(57)【要約】【課題】画素の間引き読み出しにより高フレームレートでの読み出しを可能とし、そのとき水平同色３画素の信号を平均化して出力することで画素の間引き読み出しによって生じる水平方向の偽色を抑圧することが可能な固体撮像装置を提供する。【解決手段】本発明は、ベイヤー配列のカラーフィルタを備えた画素部１を有する固体撮像装置であって、１フレーム内で間引いた画素信号の読み出しを行い、且つ当該画素信号について上記カラーフィルタにより規定される色位相コーディングのうち同一色位相にある画素の画素信号を平均化スイッチ部１２で平均化して出力するものである。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定配列のカラーフィルタを備えた固体撮像素子を有する固体撮像装置であって、全画素を順次出力するモードと、１フレーム内で画素の間引き読み出しを行い、且つ当該画素について上記カラーフィルタにより規定される色位相コーディングのうち同一色位相にある画素の画素信号を平均化して出力するモードとを有していることを特徴とする固体撮像装置。
【請求項２】
少なくとも一部がベイヤー配列のカラーフィルタを備えた複数の画素が２次元に配列された固体撮像素子と、該画素の読み出しを行うための水平及び垂直走査回路とからなるＸＹアドレス型の固体撮像装置において、
上記カラーフィルタにより規定される色位相のコーディングのうち同一の色位相にある画素の画素信号を平均化する信号平均化スイッチ部を有し、
上記走査回路の制御に基づき、全画素を順次出力するモードと、１フレーム内で画素の間引き読み出しを行い且つ当該画素について上記信号平均化スイッチ部により平均化した信号を出力するモードと、を有することを特徴とする固体撮像装置。
【請求項３】
上記固体撮像素子の一部の画素は遮光画素であり、上記信号平均化スイッチ部は、更に当該遮光画素に係る信号のうち所定画素分の信号を平均化することを特徴とする請求項２に記載の固体撮像装置。
【請求項４】
上記遮光画素については１フレーム内で順次に読み出しを行うことを更に特徴とする請求項３に記載の固体撮像装置。
【請求項５】
上記信号平均化スイッチ部は、遮光画素信号平均化スイッチ部と有効画素信号平均化スイッチ部からなり、第１の信号により当該遮光画素信号平均化スイッチ部による遮光画素に係る信号の平均化の可否を制御し、第２の信号により当該有効画素信号平均化スイッチ部による上記カラーフィルタにより規定される色位相のコーディングのうち同一の色位相にある画素の画素信号を平均化の可否を制御する、ことを更に特徴とする請求項３に記載の固体撮像装置。
【請求項６】
上記平均化は水平方向のみ行い、垂直方向は行わないことを特徴とする請求項１又は２のいずれかに記載の固体撮像装置。
【請求項７】
全画素を順次出力するモードと平均化して出力するモードとの切り換えは、水平及び垂直走査回路及び信号平均化スイッチ部の駆動制御によって行うことを特徴とする請求項１又は２のいずれか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、例えば画素の間引き読み出しによりフレームレートを向上させ、併せて画質劣化も抑制するようにした固体撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子カメラ等の分野では、高速読み出し、低消費電力化の観点から、撮像前の画像表示等の際に必要十分な画素だけを読み出すことがなされている。
【０００３】
この種の技術として、例えば特許文献１では、マトリクス状に配置された複数の光電変換画素の内、走査回路によって行グループ又は列グループを選択し、選択された行グループ又は列グループの内から選択回路によって所望の行又は列を任意に選択することで、所望の行又は列の画素のみを的確に間引き読み出しすることを特徴とする電子カメラに関する技術が開示されている。
