(57)【要約】【課題】画像を得るための一連の動作中に、ライブビュー用の画像の更新を行うことができる。【解決手段】撮像素子上に配置された複数の画素を２以上のグループに分類し、さらに、露光開始から次の露光開始までの期間である撮影期間ごとに、前記画素から光信号またはリセット信号をグループ単位で読み出す読出し部と、前記リセット信号を読み出すグループを前記撮影期間ごとに変更するように前記リセット信号の読み出しを制御し、さらに、第１の撮影期間内において第１のグループの画素からの前記光信号の読み出しを終了してから、前記第１の撮影期間に続く第２の撮影期間内において前記第１のグループの画素から前記リセット信号を読み出すまでの所定期間内に、前記第１のグループの画素から前記光信号を動画用信号として読み出すように前記光信号および前記リセット信号の読み出しを制御する読出し制御部と、を備える。【選択図】図２
2012044536.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像素子上に配置された複数の画素を２以上のグループに分類し、さらに、露光開始から次の露光開始までの期間である撮影期間ごとに、前記画素から光信号またはリセット信号をグループ単位で読み出す読出し部と、
前記リセット信号を読み出すグループを前記撮影期間ごとに変更するように前記リセット信号の読み出しを制御し、さらに、第１の撮影期間内において第１のグループの画素からの前記光信号の読み出しを終了してから、前記第１の撮影期間に続く第２の撮影期間内において前記第１のグループの画素から前記リセット信号を読み出すまでの所定期間内に、前記第１のグループの画素から前記光信号を動画用信号として読み出すように前記光信号および前記リセット信号の読み出しを制御する読出し制御部と、
を備えることを特徴とする読出し制御装置。
【請求項２】
前記読出し制御部は、前記所定期間内に、前記第１のグループとは異なる第２のグループの画素から前記光信号を静止画用信号としてさらに読み出すように、前記光信号の読み出しを制御する
ことを特徴とする請求項１に記載の読出し制御装置。
【請求項３】
前記読出し制御部は、前記動画用信号として用いる前記光信号の読み出しと、前記静止画用信号として用いる前記光信号の読み出しとを時系列的に異ならせるように、前記光信号の読み出しを制御する
ことを特徴とする請求項２に記載の読出し制御装置。
【請求項４】
前記読出し制御部は、前記動画用信号として用いる前記光信号の読み出しと、前記静止画用信号として用いる前記光信号の読み出しとを時系列的に少なくとも一部が重なるように、前記光信号の読み出しを制御する
ことを特徴とする請求項２に記載の読出し制御装置。
【請求項５】
前記読出し部は、前記第１のグループの画素から前記光信号または前記リセット信号を読み出す第１の読出し部と、前記第２のグループの画素から前記光信号または前記リセット信号を読み出す第２の読出し部と
を備えることを特徴とする請求項４に記載の読出し制御装置
【請求項６】
前記読出し制御部は、前記複数の画素の露光を全画素同時に行うように制御する
ことを特徴とする請求項１に記載の読出し制御装置。
【請求項７】
前記複数の画素のそれぞれは、
光電変換素子と、
前記光電変換素子に蓄積された信号電荷をリセットするリセット部と、
前記光電変換素子に蓄積された信号電荷を保持する電荷保持部と、
前記光電変換素子に蓄積された信号電荷を前記電荷保持部に転送する転送部と、
を備え、
前記読出し制御部は、所定領域の全画素の前記光電変換素子を一括してリセットし、当該リセットから露光期間が経過した後に、前記光電変換素子に蓄積された前記信号電荷を前記全画素で一括して前記電荷保持部に転送し、当該転送を行った後に、前記電荷保持部に転送された前記信号電荷に応じた前記光信号を読み出すように制御する
ことを特徴とする請求項６に記載の読出し制御装置。
【請求項８】
前記読出し制御部はさらに、前記第１の撮影期間で前記光信号もしくは前記リセット信号を読み出してから、前記第２の撮影期間で前記光信号もしくは前記リセット信号を読み出すまでの時間が、前記全画素で略同一となるように、前記光信号および前記リセット信号の読み出しを制御する
ことを特徴とする請求項１に記載の読出し制御装置。
【請求項９】
撮像素子上に配置された複数の画素を２以上のグループに分類し、さらに、露光開始から次の露光開始までの期間である撮影期間ごとに、前記画素から光信号またはリセット信号をグループ単位で読み出す読出しステップと、
前記リセット信号を読み出すグループを前記撮影期間ごとに変更するように前記リセット信号の読み出しを制御し、さらに、第１の撮影期間内において第１のグループの画素からの前記光信号の読み出しを終了してから、前記第１の撮影期間に続く第２の撮影期間内において前記第１のグループの画素から前記リセット信号を読み出すまでの所定期間内に、前記第１のグループの画素から前記光信号を動画用信号として読み出すように前記光信号および前記リセット信号の読み出しを制御する読出し制御ステップと、
を含むことを特徴とする読出し制御方法。
【請求項１０】
コンピュータに、
撮像素子上に配置された複数の画素を２以上のグループに分類し、さらに、露光開始から次の露光開始までの期間である撮影期間ごとに、前記画素から光信号またはリセット信号をグループ単位で読み出す読出しステップと、
前記リセット信号を読み出すグループを前記撮影期間ごとに変更するように前記リセット信号の読み出しを制御し、さらに、第１の撮影期間内において第１のグループの画素からの前記光信号の読み出しを終了してから、前記第１の撮影期間に続く第２の撮影期間内において前記第１のグループの画素から前記リセット信号を読み出すまでの所定期間内に、前記第１のグループの画素から前記光信号を動画用信号として読み出すように前記光信号および前記リセット信号の読み出しを制御する読出し制御ステップと、
を実行させるためのプログラム。
【請求項１１】
撮像素子と、
前記撮像素子上に配置された複数の画素を２以上のグループに分類し、さらに、露光開始から次の露光開始までの期間である撮影期間ごとに、前記画素から光信号またはリセット信号をグループ単位で読み出す読出し部と、
前記リセット信号を読み出すグループを前記撮影期間ごとに変更するように前記リセット信号の読み出しを制御し、さらに、第１の撮影期間内において第１のグループの画素からの前記光信号の読み出しを終了してから、前記第１の撮影期間に続く第２の撮影期間内において前記第１のグループの画素から前記リセット信号を読み出すまでの所定期間内に、前記第１のグループの画素から前記光信号を動画用信号として読み出すように前記光信号および前記リセット信号の読み出しを制御する読出し制御部と、
を備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項１２】
前記読出し部が前記動画用信号として読み出した前記光信号に基づく画像の表示間隔が等しくなるよう、当該画像の表示タイミングを制御するカメラ制御部
を備えることを特徴とする請求項１１に記載の撮像装置。
【請求項１３】
撮像素子と、
前記撮像素子上に配置された複数の画素を２以上のグループに分類し、さらに、露光開始から次の露光開始までの期間である撮影期間ごとに、前記画素から光信号またはリセット信号をグループ単位で読み出す読出し部と、
前記リセット信号を読み出すグループを前記撮影期間ごとに変更するように前記リセット信号の読み出しを制御し、さらに、第１の撮影期間内において第１のグループの画素からの前記光信号の読み出しを終了してから、前記第１の撮影期間に続く第２の撮影期間内において前記第１のグループの画素から前記リセット信号を読み出すまでの所定期間内に、前記第１のグループの画素から前記光信号を動画用信号として読み出すように前記光信号および前記リセット信号の読み出しを制御する読出し制御部と、
を備えることを特徴とする固体撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、読出し制御装置、読出し制御方法、プログラム、撮像装置および固体撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタルカメラやデジタルビデオカメラ等の撮像装置には、光学像を電気信号に変換する撮像素子が搭載されているが、この撮像素子は、近年、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ、電荷結合素子）からＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ、相補型金属酸化膜半導体）へとマーケットシェアーが移行しつつある。
