(57)【要約】【課題】  本発明は、固体撮像素子を備える撮影装置において、撮影用の補助光を用いることなく、解像度の低下と引き換えに光電変換時間を短縮する。【解決手段】  固体撮像素子は補色配列又はベイヤ配列の色フィルタを有し、色ごとに３行又は３列ずれた境界で区切られる６行６列の部分ごとに、その部分に配置される一つの色に関係する９個の光電変換素子からの電荷を、一つに集積して一画素として出力するか、又は集積せず個別に９画素として出力する。電荷を集積する場合には、しない場合に比べて１／９の解像度と、９倍の感度とが得られる。図示しない制御部は、電荷を集積しない場合の撮影に要する電荷の蓄積時間を受光量に応じて決定し、その時間が所定のしきい値よりも長ければ、電荷の蓄積時間を１／９に短縮するとともに集積して出力される電荷に基づいて撮影画像を生成する。【選択図】          図３
2005109993.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次元行列状に配置され、複数色のうちそれぞれ所定の一色の色フィルタを受光面に有する複数の光電変換手段と、
前記光電変換手段が配置される行列のＬ行Ｃ列（６≦Ｌ、６≦Ｃ、Ｌ、Ｃは何れも偶数）の部分ごとに、その部分に配置される一つの色に関係する全ての光電変換手段から光電変換の結果個別に得られる電荷を一つに集積する電荷集積手段と、
前記光電変換手段から個別に得られる電荷、又は、前記電荷集積手段による集積の結果得られる電荷を、選択的に読み出す読出手段と、
前記読出手段によって読み出された電荷に基づいて画像データを生成する信号処理手段と、
前記信号処理手段が前記光電変換手段から個別に得られる電荷に基づいて画像データを生成するとした場合に、その個別の電荷を得るために前記光電変換手段が光電変換を行うべき時間を、前記光電変換手段が受け取る光量に応じて決定する変換時間決定手段と、
決定された時間が所定のしきい値よりも長い場合、前記光電変換手段に前記決定された時間よりも短い時間光電変換を行わせた後、前記読出手段に前記電荷集積手段による集積の結果得られる電荷を読み出させ、その他の場合、前記光電変換手段に前記決定された時間光電変換を行わせた後、前記読出手段に前記光電変換手段から個別に得られる電荷を読み出させる制御手段と、
を備えることを特徴とする撮影装置。
【請求項２】
前記電荷集積手段は、色ごとに異なる境界で区切られるＬ行Ｃ列の部分ごとに、その部分に配置される一つの色に関係する全ての光電変換手段から個別に得られる電荷を一つに集積する
ことを特徴とする請求項１に記載の撮影装置。
【請求項３】
前記電荷集積手段は、前記複数色のうち何れの２色についても、行方向にＬ／２行、列方向にＣ／２列、又は、行方向及び列方向にそれぞれＬ／２行及びＣ／２列ずれた境界で区切られるＬ行Ｃ列（Ｌ＝４ｍ＋２、Ｃ＝４ｎ＋２、ｍ、ｎは何れも自然数）の部分ごとに、その部分に配置される一つの色に関係する全ての光電変換手段から個別に得られる電荷を一つに集積する
ことを特徴とする請求項２に記載の撮影装置。
【請求項４】
前記電荷集積手段は、前記部分ごとにＬＣ／４個の光電変換手段から個別に得られる電荷を集積し、
前記制御手段は、前記決定された時間が所定のしきい値よりも長い場合、前記光電変換手段に前記決定された時間の４／ＬＣ倍の時間光電変換を行わせる
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載の撮影装置。
【請求項５】
前記撮影装置は、さらに、
所定の条件下で撮影用の補助光を発光する発光手段を備え、
前記変換時間決定手段は、前記光電変換手段が受け取る光量に加えて、前記発光手段が補助光を発光するか否かに応じて、前記光電変換手段が光電変換を行うべき時間を決定する
ことを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れかに記載の撮影装置。
【請求項６】
前記撮影装置は、さらに、
手ぶれ抑制の要否を示す指定情報を利用者から受け付ける受付手段を備え、
前記制御手段は、受け付けた指定情報が手ぶれ抑制が不要であることを示す場合、前記決定された時間が所定のしきい値よりも長い場合であっても、前記光電変換手段に前記決定された時間光電変換を行わせた後、前記読出手段に前記光電変換手段から個別に得られる電荷を読み出させる
