CN100459661C - 摄像装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供一种摄像装置及其控制方法，在拍摄静止图像时，对应于必需的图像尺寸，减少从摄像元件读出的像素数，以谋求缩短图像拍摄所需的时间。所述摄像装置包括：摄像元件，具有沿垂直方向及水平方向2维排列的多个光电变换像素，和为多个像素共同设置的、依次输出来自多个光电变换像素的信号的共同输出部；以及可切换第1读出模式和第2读出模式的读出单元，第1读出模式通过隔行扫描，将各光电变换像素的信号分成m个半帧，然后从该摄像元件读出m个半帧大小的信号，其中m是大于或等于3的自然数；而第2读出模式通过隔行扫描，从摄像元件中读出m个半帧中的n个半帧大小的信号，其中n是满足2≤n＜m的自然数。

Description

摄像装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种从摄像元件读出像素信号并记录静止图像或运动图像的摄像装置，尤其涉及具备通过隔行扫描分割读出摄像元件所具有的像素的方式的装置。

背景技术

近年来，开发了多种使用CCD等摄像元件得到静止图像或运动图像的数码相机。此相机因分辨度高，编辑自由度高等理由，为了满足市场的高像素化，摄像元件也与此相应地趋向高像素化。

但是，像素越多，从光电变换部分按垂直传送路径→水平传送路径的顺序传送像素所需要的时间越增加，结果，得到一幅静止画面所需要的时间也随之增加。

因此，既便在具有高像素的数码相机等中，在监视视角调节或拍摄运动图像时，也设法提高帧速度。

作为一个实例，包括抽线读出方式。这是一种读出方法，通过以仅读出多条线中的1条线代替牺牲像素数/垂直分辩度，来谋求提高帧速度。

作为另一实例，包括水平像素相加功能(例如，参照特开2000-115643号公报)。这是在水平传送路径内使同一线上的2个像素相加，从而将1条线中的像素数减半的读出方法。这样，像素数减少到一半，可使传送1线像素所需要的时间减半。

通过变更CCD固体摄像元件的驱动定时来实现这些读出方法的转换。

在现有的摄像装置中，尽管在得到运动图像时可通过抽线读出等方式来提高帧速度，但就静止图像而言，作为为了只读出全部像素/全部半帧、而能避免由于高像素化而导致的像素读出时间增加和随之而来的连拍性能低下所采取的措施，仅为驱动块的高速化程度。

另外，在相机的输出图像尺寸小时，由于除读出必需以上的像素数进行信号处理，并缩小经信号处理后的像素数的处理之外还具有输出的过程，所以反而存在更花费时间的情况。

随着现在乃至今后的摄像元件更加高像素化，预想为相机增加利用了如下优点的用途，即除读出摄像元件具有的全部像素之外，只利用更小的、足以应对需求的图像尺寸来缩小文件尺寸。

发明内容

本发明鉴于上述问题而作出，其目的在于提供一种摄像装置，能够谋求在拍摄静止图像时，对应于所需的图像尺寸而减少从摄像元件读出的像素数，并缩短图像拍摄所需要的时间。

为解决上述课题，实现上述目的，本发明提供一种摄像装置，其特征在于，包括：摄像元件，具有沿垂直方向及水平方向2维排列的多个光电变换像素，和为所述多个像素共同设置的、用于依次输出来自所述多个光电变换像素的信号的共同输出部；可切换第1读出模式和第2读出模式的读出单元，所述第1读出模式通过隔行扫描，将各光电变换像素的信号分成m个半帧，然后从该摄像元件读出所述m个半帧的信号，其中m是大于或等于3的自然数；而所述第2读出模式通过隔行扫描，从所述摄像元件读出所述m个半帧中的n个半帧的信号，其中n是满足2≤n＜m的自然数；以及水平相加单元，用于在通过所述第2读出模式读出各光电变换像素的信号时，分别针对每规定数量的光电变换像素，使排列在所述水平方向的1条线上的多个所述光电变换像素的信号相加，其中，在遮光部对所述摄像元件进行遮光后，所述第1读出模式和第2读出模式通过隔行扫描开始进行读出。