【０００３】
撮像装置に搭載されているＣＭＯＳ等のＭＯＳ型撮像素子は、撮像面に２次元状に配列された多数の画素の電荷を順次読み出すようになっているが、電荷を順次読み出す方式では露光開始時刻および露光終了時刻が画素毎に（あるいはライン毎に）異なることになり、画像に歪みが生じてしまう。そこで、全画素の露光開始時刻を同一にし、かつ全画素の露光終了時刻を同一にすることができるように（つまり、グローバルシャッタによる制御が可能となるように）構成されたＭＯＳ型撮像素子が知られている。このＭＯＳ型撮像素子は、露光量に応じた信号を発生させるフォトダイオード等の光電変換部を備えるとともに、光電変換部において発生した信号電荷を一時的に蓄積する信号蓄積部を備え、さらに、電荷の転送やリセットを行う際にスイッチとして機能するトランジスタ等を備えた構成となっている。
【０００４】
このような撮像素子の画素の構成の一例として、図１０に示すような、１画素内に５つのトランジスタが設けられた構成が知られている。図１０は、従来知られている画素の回路構成を示した回路図である。図示する例では、信号蓄積部ＦＤを画素内メモリとして利用して、グローバルシャッタによる制御を可能とするものとなっている。この撮像素子をデジタルカメラに用いる場合に、ＫＴＣノイズ（リセットノイズ）を抑圧するために、以下のようなシーケンスにより駆動させる技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
（１）信号蓄積部ＦＤをトランジスタＭｒによりリセットし、増幅トランジスタＭａと選択トランジスタＭｓとを介してリセットデータをライン毎に順次走査して読み出し、記憶しておく。
（２）全画素の光電変換部ＰＤを、排出トランジスタＭｆにより一括してリセットし、所定の露光時間が経過した後に、光電変換部ＰＤの画素データを、転送トランジスタＭｔを介して一括して信号蓄積部ＦＤへ転送する。
（３）信号蓄積部ＦＤへ転送された画素データを、増幅トランジスタＭａと選択トランジスタＭｓとを介してライン毎に順次走査して読み出し、（１）において記憶しておいたリセットデータを減算する（差分をとる）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−６５１８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述したようなシーケンスで撮像素子を駆動した場合には、画像を得るための一連の動作中にライブビュー(画像表示)の更新を行うことができず、同一の画像が表示部に表示され続けたり、あるいは表示部がブラックアウトして画像が表示されないなどの現象が発生してしまうという問題がある。
【０００８】
本発明は上記の問題を解決するためになされたものであり、画像を得るための一連の動作中に、ライブビュー用の画像の更新を行うことができる読出し制御装置、読出し制御方法、プログラム、撮像装置および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】
【０００９】
本発明のある態様に係る読出し制御装置は、撮像素子上に配置された複数の画素を２以上のグループに分類し、さらに、露光開始から次の露光開始までの期間である撮影期間ごとに、前記画素から光信号またはリセット信号をグループ単位で読み出す読出し部と、前記リセット信号を読み出すグループを前記撮影期間ごとに変更するように前記リセット信号の読み出しを制御し、さらに、第１の撮影期間内において第１のグループの画素からの前記光信号の読み出しを終了してから、前記第１の撮影期間に続く第２の撮影期間内において前記第１のグループの画素から前記リセット信号を読み出すまでの所定期間内に、前記第１のグループの画素から前記光信号を動画用信号として読み出すように前記光信号および前記リセット信号の読み出しを制御する読出し制御部と、を備える。
【００１０】
また、本発明のある態様に係る読出し制御方法は、撮像素子上に配置された複数の画素を２以上のグループに分類し、さらに、露光開始から次の露光開始までの期間である撮影期間ごとに、前記画素から光信号またはリセット信号をグループ単位で読み出す読出しステップと、前記リセット信号を読み出すグループを前記撮影期間ごとに変更するように前記リセット信号の読み出しを制御し、さらに、第１の撮影期間内において第１のグループの画素からの前記光信号の読み出しを終了してから、前記第１の撮影期間に続く第２の撮影期間内において前記第１のグループの画素から前記リセット信号を読み出すまでの所定期間内に、前記第１のグループの画素から前記光信号を動画用信号として読み出すように前記光信号および前記リセット信号の読み出しを制御する読出し制御ステップと、を含む
【００１１】
また、本発明のある態様に係るプログラムは、撮像素子上に配置された複数の画素を２以上のグループに分類し、さらに、露光開始から次の露光開始までの期間である撮影期間ごとに、前記画素から光信号またはリセット信号をグループ単位で読み出す読出しステップと、前記リセット信号を読み出すグループを前記撮影期間ごとに変更するように前記リセット信号の読み出しを制御し、さらに、第１の撮影期間内において第１のグループの画素からの前記光信号の読み出しを終了してから、前記第１の撮影期間に続く第２の撮影期間内において前記第１のグループの画素から前記リセット信号を読み出すまでの所定期間内に、前記第１のグループの画素から前記光信号を動画用信号として読み出すように前記光信号および前記リセット信号の読み出しを制御する読出し制御ステップと、をコンピュータに実行させる。
【００１２】
また、本発明のある態様に係る撮像装置は、撮像素子と、前記撮像素子上に配置された複数の画素を２以上のグループに分類し、さらに、露光開始から次の露光開始までの期間である撮影期間ごとに、前記画素から光信号またはリセット信号をグループ単位で読み出す読出し部と、前記リセット信号を読み出すグループを前記撮影期間ごとに変更するように前記リセット信号の読み出しを制御し、さらに、第１の撮影期間内において第１のグループの画素からの前記光信号の読み出しを終了してから、前記第１の撮影期間に続く第２の撮影期間内において前記第１のグループの画素から前記リセット信号を読み出すまでの所定期間内に、前記第１のグループの画素から前記光信号を動画用信号として読み出すように前記光信号および前記リセット信号の読み出しを制御する読出し制御部と、を備える。
【００１３】
また、本発明のある態様に係る固体撮像装置は、撮像素子と、前記撮像素子上に配置された複数の画素を２以上のグループに分類し、さらに、露光開始から次の露光開始までの期間である撮影期間ごとに、前記画素から光信号またはリセット信号をグループ単位で読み出す読出し部と、前記リセット信号を読み出すグループを前記撮影期間ごとに変更するように前記リセット信号の読み出しを制御し、さらに、第１の撮影期間内において第１のグループの画素からの前記光信号の読み出しを終了してから、前記第１の撮影期間に続く第２の撮影期間内において前記第１のグループの画素から前記リセット信号を読み出すまでの所定期間内に、前記第１のグループの画素から前記光信号を動画用信号として読み出すように前記光信号および前記リセット信号の読み出しを制御する読出し制御部と、を備える。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１の実施形態における撮像装置の構成を示したブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施形態における撮像部の構成を示した概略図である。
【図３】本発明の第１の実施形態における画素の回路構成を示した回路図である。
【図４】本発明の第１の実施形態において、画素を２つのフィールドに分けた場合のフィールドの例を示した概略図である。
【図５】本発明の第１の実施形態における撮像装置の動作のタイミングを示したタイミングチャートである。
【図６】本発明の第２の実施形態における撮像装置の動作のタイミングを示したタイミングチャートである。
【図７】本発明の第３の実施形態における撮像部の構成を示した概略図である。
【図８】本発明の第３の実施形態における撮像装置の動作のタイミングを示したタイミングチャートである。
【図９】本発明の第４の実施形態における撮像装置の動作のタイミングを示したタイミングチャートである。
