(57)【要約】【課題】電子ズーム倍率を変更する場合に、滑らかな電子ズーム倍率の変更を実現する固体撮像装置を提供する。【解決手段】フレーム毎にリセット走査を行って画素部に２次元配置された複数の光電変換素子を行単位で選択して蓄積された電気信号をリセットし、フレーム毎に読み出し走査を行って画素部の複数の光電変換素子を行単位で選択して蓄積された電気信号を画素信号として読み出す固体撮像装置にて、フレームＮ−１の読み出し走査が直後のフレームＮのリセット走査を追い越すか否かを判定し、追い越すと判定されたときにはフレームＮ−１の読み出し走査とフレームＮのリセット走査が重ならなくなるようにフレームＮのリセット走査に係る制御を行うようにして、電子ズーム倍率を変更する場合に、常に均一な画像が得られ滑らかな電子ズーム倍率の変更を実現できるようにする。【選択図】図１
2011120104.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力された光信号を電気信号に変換して蓄積する複数の光電変換素子が２次元配置された画素部を有し、フレーム毎にリセット走査を行い、前記画素部に配置された前記光電変換素子を行単位で選択して当該光電変換素子に蓄積された電気信号を所定のレベルにリセットし、フレーム毎に読み出し走査を行って、前記画素部に配置された前記光電変換素子を行単位で選択して当該光電変換素子に蓄積された電気信号を画素信号として読み出し、前記リセット走査から前記読み出し走査までを光信号の蓄積時間とする固体撮像装置であって、
一連のフレームのうちの第１のフレームの前記読み出し走査が、前記第１のフレームの直後の第２のフレームの前記リセット走査を追い越すか否かを判定する判定部と、
前記判定部により前記第１のフレームの読み出し走査が、前記第２のフレームのリセット走査を追い越すと判定された場合に、前記第２のフレームのリセット走査に係る制御を行う制御部とを備えることを特徴とする固体撮像装置。
【請求項２】
前記判定部は、前記第１のフレームの電子ズーム倍率と、前記第２のフレームの電子ズーム倍率と、前記第２のフレームの蓄積時間とに基づいて、前記第１のフレームの読み出し走査が前記第２のフレームのリセット走査を追い越すか否かを判定することを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置。
【請求項３】
前記判定部は、前記第２のフレームのリセット走査を開始する前に、前記第１のフレームの読み出し走査が前記第２のフレームのリセット走査を追い越すか否かの判定を行うことを特徴とする請求項１又は２記載の固体撮像装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記第１のフレームの読み出し走査が前記第２のフレームのリセット走査を追い越すと判定された場合、前記第１のフレームの読み出し走査が前記第２のフレームのリセット走査を追い越さなくなるまで、前記第２のフレームのリセット走査の開始を遅らせることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の固体撮像装置。
【請求項５】
前記蓄積時間に応じてゲインを変化させ、前記光電変換素子から読み出された前記画素信号を増幅する補正部をさらに備えることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の固体撮像装置。
【請求項６】
前記補正部は、前記第１のフレームに係る前記蓄積時間と前記ゲインとの積、及び前記第２のフレームに係る前記蓄積時間と前記ゲインとの積を、略等しくすることを特徴とする請求項５記載の固体撮像装置。
【請求項７】
前記補正部は、前記第１のフレームに係る画素の感度と前記蓄積時間と前記ゲインとの積、及び前記第２のフレームに係る画素の感度と前記蓄積時間と前記ゲインとの積を、略等しくすることを特徴とする請求項５記載の固体撮像装置。
【請求項８】
前記第１のフレームの読み出し走査が前記第２のフレームのリセット走査を追い越すと判定された場合、前記第１のフレームの画像信号から前記第２のフレームの画像信号を生成する画像処理部をさらに備えることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の固体撮像装置。
