(57)【要約】【課題】画素情報の順序、空間的な位置関係共に全画素読み出しと同じまま、単純に画素を読み飛ばすと、読み出す画素間の距離が増加するため、ナイキスト周波数が減少し、折り返しノイズが増加する。【解決手段】５×５の画素ブロックを単位画素ブロックとし、単位画素ブロックのａ行ａ列目の出力として画素配列の１，３，５行目の１，３，５列目の画素情報を加算して出力し、次いで単位画素ブロックのａ行ｂ列目の出力として画素配列の１，３，５行目の６，８，１０列目の画素情報を加算して出力し、以下同様に最終列または最終列付近まで加算して出力し、しかる後、単位画素ブロックのｂ行ａ列目の出力として画素配列の６，８，１０行目の１，３，５列目の画素情報を加算して出力し、以下同様の操作を繰り返して間引き加算しながら、任意の全画素を読み出すようにする。【選択図】        図３
2004266369.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画素が行列状に配列されるとともに、各画素に所定のカラーコーディングを持つカラーフィルタが形成されているＸ−Ｙアドレス型固体撮像素子と、
前記固体撮像素子から画素情報を間引いて読み出す過程において、行方向および列方向にて互いに隣接する複数の画素からなる画素ブロックを単位画素ブロックとし、当該単位画素ブロック内の同色フィルタの画素情報を擬似的に１画素分の画素情報として読み出す駆動手段と
を備えたことを特徴とする固体撮像装置。
【請求項２】
前記駆動手段は、前記単位画素ブロック内の同色フィルタの画素情報を加算して出力する
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】
前記駆動手段は、加算した画素情報を平均化して出力する
ことを特徴とする請求項２記載の固体撮像装置。
【請求項４】
前記駆動手段は、前記単位画素ブロック内の同色フィルタの画素情報を、当該単位画素ブロックの重心を崩さないように加算して出力する
ことを特徴とする請求項２記載の固体撮像装置。
【請求項５】
前記駆動手段は、前記固体撮像素子から読み出した画素情報を格納するメモリ回路部を有し、当該メモリ回路部に格納されている前記単位画素ブロック内の同色フィルタの画素情報を同時に水平信号線に出力する
ことを特徴とする請求項２記載の固体撮像装置。
【請求項６】
前記所定のカラーコーディングは２行２列を単位とし、その単位の繰り返しであり、
前記駆動手段は、ｋを０以上の正の整数とするとき、（２ｋ＋３）×（２ｋ＋３）の画素ブロックを単位画素ブロックとし、当該単位画素ブロックが互いに重なり合うことなく敷き詰められた状態で各単位画素ブロック内の同色フィルタの画素情報を擬似的に１画素分の画素情報として読み出す
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】
前記駆動手段は、前記単位画素ブロック内において列配列方向または行配列方向における同色フィルタの画素情報を擬似的に１画素分の画素情報として読み出す
ことを特徴とする請求項６記載の固体撮像装置。
【請求項８】
前記所定のカラーコーディングは４行４列を単位とし、その単位の繰り返しであり、
前記駆動手段は、ｋを０以上の正の整数とするとき、（２ｋ＋３）×（２ｋ＋３）の画素ブロックを単位画素ブロックとし、当該単位画素ブロックが交互に重なり合いながら敷き詰められた状態で各単位画素ブロック内の同色フィルタの画素情報を擬似的に１画素分の画素情報として読み出す
ことを特徴とする請求項５記載の固体撮像装置。
【請求項９】
前記所定のカラーコーディングは２行２列を単位とし、その単位の繰り返しであり、
前記駆動手段は、ｋを０以上の正の整数とするとき、１／（ｋ＋２）×（ｋ＋２）の割合で画素情報量を圧縮する過程において、間引き加算する単位画素ブロックが交互に重なり合いながら敷き詰められた状態で（ｋ＋２）×（ｋ＋２）画素を間引き加算する
ことを特徴とする請求項５記載の固体撮像装置。
【請求項１０】
前記所定のカラーコーディングは２行２列を単位とし、その単位の繰り返しであり、
前記駆動手段は、ｋを０以上の正の整数とするとき、（２ｋ＋２）×（２ｋ＋２）の画素ブロックを単位画素ブロックとし、当該単位画素ブロックが交互に重なり合いながら敷き詰められた状態で各単位画素ブロック内の同色フィルタの画素情報を擬似的に１画素分の画素情報として読み出す
ことを特徴とする請求項５記載の固体撮像装置。
【請求項１１】
前記所定のカラーコーディングは２行２列を単位とし、その単位の繰り返しであり、
前記駆動手段は、ｋを０以上の正の整数とするとき、（２ｋ＋３）×（２ｋ＋３）の画素ブロックを単位画素ブロックとし、当該単位画素ブロックが交互に重なり合いながら敷き詰められた状態で各単位画素ブロック内の同色フィルタの画素情報を擬似的に１画素分の画素情報として読み出す
ことを特徴とする請求項５記載の固体撮像装置。
【請求項１２】
前記駆動手段は、前記メモリ回路部として前記固体撮像素子の画素配列に対してそれぞれ１行分の画素情報を格納可能な第１，第２のメモリ回路を有し、前記第１，第２のメモリ回路にそれぞれ格納されている前記単位画素ブロック内の同色フィルタの画素情報を同時に前記水平信号線に出力する
ことを特徴とする請求項５記載の固体撮像装置。
【請求項１３】
前記所定のカラーコーディングは２行２列を単位とし、その単位の繰り返しであり、
前記駆動手段は、ｋを０以上の正の整数とするとき、（２ｋ＋３）×（２ｋ＋３）の画素ブロックを単位画素ブロックとし、当該単位画素ブロックが互いに重なり合うことなく敷き詰められた状態で各単位画素ブロック内の同色フィルタの画素情報を擬似的に１画素分の画素情報として読み出す
ことを特徴とする請求項１２記載の固体撮像装置。
【請求項１４】
前記所定のカラーコーディングは２行２列を単位とし、その単位の繰り返しであり、
前記駆動手段は、ｋを０以上の正の整数とするとき、１／（２ｋ＋３）×（２ｋ＋３）の割合で画素情報量を圧縮する過程において、間引き加算する単位画素ブロックが交互に重なり合いながら敷き詰められた状態で２ｋ＋６画素を間引き加算する
ことを特徴とする請求項１２記載の固体撮像装置。
【請求項１５】
画素が行列状に配列されるとともに、各画素に所定のカラーコーディングを持つカラーフィルタが形成されているＸ−Ｙアドレス型固体撮像素子を用いた固体撮像装置の駆動方法であって、
前記固体撮像素子から画素情報を間引いて読み出す過程において、行方向および列方向にて互いに隣接する複数の画素からなる画素ブロックを単位画素ブロックとし、当該単位画素ブロック内の同色フィルタの画素情報を擬似的に１画素分の画素情報として読み出す
ことを特徴とする固体撮像装置の駆動方法。
【請求項１６】
前記所定のカラーコーディングは２行２列を単位とし、その単位の繰り返しであり、
ｋを０以上の正の整数とするとき、（２ｋ＋３）×（２ｋ＋３）の画素ブロックを単位画素ブロックとし、当該単位画素ブロックが互いに重なり合うことなく敷き詰められた状態で、各単位画素ブロック内の同色フィルタの画素情報を擬似的に１画素分の画素情報として読み出す
ことを特徴とする請求項１５記載の固体撮像装置の駆動方法。
【請求項１７】
ｋ＝０のとき、３×３の単位画素ブロックの配列に対して仮想画素行名ａ，ｂ，…、仮想画素列名ａ，ｂ，…をそれぞれ付し、
単位画素ブロックのａ行ａ列目の出力として画素配列の１，３行目の１，３列目の画素情報を加算して出力し、次いで単位画素ブロックのａ行ｂ列目の出力として画素配列の１，３行目の４，６列目の画素情報を加算して出力し、以下同様に最終列または最終列付近まで加算して出力し、
しかる後、単位画素ブロックのｂ行ａ列目の出力として画素配列の４，６行目の１，３列目の画素情報を加算して出力し、以下同様の操作を繰り返して間引き加算しながら、任意の全画素を読み出す
ことを特徴とする請求項１６記載の固体撮像装置の駆動方法。
【請求項１８】
ｋ＝１のとき、５×５の単位画素ブロックの配列に対して仮想画素行名ａ，ｂ，…、仮想画素列名ａ，ｂ，…をそれぞれ付し、
単位画素ブロックのａ行ａ列目の出力として画素配列の１，３，５行目の１，３，５列目の画素情報を加算して出力し、次いで単位画素ブロックのａ行ｂ列目の出力として画素配列の１，３，５行目の６，８，１０列目の画素情報を加算して出力し、以下同様に最終列または最終列付近まで加算して出力し、
しかる後、単位画素ブロックのｂ行ａ列目の出力として画素配列の６，８，１０行目の１，３，５列目の画素情報を加算して出力し、以下同様の操作を繰り返して間引き加算しながら、任意の全画素を読み出す
ことを特徴とする請求項１６記載の固体撮像装置の駆動方法。
【請求項１９】
ｋ＝２のとき、７×７の単位画素ブロックの配列に対して仮想画素行名ａ，ｂ，…、仮想画素列名ａ，ｂ，…をそれぞれ付し、
単位画素ブロックのａ行ａ列目の出力として画素配列の１，３，５，７行目の１，３，５，７列目の画素情報を加算して出力し、次いで単位画素ブロックのａ行ｂ列目の出力として画素配列の１，３，５，７行目の８，１０，１２，１４列目の画素情報を加算して出力し、以下同様に最終列または最終列付近まで加算して出力し、
しかる後、単位画素ブロックのｂ行ａ列目の出力として画素配列の８，１０，１２，１４行目の１，３，５，７列目の画素情報を加算して出力し、以下同様の操作を繰り返して間引き加算しながら、任意の全画素を読み出す
ことを特徴とする請求項１６記載の固体撮像装置の駆動方法。
【請求項２０】
ｋ＝３のとき、９×９の単位画素ブロックの出力として画素配列の１，９行目の１，９列目、３，７行目の３，７列目、５行５列目の各画素情報を加算して出力し、
他の単位画素ブロックについても、同様の操作を繰り返して間引き加算しながら、任意の全画素を読み出す
ことを特徴とする請求項１６記載の固体撮像装置の駆動方法。
【請求項２１】
ｋ＝３のとき、９×９の単位画素ブロックの出力として画素配列の１，９行目の１，５，９列目、３，７行目の３，７列目の各画素情報を加算して出力し、
他の単位画素ブロックについても、同様の操作を繰り返して間引き加算しながら、任意の全画素を読み出す
ことを特徴とする請求項１６記載の固体撮像装置の駆動方法。
【請求項２２】
ｋ＝０のとき、３×３の単位画素ブロックの配列に対して仮想画素行名ａ，ｂ，…、仮想画素列名ａ，ｂ，…をそれぞれ付し、
単位画素ブロックのａ行ａ列目の出力として画素配列の２行目の１，３列目の画素情報を加算して出力し、次いで単位画素ブロックのａ行ｂ列目の出力として画素配列の２行目の４，６列目の画素情報を加算して出力し、以下同様に最終列または最終列付近まで加算して出力し、
しかる後、単位画素ブロックのｂ行ａ列目の出力として画素配列の５行目の１，３列目の画素情報を加算して出力し、以下同様の操作を繰り返して間引き加算しながら、任意の全画素を読み出す
ことを特徴とする請求項１６記載の固体撮像装置の駆動方法。
【請求項２３】
前記所定のカラーコーディングは４行４列を単位とし、その単位の繰り返しであり、
ｋを０以上の正の整数とするとき、（２ｋ＋３）×（２ｋ＋３）の画素ブロックを単位画素ブロックとし、当該単位画素ブロックが交互に重なり合いながら敷き詰められた状態で、各単位画素ブロック内の同色フィルタの画素情報を擬似的に１画素分の画素情報として読み出す
ことを特徴とする請求項１５記載の固体撮像装置の駆動方法。
【請求項２４】
ｋ＝０のとき、３×３の単位画素ブロックの配列に対して仮想画素行名ａ，ｂ，…、仮想画素列名ａ，ｂ，…をそれぞれ付し、
単位画素ブロックのａ行ａ列目の出力として画素配列の１，３行目の１列目および２行目の３列目の画素情報を加算して出力し、次いで単位画素ブロックのａ行ｂ列目の出力として画素配列の１，３行目の６列目および２行目の４列目の画素情報を加算して出力し、以下同様に最終列または最終列付近まで加算して出力し、
しかる後、単位画素ブロックのｂ行ａ列目の出力として画素配列の４，６行目の１列目および５行目の３列目の画素情報を加算して出力し、次いで単位画素ブロックのｂ行ｂ列目の出力として画素配列の４，６行目の６列目および５行目の４列目の画素情報を加算して出力し、以下同様の操作を繰り返して間引き加算しながら、任意の全画素を読み出す
