（ｉ）は蓄積部１０３に印加する４相クロック信号で、それぞれＶＢ１，ＶＢ２，ＶＢ３およびＶＢ４ゲートに印加する垂直転送パルス波形（以下φＶＢ１，φＶＢ２，φＶＢ３，φＶＢ４と記す）、（ｊ）はＣＣＤ出力信号の有効識別信号（以下、プリブランキングと記す）、（ｋ）は水平転送部１０４の信号電荷を信号電荷検出部１０５へ移す転送パルス（以下、水平転送パルスと記す）波形を示している。
【０００５】
次に、図１９と図２０を参照して従来の撮像装置の駆動方法を説明する。
【０００６】
垂直帰線消去期間Ａ３中に、光電変換部１０１より垂直転送部１０２へ蓄積された電荷を図２０（ｂ）〜（ｅ）に示されたチャージパルスＣ３によって転送する。次に、垂直高速転送パルスＦ３により電荷を垂直転送部１０２より蓄積部１０３へ蓄積部の段数分転送する。次に、映像走査期間Ｂ３で蓄積部１０３へ一水平期間Ｇ３ごとに垂直転送パルスＩ３を印加し、電荷を一水平期間Ｇ３ごとに水平転送部１０４へ転送する。これと同時に一水平期間Ｇ３すなわち垂直転送パルスＩ３の間に水平転送部１０４上の信号電荷を１回分転送できる周波数の水平転送パルスＨ３を水平転送部１０４に印加し、信号電荷を信号電荷検出部１０５より出力する。
【０００７】
また、垂直転送部１０２に、垂直帰線消去期間Ａ３の開始よりチャージパルスＣ３が印加される前まで、水平転送部１０４に対して反対側にある出力部１０６方向へ垂直高速転送パルスＤ３を印加し、垂直転送部１０２にある不要電荷の掃き出しを行う。
【０００８】
以上の駆動方法により垂直転送部１０２と蓄積部１０３は別々に動作可能となり、電子シャッタスピードがおよそ１／６０秒〜１／１６００秒が可能となる。
【０００９】
次に、図２１に示したパルス波形図を参照して蓄積部を有する撮像装置における画面の一部を縦および横が２倍で面積比が４倍で表示するための駆動方法を説明する。なお、ここでは画面中央部を拡大するためのパルス波形である（以下、この動作を電子ズームと記す）。図２１において、（ａ）は複合帰線消去信号、（ｂ），（ｃ），（ｄ）および（ｅ）は垂直転送部に印加する４相クロック信号で、それぞれφＶＡ１，φＶＡ２，φＶＡ３，φＶＡ４、（ｆ），（ｇ），（ｈ）および（ｉ）は蓄積部に印加する４相クロック信号で、それぞれφＶＢ１，φＶＢ２，φＶＢ３，φＶＢ４、（ｊ）はプリブランキング、（ｋ）は水平転送パルス波形を示している。
【００１０】
まず、垂直帰線消去期間Ａ４中に、光電変換部１０１より垂直転送部１０２へ蓄積された電荷をチャージパルスＣ４によって転送する。次に、垂直高速転送パルスＥ４により電荷を垂直転送部１０２より蓄積部１０３へ段数分転送する。蓄積部１０３では、垂直高速転送パルスＦ４により段数の４分の１だけ余分に転送し、水平転送部１０４、信号電荷検出部１０５より掃出する。次に、蓄積部１０３に残った４分の３段分の電荷を、つづく映像走査期間Ｂ４で、一水平走査期間Ｇ４のほぼ真中の時刻に蓄積部１０３へ垂直転送パルスＩ４を二水平走査期間ごとに印加することにより水平転送部１０４へ転送する。同時に二垂直転送パルス間に水平転送部１０４上の信号電荷を一回分転送できる周波数の水平転送パルスＨ４を水平転送部１０４に印加し、信号電荷を信号電荷検出部１０５より出力する。この操作により、光電変換部１０１の蓄積部１０３側の約４分の１から４分の３の部分、つまり中央部分が一映像走査期間に引き伸ばされて出力される。そして、映像走査期間Ｂ４の終わりには、光電変換部１０１の蓄積部１０３とは反対側の４分の１の信号電荷は、蓄積部１０３の一部に残る状態となる。この残された信号電荷は、次の垂直帰線消去期間Ａ４のはじまりの部分にある蓄積部１０３の高速転送パルスＪ４により水平転送部１０４へ転送され、信号電荷検出部１０５より掃き出される。
【００１１】
次に信号処理回路において、プリブランキング信号により、ブランキング処理し一水平走査期間遅延を行い空白部分を補間することで縦と横を２倍に拡大した画面をモニタ画面いっぱいに表示することができる。
【００１２】