【特許文献１】特開２０００−００４４０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１では、画素の間引き読み出しによって生じる水平方向の偽色を抑圧することについては何等記載も示唆もされていない。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、画素の間引き読み出しにより高フレームレートでの読み出しを可能とし、更にそのとき水平同色所定数の画素の画素信号を平均化して出力することで、画素の間引き読み出しによって生じる水平方向の偽色を抑圧することが可能な固体撮像装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の第１の態様によれば、所定配列のカラーフィルタを備えた固体撮像素子を有する固体撮像装置であって、全画素を順次出力するモードと、１フレーム内で画素の間引き読み出しを行い、且つ当該画素について上記カラーフィルタにより規定される色位相コーディングのうち同一色位相にある画素の画素信号を平均化して出力するモードとを有していることを特徴とする固体撮像装置が提供される。この第１の態様によれば、高フレームレートでの読み出しを可能とし、更に画素信号の間引き読み出しによって生じる水平方向の偽色を抑圧することができる。
【０００７】
本発明の第２の態様によれば、少なくとも一部がベイヤー配列のカラーフィルタを備えた複数の画素が２次元に配列された固体撮像素子と、該画素の読み出しを行うための水平及び垂直走査回路とからなるＸＹアドレス型の固体撮像装置において、上記カラーフィルタにより規定される色位相のコーディングのうち同一の色位相にある画素の画素信号を平均化する信号平均化スイッチ部を有し、上記走査回路の制御に基づき、全画素を順次出力するモードと、１フレーム内で画素の間引き読み出しを行い且つ当該画素について上記信号平均化スイッチ部により平均化した信号を出力するモードと、を有することを特徴とする固体撮像装置が提供される。この第２の態様によれば、高フレームレートでの読み出しを可能とし、更に画素信号の間引き読み出しによって生じる水平方向の偽色を抑圧することができる。
【０００８】
さらに、本発明の第３の態様によれば、上記第２の態様において、上記固体撮像素子の一部の画素は遮光画素であり、上記信号平均化スイッチ部は、更に当該遮光画素に係る信号のうち所定画素分の信号を平均化することを特徴とする固体撮像装置が提供される。この第３の態様によれば、遮光画素に係る信号の平均化により信頼性が高められる。
【０００９】
本発明の第４の態様によれば、上記第３の態様において、上記遮光画素については１フレーム内で順次に読み出しを行うことを更に特徴とする固体撮像装置が提供される。この第４の態様によれば、例えば遮光画素信号レベルにクランプするときの期間を順次読み出しの場合と同じだけ確保することができる。
【００１０】
また、本発明の第５の態様によれば、上記第３の態様において、上記信号平均化スイッチ部は、遮光画素信号平均化スイッチ部と有効画素信号平均化スイッチ部からなり、第１の信号により当該遮光画素信号平均化スイッチ部による遮光画素に係る信号の平均化の可否を制御し、第２の信号により当該有効画素信号平均化スイッチ部による上記カラーフィルタにより規定される色位相のコーディングのうち同一の色位相にある画素の画素信号を平均化の可否を制御する、ことを更に特徴とする固体撮像装置が提供される。この第５の態様によれば、高フレームレートでの読み出しを可能とし、更に画素信号の間引き読み出しによって生じる水平方向の偽色を抑圧することができる。
【００１１】
本発明の第６の態様によれば、上記第１又は第２の態様において、上記平均化は水平方向のみ行い、垂直方向は行わないことを特徴とする固体撮像装置が提供される。この第６の態様によれば、高フレームレートでの読み出しを可能とし、更に画素信号の間引き読み出しによって生じる水平方向の偽色を抑圧することができる。
