(57)【要約】      （修正有）【課題】ユーザに違和感を与えることなく読み出し動作を切り替えることができる撮像装置及びその制御方法、並びにプログラムを提供する。【解決手段】画素を行単位で間引いて読み出す第１の読み出し動作中に、連続する行の混合信号を読み出す第２の読み出し動作に切り替える指示が行われた場合、時刻ｔ６０２に選択信号ＰＳＥＬｎ〜選択信号ＰＳＥＬｎ＋２におけるＨレベルの期間の割合の比率（フィルタ比率）を１：８：１に設定する。次いで、時刻ｔ６０３にフィルタ比率を１：４：１に設定し、時刻ｔ６０４にフィルタ比率を１：２：１に設定する。次いで、時刻ｔ６０５に第２の読み出し動作を行う。これにより、画素列において連続して配列される画素の各選択期間の割合を徐々に変化させた後に第２の読み出し動作への切り替えを行う。【選択図】図６
2018148271.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の画素が２次元状に配列された撮像素子を備える撮像装置であって、
前記撮像素子において行単位で選択された各画素の信号を列毎に読み出す制御を行う読み出し制御手段を備え、
前記読み出し制御手段は、各前記列において、選択された一の画素の信号を読み出す第１の読み出し動作と、前記一の画素及び前記一の画素と連続して配列された他の画素の各信号の混合信号を読み出す第２の読み出し動作との切り替えを制御し、
前記読み出し制御手段は、前記一の画素及び前記他の画素の各選択期間の割合を徐々に変化させた後に前記第１の読み出し動作及び前記第２の読み出し動作の切り替えを行うことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記第１の読み出し動作から前記第２の読み出し動作に切り替える場合、前記読み出し制御手段は、前記一の画素の選択期間の割合が前記他の画素の選択期間の割合より大きい状態から、前記他の画素の選択期間の割合と同じになるように前記一の画素の選択期間の割合を徐々に減少させた後に前記第２の読み出し動作に切り替え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２の読み出し動作から前記第１の読み出し動作に切り替える場合、前記読み出し制御手段は、前記一の画素の選択期間の割合が前記他の画素の選択期間の割合より大きくなるように前記一の画素の選択期間の割合を徐々に増加させた後に前記第１の読み出し動作に切り替えることを特徴とする請求項１又は２記載の撮像装置。
【請求項４】
動画撮影を行い、
前記読み出し制御手段は、前記一の画素及び前記他の画素の各選択期間の割合を前記動画撮影における所定のフレーム毎に変化させることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記読み出し制御手段は、前記一の画素及び前記他の画素の各選択期間の割合を指数関数的に変化させることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記読み出し制御手段は、ユーザの設定に応じて前記第１の読み出し動作及び前記第２の読み出し動作の切り替えを行うことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記読み出し制御手段は、設定された感度に応じて前記第１の読み出し動作及び前記第２の読み出し動作の切り替えを行うことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項８】
複数の画素が２次元状に配列された撮像素子を備える撮像装置であって、
前記撮像素子において行単位で選択された各画素の信号を列毎に読み出す制御を行う読み出し制御手段を備え、
前記読み出し制御手段は、各前記列において、選択された一の画素及び前記一の画素と連続して配列された他の画素の各信号の混合信号を読み出す読み出し動作を制御し、
前記読み出し動作の切り替えを指示された場合、前記読み出し制御手段は、前記一の画素及び前記他の画素の各選択期間の割合を徐々に変化させることを特徴とする撮像装置。
【請求項９】
複数の画素が２次元状に配列された撮像素子を備える撮像装置の制御方法であって、
前記撮像素子において行単位で選択された各画素の信号を列毎に読み出す制御を行う読み出し制御ステップを有し、
前記読み出し制御ステップは、各前記列において、選択された一の画素の信号を読み出す第１の読み出し動作と、前記一の画素及び前記一の画素と連続して配列された他の画素の各信号の混合信号を読み出す第２の読み出し動作との切り替えを制御し、
前記読み出し制御ステップは、前記一の画素及び前記他の画素の各選択期間の割合を徐々に変化させた後に前記第１の読み出し動作及び前記第２の読み出し動作の切り替えを行うことを特徴とする撮像装置の制御方法。
【請求項１０】
複数の画素が２次元状に配列された撮像素子を備える撮像装置の制御方法であって、
前記撮像素子において行単位で選択された各画素の信号を列毎に読み出す制御を行う読み出し制御ステップを有し、
前記読み出し制御ステップは、各前記列において、選択された一の画素及び前記一の画素と連続して配列された他の画素の各信号の混合信号を読み出す読み出し動作を制御し、