なお、従来例では画面中央部を拡大したが、拡大位置は任意である。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の様な撮像素子を用いた撮像装置では表示装置の解像度と同数の画素数のデータを読み出す撮像素子を用いているので、例えば、撮像面の１／４部分を表示装置全面に表示しようとすると、解像度は水平、垂直で１／２となってしまう。
【００１４】
また、上記の撮像装置では、任意の位置の部分読み出しを行うことは直接できないので、余分な画素まで読み出し掃き捨てなければならなかった。
【００１５】
本発明の目的は、撮像素子全面の読み出しによる表示と、例えば、１／４部分の表示に於いても充分な解像度が得られる撮像装置を提案することにある。
【００１６】
また本発明の他の目的は、読み出し領域の指定が可能とし必要部分だけの読み出しを可能とする撮像装置を提案することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明の撮像装置は、第１の撮像領域の画素をｎ（ｎは自然数）画素加算して読み出す第１の読み出し手段と、
前記第１の撮像領域よりも小さい第２の撮像領域の画素を非加算、またはｍ（ｍ＜ｎ；ｍは自然数）画素加算して読み出す第２の読み出し手段と、
前記第１の読み出し手段におけるｎ画素加算と前記第２の読み出し手段における非加算との違い、または前記第１の読み出し手段におけるｎ画素加算と前記第２の読み出し手段におけるｍ画素加算との違いに基づいて、露光制御を行う露光制御手段とを有し、
前記第１の読み出し手段は、第１の色信号を蓄積した複数の画素からの第１の色信号を加算する第１の加算手段と、第２の色信号を蓄積した複数の画素からの第２の色信号を加算する第２の加算手段と、を有し、前記第１の色信号の加算数と、前記第２の色信号の加算数とが異なることを特徴とするものである。
【００１８】
本発明の撮像方法は、撮像素子の第１の撮像領域の画素をｎ（ｎは自然数）画素加算して読み出す第１のモードと、
前記第１の撮像領域よりも小さい第２の撮像領域の画素を非加算、またはｍ（ｍ＜ｎ；ｍは自然数）画素加算して読み出す第２のモードと、
前記第１のモードにおけるｎ画素加算と前記第２のモードにおける非加算との違い、または前記第１のモードにおけるｎ画素加算と前記第２のモードにおけるｍ画素加算との違いに基づいて、露光制御を行う第３のモードとを有し、
前記第１のモードは、第１の色信号を蓄積した複数の画素からの第１の色信号を加算する第１の加算モードと、第２の色信号を蓄積した複数の画素からの第２の色信号を加算する第２の加算モードと、を有し、前記第１の色信号の加算数と、前記第２の色信号の加算数とが異なることを特徴とするものである。
【００１９】
本発明の好適な実施形態では、表示しようとする画素数より多くの画素数を有する撮像素子と、その余剰分の画素を撮像素子内、または／および、外で加算する手段を有し、さらに、例えば、増幅型撮像素子の如き、ランダムアクセス可能な撮像素子を用いることにより、撮像面の全面を表示する加算モード、および、全面表示と同数の撮像データを部分的に読み出す非加算モードの２種の撮像手段を有する。
【００２０】
また、加算モードと非加算モードとで、読み出し画素数を略同一（同一又は同一に近い値）とすれば、記憶領域や画像処理部の構成を統一することが可能である。すなわち、複数のモードを有する撮像装置は一般的には記憶領域や画像処理部で複数必要とされるが、本発明では複数モードでの記憶領域や画像処理部構成を統一し簡潔なものとすることが可能である。
【００２１】
さらに、自動露光制御（以下、ＡＥという。）や自動合焦制御（以下、ＡＦという。）では、部分指定領域の露光評価や合焦評価が行える様に分割された撮像面で予め評価データを用意記憶しておき、撮像時にはモードや指定領域に合う評価データを用いて制御を行う。この様な手段により、スムーズなモード切り換えや領域指定が可能となる。すなわち、部分読み出しモードでは、ＡＥやＡＦが複数領域で評価されなければならないが、それらの評価データを複数記憶することにより、速いＡＥ／ＡＦを行なうことが可能となる。
【００２２】