【図１０】従来知られている画素の回路構成を示した回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。これから説明する内容には、例示のために特定の詳細な内容が多く含まれるが、これらの詳細な内容に様々な変更を加えても、本発明の範囲を超えないことは当業者であれば当然のことと判断することができる。従って、これから説明する本発明の一実施形態は、権利請求された発明に対して、一般性を失わせることなく、また、何ら限定することもないものである。
【００１６】
（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態について説明する。図１は、本実施形態における撮像装置１０の構成を示したブロック図である。撮像装置１０は、デジタルカメラの他、デジタルビデオカメラ、内視鏡などの電子機器に搭載することが可能である。図示する例では、撮像装置１０は、レンズ１と、撮像部２と、画像処理部３と、表示部４と、駆動制御部６と、レンズ制御部７と、カメラ制御部８と、カメラ操作部９とを備えている。図１にはメモリーカード５も示しているが、このメモリーカード５は撮像装置に対して着脱可能に構成されているため、撮像装置１０に固有の構成でなくても構わない。なお、請求項に係る固体撮像装置は、例えば、撮像部２に対応する。
【００１７】
レンズ１は、被写体の光学像を撮像部２の撮像素子（後述）の撮像面に結像するための撮影レンズである。撮像部２は、レンズ１より結像された被写体の光学像を光電変換してデジタル信号に変換してから画像信号として出力するものである。画像処理部３は、撮像部２から出力される画像信号に種々のデジタル的な画像処理を施すものである。表示部４は、画像処理部３により表示用に画像処理された画像信号に基づき、画像を表示するものである。この表示部４は、静止画像を再生表示することができると共に、被撮像範囲をリアルタイムに表示するライブビュー（ＬＶ）表示を行うことができるようになっている。
【００１８】
メモリーカード５は、画像処理部３により記録用に画像処理された画像信号を保存するための記録媒体である。駆動制御部６は、カメラ制御部８からの指令に基づいて、撮像部２の動作を制御するものである。レンズ制御部７は、カメラ制御部８からの指令に基づいてレンズの絞り、焦点位置を制御するものである。カメラ制御部８は、撮像装置１０が備える各部を制御するものである。カメラ操作部９は、撮像装置１０に対する各種の操作入力を行うためのものであり、例えば、撮像装置１０の電源をオンオフするための電源スイッチや、静止画撮影を指示するためのレリーズボタンや、静止画撮影モードを単写モードと連写モードに切り替えるための静止画撮影モードスイッチなどが挙げられる。
【００１９】
次に、撮像部２の構成について説明する。図２は本実施形態における撮像部２の構成を示した概略図である。図示する例では、撮像部２は、ＭＯＳ型の固体撮像素子である撮像素子２１と、出力端子４１０と、ＡＤコンバータ５００と、フレームメモリ６００とを備えている。ここに示す各ブロックは、ハードウェア的には、コンピュータのＣＰＵやメモリをはじめとする素子で実現でき、ソフトウェア的にはコンピュータプログラム等によって実現できるが、ここではそれらの連携によって実現される機能ブロックとして記載している。従って、これらの機能ブロックは、ハードウェアおよびソフトウェアの組み合わせによって様々な形式で実現できることは、当業者であれば当然のことと判断することができる。
【００２０】
撮像素子２１は、画素１００を備える画素部２００と、電流源１５０と、列処理回路３５０と、垂直走査回路３００と、水平信号読出し回路４００とから構成されている。なお、請求項に係る読出し制御部は、例えば、垂直走査回路３００に対応する。また、請求項に係る読出し部は、例えば、水平信号読出し回路４００に対応する。また、請求項に係る読出し制御装置は、例えば、垂直走査回路３００と水平信号読出し回路４００とを含む装置に対応する。
【００２１】
画素部２００は、複数の画素１００が行方向および列方向に２次元状に配列されたものである。図示する例では、画素部２００には、画素１００が３行×３列に配列されている。
【００２２】
垂直走査回路３００は、行単位で画素１００の駆動制御を行う。垂直走査回路３００は、行数分設けた単位回路３０１−ｉから構成される（図示する例では、ｉ＝１，２，３）。単位回路３０１−ｉは、ＰＤリセットパルスφＲＰＤｉを行毎に独立して制御できる制御手段３０４−ｉと、行転送パルスφＴＲｉを行毎に独立して制御できる制御手段３０３−ｉと、ＦＤリセットパルスφＲＭｉを行毎に独立して制御できる制御手段３０２−ｉと、行選択パルスφＳＥｉを行毎に独立して制御できる制御手段３０５−ｉとから構成されている。
【００２３】
ＦＤリセットパルスφＲＭｉを行毎に独立して制御できる制御手段３０２−ｉは、ＦＤリセット線１１１−ｉと接続している。行転送パルスφＴＲｉを行毎に独立して制御できる制御手段３０３−ｉは、転送線１１２−ｉと接続している。ＰＤリセットパルスφＲＰＤｉを行毎に独立して制御できる制御手段３０４−ｉは、ＰＤリセット線１１５−ｉと接続している。行選択パルスφＳＥｉを行毎に独立して制御できる制御手段３０５−ｉは、選択線１１３−ｉと接続している。なお、画素電源ＶＤＤを供給する電源線は図示していない。
【００２４】
このように構成される垂直走査回路３００によって選択制御された行の画素１００の信号（画素信号）は、列毎に設けられている垂直信号線１１４へ出力されるようになっている。
【００２５】
電流源１５０は、垂直信号線１１４に接続された電流源であり、画素１００内の増幅トランジスタとソースフォロア回路を構成する。画素１００の構成については後述する。列処理回路３５０は、クランプ動作や増幅動作を行い、垂直信号線１１４に出力される画素信号の処理を行う。
【００２６】
水平信号読出し回路４００は、垂直走査回路３００により選択され、列処理回路３５０によって列処理された１行分の画素信号を、水平方向の並びの順で時系列に出力端子４１０から出力するものである。
【００２７】
ＡＤ（Ａｎａｌｏｇ  ｔｏ  Ｄｉｇｉｔａｌ）コンバータ５００は、出力端子４１０から出力されるアナログの画素信号をデジタルの画素信号に変換するものである。フレームメモリ６００は、ＡＤコンバータ５００が変換したデジタルの画素信号を記憶する。
【００２８】
次に、画素１００の構成について説明する。図３は本実施形態における画素１００の回路構成を示した回路図である。画素１００は、フォトダイオード１０１（ＰＤ）と、転送トランジスタ１０２と、電荷保持部１０３（ＦＤ）と、ＦＤリセットトランジスタ１０４と、増幅トランジスタ１０５と、選択トランジスタ１０６と、ＰＤリセットトランジスタ１０７とを備えている。なおフォトダイオード１０１以外は遮光されている。
【００２９】
フォトダイオード１０１は、光電変換素子であり、受光した光に応じた信号電荷を生成する。転送トランジスタ１０２は、フォトダイオード１０１が生成した信号電荷を電荷保持部１０３に転送する。電荷保持部１０３は、信号電荷を蓄積する。ＦＤリセットトランジスタ１０４は、電荷保持部１０３のリセットを行う。増幅トランジスタ１０５は、電荷保持部１０３に蓄積された信号電荷に基づく信号（電圧レベル）を増幅して外部へ読み出す。選択トランジスタ１０６は、増幅トランジスタ１０５の出力を垂直信号線１１４に伝える。ＰＤリセットトランジスタ１０７は、フォトダイオード１０１のリセットを行う。
【００３０】
画素電源１１０は、電源電圧ＶＤＤを印加するための画素電源であり、増幅トランジスタ１０５のドレイン側とＰＤリセットトランジスタ１０７のドレイン側およびＦＤリセットトランジスタ１０４のドレイン側に電気的に接続されている。ＦＤリセット線１１１は、１行分の電荷保持部１０３をリセットするためのＦＤリセットパルスφＲＭｉが印加されるＦＤリセット線であり、１行分のＦＤリセットトランジスタ１０４のゲートに電気的に接続されている。
【００３１】
転送線１１２は、１行分の画素１００の信号電荷を、それぞれの画素１００の電荷保持部１０３に転送するための行転送パルスφＴＲｉが印加される転送線であり、１行分の画素１００の転送トランジスタ１０２のゲートにそれぞれ電気的に接続されている。ＰＤリセット線１１５は、１行分のフォトダイオード１０１をリセットするためのＰＤリセットパルスφＲＰＤｉが印加されるＰＤリセット線であり、１行分のＰＤリセットトランジスタ１０７のゲートに電気的に接続されている。選択線１１３は、１行分の画素１００を選択し、それぞれの画素１００の電荷保持部１０３に蓄積されている信号電荷を、垂直信号線１１４に転送するための行選択パルスφＳＥｉが印加される選択線であり、１行分の画素１００の選択トランジスタ１０６のゲートにそれぞれ電気的に接続されている。このように５個のトランジスタを用いた画素構成により、画素１００は、光電変換機能と、リセット機能と、増幅読み出し機能と、一時メモリ機能と、選択機能とを実現している。