本发明还提供一种摄像装置，其特征在于，包括：摄像元件，具有沿垂直方向及水平方向2维排列的多个光电变换像素，和为所述多个像素共同设置的、用于依次输出来自所述多个光电变换像素的信号的共同输出部；可切换第1读出模式和第2读出模式的读出单元，所述第1读出模式通过隔行扫描，将各光电变换像素的信号分成m个半帧，然后从该摄像元件读出所述m个半帧的信号，其中m是大于或等于3的自然数；而所述第2读出模式通过隔行扫描，从所述摄像元件读出所述m个半帧中的n个半帧的信号，其中n是满足2≤n＜m的自然数；以及水平相加单元，用于在通过所述第2读出模式读出各光电变换像素的信号时，分别针对每规定数量的光电变换像素，使排列在所述水平方向的1条线上的多个所述光电变换像素的信号相加，其中，在遮光部对所述摄像元件进行遮光后，所述第1读出模式和第2读出模式通过隔行扫描开始进行读出，并且在通过所述第2读出模式读出各光电变换像素的信号时，与除所述n个半帧之外的半帧的光电变换像素的信号进行同色相加后，通过隔行扫描动作进行读出。

本发明还提供一种摄像装置的控制方法，所述摄像装置包括具有沿垂直方向及水平方向2维排列的多个光电变换像素和为所述多个像素共同设置的、用于依次输出来自所述多个光电变换像素的信号的共同输出部的摄像元件，其特征在于，所述控制方法包括：切换第1读出模式和第2读出模式的步骤，所述第1读出模式通过隔行扫描，将各光电变换像素的信号分成m个半帧，然后从所述摄像元件读出所述m个半帧的信号，其中m是大于或等于3的自然数；而所述第2读出模式通过隔行扫描，从所述摄像元件读出所述m个半帧中的n个半帧的信号，其中n是满足2≤n＜m的自然数；以及水平相加步骤，在通过所述第2读出模式读出各光电变换像素的信号时，分别针对每规定数量的光电变换像素，使排列在所述水平方向的1条线上的多个所述光电变换像素的信号相加，其中，在遮光部对所述摄像元件进行遮光后，所述第1读出模式和第2读出模式通过隔行扫描开始进行读出。

本发明还提供一种摄像装置的控制方法，所述摄像装置包括具有沿垂直方向及水平方向2维排列的多个光电变换像素和为所述多个像素共同设置的、用于依次输出来自所述多个光电变换像素的信号的共同输出部的摄像元件，其特征在于，所述控制方法包括：切换第1读出模式和第2读出模式的步骤，所述第1读出模式通过隔行扫描，将各光电变换像素的信号分成m个半帧，然后从所述摄像元件读出所述m个半帧的信号，其中m是大于或等于3的自然数；而所述第2读出模式通过隔行扫描，从所述摄像元件中读出所述m个半帧中的n个半帧的信号，其中n是满足2≤n＜m的自然数；读出步骤，在通过所述第2读出模式读出各光电变换像素的信号时，与除所述n个半帧之外的半帧的光电变换像素的信号进行同色相加后，通过隔行扫描动作进行读出；以及水平相加步骤，在通过所述第2读出模式读出各光电变换像素的信号时，分别针对每规定数量的光电变换像素，使排列在所述水平方向的1条线上的多个所述光电变换像素的信号相加，其中，在遮光部对所述摄像元件进行遮光后，所述第1读出模式和第2读出模式通过隔行扫描开始进行读出。

根据本发明的第1方面，提供一种摄像装置，其特征在于，包括：摄像元件，具有沿垂直方向及水平方向2维排列的多个光电变换像素，和为所述多个像素共同设置的、用于依次输出来自所述多个光电变换像素的信号的共同输出部；以及可切换第1读出模式和第2读出模式的读出单元，所述第1读出模式通过隔行扫描，将各光电变换像素的信号分成m个半帧，然后从该摄像元件读出所述m个半帧大小的信号，其中m是大于或等于3的自然数；而所述第2读出模式通过隔行扫描，从所述摄像元件中读出所述m个半帧中的n个半帧大小的信号，其中n是满足2≤n＜m的自然数。

另外，根据本发明的第2方面，提供一种摄像装置，其特征在于，包括：摄像元件，具有沿垂直方向及水平方向2维排列的多个光电变换像素，和为所述多个像素共同设置的、用于依次输出来自所述多个光电变换像素的信号的共同输出部；以及可切换第1读出模式和第2读出模式的读出单元，所述第1读出模式通过隔行扫描，将各光电变换像素的信号分成m个半帧，然后从该摄像元件读出所述m个半帧大小的信号，其中m是大于或等于3的自然数；而所述第2读出模式通过隔行扫描，从所述摄像元件中读出所述m个半帧中的n个半帧大小的信号，其中n是满足2≤n＜m的自然数，其中，在通过所述第2读出模式读出各光电变换像素的信号时，与除所述n个半帧之外的半帧的光电变换像素的信号进行同色相加后，通过隔行扫描动作进行读出。