読み出し領域の指定では、水平、垂直の画素数を表示画素数に合わせる為に、端が指定された場合でも、充分な画素数が得られる様に読み出し領域のポイントの自動校正手段を付加している。すなわち、読み出し領域の指定で表示装置へ所定の画素数のデータが送れる様に、領域指定の制限を行なうものである。
【００２３】
以下、図１８（ａ）〜（ｃ）を用いて本発明について説明をする。図１８（ａ）に示すように、撮像素子の撮像領域２００の画素数をａ０×ｂ０とし、撮像領域２００より小さい撮像領域２０１の画素数をａ１×ｂ１とし、撮像領域２０１より小さい撮像領域２０２の画素数ａ２×ｂ２とする。
【００２４】
本発明では撮像領域２０１（第１の撮像領域となる）のｎ画素（ｎは自然数）ごとに加算読み出しを第１のモードで行い、撮像領域２０２（第２の撮像領域となる）のｍ画素（ｍ＜ｎ；ｍは自然数）ごとに加算読み出し、又は非加算読み出しを第２のモードで行う。なお、ここでは撮像領域２００内の撮像領域２０１から第１のモードで加算読み出しする場合を取りあげたが、撮像領域２００全体を第１のモードで加算読み出しする場合には撮像領域２０１を撮像領域２００（本願の第１の撮像領域を撮像領域２００とする）と置き換えて考えればよい。
【００２５】
この場合、図１８（ｂ）に示す、第１のモードで加算読み出しされて構成される実質的な画素数ａ３×ｂ３（＜ａ１×ｂ１）を、第２のモードの非加算読み出しの場合の画素数ａ２×ｂ２と等しく（ａ３×ｂ３＝ａ２×ｂ２）すれば、第１のモードで読み出された信号の画素数と第２のモードで読み出された信号の画素数は等しくなり、上記のように記憶領域や画像処理部の構成を統一できる。また、図１８（ａ）に示す、第１のモードで加算読み出しされて構成される実質的な画素数ａ３×ｂ３（＜ａ１×ｂ１）を、図１８（ｃ）に示す、第２のモードの加算読み出しの場合の画素数ａ４×ｂ４（＜ａ２×ｂ２）と等しく（ａ３×ｂ３＝ａ４×ｂ４）すれば、同様に記憶領域や画像処理部の構成を統一できる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。
〔第１の実施の形態〕
図１は、本発明のシステム構成を示す図である。
【００２７】
ここで光電変換は、被写体からの光が絞り羽根１を通り、レンズ２により撮像素子４へ結像されることで行われる。なお、３は、モワレ等を防ぐ為に光の高域をカットする光学ローパス・フィルター、色補正フィルター、および赤外線カットする為のフィルター等が組み合わされたフィルター群である。
【００２８】
撮像素子４で変換された光信号は、アドレス指定部８からの信号によりＸアドレス選択部６およびＹアドレス選択部５で２次元で画素位置選択が行われ、タイミング調整部７に読み出される。このタイミング調整部７では、撮像素子４からの出力（１〜複数本）のタイミング調整が行われる。そして、タイミング調整部７から出力された信号は、ＡＧＣ（オートゲインコントロール）１０により電圧を制御され、Ａ／Ｄ変換器１１でデジタル信号に変換される。
【００２９】
カメラＤＳＰ１２は、動画または静止画の画像処理を行う。またＭＰＵ１４は、この画像処理の際に使われるパラメータをカメラＤＳＰ１２に設定したり、ＡＥ、ＡＦ処理を行ったりする。なお、ＡＦ制御は、フォーカス・モーター５１によりフォーカス・レンズ（図示せず）を前後に動かして行う。
【００３０】
画像処理する際の一時的な記憶領域としてＤＲＡＭ１３が用いられ、不揮発性の記憶領域として画像記録媒体１８が用いられる。画像記録媒体１８は、例えば、スマート・メディア、磁気テープ、または光ディスク等である。
【００３１】
この画像処理後の表示を行う為にビデオエンコーダ１５、および、ＣＲＴ１６等が設けられている。また、ビューファインダー１７は、例えばＬＣＤの様なもので画像記録媒体１８に記憶する前に被写体を確認したりする為に用いられる。これらの出力装置は、ＣＲＴ１６、および、ビューファインダー１７に限らずプリンタ等を用いてもよい。
【００３２】
