(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光電変換部と、電荷蓄積部と、前記光電変換部で発生した電荷を前記電荷蓄積部に転送する転送トランジスタと、前記電荷蓄積部に蓄積された電荷に応じた電圧信号を増幅して出力する増幅トランジスタとを各々が有し、複数の異なる色に対応する電圧信号を出力する複数の画素が行列状に配列された画素配列と、それぞれの画素列に設けられ、前記複数の画素の電圧信号が出力される複数の列信号線と、同じ画素列に配置された複数行の画素の電圧信号を前記列信号線に選択的に出力する接続手段とを有する撮像素子と、
輝度情報を取得する取得手段と、
前記画素配列から画素行数を１／Ｍに減らして画像信号を取得するモードにおいて、前記輝度情報に示される被写体輝度が所定の閾値以下である場合に、前記接続手段により前記複数の列信号線の各々にＭ行の同色画素のうちのＮ（Ｎ≧２）行分の電圧信号を同時に出力するように制御し、前記被写体輝度が高くなるにつれて前記接続手段により前記複数の列信号線の各々に同時に電圧信号を出力する同色画素の行数が少なくなるように制御するとともに、前記被写体輝度が前記所定の閾値よりも高い場合には、前記接続手段により前記複数の列信号線の各々に前記Ｍ行の同色画素のうちの１行分の電圧信号を出力するように制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記取得手段は、被写体を前記撮像素子により撮像して得られる撮像画面を複数の領域に分割し、該複数の領域の輝度情報を取得することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記取得手段は、前記複数の領域の輝度情報に基づいて、所定の閾値よりも高い輝度を有する高輝度領域についての情報を取得することを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記高輝度領域についての情報は、前記高輝度領域の有無あるいは数であることを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記制御手段は、動画像における現フレームの前記高輝度領域についての情報に基づいて、次のフレームの画像を取得する場合の、前記接続手段により前記列信号線の各々に同時に電圧信号を出力する同色画素の行数を制御することを特徴とする請求項３または４に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記高輝度領域が無い場合に、前記高輝度領域がある場合よりも前記接続手段により前記複数の列信号線の各々に同時に電圧信号を出力する同色画素の数が相対的に多くなるように制御することを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記制御手段は、前記高輝度領域の数が所定数以下である場合に、前記高輝度領域の数が前記所定数よりも多い場合よりも前記接続手段により前記複数の列信号線の各々に同時に電圧信号を出力する同色画素の数が相対的に多くなるように制御することを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
【請求項８】
光電変換部と、電荷蓄積部と、前記光電変換部で発生した電荷を前記電荷蓄積部に転送する転送トランジスタと、前記電荷蓄積部に蓄積された電荷に応じた電圧信号を増幅して出力する増幅トランジスタとを各々が有し、複数の異なる色に対応する電圧信号を出力する複数の画素が行列状に配列された画素配列と、それぞれの画素列に設けられ、前記複数の画素の電圧信号が出力される複数の列信号線と、同じ画素列に配置された複数行の画素の電圧信号を前記列信号線に選択的に出力する接続手段とを有する撮像素子を備える撮像装置を制御する方法であって、
輝度情報を取得する取得工程と、