【００３２】
次に、画素１００を複数のフィールド（グループ）に分ける例について説明する。図４は、本実施形態において、画素１００を２つのフィールドに分けた場合のフィールドの例を示した概略図である。図示する例では、画素部２００に配列されている画素１００のうち、１行目、３行目、５行目、・・・、（２ｍ−１）行目の画素１００からなる画素群をＡフィールドとし、２行目、４行目、６行目、・・・、２ｍ行目の画素１００からなる画素群をＢフィールドとした場合を示している（ｍは１以上の整数）。
【００３３】
次に、撮像装置１０の動作について説明する。図５は、本実施形態における撮像装置１０の動作のタイミングを示したタイミングチャートである。図示する例は、撮像装置１０が、静止画の連続撮影（連写）中にライブビューの表示を行う際のタイミングチャートである。また、図示するタイミングチャートの横軸は時間を示しており、時系列順に区間１から区間１５までに区切られている。
【００３４】
図５（１）は、ＡフィールドとＢフィールドの露光タイミングと読み出し走査のタイミングを示している。図５（２）は、Ａフィールドの画素に印加するＰＤリセットパルスの信号強度（「Ｈ（Ｈｉ）」または「Ｌ（Ｌｏ）」）を示している。図５（３）は、Ａフィールドの画素に印加する行転送パルスの信号強度を示している。図５（４）は、Ｂフィールドの画素に印加するＰＤリセットパルスの信号強度を示している。図５（５）は、Ｂフィールドの画素に印加する行転送パルスの信号強度を示している。図５（６）は、Ａフィールドの画素から静止画像用の信号を読み出すタイミングを示している。図５（７）は、Ｂフィールドの画素から静止画像用の信号を読み出すタイミングを示している。図５（８）は、Ａフィールドの画素またはＢフィールドの画素からライブビュー用（動画像用）の信号を読み出すタイミングを示している。図５（９）は、ライブビュー用の信号を用いてライブビュー画像を表示するタイミングを示している。
【００３５】
まず、撮像部２は、区間１において、ＡフィールドのＦＤリセット信号を読み出す走査を行い、区間２において、ＢフィールドのＦＤリセット信号を読み出す走査を行う。
【００３６】
具体的には、垂直走査回路３００は、区間１および区間２において、ＡフィールドおよびＢフィールドの画素１００に対するＰＤリセットパルスφＲＰＤを「Ｈ」とし、行転送パルスφＴＲを「Ｌ」とする。また、垂直走査回路３００は、区間１において、Ａフィールドの画素１００に対する行選択パルスφＳＥを「Ｈ」とする。また、垂直走査回路３００は、区間２において、Ｂフィールドの画素１００に対する行選択パルスφＳＥを「Ｈ」とする。これにより、撮像部２は、区間１において、Ａフィールドの画素１００のＦＤリセット信号を読み出すことができ、区間２において、Ｂフィールドの画素１００のＦＤリセット信号を読み出すことができる。
【００３７】
次に、撮像部２は、区間３において、ＡフィールドおよびＢフィールドのフォトダイオード１０１の露光を開始する。そして、所望の時間経過後、フォトダイオード１０１から電荷保持部１０３へ電荷を一括転送して露光を終了する。
【００３８】
具体的には、垂直走査回路３００は、区間３において、ＡフィールドおよびＢフィールドの画素１００に対するＰＤリセットパルスφＲＰＤを「Ｌ」とし、行転送パルスφＴＲを「Ｌ」とし、露光を行う。そして、露光を開始してから所望の時間経過後、垂直走査回路３００は、行転送パルスφＴＲを「Ｈ」とし、フォトダイオード１０１から電荷保持部１０３へ電荷が転送された後、行転送パルスφＴＲを「Ｌ」とする。これにより、撮像部２は、区間３において、ＡフィールドおよびＢフィールドのフォトダイオード１０１が露光により蓄積した電荷信号を、ＡフィールドおよびＢフィールドの電荷保持部１０３に蓄積させることができる。
【００３９】
次に、撮像部２は、区間４において、Ａフィールドの電荷保持部１０３から、区間３での露光によって生成された光信号の読出し走査を行う。具体的には、垂直走査回路３００は、区間４において、ＡフィールドおよびＢフィールドの画素１００に対するＰＤリセットパルスφＲＰＤを「Ｈ」とし、行転送パルスφＴＲを「Ｌ」とする。また、垂直走査回路３００は、区間４において、Ａフィールドの画素１００に対する行選択パルスφＳＥを「Ｈ」とする。これにより、撮像部２は、区間４において、Ａフィールドの画素１００から、区間３での露光によって生成された光信号を読み出すことができる。
【００４０】
次に、撮像部２は、区間５において、Ｂフィールドの電荷保持部１０３から、区間３での露光によって生成された光信号の読出し走査を行う。また、撮像部２は、区間５において、任意のタイミングで、Ａフィールドのフォトダイオード１０１の露光を開始する。そして、撮像部２は、Ｂフィールドの電荷保持部１０３から光信号の読出し走査を終了した後、Ａフィールドのフォトダイオード１０１から電荷保持部１０３へ電荷を一括転送して露光を終了する。なお、撮像装置１０は、区間５において、区間４で撮像部２がＡフィールドの画素１００から読み出した、区間３での露光によって生成された光信号に基づいた画像をライブビューの表示に用いる。
【００４１】
具体的には、垂直走査回路３００は、区間５において、Ｂフィールドの画素１００に対するＰＤリセットパルスφＲＰＤを「Ｈ」とし、行転送パルスφＴＲを「Ｌ」とする。また、垂直走査回路３００は、Ｂフィールドの画素１００に対する行選択パルスφＳＥを「Ｈ」とする。これにより、撮像部２は、区間５において、Ｂフィールドの画素１００から、区間３での露光によって生成された光信号を読み出すことができる。
【００４２】
また、垂直走査回路３００は、区間５において、Ａフィールドの画素１００に対するＰＤリセットパルスφＲＰＤを「Ｌ」とし、行転送パルスφＴＲを「Ｌ」とした後、任意のタイミングで、Ａフィールドの画素１００に対するＰＤリセットパルスφＲＰＤを「Ｈ」から「Ｌ」として露光を行う。そして、垂直走査回路３００は、Ｂフィールドの電荷保持部１０３から光信号の読出し走査を終了した後、Ａフィールドの画素１００に対する行転送パルスφＴＲを「Ｈ」とし、フォトダイオード１０１から電荷保持部１０３へ電荷が転送された後、行転送パルスφＴＲを「Ｌ」とする。
【００４３】
これにより、撮像部２は、区間５において、Ｂフィールドの画素１００の光信号を読み出している間に、Ａフィールドのフォトダイオード１０１の露光を行うことができる。さらに、撮像部２は、区間５において、Ｂフィールドの画素１００の光信号を読み出した後、Ａフィールドのフォトダイオード１０１が露光により蓄積した電荷信号を、Ａフィールドの電荷保持部１０３に蓄積させることができる。
【００４４】
次に、撮像部２は、区間６において、Ａフィールドの電荷保持部１０３から、区間５での露光によって生成された光信号の読出し走査を行う。具体的には、垂直走査回路３００は、区間６において、ＡフィールドおよびＢフィールドの画素１００に対するＰＤリセットパルスφＲＰＤを「Ｈ」とし、行転送パルスφＴＲを「Ｌ」とする。また、垂直走査回路３００は、区間６において、Ａフィールドの画素１００に対する行選択パルスφＳＥを「Ｈ」とする。これにより、撮像部２は、区間６において、Ａフィールドの画素１００から、区間５での露光によって生成された光信号を読み出すことができる。
【００４５】
次に、撮像部２は、区間７において、次の露光のための準備として、ＡフィールドのＦＤリセット信号を読み出す走査を行う。なお、撮像装置１０は、区間７において、区間６で撮像部２がＡフィールドの画素１００から読み出した、区間５での露光によって生成された光信号に基づいた画像をライブビューの表示に用いる。
【００４６】
具体的には、垂直走査回路３００は、区間７において、ＡフィールドおよびＢフィールドの画素１００に対するＰＤリセットパルスφＲＰＤを「Ｈ」とし、行転送パルスφＴＲを「Ｌ」とする。また、垂直走査回路３００は、区間７において、Ａフィールドの画素１００に対する行選択パルスφＳＥを「Ｈ」とする。これにより、撮像部２は、区間７において、Ａフィールドの画素１００のＦＤリセット信号を読み出すことができる。
【００４７】
区間８〜区間１２の処理は、図５に示す通りであり、区間３〜７におけるＡフィールドとＢフィールドの処理を入れ替えた処理と同様の処理である。すなわち、撮像装置１０は、ライブビューの表示に用いる画像を、Ａフィールドの光信号に基づいた画像から、Ｂフィールドの光信号に基づいた画像に切り替えて同様の駆動を行う。これを一連の動作として繰り返し動作させることでライブビュー専用の画像を順次作成していく。