ことを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れかに記載の撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は撮影装置に関し、特に手ぶれ及び被写体ぶれを抑制する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
昨今、固体撮像素子の多画素化が進み、メガピクセル（１００万画素）を超える解像度を有する固体撮像素子が、コンパクトカメラや携帯電話機に備えられるようになっている。
固体撮像素子を用いて撮影を行う際、被写体から受ける光量が少ないほど長い時間、光電変換する必要があることは周知である。このため、暗い場所で撮影すると、光電変換時間が長くなり、手ぶれや被写体ぶれが起こりやすくなる。
【０００３】
従来、この手ぶれや被写体ぶれを抑制するために、撮影用の補助光を発光するストロボを備えた撮影装置が周知である。
【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、上記従来技術の撮影装置が携帯電話機に実装される場合、その携帯電話機がストロボを併せて備えることは、製品の大きさや重量、電源の制約のため困難である。このため、携帯電話機に実装される撮影装置の利用者は、暗い場所では手ぶれや被写体ぶれを覚悟で撮影せざるを得ないという不便を強いられる。
また、ストロボを備えたコンパクトカメラにおいても、例えばストロボを発光させるだけの電池の残量がない場合や、ストロボ撮影を禁じられている場所では、同様の不便が生じる。
【０００５】
上記の問題に鑑み、本発明は、撮影用の補助光を用いることなく、解像度の低下と引き換えに光電変換時間を短縮して手ぶれや被写体ぶれを抑制する撮影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】
上記問題を解決するため、本発明の撮影装置は、二次元行列状に配置され、複数色のうちそれぞれ所定の一色の色フィルタを受光面に有する複数の光電変換手段と、前記光電変換手段が配置される行列のＬ行Ｃ列（６≦Ｌ、６≦Ｃ、Ｌ、Ｃは何れも偶数）の部分ごとに、その部分に配置される一つの色に関係する全ての光電変換手段から光電変換の結果個別に得られる電荷を一つに集積する電荷集積手段と、前記光電変換手段から個別に得られる電荷、又は、前記電荷集積手段による集積の結果得られる電荷を、選択的に読み出す読出手段と、前記読出手段によって読み出された電荷に基づいて画像データを生成する信号処理手段と、前記信号処理手段が前記光電変換手段から個別に得られる電荷に基づいて画像データを生成するとした場合に、その個別の電荷を得るために前記光電変換手段が光電変換を行うべき時間を、前記光電変換手段が受け取る光量に応じて決定する変換時間決定手段と、決定された時間が所定のしきい値よりも長い場合、前記光電変換手段に前記決定された時間よりも短い時間光電変換を行わせた後、前記読出手段に前記電荷集積手段による集積の結果得られる電荷を読み出させ、その他の場合、前記光電変換手段に前記決定された時間光電変換を行わせた後、前記読出手段に前記光電変換手段から個別に得られる電荷を読み出させる制御手段と、を備える。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の撮影装置は、前述した構成によって、受光量が少ないために光電変換に要する時間が所定のしきい値よりも長くなる場合、前記光電変換手段の複数個分の電荷を集積して一画素として扱うので、撮影用の補助光を用いることなく、解像度の低下と引き換えに、光電変換に要する時間を短縮することができる。
これにより、暗いところでの撮影の際、手ぶれ及び被写体ぶれが抑制される。
【０００８】
さらに、前記電荷集積手段は、前記Ｌ行Ｃ列に満たない部分を除いて、全ての光電変換手段から得られる電荷を集積し、画素を間引かないので、低解像度でかつ良好な画質の撮影画像が得られる。
また、前記電荷集積手段は、色ごとに異なる境界で区切られるＬ行Ｃ列の部分ごとに、その部分に配置される一つの色に関係する全ての光電変換手段から個別に得られる電荷を一つに集積してもよい。
【０００９】
この構成によれば、集積の結果得られる電荷が表す異なる色の画素が接近しにくくなり、全ての色の画素が均等に整列しやすくなるので、良好な画質の撮影画像が得られる。