ことを特徴とする請求項２３記載の固体撮像装置の駆動方法。
【請求項２５】
ｋ＝０のとき、３×３の単位画素ブロックの配列に対して仮想画素行名ａ，ｂ，…、仮想画素列名ａ，ｂ，…をそれぞれ付し、
単位画素ブロックのａ行ａ列目の出力として画素配列の１，３行目の１列目および２行目の３列目の画素情報を加算して出力し、次いで単位画素ブロックのａ行ｂ列目の出力として画素配列の１，３行目の４列目および２行目の６列目の画素情報を加算して出力し、以下同様に最終列または最終列付近まで加算して出力し、
しかる後、単位画素ブロックのｂ行ａ列目の出力として画素配列の４，６行目の１列目および５行目の３列目の画素情報を加算して出力し、次いで単位画素ブロックのｂ行ｂ列目の出力として画素配列の４，６行目の４列目および５行目の６列目の画素情報を加算して出力し、以下同様の操作を繰り返して間引き加算しながら、任意の全画素を読み出す
ことを特徴とする請求項２３記載の固体撮像装置の駆動方法。
【請求項２６】
前記所定のカラーコーディングは２行２列を単位とし、その単位の繰り返しであり、
ｋを０以上の正の整数とするとき、１／（ｋ＋２）×（ｋ＋２）の割合で画素情報量を圧縮する過程において、間引き加算する単位画素ブロックが交互に重なり合いながら敷き詰められた状態で（ｋ＋２）×（ｋ＋２）画素を間引き加算する
ことを特徴とする請求項１５記載の固体撮像装置の駆動方法。
【請求項２７】
ｋ＝０のとき、操作▲１▼｛操作Ａ  ＜４ｍ＋１，４ｍ＋３行目の４ｎ＋１，４ｎ＋３列目（ｍ，ｎは０以上の正の整数）の画素情報を加算して出力＞  、次いで操作Ｂ  ＜４ｍ＋１，４ｍ＋３行目の４ｎ＋２，４ｎ＋４列目の画素情報を加算して出力＞  を、ｍ＝０，ｎ＝０から開始し、まずｍを０で固定し、Ａ，Ｂ一連の操作が終了したら、次のＡ，Ｂの操作に移行する前にｎを１つ増加させ、以降同様にＡ，Ｂの操作を交互に繰り返す｝の処理を当該行の最終列または最終列付近まで実行し、
次に操作▲２▼｛操作Ａ  ＜４ｍ＋２，４ｍ＋４行目の４ｎ＋１，４ｎ＋３列目の画素情報を加算して出力＞  、次いで操作Ｂ  ＜４ｍ＋２，４ｍ＋４行目の４ｎ＋２，４ｎ＋４列目の画素情報を加算して出力＞  を、ｍ＝０，ｎ＝０から開始し、まずｍを０で固定し、Ａ，Ｂ一連の操作が終了したら、次のＡ，Ｂの操作に移行する前にｎを１つ増加させ、以降同様にＡ，Ｂの操作を交互繰り返す｝の処理を当該行の最終列または最終列付近まで実行し、
しかる後、ｍの値を１つ増加させて操作▲１▼，▲２▼を同様に行い、読み出すように設定された画素情報をすべて読み出すまで、操作▲１▼，▲２▼のペアを基本動作とし、その基本動作が１サイクル行われる毎にｍの値を１ずつ増加させる
ことを特徴とする請求項２６記載の固体撮像装置の駆動方法。
【請求項２８】
ｋ＝１のとき、操作▲１▼｛３ｍ＋１，３ｍ＋３，３ｍ＋５行目の６ｎ＋１，６ｎ＋３，６ｎ＋５列目（ｍ，ｎは０以上の正の整数）の画素情報を加算して出力｝、次いで操作▲２▼｛３ｍ＋１，３ｍ＋３，３ｍ＋５行目の６ｎ＋４，６ｎ＋６，６ｎ＋８を加算して出力｝のペアを基本動作とし、ｍ＝０，ｎ＝０から開始し、まずｍを０で固定し、ｎを基本動作１回につき順次１ずつ増加させ、
画素配列の最終列またはその付近に達したときに、ｍを１つ増加させ、ｎを０にし、以降同様にして、設定された画素情報をすべて読み出すまでその操作を繰り返して実行する
ことを特徴とする請求項２６記載の固体撮像装置の駆動方法。
【請求項２９】
ｋ＝２のとき、操作▲１▼｛操作Ａ  ＜８ｍ＋１，８ｍ＋３，８ｍ＋５，８ｍ＋７行目の８ｎ＋１，８ｎ＋３，８ｎ＋５，８ｎ＋７列目（ｍ，ｎは０以上の正の整数）の画素情報を加算して出力＞  、次いで操作Ｂ  ＜８ｍ＋１，８ｍ＋３，８ｍ＋５，８ｍ＋７行目の８ｎ＋４，８ｎ＋６，８ｎ＋８，８ｎ＋１０列目の画素情報を加算して出力＞  を、ｍの値を固定で、Ａ，Ｂ一連の操作が終了したら、次のＡ，Ｂの操作に移行する前にｎを１つ増加させ、以降同様にＡ，Ｂの操作を交互に繰り返す｝の処理を当該行の最終列または最終列付近まで実行し、
次に操作▲２▼｛操作Ａ  ＜８ｍ＋４，８ｍ＋６，８ｍ＋８，８ｍ＋１０行目の８ｎ＋１，８ｎ＋３，８ｎ＋５，８ｎ＋７列目の画素情報を加算して出力＞  、次いで操作Ｂ  ＜８ｍ＋４，８ｍ＋６，８ｍ＋８，８ｍ＋１０行目の８ｎ＋４，８ｎ＋６，８ｎ＋８，８ｎ＋１０列目の画素情報を加算して出力＞  を、ｍの値を固定で、Ａ，Ｂ一連の操作が終了したら、次のＡ，Ｂの操作に移行する前にｎを１つ増加させ、以降同様にＡ，Ｂの操作を交互に繰り返す。｝の処理を当該行の最終列または最終列付近まで実行し、
しかる後、ｍの値を１つ増加させて操作▲１▼，▲２▼を同様に行い、読み出すように設定された画素情報をすべて読み出すまで、操作▲１▼，▲２▼のペアを基本動作とし、その基本動作が１サイクル行われる毎にｍの値を１ずつ増加させる
ことを特徴とする請求項２６記載の固体撮像装置の駆動方法。
【請求項３０】
ｋ＝３のとき、操作▲１▼｛５ｍ＋１，５ｍ＋３，５ｍ＋５，５ｍ＋７，５ｍ＋９行目（ｍ，ｎは０以上の正の整数）の１０ｎ＋１，１０ｎ＋３，１０ｎ＋５，１０ｎ＋７，１０ｎ＋９列目の画素情報を加算して出力｝、次いで操作▲２▼｛５ｍ＋１，５ｍ＋３，５ｍ＋５，５ｍ＋７，５ｍ＋９行目の１０ｎ＋６，１０ｎ＋８，１０ｎ＋１０，１０ｎ＋１２，１０ｎ＋１４を加算して出力｝のペアを基本動作とし、ｍ＝０，ｎ＝０から開始し、まずｍを０で固定し、ｎを基本動作１回につき順次１ずつ増加させ、
画素配列の最終列またはその付近に達したときに、ｍを１つ増加させ、ｎを０にし、以降同様にして、設定された画素情報をすべて読み出すまでその操作を繰り返して実行する
ことを特徴とする請求項２６記載の固体撮像装置の駆動方法。
【請求項３１】
前記所定のカラーコーディングは２行２列を単位とし、その単位の繰り返しであり、
ｋを０以上の正の整数とするとき、（２ｋ＋３）×（２ｋ＋３）の画素ブロックを単位画素ブロックとし、当該単位画素ブロックが互いに重なり合うことなく敷き詰められた状態で、各単位画素ブロック中の左端画素と同色フィルタの画素情報を任意の２つの画素行から抽出して擬似的に１画素分の画素情報として読み出す
ことを特徴とする請求項１５記載の固体撮像装置の駆動方法。
【請求項３２】
ｋ＝１のとき、５×５の単位画素ブロックの配列に対して仮想画素行名ａ，ｂ，…、仮想画素列名ａ，ｂ，…をそれぞれ付し、
単位画素ブロックのａ行ａ列目の出力として画素配列の１，３行目、１，５行目または３，５行目の１，３，５列目の画素情報を加算して出力し、次いで単位画素ブロックのａ行ｂ列目の出力として画素配列の１，３行目、１，５行目または３，５行目の６，８，１０列目の画素情報を加算して出力し、以下同様に最終列または最終列付近まで加算して出力し、
しかる後、単位画素ブロックのｂ行ａ列目の出力として画素配列の６，８行目、６，１０行目または８，１０行目の１，３，５列目の画素情報を加算して出力し、以下同様の操作を繰り返して間引き加算しながら、任意の全画素を読み出す
ことを特徴とする請求項１６記載の固体撮像装置の駆動方法。
【請求項３３】
ｋ＝１のとき、５×５の単位画素ブロックの配列に対して仮想画素行名ａ，ｂ，…、仮想画素列名ａ，ｂ，…をそれぞれ付し、
単位画素ブロックのａ行ａ列目の出力として画素配列の２，４行目の１，３，５列目の画素情報を加算して出力し、次いで単位画素ブロックのａ行ｂ列目の出力として画素配列の２，４行目の６，８，１０列目の画素情報を加算して出力し、以下同様に最終列または最終列付近まで加算して出力し、
しかる後、単位画素ブロックのｂ行ａ列目の出力として画素配列の７，９行目の１，３，５列目の画素情報を加算して出力し、以下同様の操作を繰り返して間引き加算しながら、任意の全画素を読み出す
ことを特徴とする請求項１６記載の固体撮像装置の駆動方法。
【請求項３４】
前記所定のカラーコーディングは２行２列を単位とし、その単位の繰り返しであり、
ｋを０以上の正の整数とするとき、１／（２ｋ＋３）×（２ｋ＋３）の割合で画素情報量を圧縮する過程において、間引き加算する単位画素ブロックが交互に重なり合いながら敷き詰められた状態で２ｋ＋６画素を間引き加算する
ことを特徴とする請求項１５記載の固体撮像装置の駆動方法。
【請求項３５】
ｋ＝０のとき、操作▲１▼｛３ｍ＋１，３ｍ＋３行目の６ｎ＋１，６ｎ＋３，６ｎ＋５列目（ｍ，ｎは０以上の正の整数）の画素情報を加算して出力｝、次いで操作▲２▼｛３ｍ＋１，３ｍ＋３行目の６ｎ＋４，６ｎ＋６，６ｎ＋８を加算して出力｝のペアを基本動作とし、ｍ＝０，ｎ＝０から開始し、まずｍを０で固定し、ｎを基本動作１回につき、順次１ずつ増加させ、
画素配列の最終列または最終列付近に達したときに、ｍを１つ増加させ、ｎを０にし、以降同様の操作を繰り返して実行し、加算する画素行において、加算されない画素が１つもない状態で、間引きしながら、全画素を読み出す
ことを特徴とする請求項３４記載の固体撮像装置の駆動方法。
【請求項３６】
ｋ＝０のとき、操作▲１▼｛３ｍ＋１，３ｍ＋５行目の６ｎ＋１，６ｎ＋３，６ｎ＋５列目（ｍ，ｎは０以上の正の整数）の画素情報を加算し出力｝、次いで操作▲２▼｛３ｍ＋１，３ｍ＋５行目の６ｎ＋４，６ｎ＋６，６ｎ＋８を加算して出力｝のペアを基本動作とし、ｍ＝０，ｎ＝０から開始し、まずｍを０で固定し、ｎを基本動作１回につき、順次１ずつ増加させ、
画素配列の最終列または最終列付近に達したときに、ｍを１つ増加させ、ｎを０にし、以降同様の操作を繰り返して実行し、加算する画素行において、加算されない画素が１つもない状態で、間引きしながら全画素を読み出す
ことを特徴とする請求項３４記載の固体撮像装置の駆動方法。
【請求項３７】
ｋ＝１のとき、操作▲１▼｛操作Ａ  ＜８ｍ＋１，８ｍ＋３行目の８ｎ＋１，８ｎ＋３，８ｎ＋５，８ｎ＋７列目（ｍ，ｎは０以上の正の整数）の画素情報を加算して出力し＞  、次いで操作Ｂ  ＜８ｍ＋１，８ｍ＋３行目の８ｎ＋４，８ｎ＋６，８ｎ＋８，８ｎ＋１０列目の画素情報を加算し出力する＞  を、ｍの値を固定で、Ａ，Ｂ一連の操作が終了したら、次のＡ，Ｂの操作に移行する前にｎを１つ増加させ、以後同様にＡ，Ｂの操作を交互に繰り返す｝の処理を当該行の最終列または最終列付近まで実行し、
次に操作▲２▼｛操作Ａ  ＜８ｍ＋４，８ｍ＋６行目の８ｎ＋１，８ｎ＋３，８ｎ＋５，８ｎ＋７列目の画素情報を加算して出力＞  、次いで操作Ｂ  ＜８ｍ＋４，８ｍ＋６行目の８ｎ＋４，８ｎ＋６，８ｎ＋８，８ｎ＋１０列目の画素情報を加算して出力する＞  を、ｍの値を固定で、Ａ，Ｂ一連の操作が終了したら、次のＡ，Ｂの操作に移行する前にｎを１つ増加させ、以降同様にＡ，Ｂの操作を交互に繰り返す｝の処理を当該行の最終列または最終列付近まで実行し、
しかる後、ｍの値を１つ増加させて操作▲１▼，▲２▼を同様に行い、加算する画素行において、加算されない画素が１つもない状態で、間引きしながら全画素を読み出す
ことを特徴とする請求項３４記載の固体撮像装置の駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、固体撮像装置およびその駆動方法に関し、特にＸ−Ｙアドレス型固体撮像素子を用いた固体撮像装置およびその駆動方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
固体撮像素子は、例えばＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）イメージセンサに代表される電荷転送型固体撮像素子と、例えばＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）イメージセンサに代表されるＸ−Ｙアドレス型固体撮像素子とに大別される。この種の固体撮像素子は、動画を撮影するビデオカメラや静止画を撮影する電子スチルカメラ等、各種映像機器にその撮像デバイスとして用いられている。
【０００３】
従来、単板式カラーカメラにおいて、撮像デバイスとしてＣＣＤイメージセンサを用いた際に、画素情報を間引くいわゆる間引き処理では、例えば、当該イメージセンサから画素情報を全画素分読み出した後、外部の信号処理系で画素情報を間引く方法が採られていた。ＣＭＯＳイメージセンサを撮像デバイスとして用いた場合にも、ＣＣＤイメージセンサでの間引き処理方法にならっていた。このような間引き処理方法では、間引き処理によって情報量を減らしているにもかかわらず、イメージセンサの駆動周波数は不変であるので、消費電力を低減することにはならず、逆に信号処理系に負荷をかける結果となる。