【００４８】
次に、静止画像の生成方法について説明する。静止画像の生成方法は、非破壊読み出しで、ＡフィールドおよびＢフィールドの画素１００から、リセット信号および光信号を読み出し、画像処理を行うことにより生成する。
【００４９】
区間３での露光による静止画像の生成方法について説明する。Ａフィールドの静止画像（Ａフィールドの差分画像）は、区間４で読み出したＡフィールドの光信号と、区間１で読み出したＡフィールドのＦＤリセット信号との差分によって生成する。また、Ｂフィールドの静止画像（Ｂフィールドの差分画像）は、区間５で読み出したＢフィールドの光信号と、区間２で読み出したＢフィールドのＦＤリセット信号との差分によって生成する。このＡフィールドの差分画像とＢフィールドの差分画像とを合成することで、区間３での露光による静止画像を生成する。なお、差分画像の生成と差分画像の構成処理は、画像処理部３にて行う。
【００５０】
区間８での露光による静止画像の生成方法について説明する。Ａフィールドの静止画像（Ａフィールドの差分画像）は、区間１０で読み出したＡフィールドの光信号と、区間７で読み出したＡフィールドのＦＤリセット信号との差分によって生成する。また、区間５で取得した光信号は「区間３での露光による光信号」であり、区間９で取得した光信号は「区間３での露光による光信号＋区間８での露光による光信号」である。そのため、Ｂフィールドの静止画像（Ｂフィールドの差分画像）は、区間９で読み出したＢフィールドの光信号と、区間５で読み出した光信号との差分によって生成する。このＡフィールドの差分画像とＢフィールドの差分画像とを合成することで、区間８での露光による静止画像を生成する。なお、差分画像の生成と差分画像の構成処理は、画像処理部３にて行う。
【００５１】
また、前述した静止画像を生成するためのＢフィールドの差分画像の取得方法は、Ａフィールドの差分画像の生成時においても同様の動作をすることで、差分画像の生成が可能となる。例えば、区間１３での露光による静止画像を生成する場合、Ａフィールドの差分画像は、区間１４で読み出した光信号から区間１０で読み出した光信号を差分することで生成することができる。
【００５２】
上述したとおり、撮像装置１０がこのように動作することで、静止画用の露光期間と、この露光期間の次の静止画用の露光期間との間において、ライブビュー表示用の画像を２回取得することが可能となり、被写体にカメラを追従させることが容易となる。
【００５３】
なお、図５に示したタイミングチャートにおいて、区間５でＡフィールドの露光を終了するタイミングは、Ｂフィールドの光信号読出し走査の終了前であっても良い。
【００５４】
（第２の実施形態）
以下、本発明の第２の実施形態について説明する。本実施形態の撮像装置１０および撮像部２の構成は、第１の実施形態の撮像装置１０および撮像部２の構成と同様の構成である。
【００５５】
次に、撮像装置１０の動作について説明する。図６は、本実施形態における撮像装置１０の動作のタイミングを示したタイミングチャートである。図示する例は、撮像装置１０が、静止画の連続撮影（連写）中にライブビューの表示を行う際のタイミングチャートである。また、図示するタイミングチャートの横軸は時間を示しており、時系列順に区間１から区間１８までに区切られている。
【００５６】
図６（１）は、ＡフィールドとＢフィールドの露光タイミングと読み出し走査のタイミングを示している。図６（２）は、Ａフィールドの画素に印加するＰＤリセットパルスの信号強度を示している。図６（３）は、Ａフィールドの画素に印加する行転送パルスの信号強度を示している。図６（４）は、Ｂフィールドの画素に印加するＰＤリセットパルスの信号強度を示している。図６（５）は、Ｂフィールドの画素に印加する行転送パルスの信号強度を示している。図６（６）は、Ａフィールドの画素から静止画像用の信号を読み出すタイミングを示している。図６（７）は、Ｂフィールドの画素から静止画像用の信号を読み出すタイミングを示している。図６（８）は、Ａフィールドの画素またはＢフィールドの画素からライブビュー用（動画像用）の信号を読み出すタイミングを示している。図６（９）は、ライブビュー用の信号を用いてライブビュー画像を表示するタイミングを示している。
【００５７】
まず、撮像部２は、区間１において、ＡフィールドのＦＤリセット信号を読み出す走査を行い、区間２において、ＢフィールドのＦＤリセット信号を読み出す走査を行う。
【００５８】
具体的には、垂直走査回路３００は、区間１および区間２において、ＡフィールドおよびＢフィールドの画素１００に対するＰＤリセットパルスφＲＰＤを「Ｈ」とし、行転送パルスφＴＲを「Ｌ」とする。また、垂直走査回路３００は、区間１において、Ａフィールドの画素１００に対する行選択パルスφＳＥを「Ｈ」とする。また、垂直走査回路３００は、区間２において、Ｂフィールドの画素１００に対する行選択パルスφＳＥを「Ｈ」とする。これにより、撮像部２は、区間１において、Ａフィールドの画素１００のＦＤリセット信号を読み出すことができ、区間２において、Ｂフィールドの画素１００のＦＤリセット信号を読み出すことができる。
【００５９】
次に、撮像部２は、区間３において、ＡフィールドおよびＢフィールドのフォトダイオード１０１の露光を開始する。そして、所望の時間経過後、フォトダイオード１０１から電荷保持部１０３へ電荷を一括転送して露光を終了する。
【００６０】
具体的には、垂直走査回路３００は、区間３において、ＡフィールドおよびＢフィールドの画素１００に対するＰＤリセットパルスφＲＰＤを「Ｌ」とし、行転送パルスφＴＲを「Ｌ」とし、露光を行う。そして、露光を開始してから所望の時間経過後、垂直走査回路３００は、行転送パルスφＴＲを「Ｈ」とし、フォトダイオード１０１から電荷保持部１０３へ電荷が転送された後、行転送パルスφＴＲを「Ｌ」とする。これにより、撮像部２は、区間３において、ＡフィールドおよびＢフィールドのフォトダイオード１０１が露光により蓄積した電荷信号を、ＡフィールドおよびＢフィールドの電荷保持部１０３に蓄積させることができる。
【００６１】
次に、撮像部２は、区間４において、Ａフィールドの電荷保持部１０３から、区間３での露光によって生成された光信号の読出し走査を行う。また、撮像部２は、区間４において、任意のタイミングで、Ａフィールドのフォトダイオード１０１の露光を開始する。そして、撮像部２は、Ａフィールドの電荷保持部１０３から光信号の読出し走査を終了した後、Ａフィールドのフォトダイオード１０１から電荷保持部１０３へ電荷を一括転送して露光を終了する。
【００６２】
具体的には、垂直走査回路３００は、区間４において、Ａフィールドの画素１００に対する行選択パルスφＳＥを「Ｈ」とする。これにより、撮像部２は、区間４において、Ａフィールドの画素１００から、区間３での露光によって生成された光信号を読み出すことができる。また、垂直走査回路３００は、区間４において、Ａフィールドの画素１００に対するＰＤリセットパルスφＲＰＤを「Ｌ」とし、行転送パルスφＴＲを「Ｌ」とした後、任意のタイミングで、Ａフィールドの画素１００に対するＰＤリセットパルスφＲＰＤを「Ｈ」から「Ｌ」として露光を行う。そして、垂直走査回路３００は、Ａフィールドの電荷保持部１０３から光信号の読出し走査を終了した後、Ａフィールドの画素１００に対する行転送パルスφＴＲを「Ｈ」とし、フォトダイオード１０１から電荷保持部１０３へ電荷が転送された後、行転送パルスφＴＲを「Ｌ」とする。なお、垂直走査回路３００は、区間４において、Ｂフィールドの画素１００に対するＰＤリセットパルスφＲＰＤを「Ｈ」とし、行転送パルスφＴＲを「Ｌ」とする。
【００６３】
これにより、撮像部２は、区間４において、Ａフィールドの画素１００の光信号を読み出している間に、Ａフィールドのフォトダイオード１０１の露光を行うことができる。さらに、撮像部２は、区間４において、Ａフィールドの画素１００の光信号を読み出した後、Ａフィールドのフォトダイオード１０１が露光により蓄積した電荷信号を、Ａフィールドの電荷保持部１０３に蓄積させることができる。
【００６４】
次に、撮像部２は、区間５において、Ａフィールドの電荷保持部１０３から、区間４での露光によって生成された光信号の読出し走査を行う。なお、撮像装置１０は、区間５において、区間４で撮像部２がＡフィールドの画素１００から読み出した、区間３での露光によって生成された光信号に基づいた画像をライブビューの表示に用いる。
【００６５】