また、前記電荷集積手段は、前記複数色のうち何れの２色についても、行方向にＬ／２行、列方向にＣ／２列、又は、行方向及び列方向にそれぞれＬ／２行及びＣ／２列ずれた境界で区切られるＬ行Ｃ列（Ｌ＝４ｍ＋２、Ｃ＝４ｎ＋２、ｍ、ｎは何れも自然数）の部分ごとに、その部分に配置される一つの色に関係する全ての光電変換手段から個別に得られる電荷を一つに集積してもよい。
【００１０】
この構成によれば、集積の結果得られる電荷が表す一つの色の画素が他の色の画素のちょうど中間に位置することとなり、全ての色の画素が均等に整列するので、良好な画質の撮影画像が得られる。
また、前記電荷集積手段は、前記部分ごとにＬＣ／４個の光電変換手段から個別に得られる電荷を集積し、前記制御手段は、前記決定された時間が所定のしきい値よりも長い場合、前記光電変換手段に前記決定された時間の４／ＬＣ倍の時間光電変換を行わせてもよい。
【００１１】
この構成によれば、光電変換時間が、具体的に４／ＬＣ倍に短縮される。
また、前記撮影装置は、さらに、所定の条件下で撮影用の補助光を発光する発光手段を備え、前記変換時間決定手段は、前記光電変換手段が受け取る光量に加えて、前記発光手段が補助光を発光するか否かに応じて、前記光電変換手段が光電変換を行うべき時間を決定してもよい。
【００１２】
この構成によれば、撮影装置がストロボを備え、ストロボを使用することによって手ぶれ及び被写体ぶれの心配がない程度にまで光電変換に要する時間が短縮される場合には、最高の解像度で撮影を行うことができる。
また、前記撮影装置は、さらに、手ぶれ抑制の要否を示す指定情報を利用者から受け付ける受付手段を備え、前記制御手段は、受け付けた指定情報が手ぶれ抑制が不要であることを示す場合、前記決定された時間が所定のしきい値よりも長い場合であっても、前記光電変換手段に前記決定された時間光電変換を行わせた後、前記読出手段に前記光電変換手段から個別に得られる電荷を読み出させてもよい。
【００１３】
この構成によれば、利用者が、例えば三脚等の固定具を使用してでも最高の解像度での撮影を望む場合、その所望に応じることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の実施の形態に係る撮影装置は、撮影によって固体撮像素子の個々の画素について得られた電荷を所定の複数ごとに集積して１画素として扱うことによって、集積しない場合と比べて、解像度の低下と引き換えに光電変換に要する時間を短縮し、手ぶれ及び被写体ぶれを抑制する。以下、本発明の実施の形態に係る撮影装置について、図面を参照しながら説明する。
＜外観＞
図１（Ａ）及び（Ｂ）は、撮影装置の外観の一例を示す正面図である。
【００１５】
（Ａ）は、撮影装置が折り畳み型の携帯電話機１０に実装された場合の外観を示し、携帯電話機１０には、レンズ１１、及びシャッターボタン１２が設けられる。携帯電話機１０には、さらに、筐体を展開したときに現れる内側に、カーソルキーを含む操作ボタン、及び表示器が設けられる。
（Ｂ）は、撮影装置がコンパクトカメラ２０に実装された場合の外観を示し、コンパクトカメラ２０には、レンズ２１、シャッターボタン２２、及びストロボ２３が設けられる。コンパクトカメラ２０には、さらに、裏面にカーソルキーを含む操作ボタン、及び表示器が設けられる。
【００１６】
携帯電話機１０及びコンパクトカメラ２０の何れに設けられるカーソルキー及び表示器も、ごく一般的かつ周知のものなので図示を省略する。
＜全体構成＞
図２は、撮影装置３０の本発明の主題に関連する主要部の一構成例を示す機能ブロック図である。
【００１７】
固体撮像素子３１は、半導体基板上に複数の光電変換素子が二次元行列状に設けられてなる。個々の光電変換素子は複数色のうち所定の一色の色フィルタを受光面に有し、駆動部３２から供給される駆動信号によって示される期間、被写体から受けた光を電荷に変換する。
固体撮像素子３１は、個々の光電変換素子が変換した電荷を個別に読み出すか、又は、前記光電変換素子が配置される行列をＬ行Ｃ列（６≦Ｌ、６≦Ｃ、Ｌ、Ｃは何れも偶数）の大きさに区切ってなる部分ごとに、その部分に配置される同じ色に関係する全ての光電変換素子が変換した電荷を一つに集積して読み出し、読み出した電荷に応じた信号をアナログフロントエンド３３へ出力する。
【００１８】
固体撮像素子３１が電荷を個別に読み出すか、集積して読み出すかは、駆動部３２から供給される駆動信号の内容に応じて切り換えられる。