【請求項９】
前記制御部は、前記第１のフレームの読み出し走査が前記第２のフレームのリセット走査を追い越すと判定された場合、前記第２のフレームのリセット走査を行わないことを特徴とする請求項８記載の固体撮像装置。
【請求項１０】
前記判定部は、判定結果を通知する判定信号を出力することを特徴とする請求項１〜９の何れか１項に記載の固体撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＣＤ（Charge Coupled Devices）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の固体撮像装置で撮像した静止画像や動画像を記録・再生する電子カメラ等の撮像装置がある。このような撮像装置においては、撮像領域の中から所望の範囲の信号を取り出すことにより画像を拡大して電子的にズームを行うようにした電子ズーム機能が搭載されているものがある。
【０００３】
電子ズーム機能を有する撮像装置として、例えば特許文献１に開示された撮像装置がある。特許文献１に記載の撮像装置は、動画撮影において電子ズーム倍率を変更すると、その電子ズーム倍率に応じて変更した水平走査期間と垂直走査期間とに基づき、各フレームのリセット走査と読み出し走査とを行う。電子ズーム倍率の変更によりフレームＮのリセット走査期間がフレームＮ−１の読み出し走査期間に一部重なる場合でも、変更された水平走査期間と垂直走査期間とに基づくフレームＮのリセット走査と読み出し走査とが行われる。特許文献１に記載の撮像装置は、前述のような制御により、電子ズーム倍率が変更されたフレームＮにおける蓄積時間を一定にすることで均一な画像を得て滑らかな電子ズーム倍率の変更を実現している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−９４１４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の撮像装置は、各フレームの読み出し走査とリセット走査とを独立したタイミングで行う。したがって、蓄積時間が１フレーム期間に近いような長蓄積を行っている場合に、電子ズーム倍率の変更によって読み出し走査の期間及びリセット走査の期間が変化すると、フレームＮ−１の読み出し走査がフレームＮのリセット走査を追い越してしまう。その結果、フレームＮ−１の読み出し走査がフレームＮのリセット走査を追い越す前後で蓄積時間の長さが変わってしまうために、均一な画像が得られなくなり滑らかな電子ズーム倍率の変更が行えないという問題があった。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、滑らかな電子ズーム倍率の変更を実現する固体撮像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る固体撮像装置は、入力された光信号を電気信号に変換して蓄積する複数の光電変換素子が２次元配置された画素部を有し、フレーム毎にリセット走査を行い、前記画素部に配置された前記光電変換素子を行単位で選択して当該光電変換素子に蓄積された電気信号を所定のレベルにリセットし、フレーム毎に読み出し走査を行って、前記画素部に配置された前記光電変換素子を行単位で選択して当該光電変換素子に蓄積された電気信号を画素信号として読み出し、前記リセット走査から前記読み出し走査までを光信号の蓄積時間とする固体撮像装置であって、一連のフレームのうちの第１のフレームの前記読み出し走査が、前記第１のフレームの直後の第２のフレームの前記リセット走査を追い越すか否かを判定する判定部と、前記判定部により前記第１のフレームの読み出し走査が、前記第２のフレームのリセット走査を追い越すと判定された場合に、前記第２のフレームのリセット走査に係る制御を行う制御部とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、第１のフレームの読み出し走査が、直後の第２のフレームのリセット走査を追い越すと判定された場合、第１のフレームの読み出し走査と第２のフレームのリセット走査とが重ならなくなるように第２のフレームのリセット走査に係る制御を行う。これにより、電子ズーム倍率を変更する際にも、常に均一な画像が得られ滑らかな電子ズーム倍率の変更を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１の実施形態に係る固体撮像装置の構成例を示す図である。