【０００４】
このように、画素情報を全画素分読み出した後、外部の信号処理系で画素情報の間引き処理を行う間引き読み出し方法を採っていた理由としては、
▲１▼カラーフィルタの空間配置と出力順序を保って画素情報を間引くことができない。
▲２▼画素を選択する選択手段として用いる通常のシフトレジスタでは画素が順に選択されてしまう。
▲３▼ＣＣＤイメージセンサでは画素からの情報の読み出しが順番にしか行えない。などが挙げられる。
【０００５】
それらを解決するために、従来は、行列状に配列された各画素に対して所定のカラーコーディングを持つカラーフィルタが形成されてなるＸ−Ｙアドレス型固体撮像素子を用い、このＸ−Ｙアドレス型固体撮像素子に対して間引き読み出しが指定されたときに、システムのクロック周波数を変換し、その変換したクロック周波数に基づいてカラーコーディングに対応した順番で画素を選択して画素信号を読み出すことで、画素から画素情報を読み出す段階で間引き処理を行うようにしていた（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
また、図３９に示すように、Ｇ（緑）ストライプ方式のカラーコーディングを持つ色フィルタ配列において、４行ずつを行ブロック、４列ずつを列ブロックとし、２分の１間引き読み出しを行う場合に、画素マトリクスの１行目を読み出すときは奇数列ブロックではブロック内の１列目と２列目、偶数列ブロックではブロック内の１列目と４列目を読み出し、第１行ブロックの３行目、即ち画素マトリクスの３行目を読み出すときは奇数列ブロックではブロック内の１列目と４列目、偶数列ブロックではブロック内の１列目と２列目を読み出すようにしているものもある（例えば、特許文献２参照）。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００１−２９８７４８号公報
【特許文献２】
特開２０００−００４４０６号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１に開示の第１従来技術では、信号処理系に負荷をかけることなく画素情報量を間引き圧縮することができ、しかもシステムのクロック周波数の変換に伴って消費電力を低減できるとともに、動作モードを変えてもフレームレートを一定にできる。その反面、システムクロックを１／９（間引き率が１／９）として、画素情報を間引き処理しながら、飛び飛びに画素情報を読み出すと、読み出す画素間の距離が増大する。
【０００９】
ここで、画素間の距離をｐとすると、画素の配列ピッチｐで定まるナイキスト周波数ｆｎ  は、
ｆｎ＝１／２ｐ    ……（１）
で表される。したがって、画素間の距離ｐが増大するにつれて、ナイキスト周波数ｆｎは減少し、ナイキスト周波数ｆｎ以上の空間周波数を持つパターンが相対的に増加するため、折り返しノイズが増加する。
【００１０】
間引き率を増加させていくときの画素間の距離ｐの増加について、図３８に画素配列を示して説明する。図３８（ａ），（ｂ），（ｃ）において、斜線を引いている画素を間引き過程において読み出す画素とする。図３８（ａ）には全画素読み出し時の画素配列を示しており、画素間の距離は画素幅と同じである。図３８（ｂ）には１／９の割合で画素情報を間引いたときの画素配列の一例を示しており、読み出す画素間の距離は、３画素分と増加している。図３８（ｃ）には１／２５の割合で画素情報を間引いたときの画素配列の一例を示しており、読み出す画素間の距離は５画素分と増加している。間引き率を増加させていくと、画素間の距離が増加し、ナイキスト周波数の減少に伴って折り返しノイズが増加し、画像に多大な影響を及ぼすことが解る。
【００１１】
また、特許文献２に記載の第２従来技術では、先述した手順で間引き処理を行うと、図３９において、斜線を引いている画素が読み出される画素となる。これにより、読み出される画素の間隔が例えば２種類（Ａ，Ｂ）存在し、画素ピッチ毎に異なった空間周波数を有することになるため折り返しノイズが増加し、偽色が発生する。このように間引き処理を行う過程において、折り返しノイズが増加し、偽色の増加がみられることは、大きな問題となっている。
【００１２】
すなわち、間引き読み出し時に、画素の色配列と同じになるように、画素情報の順序、空間的な位置関係共に全画素読み出しと同じまま、単純に画素を読み飛ばすようにすると、読み出す画素間の距離が増加するため、配列ピッチで定まるナイキスト周波数が減少し、よってナイキスト周波数以上の空間周波数を持つパターンが相対的に増加するため折り返しノイズが増加する。また、読み出す画素が、二つ以上の画素間の距離を持つ間引き読み出し手法においても、ピッチ毎に異なった空間周波数を有するため折り返しノイズが増加する。
【００１３】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、擬似的に画素面積を増加させることによって折り返しノイズを低減可能とした固体撮像装置およびその駆動方法を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明による固体撮像装置は、画素が行列状に配列されるとともに、各画素に所定のカラーコーディングを持つカラーフィルタが形成されているＸ−Ｙアドレス型固体撮像素子と、当該固体撮像素子から画素情報を間引いて読み出す過程において、行方向および列方向にて互いに隣接する複数の画素からなる画素ブロックを単位画素ブロックとし、当該単位画素ブロック内の同色フィルタの画素情報を擬似的に１画素分の画素情報として読み出す駆動手段とを備えたことを特徴としている。
【００１５】
本発明による固体撮像素子の駆動方法は、画素が行列状に配列されるとともに、各画素に所定のカラーコーディングを持つカラーフィルタが形成されているＸ−Ｙアドレス型固体撮像素子を用いた固体撮像装置において、当該固体撮像素子から画素情報を間引いて読み出す過程において、行方向および列方向にて互いに隣接する複数の画素からなる画素ブロックを単位画素ブロックとし、当該単位画素ブロック内の同色フィルタの画素情報を擬似的に１画素分の画素情報として読み出すことを特徴としている。
【００１６】
上記構成の固体撮像装置またはその駆動方法において、間引き読み出し時に、単位画素ブロック内の同色フィルタの画素情報を擬似的に１画素分の画素情報として出力することで、画素間の距離が擬似的に増加し、画素面積が擬似的に増加する。これにより、ナイキスト周波数以上の空間周波数領域においてＭＴＦ値が低下する。その結果、折り返しノイズが減少する。
【００１７】
【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参照して詳細に説明する。
【００１８】
［第１実施形態］
図１は、本発明の第１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。本実施形態においては、固体撮像素子として、１行分の画素の情報を同時に読み出すタイプのＸ−Ｙアドレス型固体撮像素子、例えばＣＭＯＳイメージセンサを用いる場合を例に挙げて説明するものとする。
【００１９】
図１に示すように、本実施形態に係る固体撮像装置は、センサ部１１、垂直シフトレジスタ１２、シャッタシフトレジスタ１３、ＣＤＳ（相関２重サンプリング）回路１４、メモリ回路部１５、水平シフトレジスタ１６、水平信号線１７、アンプ部１８、ＡＤコンバータ１９、ディジタルアンプ２０およびタイミングジェネレータ２１を有する構成となっている。
【００２０】
センサ部１１は、画素が行列状に配置されるとともに、その画素配列に対して行選択線、シャッタ線、垂直信号線などが配線された構成となっている。なお、図示していないが、センサ部１１には、各画素に所定のカラーコーディングを持つ色フィルタが形成されている。カラーコーディングの具体例については後述する。センサ部１１の各画素は、光電変換素子およびトランジスタ回路によって構成されている。垂直シフトレジスタ１２は、センサ部１１から画素情報を読み出すに当たって各画素を行単位で選択するためのものであり、各行の駆動回路（図示せず）と共に信号出力行選択手段を構成している。シャッタシフトレジスタ１３は、電子シャッタ動作を行うに当たって各画素を行単位で選択するためのものであり、各行の駆動回路（図示せず）と共に電子シャッタ行選択手段を構成している。
【００２１】
ＣＤＳ回路１４はノイズ除去手段の一種であり、センサ部１１の画素列毎に設けられて画素からの信号レベルと光電変換素子をリセットした後の０レベルとの差を減算し、画素毎の固定ばらつきを除去する。メモリ回路部１５は、ＣＤＳ回路１４を経た画素情報を記憶する。ここでは、メモリ回路部１５のメモリ容量については問わないものとする。水平シフトレジスタ１６は、メモリ回路部１５に記憶された画素情報を順に選択し、その選択した画素情報を水平信号線１７に出力する選択手段としての機能を持つ。
【００２２】
アンプ部１８は、当該ＣＭＯＳイメージセンサから水平信号線１７を通して出力される各画素の信号を適当なゲインで増幅する。ＡＤコンバータ１９は、アンプ部１８で増幅されたアナログ信号をディジタル信号に変換する。ディジタルアンプ２０は、ＡＤコンバータ１９から出力されるディジタル信号を適当に増幅して出力する。タイミングジェネレータ２１は、垂直シフトレジスタ１２、シャッタシフトレジスタ１３、ＣＤＳ回路１４、メモリ回路部１５、水平シフトレジスタ１６、アンプ部１８、ＡＤコンバータ１９およびディジタルアンプ２０で使用する各種のタイミング信号を生成する。
【００２３】
上記構成の固体撮像装置において、垂直シフトレジスタ１２、シャッタシフトレジスタ１３およびそれらを駆動するタイミングジェネレータ２１により、センサ部１１の各画素を行単位で順に選択し、その選択した１行分の画素の情報を同時に読み出すタイプのＣＭＯＳイメージセンサが構成されている。また、メモリ回路部１５、水平シフトレジスタ１６、水平信号線１７およびそれらを駆動するタイミングジェネレータ２１により、センサ部１１から画素情報を間引いて読み出す過程において、行方向および列方向にて互いに隣接する複数の画素からなる画素ブロックを単位画素ブロックとし、当該単位画素ブロック内の同色フィルタの画素情報を擬似的に１画素分の画素情報として読み出す駆動手段が構成されている。
【００２４】
次に、上記構成の本実施形態に係る固体撮像装置の動作について説明する。センサ部１１から画素情報を読み出すに当たり、垂直シフトレジスタ１２によって信号出力対象の画素行（以下、「信号出力行」と記す）が選択されると、その選択された信号出力行の各画素において、光電変換素子によって光電変換され、蓄積された電子に応じた信号レベルと、当該光電変換素子をリセットした後の０レベルが各列毎にＣＤＳ回路１４に出力される。
【００２５】
また、電子シャッタ動作に際して、シャッタシフトレジスタ１３によって電子シャッタ対象の画素行（以下、「電子シャッタ行」と記す）が選択されると、その選択された電子シャッタ行の各画素の光電変換素子がリセットされる。シャッタシフトレジスタ１３は、垂直シフトレジスタ１２が信号出力行を駆動した直後に、垂直シフトレジスタ１２と同様の駆動パルスで動作する。そして、電子シャッタ行と信号出力行の各画素の信号をＣＤＳ回路１４で取り込む。
【００２６】
電子シャッタ行と信号出力行が一定の間隔で進んで行くとき、信号出力行から出力される画素の信号は、電子シャッタ行から信号出力行まで進んで行く期間に光電変換素子で光電変換された光の信号となる。したがって、電子シャッタ行と信号出力行の間隔を調節することにより、光電変換素子への照射時間（電荷蓄積時間）を変えることが可能である。
【００２７】
垂直シフトレジスタ１２およびシャッタシフトレジスタ１３の駆動パルスは、タイミングジェネレータ２１で生成される。したがって、上記電荷蓄積時間の調整は、タイミングジェネレータ２１で生成する各駆動パルスのタイミング関係を調節することによって実現できる。