なお、表示領域指定部１９は、図５の如き水平１６００画素×垂直１０００画素の撮像素子の内で図８の様に水平８００画素×垂直５００画素の読み出しを行う場合に、その位置を指定するポインタ装置であり、本実施形態ではその中央位置を指定する様に構成されている。従って、図５の水平１６００画素×垂直１０００画素の内の中央（８００，５００）の座標が指定される。
【００３３】
図２に全体処理を示すフローチャート、図３に図２の一部フローチャート、図４に画像処理のフローチャートを示す。
【００３４】
先ず、撮像装置の電源をオンした後、図１２に示される様な、撮像素子の分割域Ｒ２〜Ｒ５（中央部Ｒ１を含む）での露光評価と焦点評価を行い評価値をメモリ（ＤＲＡＭ１３）に記憶する（図２のＳ１，Ｓ２）。なお、この測定は定期的に行われる。
【００３５】
撮像がオンであればモード判定を行い（図２のＳ３，Ｓ４）、加算モードの場合はアドレス指定部８へ撮像素子の複数画素加算走査のモードが設定される（図２のＳ５）。例えば、このモードでは図７の如き加算走査の設定がなされる。
【００３６】
続いて、メモリから加算モード用ＡＥデータ、例えば、図１２の中央部Ｒ１のデータをＭＰＵ１４が読み出し、光学系絞り羽根１とＡＧＣ１０の増幅率の設定を行う（図２のＳ６）。また、同様にメモリから加算モード用の図１２の中央部Ｒ１の焦点評価値を読み出し、フォーカス・モーター５１により、フォーカス・レンズ（図示せず）を前後に動かして、ＡＦ制御を行う（図２のＳ７）。
【００３７】
他方、非加算モードの場合は、撮像読み出し領域が、表示領域指定部１９でポインタ・デバイスにより指定される（図２のＳ８）。このズーム位置に合わせ、Ｘアドレス選択部６、およびＹアドレス選択部５に先頭アドレスの設定がなされる。なお、この場合の画素読み出しアドレス指定はＸ，Ｙアドレス共に１画素ずつ進む順次走査がアドレス指定部８に設定される（図２のＳ９）。
【００３８】
続いて、メモリから非加算モード用ＡＥデータ、例えば、図１２の左上Ｒ２部分のデータをＭＰＵ１４が読み出し、光学系絞り羽根１とＡＧＣ１０の増幅率の設定を行う（図２のＳ１０）。また、同様にメモリから非加算モード用の図１２の左上Ｒ２部分の焦点評価値を読み出し、フォーカス・モーター５１によりフォーカス・レンズ（図示せず）を前後に動かして、ＡＦ制御を行う（図２のＳ１１）。
【００３９】
このモードに応じた撮像データはＡ／Ｄ変換器１１でデジタル撮像データに変換された後、ＤＲＡＭ１３に記憶される。なお、加算モードでも非加算モードの場合でも同じメモリ領域２９（図９）が使用される。
【００４０】
この記憶された撮像データは、図４に示される様な画像処理が行われ、輝度信号と色差信号としてビデオ・エンコード処理等を受けた後、図３に示される、ＣＲＴ表示、画像記録、ビューファインダー表示に用いられる。そして、この一連の動作は、撮像オン、オフ判定から繰り返される。
【００４１】
以下、加算モードと非加算モードについて詳しく述べる。
【００４２】
先ず、本実施形態で用いた撮像素子の動作について説明する。図１６において、１５８はフォトダイオード（以下ＰＤという。）１５０で蓄積された電荷を増幅ＭＯＳトランジスタ１６０のゲートを浮遊構造としたフローティング・デフュージョン（以下、ＦＤという。）に転送する為の電位障壁操作用転送ゲートのＭＯＳトランジスタである。また、１５７は該ＰＤ１５０の電荷をリセットする為のリセットＭＯＳトランジスタである。そして、ライン選択用のＭＯＳトランジスタとして１５９が設けられている。なお、これらのＭＯＳトランジスタのゲートは、各々、ＰＤ１５０の電荷を転送する転送信号線１５３、ＦＤをリセットするリセット信号線１５６、および選択信号線１５２に接続されている。
【００４３】
ここで、ＰＤ１５０に蓄積された電荷は、リセット信号線１５６によりリセットトランジスタ１５７がオンしリセットされたＦＤへ、転送信号線１５３により選択されたＭＯＳトランジスタ１５８を通して転送され、選択信号線１５２により選択された選択ＭＯＳトランジスタ１５９を介してソースフォロワＭＯＳトランジスタ１６０で増幅され、読み出し線１５４へ読み出される。
【００４４】
図１７は図１６に示された画素の複数配列した画素部と読み出し回路を示す回路構成図である。図１７では簡易化のために２×２画素のみが示されている。