【００１２】
本発明の第７の態様によれば、上記第１又は第２の態様において、全画素を順次出力するモードと平均化して出力するモードとの切り換えは、水平及び垂直走査回路及び信号平均化スイッチ部の駆動制御によって行うことを特徴とする請求項１又は２のいずれかに記載の固体撮像装置が提供される。この第７の態様によれば、高フレームレートでの読み出しを可能とし、更に画素信号の間引き読み出しによって生じる水平方向の偽色を抑圧することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、画素の間引き読み出しにより高フレームレートでの読み出しを可能とし、更にそのとき水平同色所定数の画素の画素信号を平均化して出力することで、画素の間引き読み出しによって生じる水平方向の偽色を抑圧することが可能な固体撮像装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
先ず、図１には本発明の一実施の形態に係る固体撮像装置の概念図を示し、図２及び図３には図１の構成を更に具現化して示した構成図を示す。以下、これら図１乃至図３を参照して、本発明の一実施の形態に係る固体撮像装置について詳細に説明する。
【００１５】
これらの図１乃至図３において、固体撮像素子としての画素部１は、複数の画素が２次元にマトリックス状に配列されて構成されている。より詳細には、画素部１は、黒レベルに対応した信号を出力する遮光画素部１ａと、被写体光を受光して電荷を発生して画素信号を出力する有効画素部１ｂとで構成されている。そして、遮光画素部１ａの各画素の表面は例えばアルミニウム等の遮光性の膜で被覆されており、有効画素部１ｂの各画素の表面にはカラーフィルタが配設されている。更に、図２及び３中に示した、Ｐ（ｉ−４，ｋ−３）〜Ｐ（ｉ＋３，ｋ＋４）は画素部１内に複数配列された遮光画素部１ａの画素アドレスを意味しており、Ｐ（ｊ−８，ｋ−３）〜Ｐ（ｊ＋７，ｋ＋４）は画素部１内に複数配列された有効画素部１ｂの画素アドレスを意味している。
【００１６】
更に、図２，３中に示した「Ｒ」は有効画素のうち赤色の光に対して感度のある画素（以下、Ｒ画素という）、「Ｇ」は有効画素のうち緑色の光に対して感度のある画素（以下、Ｇ画素という）、「Ｂ」は有効画素のうち青色の光に対して感度のある画素（以下、Ｂ画素という）、をそれぞれ意味している。これらＲ画素、Ｇ画素、Ｂ画素は、Ｇ画素が市松状に配置され、残されたその他の部分にＲ画素及びＢ画素が線順次に配置（ベイヤー配列）されている。「ＯＢ」は遮光画素である。
【００１７】
垂直走査回路２０は、行選択信号により垂直信号線を順次走査して、遮光画素部１ａと有効画素部１ｂからの画素信号を順次に読み出すものである。そして、この垂直走査回路２０は、ｎ（ｎは自然数）個の垂直走査回路ユニットからなる。図２中に示した符号２０−（ｋ−３）〜２０−（ｋ＋４）は、ｎ個の垂直走査回路ユニットのうちｋ（ｋは自然数）番目近傍の垂直走査回路ユニットを示している。
【００１８】
信号転送スイッチ部１４は、信号転送クロックＣＫＴにより駆動制御される。より詳細に説明すると、信号転送スイッチ部１４を構成する信号転送スイッチ１４−（ｉ−４）〜１４−（ｉ＋３）及び１４−（ｊ−８）〜１４−（ｊ＋７）は、前述した垂直走査回路２０により選択された行の画素信号を、後段の容量素子１３−（ｉ−４）〜１３−（ｉ＋３）及び１３−（ｊ−８）〜１３−（ｊ＋７）に転送する。
【００１９】
ラインメモリ部１３は、ｍ（ｍは自然数）個の容量素子からなり、画素一行分の信号を一時的に記憶する。図２，３中に示した符号１３−（ｉ−４）〜１３−（ｉ＋３）及び１３−（ｊ−８）〜１３−（ｊ＋７）は、ｍ個の容量素子のうちｉ（ｉは自然数）個目近傍及びｊ（ｊは自然数）個目近傍の容量素子を示している。
【００２０】