前記読み出し動作の切り替えを指示された場合、前記読み出し制御ステップは、前記一の画素及び前記他の画素の各選択期間の割合を徐々に変化させることを特徴とする撮像装置の制御方法。
【請求項１１】
複数の画素が２次元状に配列された撮像素子を備える撮像装置の制御方法をコンピュータに実行させるプログラムであって、
前記撮像装置の制御方法は、
前記撮像素子において行単位で選択された各画素の信号を列毎に読み出す制御を行う読み出し制御ステップを有し、
前記読み出し制御ステップは、各前記列において、選択された一の画素の信号を読み出す第１の読み出し動作と、前記一の画素及び前記一の画素と連続して配列された他の画素の各信号の混合信号を読み出す第２の読み出し動作との切り替えを制御し、
前記読み出し制御ステップは、前記一の画素及び前記他の画素の各選択期間の割合を徐々に変化させた後に前記第１の読み出し動作及び前記第２の読み出し動作の切り替えを行うことを特徴とするプログラム。
【請求項１２】
複数の画素が２次元状に配列された撮像素子を備える撮像装置の制御方法をコンピュータに実行させるプログラムであって、
前記撮像装置の制御方法は、
前記撮像素子において行単位で選択された各画素の信号を列毎に読み出す制御を行う読み出し制御ステップを有し、
前記読み出し制御ステップは、各前記列において、選択された一の画素及び前記一の画素と連続して配列された他の画素の各信号の混合信号を読み出す読み出し動作を制御し、
前記読み出し動作の切り替えを指示された場合、前記読み出し制御ステップは、前記一の画素及び前記他の画素の各選択期間の割合を徐々に変化させることを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置及びその制御方法、並びにプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＭＯＳセンサを備える撮像装置としてのデジタルカメラが知られている。ＣＭＯＳセンサには入射した光をアナログ信号に変換する複数の画素が２次元状に所定の間隔で配列されている。ＣＭＯＳセンサは、当初静止画撮影に多く使用されていたが、近年では、動画撮影や、撮影した動画をデジタルカメラの液晶画面にリアルタイムで表示するライブビュー等にも使用されている。
【０００３】
デジタルカメラでは、動画撮影やライブビューを行う際に動画フォーマットの解像度や液晶画面の解像度に応じた数の画素が読み出され、各画素から出力されたアナログ信号に基づいて動画像が生成される。デジタルカメラでは、画素の読み出し動作として、例えば、配列された複数の画素を行単位で選択する際に間引いて、例えば、１行おきに画素の読み出し動作を行う間引き動作が行われている。間引き動作では、比較的鮮明な解像感の良い動画像が生成される一方、色や明るさの急峻な変化（以下、「エッジ」という。）を多く含む高周波な被写体を撮影した際に縞模様のモアレが発生してしまう。
【０００４】
また、デジタルカメラでは、画素の読み出し動作として、画素が配列された各列において、連続して配列された複数の画素から出力された各アナログ信号の混合信号を読み出す画素混合動作が行われている（例えば、特許文献１参照）。画素混合動作では、モアレの発生が低減された動画像が生成される一方、エッジがぼやけた解像感が悪い動画像が生成される。このように、間引き動作及び画素混合動作には、それぞれ解像感の良さ及びモアレの出にくさのトレードオフが存在し、近年では、撮影シーンに応じて間引き動作及び画素混合動作を適切に切り替え可能なデジタルカメラが強く要求されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−２５９０２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、間引き動作及び画素混合動作の各々で生成される動画像において、解像感やモアレの発生具合等といった画質が大きく異なるので、間引き動作及び画素混合動作を切り替えた際に動画像の画質が大きく変化してしまう。その結果、ユーザに違和感を与えてしまうという問題が生じる。
【０００７】
本発明の目的は、ユーザに違和感を与えることなく読み出し動作を切り替えることができる撮像装置及びその制御方法、並びにプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の撮像装置は、複数の画素が２次元状に配列された撮像素子を備える撮像装置であって、前記撮像素子において行単位で選択された各画素の信号を列毎に読み出す制御を行う読み出し制御手段を備え、前記読み出し制御手段は、各前記列において、選択された一の画素の信号を読み出す第１の読み出し動作と、前記一の画素及び前記一の画素と連続して配列された他の画素の各信号の混合信号を読み出す第２の読み出し動作との切り替えを制御し、前記読み出し制御手段は、前記一の画素及び前記他の画素の各選択期間の割合を徐々に変化させた後に前記第１の読み出し動作及び前記第２の読み出し動作の切り替えを行うことを特徴とする。
【０００９】