【００４５】
非加算制御では、図１７に示されるＭＯＳトランジスタ１６１−１が信号線１６９により導通されることで容量１６２−１へ該電荷は蓄積される。同様に、ＰＤ１５０−２の電荷は、信号線１５６−１，１５３−１，１５２−１、および、１６９のＰＤ１５０−１の読み出し制御の際に容量１６４−１へ読み出される。続いて、信号線１６７と信号線１６８が交互にオンされることで、ＰＤ１５０−１，ＰＤ１５０−２の撮像信号は順次に増幅器１６９を通して読み出される。垂直方向への動作は１５６−２，１５３−２，１５２−２の制御から上記と同様の動作により行われる。
【００４６】
次に加算制御では、図１７に示される信号線１５６−１，１５３−１，１５２−１、および、１６９の制御で、ＰＤ１５０−１，ＰＤ１５０−２の電荷が、各々、容量１６２−１，１６４−１へ蓄積される。続いて、信号線１５６−２，１５３−２，１５２−２、および１７０の制御で、ＰＤ１５０−３，ＰＤ１５０−４の電荷が、各々、容量１６２−２，１６４−２へ蓄積される。この後、信号線１６７と信号線１６８を同時にオンすれば、ＰＤ１５０−１，ＰＤ１５０−２，ＰＤ１５０−３、およびＰＤ１５０−４の電荷を加算した撮像信号が増幅器１６９を通して読み出される。またＰＤ１５０−１，ＰＤ１５０−４の信号の電荷を容量１６２−１，容量１６４−１へ蓄積し、この後、信号線１６７と信号線１６８を同時にオンすれば、ＰＤ１５０−１，ＰＤ１５０−４の電荷を加算した撮像信号が増幅器１６９を通して読み出される。
【００４７】
上記した制御手段で、非加算と加算での動作を行わせることができる。
【００４８】
また、上述した様に信号線１５６，１５３，１５２の選択制御手段で垂直の任意の位置を、信号線１６７，１６８の制御手段で水平方向の任意の位置を選択することが可能である。
【００４９】
上記した様に図５は本実施形態で用いた水平１６００画素×垂直１０００画素で構成される撮像素子２０である。
【００５０】
撮像素子２０の加算モードは、図６に示される水平８００画素×垂直５００画素の表示装置３０への全面表示のモードであり、図７の４０に示すような加算を行っている。ここで、図１の光学フィルター群３に設けられた光学ローパス・フィルターは、１６００画素×１０００画素で被写体の折り返しを生じない様に設定されている。従って、単純に４画素に１画素を抜き取って読み出しを行えば画像にモワレを生じてしまう。この為、この加算モードでは図７の４０の様にＲ，Ｂについては水平、垂直で、Ｇに関しては斜め方向に複数画素の加算を行っている。これにより加算方向の被写体像の空間周波数は落とされ、折り返しによる偽色は軽減される。
【００５１】
一方、非加算モードは図８の５０に示される様に、撮像素子２０の内の１／４面を読み出すモードで部分ズームに相当する。この場合、ズーム位置は表示領域指定部１９で指定され、本例では中央部分（図５の撮像装置の第２５０行〜第７５０行、第４００列〜第１２００列の範囲の画素領域）がズームされる。この時、撮像素子２０からは図８の５０の様に１画素毎の非加算撮像信号が水平８００画素×垂直５００画素分読み出される。これは、図６の表示装置３０の１画素毎に撮像信号１画素が対応しており、従来例の様に表示装置と同様画素の１部の画素をズーム表示するのと比べ解像度は充分なものとなる。
【００５２】
上述した様に水平８００画素×垂直５００画素の表示装置３０に合わせて加算モードと非加算モードの撮像装置からの読み出し画素数を設定している為に、加算モードの一部分を拡大した非加算表示が解像度を損なうことなく行える。
【００５３】
また上記例では図６の全画素に対し、図７の如き加算処理を施したが、Ｇ１１から水平８００画素、垂直５００画素に対し、図７の加算処理を行なう。一方でＧ１１から水平１６００画素、垂直１０００画素に対し図２４の如き加算処理を行なう。この場合には、Ｇ１１から（８００，５００）までの領域とＧ１１から（１６００，１０００）迄の領域を同一の表示解像度で画角を異にして表すことが可能となる。
【００５４】