前記部分ごとに一つに集積される電荷に関係する画素数をＬＣ／４個とすると、固体撮像素子３１は、集積された電荷を読み出す場合、個別の電荷を読み出す場合に比べて、ＬＣ／４倍の感度と、４／ＬＣ倍の解像度とを有することとなる。
【００１９】
固体撮像素子３１の詳細については後述する。
アナログフロントエンド３３は、固体撮像素子３１から受け取った信号を、相関二重サンプリング（ＣＤＳ：Correlated Double Sampling）、自動利得調整（ＡＧＣ：Auto Gain Control）した後、デジタル信号へ変換する。
信号処理部３５、制御部３７、及び同期信号生成部３４は、具体的には、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）等を用いて実現され、これらの各部の機能は、ＤＳＰ及びＣＰＵが、ＲＯＭに記録されているプログラムを実行することによって果たされる。
【００２０】
信号処理部３５は、アナログフロントエンド３３から受け取ったデジタル信号を、作業用メモリ３６を用いて処理して、撮影された画像を輝度及び色差で表すＹＣ信号を生成する。作業用メモリ３６は、例えば、ＳＤＲＡＭ（Synchronous Dynamic Random Access Memory）を用いて実現される。
制御部３７は、受け取ったＹＣ信号で表される画像を、表示部４１へ表示し、また記録用メモリ４２へ記録する。表示部４１は、例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）パネルやＥＬ（Electro Luminescence）パネルを用いて実現される。記録用メモリ４２は、例えば、フラッシュメモリやＦＥＲＡＭ（FerroElectric RAM）を用いて実現される。
【００２１】
操作部４３は、前述したカーソルキー、及びシャッターボタンによって実現される。カーソルキーは、利用者から撮影条件の設定操作を受け付ける。この撮影条件は、特有の手ぶれ抑制機能を利用するか否かの設定の他には、解像度の設定等のごく一般的かつ周知の事項である。シャッターボタンは、利用者から撮影の指示を受け付ける。
制御部３７は、利用者から撮影の指示を受け付けると、同期信号生成部３４に、前記光電変換素子に光電変換を行わせる時間、及び、電荷を個別に読み出すか、集積して読み出すかの区別を指示する。同期信号生成部３４は、駆動部３２を制御して、受け取った指示に応じた光電変換と読み出しとを固体撮像素子３１が行うための駆動信号を、固体撮像素子３１へ供給させ、撮影を実行する。
＜固体撮像素子３１＞
固体撮像素子３１は、特願２００３−１００１８７号（以降、関連出願と言う）において既に出願されている発明を採用するものである。ここでは、この関連出願に記載されている発明の特徴を表す典型的な実施の形態を説明する。なお、説明の簡潔のため、技術内容の同一性を損なわない範囲で、この関連出願とは一部異なる表現を用いる。
＜色フィルタ配列と電荷の集積範囲の例＞
図３は、固体撮像素子３１を受光方向から見た模式図であり、一隅のみ示している。固体撮像素子３１は、半導体基板上に複数の光電変換素子３１１、３１２、３２１、３２２、・・・が二次元行列状に形成されてなる。光電変換素子３１１、３１２、３２１、及び３２２は、それぞれ、Ｙ（黄）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、及びＧ（緑）の色フィルタを受光面に有している。色フィルタのこのような配列は、いわゆる補色フィルタの標準的な例であり、この配列を繰り返して全ての光電変換素子に色フィルタが設けられる。
【００２２】
固体撮像素子３１は、前記光電変換素子が配置される行列の６行６列の部分ごとに、その部分に配置される一つの色に関係する全ての光電変換素子から光電変換の結果個別に得られる電荷を一つに集積する機能を有している。この機能を実現するための構成について詳述する前に、電荷の集積範囲について簡単に説明する。
図３に、一例として、電荷の集積単位となる６行６列の部分を、黄、マゼンタ、シアン、及び緑に関して、それぞれ、境界Ｙ、境界Ｍ、境界Ｃ、及び境界Ｇによって示す。ここでは、色ごとに電荷の集積単位となる部分を区切る境界が異なる場合を例示する。境界Ｙに対して、境界Ｍは３行、境界Ｃは３列、境界Ｇは３行３列、それぞれずれて設定される。
【００２３】