また、上記目的を達成するために、本発明の撮像装置は、複数の画素が２次元状に配列された撮像素子を備える撮像装置であって、前記撮像素子において行単位で選択された各画素の信号を列毎に読み出す制御を行う読み出し制御手段を備え、前記読み出し制御手段は、各前記列において、選択された一の画素及び前記一の画素と連続して配列された他の画素の各信号の混合信号を読み出す読み出し動作を制御し、前記読み出し動作の切り替えを指示された場合、前記読み出し制御手段は、前記一の画素及び前記他の画素の各選択期間の割合を徐々に変化させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ユーザに違和感を与えることなく読み出し動作を切り替えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態に係る撮像装置としてのデジタルカメラに設けられる撮像素子の構成を概略的に示すブロック図である。
【図２】図１の撮像素子における第１の読み出し動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図３】図１の撮像素子における第２の読み出し動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図４】図１の撮像素子における第３の読み出し動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図５】図４の第３の読み出し動作における各画素の選択期間を説明するための図である。
【図６】図１の撮像素子における読み出し動作の切り替え制御を説明するためのタイミングチャートである。
【図７】図１のデジタルカメラによって実行される切り替え処理の手順を示すフローチャートである。
【図８】図６における読み出し動作の切り替え制御の変形例を説明するためのタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら詳述する。
【００１３】
図１は、本発明の実施の形態に係る撮像装置としてのデジタルカメラ１００に設けられる撮像素子１０１の構成を概略的に示すブロック図である。
【００１４】
図１において、デジタルカメラ１００は少なくとも撮像素子１０１を備える。撮像素子１０１は、画素部１０２、垂直走査回路１１５、及び水平走査回路１１６を備える。
【００１５】
デジタルカメラ１００は、静止画撮影及び動画撮影を行い、また、撮影した動画をデジタルカメラ１００の図示しない液晶画面にリアルタイムで表示するライブビューを行う。撮像素子１０１はＣＭＯＳイメージセンサであり、撮像素子１０１に入射した光をアナログ信号に変換し、変換されたアナログ信号（以下、「光電変換信号」という。）に基づいて画像を生成する。画素部１０２は複数の画素１０３、複数のデータ保持部１１０、及び複数の列回路１１４を備える。各画素１０３は２次元状に所定の間隔で配列されている。以下では、図１の行方向の画素の並びを画素行とし、図１の列方向の画素の並びを画素列とする。画素部１０２において、画素列毎に垂直出力線１１７、データ保持部１１０、及び列回路１１４が設けられ、各画素列において、配列された各画素１０３及びデータ保持部１１０が垂直出力線１１７を介して互いに接続されている。また、データ保持部１１０は対応する列回路１１４と接続されている。
【００１６】
画素１０３はフォトダイオード（以下、「ＰＤ」という。）１０４、スイッチ１０５、フローティングディフュージョン（以下、「ＦＤ」という。）１０６、リセットスイッチ１０７、増幅トランジスタ１０８、及び選択トランジスタ１０９を備える。ＰＤ１０４は入射した光量に応じて電荷を発生させる。スイッチ１０５はＰＤ１０４に発生した電荷をＦＤ１０６に転送するためのスイッチであり、制御信号ＰＴＸによって制御される。ＦＤ１０６はＰＤ１０４から転送された電荷を蓄積する。リセットスイッチ１０７はＦＤ１０６をリセットするためのスイッチであり、リセット制御信号ＰＲＥＳによって制御される。増幅トランジスタ１０８はＦＤ１０６に蓄積された電荷に基づいて出力信号を増幅する。選択トランジスタ１０９は増幅トランジスタ１０８の出力ノードを垂直出力線１１７に接続するためのスイッチであり、選択信号ＰＳＥＬによって制御される。
【００１７】
データ保持部１１０は、列アンプ１１１、スイッチ１１２，１１３、保持容量ＣＴＮ，ＣＴＳを備える。列アンプ１１１は画素１０３から垂直出力線１１７に出力された信号を増幅する。スイッチ１１２は画素１０３から出力されたリセット信号を保持するためのスイッチであり、制御信号ＰＴＮによって制御される。スイッチ１１３は画素１０３から出力された光電変換信号を保持するためのスイッチであり、制御信号ＰＴＳによって制御される。保持容量ＣＴＮは画素１０３から出力されたリセット信号を保持し、保持容量ＣＴＳは画素１０３から出力された光電変換信号を保持する。列回路１１４は保持容量ＣＴＮ及び信号保持容量ＣＴＳに保持された各信号を水平信号線１１８を介して撮像素子１０１の外部へ出力する。
【００１８】
垂直走査回路１１５は、画素部１０２の中から一の画素行を選択し、選択した一の画素行の各画素１０３に対して画素制御信号を送信する。画素制御信号は、例えば、制御信号ＰＴＸ、リセット制御信号ＰＲＥＳ、及び選択信号ＰＳＥＬである。水平走査回路１１６は複数の列回路１１４から一の列回路１１４を選択し、選択した一の列回路１１４が保持する信号を該一の列回路１１４から撮像素子１０１の外部へ出力させる。
【００１９】