さらに撮像素子２０に補色系のカラーフィルターを用いた場合でも、図２２に示す撮像素子の非加算モードとしてＧ１１から（８００，５００）までの画素を読み出し、色分離、画像処理後、水平８００画素×垂直１０００画素で構成される表示装置３０へ表示することを行う。
【００５５】
また、加算モードでは図２３の如き加算が施され、撮像素子の最大画角としての像が表示装置３０へ表示される。
【００５６】
この場合の、色分離、画像処理は上記したものと同一である。
〔第２の実施の形態〕
複数の撮像モードを有する撮像装置では、例えば、図１４に示される様に、加算モード用メモリ２８と非加算モード用メモリ２７を２系統用いる方法が考えられる。ここに蓄積された撮像データは、各々、図１５で示される加算処理部２１、または、非加算処理部２２で個別の処理が行われる。この様な処理方式を行った場合、メモリの容量は、加算モード用＋非加算モード用となり大きな容量が必要とされることになる。また、処理部も同様に２系統が用いられ、大規模で高速な処理部が必要とされることになる。
【００５７】
これに対し、本実施形態では、加算モード時に画素間信号の加算を撮像素子４内で行い、非加算モード時はＸアドレス選択部６とＹアドレス選択部５で読み出し位置を指定し加算モード時と同じ画素数でズーム撮影を行えば図９の様に加算モードと非加算モード用メモリは共用メモリとすることができる。また、カメラＤＳＰ１２の処理も図１０に示す色分離３１、ホワイトバランス（以下ＷＢと略す）処理４１、ガンマ（以下、γと略す）補正３４，４２、黒白クリップ処理３５，４３、ローパス・フィルター処理３７，４４，４５、等の一連の処理部を共有し１系統とすることができる。
【００５８】
なお、加算モード時の加算処理はＡ／Ｄ１１とＤＲＡＭ１３の間に図示しないライン・メモリと加算器によって行っても素子内の画素加算と同様のメモリ、および、処理構成を採ることが可能である。
〔第３の実施の形態〕
一般に露出調整機構は、光学系の絞り１と映像信号のＡＧＣ１０の増幅率の制御にて行うものが知られている。この方法で制御を行う場合は、特開昭６２−１１０３６９号公報に開示される様に、画面を中央領域と周辺領域に分けて、夫々の領域における映像信号レベルを評価値として検出し重み付けした量で光学系の絞りと映像信号の増幅率の制御を行う方法が知られている。
【００５９】
しかし、本発明の撮像装置の如く複数のモードを有する場合は、１種類の露光量検出だけではＡＥに対応することができない。
【００６０】
図１１のＬＰＦ２３を通過したＲ１乃至Ｒ５の映像信号は、積分器２４によって積分され、ＤＲＡＭ１３内のＡＥデータ記憶領域ＡＥ１乃至ＡＥ５に記憶される。この動作は、非加算モードで４０万画素ズームの場合は、例えば図１２に図示される様にセンサ４のＲ２領域を積分した出力をＡＥデータ１（ＡＥ１）へ記憶する。また、加算モードの時にはセンサ４全体での撮像となるので図１２のＲ１、つまり、画像中央の積分出力をＡＥデータ２（ＡＥ２）へ記憶する。
【００６１】
この様に、各モードに応じた露光評価値をメモリ上に記憶しておき、各モードの切り換え時に、記憶されている測光評価値により、ＡＥ制御を行えば、例えば所望のズーム域の光量に適した露光が迅速に可能となる。
【００６２】
当然Ｒ１乃至Ｒ５の測光評価値を予めＤＲＡＭ１３に記憶しておき、モードの選択、ズーム位置に合わせてＡＥ制御を行えば、撮像素子４内の任意領域のズームも迅速に行える。
【００６３】
次に、焦点調整機構は、現フィールドと前フィールドでの焦点評価値の比較によって、フォーカス・モーターを駆動し、合焦させるものが知られている。
【００６４】
しかし、フォーカス制御に関しても、前記、ＡＥ制御と同様に、本発明の撮像装置の如く複数のモードを有する場合は、１種類の焦点評価値だけではＡＦに迅速に対応することができない。
【００６５】
図１１のＨＰＦ（ハイパスフィルター）２５を通過したＲ１乃至Ｒ５の映像信号は、積分器２６によって積分され、ＤＲＡＭ１３内のＡＦデータ記憶領域ＡＦ１乃至ＡＦ５に記憶される。この動作は、非加算モードで４０万画素ズームの場合は、例えば、図１２に図示される様に撮像素子４のＲ２領域を積分した出力をＡＦデータ２（ＡＦ２）へ記憶する。また、加算モードの時には、撮像素子４全体での撮像となるので図１２のＲ１、つまり、画像中央の積分出力をＡＦデータ１（ＡＦ１）へ記憶する。