具体的には、垂直走査回路３００は、区間５において、ＡフィールドおよびＢフィールドの画素１００に対するＰＤリセットパルスφＲＰＤを「Ｈ」とし、行転送パルスφＴＲを「Ｌ」とする。また、垂直走査回路３００は、区間５において、Ａフィールドの画素１００に対する行選択パルスφＳＥを「Ｈ」とする。これにより、撮像部２は、区間５において、Ａフィールドの画素１００から、区間４での露光によって生成された光信号を読み出すことができる。
【００６６】
次に、撮像部２は、区間６において、Ｂフィールドの電荷保持部１０３から、区間３での露光によって生成された光信号の読出し走査を行う。また、撮像部２は、区間６において、任意のタイミングで、Ａフィールドのフォトダイオード１０１の露光を開始する。そして、撮像部２は、Ａフィールドの電荷保持部１０３から光信号の読出し走査を終了した後、Ａフィールドのフォトダイオード１０１から電荷保持部１０３へ電荷を一括転送して露光を終了する。なお、撮像装置１０は、区間６において、区間５で撮像部２がＡフィールドの画素１００から読み出した、区間４での露光によって生成された光信号に基づいた画像をライブビューの表示に用いる。
【００６７】
具体的には、垂直走査回路３００は、区間６において、Ｂフィールドの画素１００に対する行選択パルスφＳＥを「Ｈ」とする。これにより、撮像部２は、区間６において、Ｂフィールドの画素１００から、区間３での露光によって生成された光信号を読み出すことができる。また、垂直走査回路３００は、区間６において、Ａフィールドの画素１００に対するＰＤリセットパルスφＲＰＤを「Ｌ」とし、行転送パルスφＴＲを「Ｌ」とした後、任意のタイミングで、Ａフィールドの画素１００に対するＰＤリセットパルスφＲＰＤを「Ｈ」から「Ｌ」として露光を行う。そして、垂直走査回路３００は、Ｂフィールドの電荷保持部１０３から光信号の読出し走査を終了した後、Ａフィールドの画素１００に対する行転送パルスφＴＲを「Ｈ」とし、フォトダイオード１０１から電荷保持部１０３へ電荷が転送された後、行転送パルスφＴＲを「Ｌ」とする。なお、垂直走査回路３００は、区間６において、Ｂフィールドの画素１００に対するＰＤリセットパルスφＲＰＤを「Ｈ」とし、行転送パルスφＴＲを「Ｌ」とする。
【００６８】
これにより、撮像部２は、区間６において、Ｂフィールドの画素１００の光信号を読み出している間に、Ａフィールドのフォトダイオード１０１の露光を行うことができる。さらに、撮像部２は、区間６において、Ｂフィールドの画素１００の光信号を読み出した後、Ａフィールドのフォトダイオード１０１が露光により蓄積した電荷信号を、Ａフィールドの電荷保持部１０３に蓄積させることができる。
【００６９】
次に、撮像部２は、区間７において、Ａフィールドの電荷保持部１０３から、区間６での露光によって生成された光信号の読出し走査を行う。具体的には、垂直走査回路３００は、区間７において、ＡフィールドおよびＢフィールドの画素１００に対するＰＤリセットパルスφＲＰＤを「Ｈ」とし、行転送パルスφＴＲを「Ｌ」とする。また、垂直走査回路３００は、区間７において、Ａフィールドの画素１００に対する行選択パルスφＳＥを「Ｈ」とする。これにより、撮像部２は、区間７において、Ａフィールドの画素１００から、区間６での露光によって生成された光信号を読み出すことができる。
【００７０】
次に、撮像部２は、区間８において、次の露光のための準備として、ＡフィールドのＦＤリセット信号を読み出す走査を行う。なお、撮像装置１０は、区間８において、区間７で撮像部２がＡフィールドの画素１００から読み出した、区間６での露光によって生成された光信号に基づいた画像をライブビューの表示に用いる。
【００７１】
具体的には、垂直走査回路３００は、区間８において、ＡフィールドおよびＢフィールドの画素１００に対するＰＤリセットパルスφＲＰＤを「Ｈ」とし、行転送パルスφＴＲを「Ｌ」とする。また、垂直走査回路３００は、区間８において、Ａフィールドの画素１００に対する行選択パルスφＳＥを「Ｈ」とする。これにより、撮像部２は、区間８において、Ａフィールドの画素１００のＦＤリセット信号を読み出すことができる。
【００７２】
区間９〜区間１４の処理は、図６に示す通りであり、区間３〜８におけるＡフィールドとＢフィールドの処理を入れ替えた処理と同様の処理である。すなわち、撮像装置１０は、ライブビューの表示に用いる画像を、Ａフィールドの光信号に基づいた画像から、Ｂフィールドの光信号に基づいた画像に切り替えて同様の駆動を行う。これを一連の動作として繰り返し動作させることでライブビュー専用の画像を順次作成していく。
【００７３】
なお、静止画像の生成は、第１の実施形態における静止画像の生成と同様に、非破壊読み出しと差分処理とを行うことで実現する。
【００７４】
上述したとおり、撮像装置１０がこのように動作することで、静止画用の露光期間と、この露光期間の次の静止画用の露光期間との間において、ライブビュー表示用の画像を３回取得することが可能となり、被写体にカメラを追従させることが更に容易となる。
【００７５】
なお、図６に示したタイミングチャートにおいて、区間４および区間６でＡフィールドの露光を終了するタイミングは、ＡフィールドおよびＢフィールドの光信号読出し走査の終了前であっても良い。
【００７６】
（第３の実施形態）
以下、本発明の第３の実施形態について説明する。本実施形態の撮像装置１０と第１の実施形態の撮像装置１０とでは、撮像部の構成が異なる。なお、本実施形態の撮像装置１０が備える撮像部以外の各部の構成は、第１の実施形態の撮像装置１０が備える各部の構成と同様の構成である。
【００７７】
次に、撮像部の構成について説明する。図７は本実施形態における撮像部２０の構成を示した概略図である。
【００７８】
本実施形態の撮像部２０が備える撮像素子２１０は、２つの水平信号読出し回路を備えている。また、奇数列に配置されている画素１００（Ａフィールドの画素１００）と、偶数列に配置されている画素１００（Ｂフィールドの画素１００）とで、異なる水平信号読出し回路４００−１，４００−２に接続している。具体的には、Ａフィールドの画素１００は水平信号読出し回路４００−１に接続しており、Ｂフィールドの画素１００は水平信号読出し回路４００−２に接続している。これにより、Ａフィールドの画素１００の信号とＢフィールドの画素１００の信号とを同時に読み出すことができる。
【００７９】
また、撮像部２０は、２つの撮像部水平信号読出し回路４００−１，４００−２が出力する信号を処理するため、２つの出力端子４１０−１，４１０−２と、２つのＡＤコンバータ５００−１，５００−２と、２つのフレームメモリ６００−１，６００−２とを備えている。なお、撮像部２０のその他の構成は第１の実施形態の撮像部２の構成と同様である。また、撮像部２０が備える各部の動作も、第１の実施形態における撮像部２が備える各部の動作と同様の動作である。
【００８０】
次に、撮像装置１０の動作について説明する。図８は、本実施形態における撮像装置１０の動作のタイミングを示したタイミングチャートである。図示する例は、撮像装置１０が、静止画の連続撮影（連写）中にライブビューの表示を行う際のタイミングチャートである。また、図示するタイミングチャートの横軸は時間を示しており、時系列順に区間１から区間１４までに区切られている。
【００８１】
図８（１）は、ＡフィールドとＢフィールドの露光タイミングと読み出し走査のタイミングを示している。図８（２）は、Ａフィールドの画素に印加するＰＤリセットパルスの信号強度を示している。図８（３）は、Ａフィールドの画素に印加する行転送パルスの信号強度を示している。図８（４）は、Ｂフィールドの画素に印加するＰＤリセットパルスの信号強度を示している。図８（５）は、Ｂフィールドの画素に印加する行転送パルスの信号強度を示している。図８（６）は、Ａフィールドの画素から静止画像用の信号を読み出すタイミングを示している。図８（７）は、Ｂフィールドの画素から静止画像用の信号を読み出すタイミングを示している。図８（８）は、Ａフィールドの画素またはＢフィールドの画素からライブビュー用（動画像用）の信号を読み出すタイミングを示している。図８（９）は、ライブビュー用の信号を用いてライブビュー画像を表示するタイミングを示している。
【００８２】
まず、撮像部２０は、区間１において、ＡフィールドのＦＤリセット信号を読み出す走査を行い、区間２において、ＢフィールドのＦＤリセット信号を読み出す走査を行う。
【００８３】
具体的には、垂直走査回路３００は、区間１および区間２において、ＡフィールドおよびＢフィールドの画素１００に対するＰＤリセットパルスφＲＰＤを「Ｈ」とし、行転送パルスφＴＲを「Ｌ」とする。また、垂直走査回路３００は、区間１において、Ａフィールドの画素１００に対する行選択パルスφＳＥを「Ｈ」とする。また、垂直走査回路３００は、区間２において、Ｂフィールドの画素１００に対する行選択パルスφＳＥを「Ｈ」とする。これにより、撮像部２０は、区間１において、Ａフィールドの画素１００のＦＤリセット信号を読み出すことができ、区間２において、Ｂフィールドの画素１００のＦＤリセット信号を読み出すことができる。