另外，根据本发明的第3方面，提供一种摄像装置的控制方法，所述摄像装置包括具有沿垂直方向及水平方向2维排列的多个光电变换像素和为所述多个像素共同设置的、用于依次输出来自所述多个光电变换像素的信号的共同输出部的摄像元件，其特征在于，所述控制方法包括：切换第1读出模式和第2读出模式的步骤，所述第1读出模式通过隔行扫描，将各光电变换像素的信号分成m个半帧，然后从该摄像元件读出所述m个半帧大小的信号，其中m是大于或等于3的自然数；而所述第2读出模式通过隔行扫描，从所述摄像元件中读出所述m个半帧中的n个半帧大小的信号，其中n是满足2≤n＜m的自然数。

另外，根据本发明的第4方面，一种摄像装置的控制方法，所述摄像装置包括具有沿垂直方向及水平方向2维排列的多个光电变换像素和为所述多个像素共同设置的、用于依次输出来自所述多个光电变换像素的信号的共同输出部的摄像元件，其特征在于，所述控制方法包括：切换第1读出模式和第2读出模式的步骤，所述第1读出模式通过隔行扫描，将各光电变换像素的信号分成m个半帧，然后从该摄像元件读出所述m个半帧大小的信号，其中m是大于或等于3的自然数；而所述第2读出模式通过隔行扫描，从所述摄像元件中读出所述m个半帧中的n个半帧大小的信号，其中n是满足2≤n＜m的自然数；和读出步骤，在通过所述第2读出模式读出各光电变换像素的信号时，与除所述n个半帧之外的半帧的光电变换像素的信号进行同色相加后，通过隔行扫描动作进行读出。

另外，根据本发明的第5方面，提供一种程序，其特征在于使计算机执行上述的控制方法。

另外，根据本发明的第6方面，提供一种存储媒体，其特征在于以计算机可读取的方式存储有上述程序。

结合附图，本发明的其它特点和优点将从下面的描述中变得显而易见，附图中，类似的参考符号代表相同或相似的部分。

附图说明

图1是表示根据本发明第1实施方式的数码相机的结构示意框图。

图2是表示图1中表示的CCD的内部结构示意图。

图3是表示第1实施方式中第1读出模式的动作的CCD像素排列图。

图4是表示第1实施方式中第1读出模式的动作的时序图。

图5是表示第1实施方式中第2读出模式的动作的CCD像素排列图。

图6是表示第1实施方式中第2读出模式的动作的时序图。

图7A、图7B是表示第1实施方式中第2读出模式下的读出时间的示意图。

图8是表示读出CCD输出之前的饱和信号量的推移的示意图。

图9是表示读出像素的垂直方向的配置的示意图。

图10是表示第2实施方式中第2读出模式的动作的CCD像素排列图。

图11是表示第2实施方式中第2读出模式的动作的时序图。

具体实施方式

下面，参照附图来详细说明本发明的最佳实施方式。

(实施方式1)

图1是表示根据本发明第1实施方式的数码相机的结构示意框图。

由透镜构成的光学系统11使被摄体像成像在CCD12的受光面上。CCD12是对成像于其受光面上的被摄体的光信号进行光电变换、产生电信号的摄像元件。另外，在光学系统11和CCD12之间配置机械快门13，通过关闭该机械快门13，可遮断向CCD12入射的光。

由包含采样保持(S/H)、增益放大及模数转换(A/D)的预处理电路15对由产生CCD驱动定时脉冲的CCD驱动装置14驱动的CCD12输出进行数字化，并取入数字处理电路16。在数字处理电路16中，进行灰度系数(γ)处理、色信号处理等各种数字信号处理。另外，数字处理电路16的输出也可通过LCD显示器17而输出。

在数字处理电路16中被施以图像处理的图像数据经图像变换电路18而被压缩，并被写入、记录于存储卡19中。图像变换电路18具有压缩来自数字处理电路16的图像数据、并向存储卡19输出的功能和扩展从存储卡19读出的图像数据、并向数字处理电路16输出的功能。

另外，由相机控制部20分别控制光学系统11、机械快门13、CCD驱动装置14、预处理电路15、数字处理电路16、图像变换电路18、和存储卡19。该相机控制部20连接于具有释放或输出图像尺寸切换、读出模式切换等功能的操作部21。本实施方式的数码相机通过该读出模式切换功能，可选择第1读出模式和第2读出模式。