前記画素配列から画素行数を１／Ｍに減らして画像信号を取得するモードにおいて、前記輝度情報に示される被写体輝度が所定の閾値以下である場合に、前記接続手段により前記複数の列信号線の各々にＭ行の同色画素のうちのＮ（Ｎ≧２）行分の電圧信号を同時に出力するように制御し、前記被写体輝度が高くなるにつれて前記接続手段により前記複数の列信号線の各々に同時に電圧信号を出力する同色画素の行数が少なくなるように制御するとともに、前記被写体輝度が前記所定の閾値よりも高い場合には、前記接続手段により前記複数の列信号線の各々に前記Ｍ行の同色画素のうちの１行分の電圧信号を出力するように制御する制御工程と、
を有することを特徴とする撮像装置の制御方法。
【請求項９】
請求項８に記載の制御方法の各工程をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【請求項１０】
請求項８に記載の制御方法の各工程をコンピュータに実行させるためのプログラムを記憶したコンピュータが読み取り可能な記憶媒体。
【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に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、撮像装置に用いられる固体撮像素子は、１千万画素を超える画素数を備え、高精細な静止画を出力することが可能である。例えば２４００万画素の固体撮像素子について考えると、縦横比３：２であれば垂直４０００本の画素行を読み出す必要がある。さらに垂直列１本あたりに６０００個の画素が存在する。そのため、例えば３０ｆｐｓのビデオレートを達成しようとすると、垂直列１本あたり８．４μ秒程度、１画素あたりにすれば１４ｎ秒程度の時間で読み出さなくてはならない。ＣＭＯＳ型の固体撮像素子においては、出力チャネル数を増やしたり、列信号線を増やしたりしてこれらの時間的要求に応えることは可能である。
【０００３】
しかしながら、常時このように高速な駆動を行うことは消費電力および発熱の観点から望ましいとは言えない。そこで、例えば出力画像フォーマットが決まっている「動画」や静止画撮影前の露出やピント確認に使用する「ライブビュー」などにおいては、水平方向（行方向）および垂直方向（列方向）に画素の一部を間引いたり加算もしくは平均化したりして出力する画素数を減らしている。上記「動画」においては、出力画像フォーマットとして４Ｋ（約８００万画素）、フルＨＤ（約２００万画素）、ＨＤ（約１００万画素）、ＶＧＡ（約３０万画素）などがある。また、上記「ライブビュー」においては、主にカメラの背面に設けられた小型モニターなどで観察するため、ＨＤ程度の画素数があれば十分とされる。
【０００４】
ここで、固体撮像素子から出力する画素を減らす場合に、列方向あるいは行方向に並ぶＮ画素を加算もしくは平均化（以下、混合と呼ぶ）して縮小率Ｍで縮小する処理をＮ／Ｍ画素混合と呼ぶものとする。この場合、列方向に関して、Ｎ／Ｍ画素混合方式（Ｎ≧２）を実現するには、一例として特許文献１に記載の技術が適用できる。すなわち、１本の列信号線に対し３つの画素行を同時並列に選択することにより、列信号線上でこれらの３画素行の信号電位を平均化することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１７３９５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した列方向の画素混合方式では、混合されるＮ画素行の中にそれぞれ構成されるソースフォロワ回路に均等な電流が流れる場合に最も平均化効果が高い。しかしながら、混合対象画素の中に明るい（信号電荷が多く、すなわち信号電位が低い）画素と暗い画素（信号電位が高い）とが含まれていた場合、暗い画素を構成するソースフォロワ回路の方に、列信号線を介して優先的に電流が供給されてしまう。このことにより、明るい画素を構成するソースフォロワ回路にはほとんど電流が供給されなくなり、暗い画素との平均化に寄与することができなくなってしまう。したがって仮に混合対象のうち明るい画素の信号レベルがさらに増加した場合であっても電流の主なパスである暗い画素の出力に影響され、列信号線上の信号電位Ｖｏｕｔが理想的な平均値まで増加しない、いわゆる高輝度での非線形性が生じる。
【０００７】