【００２８】
全画素読み出し時には、電子シャッタおよび読み出しの各動作は、第一行から最終行または最終行付近の画素行まで全ての行に対して行われる。読み出された画素情報はメモリ回路部１５に記憶される。そして、任意のタイミングにおいて任意の画素情報を複数同時にメモリ回路部１５から水平信号線１７へ出力し、読み出すことが可能である。ここまでは、一般的なＣＭＯＳイメージセンサの場合と同じ公知の動作である。
【００２９】
続いて、本実施形態に係る固体撮像装置の特徴部分である間引き読み出しの動作について説明する。本実施形態に係る固体撮像装置では、間引き読み出し過程において、行方向および列方向にて互いに隣接する複数の画素からなる画素ブロックを１単位とし、その単位画素ブロックが互いに重なり合うことなく敷き詰められた状態で、当該単位画素ブロック中に存在する同色フィルタの画素情報を１画素分の情報として読み出すことにより、画素サイズを擬似的に増加させ、読み出す画素間隔を一定とし、また画素情報の順序、空間的な位置関係共に全画素読み出しと同じまま、ナイキスト周波数以上の空間周波数領域のＭＴＦ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）値を減少させることによって折り返しノイズを低減する構成を採っている。
【００３０】
その間引き読み出し処理の具体的な手法（駆動方法）について、図２を参照して説明する。図２は、１／９の割合で画素情報量を圧縮するときの従来の間引き読み出しの場合（ａ）と、本実施形態に係る間引き読み出しの場合（ｂ）の一例を模式化し、画素の並びで示した図である。
【００３１】
従来の間引き読み出し処理においては、図２（ａ）に示すように、単純に２行目の２，５，８，…列の各画素情報を順番に読み出し、最終列または最終列付近まで達すると（どこまでの画素情報を読み出して間引き加算処理するかは、設定により変更される）、次いで５行目の２，５，８，…列の各画素情報を順番に読み出し、以下同様の動作を繰り返す。このようにして、１／９の圧縮率で間引き操作を行うと、先述したように、読み出す画素間の距離が増加するため、ナイキスト周波数が減少し、それに伴って相対的にナイキスト周波数以上の空間周波数が増加するために折り返しノイズが増加する。
【００３２】
ここで、読み出す画素のピッチ幅を減少させてナイキスト周波数を増加させるか、もしくはナイキスト周波数以上の周波数領域のＭＴＦ値を減少させれば、折り返しノイズを低減することが可能である。画素幅をＸ、空間周波数をωとすると、ＭＴＦ値は次式で表され、画素面積が増加するにつれて減少する。
ＭＴＦ＝｛ｓｉｎ（ωＸ／２）｝／（ωＸ／２）  …（２）
【００３３】
そこで、折り返しノイズを低減するために、本実施形態に係る固体撮像装置では、図２（ｂ）に示すように、２行２列を単位とし、その単位の繰り返しのカラーコーディングを持つ色フィルタが配された画素配列において、例えば１／９の割合で画素情報量を圧縮するに当たって、３×３の画素ブロックを単位画素ブロック（図中、太い四角で囲んだブロック）とする。なお、便宜上、これら単位画素ブロックの配列に対して仮想画素行名ａ，ｂ，ｃ，…、仮想画素列名ａ，ｂ，ｃ，…をそれぞれ付すものとする。
【００３４】
そして、まず始めに、１行目の１，３列目および３行目の１，３列目の同色フィルタ（図中、斜線部）の画素情報、即ちａ行ａ列目の画素ブロック内の同色、本例ではＧ（緑）の画素情報をすべて加算して１画素分の情報として出力する。この単位画素ブロック内の同色の画素情報を加算する処理は、これら画素情報をメモリ回路部１５から水平信号線１７上へ同時に読み出すことによって実現できる。次に、１行目の４，６列目および３行目の４，６列目の同色フィルタの画素情報、即ちａ行ｂ列目の画素ブロック内の同色、本例ではＢ（青）の画像情報をすべて加算して１画素分の情報として出力する。以下同様の操作を、ａ行目について画素ブロック単位で繰り返す。
【００３５】
ａ行目において、読み出す画素が最終列または最終列付近に達すると（どこまでの画素情報を読み出して間引き加算処理するかは、設定により変更される）、３段下がって、４行目の１，３列目および６行目の１，３列目の同色フィルタの画素情報、即ちｂ行ａ列目の画素ブロック内の同色、本例ではＲ（赤）の画像情報をすべて加算して１画素分の情報として出力する。次いで、４行目の４，６列目および３行目の４，６列目の同色フィルタの画素情報、即ちｂ行ｂ列目の画素ブロック内の同色、本例ではＧの画像情報をすべて加算して１画素分の情報として出力する。以下同様の操作を、ｂ行目について画素ブロック単位で繰り返す。
【００３６】
以下、最終行または最終行付近の画素情報まで同様の操作を繰り返す。このような操作によって間引き読み出し処理を行うことにより、擬似的に画素面積を増加させ、ナイキスト周波数以上の空間周波数領域のＭＴＦ値を減少させることができるため、折り返しノイズを低減できる。
【００３７】
上述した間引き読み出し処理においては、３×３の画素ブロックを単位画素ブロックとした場合を例に挙げて説明したが、これに限られるものではなく、一般式で表すと、（２ｋ＋３）×（２ｋ＋３）の画素ブロック（ｋは０以上の正の整数）を単位画素ブロックとし、当該単位ブロック内の同色の画像情報をすべて加算することにより、擬似的に画素面積を増加させ、ナイキスト周波数以上の空間周波数領域のＭＴＦ値を低減しながら、画素情報の順序、空間的な位置関係共に全画素読み出しと同じまま、画素情報を間引くことが可能である。
【００３８】
すなわち、ｋ＝１のときは、図３に示すように、５×５の画素ブロックを単位画素ブロックとし、単位画素ブロックのａ行ａ列目の出力として画素配列の１，３，５行目の１，３，５列目の画素情報を加算して出力し、次いで単位画素ブロックのａ行ｂ列目の出力として画素配列の１，３，５行目の６，８，１０列目の画素情報を加算して出力し、以下同様に最終列または最終列付近（どこまでの画素情報を読み出して間引き加算処理するかは、設定により変更される）まで加算して出力し、しかる後、単位画素ブロックのｂ行ａ列目の出力として画素配列の６，８，１０行目の１，３，５列目の画素情報を加算して出力し、以下同様の操作を繰り返して間引き加算しながら、任意の全画素を読み出すようにする。これにより、１／２５の割合での画素情報量の圧縮結果が得られる。
【００３９】
また、ｋ＝２のときは、図４に示すように、７×７の画素ブロックを単位画素ブロックとし、単位画素ブロックのａ行ａ列目の出力として画素配列の１，３，５，７行目の１，３，５，７列目の画素情報を加算して出力し、次いで単位画素ブロックのａ行ｂ列目の出力として画素配列の１，３，５，７行目の８，１０，１２，１４列目の画素情報を加算して出力し、以下同様に最終列または最終列付近（どこまでの画素情報を読み出して間引き加算処理するかは、設定により変更される）まで加算して出力し、しかる後、単位画素ブロックのｂ行ａ列目の出力として画素配列の８，１０，１２，１４行目の１，３，５，７列目の画素情報を加算して出力し、以下同様の操作を繰り返して間引き加算しながら、任意の全画素を読み出すようにする。これにより、１／４９の割合での画素情報量の圧縮結果が得られる。
【００４０】
以下同様に、ｋ＝３，４，…で与えられる画素ブロックを単位画素ブロックとし、当該単位画素ブロック内の同色の画像情報をすべて加算して間引き読み出しを行うことにより、折り返しノイズを低減することができる。
【００４１】
また、画素情報を単位画素ブロックの重心を崩さないように読み出し、間引き加算する手法としても何通りか考えられる。具体的には、例えばｋ＝３のとき、図５（ａ）に示すように、９×９の単位画素ブロックの出力として、画素配列の１，９行目の１，９列目、３，７行目の３，７列目、５行５列目の各画素情報を加算して出力し、他の単位画素ブロックについても、同様の操作を繰り返して間引き加算しながら、任意の全画素を読み出したり、図５（ｂ）に示すように、単位画素ブロックの出力として、画素配列の１，９行目の１，５，９列目、３，７行目の３，７列目の各画素情報を加算して出力し、他の単位画素ブロックについても、同様の操作を繰り返して間引き加算しながら、任意の全画素を読み出す手法である。
【００４２】
また、図６に示す手法は、横方向（列配列方向）の空間周波数による折り返しノイズを特に低減したいときに考えられる間引き加算の手法であり、横方向の画素面積を擬似的に増加させている。
【００４３】
具体的には、３×３の画素ブロックを擬似的に単位画素ブロックとし、この単位画素ブロックのａ行ａ列目の出力として２行目の１，３列目の画素情報を加算して出力する。次に、ａ行ｂ列目の出力として２行目の４，６列目の画素情報を加算して出力する。以下同様に最終列または最終列付近（どこまでの画素情報を読み出して間引き加算処理するかは、設定により変更される）まで加算出力した後、単位画素ブロックのｂ行ａ列目の出力として、５行目の１，３列目の画素情報を加算して出力する。以下、各単位画素ブロックにおいても同様の操作を繰り返して、間引き加算しながら任意の全画素を読み出す。
【００４４】
上述した間引き加算処理により、横方向の画素面積を擬似的に増加させることができるため、横方向の空間周波数による折り返しノイズを低減できる。もちろん、縦方向（行配列方向）についても、同様の考え方で間引き処理をすることによって折り返しノイズを低減することができる。
【００４５】
ここまでは、２行２列を単位とし、その単位の繰り返し（垂直２×水平２繰り返し）のカラーコーディングを持つ色フィルタが配された画素配列についての間引き読み出し処理について説明をしてきたが、これに限られるものではなく、ある単位画素ブロックを一つの画素として見立て、その単位画素ブロック中の同色フィルタの画素情報を加算して、画素面積（画素幅）を擬似的に増加させ、間引き処理時の折り返しノイズを低減する手法は、あらゆるカラーカーディングを持つ色フィルタ配列においても有効である。
【００４６】
他のカラーカーディングを持つ色フィルタの画素配列として、例えば、Ｇストライプ方式のカラーコーディングで、４行４列を単位とし、その単位の繰り返しのカラーコーディングを持つ色フィルタの画素配列が考えられる。この画素配列の場合においても、（２ｋ＋３）×（２ｋ＋３）の画素ブロック（ｋは０以上の正の整数）を単位画素ブロックとし、当該単位画素ブロックが交互に重なり合いながら敷き詰められた状態で各単位画素ブロック内の同色フィルタの画素情報を擬似的に１画素分の画素情報として読み出すようにすれば良い。
【００４７】
具体的には、例えばｋ＝０のとき、図７（ａ）に示すように、単位画素ブロックのａ行ａ列目の出力として画素配列の１，３行目の１列目および２行目の３列目の画素情報を加算して出力し、次いで単位画素ブロックのａ行ｂ列目の出力として画素配列の１，３行目の６列目および２行目の４列目の画素情報を加算して出力し、以下同様に最終列または最終列付近（どこまでの画素情報を読み出して間引き加算処理するかは、設定により変更される）まで加算して出力し、しかる後、単位画素ブロックのｂ行ａ列目の出力として画素配列の４，６行目の１列目および５行目の３列目の画素情報を加算して出力し、次いで単位画素ブロックのｂ行ｂ列目の出力として画素配列の４，６行目の６列目および５行目の４列目の画素情報を加算して出力し、以下同様の操作を繰り返して間引き加算しながら、任意の全画素を読み出すようにすれば良い。
【００４８】
また、図７（ｂ）に示すように、単位画素ブロックのａ行ａ列目の出力として画素配列の１，３行目の１列目および２行目の３列目の画素情報を加算して出力し、次いで単位画素ブロックのａ行ｂ列目の出力として画素配列の１，３行目の４列目および２行目の６列目の画素情報を加算して出力し、以下同様に最終列または最終列付近（どこまでの画素情報を読み出して間引き加算処理するかは、設定により変更される）まで加算して出力し、しかる後、単位画素ブロックのｂ行ａ列目の出力として画素配列の４，６行目の１列目および５行目の３列目の画素情報を加算して出力し、次いで単位画素ブロックのｂ行ｂ列目の出力として画素配列の４，６行目の４列目および５行目の６列目の画素情報を加算して出力し、以下同様の操作を繰り返して間引き加算しながら、任意の全画素を読み出すようにすれば良い。