信号平均化スイッチ部１２は、ラインメモリ部１３に記憶された信号を平均化する為のスイッチであり、ラインメモリ部１３に記憶された遮光画素の信号を平均化する為の遮光画素信号平均化スイッチ部１２ａと、ラインメモリ部１３に記憶された有効画素の信号を平均化する為の有効画素信号平均化スイッチ部１２ｂに大別される。
【００２１】
遮光画素信号平均化スイッチ部１２ａは、一列おきに配置され、クロックＣＫＡＶＥ１が“Ｈ”レベルになると、所定数（ここでは３列分）の遮光画素信号が平均化される。例えば、遮光画素信号平均化スイッチ１２−（ｉ−１）及び１２−（ｉ＋１）はクロックＣＫＡＶＥ１が“Ｈ”レベルになると、容量素子１３−（ｉ−１），１３−（ｉ＋１）及び１３−（ｉ＋３）を電気的に接続するように動作する。また、例えば、遮光画素信号平均化スイッチ１２−（ｉ−３）及び１２−（ｉ＋３）等は、列毎の回路構成、即ちレイアウトが均一になるように設けたもので、クロックＣＫＡＶＥ１が“Ｈ”レベルになってもスイッチとして機能しないように接続されている。このような接続により有効画素信号平均化スイッチ部１２ｂにおける接続形態と同一としている。
【００２２】
一方、有効画素信号平均化スイッチ部１２ｂは、Ｒ画素、Ｇ画素及びＢ画素の各信号同士が所定数の画素単位（ここでは３画素分）で平均化されるように構成され、クロックＣＫＡＶＥ２によって制御されるように接続されている。
【００２３】
このように、この実施の形態では、画素信号平均化スイッチ部１２は、遮光画素信号平均化スイッチ部１２ａによりラインメモリ部１３に記憶された信号のうち遮光画素の信号についてはクロックＣＫＡＶＥ１により３画素分の信号平均化が制御され、有効画素信号平均化スイッチ部１２ｂにより有効画素の信号についてはクロックＣＫＡＶＥ２により同色３画素分の信号平均化が制御されるように構成されている。
【００２４】
水平走査回路１０は、水平選択スイッチ部１１を順次に駆動するためのものであり、ｍ個の水平走査回路ユニットから構成される。即ち、符号１０−（ｉ−４）〜１０−（ｉ＋３）及び１０−（ｊ−８）〜１０−（ｊ＋７）は、ｍ個の水平走査回路ユニットのうちｉ個目近傍及びｊ個目近傍の水平走査回路ユニットを示している。
【００２５】
水平選択スイッチ部１１は、水平走査回路部１０の出力（水平選択信号）により制御されるもので、ｍ個の水平選択スイッチからなる。図２，３中の符号１１−（ｉ−４）〜１１−（ｉ＋３）及び１１−（ｊ−８）〜１１−（ｊ＋７）は、ｍ個の水平選択スイッチのうちｉ個目近傍及びｊ個目近傍の水平選択スイッチを示している。そして、この水平選択スイッチ部１１では、各水平選択スイッチが水平選択信号によりオン状態になると、ラインメモリ部１３に記憶された画素信号が水平信号線に伝達され、更には後段の出力アンプ３０により増幅されて外部に出力されることになる。
【００２６】
以上の構成において、本実施の形態は、ベイヤー配列のカラーフィルタを備えた画素部１を有する固体撮像装置であって、１フレーム内で画素の間引き読み出しを行い、且つ当該画素について上記カラーフィルタにより規定される色位相コーディングのうち同一色位相にある画素の画素信号を平均化して出力することを特徴とする。
【００２７】
より詳細には、少なくとも一部がベイヤー配列のカラーフィルタを備えた複数の画素が２次元に配列された画素部１と、該画素の画素信号の読み出しを行うための水平走査回路１０及び垂直走査回路２０とからなるＸＹアドレス型の固体撮像装置において、上記カラーフィルタにより規定される色位相のコーディングのうち同一の色位相にある画素の画素信号を平均化する信号平均化スイッチ部１２を有し、上記走査回路１０，２０の制御に基づき１フレーム内で画素の間引き読み出しを行い、且つ当該画素について上記信号平均化スイッチ部１２により平均化した信号を出力することを特徴とする。
【００２８】