【図２】電子ズームの倍率変更時の最大蓄積時間を説明するための図である。
【図３】電子ズームの倍率変更時の最大蓄積時間を説明するための図である。
【図４】第１の実施形態における走査タイミングの一例を示す図である。
【図５】第１の実施形態における走査タイミングの一例を示す図である。
【図６】第２の実施形態に係る固体撮像装置の構成例を示す図である。
【図７】第２の実施形態における電子ズームの倍率変更時の動作例を示す図である。
【図８】第２の実施形態における電子ズームの倍率変更時の動作例を示す図である。
【図９】従来技術における走査タイミングを示す図である。
【図１０】従来技術における走査タイミングを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１０】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態について説明する。
図１は、第１の実施形態に係る固体撮像装置の構成例を示すブロック図である。第１の実施形態に係る固体撮像装置は、動画撮影時の電子ズーム機能を有し、例えば電子カメラに使用される。
【００１１】
図１（Ａ）において、画素部１１は、入力された光信号を電気信号に変換して蓄積する単位画素としての光電変換素子を複数有し、それら光電変換素子が２次元配置されている。撮像制御部１２は、例えば電子ズーム倍率に応じて、読み出し走査部１３及びリセット走査部１４を駆動する垂直走査信号、水平走査部１５を駆動する水平走査信号、ＡＤ変換器１７の制御信号、及びゲイン補正部１８のゲイン制御信号を制御する。
【００１２】
読み出し走査部１３及びリセット走査部１４は、画素部１１を水平方向に分割した行を選択するための走査部である。読み出し走査部１３は、光電変換素子に蓄積された電気信号を画素信号として読み出す行を順次選択するための走査部であり、フレーム毎に画素部１１に配置された光電変換素子を行単位で順次選択する読み出し走査を行う。読み出し走査部１３で選択された行を構成する画素（光電変換素子）に蓄積された電気信号は、行単位で読み出し部１６に読み出される。読み出し走査とは、画素部１１における所定領域の行を読み出し走査部１３によって順次走査し、画素に蓄積された電気信号を読み出し部１６まで読み出す一連の動作である。
【００１３】
リセット走査部１４は、光電変換素子に蓄積された電気信号を所定のレベル（所定の電位）にリセットする行を順次選択するための走査部であり、フレーム毎に画素部１１に配置された光電変換素子を行単位で順次選択するリセット走査を行う。リセット走査とは、画素部１１における所定領域の行をリセット走査部１４によって順次走査し、画素（光電変換素子）に蓄積された電気信号を所定電位にリセットする動作である。光信号を画素に蓄積する時間（光信号の蓄積時間）は、リセット走査から読み出し走査までの時間で制御される。
【００１４】
追い越し判定部２０には、フレームＮ−１の電子ズーム倍率と、フレームＮの電子ズーム倍率と、フレームＮの蓄積時間あるいはフレームＮのリセット走査の開始タイミングとをそれぞれ示す情報が撮像制御部１２より入力される。ここで、フレームＮ−１は、動画を構成する一連のフレームのうちのあるフレーム（第１のフレーム）であり、フレームＮは、フレームＮ−１（第１のフレーム）の直後のフレーム（第２のフレーム）である。追い越し判定部２０は、入力された情報に基づいて、フレームＮ−１の読み出し走査がフレームＮのリセット走査を追い越すか否かを判定する。この判定は、例えばフレームＮのリセット走査を開始する前に行われる。追い越し判定部２０は、フレームＮ−１の読み出し走査がフレームＮのリセット走査を追い越すと判定した場合は、その判定結果を通知する追い越し判定信号を蓄積制御部２１及びゲイン補正部１８に出力する。