这里，所谓第1读出模式，是在行间型摄像元件中，在通过隔行扫描将摄像元件分成m个半帧(m是大于或等于3的自然数)后，进行读出全部像素的帧读出的情况下，在拍摄静止画面时，曝光任意时间，并在关闭机械快门后，读出全部m个半帧的模式。所谓第2读出模式，是在同样关闭机械快门后，读出m个半帧中的任意n个半帧(n是满足n＜m的自然数)，并缩短像素信息的传送时间而进行读出的模式。然后，根据分别得到的半帧图像生成静止图像。

下面，说明本实施方式的数码相机使用的行间型CCD12的结构。图2表示行间型CCD12的结构。

CCD12是行间型固体摄像元件，具有：按矩阵状排列的、用以将入射光变换成电荷的光电变换元件(像素)1；读出积蓄于该各个像素中的信号电荷后垂直传送的垂直传送部(VCCD)2；沿水平方向传送从该垂直传送部2传送来的1线大小的信号电荷的水平传送部(HCCD)3；和将从该水平传送部3传送来的信号电荷变换成电信号的输出放大部4。

在本实施方式的数码相机拍摄静止画面时，在释放之后，经过规定的曝光时间后关闭机械快门13，在各像素1中积蓄对应于该被摄体光量的数量的电荷。之后，将像素的电荷分割成m个半帧后，读出到垂直传送部2中，并经由垂直传送部2及水平传送部3传送。

另外，在读出各半帧的像素之前设置高速扫除期间，除掉在垂直传送部2中残留的污点成分等。相对于不进行高速扫除而连续地读出的动态拍摄，该高速扫除期间的存在是本实施方式的静止画面拍摄的特征。

图3表示像素排列的一部分，在该实施方式中假定为3200(H)列×2400(V)行的像素数、5半帧读出。另外，以滤色镜的排列为具有沿水平方向交替排列R(红)及G(绿)的RG线和沿水平方向交替排列G(绿)及B(蓝)的GB线的所谓拜耳排列进行说明。

这里，参照图3及图4来说明在已经简单叙述过的、读出全部m个半帧(＝5半帧)的第1读出模式下传送电荷的方法。

图4模式性地表示用于传送在水平消隐期间中(HBLK)及之后对垂直传送部(VCCD)2及水平传送部(HCCD)3的传送栅极电极施加的电荷的驱动电压的定时脉冲。为了驱动CCD12而从CCD驱动装置14提供该定时脉冲。

一旦关闭机械快门、高速扫除期间结束，就开始向垂直传送部读出第1半帧的像素的信号电荷(S1)。

之后，一进入水平消隐期间，就通过首先向垂直传送部2的传送栅极电极施加脉冲电压，将垂直传送部2驱动1段或多段，并将从最靠近水平传送部3的1水平线的像素读出的电荷传送到水平传送部3(S2)。

然后，从水平消隐期间结束、进入有效期间开始到有效期间结束，通过对水平传送部3的栅极电极施加多个脉冲电压，将水平传送部3的电荷传送3200段(3200列)(S3)，并从输出放大器4输出。

通过在每个对应于1个半帧期间的480次(由于将2400行像素分成5个半帧读出，所以在1个半帧期间读出的行数为2400/5＝480行)的水平消隐期间重复与上述相同的动作，读完3200×480＝1536000个积蓄电荷，并全部读出第1半帧的像素的信号电荷。

接着，当再次的高速扫除期间结束时，向垂直传送部读出第2半帧的像素的信号电荷，用与第1半帧时的方法相同的传送方法，全部读出第2半帧的像素的信号电荷。

同样地，也读出第3～5半帧的像素的信号电荷，全部像素的信号电荷共为3200×480×5＝7680000个。

读出的像素经预处理电路15、由数字处理电路16分别处理。这时，合成5个半帧的数据，并将其分别配置于对应的线上，最终得到3200H×2400V尺寸的图像。

下面，参照图5及图6来说明在已经简单叙述过的、只读出m个半帧中的n个半帧的第2读出模式下传送电荷的方法。图5及图6分别与图3、图4相同，是像素排列的一部分及定时脉冲模式图。另外，垂直传送部每隔2列交替排列包含积蓄区域51的列和不包含积蓄区域51的列。

在本实施方式中，只读出5个半帧中的2个半帧(第1半帧及第4半帧)。

一旦关闭机械快门、高速扫除期间结束，则开始向垂直传送部读出第1半帧的像素的信号电荷(S1)。

之后，一进入水平消隐期间，就通过首先向垂直传送部2的传送栅极电极施加脉冲电压，将垂直传送部2驱动1段或多段，通过不包含积蓄区域51的列将从最靠近水平传送部3的1水平线的像素读出的电荷传送到水平传送部3，通过包含积蓄区域51的列将从最靠近水平传送部3的1水平线的像素读出的电荷传送到积蓄区域51(S2)。