さらに、上記画素部１は、遮光画素部１ａと有効画素部１ｂからなり、信号平均化スイッチ部１２は、更に当該遮光画素部１ａの画素に係る信号のうち所定画素分の信号も平均化する。このとき、上記遮光画素部１ａの画素に係る信号については１フレーム内で順次に読み出しを行う。そして、信号平均化スイッチ部１２は、遮光画素信号平均化スイッチ部１２ａと有効画素信号平均化スイッチ部１２ｂからなり、第１の信号（ＣＫＡＶＥ１）により当該遮光画素信号平均化スイッチ部１２ａによる遮光画素に係る信号の平均化の可否を制御し、第２の信号（ＣＫＡＶＥ２）により当該有効画素信号平均化スイッチ部１２ｂによる上記カラーフィルタにより規定される色位相のコーディングのうち同一の色位相にある画素の画素信号を平均化の可否を制御する。
【００２９】
以下、図４及び図５のタイミングチャートを参照して、前述したように構成した固体撮像装置の動作を更に詳細に説明する。尚、図４中に符号ａ乃至ｐで示したタイミングは図５中に同符号で示したタイミングにそれぞれ対応している。
【００３０】
この図４及び図５において、「ＶＤ」は垂直同期信号、「ＨＤ」は水平同期信号、「ＣＫＡＶＥ１」は遮光画素信号平均化スイッチ部１２ａのオン／オフを制御するクロック、「ＣＫＡＶＥ２」は有効画素信号平均化スイッチ部１２ｂのオン／オフを制御するクロック、「ＣＫＴ」は信号転送スイッチ部１４のオン／オフを制御するクロックである。
【００３１】
「Ｖ−１」〜「Ｖ−ｎ」は行選択信号であり、垂直走査回路ユニット２０−１〜２０−ｎの出力である。「Ｈ−１」〜「Ｈ−ｍ」は水平選択スイッチ１１−１〜１１−ｍを制御する水平選択信号であり、水平走査回路ユニット１０−１〜１０−ｍの出力信号である。以上のほか、「信号出力」とは出力アンプ３０から出力される画素信号である。
【００３２】
さて、この動作に入ると、垂直走査回路２０は、例えば２０−１…２０−（ｋ−３）、２０−ｋ、２０−（ｋ＋３）、…２０−ｎのように、垂直走査回路ユニット２０−１〜２０−ｎの配列方向に２行分スキップした走査、即ち垂直１／３間引き走査を行う。
【００３３】
即ち、水平ブランキング期間（水平同期信号ＨＤが“Ｌ”レベルの期間）内で垂直走査回路２０より出力される行選択信号Ｖ−（ｋ−３）が“Ｈ”レベルとなると、（ｋ−３）行目の画素Ｐ（１，ｋ−３）〜Ｐ（ｍ，ｋ−３）が選択される。
【００３４】
この間、信号転送スイッチ部１４に入力される信号転送クロックＣＫＴが“Ｈ”レベルであるため、選択された画素Ｐ（１，ｋ−３）〜Ｐ（ｍ，ｋ−３）の画素信号は、容量素子１３−１〜１３−ｍに記憶される。その後、画素信号平均化スイッチ部１２に入力されるクロックＣＫＡＶＥ１及びＣＫＡＶＥ２が“Ｈ”レベルであるため一列おきの３画素分の信号が平均化され、ラインメモリ部１３に記憶される。
【００３５】
即ち、例えば容量素子１３−（ｉ−４），１３−（ｉ−２），１３−ｉに記憶された信号の平均が遮光画素３画素分の平均信号として、例えば容量素子１３−（ｊ−１），メモリ１３−（ｊ＋１），１３−（ｊ＋３）に記憶された信号の平均が有効画素３画素分の平均信号として、それぞれラインメモリ部１３に記憶される。このような動作により、ベイヤー配列されたＲ画素及びＧ画素の水平同色３画素平均化が行われる。
【００３６】
その後、水平有効期間（水平同期信号ＨＤが“Ｈ”レベルの期間）内で水平走査回路ユニット１０−１〜１０−ｍに向かって走査・選択信号を出力するときに、遮光画素信号を選択する場合は、順番に１ユニットずつ水平選択信号が出力されるように順次走査（Ｈ−１、…Ｈ−（ｉ−４）、Ｈ−（ｉ−３）、Ｈ−（ｉ−２）、Ｈ−（ｉ−１）、Ｈ−ｉ、Ｈ−（ｉ＋１）、Ｈ−（ｉ＋２）、Ｈ−（ｉ＋３）、Ｈ−（ｉ＋４）、…）させる。
【００３７】
一方、有効画素信号を選択する場合は、３ユニット中の１ユニットから水平選択信号が出力されるように走査、即ち１／３間引き走査（…Ｈ−（ｊ−８）、Ｈ−（ｊ−５）、Ｈ−（ｊ−２）、Ｈ−（ｊ＋１）、Ｈ−（ｊ＋４）、Ｈ−（ｊ＋７）、…）させる。
【００３８】