【００６６】
この様に、各モードに応じた焦点評価値をメモリ上に記憶しておき、各モードの切り換え時に、記憶されている焦点評価値と現フィールドとの焦点評価値を用いれば、例えば所望のズーム域の合焦制御が迅速かつ適確に行える。
【００６７】
当然Ｒ１乃至Ｒ５の焦点評価値を予めＤＲＡＭ１３に記憶しておき、モードの選択、ズーム位置に合わせてＡＦ制御を行えば、センサ４内の任意のズーム位置のＡＦ制御が迅速に行える。
〔第４の実施の形態〕
図１の表示領域指定部１９は本実施形態では非加算モードで読み出すブロックの中心を指示するものである。なお実際には開始点や終点を示すポインタとしても構わない。
【００６８】
この読み出し領域サイズとして図８の如き水平８００画素×垂直５００画素を固定してあると、図１３（ｂ）の（１６００，８００）座標を指定した場合、実際には読み出せない領域が生じる。この場合は図１３（ａ）のｄポイント、つまり、（１２００，６００）座標がポイントされたと見なして斜線の領域を読み出し表示を行う。他の３角も領域サイズに応じた限界ポイントａ（４００，２００），ｂ（１２００，２００），ｃ（４００，６００）を設け読み出し表示の限定とする。
【００６９】
つまり、撮像領域内の限定ポイントａ，ｂ，ｃ，ｄで規定される設定座標の範囲以外の座標の指定があった場合は、指定された座標に近い４つの限定ポイントのいずれかが指定されたとして撮像素子の読み出し領域を限定する。
【００７０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の撮像装置によれば、第１の加算モードと非加算モード（又は第１の加算モードより画素数の少ない第２の加算モード）とを制御することにより、解像度の劣化のない拡大撮像が可能となる。
【００７１】
また、加算時と非加算時の読み出し撮像データ数を同数とすることにより、モード毎の処理系構成は同一とすることができメモリと処理系は簡潔な１系統で済ませられる。
【００７２】
撮像位置を切り替えたり、モードを切り替えた時は予め記憶されている値でＡＥ／ＡＦ制御が行え切り換えがスムーズに行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の撮像装置の構成図である。
【図２】本発明の撮像装置の動作フローチャートである。
【図３】本発明の撮像装置の動作フローチャートである。
【図４】画像処理部のフローチャートである。
【図５】本実施形態で用いた撮像素子の画素構成図である。
【図６】本実施形態で用いた表示装置の画素構成を表わす図である。
【図７】加算モードでの読み出し撮像データ構成を示す図である。
【図８】非加算モードでの読み出し撮像データを示す図である。
【図９】本発明の撮像装置のメモリ構成を示す図である。
【図１０】本発明の撮像装置の画像処理部を示す図である。
【図１１】本発明のＡＥ／ＡＦデータの記憶状態を示す図である。
【図１２】ＡＥ／ＡＦの評価領域の分割例を示す図である。
【図１３】撮像素子からの読み出し領域の限定を説明するための図である。
【図１４】従来の撮像装置のメモリ構成を説明するための図である。
【図１５】従来の撮像装置の画像処理部を説明するための図である。
【図１６】撮像素子の画素構成を説明するための図である。
【図１７】撮像素子の構成を説明するための図である。
【図１８】本発明を説明するための模式図である。
【図１９】従来の撮像装置のＣＣＤ撮像素子の構成図である。
【図２０】従来のＣＣＤ撮像素子を用いた撮像装置の駆動方法を説明するためのタイミング図である。
【図２１】従来の電子ズーム時の撮像装置の駆動方法を説明するための図である。
【図２２】本実施形態で用いた撮像素子の画素構成図である。
【図２３】加算モードでの読み出し撮像データ構成を示す図である。
【図２４】加算モードでの読み出し撮像データ構成を示す図である。
【符号の説明】
１  絞り羽根