接着，通过对水平传送部3的传送栅极电极施加2个脉冲电压，沿水平方向将水平传送部3中的像素传送2段(S3)。

接着，通过对垂直驱动部2的传送栅极电极施加脉冲电压，而将垂直驱动部2驱动1段，并使积蓄区域51的电荷与水平传送部的电荷相混合(S4)。

接着，通过不包含积蓄区域51的列将从靠近水平传送部3的下1水平线的像素读出的电荷传送到水平传送部3，通过包含积蓄区域51的列将从靠近水平传送部3的下1水平线的像素读出的电荷传送到积蓄区域51(S5)。

接着，通过对水平传送部3的传送栅极电极施加2个脉冲电压，而沿水平方向传送2段(S6)。

接着，通过对垂直传送部2的传送栅极电极施加脉冲电压，将垂直驱动部2驱动1段，并使积蓄区域51的电荷与水平传送部的电荷相混合(S7)。

通过此前的处理，将共计2线大小的信号电荷以分别水平相加的状态归纳到1线(水平传送部3)。

然后，从水平消隐期间结束、进入有效期间到有效期间结束，通过对水平传送部3的栅极电极施加多个脉冲电压，将水平传送部3的电荷传送3200段(S8)，并从输出放大器4输出。

这样，在1水平期间内读出分别水平相加的2线的信号电荷。

通过在每个相当于1个半帧期间一半的240次的水平消隐期间重复与上述相同的动作，读完1600×2×240＝768000个积蓄电荷，并通过水平相加使第1半帧的像素的信号电荷减半，从而以2倍的速度被读出。而且，由于使2个像素水平相加，所以感光度变为约2倍。

接着，当再次的高速扫除期间结束时，向垂直传送部读出第4半帧的像素的信号电荷，用与第1半帧时的方法相同的传送方法，以2倍的速度读出第4半帧像素的信号电荷。

通过上述传送方式，共读出1600×480×2＝1536000个。

读出的像素经预处理电路15、由数字处理电路16分别处理。这时，合成2个半帧的数据，并将其分别配置于对应的线上，最终得到1600H×960V尺寸的图像。

这样，若使用本实施方式的第2读出模式(图7B)，则为得到图像而在像素信号传送上花费的时间为读出全部5个半帧时(图7A)的1/5，可使帧速度飞跃提高，并且可得到最终像素尺寸为1/5、感光度为2倍的图像。

并且，也可以不是通过操作部21中的读出模式切换信号、而是通过输出图像尺寸切换的操作来切换该读出模式，以便由相机控制部20自动地判别哪种读出模式好，并切换读出模式。

这样，用户能够不在意相机内部CCD各像素的读出模式，而是对应于必需的像素数，分别以最大的帧速度进行拍摄。

下面，说明在读出任意n个半帧时，使设想的饱和信号量比读出全部m个半帧时高的信号处理功能。

若某程度以上的明亮光进入CCD，则输出信号饱和。但最好是，CCD输出饱和的区域低于相机输出图像的MAX值。这在例如以8bit表示各像素的输出图像中，表现为饱和区域未达到本来应有的255LSB(最低有效位)，而以254LSB或253LSB等值到达最大限度的现象。

因此，在对CCD输出进行信号处理时，必需仅使用到达饱和区域之前的部分作为CCD输出的有效区域来进行图像处理。因此，一般通过增益放大来设定MIN增益值、并将CCD饱和区域维持在信号处理区域的MAX以上的方法是有用的。在本实施方式的数码相机中，图1中包含增益放大的预处理电路15承担该任务，相机控制部20在增益放大中设定根据CCD的饱和信号而算出的MIN增益值。