ここで、固体撮像素子の分光特性や光源の種類によるが、色信号レベルは通常異なっている。例えば、信号レベルが低いために比較的線型性を維持したＲ，Ｂ信号と、非線型で十分な信号の得られていないＧ信号とを用いて現像するため、特に空間周波数が高く高輝度な被写体においてマゼンダ色付きが生じてしまうという問題がある。
【０００８】
本発明は上述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、撮像素子の画素数を減らして画像信号を出力する場合に、空間周波数の高い被写体の高輝度領域に発生するマゼンダ色付きを回避することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係わる撮像装置は、光電変換部と、電荷蓄積部と、前記光電変換部で発生した電荷を前記電荷蓄積部に転送する転送トランジスタと、前記電荷蓄積部に蓄積された電荷に応じた電圧信号を増幅して出力する増幅トランジスタとを各々が有し、複数の異なる色に対応する電圧信号を出力する複数の画素が行列状に配列された画素配列と、それぞれの画素列に設けられ、前記複数の画素の電圧信号が出力される複数の列信号線と、同じ画素列に配置された複数行の画素の電圧信号を前記列信号線に選択的に出力する接続手段とを有する撮像素子と、輝度情報を取得する取得手段と、前記画素配列から画素行数を１／Ｍに減らして画像信号を取得するモードにおいて、前記輝度情報に示される被写体輝度が所定の閾値以下である場合に、前記接続手段により前記複数の列信号線の各々にＭ行の同色画素のうちのＮ（Ｎ≧２）行分の電圧信号を同時に出力するように制御し、前記被写体輝度が高くなるにつれて前記接続手段により前記複数の列信号線の各々に同時に電圧信号を出力する同色画素の行数が少なくなるように制御するとともに、前記被写体輝度が前記所定の閾値よりも高い場合には、前記接続手段により前記複数の列信号線の各々に前記Ｍ行の同色画素のうちの１行分の電圧信号を出力するように制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、撮像素子の画素数を減らして画像信号を出力する場合に、空間周波数の高い被写体の高輝度領域に発生するマゼンダ色付きを回避することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係わる撮像装置の構成を示すブロック図。
【図２】１／３間引き方式、２／３画素混合方式、３／３画素混合方式を表す図。
【図３】１／５間引き方式、３／５画素混合方式、５／５画素混合方式を表す図。
【図４】撮像装置の制御方法を示すフローチャート。
【図５】撮像装置のＡＥ測光例を表す模式図。
【図６】固体撮像素子の構成を示す等価回路図。
【図７】一実施形態の撮像装置の制御方法による効果を説明するための信号電位の入出力関係図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の一実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係わる撮像装置の全体構成を示すブロック図である。
【００１３】
図１において、撮影光学系１は、被写体像を結像させるレンズ、絞り、メカニカルシャッターなどを含む。固体撮像素子２は、複数の画素が行列状に配列されており、撮影光学系１によって結像された被写体像を光電変換しアナログ画像信号を出力する。Ａ／Ｄ変換部３は、固体撮像素子２から出力されたアナログ画像信号をデジタル画像信号に変換する。デジタル化された画像信号は画像メモリ７に記憶される。そして、信号処理回路６により、ホワイトバランス補正、ガンマ補正をはじめとする信号処理が行われる。各種信号処理が施された画像信号は、記録媒体９に記録される。記録回路８は、記録媒体９とのインターフェイス回路である。各種信号処理の施された画像信号は、表示回路１０を介して液晶ディスプレイなどの画像表示装置１１に表示される。画像表示装置１１は、これから撮影しようとする画面を連続的に表示する「ライブビュー」表示や、記録した「動画」の再生表示も可能である。
【００１４】