次に、撮像素子１０１における画素１０３の読み出し動作について説明する。デジタルカメラ１００は、第１の読み出し動作、第２の読み出し動作、及び第３の読み出し動作を行う。第１の読み出し動作では、デジタルカメラ１００は配列された複数の画素１０３を行単位で選択する際に間引いて、例えば、１行おきに選択し、選択した行に配列された各画素１０３の信号を画素列毎に読み出す。すなわち、第１の読み出し動作では、各画素列において、１つの画素１０３が選択される。第２の読み出し動作では、デジタルカメラ１００は画素部１０２の各画素列において、連続して配列される複数の画素１０３から出力される各信号の混合信号を読み出す。すなわち、第２の読み出し動作では、各画素列において複数の画素１０３が選択される。
【００２０】
なお、以下では、連続して配列される画素の一例として、或る画素列のｎ行目〜ｎ＋２行目の画素１０３ｎ〜画素１０３ｎ＋２における読み出し動作について説明する。画素１０３ｎ〜画素１０３ｎ＋２における各構成要素及び各制御信号には対応する行数を示す符号ｎ〜ｎ＋２を付す。
【００２１】
図２は、図１の撮像素子１０１における第１の読み出し動作を説明するためのタイミングチャートである。
【００２２】
図２において、まず、リセット制御信号ＰＲＥＳｎ〜リセット制御信号ＰＲＥＳｎ＋２がＨレベルである期間（例えば、期間Ｔ２０１）、撮像素子１０１は、ＦＤ１０６ｎ〜ＦＤ１０６ｎ＋２をそれぞれリセットする。次いで、選択信号ＰＳＥＬｎ＋１がＨレベルである期間（例えば、期間Ｔ２０２）、撮像素子１０１は画素１０３ｎ＋１を垂直出力線１１７に接続する。これにより、画素１０３ｎ＋１が、リセットされたＦＤ１０６ｎ＋１の電位レベルのリセット信号を垂直出力線１１７を介してデータ保持部１１０に出力する。
【００２３】
次いで、期間Ｔ２０３において制御信号ＰＴＮがＬレベルからＨレベルに遷移すると、撮像素子１０１は画素１０３ｎ＋１から出力されたリセット信号を保持容量ＣＴＮに転送する。また、期間Ｔ２０３において制御信号ＰＴＮがＨレベルからＬレベルに遷移すると、撮像素子１０１は保持容量ＣＴＮへのリセット信号の転送を中止する。これにより、保持容量ＣＴＮでは画素１０３ｎ＋１から出力されたリセット信号が保持される。
【００２４】
次いで、制御信号ＰＴＸｎ＋１がＨレベルである期間（例えば、期間Ｔ２０４）、撮像素子１０１はスイッチ１０５ｎ＋１をオンし、ＰＤ１０４ｎ＋１で発生した電荷をＦＤ１０６ｎ＋１に転送する。これにより、垂直出力線１１７に接続された画素１０３ｎ＋１からデータ保持部１１０へ光電変換信号が出力される。なお、図２では、期間Ｔ２０４において、垂直出力線１１７に接続されない画素１０３ｎ，画素１０３ｎ＋２に対しても、画素１０３ｎ＋１に対して出力された制御信号ＰＴＸｎ＋１と同様の制御信号ＰＴＸｎ，ＰＴＸｎ＋２がそれぞれ出力された場合が示されているが、期間Ｔ２０４において、垂直出力線１１７に接続されない画素１０３ｎ，画素１０３ｎ＋２に対し、スイッチ１０５ｎ，スイッチ１０５ｎ＋２をオフするＬレベルの制御信号ＰＴＸｎ，ＰＴＸｎ＋２がそれぞれ出力されても良い。
【００２５】
次いで、期間Ｔ２０５において制御信号ＰＴＳがＬレベルからＨレベルに遷移すると、撮像素子１０１は画素１０３ｎ＋１から出力された光電変換信号を保持容量ＣＴＳに転送する。また、期間Ｔ２０５において制御信号ＰＴＳがＨレベルからＬレベルに遷移すると、撮像素子１０１は保持容量ＣＴＳへの光電変換信号の転送を中止する。これにより、保持容量ＣＴＳでは画素１０３ｎ＋１から出力された光電変換信号が保持される。次いで、保持容量ＣＴＳ及び保持容量ＣＴＮが接続された列回路１１４が水平走査回路１１６によって選択されると、該列回路１１４は保持容量ＣＴＳ及び保持容量ＣＴＮからそれぞれ信号を取得する。列回路１１４は取得した各信号に基づいて補正した信号を撮像素子１０１の外部へ出力する。上述した内容と同様の読み出し動作が画素部１０２における各画素列で行われる。第１の読み出し動作は、画素部１０２において読み出す画素１０３が限定されるので、動画撮影等においてフレームレートの向上を実現可能である。また、第１の読み出し動作は比較的鮮明な解像感の良い動画像を生成可能である。一方、第１の読み出し動作は、エッジを多く含む高周波な被写体を撮影した際に縞模様のモアレが発生してしまう。
【００２６】
図３は、図１の撮像素子１０１における第２の読み出し動作を説明するためのタイミングチャートである。
【００２７】
図３において、まず、リセット制御信号ＰＲＥＳｎ〜リセット制御信号ＰＲＥＳｎ＋２がＨレベルである期間（例えば、期間Ｔ３０１）、撮像素子１０１は、ＦＤ１０６ｎ〜ＦＤ１０６ｎ＋２をそれぞれリセットする。次いで、選択信号ＰＳＥＬｎ〜選択信号ＰＳＥＬｎ＋２がＨレベルである期間（例えば、期間Ｔ３０２）、撮像素子１０１は画素１０３ｎ〜画素ｎ＋２を垂直出力線１１７に接続する。これにより、画素１０３ｎ〜画素ｎ＋２が、それぞれリセットされたＦＤ１０６ｎ〜ＦＤ１０６ｎ＋２の電位レベルのリセット信号を垂直出力線１１７に出力する。垂直出力線１１７では、画素１０３ｎ〜画素ｎ＋２から出力された各リセット信号が加算平均され、加算平均された電位レベルの混合リセット信号（混合信号）がデータ保持部１１０に出力される。
【００２８】