【００１５】
蓄積制御部２１は、追い越し判定部２０からの追い越し判定信号が入力された場合に、フレームＮのリセット走査に係る制御を行う。本実施形態では、フレームＮ−１の読み出し走査がフレームＮのリセット走査を追い越すと判定された場合、蓄積制御部２１は、フレームＮ−１の読み出し走査がフレームＮのリセット走査を追い越さなくなるまで、フレームＮのリセット走査の開始を遅らせる。言い換えれば、蓄積制御部２１は、蓄積時間を短くすることでフレームＮ−１の読み出し走査がフレームＮのリセット走査を追い越さないような、すなわちフレームＮ−１の読み出し走査とフレームＮのリセット走査とが重ならなくなるような制御を行う。
【００１６】
ゲイン補正部１８は、追い越し判定部２０からの追い越し判定信号が入力された場合に、蓄積時間等に応じてゲインを変化させて画素信号を増幅する。例えば、ゲイン補正部１８は、追い越し判定部２０からの追い越し判定信号が入力された場合には、不足した蓄積時間を補う目的でフレームＮのゲイン補正値を大きくする。
【００１７】
水平走査部１５は、画素部１１を垂直方向に分割した列を選択するための走査部である。読み出し部１６に行単位で読み出された画素信号は、水平走査部１５で選択された列単位で順次出力される。読み出し部１６から出力された画素信号は、ＡＤ変換器１７によってデジタル化される。デジタル化された画素信号は、既述したようにゲイン補正部１８によってその出力を所定倍して所望の出力レベルが得られるように補正される。ゲイン補正された画素信号は、画像処理部１９に入力されキズ補正やノイズ除去等の様々な画像処理が施される。
【００１８】
なお、図１（Ａ）に示した固体撮像装置は、読み出し部１６から出力された画素信号をＡＤ変換器１７によってデジタル化し、その後、デジタル化した画素信号に対してゲイン補正部１８によってデジタルゲイン補正を行う。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば図１（Ｂ）に一例を示すように固体撮像装置を構成するようにしても良い。図１（Ｂ）に示す固体撮像装置は、読み出し部１６から出力された画素信号に対してゲイン補正部１８Ａによってアナログゲイン補正を行った後、画素信号をＡＤ変換器１７Ａによってデジタル化する。
【００１９】
次に、第１の実施形態における追い越し判定部２０について詳細に説明する。
図２は、電子ズームの倍率変更時の最大蓄積時間を説明するための図である。図２（Ａ）は、フレームＮ−１、Ｎの電子ズーム倍率によって決定するフレームＮの最大蓄積時間を表した模式図である。最大蓄積時間とは、フレームＮ−１の読み出し走査がフレームＮのリセット走査を追い越さない最も大きい蓄積時間のことである。図２（Ａ）では、説明の簡略化のために１フレーム期間を１０００ＨＤ（１ＨＤは水平方向における１画素）に対応する時間、読み出し走査にかかる期間を８００ＨＤに対応する時間、垂直画素数が８００画素の固体撮像装置について示している。
【００２０】
また、本実施形態における固体撮像装置は、それぞれの電子ズーム倍率で読み出す垂直画素数が変わらないロスレス電子ズームである。つまり、垂直走査周期は、電子ズーム倍率が１倍のときは８行につき１行を読み出す（１／８）行間引き、２倍のときは４行につき１行を読み出す（１／４）行間引きになっている。また、電子ズーム倍率が４倍のときは２行につき１行を読み出す（１／２）行間引き、８倍のときは行間引きなしになっている。したがって、電子ズーム倍率が大きくなるほど垂直走査の傾きは小さくなる。
【００２１】