境界Ｙで区切られた一つの部分において電荷の集積対象となる黄色に関係する９個の光電変換素子を、実線で接続して示す。この部分における集積の結果得られる一つの電荷が表す黄色の画素位置（つまり、集積対象となった９個の画素位置の重心）を円で示す。
他の部分、及び他の色については、個々の部分において集積の結果得られる一つの電荷が表す画素位置のみを円で示す。個々の部分において、円に重なる光電変換素子から得られる電荷と、その光電変換素子から行方向、列方向、及び斜め方向に最も近く位置する同じ色に関係する光電変換素子から得られる電荷とが集積の対象となる。
【００２４】
元の個別画素と同様、集積の結果得られる個々の電荷が表す画素もまた、二次元行列状に等間隔に整列し、その色配列は元の個別画素の色配列と同じである。また、電荷の集積単位に満たない周辺部を除いて、元の個別の電荷が全て集積される。
なお、図示した境界線、接続線、及び円は、何れも説明のために示したものであって、固体撮像素子３１の構成要素として半導体集積基板上に具体的に形成されるものではないことを注意する。
＜詳細な構成と動作＞
以下、前記関連出願に記載されている発明の特徴を表す典型的な実施の形態について説明する。
【００２５】
図４は、固体撮像素子３１を、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）固体撮像素子を用いて実現する場合に、前述した電荷の集積を行うための具体的な構成例を示す。
Ｙ１１、Ｍ１２、Ｃ２１、Ｇ２２・・・は光電変換素子であり、それぞれ前述した配列の色フィルタを備える。ＶＣＣＤ１、ＶＣＣＤ２・・・は、列ごとに設けられる垂直ＣＣＤであり、各行に対応する段を連ねてなり、光電変換素子から受け取った電荷を個別に転送するか、又は集積しながら転送する。ＶＣＣＤ１Ａ、ＶＣＣＤ２Ａ・・・は、ＶＣＣＤ１、ＶＣＣＤ２・・・の延長部分に設けられる接続ＣＣＤであり、３行分に相当する段を連ねてなり、垂直ＣＣＤから水平ＣＣＤへ電荷を転送する。ＨＣＣＤは、水平ＣＣＤであり、各列に対応する段を連ねてなり、ＶＣＣＤ１Ａ、ＶＣＣＤ２Ａ・・・から受け取った電荷を個別に転送するか、又は集積しながら転送する。ＡＭＰは出力アンプであり、ＨＣＣＤから受け取った電荷に応じた電気信号を出力する。
【００２６】
これらの構成を駆動するために、駆動部３２は同期信号生成部３４の制御下で、大別して、蓄積信号、読出信号、垂直転送信号、接続転送信号、水平転送信号を、固体撮像素子３１へ供給する。
固体撮像素子３１は、蓄積信号を全ての光電変換素子へ一斉に供給する配線を備える。各光電変換素子は、蓄積信号が供給されている期間、被写体から受けた光を電荷に変換して蓄積する。
【００２７】
読出信号には、独立して発行される第１読出信号、第２読出信号、及び第３読出信号の３種類がある。固体撮像素子３１は、第１読出信号、第２読出信号、及び第３読出信号を、それぞれ一斉に、第３ｉ行（ｉは自然数）の光電変換素子、第３ｉ−１行（ｉは自然数）の光電変換素子、及び第３ｉ−２行（ｉは自然数）の光電変換素子へ供給する配線を備える。各光電変換素子は、読出信号を供給されると、蓄積した電荷を垂直ＣＣＤへ転送する。
【００２８】
垂直転送信号には、独立して発行される第１垂直転送信号、第２垂直転送信号、及び第３垂直転送信号の３種類がある。固体撮像素子３１は、第１垂直転送信号、第２垂直転送信号、及び第３垂直転送信号を、それぞれ一斉に、第３ｊ列（ｊは自然数）の垂直ＣＣＤ、第３ｊ−１列（ｊは自然数）の垂直ＣＣＤ、及び第３ｊ−２列（ｊは自然数）の垂直ＣＣＤへ供給する配線を備える。各垂直ＣＣＤは、垂直転送信号を供給されると、個々の段に保持している電荷を紙面の下方へ一段転送する。
【００２９】
ここまでに説明した制御信号を参照しながら、各列の垂直ＣＣＤ内において電荷が集積されると共に転送される動作を説明する。
まず、第２読出信号の供給によって、第２行、第５行、第８行・・・の光電変換素子が、個々に蓄積した電荷を全列一斉に垂直ＣＣＤのその行の段に転送する。そして、第１垂直転送信号、第２垂直転送信号、及び第３垂直転送信号のそれぞれ２度の供給によって、各垂直ＣＣＤは、受け取った電荷を２行下の段へ転送する。ここまでの動作で、第８行の光電変換素子が蓄積した電荷は各列の垂直ＣＣＤの第６行の段にあり、第５行の光電変換素子が蓄積した電荷は各列の垂直ＣＣＤの第３行の段にある。
【００３０】