【００８４】
次に、撮像部２０は、区間３において、ＡフィールドおよびＢフィールドのフォトダイオード１０１の露光を開始する。そして、所望の時間経過後、フォトダイオード１０１から電荷保持部１０３へ電荷を一括転送して露光を終了する。
【００８５】
具体的には、垂直走査回路３００は、区間３において、ＡフィールドおよびＢフィールドの画素１００に対するＰＤリセットパルスφＲＰＤを「Ｌ」とし、行転送パルスφＴＲを「Ｌ」とし、露光を行う。そして、露光を開始してから所望の時間経過後、垂直走査回路３００は、行転送パルスφＴＲを「Ｈ」とし、フォトダイオード１０１から電荷保持部１０３へ電荷が転送された後、行転送パルスφＴＲを「Ｌ」とする。これにより、撮像部２０は、区間３において、ＡフィールドおよびＢフィールドのフォトダイオード１０１が露光により蓄積した電荷信号を、ＡフィールドおよびＢフィールドの電荷保持部１０３に蓄積させることができる。
【００８６】
次に、撮像部２０は、区間４において、Ａフィールドの電荷保持部１０３から、区間３での露光によって生成された光信号の読出し走査を行う。また、撮像部２０は、区間４において、任意のタイミングで、Ａフィールドのフォトダイオード１０１の露光を開始する。そして、撮像部２０は、Ａフィールドの電荷保持部１０３から光信号の読出し走査を終了した後、Ａフィールドのフォトダイオード１０１から電荷保持部１０３へ電荷を一括転送して露光を終了する。
【００８７】
具体的には、垂直走査回路３００は、区間４において、Ａフィールドの画素１００に対する行選択パルスφＳＥを「Ｈ」とする。これにより、撮像部２０は、区間４において、Ａフィールドの画素１００から、区間３での露光によって生成された光信号を読み出すことができる。また、垂直走査回路３００は、区間４において、Ａフィールドの画素１００に対するＰＤリセットパルスφＲＰＤを「Ｌ」とし、行転送パルスφＴＲを「Ｌ」とした後、任意のタイミングで、Ａフィールドの画素１００に対するＰＤリセットパルスφＲＰＤを「Ｈ」から「Ｌ」として露光を行う。そして、垂直走査回路３００は、Ａフィールドの電荷保持部１０３から光信号の読出し走査を終了した後、Ａフィールドの画素１００に対する行転送パルスφＴＲを「Ｈ」とし、フォトダイオード１０１から電荷保持部１０３へ電荷が転送された後、行転送パルスφＴＲを「Ｌ」とする。なお、垂直走査回路３００は、区間４において、Ｂフィールドの画素１００に対するＰＤリセットパルスφＲＰＤを「Ｈ」とし、行転送パルスφＴＲを「Ｌ」とする。
【００８８】
これにより、撮像部２０は、区間４において、Ａフィールドの画素１００の光信号を読み出している間に、Ａフィールドのフォトダイオード１０１の露光を行うことができる。さらに、撮像部２は、区間４において、Ａフィールドの画素１００の光信号を読み出した後、Ａフィールドのフォトダイオード１０１が露光により蓄積した電荷信号を、Ａフィールドの電荷保持部１０３に蓄積させることができる。
【００８９】
次に、撮像部２０は、区間５において、Ｂフィールドの画素１００から、区間３での露光によって生成された光信号を読み出す走査を行いながら、Ａフィールドの画素１００から、区間４での露光によって生成された光信号を読み出す走査を同時に行う。なお、撮像装置１０は、区間５において、区間４で撮像部２０がＡフィールドの画素１００から読み出した、区間３での露光によって生成された光信号に基づいた画像をライブビューの表示に用いる。
【００９０】
具体的には、垂直走査回路３００は、区間５において、ＡフィールドおよびＢフィールドの画素１００に対するＰＤリセットパルスφＲＰＤを「Ｈ」とし、行転送パルスφＴＲを「Ｌ」とする。また、垂直走査回路３００は、区間５において、Ａフィールドの画素１００に対する行選択パルスφＳＥを「Ｈ」とする。また、垂直走査回路３００は、区間５において、Ｂフィールドの画素１００に対する行選択パルスφＳＥを「Ｈ」とする。これにより、撮像部２０は、区間５において、Ａフィールドの画素１００から、区間４での露光によって生成された光信号と、Ｂフィールドの画素１００から、区間３での露光によって生成された光信号とを同時に読み出すことができる。
【００９１】
次に、撮像部２０は、区間６において、次の露光のための準備として、ＡフィールドのＦＤリセット信号を読み出す走査を行う。なお、撮像装置１０は、区間６において、区間５で撮像部２０がＡフィールドの画素１００から読み出した、区間４での露光によって生成された光信号に基づいた画像をライブビューの表示に用いる。
【００９２】
具体的には、垂直走査回路３００は、区間６において、ＡフィールドおよびＢフィールドの画素１００に対するＰＤリセットパルスφＲＰＤを「Ｈ」とし、行転送パルスφＴＲを「Ｌ」とする。また、垂直走査回路３００は、区間６において、Ａフィールドの画素１００に対する行選択パルスφＳＥを「Ｈ」とする。これにより、撮像部２０は、区間６において、Ａフィールドの画素１００のＦＤリセット信号を読み出すことができる。
【００９３】
区間７〜区間１０の処理は、図８に示す通りであり、区間３〜６におけるＡフィールドとＢフィールドの処理を入れ替えた処理と同様の処理である。すなわち、撮像装置１０は、ライブビューの表示に用いる画像を、Ａフィールドの光信号に基づいた画像から、Ｂフィールドの光信号に基づいた画像に切り替えて同様の駆動を行う。これを一連の動作として繰り返し動作させることでライブビュー専用の画像を順次作成していく。
【００９４】
なお、静止画像の生成は、第１の実施形態における静止画像の生成と同様に、非破壊読み出しと差分処理とを行うことで実現する。
【００９５】
上述したとおり、撮像装置１０がこのように動作することで、静止画用の露光期間と、この露光期間の次の静止画用の露光期間との間において、ライブビュー表示用の画像を２回取得することが可能となる。さらに、撮像部２０は、フィールド毎に水平信号読出し回路４００−１，４００−２を備えているため、片方の水平信号読出し回路４００−１でＡフィールドの読み出し走査、他方の水平信号読出し回路４００−２でＢフィールドの読み出し走査というように、並列で各フィールドの走査と信号読み出しを行うことができる。よって、複数のフィールドの信号を同時に読み出すことで、露光期間と次の露光期間との間隔を短くすることができ、被写体にカメラを追従させることがさらに容易となる。
【００９６】
なお、図８に示したタイミングチャートにおいて、区間４でＡフィールドの露光を終了するタイミングは、Ｂフィールドの光信号読出し走査の終了前であっても良い。
【００９７】
（第４の実施形態）
以下、本発明の第４の実施形態について説明する。本実施形態の撮像装置１０および撮像部２の構成は、第２の実施形態の撮像装置１０および撮像部２の構成と同様の構成である。また、本実施形態の撮像部２の動作は、ライブビュー画像の表示タイミング以外は第２の実施形態の撮像部２の動作と同様の動作である。
【００９８】
以下、撮像装置１０の動作について説明する。図９は、本実施形態における撮像装置１０の動作のタイミングを示したタイミングチャートである。図示する例は、撮像装置１０が、静止画の連続撮影（連写）中にライブビューの表示を行う際のタイミングチャートである。また、図示するタイミングチャートの横軸は時間を示しており、時系列順に区間１から区間１８までに区切られている。
【００９９】
図９（１）は、ＡフィールドとＢフィールドの露光タイミングと読み出し走査のタイミングを示している。図９（２）は、Ａフィールドの画素に印加するＰＤリセットパルスの信号強度を示している。図９（３）は、Ａフィールドの画素に印加する行転送パルスの信号強度を示している。図９（４）は、Ｂフィールドの画素に印加するＰＤリセットパルスの信号強度を示している。図９（５）は、Ｂフィールドの画素に印加する行転送パルスの信号強度を示している。図９（６）は、Ａフィールドの画素から静止画像用の信号を読み出すタイミングを示している。図９（７）は、Ｂフィールドの画素から静止画像用の信号を読み出すタイミングを示している。図９（８）は、Ａフィールドの画素またはＢフィールドの画素からライブビュー用（動画像用）の信号を読み出すタイミングを示している。図９（９）は、ライブビュー用の信号を用いてライブビュー画像を表示するタイミングを示している。
【０１００】