そのため、電子ズーム倍率を切り替えたときには、フレームＮ−１の読み出し走査の傾きとフレームＮのリセット走査の傾きとが変化する。さらには垂直走査する領域も異なるので、ある蓄積時間を超えるとフレームＮ−１の読み出し走査がフレームＮのリセット走査を追い越してしまい、追い越した領域の蓄積時間が短くなる。例えば、図９に示すように、電子ズーム倍率をＭ倍から２Ｍ倍へ切り替えた（ズームインした）とき、フレームＮ−１の読み出し走査がフレームＮのリセット走査を追い越すと、フレームＮ−１とフレームＮは行毎に均一な蓄積時間を得ることができなくなる。したがって、図９に示した走査タイミングでは、電子ズーム倍率の変更に伴い、２フレームに渡って異常な画像信号を出力することになり撮影者の快適性を阻害する。そこで、本実施形態では、例えば図２（Ａ）に示すように、実線で示したフレームＮ−１の読み出し走査が点線で示したフレームＮのリセット走査を追い越してしまうと追い越した領域の蓄積時間が短くなってしまうため、フレームＮのリセット走査を遅らせている。
【００２２】
図２（Ｂ）は、電子ズーム倍率を１倍から２倍、４倍、８倍にそれぞれ切り替えたとき（ズームインしたとき）の最大蓄積時間を例示している。このように、ズームインでは変更する電子ズーム倍率の比（フレームＮの電子ズーム倍率／フレームＮ−１の電子ズーム倍率）が大きいほど、最大蓄積時間は小さくなる。
【００２３】
図３は、電子ズームの倍率変更時の最大蓄積時間を説明するための図である。図３（Ａ）は、図２（Ａ）と同様にフレームＮ−１、Ｎの電子ズーム倍率によって決定するフレームＮの最大蓄積時間を表した模式図である。しかし、図３（Ａ）は、図２に示した例とは切り替えるズーム倍率が異なり、電子ズーム倍率を小さくするように切り替える（ズームアウトする）場合を示している。
【００２４】
ズームアウトする場合でも、ズームインする場合と同様の不都合が発生し得る。例えば、図１０に示すように、電子ズーム倍率を２Ｍ倍からＭ倍へ切り替えたとき、フレームＮ−１の読み出し走査がフレームＮのリセット走査を追い越すと、フレームＮ−１とフレームＮは行毎に均一な蓄積時間を得ることができなくなる。したがって、図１０に示した走査タイミングでは、電子ズーム倍率の変更に伴い、２フレームに渡って異常な画像信号を出力することになり撮影者の快適性を阻害する。そこで、本実施形態では、例えば図３（Ａ）に示すように、実線で示したフレームＮ−１の読み出し走査が点線で示したフレームＮのリセット走査を追い越してしまうと追い越した領域の蓄積時間が短くなってしまうため、フレームＮのリセット走査を遅らせている。
【００２５】
図３（Ｂ）は、電子ズーム倍率を８倍から１倍、２倍、４倍にそれぞれ切り替えたとき（ズームアウトしたとき）の最大蓄積時間を例示している。このように、ズームアウトでは変更する電子ズーム倍率の比（フレームＮの電子ズーム倍率／フレームＮ−１の電子ズーム倍率）が小さいほど、最大蓄積時間は小さくなる。
【００２６】
本実施形態における追い越し判定部２０は、図２（Ｂ）及び図３（Ｂ）に一例を示した最大蓄積時間を表したテーブルを電子ズーム倍率毎に予め記憶しておく。そして、追い越し判定部２０は、そのテーブルを参照して、フレームＮのリセット走査を開始する前に、フレームＮ−１の読み出し走査がフレームＮのリセット走査を追い越すかどうかを判定している。
【００２７】
なお、本実施形態では、垂直走査に関して電子ズーム倍率の制御を行間引きによって行っているが、これに限定されるものではなく、行加算又は行平均で行うようにしても得られる効果は変わらない。その場合には、電子ズーム倍率が１倍のときは８行加算又は８行平均、２倍のときは４行加算又は４行平均、４倍のときは２行加算又は２行平均、８倍のときは行加算なし又は行平均なしとなる。このように行加算又は行平均を行うようにすると、電子ズーム倍率が低い場合でもより多くの画素からの情報が画素信号に含まれるため、高品質な画素信号が得られる利点がある。
【００２８】
図４は、第１の実施形態における固体撮像装置での電子ズーム倍率の変更時（ズームイン）の走査タイミングの一例を示す図である。図４においては、電子ズーム倍率の変更によって垂直走査周期が変更されるときの各フレームのリセット走査及び読み出し走査のタイミングを示している。ここでは、フレームレートは（１／６０）秒として固定している。また、垂直走査周期を（１／Ｘ）行間引きとする電子ズーム倍率がＭ倍の状態から、フレームＮより、垂直走査周期を（２／Ｘ）行間引きとする電子ズーム倍率が２Ｍ倍の状態へと電子ズーム倍率を変更する例を示している。したがって、フレームＮの読み出し終了行から読み出し開始行を引いた行数はフレームＮ−１の（１／２）倍になっている。また、各フレームの蓄積時間は、点線で示したそのフレームのリセット走査から実線で示したそのフレームの読み出し走査までの期間で表される。なお、フレームの読み出し走査の終了から次のフレームの読み出し走査が開始するまでの期間を垂直ブランキング期間と呼ぶ。