次いで、期間Ｔ３０３では、撮像素子１０１は、制御信号ＰＴＮに基づいて混合リセット信号を保持容量ＣＴＮへ転送し、混合リセット信号を保持容量ＣＴＮに保持する。次いで、制御信号ＰＴＸｎ〜制御信号ＰＴＸｎ＋２がＨレベルである期間（例えば、期間Ｔ３０４）、撮像素子１０１はＰＤ１０４ｎ〜ＰＤ１０４ｎ＋２で発生した電荷をそれぞれＦＤ１０６ｎ〜ＦＤ１０６ｎ＋２に転送する。これにより、画素１０３ｎ〜画素１０３ｎ＋２がそれぞれ光電変換信号を垂直出力線１１７に出力する。垂直出力線１１７では、画素１０３ｎ〜画素ｎ＋２から出力された各光電変換信号が加算平均され、加算平均された電位レベルの混合光電変換信号（混合信号）がデータ保持部１１０に出力される。混合光電変換信号は混合信号に相当する。
【００２９】
次いで、期間Ｔ３０５では、撮像素子１０１は混合光電変換信号を保持容量ＣＴＳに転送し、該混合光電変換信号を保持容量ＣＴＳに保持する。次いで、保持容量ＣＴＳ及び保持容量ＣＴＮが接続された列回路１１４が水平走査回路１１６によって選択されると、該列回路１１４は保持容量ＣＴＳ及び保持容量ＣＴＮからそれぞれ信号を取得する。列回路１１４は取得した各信号に基づいて補正した信号を撮像素子１０１の外部へ出力する。上述した内容と同様の読み出し動作が画素部１０２における各画素列で行われる。第２の読み出し動作は、モアレの発生が低減された動画像が生成される一方、エッジがぼやけた解像感が悪い動画像が生成される。
【００３０】
ここで、第１の読み出し動作及び第２の読み出し動作にはそれぞれ解像感の良さ及びモアレの出にくさのトレードオフが存在する。近年では、撮影シーンに応じて第１の読み出し動作及び第２の読み出し動作を適切に切り替え可能なデジタルカメラが強く要求されている。ところが、第１の読み出し動作及び第２の読み出し動作の各々で生成される動画像において、解像感やモアレの発生具合等といった画質が大きく異なるので、第１の読み出し動作及び第２の読み出し動作を切り替えた際に動画像の画質が大きく変化してしまう。その結果、ユーザに違和感を与えてしまうという問題が生じる。
【００３１】
これに対応して、本実施の形態では、第３の読み出し動作を行った後に第１の読み出し動作及び第２の読み出し動作の切り替えを行う。第３の読み出し動作では、デジタルカメラ１００は画素部１０２の各画素列において、連続して配列される複数の画素１０３の各選択期間を異なる割合で時分割し、選択された各画素１０３から出力された各信号の混合信号を読み出す。
【００３２】
図４は、図１の撮像素子１０１における第３の読み出し動作を説明するためのタイミングチャートである。
【００３３】
図４において、まず、リセット制御信号ＰＲＥＳｎ〜リセット制御信号ＰＲＥＳｎ＋２がＨレベルである期間（例えば、期間Ｔ４０１）、撮像素子１０１はＦＤ１０６ｎ〜ＦＤ１０６ｎ＋２をそれぞれリセットする。次いで、撮像素子１０１は、期間Ｔ４０２に示すように、高速で切り替わる選択信号ＰＳＥＬｎ〜選択信号ＰＳＥＬｎ＋２をそれぞれ画素１０３ｎ〜画素１０３ｎ＋２に出力する。期間Ｔ４０２では、画素１０３ｎ〜画素１０３ｎ＋２は、それぞれ受信した選択信号ＰＳＥＬｎ〜選択信号ＰＳＥＬｎ＋２がＨレベルである期間、つまり、各画素１０３ｎ〜画素１０３ｎ＋２の選択期間にリセット信号を垂直出力線１１７に出力する。これにより、垂直出力線１１７の電位レベルは、選択信号ＰＳＥＬｎ〜選択信号ＰＳＥＬｎ＋２の出力の切り替えに応じて変動するが、垂直出力線１１７の寄生抵抗及び寄生容量によって平滑化される。その結果、垂直出力線１１７では、画素１０３ｎ〜画素１０３ｎ＋２から出力された各リセット信号が加算平均された電位レベルの混合リセット信号が得られる。
【００３４】
この混合リセット信号は、画素１０３ｎ〜画素１０３ｎ＋２のうち選択期間の割合が最も多い画素から出力されたリセット信号に近い特性を示す。例えば、図５に示すように、選択信号ＰＳＥＬｎ〜選択信号ＰＳＥＬｎ＋２におけるＨレベルの期間ａ，ｂ，ｃの割合の比率が１：２：１である場合、画素１０３ｎ〜画素１０３ｎ＋２の選択期間の割合の比率（以下、「フィルタ比率」という。）も１：２：１である。この場合、上記混合リセット信号は、選択期間の割合が最も大きい画素１０３ｎ＋１から出力されたリセット信号に近い特性を示す。なお、本実施の形態では、期間Ｔ４０２において、選択信号ＰＳＥＬｎ〜選択信号ＰＳＥＬｎ＋２のＨレベルの期間が若干重なっても良い。また、期間Ｔ４０２において、選択信号ＰＳＥＬｎ〜選択信号ＰＳＥＬｎ＋２の全てがＬレベルである期間が存在しても良い。
【００３５】
次いで、期間Ｔ４０３では、撮像素子１０１は、制御信号ＰＴＮに基づいて混合リセット信号を保持容量ＣＴＮへ転送し、混合リセット信号を保持容量ＣＴＮに保持する。次いで、制御信号ＰＴＸｎ〜制御信号ＰＴＸｎ＋２がＨレベルである期間（例えば、期間Ｔ４０４）、撮像素子１０１はＰＤ１０４ｎ〜ＰＤ１０４ｎ＋２で発生した電荷をそれぞれＦＤ１０６ｎ〜ＦＤ１０６ｎ＋２に転送する。期間Ｔ４０４では、各画素１０３ｎ〜画素１０３ｎ＋２は、受信した各選択信号ＰＳＥＬｎ〜選択信号ＰＳＥＬｎ＋２がＨレベルである期間に、それぞれ光電変換信号を垂直出力線１１７に出力する。これにより、画素１０３ｎ〜画素１０３ｎ＋２から、期間ａ〜期間ｃの割合で出力された各光電変換信号が加算平均された電位レベルの混合光電変換信号が垂直出力線１１７を介してデータ保持部１１０に出力される。
【００３６】