２  レンズ
３  各種光学フィルター
４  撮像素子
５  Ｙアドレス選択部
６  Ｘアドレス選択部
７  タイミング調整部
８  アドレス指定部
９  発振器
１０  オート・ゲイン調整部
１１  Ａ／Ｄ変換器
１２  カメラＤＳＰ
１３  ＤＲＡＭ
１４  中央演算ユニット
１５  ビデオ・エンコーダ
１６  ＣＲＴ
１７  ビューファインダー
１８  画像記録媒体
１９  表示領域指定部
５１  フォーカス・モーター
２０  撮像素子画素構成
３０  表示装置画素構成
４０  加算モードでの読み出し撮像データ構成
５０  非加算モードでの表示用画素構成
２９  本提案の画像メモリ構成
３１  色分離
３２  高帯域輝度処理部
３３  広帯域化処理部
３４  γ補正
３５  黒白クリップ処理部
３６  加算処理部
３７  ローパス・フィルター
３８  輪郭補正部
３９  色信号処理部
４１  ＷＢ処理部
４２  γ補正部
４３  黒白クリップ処理部
４４  ローパス・フィルター
４５  ローパス・フィルター
２３  ローパス・フィルター
２４  積分器
２５  ハイパス・フィルター
２６  積分器
２７  非加算モード用フレーム・メモリ
２８  加算モード用フレーム・メモリ
２１  加算処理部、非加算処理部
Ｒ１乃至Ｒ５  ＡＥ／ＡＦ評価用分割エリア
ＡＥ１乃至ＡＥ５  ＡＥデータ記憶領域
ＡＦ１乃至ＡＦ５  ＡＦデータ記憶領域
ａ，ｂ，ｃ，ｄ  領域指定ポイント
Ａ１，Ａ３，Ａ４  垂直帰線消去期間
Ｂ１，Ｂ３，Ｂ４  映像走査期間
Ｃ１，Ｃ３，Ｃ４  チャージ・パルス
Ｄ１，Ｄ３，Ｄ４，Ｅ１，Ｅ４，Ｆ１，Ｆ３，Ｆ４，Ｋ１，Ｊ４  高速転送パルス
Ｇ１，Ｇ３，Ｇ４  水平走査期間
Ｈ１，Ｈ３，Ｈ４  水平転送パルス
Ｉ１，Ｉ３，Ｉ４  垂直転送パルス
１０１  光電変換部
１０２  垂直転送部
１０３  蓄積部
１０４  水平転送部
１０５  信号電荷検出部
１０６  出力部
１５０  フォトダイオード
１５１  画素アンプ
１５２  選択信号線
１５３  転送信号線
１５６  リセット信号線
１５７  リセットＭＯＳトランジスタ
１５８  転送ＭＯＳトランジスタ
１５９  選択ＭＯＳトランジスタ
１６０  ソースフォロワＭＯＳトランジスタ
１６１  ＣＴ選択ＭＯＳトランジスタ
１６２  ＣＴ
１６３  ＣＴ選択ＭＯＳトランジスタ
１６４  ＣＴ
１６５  水平転送選択ＭＯＳトランジスタ
１６６  水平転送選択ＭＯＳトランジスタ
１６７  水平転送選択信号線
１６８  水平転送選択信号線
１６９  増幅器
【図１】
0003548465.tif 000002
【図２】
0003548465.tif 000003
【図３】
0003548465.tif 000004
【図４】
0003548465.tif 000005
【図５】
0003548465.tif 000006
【図６】
0003548465.tif 000007
【図７】
0003548465.tif 000008
【図８】
0003548465.tif 000009
【図９】
0003548465.tif 000010
【図１０】
0003548465.tif 000011
【図１１】
0003548465.tif 000012
【図１２】
0003548465.tif 000013
【図１３】
0003548465.tif 000014
【図１４】
0003548465.tif 000015
【図１５】
0003548465.tif 000016
【図１６】
0003548465.tif 000017
【図１７】
0003548465.tif 000018
【図１８】
0003548465.tif 000019
【図１９】
0003548465.tif 000020
【図２０】
0003548465.tif 000021
【図２１】
0003548465.tif 000022
【図２２】
0003548465.tif 000023
【図２３】
0003548465.tif 000024
【図２４】
0003548465.tif 000025