タイミング発生回路４は、固体撮像素子２、Ａ／Ｄ変換部３などの撮像系を駆動する。本実施形態における列信号線上での画素行の混合に係る固体撮像素子への制御信号、特に、同時並列に選択する複数画素行に関わる設定信号もタイミング発生回路４から発生される。光学系駆動回路５は、撮影光学系１のズームレンズ、フォーカスレンズ、絞り、メカニカルシャッターを駆動する。「ライブビュー」表示用画像を取得したり「動画」を取得したりするモードでは、メカニカルシャッターは開いた状態となる。絞り値に関しては、図示しない絞り設定手段による制御信号や、露出調節の結果を受けて変更される。
【００１５】
システム制御部１２は、揮発性メモリ（ＲＡＭ）１３に一時記憶されたプログラムにより撮像装置全体を制御する。また、選択行数判断部１５は、システム制御部１２により取得されるＡＥ動作のための測光結果やＡＦ動作のための空間周波数情報等を反映して、「ライブビュー」表示用画像取得中もしくは「動画」取得中の同時選択行数を決定する。この同時選択行数の決定に用いるパラメータとしては、測光評価値を用いてもよいし、ＡＦ動作において空間周波数が高いと判定された画像部位の測光結果を重点的に用いてもよい。本実施形態では、後に、この選択行数判断の方法についてさらに詳しく説明する。また、不揮発性メモリ（ＲＯＭ）１４は、システム制御部１２が処理を実行する際に転送されるべきプログラム、各種データを格納している。
【００１６】
ここで、本実施形態では、「ライブビュー」表示用画像あるいは「動画」を取得する場合に、固体撮像素子２の列方向あるいは行方向に並ぶ複数の画素の信号を混合して、画素数を減らして信号を出力することを行う。この場合、列方向あるいは行方向に並ぶＮ画素を混合して縮小率Ｍで縮小する処理をＮ／Ｍ画素混合と称することとする。ただし、一般に、Ｎ＝１のときは「間引き」と称するので、本実施形態においても１／Ｍ間引きと称することとする。
【００１７】
一般的に画質の特性として、１／Ｍ間引き方式はサンプリング周波数の低下によりモアレが発生する。一方、Ｎ／Ｍ（Ｎ≧２）画素混合方式は画像から空間周波数の高い成分を抑制した後でサンプリング周波数を低下するのと等価であるためモアレが生じにくくＳ／Ｎ比も向上する。
【００１８】
例えば、画素数が２４００万画素の固体撮像素子の場合、列方向に１／３、行方向に１／３に画素数を減らして約２６７万画素を出力すればフルＨＤ相当の解像度として十分である。このように画素数を減らすには、１／３間引き方式、２／３画素混合（１画素間引き）方式および３／３画素混合方式が考えられる。
【００１９】
同様に、列方向に１／５、行方向に１／５に画素数を減らして９６万画素を出力すればＨＤ相当の解像度に十分である。フルＨＤ相当の場合と同様、このように画素数を減らすには、１／５間引き方式、３／５画素混合方式（２画素間引き）および５／５画素混合方式などが考えられる。
【００２０】
本実施形態においては、「動画」を取得するモードにおいて、行方向および列方向にＮ／３画素混合を行うものとする。図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、Ｎ＝１，２，３の場合のＮ／３画素混合を示す模式図である。行方向に関して１／３間引きを行う場合、水平走査において、３列に１度の周期で画素にアクセスすることで容易に実現できる。また、３／３画素混合を行う場合、行ごとに信号電位を一時蓄積した３つのキャパシタを短絡することでそれらの３画素の平均化信号電位を出力することができる。
【００２１】
また、列方向に関して１／３間引きを行う場合、垂直走査において、３行に１度の周期で画素にアクセスすることで容易に実現できる。また、３／３画素混合を行う場合、一例として前述のように特許文献１に記載の技術が適用できる。すなわち、１本の列信号線に対し３つの画素行を同時並列に接続する。
【００２２】
また、本実施形態においては、「ライブビュー」表示用画像を取得するモードにおいて、行方向及び列方向にＮ／５画素混合を行うものとする。図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、Ｎ＝１，３，５の場合のＮ／５画素混合を示す模式図である。それぞれの画素混合は、上記の「動画」の場合と同様にして実現することができる。本実施形態では、特にＮ／５画素混合を行う場合について、Ｎ＝１，３，５のモード間を如何に遷移するかについて詳細に説明する。