可是，在CCD结束所期望的曝光时间的曝光、关闭机械快门后，积蓄在CCD上的电荷量(所谓的饱和信号量)与时间一同减少。

因此，如图8所示，在读出CCD输出之前的时间不同的各个半帧中，在饱和信号量上产生差异。

为此，因未对CCD的饱和区域进行信号处理而缺少(かける)的增益放大的MIN增益值必须对应于最后读出的半帧的饱和信号量来决定。

在本实施方式的第2读出模式中，如图7A、7B所示，比通常拍摄静止画面(第1读出模式)时读出的半帧数少，并且由于使用水平相加读出而大幅度缩短了读出时间。

因此，最后读出的半帧的饱和信号量相对变大。这样，在第2读出模式下，可将增益放大的MIN增益值设定为低于通常的读出模式下的MIN增益值。

增益放大的增益值小表示抑制增益放大时的SN特性恶化，且输出图像的SN特性良好。

如上所述，由相机控制部20对应于读出模式地变更CCD的饱和信号量设定、并通过改变增益放大的MIN增益值的信号处理功能，可生成SN特性良好的输出图像。

下面，说明在读出任意n个半帧时，判别所读出的半帧在全部像素上的位置，并在各半帧不是相等间隔的情况下，通过内插处理生成静止图像的功能。

在上述实施方式中以本实施方式的第2读出模式进行读出时，读出的像素在垂直方向的排列如图9所示，其配置中存在因读出方法不同而使得像素位置不是相等间隔的情况。

因此，在本实施方式的数码相机中，具有能够根据相机控制部20的控制信号，变更数字处理电路16中的信号处理为内插处理模式的功能。

在内插处理模式下，对应于实际的配置来对读出的像素的信息实施内插处理，即便不是相等间隔的像素排列的信号也可处理。

这样，在各半帧不是相等间隔的情况下，也能通过内插处理生成静止画面，所以与按相等间隔进行处理相比，能够更正确地再现图像。

(第2实施方式)

下面，说明根据本发明第2实施方式的数码相机。

在第2实施方式中，可执行与第1实施方式中的数码相机相同的结构及处理。除此之外，还具有垂直相加功能。参照图10及图11来说明垂直相加功能。

图10及图11分别与图3、图4一样，是像素排列的一部分及定时脉冲模式图。另外，垂直传送部每隔2列交替排列包含积蓄区域51的列和不包含积蓄区域51的列。

在本实施方式中，仅读出5个半帧中的2个半帧(第1半帧及第4半帧)。

一旦关闭机械快门、高速扫除期间结束，则开始向垂直传送部读出第1半帧像素的信号电荷。这时，所读出的、未预定的第3半帧的像素也同时被读出到垂直传送部中(S1)。

之后，一进入水平消隐期间，就通过首先向垂直传送部2的传送栅极电极施加脉冲电压，将垂直传送部2驱动1段或多段，并通过不包含积蓄区域51的列将从最靠近水平传送部3的1水平线的像素读出的电荷传送到水平传送部3，通过包含积蓄区域51的列将从最靠近水平传送部3的1水平线的像素读出的电荷传送到积蓄区域51(S2)。

接着，在水平传送部3保持不变的状态下，还通过对垂直传送部2的传送栅极电极施加脉冲电压，使从邻接于在(S2)中传送的线的1线读出的电荷在积蓄区域51及水平传送部3相混合(S3)。由此来进行垂直相加。

接着，通过对水平传送部3的传送栅极电极施加2个脉冲电压，而沿水平方向传送2段(S4)。

接着，通过对垂直传送部2的传送栅极电极施加脉冲电压，将垂直驱动部2驱动1段，使积蓄区域51的电荷与水平传送部的电荷相混合(S5)。

接着，通过不包含积蓄区域51的列将从靠近水平传送部23的下1水平线的像素读出的电荷传送到水平传送部3，通过包含积蓄区域51的列将从靠近水平传送部23的下1水平线的像素读出的电荷传送到积蓄区域51(S6)。

接着，在水平传送部3保持不变的状态下，还通过对垂直传送部2的传送栅极电极施加脉冲电压，使从邻接于在(S6)中传送的线的1线读出的电荷在积蓄区域及水平传送部中相混合(S7)。由此再次进行垂直相加。

接着，通过对水平传送部3的传送栅极电极施加2个脉冲电压，沿水平方向传送2段(S8)。

接着，通过对垂直传送部2的传送栅极电极施加脉冲电压，将垂直驱动部2驱动1段，使积蓄区域51的电荷与水平传送部的电荷相混合(S9)。

通过此前的处理，以分别经水平及垂直相加的状态将共计2线的信号电荷汇集成1线(水平传送部3)。

然后，从水平消隐期间结束、进入有效期间到有效期间结束，通过对水平传送部3的栅极电极施加多个脉冲电压，将水平传送部3的电荷传送3200段(S10)，并从输出放大器4输出。

这样，在1水平期间内读出分别经垂直及水平相加的2线的信号电荷。

通过在每个相当于1个半帧期间的一半的240次的水平消隐期间重复与上述相同的动作，读完1600×2×240＝768000个积蓄电荷，并通过水平相加而使第1半帧+第3半帧的像素的信号电荷减半，从而以2倍的速度被读出。而且，由于对准水平/垂直地使4个像素相加，所以感光度变成约4倍。