【００４９】
このように、４行４列を単位とし、その単位の繰り返しのカラーコーディングを持つ色フィルタの画素配列においても、図７（ａ），（ｂ）に示すように、例えば３×３の単位画素ブロックで間引き読み出しを行うときは、前述と同様に、単位画素ブロック中の斜線部の画素情報を加算して、１つの画素情報として出力することにより、画素情報の順序、空間的な位置関係共に全画素読み出しと同じまま、折り返しノイズを低減することが可能である。また、普遍的に、（２ｋ＋３）×（２ｋ＋３）の単位画素ブロック（ｋは０以上の正の整数）においても同様な手法で間引くことにより、折り返しノイズを低減することが可能である。
【００５０】
上述したように、ある単位画素ブロックを一つの画素として見立て、その単位画素ブロック内の同色フィルタの画素情報を加算して読み出すことにより、画素間の距離が増大し、ナイキスト周波数が減少することで相対的に折り返しノイズが増加することが問題であった間引き読み出し過程においても、擬似的に画素面積（画素幅）を増大させ、ナイキスト周波数以上の空間周波数領域においてＭＴＦ値を減少させることができるため、折り返しノイズを低減することが可能となる。また、サンプリング過程で間引き処理をしながら画素情報を読み出すことにより、固体撮像素子の駆動周波数を下げることができるため、その分だけ消費電力を低減することができ、しかも後段のアンプ部１８やＡ／Ｄコンバータ１９にかかる負荷を大幅に低減できるため、信号処理系に負荷をかけることなく画素情報量を圧縮することが可能となる。
【００５１】
［第２実施形態］
本発明の第２実施形態に係る固体撮像装置の構成は、基本的に、図１の第１実施形態に係る固体撮像装置のそれと同じである。ただし、本実施形態に係る固体撮像装置においては、ｋを０以上の正の整数とするとき、１／（ｋ＋２）×（ｋ＋２）の割合で画素情報量を圧縮する過程において、間引き加算する擬似的な画素ブロック（単位画素ブロック）が交互に重なり合いながら敷き詰められた状態で、（ｋ＋２）×（ｋ＋２）画素を間引き加算することにより画素情報を、折り返しノイズを低減した状態で間引く構成を採っている。以下、具体例を挙げて説明する。
【００５２】
（第１具体例）
ｋ＝０のとき、即ち４（＝２×２）画素を間引き加算し、１／４の割合で画素情報量を圧縮する場合について、図８および図９の動作説明図を参照して説明する。
【００５３】
まず、図８（ａ）に示すように、１行目の１，３列目、３行目の１，３列目の同色フィルタの画素情報、本例ではＧの画素情報をすべて加算して１画素分の情報として出力する。次に、図８（ｂ）に示すように、１行目の２，４列目、３行目の２，４列目の同色フィルタの画素情報、本例ではＢの画素情報をすべて加算して１画素分の情報として出力する。次いで、図８（ｃ）に示すように、１行目の５，７列目、３行目の５，７列目の画素情報、本例ではＧの画素情報をすべて加算して１画素分の情報として出力する。
【００５４】
同様の操作を繰り返し、読み出す画素が、図９（ａ）に示すように、最終列または最終列付近に達すると（どこまでの画素情報を読み出して間引き加算処理するかは、設定により変更される）、図９（ｂ）に示すように、１段下がって、２行目の１，３列目、４行目の１，３列目の同色フィルタの画素情報、本例ではＲの画素情報をすべて加算して１画素分の情報として出力する。この２行目、４行目において、読み込む画素が最終列または最終列付近に達すると、３段下がって、５行目の１，３列目、７行目の１，３列目の画素情報をすべて加算して１画素分の情報として出力するように同様の操作を繰り返す。最終列またはその付近まで読み出す画素が達し、下の段に移るときは、１段，３段，１段，３段，…と設定された最終行またはその付近の画素情報が読み出されるまで同様の操作を繰り返す。
【００５５】
つまり、操作▲１▼｛操作Ａ  ＜４ｍ＋１，４ｍ＋３行目の４ｎ＋１，４ｎ＋３列目（ｍ，ｎは０以上の正の整数）の画素情報を間引き加算して１画素分の情報として出力＞  し、次に操作Ｂ  ＜４ｍ＋１，４ｍ＋３行目の４ｎ＋２，４ｎ＋４列目の画素情報を間引き加算して１画素分の情報として出力＞  する。ｍ＝０，ｎ＝０から開始し、まずｍを０で固定し、Ａ，Ｂ一連の操作が終了したら次のＡ，Ｂの操作に移行する前にｎを１つ増加させる。以降同様に、Ａ，Ｂ，Ａ，Ｂ，Ａ，Ｂ，…と順番にＡ，Ｂの操作を列の最後またはその付近まで繰り返す。｝
【００５６】
最終列またはその付近まで読み込むと、次は操作▲２▼｛操作Ａ  ＜４ｍ＋２，４ｍ＋４行目の４ｎ＋１，４ｎ＋３列目の画素情報を間引き加算して１画素分の情報として出力＞  し、次に操作Ｂ  ＜４ｍ＋２，４ｍ＋４行目の４ｎ＋２，４ｎ＋４列目の画素情報を間引き加算して１画素分の情報として出力＞  する。ｍ＝０，ｎ＝０から開始し、まずｍを０で固定し、Ａ，Ｂ一連の操作が終了したら次のＡ，Ｂの操作に移行する前にｎを１つ増加させる。以降同様に、Ａ，Ｂ，Ａ，Ｂ，Ａ，Ｂ，…と順番にＡ，Ｂの操作を列の最後またはその付近まで繰り返す。｝
【００５７】
この行でも最終列またはその付近まで画素情報を読み込むと、ｍの値を１つ増加させて操作▲１▼，▲２▼を同様に行う。そして、読み出すように設定された画素情報をすべて読み出すまで、操作▲１▼，▲２▼のペアを基本動作とし、その基本動作が１サイクル行われる毎に、ｍの値を１ずつ増加させる。このように間引き加算を行った場合、擬似的な画素の重心は図１０に示すようになり、２×２の単位画素ブロックごとに同色フィルタの画素情報を出力したことになるので、１／４の割合で画素情報量を圧縮したことになる。
【００５８】
（第２具体例）
ｋ＝１のとき、即ち９（＝３×３）画素を間引き加算し、１／９の割合で画素情報量を圧縮する場合について、図１１および図１２の動作説明図を参照して説明する。
【００５９】
まず、図１１（ａ）に示すように、１行目の１，３，５列目、３行目の１，３，５および５行目の１，３，５列目の画素情報を加算して１画素分の情報として出力する。次に、図１１（ｂ）に示すように、１行目の４，６，８列目、３行目の４，６，８列目および５行目の４，６，８列目の画素情報を加算して１画素分の情報として出力する。同様に、１行目の７，９，１１列目、３行目の７，９，１１列目および５行目の７，９，１１列目の画素情報を加算して１画素分の情報として出力する。
【００６０】
同様の操作を繰り返して、読み出す画素が、図１２（ａ）に示すように、最終列または最終列付近に達すると（どこまでの画素情報を読み出して間引き加算処理するかは、設定により変更される）、図１２（ｂ）に示すように、３段下がって、４行目の１，３，５列目、６行目の１，３，５列目および８行目の１，３，５列目の画素情報を加算して１画素分の情報として出力する。
【００６１】
つまり、操作▲１▼｛３ｍ＋１，３ｍ＋３，３ｍ＋５行目の６ｎ＋１，６ｎ＋３，６ｎ＋５列目（ｍ，ｎは０以上の正の整数）の画素情報を間引き加算して１画素分の情報として出力｝し、次いで操作▲２▼｛３ｍ＋１，３ｍ＋３，３ｍ＋５行目の６ｎ＋４，６ｎ＋６，６ｎ＋８を間引き加算して１画素分の情報として出力｝する。操作▲１▼，▲２▼をペアで行うのが基本動作であり、ｍ＝０，ｎ＝０から開始し、まずｍを０で固定し、ｎを基本動作１回につき順次１ずつ増加させる。画素の最終列またはその付近に達したときに、ｍを１つ増加させ、ｎを０にする。
【００６２】
以下、同様にして設定された画素情報をすべて読み出すまで、その操作を繰り返して実行する。このようにして間引き加算を行った場合には、擬似的な画素の重心は図１３に示すようになり、３×３の単位画素ブロックごとに同色フィルタの画素情報を出力したことになるので、１／９の割合で画素情報量を圧縮したことになる。
【００６３】
（第３具体例）
ｋ＝２のとき、即ち１６（＝４×４）画素を間引き加算し、１／１６の割合で画素情報量を圧縮する場合について、図１４および図１５の動作説明図を参照して説明する。
【００６４】
まず、図１４（ａ）に示すように、１，３，５，７行目の１，３，５，７列目の画素情報を加算して１画素分の情報として出力する。次に、図１４（ｂ）に示すように、１，３，５，７行目の４，６，８，１０列目の画素情報を加算して１画素分の情報として出力する。同様に、１，３，５，７行目の９，１１，１３，１５列目の画素情報を加算して１画素分の情報として出力する。
【００６５】
同様の操作を繰り返し、図１５（ａ）に示すように、読み出す画素が最終列または最終列付近（どこまでの画素情報を読み出して間引き加算処理するかは、設定により変更される）に達すると、図１５（ｂ）に示すように、３段下がって、４，６，８，１０行目の１，３，５，７列目の画素情報を加算して１画素分の情報として出力する。この４，６，８，１０行において、読み込む画素が最終列または最終列付近に達すると、５段下がって以下同様の操作を繰り返す。
【００６６】
つまり、操作▲１▼｛操作Ａ  ＜８ｍ＋１，８ｍ＋３，８ｍ＋５，８ｍ＋７行目の８ｎ＋１，８ｎ＋３，８ｎ＋５，８ｎ＋７列目を間引き加算して１画素分の情報として出力（ｍ，ｎは０以上の正の整数）＞  し、次いで操作Ｂ  ＜８ｍ＋１，８ｍ＋３，８ｍ＋５，８ｍ＋７行目の８ｎ＋４，８ｎ＋６，８ｎ＋８，８ｎ＋１０列目の画素情報を間引き加算して１画素分の情報として出力＞  する。ｍの値は固定で、Ａ，Ｂ一連の操作が終了したら、次のＡ，Ｂの操作に移行する前にｎを１つ増加させる。以降同様に、Ａ，Ｂ，Ａ，Ｂ，Ａ，Ｂ，…と順番にＡ，Ｂの操作を列の最後またはその付近まで繰り返す。｝
【００６７】
最終列またはその付近まで読み込むと、次は操作▲２▼｛操作Ａ  ＜８ｍ＋４，８ｍ＋６，８ｍ＋８，８ｍ＋１０行目の８ｎ＋１，８ｎ＋３，８ｎ＋５，８ｎ＋７列目の画素情報を間引き加算して１画素分の情報として出力＞  し、次いで操作Ｂ  ＜８ｍ＋４，８ｍ＋６，８ｍ＋８，８ｍ＋１０行目の８ｎ＋４，８ｎ＋６，８ｎ＋８，８ｎ＋１０列目の画素情報を間引き加算して１画素分の情報として出力＞  する。ｍの値は固定で、Ａ，Ｂ一連の操作が終了したら、次のＡ，Ｂの操作に移行する前にｎを１つ増加させる。以降同様に、Ａ，Ｂ，Ａ，Ｂ，Ａ，Ｂ，…と順番にＡ，Ｂの操作を列の最後またはその付近まで繰り返す。｝
【００６８】
この行でも最終列またはその付近まで読み込むと、ｍの値を１つ増加させて操作▲１▼，▲２▼を行う。そして、読み出すように設定された画素情報をすべて読み出すまで、上述した一連の動作を繰り返す。このように間引き加算を行った場合、擬似的な画素の重心は図１６に示すようになり、４×４の単位画素ブロックごとに同色フィルタの画素情報を出力したことになるので、１／１６の割合で画素情報量を圧縮したことになる。
【００６９】
（第４具体例）
ｋ＝３のとき、即ち２５（＝５×５）画素を間引き加算し、１／２５の割合で画素情報量を圧縮する場合について、図１７および図１８の動作説明図を参照して説明する。
【００７０】
まず、図１７（ａ）に示すように、１，３，５，７，９行目の１，３，５，７，９列目の画素情報を加算して１画素分の情報として出力する。次いで、図１７（ｂ）に示すように、１，３，５，７，９行目の６，８，１０，１２，１４列目の画素情報を加算して１画素分の情報として出力する。同様に、１，３，５，７，９行目の１１，１３，１５，１７，１９列目の画素情報を加算して１画素分の情報として出力する。
【００７１】
同様の操作を繰り返し、図１８（ａ）に示すように、読み出す画素が最終列または最終列付近に達すると（どこまでの画素情報を読み出して間引き加算処理するかは、設定により変更される）、図１８（ｂ）に示すように、５段下がって、６，８，１０，１２，１４行目の１，３，５，７，９列目の画素情報を加算して１画素分の情報として出力する。
【００７２】
つまり、操作▲１▼｛５ｍ＋１，５ｍ＋３，５ｍ＋５，５ｍ＋７，５ｍ＋９行目の１０ｎ＋１，１０ｎ＋３，１０ｎ＋５，１０ｎ＋７，１０ｎ＋９列目の画素情報を間引き加算して１画素分の情報として出力｝し、次いで操作▲２▼｛５ｍ＋１，５ｍ＋３，５ｍ＋５，５ｍ＋７，５ｍ＋９行目の１０ｎ＋６，１０ｎ＋８，１０ｎ＋１０，１０ｎ＋１２，１０ｎ＋１４を間引き加算して１画素分の情報として出力｝する。
【００７３】