【００２９】
図５は、第１の実施形態における固体撮像装置での電子ズーム倍率の変更時（ズームアウト）の走査タイミングの一例を示す図である。図５においては、電子ズーム倍率の変更によって垂直走査周期が変更されるときの各フレームのリセット走査及び読み出し走査のタイミングを示している。また、垂直走査周期を（２／Ｘ）行間引きとする電子ズーム倍率が２Ｍ倍の状態から、フレームＮより、垂直走査周期を（１／Ｘ）行間引きとする電子ズーム倍率がＭ倍の状態へと電子ズーム倍率を変更する例を示している。したがって、フレームＮの読み出し終了行から読み出し開始行を引いた行数はフレームＮ−１の２倍になっている。また、各フレームの蓄積時間は、点線で示したそのフレームのリセット走査から実線で示したそのフレームＮの読み出し走査までの期間で表される。
【００３０】
前述した図４に示した例では、フレームＮ−１からフレームＮに切り替わるタイミングで、電子ズーム倍率がＭ倍の状態から２Ｍ倍の状態に切り替わる。また、図５に示した例では、フレームＮ−１からフレームＮに切り替わるタイミングで、電子ズーム倍率が２Ｍ倍の状態からＭ倍の状態に切り替わる。ここで、図４及び図５では、説明の簡略化のためにフレームＮ−１、Ｎ、Ｎ＋１での被写体の明るさを同じにしている。すなわち、画素の感度が同じであればフレームＮ−１、Ｎ、Ｎ＋１の蓄積時間は等しくＴ１となる。しかし、被写体が暗いために蓄積時間Ｔ１が１フレーム期間に近い場合には、蓄積時間Ｔ１を維持したまま電子ズーム倍率の変更を行うと、フレームＮ−１の読み出し走査がフレームＮのリセット走査を追い越してしまう。そこで、フレームＮのリセット走査の開始タイミングを遅らせることで、フレームＮの蓄積時間をＴ２（Ｔ１＞Ｔ２）に短くする。つまり、フレームＮ−１の読み出し走査がフレームＮのリセット走査を追い越さないように、フレームＮのリセット走査を開始するタイミングが遅らされる。そのため、フレームＮの蓄積時間Ｔ２は、他のフレームＮ−１、Ｎ＋１（電子ズーム倍率の変更が行われないフレーム）の蓄積時間Ｔ１より短い。
【００３１】
このように、フレームＮの蓄積時間Ｔ２が、他のフレームＮ−１、Ｎ＋１の蓄積時間Ｔ１より短い場合、第１の実施形態では、ゲイン補正部１８（１８Ａ）が、各フレームの画素信号の信号レベルを等しくするように補正する。例えば、ゲイン補正部１８（１８Ａ）は、不足しているフレームＮの蓄積時間を補うために（Ｔ１／Ｔ２）倍のゲインをかけてフレームＮの画素信号を増幅する。すなわち、ゲイン補正部１８（１８Ａ）は、各フレームにおける蓄積時間とゲインとの積を一定（略等しくても良い）とするようにゲインを変化させ、画素信号の信号レベルを補正する。これにより、被写体の明るさが同じであれば、フレームＮの画素信号の信号レベルがフレームＮ−１の画素信号の信号レベルと等しくなるように補正する。
【００３２】
また、本実施形態では、説明の簡略化のためにフレームＮ−１、Ｎ、Ｎ＋１での被写体の明るさを同じにしているが、実際は異なる場合がある。この場合には、フレームＮの画素信号を補正するためのゲインは（Ｔ１／Ｔ２）ではなく、フレームＮ−１とフレームＮとでの被写体の照度比を考慮したゲインにする必要がある。
【００３３】
また、電子ズーム倍率の制御を行加算で行うようにした場合には、電子ズーム倍率によって画素の感度が異なる。例えば、行加算しない状態と比較すると、電子ズーム倍率が１倍のときに８行加算であるとすると画素の感度は８倍となり、電子ズーム倍率が２倍のときに４行加算であるとすると画素の感度は４倍となる。そして、電子ズーム倍率を１倍の状態から２倍の状態に切り替える場合には、ゲイン補正部１８（１８Ａ）でかけるゲイン値は、蓄積時間の比である（Ｔ１／Ｔ２）に画素の感度の比である（８／４）を乗じた（２Ｔ１／Ｔ２）となる。すなわち、ゲイン補正部１８（１８Ａ）は、各フレームにおける画素の感度と蓄積時間とゲインとの積を一定（略等しくても良い）とするようにゲインを変化させ、画素信号の信号レベルを補正すれば良い。