【００２３】
図４は、撮像装置におけるライブビュー動作を示すフローチャートである。図４を参照して、ライブビュー動作において固体撮像素子２から画素数を減らして信号を読み出す動作について説明する。
【００２４】
まず、ステップＳ４０１において、図１に示されていないスイッチによりメイン電源がオンされ、システム制御部１２の電源がオンされる。次に、ステップＳ４０２において、固体撮像素子２に駆動設定信号を与える。ここでは例えば固体撮像素子２の内蔵ゲインを設定する。ゲイン設定は、例えば図１に示されていないＩＳＯ感度設定ダイヤルによって固定されているものとする。
【００２５】
次に、ステップＳ４０３において、メカニカルシャッターを開き、固体撮像素子２の光電変換部を露光状態とする。これにより、前述の「ライブビュー」モードが実行可能となる。ステップＳ４０４では、固体撮像素子２により連続的に取得される画像を用いて被写体輝度の測光処理を行い、撮影に使用する露出を調整する、自動露出調整動作（ＡＥ）を行う。このときに取得される画像は、まだ後述の高輝度領域の有無を判定する前なので、例えば１／５間引きで撮像素子２から読み出される。すなわち、システム制御部１２は、撮像系からデジタル化された画像を画像メモリ７に取得して信号処理回路６に露出演算を行わせる。例えば輝度平均値を画面の領域別に重み付け演算して、現状よりも何段明るくすればよいか（暗くすればよいか）を演算する。システム制御部１２はこの演算結果を受けて、光学系駆動回路５を介して撮影光学系１の絞りを駆動することで、次のフレームから適切な明るさの画像を得る。固体撮像素子２に電子シャッター機能がある場合は、同時にシャッター速度を変更してもよい。
【００２６】
図５は、こうしたＡＥの測光方法の例を示した画面の模式図である。この例では、撮像画面を水平１２個および垂直８個の計９６個の領域に分割し、まずそれぞれの領域において輝度平均値（被写体輝度情報）を求める。ＡＥ動作の初期において撮影光学系１の絞りを開放にして測光し、図５（ａ）のような領域別の輝度平均値情報を得たとする。領域５１は輝度平均値が低く、領域５２は輝度平均値が中程度、領域５３は輝度平均値が高いことを表わしている。こうした輝度平均値を、画面の領域別に重み付け演算する際よく用いられるのが中央部重点方式である。中央部重点方式とは、例えば図５（ａ）において太枠５０に囲まれた８個の領域が特定の輝度値の近傍に収まるよう制御することである。太枠５０内の輝度平均値はいずれも高いため、次フレーム以降に適用すべき撮影光学系１の絞りは図５（ａ）の画像を取得した時よりも小絞りとなる。そのため、次のフレーム以降、画像の輝度分布は、図５（ａ）の場合よりも暗くなった、図５（ｂ）のような領域別の輝度分布となることが推定できる。
【００２７】
本実施形態の撮像装置においては、このようなＡＥ動作中の演算結果を、間引き、混合の駆動設定に反映する。これについて、以下より詳しく説明する。まず、列方向にＮ／５の画素混合の読み出し動作により「ライブビュー」の表示が求められていているものとする。この場合、候補として１／５間引き方式（図３(ａ)）、３／５画素混合方式（図３(ｂ)）、５／５画素混合方式（図３(ｃ)）が考えられる。
【００２８】
具体的には、図４のステップＳ４０５に戻り、動画像を取得し始めた最初のＡＥの測光結果にしたがって、次フレームに高輝度領域が存在するか否かを判定する。例えば図５（ｂ）に示した領域５５の輝度平均値は、測光時に開放絞りで取得した同じ領域すなわち図５（ａ）の領域５３の輝度平均値に比べて低くなることが想定できる。一方、高輝度領域であるか否かは、ＲＯＭ１４に記録された第１の閾値との比較によって判定される。そのため、領域５５の輝度平均値が第１の閾値よりも高ければ、高輝度領域はありと判定され（ステップＳ４０５においてＹｅｓ）、ステップＳ４０６に進む。
【００２９】