次に、第１読出信号の供給によって、第３行、第６行、第９行・・・の光電変換素子が、個々に蓄積した電荷を各列一斉に垂直ＣＣＤのその行の段に転送する。この動作で、各列の垂直ＣＣＤの第６行の段に、第８行及び第６行の光電変換素子が蓄積した２画素分の電荷が集積され、各列の垂直ＣＣＤの第３行の段に、第５行及び第３行の光電変換素子が蓄積した２画素分の電荷が集積される。
【００３１】
次に、第１垂直転送信号、第２垂直転送信号、及び第３垂直転送信号のそれぞれ２度の供給によって、各垂直ＣＣＤは、集積した電荷を２行下の段へ転送する。そして、第３読出信号の供給によって、第１行、第４行、第７行・・・の光電変換素子が、個々に蓄積した電荷を各列一斉に垂直ＣＣＤのその行の段に転送する。この動作で、各列の垂直ＣＣＤの第４行の段に、第８行、第６行、及び第４行の光電変換素子が蓄積した３画素分の電荷が集積され、各列の垂直ＣＣＤの第１行の段に、第５行、第３行、及び第１行の光電変換素子が蓄積した３画素分の電荷が集積される。
【００３２】
さらに、制御信号について説明を続ける。
接続転送信号には、独立して発行される第１接続転送信号、第２接続転送信号、及び第３接続転送信号の３種類がある。固体撮像素子３１は、第１接続転送信号、第２接続転送信号、及び第３接続転送信号を、それぞれ一斉に、第３ｊ列（ｊは自然数）の接続ＣＣＤ、第３ｊ−１列（ｊは自然数）の接続ＣＣＤ、及び第３ｊ−２列（ｊは自然数）の接続ＣＣＤへ供給する配線を備える。各列の接続ＣＣＤは、接続転送信号を供給されると、個々の段に保持している電荷を紙面の下方へ一段転送するとともに、最終段にある電荷を水平ＣＣＤのその列の段へ転送する。
【００３３】
固体撮像素子３１は、水平転送信号を水平ＣＣＤへ供給する配線を備える。水平ＣＣＤは、水平転送信号を供給されると、個々の段に保持している電荷を紙面の左方へ一段転送する。
ここまでに説明した制御信号を参照しながら、水平ＣＣＤ内において電荷が集積されると共に転送される動作を説明する。
【００３４】
まず、第１〜第３垂直転送信号、及び第１〜第３接続転送信号のそれぞれ３度の供給によって、各列の接続ＣＣＤの最終段へ３画素分集積された電荷が転送される。
次に、第２接続転送信号の供給によって、第２列、第５列、第８列・・・の接続ＣＣＤがそれぞれ、３画素分集積された電荷を水平ＣＣＤのその列の段に転送する。そして、水平転送信号の２度の供給によって、水平ＣＣＤは受け取った電荷を２列左の段へ転送する。ここまでの動作で、第８列の３画素分の電荷は水平ＣＣＤの第６列の段にあり、第５列の３画素分の電荷は水平ＣＣＤの第３列の段にある。
【００３５】
次に、第１接続転送信号の供給によって、第３列、第６列、第９列・・・の接続ＣＣＤがそれぞれ、３画素分集積された電荷を水平ＣＣＤのその列の段に転送する。この動作で、水平ＣＣＤの第６列の段に、第８列及び第６列それぞれ３画素分の、合わせて６画素分の電荷が集積され、水平ＣＣＤの第３列の段に、第５列及び第３列それぞれ３画素分の、合わせて６画素分の電荷が集積される。
【００３６】
次に、水平転送信号の２度の供給によって、水平ＣＣＤは、集積した電荷を２列左の段へ転送する。そして、第３接続転送信号の供給によって、第１列、第４列、第７列・・・の接続ＣＣＤが、３画素分集積された電荷を水平ＣＣＤのその列の段に転送する。この動作で、水平ＣＣＤの第４列の段に、第８列、第６列、及び第４列それぞれ３画素分の、合わせて９画素分の電荷が集積され、水平ＣＣＤの第１列の段に、第５列、第３列、及び第１列それぞれ３画素分の、合わせて９画素分の電荷が集積される。
【００３７】
水平ＣＣＤに集積された９画素分の電荷は、出力アンプＡＭＰを介してアナログフロントエンド３３へ出力される。
以上説明したように、固体撮像素子３１は、光電変換手段から垂直ＣＣＤへの電荷の転送を特定の行ごとに行い、かつ、垂直ＣＣＤから水平ＣＣＤへの電荷の転送を特定の列ごとに行うための特徴的な構成を備える。
【００３８】
この構成によって、固体撮像素子３１は、駆動部３２から供給される特徴的な制御信号に応じて、列ごとの垂直ＣＣＤ内、及び水平ＣＣＤ内で、それぞれ電荷の集積と転送とを行い、一つに集積された９画素分の電荷を一画素として出力することができる。
また、駆動部３２から、従来の制御信号、つまり光電変換手段から垂直ＣＣＤへの電荷の転送を全行で一斉に行い、かつ、垂直ＣＣＤから接続ＣＣＤを介して水平ＣＣＤへの電荷の転送を全列で一斉に行うための制御信号が供給される場合、固体撮像素子３１は、その従来の制御信号に応じて、集積されていない個別の電荷を転送し、個々の電荷をそれぞれ一画素として出力することもできる。