【００３４】
第１の実施形態によれば、電子ズーム倍率の変更に伴いフレームＮ−１の読み出し走査がフレームＮのリセット走査を追い越すか否かを判定する追い越し判定部２０を設ける。そして、追い越し判定部２０によりフレームＮ−１の読み出し走査がフレームＮのリセット走査を追い越すと判定された場合には、追い越さなくまるまでフレームＮのリセット走査の開始を遅らせる。これにより、フレームＮ−１の読み出し走査とフレームＮのリセット走査とが重なることを防止し、行毎に均一な画像信号を得ることができる。また、ゲイン補正部１８（１８Ａ）を設けて、フレームＮの画素信号に対して適正露光量を得られるようなゲイン補正を行うことで、各フレームの画素信号の信号レベルに対する蓄積時間のずれ等による影響を抑制することができる。したがって、電子ズーム倍率の変更を行う場合でも、常に均一な画像が得られ滑らかな電子ズーム倍率の変更が実現できる。
【００３５】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
以下に説明する第２の実施形態は、フレームＮ−１の読み出し走査がフレームＮのリセット走査を追い越す場合のフレームＮのリセット走査並びにフレームＮで読み出す画素信号の画像処理方法が、前述した第１の実施形態とは異なる。
【００３６】
図６は、第２の実施形態に係る固体撮像装置の構成例を示すブロック図である。第２の実施形態に係る固体撮像装置は、動画撮影時の電子ズーム機能を有し、例えば電子カメラに使用される。この図６において、図１に示した構成要素と同一の機能を有する構成要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。第２の実施形態に係る固体撮像装置は、追い越し判定部２０Ｂから出力される追い越し判定信号がゲイン補正部ではなく画像処理部１９Ｂに入力される点が、第１の実施形態とは異なる。
【００３７】
第２の実施形態において、蓄積制御部２１は、追い越し判定部２０Ｂからの追い越し判定信号が入力された場合には、フレームＮのリセット走査が実行されないように制御を行う。すなわち、フレームＮ−１の読み出し走査がフレームＮのリセット走査を追い越すと判定された場合には、フレームＮのリセット走査を行わないことで、フレームＮ−１の読み出し走査を正常に行い行毎の蓄積時間を均一にする制御を行う。また、画像処理部１９Ｂは、追い越し判定部２０Ｂからの追い越し判定信号が入力された場合には、フレームＮ−１の読み出し走査により得られた画像信号からフレームＮの画像信号を生成する。
【００３８】
図７は、第２の実施形態における固体撮像装置での電子ズーム倍率の変更時（ズームイン）の動作例を示す図である。図７（Ａ）には、電子ズーム倍率の変更によって垂直走査周期が変更されるときの各フレームのリセット走査及び読み出し走査のタイミングを示している。ここでは、フレームレートは（１／６０）秒として固定している。また、垂直走査周期を（１／Ｘ）行間引きとする電子ズーム倍率がＭ倍の状態から、垂直走査周期を（２／Ｘ）行間引きとする電子ズーム倍率が２Ｍ倍の状態へと電子ズーム倍率を変更する例を示している。したがって、電子ズーム倍率が２Ｍ倍であるときのフレームの読み出し終了行から読み出し開始行を引いた行数は、電子ズーム倍率がＭ倍であるときのフレームの（１／２）倍になっている。
【００３９】
ここで、図７に示した例では、フレームＮ−１からフレームＮに切り替わるタイミングで、電子ズーム倍率をＭ倍の状態から２Ｍ倍の状態へと切り替えている。このとき、追い越し判定部２０ＢによりフレームＮ−１の読み出し走査がフレームＮのリセット走査を追い越すと判定された場合には、本実施形態における固体撮像装置はフレームＮのリセット走査及び読み出し走査を行わない。
【００４０】