一方、領域５５の輝度平均値が第１の閾値以下ならば高輝度領域は全く存在しないと判定され（ステップＳ４０５においてＮｏ）、ステップＳ４０７ｃに進む。ステップ４０７ｃでは、選択行数判断部１５が５画素行を選択し、５／５画素混合方式を設定する。このような場合、混合対象の画素に明るい画素が含まれている可能性が低いため、５／５画素混合方式を採用しても空間周波数の高い被写体等でマゼンダ色付きを高い確率で回避することができる。つまり、混合する画素行の数を相対的に多くしてもマゼンダ色付きを回避できる。
【００３０】
ステップＳ４０６では、高輝度領域と判定された領域数を第２の閾値と比較する。図５（ｂ）における領域５４の輝度平均値が第１の閾値以下の場合、領域５４および領域５３は高輝度領域ではないと判定される。そのため、高輝度領域は領域５５のみであり、その領域の数は６１である。この領域数６１がＲＯＭ１４に記録された第２の閾値以下（所定数以下）と判定された場合（ステップＳ４０６においてＮｏ）、選択行数判断部１５は３画素行を選択し、３／５画素混合方式を設定する（ステップＳ４０７ｂ）。一方、ステップＳ４０６において領域数が第２の閾値（所定数）よりも多いと判定された場合（ステップＳ４０６においてＹｅｓ）、選択行数判断部１５は１画素行のみを選択し、１／５間引き方式を設定する（ステップＳ４０７ａ）。つまり、混合する画素行の数を相対的に少なくする。
【００３１】
ステップＳ４０８において「動画」停止指示があれば、ステップＳ４０９に進んで画像を記録し終了する。停止指示がなければ引き続きＡＥの測光動作（ステップＳ４０４）に戻り、選択する画素行数を更新していく。
【００３２】
なお、本実施形態における必須の要件ではないが、撮像装置で１／５間引き以外を設定していた場合も、選択する画素行数を更新するための測光動作では１／５間引き設定を使用した方が適切に高輝度領域を判定できる。これは、後述するように、画素混合数が増えるにしたがって信号電位に対する線形性が低下して、高輝度領域の判定がしにくくなることが考えられるためである。あるいは、１／５間引き以外を選択している設定を変更しないで画素行数を更新するための測光動作を継続する場合、高輝度領域の有無の判定（ステップＳ４０５）における高輝度と判定するための第１の閾値を低くして適用するとよい。
【００３３】
次に、図６及び図７を参照して、本実施形態における撮像装置の制御方法を適用した場合の効果について説明する。まず図６は本実施形態における固体撮像素子２の垂直混合対象画素の等価回路図である。図６（ａ）は５／５画素混合方式において１つの画素列の列信号線ＶＬに各選択トランジスタを介し５つの画素行（複数行分の画素行）を同時並列に電気的に接続した場合を示し、図６（ｂ）は３／５画素混合方式において３つの画素行を同時並列に電気的に接続した場合を示している。
【００３４】
図７はＮ画素を列信号線ＶＬに同時並列接続した場合において、Ｎ−１個のソースフォロワトランジスタからの信号電位をリセット電位Ｖｒｓｔに固定したとき、残る１個のソースフォロワトランジスタからの信号電位Ｖｉｎを横軸にとり、縦軸に列信号線ＶＬの出力電位Ｖｏｕｔをとった入出力関係を示した図である。
【００３５】
図６（ａ）は図７においてＮ＝５、図６（ｂ）は図７においてＮ＝３と置いて読み換え可能であるように一般式化されている。図６（ａ）、（ｂ）において共通の符号を用いて画素の構成について説明する。
【００３６】
まず、図６では固体撮像素子２のある列信号線ＶＬに対し同時並列に選択する５画素行単位の等価回路図を示している。以下、その構成について説明する。図６において破線２００で囲まれた単位画素について説明する。光電変換部２０１はフォトダイオードからなり、光を電荷に変換する。フローティングディフュージョン部（電荷蓄積部）２０２は、光電変換部２０１から転送された電荷を蓄積する。転送トランジスタ２０３は光電変換部２０１の信号電荷をフローティングディフュージョン部２０２に転送する。リセットトランジスタ２０４はフローティングディフュージョン部２０２を電源電位ＶＤＤにリセットする。ソースフォロワトランジスタ２０５は、そのゲートにフローティングディフュージョン部２０２の電位が入力され、そのソースを列信号線ＶＬに接続していわゆるソースフォロワ回路を構成する。なお、図６において図示していないが、列信号線ＶＬは定電流源によって電流値Ｉｓｆでバイアスされることでソースフォロワ回路を構成する。選択トランジスタ２０６はソースフォロワ回路を列信号線ＶＬに接続するかしないかを単位画素毎に設定する。