接着，当再次的高速扫除期间结束时，将第4半帧的像素的信号电荷和所读出的、未预定的第2半帧的像素的信号电荷读出到垂直传送部中，通过与第1半帧时相同的传送方法，以2倍的速度读出第4半帧+第2半帧的像素的信号电荷。

通过上述传送方式，共读出1600×480×2＝1536000个信号电荷。

读出的像素经预处理电路15由数字处理电路16分别处理。此时，合成2个半帧的数据，并将其分别配置于对应的线上，最终得到1600H×960V尺寸的图像。

这样，若使用本实施方式的第2读出模式及垂直相加功能，则为得到图像而在图像信号传送上花费的时间，与读出全部5个半帧的时间相比为1/5，从而可使帧速度飞跃提高，并且可得到最终像素尺寸为1/5、感光度为4倍的图像。

如上述说明，根据上述实施方式，在只读出m个半帧中的任意n个半帧的读出模式中，像素的传送时间缩短为n/m倍。即，若满足必需的像素数，则像素的传送时间变成n/m倍，帧速度飞跃提高。

另外，传送时间还通过水平像素相加功能变成1/2。即，若满足必需的像素数，则像素的传送时间变成n/2m倍，帧速度飞跃提高。

另外，通过自动地选择符合必需的像素数的读出模式，用户无须在意即可实现对应于必需的像素数的各自最大帧速度。

另外，通过将未读出半帧的像素加到读出半帧上，除能够提高帧速度之外，还可实现感光度的提高。

另外，由于在读出任意n个半帧时设定的饱和信号量比读出全部m个半帧时的高，所以可将后段的增益放大的MIN增益值设定得较低。由此，可得到SN特性好的图像。

另外，在读出任意n个半帧时，判别读出的半帧在全部像素上的位置，并在各半帧不是相等间隔的情况下，通过内插处理生成静止画面，从而可比以相等间隔进行处理更正确地再现图像。

如上所述，在摄像装置拍摄静止图像时，可谋求对应必需的图像尺寸来减少从拍摄元件读出的像素数及缩短图像拍摄需要的时间。

(其它实施方式)

另外，各实施方式的目的也可通过将记录有实现所述实施方式功能的软件程序代码的存储媒体(或记录媒体)提供给系统或装置，由该系统或装置的计算机(或CPU或MPU)读出并执行存储于存储媒体中的程序代码来实现。在这种情况下，从存储媒体读出的程序代码本身实现了上述实施方式的功能，从而该程序代码及存储有程序代码的存储媒体也构成本发明。通过执行计算机读出的程序代码，不仅包含实现上述实施方式的功能，还包括根据该程序代码的指示、由在计算机上操作的操作系统(OS)等执行实际处理的一部分或全部，通过该处理来实现上述实施方式的功能。

另外，还包含在从记录媒体读出的程序代码被写入到插入到计算机内的功能扩展卡和连接到计算机上的功能扩展单元内所具备的存储器内后，基于该程序代码的指示，该功能扩展卡和功能扩展单元内所具备的CPU等执行实际处理的一部分或全部，利用该处理来实现前述实施方式的功能的情况。

在将本发明适用于上述存储媒体时，在该存储媒体中存储对应于先前说明的步骤的程序代码。

在不脱离本发明的精神和范围下，可作出许多显而易见的不同实施例，但应当理解，本发明应由后附的权利要求而非此处的特定实施例来限定。

Claims (9)

1、一种摄像装置，其特征在于，包括：

摄像元件，具有沿垂直方向及水平方向2维排列的多个光电变换像素，和为所述多个像素共同设置的、用于依次输出来自所述多个光电变换像素的信号的共同输出部；

可切换第1读出模式和第2读出模式的读出单元，所述第1读出模式通过隔行扫描，将各光电变换像素的信号分成m个半帧，然后从该摄像元件读出所述m个半帧的信号，其中m是大于或等于3的自然数；而所述第2读出模式通过隔行扫描，从所述摄像元件读出所述m个半帧中的n个半帧的信号，其中n是满足2≤n＜m的自然数；以及

水平相加单元，用于在通过所述第2读出模式读出各光电变换像素的信号时，分别针对每规定数量的光电变换像素，使排列在所述水平方向的1条线上的多个所述光电变换像素的信号相加，