このようにして水平走査が行われると、ラインメモリ部１３に記憶されていた遮光画素３画素平均信号及び有効画素３画素平均信号は、水平選択スイッチ部１１を介して水平信号線に伝達され、更に後段の出力アンプ３０で増幅されて信号出力となる。
【００３９】
このとき、遮光画素３画素平均信号は順次出力され、有効画素３画素平均信号は信号数が１／３に間引かれて出力される。こうして１行分の画素信号が３画素平均され、遮光画素数分の信号及び有効画素数の１／３の信号が出力される。
【００４０】
次の水平ブランキング期間では、垂直走査回路２０が１／３間引き走査するので、垂直走査回路２０からの行選択信号Ｖ−ｋが“Ｈ”レベルとなる。この垂直ブランキング期間内で行選択信号Ｖ−ｋが“Ｈ”レベルとなると、ｋ行目の画素Ｐ（１，ｋ）〜Ｐ（ｍ，ｋ）が選択される。この間、信号転送スイッチ部１４に入力される信号転送クロックＣＫＴが“Ｈ”レベルであるため、選択された画素Ｐ（１，ｋ）〜Ｐ（ｍ，ｋ）の画素信号は、ラインメモリ部１３の容量素子１３−１〜１３−ｍに記憶される。
【００４１】
その後、信号平均化スイッチ部１２に入力されるクロックＣＫＡＶＥ１及びＣＫＡＶＥ２が“Ｈ”レベルである為、一列おきの３画素分の信号が平均化され、遮光画素３画素平均信号及び有効画素３画素平均信号がそれぞれラインメモリ１３に記憶される。
【００４２】
以上の動作により、ベイヤー配列されたＧ画素及びＢ画素の水平同色３画素平均が行われる。その後、水平有効期間内で水平走査回路ユニット１０−１〜１０−ｍに向けて走査・選択信号を出力するときに、遮光画素信号を選択する場合は順番に１ユニットずつ水平選択信号が出力されるように順次走査（Ｈ−１、…Ｈ−（ｉ−４）、Ｈ−（ｉ−３）、Ｈ−（ｉ−２）、Ｈ−（ｉ−１）、Ｈ−ｉ、Ｈ−（ｉ＋１）、Ｈ−（ｉ＋２）、Ｈ−（ｉ＋３）、Ｈ−（ｉ＋４）、…）させ、有効画素信号を選択する場合は３ユニット中の１ユニットから水平選択信号が出力されるように１／３間引き走査（…Ｈ−（ｊ−８）、Ｈ−（ｊ−５）、Ｈ−（ｊ−２）、Ｈ−（ｊ＋１）、Ｈ−（ｊ＋４）、Ｈ−（ｊ＋７）、…）させる。
【００４３】
このようにして水平走査が行われると、ラインメモリ部１３に記憶されていた遮光画素３画素平均信号及び有効画素３画素平均信号は、水平選択スイッチ部１１を介して水平信号線に伝達され、さらに出力アンプで増幅されて信号出力となる。
【００４４】
このとき遮光画素３画素平均信号は順次出力され、有効画素３画素平均信号は信号数が１／３間引かれて出力される。このようにして、１行分の画素信号が３画素平均され、遮光画素数分の信号及び有効画素数の１／３の信号が出力される。
【００４５】
以降、同様に垂直ブランキング期間中に（ｋ＋３）行目からｎ行目までの画素が２行飛びに選択され、水平有効期間中に行ごとの画素信号が出力される。
【００４６】
以上の読み出し動作により、垂直１／３間引き読み出し、かつ遮光画素３画素分の平均信号の水平順次読み出し及び有効画素の同色３画素分の平均信号の水平１／３間引き読み出し動作が行われる。このように動作させることで、読み出し有効画素数が水平・垂直１／３に圧縮されるので、高フレームレートでの読み出しが可能となる。
【００４７】
このとき、水平同色３画素の信号が平均化されて出力されるので、間引き読み出しすることによって生じる水平方向の偽色を抑圧することができる。また、垂直方向に対しての平均化を行う場合と比較して大幅に回路規模を削減することができる。さらに、遮光画素を読み出す場合は順次読み出しを行うので遮光画素信号レベルにクランプするときの期間を順次読み出しの場合と同じだけ確保することができる。
【００４８】
次に、図６の概念図を参照して、上述した実施の形態に係る固体撮像装置を適用したカメラについて詳細に説明する。
【００４９】
この図６に示されるように、撮影レンズ５０を介して入射した被写体光の光路上には固体撮像装置５１が配設されている。そして、この固体撮像装置５１の出力は直流再生部（ＣＤＳ）５６の入力に接続されており、更に当該直流再生部５６の出力はスイッチ部を介してコントラストＡＦ検出部５７、画像処理部５８の入力に接続されている。