操作▲１▼，▲２▼をペアで行うのが基本動作であり、ｍ，ｎは０以上の正の整数で、ｍ＝０，ｎ＝０から開始し、まずｍを０で固定し、ｎを基本動作１回につき順次１ずつ増加させる。画素の最終列または最終列付近に達したときに、ｍを１つ増加させ、ｎを０にする。そして、読み出すように設定された画素情報をすべて読み出すまで、その操作の繰り返しを行う。このように間引き加算を行った場合、擬似的な画素の重心は図１９に示すようになり、５×５の単位画素ブロックごとに同色フィルタの画素情報を出力したことになるので、１／２５の割合で画素情報量を圧縮したことになる。
【００７４】
上述した第１〜第４具体例では、１／（ｋ＋２）×（ｋ＋２）の割合で画素情報を圧縮する過程において、（ｋ＋２）×（ｋ＋２）画素を間引き加算するものとし、ｋ＝０（１／４圧縮）、ｋ＝１（１／９圧縮）、ｋ＝２（１／１６圧縮）およびｋ＝３（１／２５圧縮）の場合を例に挙げて説明したが、ｋ＝４以上でも同様のことが言える。すなわち、ｋが４以上の偶数のときは基本的に第１、第３具体例の場合と同様の動作を行い、ｋが５以上の奇数のときは基本的に第２、第４具体例の場合と同様の動作を行うことにより、上記と同様の作用効果を得ることができる。以下、ｋが４以上の偶数のとき、ｋが５以上の奇数のときを一例を挙げて具体的に説明する。
【００７５】
ｋが４以上の偶数の場合には、ｊを１以上の整数とするとき、（２ｊ＋４）×（２ｊ＋４）画素を間引き加算し、１／（２ｊ＋４）×（２ｊ＋４）の割合で画素情報を圧縮することになる。例えばｊ＝１のとき、即ち１／３６の割合で画素情報を圧縮するときには、第１、第３具体例の手法で基本操作▲１▼，▲２▼を、操作▲１▼｛操作Ａ  ＜１２ｍ＋１，１２ｍ＋３，１２ｍ＋５，１２ｍ＋７，１２ｍ＋９，１２ｍ＋１１行目の１２ｎ＋１，１２ｎ＋３，１２ｎ＋５，１２ｎ＋７，１２ｎ＋９，１２ｎ＋１１列目（ｍ，ｎは０以上の正の整数）を間引き加算して１画素分の情報として出力＞  し、次に操作Ｂ  ＜１２ｍ＋１，１２ｍ＋３，１２ｍ＋５，１２ｍ＋７，１２ｍ＋９，１２ｍ＋１１行目の１２ｎ＋６，１２ｎ＋８，１２ｎ＋１０，１２ｎ＋１２，１２ｎ＋１４，１２ｎ＋１６列目の画素情報を間引き加算して１画素分の情報として出力する＞  。
【００７６】
次に、操作▲２▼｛操作Ａ  ＜１２ｍ＋６，１２ｍ＋８，１２ｍ＋１０，１２ｍ＋１２，１２ｍ＋１４，１２ｍ＋１６行目の１２ｎ＋１，１２ｎ＋３，１２ｎ＋５，１２ｎ＋７，１２ｎ＋９，１２ｎ＋１１列目の画素情報を間引き加算して１画素分の情報として出力＞  、次いで操作Ｂ  ＜１２ｍ＋６，１２ｍ＋８，１２ｍ＋１０，１２ｍ＋１２，１２ｍ＋１４，１２ｍ＋１６行目の１２ｎ＋６，１２ｎ＋８，１２ｎ＋１０，１２ｎ＋１２，１２ｎ＋１４，１２ｎ＋１６列目の画素情報を間引き加算して１画素分の情報として出力＞  とするように、加算する画素数に合わせて、１度に読み出す画素ブロックの正方性を保ったまま、一度に読み出して加算する画素数を変更すれば良い。そして、加算する画素行において、加算されない画素が１つもない状態で間引きしながら任意の全画素を読み出すようにする。
【００７７】
ｋが５以上の奇数の場合には、ｊを１以上の整数とするとき、（２ｊ＋５）×（２ｊ＋５）画素を間引き加算し、１／（２ｊ＋５）×（２ｊ＋５）の割合で画素情報を圧縮することになる。例えばｊ＝１のとき、即ち１／４９の割合で画素情報を圧縮するときには、第２、第４具体例の手法で基本操作▲１▼，▲２▼を、操作▲１▼｛７ｍ＋１，７ｍ＋３，７ｍ＋５，７ｍ＋７，７ｍ＋９，７ｍ＋１１，７ｍ＋１３行目の１４ｎ＋１，１４ｎ＋３，１４ｎ＋５，１４ｎ＋７，１４ｎ＋９，１４ｎ＋１１，１４ｎ＋１３列目の画素情報を間引き加算して１画素分の情報として出力｝し、次いで操作▲２▼｛７ｍ＋１，７ｍ＋３，７ｍ＋５，７ｍ＋７，７ｍ＋９，７ｍ＋１１，７ｍ＋１３行目の１４ｎ＋８，１４ｎ＋１０，１４ｎ＋１２，１４ｎ＋１４，１４ｎ＋１６，１４ｎ＋１８，１４ｎ＋２０を間引き加算して１画素分の情報として出力｝とするように、加算する画素数に合わせて、１度に読み出す画素ブロックの正方性を保ったまま、一度に読み出し加算する画素数を変更すれば良い。そして、加算する画素行において、加算されない画素が１つもない状態で間引きしながら任意の全画素を読み出すようにする。
【００７８】
また、上述した第２，第４具体例では、仮想画素中のすべての画素の情報を読み出す例を示したが、必ずしもすべての画素の情報を読み出す必要はなく、例えば、任意の行の画像情報だけ読み込んで間引き加算したり、以下に説明する変形例に挙げるように、縦の列を読み飛ばすことによって間引き加算するようにしても良い。
【００７９】
（変形例）
次に、１６画素を間引き加算し、１／２５の割合で画素情報量を圧縮する場合について、図２０および図２１の動作説明図を参照して説明する。
【００８０】
まず、図２０（ａ）に示すように、１，３，５，７行目の１，３，５，７列目の画素情報を加算して１画素分の情報として出力する。次に、図２０（ｂ）に示すように、１，３，５，７行目の６，８，１０，１２列目の画素情報を加算して１画素分の情報として出力する（読み出す毎に１画素列ずつ拾い漏れがある）。同様に、１，３，５，７行目の１１，１３，１５，１７列目の画素情報を加算して１画素分の情報として出力する。
【００８１】
同様の操作を繰り返し、図２１（ａ）に示すように、読み出す画素が最終列または最終列付近に達すると（どこまでの画素情報を読み出して間引き加算処理するかは、設定により変更される）、図２１（ｂ）に示すように、５段下がって、６，８，１０，１２行目の１，３，５，７列目の画素情報を加算して１画素分の情報として出力する。
【００８２】
つまり、操作▲１▼｛５ｍ＋１，５ｍ＋３，５ｍ＋５，５ｍ＋７行目の１０ｎ＋１，１０ｎ＋３，１０ｎ＋５，１０ｎ＋７列目の画素情報を間引き加算して１画素分の情報として出力｝し、次いで操作▲２▼｛５ｍ＋１，５ｍ＋３，５ｍ＋５，５ｍ＋７行目の１０ｎ＋６，１０ｎ＋８，１０ｎ＋１０，１０ｎ＋１２を間引き加算して１画素分の情報として出力｝する。
【００８３】
操作▲１▼，▲２▼を繰り返すのが基本動作であり、ｍ，ｎは０以上の正の整数で、ｍ＝０，ｎ＝０から開始し、まずｍを０で固定し、ｎを基本動作１回につき順次１ずつ増加させる。画素の最終列または最終列付近に達したときに、ｍを１つ増加させ、ｎを０にする。以下、その操作の繰り返しを行う。このように間引き加算を行った場合、擬似的な画素の重心は図２２の斜線部分となり、５×５の単位画素ブロックごとに同色フィルタの画素情報を出力したことになるので、１／２５の割合で画素情報量を圧縮したことになる。
【００８４】
このようにして、間引き加算処理を行うことにより、擬似的に画素面積の増加および横方向への画素の拾い漏れがなくなることなどによってナイキスト周波数以上の空間周波数領域のＭＴＦ値を低減することが可能である。これにより、折り返しノイズが減少するので、間引き過程において、従来問題であったノイズを低減しつつ画質を向上させることが可能である。また、サンプリング過程で間引きながら信号処理を行うことにより、アンプ部１８やＡ／Ｄコンバータ１９にかかる負荷を大幅に低減できるため、画素情報の順序、空間的な位置関係共に全画素読み出しと同じまま、高速読み出し、低消費電力化、間引きすることが可能である。
【００８５】
［第３実施形態］
図２３は、本発明の第３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り、図中、図１と同等部分には同一符号を付して示している。本実施形態に係る固体撮像装置でも、固体撮像素子として、１行分の画素の情報を同時に読み出すタイプのＸ−Ｙアドレス型固体撮像素子、例えばＣＭＯＳイメージセンサを用いるものとする。
【００８６】
本実施形態に係る固体撮像装置は、メモリ回路部１５として、各々センサ部１１の１行分の画素情報を格納可能な２つメモリ回路１５Ａ，１５Ｂを用いた構成を採っており、この点において第１実施形態に係る固体撮像装置と構成上相違している。ただし、間引き読み出し処理を行うに際し、センサ部１１から出力される画素情報を２つメモリ回路１５Ａ，１５Ｂに格納し、またこれらメモリ回路１５Ａ，１５Ｂから読み出して出力するための動作の点で大きく異なっている。
【００８７】
具体的には、本実施形態に係る固体撮像装置では、ｋを０以上の正の整数とするとき、１／（２ｋ＋３）×（２ｋ＋３）の割合で画素情報量を圧縮する過程において、間引き処理する擬似的な画素ブロック（単位画素ブロック）が互いに重なり合うことなく敷き詰められた状態で、２ｋ＋４画素間引き加算することによって画素情報を、折り返しノイズを低減した状態で間引く構成を採っている。
【００８８】
以下、（２ｋ＋３）×（２ｋ＋３）の画素ブロックを単位画素ブロックとし、その単位画素ブロック中に存在する任意の色フィルタと同色の色フィルタの画素情報を加算することにより、画素サイズを擬似的に増加させ、画素情報の順序、空間的な位置関係共に全画素読み出しと同じまま、ナイキスト周波数以上の空間周波数領域のＭＴＦ値を減少させることによって折り返しノイズを抑制する手法について、図２４の動作説明図を参照して説明する。
【００８９】
図２４から明らかなように、本例では、１／２５の割合で画素情報量を圧縮するに当たって、５×５の画素ブロックを単位画素ブロック（図中、太い四角で囲んだブロック）としている。なお、便宜上、これら単位画素ブロックに仮想画素行名ａ，ｂ，…、仮想画素列名ａ，ｂ，ｃ，…をそれぞれ付すものとする。
【００９０】
そして、まず始めに、図２４に示すように、１行目の１，３，５列目および５行目の１，３，５列目の同色フィルタ（図中、斜線部）の画素情報、即ちａ行ａ列目の画素ブロック内の同色、本例ではＧの画素情報をすべて加算して１画素分の情報として出力する。次いで、１行目の６，８，１０列目および５行目の６，８，１０列目の同色フィルタの画素情報、即ちａ行ｂ列目の画素ブロック内の同色、本例ではＢの画素情報をすべて加算して１画素分の情報として出力する。同様に、１行目の１１，１３，１５列目および５行目の１１，１３，１５列目の同色フィルタの画素情報、即ちａ行ｃ列目の画素ブロック内の同色、本例ではＧの画素情報をすべて加算して１画素分の情報として出力する。
【００９１】
以下同様の操作を、ａ行目について画素ブロック単位で繰り返す。そして、読み出す画素が、最終列または最終列付近に達すると（どこまでの画素情報を読み出して間引き加算処理するかは、設定により変更される）、５段下がって、６行目の１，３，５列目および１０行目の１，３，５列目の同色フィルタの画素情報、即ちｂ行ａ列目の画素ブロック内の同色、本例ではＲの画素情報をすべて加算して１画素分の情報として出力する。
【００９２】
つまり、５ｍ＋１，５ｍ＋５行目（ｍは０以上の正の整数）の３ｎ＋１，３ｎ＋３，３ｎ＋５列目（ｎは０以上の正の整数）の同色フィルタの画素情報を間引き加算して１画素分の情報として出力し、次に３ｍ＋１，３ｍ＋５行目の３ｎ＋６，３ｎ＋８，３ｎ＋１０列目の同色フィルタの画素情報を間引き加算して１画素分の情報として出力し、以下、同様の操作を繰り返す。
【００９３】
このようにして間引き加算を行った場合には、５×５の単位画素ブロック毎に同色フィルタの画素情報を出力したことになるので、１／２５の割合で画素情報量を圧縮したことになる。なお、上記の例では、加算される画素行の組み合わせを１行目と５行目、６行目と１０行目、…としたが、これらの組み合わせ以外にも、１行目と３行目、６行目と８行目、…の組み合わせや、３行目と５行目、８と１０行目、…の組み合わせなども可能である。
【００９４】
また、上述した図２４の間引き加算手法以外にも、図２５に示すように、５×５を１画素ブロックとし、この単位画素ブロック毎に５ｍ＋２，５ｍ＋４行目の３ｎ＋１，３ｎ＋３，３ｎ＋５列目の同色フィルタの画素情報を間引き加算して１画素分の情報として出力し、次に３ｍ＋１，３ｍ＋５行目の３ｎ＋６，３ｎ＋８，３ｎ＋１０列目の同色フィルタの画素情報を間引き加算して１画素分の情報として出力し、以下、同様の操作を繰り返す間引き手法も考えられる。
【００９５】