次いで、期間Ｔ４０５では、撮像素子１０１は混合光電変換信号を保持容量ＣＴＳに転送し、該合成光電変換信号を保持容量ＣＴＳに保持する。次いで、保持容量ＣＴＳ及び保持容量ＣＴＮが接続された列回路１１４が水平走査回路１１６によって選択されると、該列回路１１４は保持容量ＣＴＳ及び保持容量ＣＴＮからそれぞれ信号を取得する。列回路１１４は取得した各信号に基づいて補正した信号を撮像素子１０１の外部へ出力する。上述した内容と同様の読み出し動作が画素部１０２における各画素列で行われる。
【００３７】
上述した本実施の形態では、動画撮影時等において、所定のフレーム毎、例えば、１フレーム毎に、画素１０３ｎ〜画素１０３ｎ＋２の各選択期間の割合を徐々に変化させるのが好ましい。
【００３８】
図６は、図１の撮像素子１０１における読み出し動作の切り替え制御を説明するためのタイミングチャートである。
【００３９】
図６では、一例として、第１の読み出し動作中に第２の読み出し動作に切り替える指示がユーザによって行われた場合を前提とする。なお、図６において、制御信号ＨＤは行の切り替わり目にＬレベルに一時的に遷移する信号である。また、図６において、制御信号ＶＤはフレームの切り替わり目にＬレベルに一時的に遷移する信号であり、制御信号ＣＧは読み出し動作の切り替えが指示されたタイミングでＬレベルに一時的に遷移する信号である。
【００４０】
図６において、時刻ｔ６０１に示すように、読み出し動作の切り替えが指示され、時刻ｔ６０２に示すように、制御信号ＶＤに基づいてフレームの切り替わり目を検知すると、撮像素子１０１は第３の読み出し動作を開始する。具体的に、撮像素子１０１は画素１０３ｎ〜画素１０３ｎ＋２のフィルタ比率を１：８：１に設定した第３の読み出し動作を開始する。この第３の読み出し動作は時刻ｔ６０２から次のフレームの切り替わり目が検知されるまで行われる。この第３の読み出し動作では、選択期間の割合が最も大きい画素１０３ｎ＋１から出力された信号に極めて近い特性の混合信号が得られる。この混合信号に基づいて、第１の読み出し動作によって生成される画像に極めて近い画質の画像が生成される。
【００４１】
次いで、時刻ｔ６０３に示すように、次のフレームの切り替わり目を検知すると、撮像素子１０１は画素１０３ｎ〜画素１０３ｎ＋２のフィルタ比率を１：４：１に設定した第３の読み出し動作を開始する。この第３の読み出し動作は時刻ｔ６０３から次のフレームの切り替わり目が検知されるまで行われる。この第３の読み出し動作では、フィルタ比率を１：８：１に設定した第３の読み出し動作で生成される混合信号より画素１０３ｎ＋１から出力された信号成分が少ない混合信号が得られる。この混合信号に基づいて、第１の読み出し動作によって生成される画像及び第２の読み出し動作によって生成される画像の中間の画質の画像が生成される。
【００４２】
次いで、時刻ｔ６０４に示すように、次のフレームの切り替わり目を検知すると、撮像素子１０１は画素１０３ｎ〜画素１０３ｎ＋２のフィルタ比率を１：２：１に設定した第３の読み出し動作を開始する。この第３の読み出し動作は時刻ｔ６０４から次のフレームの切り替わり目が検知されるまで行われる。この第３の読み出し動作では、同じ選択期間で出力された画素１０３ｎ〜画素１０３ｎ＋２の各信号を加算平均した信号に近い特性の混合信号が得られる。この混合信号に基づいて第２の読み出し動作によって生成される画像に極めて近い画質の画像が生成される。次いで、時刻ｔ６０５に示すように、次のフレームの切り替わり目を検知すると、撮像素子１０１は第２の読み出し動作を行う。
【００４３】
なお、本実施の形態では、一例として、第１の読み出し動作中に第２の読み出し動作に切り替える指示が行われた場合について説明したが、これに限られない。例えば、第２の読み出し動作中に第１の読み出し動作に切り替える指示が行われた場合についても同様に画素１０３ｎ〜画素１０３ｎ＋２の各選択期間の割合を徐々に変化させる。具体的に、読み出し動作の切り替えが指示されると、フレームの切り替わり目を検知する毎に、撮像素子１０１は画素１０３ｎ〜画素１０３ｎ＋２のフィルタ比率を１：２：１、１：４：１、１：８：１にこの順で変化させた後第１の読み出し動作に切り替える。
【００４４】
上述した本実施の形態によれば、画素１０３ｎ〜画素１０３ｎ＋２の各選択期間の割合を徐々に変化させた後に第１の読み出し動作及び第２の読み出し動作の切り替えを行う。これにより、異なる解像感の動画像を生成する第１の読み出し動作及び第２の読み出し動作を切り替える際に動画像における解像感の変化を滑らかにすることができ、もって、ユーザに違和感を与えることなく読み出し動作の切り替えを行うことができる。
【００４５】
また、上述した本実施の形態では、第１の読み出し動作から第２の読み出し動作に切り替える場合、画素１０３ｎ＋１の選択期間の割合が画素１０３ｎ，画素１０３ｎ＋２の選択期間の割合より大きい状態から、画素１０３ｎ，画素１０３ｎ＋２の割合と同じになるように画素１０３ｎ＋１の選択期間の割合を徐々に減少させた後に第２の読み出し動作に切り替える。また、第２の読み出し動作から第１の読み出し動作に切り替える場合、画素１０３ｎ＋１の選択期間の割合が画素１０３ｎ，画素１０３ｎ＋２の選択期間の割合より大きくなるように画素１０３ｎ＋１の選択期間の割合を徐々に増加させた後に第１の読み出し動作に切り替える。これにより、第１の読み出し動作から第２の読み出し動作に切り替える場合、及び第２の読み出し動作から第１の読み出し動作に切り替える場合のいずれの場合においても、動画像における解像感の変化を確実に滑らかにすることができる。