【００３９】
なお、垂直ＣＣＤ、接続ＣＣＤ、及び水平ＣＣＤそれぞれの段を、複数のゲートを用いて構成してもよい。例えば、１段を２ゲートで構成する場合、第１〜第３垂直転送信号のそれぞれが２ゲートを駆動する２相の制御信号となり、垂直ＣＣＤは全部で６相の制御信号によって駆動される。また、水平ＣＣＤも２相の制御信号によって駆動される。
電荷の集積単位を区切る境界は、各色で一致していてもよく、また異なっていてもよい。集積の結果得られる電荷が表す画素重心が二次元行列状に均等に整列しない場合、不均等配列を補正するためのフィルタを適用してもよい。
【００４０】
電荷の集積単位を、各色でＬ行Ｃ列（Ｌ＝４ｍ＋２、Ｃ＝４ｎ＋２、ｍ、ｎは何れも自然数）とし、電荷の集積単位を区切る境界を、色ごとに、行方向にＬ／２行、列方向にＣ／２列、又は、行方向及び列方向にそれぞれＬ／２行及びＣ／２列ずれて設定してもよい。前述した固体撮像素子３１の例では、ｍ＝１、ｎ＝１の場合、つまり、電荷の集積単位が６行６列であって、境界Ｙに対して、境界Ｍが３行、境界Ｃが３列、境界Ｇが３行３列、それぞれずれて設定される場合を示した。
【００４１】
色フィルタの配列は、ベイヤ配列であってもよい。また、４行２列を繰返しの単位とし、各繰返し内の１行１列目と３行２列目、１行２列目と３行１列目、２行１列目と４行２列目、及び２行２列目と４行１列目の各組に同じ色の色フィルタを設ける配列であってもよい。また、２行４列を繰返しの単位とし、各繰返し内の１行１列目と２行３列目、２行１列目と１行３列目、１行２列目と２行４列目、及び２行２列目と４行４列目の各組に同じ色の色フィルタを設ける配列であってもよい。
【００４２】
駆動部は、独立して第１〜第６読出信号、第１〜第６接続転送信号を発行し、固体撮像素子３１は、隣接する６行に配置される光電変換素子へ相異なる読出信号を供給する配線を備え、隣接する６列に設けられる接続ＣＣＤへ相異なる接続転送信号を供給する配線を備えてもよい。
これらの事項は全て、前記関連出願に詳細に記載されているので、ここでは詳しい説明を省略する。
【００４３】
なお、ＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor）固体撮像素子を用いて、同様に９画素分の電荷を集積しながら読み出す構成が、特願２００３−０１８１４３号に示されており、固体撮像素子３１を実現するために、この構成を採用することもできる。
＜手ぶれ抑制動作＞
撮影装置３０における手ぶれ抑制動作について説明する。
【００４４】
図５は、利用者から撮影条件の設定操作を受け付けるための撮影条件設定画面の一例である。この画面は、利用者が行うカーソルキーの操作に応じて、撮影装置３０の表示部に表示される。
利用者は、この画面を表示させ、さらにカーソルキーを操作することによって、解像度、手ぶれ抑制の要否、その他の撮影条件を、撮影装置３０に指定することができる。撮影装置３０は、指定された内容を内蔵するメモリに記憶する。
【００４５】
図６は、撮影装置３０における手ぶれ抑制動作を示すフローチャートである。このフローチャートは、利用者が最高の解像度を指定している場合に、シャッターボタンが押下される前から、撮影結果である画像データが記録されるまでの、撮影装置３０の動作を示す。
固体撮像素子３１は、被写体から受け取る光量を測定し、測定された光量を示す情報を、アナログフロントエンド３３、及び信号処理部３５を介して制御部３７へ出力する（Ｓ１１）。
【００４６】
制御部３７は、最高の解像度で撮影する場合、つまり、固体撮像素子３１の個々の光電変換素子が蓄積した電荷を集積することなく個別に読み出して画像データを生成する場合に適合する電荷の蓄積時間を、受け取った情報により示される光量に応じて決定する（Ｓ１２）。
撮影装置３０は、この光量の測定と電荷の蓄積時間の決定とを繰り返しながら（Ｓ１３：ＮＯ）、利用者がシャッターボタンを押下して撮影を指示するのを待っている。
【００４７】
シャッターボタンが押下されると（Ｓ１３：ＹＥＳ）、手ぶれ抑制をすると指定されていて（Ｓ１４：ＹＥＳ）、かつ前記決定された電荷の蓄積時間が所定のしきい値よりも長ければ（Ｓ１５：ＹＥＳ）、制御部３７は、前記決定された電荷の蓄積時間よりも短い時間と、電荷を集積して読み出すこととを、同期信号生成部３４へ指示する。駆動部３２は、この指示に従って、前記決定された時間よりも短い時間、蓄積信号を固体撮像素子３１へ供給して電荷を蓄積させ（Ｓ１６）、その後、電荷を集積しながら転送するための制御信号を固体撮像素子３１へ供給して、集積の結果得られた電荷に応じた信号を出力させる。（Ｓ１７）。