図示するタイミングチャートは、図（９）に示すライブビュー表示のタイミング以外、図６に示したタイミングチャートと同様である。そのため、図９（９）に示すライブビュー表示のタイミングについてのみ説明する。
【０１０１】
図示する例では、撮像装置１０は、撮像部２がライブビュー画像の元となる光信号を読み出した後、すぐにこの光信号に基づいた画像をライブビュー画像として表示するのではなく、各フレーム間隔が一定となるように遅延させてライブビュー画像を表示している。
【０１０２】
具体的には、カメラ制御部８は、区間４で露光した光信号に基づいた画像を、区間５で表示するように制御している。また、カメラ制御部８は、区間５で露光した光信号に基づいた画像を、区間６の後半から区間７の後半にかけて表示するように制御している。また、カメラ制御部８は、区間７で露光した光信号に基づいた画像を、区間８の後半から区間１０の前半にかけて表示するように制御している。このように、カメラ制御部８は、各ライブビュー画像の表示間隔（フレーム間隔）が一定となるようにライブビュー画像の表示タイミングを制御する。なお、他の区間におけるライブビュー画像の表示タイミングについては図示するとおりである。
【０１０３】
図６を用いて説明した第２の実施形態でのライブビュー画像の表示は、撮像部２がライブビュー画像の元となる光信号を読み出した直後に、この光信号に基づいた画像を表示しているため、フレーム間隔が一定ではない。そのため、ユーザーがライブビュー画像を見ている時に違和感を持つ可能性がある。
【０１０４】
従って、上述したとおり、本実施形態では、撮像部２がライブビュー画像の元となる光信号を読み出した直後に、この光信号に基づいた画像を表示するのではなく、各フレーム間隔が一定となるように遅延させてライブビュー画像を表示する。これにより、ライブビュー画像の表示間隔が一定となり、ユーザーが持つ違和感をなくすことが可能となる。
【０１０５】
なお、本発明のある態様に係る読出し制御装置は、撮像素子上に配置された複数の画素を２以上のグループに分類し、さらに、露光開始から次の露光開始までの期間である撮影期間ごとに、前記画素から光信号またはリセット信号をグループ単位で読み出す読出し手段と、前記リセット信号を読み出すグループを前記撮影期間ごとに変更するように前記リセット信号の読み出しを制御し、さらに、第１の撮影期間内において第１のグループの画素からの前記光信号の読み出しを終了してから、前記第１の撮影期間に続く第２の撮影期間内において前記第１のグループの画素から前記リセット信号を読み出すまでの所定期間内に、前記第１のグループの画素から前記光信号を動画用信号として読み出すように前記光信号および前記リセット信号の読み出しを制御する読出し制御手段と、を備えることを特徴とする読出し制御装置であってもよい。
【０１０６】
また、本発明のある態様に係る撮像装置は、撮像素子と、前記撮像素子上に配置された複数の画素を２以上のグループに分類し、さらに、露光開始から次の露光開始までの期間である撮影期間ごとに、前記画素から光信号またはリセット信号をグループ単位で読み出す読出し手段と、前記リセット信号を読み出すグループを前記撮影期間ごとに変更するように前記リセット信号の読み出しを制御し、さらに、第１の撮影期間内において第１のグループの画素からの前記光信号の読み出しを終了してから、前記第１の撮影期間に続く第２の撮影期間内において前記第１のグループの画素から前記リセット信号を読み出すまでの所定期間内に、前記第１のグループの画素から前記光信号を動画用信号として読み出すように前記光信号および前記リセット信号の読み出しを制御する読出し制御手段と、を備えることを特徴とする撮像装置（あるいは固体撮像装置）であってもよい。
【０１０７】
以上、本発明を実施の形態をもとに説明したが、各構成要素や各処理プロセスの任意の組合せ、本発明の表現をコンピュータプログラムプロダクトなどに変換したものもまた、本発明の態様として有効である。ここで、コンピュータプログラムプロダクトとは、プログラムコードが記録された記録媒体（ＤＶＤ媒体、ハードディスク媒体、メモリ媒体など）、プログラムコードが記録されたコンピュータ、プログラムコードが記録されたインターネットシステム（例えば、サーバとクライアント端末を含むシステム）など、プログラムコードが組み込まれた記録媒体、装置、機器やシステムをいう。この場合、上述した各構成要素や各処理プロセスは各モジュールで実装され、その実装されたモジュールからなるプログラムコードはコンピュータプログラムプロダクト内に記録される。
【０１０８】
また、本発明のある態様に係るコンピュータプログラムプロダクトは、撮像素子上に配置された複数の画素を２以上のグループに分類し、さらに、露光開始から次の露光開始までの期間である撮影期間ごとに、前記画素から光信号またはリセット信号をグループ単位で読み出すモジュールと、前記リセット信号を読み出すグループを前記撮影期間ごとに変更するように前記リセット信号の読み出しを制御し、さらに、第１の撮影期間内において第１のグループの画素からの前記光信号の読み出しを終了してから、前記第１の撮影期間に続く第２の撮影期間内において前記第１のグループの画素から前記リセット信号を読み出すまでの所定期間内に、前記第１のグループの画素から前記光信号を動画用信号として読み出すように前記光信号および前記リセット信号の読み出しを制御するモジュールと、を含むことを特徴とするコンピュータプログラムプロダクトであってもよい。
【０１０９】
また、上述した第１の実施形態〜第４の実施形態における撮像装置１０が備える各部の機能全体あるいはその一部は、これらの機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現しても良い。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
【０１１０】
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶部のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時刻の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時刻プログラムを保持しているものも含んでも良い。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。
【０１１１】
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
【０１１２】
従って、本発明の範囲は、上記の説明を参照して決められるものではなく、請求項により決められるべきであり、均等物の全範囲も含まれる。上記の説明で述べた特徴はいずれも、好ましいかどうかを問わず、他の特徴と組み合わせてもよい。また、請求項において、明示的に断らない限り、各構成要素は１またはそれ以上の数量である。また、請求項において、「〜のための手段」のような語句を用いて明示的に記載する場合を除いて、請求項がミーンズ・プラス・ファンクションの限定を含むものと解してはならない。
【符号の説明】
【０１１３】
１・・・レンズ、２，２０・・・撮像部、３・・・画像処理部、４・・・表示部、５・・・メモリーカード、６・・・駆動制御部、７・・・レンズ制御部、８・・・カメラ制御部、９・・・カメラ操作部、１０・・・撮像装置、２１，２１０・・・撮像素子、１００・・・画素、１０１・・・フォトダイオード、１０２・・・転送トランジスタ、１０３・・・電荷保持部、１０４・・・ＦＤリセットトランジスタ、１０５・・・増幅トランジスタ、１０６・・・選択トランジスタ、１０７・・・ＰＤリセットトランジスタ、１１０・・・画素電源、１１１，１１１−１〜３，１１１−ｉ・・・ＦＤリセット線、１１２，１１２−１〜３，１１２−ｉ・・・転送線、１１３，１１３−１〜３，１１３−ｉ・・・選択線、１１４・・・垂直信号線、１１５，１１５−１〜３，１１５−ｉ・・・ＰＤリセット線、１５０・・・電流源、２００・・・画素部、３００・・・垂直走査回路、３０１−１〜３，３０１−ｉ・・・単位回路、３０２−１〜３，３０２−ｉ、３０３−１〜３，３０３−ｉ，３０４−１〜３，３０４−ｉ，３０５−１〜３，３０５−ｉ・・・制御手段、３５０・・・列処理回路、４００，４００−１〜２・・・水平信号読出し回路、４１０，４１０−１〜２・・・出力端子、５００，５００−１〜２・・・ＡＤコンバータ、６００，６００−１〜２・・・フレームメモリ
【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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