【００４６】
さらに、上述した本実施の形態では、画素１０３ｎ〜画素１０３ｎ＋２の各選択期間の割合を動画撮影における所定のフレーム毎に変化させる。これにより、切り替えによる段差が気付きにくい動画像を生成することができる。
【００４７】
上述した本実施の形態では、画素１０３ｎ〜画素１０３ｎ＋２の各選択期間の割合を指数関数的に変化させる。これにより、視覚的に段差の少ない自然な動画像を生成することができる。
【００４８】
また、上述した本実施の形態では、ユーザの設定に応じて第１の読み出し動作及び第２の読み出し動作の切り替え制御が行われる。これにより、ユーザから読み出し動作の切り替えの指示を受け付けた際に、ユーザに違和感を与えることのない適切な切り替え制御を行うことができる。
【００４９】
以上、本発明について、上述した実施の形態を用いて説明したが、本発明は上述した実施の形態に限定されるものではない。例えば、モアレの発生を低減する手段として、画素１０３ｎ，画素１０３ｎ＋１，画素１０３ｎ＋２から垂直出力線１１７に出力された各信号を加算平均する場合について説明したが、モアレの発生を低減する手段はこれに限られない。例えば、ＦＤ１０６ｎ，ＦＤ１０６ｎ＋１，ＦＤ１０６ｎ＋２を接続するスイッチを設け、ＦＤ１０６ｎ，ＦＤ１０６ｎ＋１，ＦＤ１０６ｎ＋２の各電荷を加算平均しても良い。
【００５０】
上述した本実施の形態では、選択信号ＰＳＥＬｎ〜選択信号ＰＳＥＬｎ＋２のうち、例えば、選択信号ＰＳＥＬｎ＋１を選択信号ＰＳＥＬｎ，ＰＳＥＬｎ＋２より高い周波数にして、選択信号ＰＳＥＬｎ＋１のＨレベルの割合が実質的に多くなるように制御しても良い。
【００５１】
また、上述した本実施の形態では、１フレーム毎に画素１０３ｎ〜画素１０３ｎ＋２の各選択期間の割合を変える場合について説明したが、所定のフレーム毎、例えば、３フレーム毎に各選択期間の割合を変えても良い。
【００５２】
さらに、上述した本実施の形態では、各選択期間の割合によって上記所定のフレームの数を異なるように設定しても良い。
【００５３】
上述した本実施の形態では、デジタルカメラ１００による被写体認識の結果に応じて第１の読み出し動作及び第２の読み出し動作を切り替えても良い。
【００５４】
上述した本実施の形態では、デジタルカメラ１００の設定感度に応じて第１の読み出し動作及び第２の読み出し動作を切り替えても良い。
【００５５】
図７は、図１のデジタルカメラ１００によって実行される切り替え処理の手順を示すフローチャートである。
【００５６】
図７の処理では、一例として、動画撮影中であることを前提とする。
【００５７】
図７において、まず、デジタルカメラ１００は感度を設定する（ステップＳ７０１）。感度の設定は、ユーザによる感度設定、又はデジタルカメラ１００に設けられる図示しない測光センサの出力結果に基づいて行われる。次いで、デジタルカメラ１００はステップＳ７０１で設定した感度（以下、「設定感度」という。）、及び予め設定された感度閾値Ｇｔｈを比較し、設定感度が感度閾値Ｇｔｈを超えるか否かを判別する（ステップＳ７０２）。ここで、デジタルカメラ１００において、設定感度が高い場合、ノイズの影響を受けやすく、モアレが発生しやすい。この場合、モアレの発生を低減可能な第２の読み出し動作が行われるのが好ましい。一方、設定感度が低い場合、ノイズの影響を受けにくく、モアレが発生しにくい。この場合、モアレの発生を低減する第２の読み出し動作より、むしろ、解像感の良い動画像を生成可能な第１の読み出し動作が行われるのが好ましい。これに対し、本実施の形態では、感度閾値Ｇｔｈを予め設定し、デジタルカメラ１００の設定感度及び感度閾値Ｇｔｈを比較する。デジタルカメラ１００の設定感度が感度閾値Ｇｔｈを超える場合、デジタルカメラ１００は設定感度が高いと判別し、デジタルカメラ１００の設定感度が感度閾値Ｇｔｈを超えない場合、デジタルカメラ１００の設定感度が低いと判別する。
【００５８】
ステップＳ７０２の判別の結果、設定感度が感度閾値Ｇｔｈを超えるとき、デジタルカメラ１００は第２の読み出し動作を開始し（ステップＳ７０３）、動画撮影を継続するか否かを判別する（ステップＳ７０４）。
【００５９】
ステップＳ７０４の判別の結果、動画撮影を継続するとき、デジタルカメラ１００は設定感度の変更を行うか否かを判別する（ステップＳ７０５）。
【００６０】
ステップＳ７０５の判別の結果、設定感度の変更を行うとき、デジタルカメラ１００は新たに設定された感度（以下、「新たな設定感度」という。）及び感度閾値Ｇｔｈを比較し、新たな設定感度が感度閾値Ｇｔｈを超えるか否かを判別する（ステップＳ７０６）。
【００６１】
ステップＳ７０６の判別の結果、新たな設定感度が感度閾値Ｇｔｈを超えないとき、デジタルカメラ１００は後述するステップＳ７１２以降の処理を行う。一方、ステップＳ７０６の判別の結果、新たな設定感度が感度閾値Ｇｔｈを超えるとき、又はステップＳ７０５の判別の結果、設定感度の変更を行わないとき、デジタルカメラ１００は第２の読み出し動作を開始する（ステップＳ７０７）。その後、デジタルカメラ１００はステップＳ７０４の処理に戻る。
【００６２】