また、上述した間引き加算処理では、５×５の画素ブロックを単位画素ブロックとした場合を例に挙げて説明したが、これに限られるものではなく、一般式で表すと、（２ｋ＋３）×（２ｋ＋３）の画素ブロック（ｋは０以上の正の整数）を単位画素ブロックとし、当該単位画素ブロック内の同色フィルタの画素情報をすべて加算することにより、擬似的に画素面積を増加させ、ナイキスト周波数以上の空間周波数領域のＭＴＦ値を低減しながら、画素情報の順序、空間的な位置関係共に全画素読み出しと同じまま、画素情報を間引くことが可能である。
【００９６】
次に、上述した間引き加算処理を実行するに際し、センサ部１２から出力される画素情報をメモリ回路１５Ａ，１５Ｂに記憶させ、これらメモリ回路１５Ａ，１５Ｂから水平信号線１７へ出力する過程の動作について図２６を用いて説明する。図２６は、画素が行列状に配列されたセンサ部１１と垂直シフトレジスタ１２、２行分の画素情報を記憶できるメモリ回路部１５および水平シフトレジスタ１６と水平信号線１７の関係を模式的に表した図である。
【００９７】
まず、図２６（ａ）に示すように、垂直シフトレジスタ１２で選択した１，５行目の各画素情報をメモリ回路部１５へ出力し、２つのメモリ回路１５Ａ，１５Ｂにそれぞれ行毎に記憶させる。次に、図２６（ｂ）に示すように、水平シフトレジスタ１６で選択した１，３，５列目の画素情報を、メモリ回路１５Ａ，１５Ｂから水平信号線１７へ同時に出力する。これにより、１行目の１，３，５列目および５行目の１，３，５列目の各画素情報が水平信号線１７上ですべて加算され、１画素分の情報として出力されることになる。
【００９８】
以下、１行目の“３ｎ＋１，３ｎ＋３，３ｎ＋５”列目および５行目の“３ｎ＋１，３ｎ＋３，３ｎ＋５”列目（ｎ＝１，２，３，…）を交互に順次選択し、メモリ回路１５Ａ，１５Ｂから水平信号線１７へ出力する。最終列または最終列付近まで達すると、垂直シフトレジスタ１２は６，１０行目を選択してメモリ回路部１５へ画素情報を出力し、メモリ回路１５Ａ，１５Ｂに行毎に記憶させる。以下同様の操作を繰り返して、画素情報を間引きながら加算して出力する。
【００９９】
次に、間引き加算処理の一連の流れについて、図２７を用いてさらに詳細に説明する。図２７は、５×５の画素ブロックを単位画素ブロックとしたときの間引き加算過程を説明するに当たって、ｋ行目とｋ＋２行目もしくはｋ行目とｋ＋４行目（ｋは自然数）の画素行と、２行分のメモリ回路１５Ａ，１５Ｂと、水平信号線１６との関係の一例を示した回路図である。
【０１００】
図２７（ａ）は、ｋ行目の画素情報を下段のメモリ回路１５Ｂ（上段のメモリ回路１５Ａでも同様の効果が得られる）へ記憶した状態を表している。また、図２７（ｂ）は、ｋ＋２行目の画素情報を上段のメモリ回路１５Ａ（ｋ行目の画素情報が上段のメモリ回路１５Ａに記憶された場合、下段のメモリ回路１５Ｂへ記憶する）へ記憶した状態を表している。この動作により、２行分の画素情報がメモリ回路部１５へ記憶され、図２７（ｃ）に示すように、同時に水平信号線１７へ出力されることによって加算される。
【０１０１】
このようにして、（２ｋ＋３）×（２ｋ＋３）の画素ブロック（ｋは０以上の正の整数）を単位画素ブロックとし、当該単位画素ブロック内の同色フィルタの画素情報を加算することにより、画素面積は擬似的に増加し、ナイキスト周波数以上の空間周波数領域においてＭＴＦ値が減少するので、間引き処理時において折り返しノイズを低減することが可能である。
【０１０２】
また、サンプリング過程で間引きながら信号処理を行うことにより、アンプ部１９やＡ／Ｄコンバータ１９にかかる負荷が大幅に低減できるため、画素情報の順序、空間的な位置関係共に全画素読み出しと同じまま、高速読み出し、低消費電力化、間引きすることが可能である。特に、本実施形態に係る固体撮像装置では、メモリ回路部１５として２行分のメモリ回路１５Ａ，１５Ｂを用いるだけで所望の処理を実現できることから、メモリ面積を大幅に縮小できるため、チップ面積を縮小できるとともに、低コスト化も期待できる。
【０１０３】
［第４実施形態］
本発明の第４実施形態に係る固体撮像装置の構成は、基本的に、図２３の第３実施形態に係る固体撮像装置のそれと同じである。ただし、本実施形態に係る固体撮像装置では、ｋを０以上の正の整数とするとき、１／（２ｋ＋３）×（２ｋ＋３）の割合で画素情報量を圧縮する過程において、間引き加算する擬似的な画素ブロック（単位画素ブロック）が交互に重なり合いながら敷き詰められた状態で、２ｋ＋６画素を間引き加算することにより画素情報を、折り返しノイズを低減した状態で間引く構成を採っている。以下、具体例を挙げて説明する。
【０１０４】
（第１具体例）
ｋ＝０のとき、即ち６画素を間引き加算し、１／９の割合で画素情報量を圧縮する場合について、図２８および図２９の動作説明図を参照して説明する。
【０１０５】
まず、図２８（ａ）に示すように、１行目の１，３，５列目および３行目の１，３，５列目の画素情報を加算して１画素分の情報として出力する。次いで、図２８（ｂ）に示すように、１行目の４，６，８列目および３行目の４，６，８列目の画素情報を加算して１画素分の情報として出力する。同様に、１行目の７，９，１１列目および３行目の７，９，１１列目の画素情報を加算して１画素分の情報として出力する。
【０１０６】
同様の操作を繰り返し、図２９（ａ）に示すように、読み出す画素が最終列または最終列付近に達すると（どこまでの画素情報を読み出して間引き加算処理するかは、設定により変更される）、図２９（ｂ）に示すように、３段下がって、４行目の１，３，５列目および６行目の１，３，５列目の画素情報を加算して１画素分の情報として出力する。
【０１０７】
つまり、操作▲１▼｛３ｍ＋１，３ｍ＋３行目の６ｎ＋１，６ｎ＋３，６ｎ＋５列目（ｍ，ｎは０以上の正の整数）の画素情報を間引き加算して１画素分の情報として出力｝し、次に操作▲２▼｛３ｍ＋１，３ｍ＋３行目の６ｎ＋４，６ｎ＋６，６ｎ＋８列目の画素情報を間引き加算して１画素分の情報として出力｝する。この操作▲１▼，▲２▼のペアを基本動作とし、ｍ＝０、ｎ＝０から開始し、まずｍを０で固定し、ｎを基本動作１回につき、順次１ずつ増加させ、画素配列の最終列または最終列付近に達したときに、ｍを１つ増加させ、ｎを０にし、以降同様の操作を繰り返して実行し、加算する画素行において、加算されない画素が１つもない状態で、間引きしながら、全画素を読み出す。このようにして間引き加算処理を行った場合、擬似的な画素の重心は図３０の斜線部分となり、３×３の単位画素ブロックごとに同色フィルタの画素情報を出力したことになるので、１／９の割合で画素情報量を圧縮したことになる。
【０１０８】
次に、上述した間引き加算処理を実行するに際し、センサ部１２から出力される画素情報をメモリ回路１５Ａ，１５Ｂに記憶させ、これらメモリ回路１５Ａ，１５Ｂから水平信号線１７へ出力する過程の動作について図３１を用いて説明する。図３１は、画素が行列状に配列されたセンサ部１１と垂直シフトレジスタ１２、２行分の画素情報を記憶できるメモリ回路部１５および水平シフトレジスタ１６と水平信号線１７を模式的に表した図である。
【０１０９】
まず、図３１（ａ）に示すように、垂直シフトレジスタ１２で選択した１，３行目の各画素情報をメモリ回路部１５へ出力し、２つのメモリ回路１５Ａ，１５Ｂに行毎にそれぞれ記憶させる。次に、図３１（ｂ）に示すように、水平シフトレジスタ１６で選択した１，３，５列目の画素情報を、メモリ回路１５Ａ，１５Ｂから水平信号線１７へ同時に出力する。これにより、１行目の１，３，５列目および３行目の１，３，５列目の各画素情報が水平信号線１７上ですべて加算され、１画素分の情報として出力されることになる。
【０１１０】
以下、図２８および図２９において示したように“６ｎ＋１，６ｎ＋３，６ｎ＋５”列目、“６ｎ＋４，６ｎ＋６，６ｎ＋８”列目を交互に順次選択し、メモリ回路１５Ａ，１５Ｂから水平信号線１７へ出力する。最終列または最終列付近まで達すると、垂直シフトレジスタ１２は４，６行目を選択してメモリ回路部１５へ画素情報を出力し、メモリ回路１５Ａ，１５Ｂに行毎に記憶させる。以下同様の操作を繰り返して、画素情報を間引きしながら加算して出力する。
【０１１１】
（第２具体例）
第１具体例の場合と同じく、ｋ＝０のとき、即ち６画素を間引き加算し、１／９の割合で画素情報を圧縮する場合について、図３２および図３３の動作説明図を参照して説明する。
【０１１２】
まず、図３２（ａ）に示すように、１行目の１，３，５列目および５列目の１，３，５列目の画素情報を加算して１画素分の情報として出力する。次いで、図３２（ｂ）に示すように、１行目の４，６，８列目および５行目の４，６，８列目の画素情報を加算して１画素分の情報として出力する。同様に、１行目の７，９，１１列目および５行目の７，９，１１列目の画素情報を加算して１画素分の情報として出力する。
【０１１３】
同様の操作を繰り返し、図３３（ａ）に示すように、読み出す画素が最終列または最終列付近に達すると（どこまでの画素情報を読み出して間引き加算処理するかは、設定により変更される）、図３３（ｂ）に示すように、３段下がって、４行目の１，３，５列目および８行目の１，３，５列目の画素情報を加算して１画素分の情報として出力する。
【０１１４】
つまり、３ｍ＋１，３ｍ＋５行目の６ｎ＋１，６ｎ＋３，６ｎ＋５列目（ｍ，ｎは０以上の正の整数）の画素情報を間引き加算して１画素分の情報として出力し、次に３ｍ＋１，３ｍ＋３行目の６ｎ＋４，６ｎ＋６，６ｎ＋８列目の画素情報を間引き加算して１画素分の情報として出力し、以下同様の操作を繰り返す。このように間引き加算を行った場合、擬似的な画素の重心は図３４の斜線部分となり、３×３の単位画素ブロックごとに同色フィルタの画素情報を出力したことになるので、１／９の割合で画素情報量を圧縮したことになる。
【０１１５】
画素情報をメモリ回路部１５に記憶させ、メモリ回路部１５から水平信号線１７へ出力する過程での動作は図３１と同様である。すなわち、まず２行分メモリ回路１５Ａ，１５Ｂへ記憶させ、“６ｎ＋１，６ｎ＋３，６ｎ＋５”列目、“６ｎ＋４，６ｎ＋６，６ｎ＋８”列目を交互に順次選択し、間引き加算して１画素分の情報として水平信号線１７へ出力する。最終列または最終列付近まで達すると、垂直シフトレジスタ１２は４，８行目を選択してメモリ回路部１５へ画素情報を出力し、メモリ回路１５Ａ，１５Ｂに行毎に記憶させる。以下同様の操作を繰り返して、画素情報を間引きながら加算して出力する。
【０１１６】
（第３具体例）
ｋ＝１、即ち８画素を間引き加算し、１／２５の割合で画素情報を圧縮する場合について、図３５および図３６の動作説明図を参照して説明する。
【０１１７】
まず、図３５（ａ）に示すように、１行目の１，３，５，７列目および３行目の１，３，５，７列目の画素情報を加算して１画素分の情報として出力する。次いで、図３５（ｂ）に示すように、１行目の４，６，８，１０列目および３行目の４，６，８，１０列目の画素情報を加算して１画素分の情報として出力する。同様に、１行目の９，１１，１３，１５列目および３行目の９，１１，１３，１５列目の画素情報を加算して１画素分の情報として出力する。
【０１１８】
同様の操作を繰り返し、図３６（ａ）に示すように、読み出す画素が最終列または最終列付近に達すると（どこまでの画素情報を読み出して間引き加算処理するかは、設定により変更される）、図３６（ｂ）に示すように、３段下がって、４行目の１，３，５，７列目および６行目の１，３，５，７列目の画素情報を加算して１画素分の情報として出力する。
【０１１９】
つまり、操作▲１▼｛操作Ａ  ＜８ｍ＋１，８ｍ＋３行目の８ｎ＋１，８ｎ＋３，８ｎ＋５，８ｎ＋７列目（ｍ，ｎは０以上の正の整数）の画素情報を間引き加算して１画素分の情報として出力＞  し、次いで操作Ｂ  ＜８ｍ＋１，８ｍ＋３行目の８ｎ＋４，８ｎ＋６，８ｎ＋８，８ｎ＋１０列目の画素情報を間引き加算して１画素分の情報として出力＞  する。ｍの値は固定で、Ａ，Ｂ一連の操作が終了したら次のＡ，Ｂの操作に移行する前にｎを１つ増加させる。以降同様にＡ，Ｂ，Ａ，Ｂ，Ａ，Ｂ，…と順番にＡ，Ｂの操作を列の最終列または最終列付近まで繰り返す。｝
【０１２０】