図７（Ｂ）は、第２の実施形態における固体撮像装置の画像処理部１９Ｂで実行される電子ズーム倍率の変更（ズームイン）時の画像処理の一例を示す概念図である。フレームＮ−１からフレームＮで電子ズーム倍率をＭ倍から２Ｍ倍に変更するときにフレームＮのリセット走査を行わなかった場合、画像処理部１９Ｂは、フレームＮ−１の読み出し走査で得られたＭ倍の画角の画像信号から２Ｍ倍の画角の画像信号を生成する。この生成した画像信号をフレームＮの画像信号とする。このとき、画像処理部１９Ｂは、トリミング処理とトリミングすることで不足した解像度を補間する解像度変換処理等を適宜行う。
【００４１】
図８は、第２の実施形態における固体撮像装置での電子ズーム倍率の変更時（ズームアウト）の動作例を示す図である。図８（Ａ）には、電子ズーム倍率の変更によって垂直走査周期が変更されるときの各フレームのリセット走査及び読み出し走査のタイミングを示している。また、垂直走査周期を（２／Ｘ）行間引きとする電子ズーム倍率が２Ｍ倍の状態から、垂直走査周期を（１／Ｘ）行間引きとする電子ズーム倍率がＭ倍の状態へと電子ズーム倍率を変更する例を示している。したがって、電子ズーム倍率がＭ倍であるときのフレームの読み出し終了行から読み出し開始行を引いた行数は、電子ズーム倍率が２Ｍ倍であるときのフレームの２倍になっている。
【００４２】
ここで、図８に示した例では、フレームＮ−１からフレームＮに切り替わるタイミングで、電子ズーム倍率を２Ｍ倍の状態からＭ倍の状態へと切り替えている。このとき、追い越し判定部２０ＢによりフレームＮ−１の読み出し走査がフレームＮのリセット走査を追い越すと判定された場合には、本実施形態における固体撮像装置はフレームＮのリセット走査及び読み出し走査を行わない。
【００４３】
図８（Ｂ）は、第２の実施形態における固体撮像装置の画像処理部１９Ｂで実行される電子ズーム倍率の変更（ズームアウト）時の画像処理の一例を示す概念図である。フレームＮ−１からフレームＮで電子ズーム倍率を２Ｍ倍からＭ倍に変更するときにフレームＮのリセット走査を行わなかった場合、画像処理部１９Ｂは、フレームＮ−１の読み出し走査で得られた２Ｍ倍の画角の画像信号をフレームＮの画像信号に複製する。したがって、Ｍ倍の画角が得られるフレームが、フレームＮからフレームＮ＋１に１フレーム分遅延することになる。しかしながら、１フレーム期間を（１／６０）秒とすると、この遅延時間はわずかであるため撮影者の快適性を阻害するものではない。
【００４４】
なお、図７及び図８に示した例では、フレームＮのリセット走査だけでなく読み出し走査も行わないが、少なくともフレームＮのリセット走査を行わないようにすれば良い。図７や図８に示した例とは異なり、フレームＮの読み出し走査を行って不均一な画素信号を読み出したとしても、画像処理部１９ＢがフレームＮの読み出し走査で得られた画像信号を使用しないようにすれば良く、得られる効果は変わらない。
【００４５】
第２の実施形態によれば、電子ズーム倍率の変更に伴いフレームＮ−１の読み出し走査がフレームＮのリセット走査を追い越すか否かを判定する追い越し判定部２０Ｂを設ける。そして、追い越し判定部２０によりフレームＮ−１の読み出し走査がフレームＮのリセット走査を追い越すと判定された場合には、フレームＮのリセット走査を行わないとともに、フレームＮ−１の画像信号を基にフレームＮの画像信号を生成する。これにより、電子ズーム倍率の変更を行う場合でも、常に均一な画像が得られ滑らかな電子ズーム倍率の変更が実現できる。
【００４６】
なお、前記実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化のほんの一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
【符号の説明】
【００４７】
１１  画素部、１２  撮像制御部、１３  読み出し走査部、１４  リセット走査部、１７  １７Ａ  Ａ／Ｄ変換器、１８  １８Ａ  ゲイン補正部、１９  １９Ｂ  画像処理部、２０  ２０Ｂ  追い越し判定部、２１  蓄積制御部
【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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