【００４８】
それ以外の場合（Ｓ１４：ＮＯ、又はＳ１５：ＮＯ）、制御部３７は、前記決定された電荷の蓄積時間と、電荷を集積せずに個別に読み出すこととを、同期信号生成部３４へ指示する。駆動部３２は、この指示に従って、前記決定された時間、蓄積信号を固体撮像素子３１へ供給して電荷を蓄積させ（Ｓ１８）、その後、電荷を集積せずに個別に転送するための制御信号を固体撮像素子３１へ供給して、集積されない個別の電荷に応じた信号を出力させる。（Ｓ１９）。
【００４９】
信号処理部３５は、固体撮像素子３１から出力された信号を処理して画像データを生成し、制御部３７を介して記録用メモリ４２へ記録する（Ｓ２０）。
＜その他の変形例＞
なお、本発明を上記の実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明は、上記の実施の形態に限定されないのはもちろんである。以下のような場合も本発明に含まれる。
（１）本発明は、実施の形態で説明したステップを含む方法であるとしてもよい。また、これらの方法を、コンピュータシステムを用いて実現するためのコンピュータプログラムであるとしてもよいし、前記プログラムを表すデジタル信号であるとしてもよい。
【００５０】
また、本発明は、前記プログラム又は前記デジタル信号を記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、ＣＤ、ＭＯ、ＤＶＤ、ＢＤ、半導体メモリ等であるとしてもよい。
また、本発明は、電気通信回線、無線又は有線通信回線、若しくはインターネットに代表されるネットワーク等を経由して伝送される前記コンピュータプログラム又は前記デジタル信号であるとしてもよい。
（２）実施の形態では、撮影装置が携帯電話機に実装される例を示したが、撮影装置がコンパクトカメラに実装される場合も本発明に含まれる。コンパクトカメラには、ストロボが併せて装備されることが想定されるが、課題で説明したように、ストロボを使用しない又は使用できない場合の暗所での撮影に、本撮影装置は効果を発揮する。
【００５１】
コンパクトカメラに実装する場合には、撮影条件設定画面に、ストロボ使用の有無の選択肢を追加して表示し、利用者からその指定を受け付けてもよい。そして、制御部は、利用者から指定されたストロボ使用の有無を加味して、撮影のための電荷の蓄積時間を決定する。ストロボを使用することで電荷の蓄積時間が所定のしきい値よりも短くなる場合には、最高の解像度で撮影を行えばよい。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明に係る撮影装置は、例えば、撮影機能付き携帯電話機、コンパクトカメラに利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】撮影装置の外観の一例を示す正面図である。
【図２】撮影装置の主要部分の一構成例を示す機能ブロック図である。
【図３】固体撮像素子３１を受光方向から見た模式図である。
【図４】固体撮像素子３１をＣＣＤ固体撮像素子を用いて実現する場合の構成例である。
【図５】撮影条件設定画面の一例である。
【図６】手ぶれ抑制動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５４】
１０    携帯電話機
１１    レンズ
１２    シャッターボタン
２０    コンパクトカメラ
２１    レンズ
２２    シャッターボタン
２３    ストロボ
３０    撮影装置
３１    固体撮像素子
３２    駆動部
３３    アナログフロントエンド
３４    同期信号生成部
３５    信号処理部
３６    作業用メモリ
３７    制御部
４１    表示部
４２    記録用メモリ
４３    操作部
３１１〜３２２  光電変換素子
【図１】
2005109993.tif 000003
【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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