【００５０】
このコントラストＡＦ検出部５７の検出結果に基づいて撮影レンズ５０に概念上含まれるズームレンズが駆動制御される。画像処理部５８の出力は、ＬＣＤ等の表示部６０、メディア記録部６１の入力に接続されている。クロック信号を発生する同期タイミング発生部５５の出力は、直流再生部５６、走査制御部５４の入力に接続されている。この走査制御部５４には、各種モードを設定する為のモード切換部５９も接続されている。
【００５１】
このような構成において、撮影レンズ５０を介して入射された被写体光は、固体撮像装置１の固体撮像素子に撮像され、画素信号が出力される。
【００５２】
このとき、モード切換部５９で設定された各種モードに基づいて走査制御部５４が制御され、前述した間引き走査等を実施するように垂直シフトレジスタ制御信号及び水平シフトレジスタ制御信号が固体撮像装置１内の水平走査回路５３、垂直走査回路５２に出力される。この制御信号に基づいて、前述したような駆動がなされ、画素を間引きながらの読み出しが行われることになる。
【００５３】
画素信号は、直流再生部５６にて相関二重サンプリングされ、更にＡ／Ｄ変換されてデジタル画像信号とされ、スイッチ部の切替状態に応じてコントラストＡＦ検出部５７又は画像処理部５８に送られる。コントラストＡＦ検出部５７では、デジタル画像信号に基づく被写体距離の検出がなされる。一方で、画像処理部５８では、例えば色信号生成処理、マトリックス変換処理、その他の各種画像処理がなされ、表示部６０又はメディア記録部６１に出力される。この表示部６０では、デジタル画像信号に基づいて各種表示がなされることになる。一方、メディア記録部６１は、例えばカードインターフェース及びメモリカード等からなり、デジタル画像信号が記録されることになる。
【００５４】
この適用例としてのカメラでは、その内部の固体撮像装置で、１／３間引き走査による読み出しを行うことによって、フレームレートを向上させ、高速なエリア読み出しが可能となり、その結果、各種モード（ＡＦ、表示、記録等）に応じた好適な読み出し方法を選択することができることになる。即ち、間引き走査は短いフレームレートで連続的な表示を表示部６０で行う場合に好適であるが、上記モード切換部５９の設定に基づいて走査制御部５４が垂直シフトレジスタ制御信号、水平シフトレジスタ制御信号の出力タイミングを制御することで、簡易に実現されることになる。
【００５５】
以上、本発明の一実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の改良・変更が可能であることは勿論である。
【００５６】
即ち、例えば、図１乃至３に示した回路構成はこれに限定されるものではなく、読出し回路に画素のＦＰＮをキャンセルするための機能をもたせること等が可能である。
【００５７】
また、実施の形態では、水平３画素平均を可能にするための構成を示したが、信号平均化スイッチの繰返し周期を変更することで、水平５画素平均或いは水平７画素平均等が行えるように構成することも可能であり、複数の平均化動作を選択的に行えるように構成することも可能である。また、前述した実施の形態では、信号出力は一線で行うように構成したが、多線出力できるように構成することも可能であることは勿論である。
【００５８】
また、図４及び５のタイミングチャートにおいて、ＣＫＡＶＥ１を“Ｌ”レベルにしておくことで遮光画素信号を平均化せずに読み出すこともできるし、ＣＫＡＶＥ２を“Ｌ”レベルにしておくことで有効画素部を平均化せずに読み出すこともできる。
【００５９】
また、本発明の上記実施の形態では、水平走査回路及び垂直走査回路を１／３間引き走査が行えるような動作につき説明したが、このような動作を行うためにはデコーダ回路を使用したものや、走査回路にシフトレジスタを用いたものとしては、例えば特開平９−１６３２４５号公報に記載した間引き走査の方法で実現することができ、順次走査を行うことで全画素を順次読み出しすることが可能であることは勿論である。