ステップＳ７０２の判別の結果、設定感度が感度閾値Ｇｔｈを超えないとき、デジタルカメラ１００は第１の読み出し動作を開始し（ステップＳ７０８）、動画撮影を継続するか否かを判別する（ステップＳ７０９）。
【００６３】
ステップＳ７０９の判別の結果、動画撮影を継続するとき、デジタルカメラ１００は設定感度の変更を行うか否かを判別する（ステップＳ７１０）。
【００６４】
ステップＳ７１０の判別の結果、設定感度の変更を行うとき、デジタルカメラ１００は新たな設定感度及び感度閾値Ｇｔｈを比較し、新たな設定感度が感度閾値Ｇｔｈを超えるか否かを判別する（ステップＳ７１１）。
【００６５】
ステップＳ７１１の判別の結果、新たな設定感度が感度閾値Ｇｔｈを超えるとき、デジタルカメラ１００はステップＳ７０７以降の処理を行う。一方、ステップＳ７１１の判別の結果、新たな設定感度が感度閾値Ｇｔｈを超えないとき、又はステップＳ７１０の判別の結果、設定感度の変更を行わないとき、デジタルカメラ１００は第１の読み出し動作を開始する（ステップＳ７１２）。その後、デジタルカメラ１００はステップＳ７０９の処理に戻る。
【００６６】
ステップＳ７０４の判別の結果又はステップＳ７０９の判別の結果、動画撮影を継続しないとき、デジタルカメラ１００は動画撮影を終了し（ステップＳ７１３）、本処理を終了する。
【００６７】
上述した図７の処理では、設定された感度に応じて第１の読み出し動作及び第２の読み出し動作の切り替え制御が行われる。これにより、デジタルカメラ１００の設定感度に応じて、解像感の良い動画像を生成可能な第１の読み出し動作及びモアレの発生を低減可能な第２の読み出し動作のいずれかに適切に切り替えることができる。
【００６８】
また、本実施の形態では、解像感の良い動画像を生成する手段として、第１の読み出し動作を行う場合について説明したが、解像感の良い動画像を生成する手段は第１の読み出し動作に限られず、例えば、第３の読み出し動作であっても良い。この場合、デジタルカメラ１００は、例えば、図８に示すように、画素１０３ｎ〜画素１０３ｎ＋２のフィルタ比率を１：１６：１に設定した第３の読み出し動作を行う。これにより、第１の読み出し動作による動画像に相当する解像感の良い動画像が生成される。その後、この割合による動画撮影中に、制御信号ＣＧがＬに遷移し（時刻ｔ８０１）、且つ次のフレームの切り替わり目を検知すると（時刻ｔ８０２）、デジタルカメラ１００はフィルタ比率を１：８：１に変更する。これにより、フィルタ比率を１：１６：１に設定した第３の読み出し動作による動画像より解像感が低いがモアレの発生が若干低減された画像が生成される。次いで、次のフレームの切り替わり目を検知すると（時刻ｔ８０３）、デジタルカメラ１００はフィルタ比率を１：４：１に変更する。これにより、第１の読み出し動作による動画像及び第２の読み出し動作による動画像の中間の画質の画像が生成される。次いで、次のフレームの切り替わり目を検知すると（時刻ｔ８０４）、デジタルカメラ１００はフィルタ比率を１：２：１に変更する。これにより、フィルタ比率を１：４：１に設定した第３の読み出し動作による画像よりモアレの発生が低減された画像が生成される。次いで、次のフレームの切り替わり目を検知すると（時刻ｔ８０５）、デジタルカメラ１００はフィルタ比率を１：１：１に変更する。これにより、第２の読み出し動作による動画像に相当するモアレの発生が低減された動画像が生成される。
【００６９】
上述した図８の処理は、第３の読み出し動作において、フィルタ比率を１：１６：１、１：８：１、１：４：１、１：２：１、１：１：１にこの順に変化させて解像感の良い動画像を生成可能な読み出し動作からモアレの発生を低減可能な読み出し動作に切り替えた場合について説明したが、これに限られない。例えば、フィルタ比率を１：１：１、１：２：１、１：４：１、１：８：１、１：１６：１にこの順に変化させてモアレの発生を低減可能な読み出し動作から解像感の良い動画像を生成可能な読み出し動作に切り替え可能である。上述した図８の処理においても、上述した本実施の形態と同様の効果を奏することができる。
【００７０】
本発明は、上述の実施の形態の１以上の機能を実現するプログラムをネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、該システム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサがプログラムを読み出して実行する処理でも実現可能である。また、本発明は、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。
【符号の説明】
【００７１】
１００  デジタルカメラ
１０１  撮像素子
１０３，１０３ｎ〜１０３ｎ＋２  画素
【図１】
2018148271.tif 000003
【図２】
2018148271.tif 000004
【図３】
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【図４】
2018148271.tif 000006
【図５】
2018148271.tif 000007
【図６】
2018148271.tif 000008
【図７】
2018148271.tif 000009
【図８】
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