其中，在遮光部对所述摄像元件进行遮光后，所述第1读出模式和第2读出模式通过隔行扫描开始进行读出。

2、根据权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，还包括：

切换单元，用于与拍摄图像必需的像素数相对应地切换所述第1读出模式和第2读出模式。

3、根据权利要求2所述的摄像装置，其特征在于：

所述切换单元与拍摄图像必需的像素数相对应地自动切换所述第1读出模式和第2读出模式。

4、根据权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，还包括：

垂直相加单元，用于在通过所述第2读出模式读出各光电变换像素的信号时，将除所述n个半帧之外的半帧的光电变换像素的信号也同时读出到垂直传送部，并使它们相加，其中所述垂直传送部用以沿垂直方向传送由摄像元件内的所述光电变换像素生成的信号。

5、根据权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，还包括：

信号处理单元，用于在通过所述第2读出模式读出各光电变换像素的信号时，设定假想的饱和信号量高于读出m个半帧的信号时的饱和信号量。

6、根据权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，还包括：

内插单元，用于在通过所述第2读出模式读出各光电变换像素的信号时，判别所读出的半帧的光电变换像素的位置，并在各半帧不是相等间隔的情况下，通过内插处理生成静止图像。

7、一种摄像装置，其特征在于，包括：

摄像元件，具有沿垂直方向及水平方向2维排列的多个光电变换像素，和为所述多个像素共同设置的、用于依次输出来自所述多个光电变换像素的信号的共同输出部；

可切换第1读出模式和第2读出模式的读出单元，所述第1读出模式通过隔行扫描，将各光电变换像素的信号分成m个半帧，然后从该摄像元件读出所述m个半帧的信号，其中m是大于或等于3的自然数；而所述第2读出模式通过隔行扫描，从所述摄像元件读出所述m个半帧中的n个半帧的信号，其中n是满足2≤n＜m的自然数；以及

水平相加单元，用于在通过所述第2读出模式读出各光电变换像素的信号时，分别针对每规定数量的光电变换像素，使排列在所述水平方向的1条线上的多个所述光电变换像素的信号相加，

其中，在遮光部对所述摄像元件进行遮光后，所述第1读出模式和第2读出模式通过隔行扫描开始进行读出，并且

在通过所述第2读出模式读出各光电变换像素的信号时，与除所述n个半帧之外的半帧的光电变换像素的信号进行同色相加后，通过隔行扫描动作进行读出。

8、一种摄像装置的控制方法，所述摄像装置包括具有沿垂直方向及水平方向2维排列的多个光电变换像素和为所述多个像素共同设置的、用于依次输出来自所述多个光电变换像素的信号的共同输出部的摄像元件，其特征在于，所述控制方法包括：

切换第1读出模式和第2读出模式的步骤，所述第1读出模式通过隔行扫描，将各光电变换像素的信号分成m个半帧，然后从所述摄像元件读出所述m个半帧的信号，其中m是大于或等于3的自然数；而所述第2读出模式通过隔行扫描，从所述摄像元件读出所述m个半帧中的n个半帧的信号，其中n是满足2≤n＜m的自然数；以及

水平相加步骤，在通过所述第2读出模式读出各光电变换像素的信号时，分别针对每规定数量的光电变换像素，使排列在所述水平方向的1条线上的多个所述光电变换像素的信号相加，

其中，在遮光部对所述摄像元件进行遮光后，所述第1读出模式和第2读出模式通过隔行扫描开始进行读出。

9、一种摄像装置的控制方法，所述摄像装置包括具有沿垂直方向及水平方向2维排列的多个光电变换像素和为所述多个像素共同设置的、用于依次输出来自所述多个光电变换像素的信号的共同输出部的摄像元件，其特征在于，所述控制方法包括：

切换第1读出模式和第2读出模式的步骤，所述第1读出模式通过隔行扫描，将各光电变换像素的信号分成m个半帧，然后从所述摄像元件读出所述m个半帧的信号，其中m是大于或等于3的自然数；而所述第2读出模式通过隔行扫描，从所述摄像元件中读出所述m个半帧中的n个半帧的信号，其中n是满足2≤n＜m的自然数；

读出步骤，在通过所述第2读出模式读出各光电变换像素的信号时，与除所述n个半帧之外的半帧的光电变换像素的信号进行同色相加后，通过隔行扫描动作进行读出；以及

水平相加步骤，在通过所述第2读出模式读出各光电变换像素的信号时，分别针对每规定数量的光电变换像素，使排列在所述水平方向的1条线上的多个所述光电变换像素的信号相加，

其中，在遮光部对所述摄像元件进行遮光后，所述第1读出模式和第2读出模式通过隔行扫描开始进行读出。

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