【００３７】
リセットを解除されたフローティングディフュージョン部２０２の電位は、電源電位ＶＤＤからリセットトランジスタの閾値電圧分低下した電位となり、ソースフォロワ回路の持つ所定の電圧ゲインを介して電位Ｖｒｓｔに変換される。転送トランジスタ２０３のゲートをＯＮし、リセットが解除されたフローティングディフュージョン部２０２に光電変換部２０１で発生した信号電荷が転送されると、フローティングディフュージョン部２０２の電位は低下する。すなわち、同じく所定のソースフォロワ回路ゲインを介して電位Ｖｒｓｔから信号電位Ｖｉｎに低下する。
【００３８】
単位画素２００の構成は、上述の要素に限定されるものではない。例えば、複数の光電変換部２００およびそれらに対応する転送トランジスタ２０３とで、フローティングディフュージョン部２０２、リセットトランジスタ２０４、ソースフォロワトランジスタ２０５および選択トランジスタ２０６を共有する構成でもよい。また、選択トランジスタ２０６を削除し、フローティングディフュージョン部２０２の電源を行順次に供給することにより列信号線ＶＬへの接続を制御する構成をとっても構わない。
【００３９】
図６（ａ）は、列方向に連続した５つの単位画素２００の選択トランジスタ２０６を同時にＯＮした例、すなわち列信号線ＶＬに対し同時並列に５つの画素を接続した例を示す。この場合、詳細は後述するが、列信号線ＶＬの電位は、５つの画素からの信号電位が相互に関連した信号電位Ｖｏｕｔとなる。図６（ａ）では便宜上、列方向に連続した５つの単位画素２００を共通の列信号線ＶＬに接続したが、単位画素２００を図示しないカラーフィルタの色毎にまとめてもよい。代表的なカラーフィルタ配列としては緑（Ｇ）の画素を市松状に配列し、残りの画素位置に赤（Ｒ）および青（Ｂ）の画素を配列したベイヤー配列が挙げられる。この場合は列方向に連続した１０画素のうち１画素おきに接続した５画素を列信号線ＶＬに対し同時並列に接続すれば、同色の５画素をまとめたことになる。
【００４０】
一方、図６（ｂ）は、列方向に連続した５つの単位画素２００のうち３つの単位画素の選択トランジスタ２０６を同時にＯＮした例、すなわち列信号線ＶＬに対し同時並列に３つの画素を接続した例を示す。この場合において、５つのうちいずれの３つの単位画素２００を選択するかは任意である。また、図６（ａ）において説明した種々の変形例が可能であることも同様である。
【００４１】
以上に示した、図６（ａ）における５画素選択および図６（ｂ）における３画素選択等の制御は、図示しない垂直走査回路によって実行される。垂直走査回路は、前述のタイミング発生回路４からの信号に応じて駆動される。
【００４２】
次に、図７について説明する。図７において、前述の通り横軸に示した１個のソースフォロワ回路への入力信号レベルが低く（信号電位Ｖｉｎが高く）リセット電位Ｖｒｓｔと等しいとき、列信号線の出力電位Ｖｏｕｔは、ソースフォロワ回路の電流Ｉｓｆが並列接続されたＮ個のソースフォロワ回路に均等に流れるので、式（１）のように表わされる。
【００４３】
Ｖｏｕｔ(Ｖｉｎ＝Ｖｒｓｔ)＝Ｖｒｓｔ−Ｖｔｈ−√(Ｉｓｆ/Ｎａ)…（１）
ここで、Ｖｒｓｔはフローティングディフュージョン部のリセット電位、ＶｔｈはＮ個同時並列に接続されたソースフォロワトランジスタに共通の閾値電圧である。実際には個々のソースフォロワトランジスタ間で閾値電圧のばらつきはあるが、本実施形態の趣旨に影響を与えないので説明を分かりやすくするため共通の閾値電圧とする。ａは同時並列に接続されたＮ個のソースフォロワトランジスタに共通のパラメータで、ここでは詳細説明を省くが、表面チャネルの電子移動度μｎとゲート酸化膜の固定容量Ｃｏｘ、ゲート長Ｌ、ゲート幅Ｗをもって、式（２）のように表わされるものである。
【００４４】
ａ＝(μｎ・Ｃｏｘ・ Ｗ)/２Ｌ      …（２）
次に、１個の光電変換部２０１の信号電荷が増加し、信号電位Ｖｉｎがリセット電位Ｖｒｓｔから降下するもののその程度が小さいうちは、列信号線ＶＬの電位は、Ｎ−１個の固定されたリセット電位Ｖｒｓｔと信号電位Ｖｉｎの平均値とすることができる。このときのＶｏｕｔは式（３）のように表わすことができる。
