JP2008263452A - 撮像装置、撮像システム及び撮像装置の駆動方法 - Google Patents

Abstract

【課題】動作性能を十分に向上できる撮像装置、撮像システム及び撮像装置の駆動方法を提供する。
【解決手段】本発明の第１側面に係る撮像装置は、列方向及び行方向に配された複数の光電変換手段を含む画素配列と、第１の駆動信号により駆動され、前記画素配列の少なくとも一部から第１の信号を出力する第１の出力手段と、第２の駆動信号により駆動され、前記画素配列の少なくとも一部から第２の信号を出力する第２の出力手段とを備え、前記第１の駆動信号と前記第２の駆動信号とは、非同期であることを特徴とする。
【選択図】図８

Description

本発明は、撮像装置、撮像システム及び撮像装置の駆動方法に関する。

近年、ＣＣＤやＣＭＯＳセンサー等の複数の光電変換手段を含む画素配列を有するディジタルカメラやビデオカメラ等の撮像装置が普及している。この撮像装置においては、（記録用の）撮像素子を使用して、得られた画像を繰り返し表示し、被写体確認できる電子ビューファインダー（以後、ＥＶＦと称する）機能も一般化してきている。このＥＶＦ機能は、撮像装置自体が内蔵している液晶表示装置を使用することが一般的であり、画素配列の全画素を表示に用いなくとも、要求される画質に対して充分な画質を得られる。このため、画素配列の全画素の中から一部（行もしくは列）の画素を間引いて読出しして表示に用いる方法が多く用いられている。

このとき、画像出力を行なわない画素（間引かれる画素）の信号を利用して被写体の焦点調節や測光を行なう提案がなされている（特許文献１を参照。）。この提案では、撮像装置が、画素信号を電圧で出力する第１の出力手段と、電流で出力する第２の出力手段とを備える。そして、第１の出力手段での出力を画像出力に使用し、第２の出力手段での出力を焦点調節・測光に用いる。加えて、第１及び第２の出力手段は、独立に動作でき、読出し周期を異なる周期に（Ｓ／Ｎ比向上のため、第１の出力手段の駆動周波数より第２の出力手段の駆動周波数を低く）する。
特開２００５−２７７５１３号公報

しかしながら、特許文献１に示される技術では、第１の出力手段と第２の出力手段とが同期して動作するので、動作性能を十分に向上できないことがある。

例えば、焦点調節動作や顔検出動作を行う場合、撮像装置の駆動信号と、撮影レンズの駆動信号（モーター駆動信号）とは、同期していない異なる信号が用いられる。このとき、撮像装置の駆動信号に同期して焦点調節動作（例えば、サーボＡＦ動作）や顔検出動作を行うと、被写体を十分に追従できない可能性がある。

また、例えば、撮像装置の駆動信号に同期して露出制御動作（例えば、ＡＥ動作）を行う場合、被写体の輝度に応じて光電変換手段の目標露光量を細かく制御できない可能性がある。

本発明の目的は、動作性能を十分に向上できる撮像装置、撮像システム及び撮像装置の駆動方法を提供することにある。

本発明の第１側面に係る撮像装置は、列方向及び行方向に配された複数の光電変換手段を含む画素配列と、第１の駆動信号により駆動され、前記画素配列の少なくとも一部から第１の信号を出力する第１の出力手段と、第２の駆動信号により駆動され、前記画素配列の少なくとも一部から第２の信号を出力する第２の出力手段とを備え、前記第１の駆動信号と前記第２の駆動信号とは、非同期であることを特徴とする。

本発明の第２側面に係る撮像装置は、列方向及び行方向に配された複数の光電変換手段を含む画素配列と、第１の駆動信号により駆動され、前記画素配列の少なくとも一部から第１の信号を出力する第１の出力手段と、第２の駆動信号により駆動され、前記画素配列の少なくとも一部から第２の信号を出力する第２の出力手段とを備え、前記第１の駆動信号と前記第２の駆動信号とは、第１の撮影モードにおいて同期しており、第２の撮影モードにおいて非同期であることを特徴とする。

本発明の第３側面に係る撮像システムは、本発明の第１側面又は第２側面に係る撮像装置と、前記撮像装置へ光を結像する光学系と、前記第１の駆動信号と前記第２の駆動信号とを生成するタイミング生成手段とを備え、前記タイミング生成手段は、前記第１の駆動信号を前記第１の出力手段へ供給し、前記第２の駆動信号を前記第２の出力手段へ供給することを特徴とする。

本発明の第４側面に係る撮像装置の駆動方法は、列方向及び行方向に配された複数の光電変換手段を含む画素配列を有する撮像装置の駆動方法であって、第１の駆動信号に応じて、前記画素配列の少なくとも一部から第１の信号を出力する第１の出力ステップと、第２の駆動信号に応じて、前記画素配列の少なくとも一部から第２の信号を出力する第２の出力ステップとを備え、前記第１の駆動信号と前記第２の駆動信号とは、非同期であることを特徴とする。