【００６０】
ここで、図７には、順次走査及びスキップ走査を行う為の走査回路に用いるシフトレジスタの構成例を示し説明する。この図７において、１段分のシフトレジスタユニット３００は、サブユニット１０１及び１０２からなる第１のシフトレジスタユニット１００と第２のシフトレジスタユニット２００とで構成されている。この第１及び第２のシフトレジスタユニット１００及び２００の入力端は共通に接続されている。また、第１のシフトレジスタユニット１００の出力端は、次段のシフトレジスタユニットの入力端に接続されており、第２のシフトレジスタユニット２００の出力端は、２段後ろのサブユニット１０２の入力端に接続されている。そして、第１のシフトレジスタユニットのサブユニット１０１，１０２は、それぞれ駆動パルスφ１−１，φ１−２により駆動され、第２のシフトレジスタユニット２００は、駆動パルスφ２により駆動される。
【００６１】
このような構成のシフトレジスタにおいて、駆動パルスφ１−１とφ１−２に駆動信号を与え、駆動パルスφ２は、第２のシフトレジスタユニット２００が非動作となるような状態として、シフトレジスタのスタートパルスφＳＴを入力すると、入力信号は図８に一点鎖線で示したようにシフトレジスタ内をシフトしていくので、シフトレジスタからはSRout1,SRout2,SRout3,…という順番で信号が出力され、順次走査が行える。
【００６２】
一方、このシフトレジスタにおいて、駆動パルスφ１−２とφ２に駆動信号を与え、駆動パルスφ１−１は、サブユニット１０１が非動作となるような状態として、シフトレジスタのスタートパルスφＳＴを入力すると、入力信号は図９に一点鎖線で示したようにシフトレジスタ内をシフトしていくので、シフトレジスタからは、Srout3,Srout6,…という順番で信号が出力されので、１／３間引き走査が行える。
【００６３】
以上のように、図７のような構成のシフトレジスタを走査回路に用い、駆動パルスを制御することで、順次走査及びスキップ走査の切換えが可能となる。尚、順次走査及びスキップ走査の切換えは駆動パルスの制御で行えるので、走査の途中で駆動パルスを変えることで走査の途中で順次走査と間引き走査の切換えが可能となり、遮光画素領域は順次走査を行い、有効画素領域は間引き走査を行うといった走査も可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の実施の形態に係る固体撮像装置の概念図。
【図２】図１の構成の一部を更に具現化して示した構成図。
【図３】図１の構成の一部を更に具現化して示した構成図。
【図４】本発明の実施の形態に係る固体撮像装置の動作を示すタイミングチャート。
【図５】本発明の実施の形態に係る固体撮像装置の動作を示すタイミングチャート。
【図６】本発明の実施の形態に係る固体撮像装置を適用したカメラの構成図。
【図７】本発明の実施の形態に係る固体撮像装置に、順次走査及びスキップ走査を行う為の走査回路として適用可能なシフトレジスタの構成例を示す図。
【図８】図７の構成による順次走査を説明する概念図。
【図９】図７の構成による１／３スキップ走査を説明する概念図。
【符号の説明】
【００６５】
１・・・画素部、１ａ・・・遮光画素部、１ｂ・・・有効画素部、１０・・・水平走査回路、１１・・・水平選択スイッチ、１２・・・信号平均化スイッチ部、１２ａ・・・遮光画素信号平均化スイッチ部、１２ｂ・・・有効画素信号平均化スイッチ部、１３・・・ラインメモリ、１４・・・信号転送スイッチ部、２０・・・垂直走査回路。
【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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