【００４５】
Ｖｏｕｔ(Ｖｉｎ)＝(１/Ｎ){(Ｎ−１)Ｖｒｓｔ＋Ｖｉｎ}−Ｖｔｈ−√[(Ｉｓｆ/Ｎａ)                    −{(２/Ｎ) (Ｖｒｓｔ−Ｖｉｎ)}2]    …（３）
式（３）の第１項目が１個の信号電位ＶｉｎとＮ−１個のリセット電位Ｖｒｓｔの平均値を表している。さらに、電位Ｖｉｎはリセット電位Ｖｒｓｔに非常に近い場合を考えれば、式（３）の最終項に存在する２乗成分がほとんど寄与しないことから、およそ上記の平均値となっていることが分かる。
【００４６】
これに対して、１個の光電変換部２０１の信号電荷がさらに増加し、信号電位Ｖｉｎが低下すると、そのソースフォロワトランジスタには電流がほとんど遮断され、他のＮ−１個のソースフォロワトランジスタの合成電流が列信号線に流れるようになる。このとき列信号線の電位Ｖｏｕｔは以下の式（４）までしか低下することができなくなる。
【００４７】
Ｖｏｕｔ（Ｖｉｎ）＝Ｖｒｓｔ−Ｖｔｈ−√(Ｉｓｆ/(Ｎ−１)ａ)    …（４）
式（４）は、もはや入力信号レベルＶｉｎの関数でない一定値になっている。そのため、この領域では列信号線ＶＬにおいてＮ画素の平均化効果は機能しない。本実施形態の課題は、この領域に起因するマゼンダ色付きを回避することにある。そのために被写体の高輝度領域検出結果に応じてＮ画素混合方式のＮを切り換えるのであるが、その効果を以下さらに詳しく説明する。
【００４８】
まず、式（３）の第１項目で表わされる線形な領域は信号電位Ｖｉｎの範囲に換算すると、式（２）と式（４）および出力電位Ｖｏｕｔに傾き１／Ｎで変換されることに起因して、およそ以下のように表わされる。
【００４９】
Ｎ(１/√(Ｎ-１)−１/√Ｎ) √(Ｉｓｆ/ａ)      …（５）
実際にＮ＝５の場合、式（５）は０．２６√（Ｉｓｆ／ａ）となる一方、Ｎ＝３の場合０．３８√（Ｉｓｆ／ａ）に上昇する。すなわち列信号線に同時に並列接続するソースフォロワトランジスタ数を減らすことにより線形領域が拡大するので、入力信号レベルのいずれかが高い（信号電位Ｖｉｎが低い）ことが想定される高輝度被写体が存在すればＮ＝３の３／５画素混合方式を設定する。さらに高輝度領域の領域数が多ければ、非線形範囲のないＮ＝１の１／５間引き方式を設定する。
【００５０】
以上説明したように、入力信号レベルのいずれかが高いことが想定される場合には、列信号線への同時並列接続による混合方式の平均化（混合）画素数を減らしたり間引き方式を設定したりすることにより、マゼンダ色付きを回避できる。なお、高輝度領域がないと判定された場合は平均化画素数を５画素と多くすることでマゼンダ色付きの可能性を回避しながらＳ／Ｎ比を向上しモアレを軽減することができる。
【００５１】
以上、好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず適用可能である。また、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【００５２】
（その他の実施形態）
本発明は、上述の実施形態の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、その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ーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、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】
【００５３】
１：撮影光学系、２：固体撮像素子、３：Ａ／Ｄ変換部、４：タイミング発生回路、５：光学系駆動回路、６：信号処理回路、７：画像メモリ、８：記録回路、９：記録媒体、１０：表示回路、１１：表示装置、１２：システム制御部、１３：ＲＡＭ、１４：ＲＯＭ、１５：選択行数判断部
【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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