最終列または最終列付近まで読み込むと、次は操作▲２▼｛操作Ａ  ＜８ｍ＋４，８ｍ＋６行目の８ｎ＋１，８ｎ＋３，８ｎ＋５，８ｎ＋７列目の画素情報を間引き加算して１画素分の情報として出力＞  し、次に操作Ｂ  ＜８ｍ＋４，８ｍ＋６行目の８ｎ＋４，８ｎ＋６，８ｎ＋８，８ｎ＋１０列目の画素情報を間引き加算して１画素分の情報として出力＞  する。ｍの値は固定で、Ａ，Ｂ一連の操作が終了したら次のＡ，Ｂの操作に移行する前にｎを１つ増加させる。以降同様にＡ，Ｂ，Ａ，Ｂ，Ａ，Ｂ，…と順番にＡ，Ｂの操作を列の列の最後またはその付近まで繰り返す。｝
【０１２１】
この行でも最終列または最終列付近まで読み込むと、ｍの値を１つ増加させて操作▲１▼，▲２▼を行う。そして、読み出すように設定された画素情報をすべて読み出すまで、上述した一連の動作を繰り返す。このように間引き加算を行った場合、擬似的な画素の重心は図３７に示すようになり、４×４の単位画素ブロックごとに同色フィルタの画素情報を出力したことになるので、１／１６の割合で画素情報量を圧縮したことになる。
【０１２２】
画素情報をメモリ回路部１５に記憶させ、メモリ回路部１５から水平信号線１７へ出力する過程での動作は図３１と同様である。すなわち、まず２行分メモリ回路１５Ａ，１５Ｂへ記憶し、“８ｎ＋１，８ｎ＋３，８ｎ＋５，８ｎ＋７”列目、“８ｎ＋４，８ｎ＋６，８ｎ＋８，８ｎ＋１０”列目を交互に順次選択し、間引き加算して１画素分の情報として水平信号線１７へ出力する。最終列または最終列付近まで達すると、垂直シフトレジスタ１４は、４，６行目を選択してメモリ回路１５Ａ，１５Ｂへ画素情報を出力し、メモリ回路１５Ａ，１５Ｂに行毎に記憶させる。以下、同様の操作を繰り返して、画素情報を間引きながら加算して出力する。
【０１２３】
本具体例においては、読み出す行として、操作▲１▼のときに８ｍ＋１，８ｍ＋３行目（操作▲２▼のときは８ｍ＋４，８ｍ＋６）を選択して間引き加算を行うとしたが、８ｍ＋１，８ｍ＋３，８ｍ＋５，８ｍ＋７行（操作▲２▼のときは８ｍ＋４，８ｍ＋６，８ｍ＋８，８ｍ＋１０）の内のどの２行を選択しても同様の効果が得られる。
【０１２４】
上述した第１〜第３具体例以外にも、ｊを１以上の整数とするとき、１／（２ｊ＋３）×（２ｊ＋３）の割合で画素情報を圧縮する過程において、（２ｊ＋３）×２画素を間引き加算する手法や、１／（２ｊ＋４）×（２ｊ＋４）の割合で画素情報を圧縮する過程において、（２ｊ＋４）×２画素を間引き加算する手法を採ることが可能である。前者の手法を採る場合は、基本的に第１，第２具体例の場合と同様の動作を行い、後者の手法を採る場合は、基本的に第３具体例の場合と同様の動作を行うことにより、上記と同様の作用効果を得ることができる。以下、これらの手法について一例を挙げて説明する。
【０１２５】
１／（２ｊ＋３）×（２ｊ＋３）の割合で画素情報を圧縮する場合において、例えばｊ＝１、即ち１／２５の割合で画素情報を圧縮するときには、第１，第２具体例の手法で基本操作▲１▼，▲２▼を、操作▲１▼｛５ｍ＋１，５ｍ＋５行目の１０ｎ＋１，１０ｎ＋３，１０ｎ＋５，１０ｎ＋７，１０ｎ＋９列目の画素情報を間引き加算して１画素分の情報として出力｝し、次いで操作▲２▼｛５ｍ＋１，５ｍ＋５行目の１０ｎ＋６，１０ｎ＋８，１０ｎ＋１０，１０ｎ＋１２，１０ｎ＋１４列目を間引き加算して１画素分の情報として出力｝とするように（行も単位画素ブロック中であれば任意の２行で良い）、加算する画素数に合わせて、１度に読み出す画素ブロックの正方性を保ったまま、一度に読み出して加算する画素数を変更すれば良い。そして、加算する画素行において、加算されない画素が１つもない状態で間引きしながら、全画素を読み出すようにする。
【０１２６】
１／（２ｊ＋４）×（２ｊ＋４）の割合で画素情報を圧縮する場合において、例えばｊ＝１、即ち１／３６の割合で画素情報を圧縮するときには、第３具体例の手法で基本操作▲１▼，▲２▼を、操作▲１▼｛操作Ａ  ＜１２ｍ＋１，１２ｍ＋３行目の１２ｎ＋１，１２ｎ＋３，１２ｎ＋５，１２ｎ＋７，１２ｎ＋９，１２ｎ＋１１列目の画素情報を間引き加算して１画素分の情報として出力＞  し、次いで操作Ｂ  ＜１２ｍ＋１，１２ｍ＋３行目の１２ｎ＋６，１２ｎ＋８，１２ｎ＋１０，１２ｎ＋１２列目の画素情報を間引き加算して１画素分の情報として出力＞  する。ｍの値は固定で、Ａ，Ｂ一連の操作が終了したら、次のＡ，Ｂの操作に移行する前にｎを１つ増加させる。以降同様にＡ，Ｂ，Ａ，Ｂ，Ａ，Ｂ，…と順番にＡ，Ｂの操作を最終列または最終列付近まで繰り返す。｝
【０１２７】
最終列またはその付近まで読み込むと、次は操作▲２▼｛操作Ａ  ＜１２ｍ＋６，１２ｍ＋８行目の１２ｎ＋１，１２ｎ＋３，１２ｎ＋５，１２ｎ＋７，１２ｎ＋９，１２ｎ＋１１列目の画素情報を間引き加算して１画素分の情報として出力＞  し、次いで操作Ｂ  ＜１２ｍ＋６，１２ｍ＋８行目の１２ｎ＋６，１２ｎ＋８，１２ｎ＋１０，１２ｎ＋１２，１２ｎ＋１４，１２ｎ＋１６列目の画素情報を間引き加算して１画素分の情報として出力＞  する。ｍの値は固定で、Ａ，Ｂ一連の操作が終了したら、次のＡ，Ｂの操作に移行する前にｎを１つ増加させる。以降同様に、Ａ，Ｂ，Ａ，Ｂ，Ａ，Ｂ，…と順番にＡ，Ｂの操作を最終列又は最終列付近まで繰り返す。｝
【０１２８】
この行でも最終列またはその付近まで読み込むと、ｍの値を１つ増加させて操作▲１▼，▲２▼を行う。というように変更すれば良い。そして、加算する画素行において、加算されない画素が１つもない状態で、間引きしながら全画素を読み出すようにする。
【０１２９】
このようにして間引き加算を行うことにより、擬似的に画素面積の増加および横方向への画素の拾い漏れがなくなることなどによってナイキスト周波数以上の空間周波数領域のＭＴＦ値を低減することが可能である。これにより、折り返しノイズが減少するので、間引き過程において従来問題であったノイズを低減しながら画質を向上させることが可能である。
【０１３０】
また、サンプリング過程で間引きながら信号処理を行うことにより、アンプ部１８やＡ／Ｄコンバータ１９にかかる負荷を大幅に低減できるので、画素情報の順序、空間的な位置関係共に全画素読み出しと同じまま、高速読み出し、低消費電力化、間引きすることが可能である。特に、本実施形態に係る固体撮像装置においても、メモリ回路部１５として２行分のメモリ回路１５Ａ，１５Ｂを用意すれば良いことから、メモリ面積を大幅に縮小できるため、チップ面積を縮小できるとともに、低コスト化も期待できる。
【０１３１】
なお、上記各実施形態では、固体撮像素子から画素情報を間引いて読み出す過程において、行方向および列方向にて互いに隣接する複数の画素からなる画素ブロックを単位画素ブロックとし、当該単位画素ブロック内の同色フィルタの画素情報をメモリ回路部１５を介して水平信号線１７に同時に出力することにより、これら画素情報を加算して擬似的に１画素分の画素情報として読み出す場合を例に挙げて説明したが、一度加算した結果を平均化して１画素分の画素情報として出力する構成を採ることも可能である。一例として、４画素分の画素情報を加算した場合には１／４に平均化する。この平均化処理は、例えば、アンプ部１８にプログラマブルアンプを用いることによって実現できる。この加算・平均化の手法は、例えばＡＤコンバータ１９以降の回路の入力ダイナミックレンジが狭い場合に有効となる。
【０１３２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、（２ｋ＋３）×（２ｋ＋３）の画素配列（ｋは０以上の整数）を１単位とし、その単位画素ブロック中に含まれる任意の色フィルタと同じ色フィルタの画素情報を１画素分の情報として読み出すことにより、画素面積を擬似的に増加させ、ナイキスト周波数以上の空間周波数領域においてＭＴＦ値を低減できるため、折り返しノイズを減少させることが可能となる。これにより、間引き時の折り返しノイズの低減、出力情報量の減少、信号処理系の負荷の軽減、それに伴い高速読み出しの実現、クロックの低周波数化にによる消費電力の減少、チップ面積の縮小化、低コスト化など様々な付随的効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１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。
【図２】１／９の割合で画素情報量を圧縮するときの動作説明図であり、（ａ）は従来例の場合を、（ｂ）は第１実施形態の場合をそれぞれ示している。
【図３】１／２５の割合で画素情報量を圧縮するときの動作説明図である。
【図４】１／４９の割合で画素情報量を圧縮するときの動作説明図である。
【図５】重心を単位画素ブロックからずらさないで画素情報を間引き加算する手法の例を示す図である。
【図６】横方向の空間周波数による折り返しノイズを特に低減したいときの間引き加算する手法を示す図である。
【図７】４行４列を単位とし、その単位の繰り返しのカラーコーディングを持つ色フィルタの画素配列の場合の動作説明図である。
【図８】第２実施形態の第１具体例（１／４の割合で画素情報量を圧縮）の動作説明図（その１）である。
【図９】第２実施形態の第１具体例の動作説明図（その２）である。
【図１０】第２実施形態の第１具体例での処理結果を示す図である。
【図１１】第２実施形態の第２具体例（１／９の割合で画素情報量を圧縮）の動作説明図（その１）である。
【図１２】第２実施形態の第２具体例の動作説明図（その２）である。
【図１３】第２実施形態の第２具体例での処理結果を示す図である。
【図１４】第２実施形態の第３具体例（１／１６の割合で画素情報量を圧縮）の動作説明図（その１）である。
【図１５】第２実施形態の第３具体例の動作説明図（その２）である。
【図１６】第２実施形態の第３具体例での処理結果を示す図である。
【図１７】第２実施形態の第４具体例（１／２５の割合で画素情報量を圧縮）の動作説明図（その１）である。
【図１８】第２実施形態の第４具体例の動作説明図（その２）である。
【図１９】第２実施形態の第４具体例での処理結果を示す図である。
【図２０】第２実施形態の変形例（１６画素を間引き加算し、１／２５の割合で画素情報量を圧縮）の動作説明図（その１）である
【図２１】第２実施形態の変形例の動作説明図（その２）である
【図２２】第２実施形態の変形例での処理結果を示す図である。
【図２３】本発明の第３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。
【図２４】第３実施形態の動作説明図である。
【図２５】第３実施形態の他の間引き加算の手法を示す図である。
【図２６】センサ部と垂直シフトレジスタ、メモリ回路部および水平シフトレジスタと水平信号線の関係を模式的に表した図である。
【図２７】第３実施形態における２行分の画素行、２行分のメモリ回路および水平信号線の関係の一例を示した回路図である。
【図２８】第４実施形態の動作説明図（その１）である。
【図２９】第４実施形態の動作説明図（その２）である。
【図３０】第４実施形態での処理結果を示す図である。
【図３１】第４実施形態における２行分の画素行、２行分のメモリ回路および水平信号線の関係の一例を示した回路図である。
【図３２】第４実施形態の第１具体例（１／９の割合で画素情報量を圧縮）の動作説明図（その１）である。
【図３３】第４実施形態の第１具体例での処理結果を示す図である。
【図３４】第４実施形態の第１具体例の動作説明図（その２）である。
【図３５】第４実施形態の第２具体例（１／１６の割合で画素情報量を圧縮）の動作説明図（その１）である。
【図３６】第４実施形態の第２具体例の動作説明図（その２）である。
【図３７】第４実施形態での処理結果を示す図である。
【図３８】第１従来技術の課題の説明に供する図である。
【図３９】第２従来技術の課題の説明に供する図である。
【符号の説明】
１１…センサ部、１２…垂直シフトレジスタ、１３…シャッタシフトレジスタ、１４…ＣＤＳ（相関２重サンプリング）回路、１５…メモリ回路部、１５Ａ，１５Ｂ…メモリ回路、１６…水平シフトレジスタ、１７…水平信号線、１８…アンプ部、１９…ＡＤコンバータ、２０…ディジタルアンプ、２１…タイミングジェネレータ
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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