本発明によれば、動作性能を十分に向上できる。

本発明の第１実施形態に係る撮像システム１００について、図１を用いて説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る撮像システムの構成図である。

撮像システム１００は、以下の構成要素を備える。

１１０は光学系である。光学系１１０は、後述の撮像装置１１４へ被写体の光学像を結像する。光学系１１０は、例えば、撮影用レンズである。この撮影レンズには、不図示のモーターと、後述する焦点調節制御手段１４２の処理結果に応じてそのモーターを駆動し焦点を合わせる機構とが備えられている。

１１１は、光学駆動手段である。光学駆動手段１１１は、光学系１１０からの情報をシステム制御部１５０に伝達するとともに、システム制御部１５０に制御されて光学系１１０を駆動して光学系１１０の動作制御を行なう。また、光学駆動手段１１１は、制御信号発生手段を含んでいる。制御信号発生手段は、システム制御部１５０に制御されて、光学駆動手段１１１を駆動するための光学駆動信号を発生させ、光学駆動信号に同期して光学系１１０の焦点調整動作等のモーター駆動を行う。光学駆動手段１１１は、光学駆動信号に関する情報をタイミング生成手段１１８へ供給する。

１１２は、撮像装置１１４の露光量を制御するシャッターである。

１１４は、被写体の光学像を画像信号に変換する撮像装置である。撮像装置１１４は、例えば、ＣＣＤやＣＭＯＳイメージセンサー等である。この撮像装置１１４の内部構成は図３を用いて後述する。

１１５は、光学系１１０を透過してきた光の余分な波長（色再現に影響する不要となる波長）をカットするためのローパスフィルタＬＰＦであり、この光学系１１０とシャッター１１２との間に配されている。

１１６は、撮像装置１１４から出力されるアナログ信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器や、クランプ回路（オフセット調整回路）、Ｄ／Ａ変換器を含んだアナログ・フロント・エンド回路（以後、ＡＦＥと称する）である。

１１７は、各画素からＡＦＥ１１６を介したデジタル出力を受けて補正や並び替え等のデジタル処理を行なうデジタル・フロント・エンド回路（以後、ＤＦＥと称する）である。

１１８は、撮像装置１１４、ＡＦＥ１１６、ＤＦＥ１１７にクロック信号や制御信号を供給するタイミング生成手段である。例えば、タイミング生成手段１１８は、第１の駆動信号ＴＧｓｉｇ１と第２の駆動信号ＴＧｓｉｇ２とを発生する。タイミング生成手段１１８は、システム制御部１５０によって制御される。タイミング生成手段１１８は、第１の駆動信号ＴＧｓｉｇ１を後述の第１の出力手段へ供給し、第２の駆動信号ＴＧｓｉｇ２を第２の出力手段へ供給する。

ここで、第１の駆動信号ＴＧｓｉｇ１と第２の駆動信号ＴＧｓｉｇ２とは、非同期である。また、タイミング生成手段１１８は、光学駆動手段１１１から光学駆動信号に関する情報を受け取る。これにより、タイミング生成手段１１８は、光学駆動手段１１１を駆動するための光学駆動信号に同期するように、第２の駆動信号ＴＧｓｉｇ２を生成する。光学駆動信号は、例えば、レンズ駆動基準クロックである。

なお、タイミング生成手段１１８は、第１タイミング生成手段１１８−１及び第２タイミング生成手段１１８−２を含む。第１タイミング生成手段１１８−１は、第１の駆動信号ＴＧｓｉｇ１を発生する。第２タイミング生成手段１１８−２は、第２の駆動信号ＴＧｓｉｇ２を発生する。

１２０は、画像処理回路であり、ＤＦＥ１１７からのデータあるいはメモリ制御回路１２２からのデータに対して所定の画素補間処理や色変換処理を行う。画像処理回路１２０は、必要に応じて、画像データに対する所定の演算処理を行う。画像処理回路１２０は、撮像装置１１４から出力される信号に対し、後述するメモリ１３０に格納された補正データ等を元に補正をかけて、各出力信号をカラー変換等の現像処理を行なって画像化する。また、画像処理回路１２０は、データ演算ブロック１２０−１を備え、画像から焦点検出・明るさ検出を行ない、検出結果をメモリ制御部１２２経由でシステム制御部１５０へ供給する。これにより、システム制御部１５０は、光学駆動手段１１１への制御情報を送り、光学系１１０の焦点調節動作を行なうことが出来る。

１２２は、メモリ制御回路である。メモリ制御回路１２２は、ＤＦＥ１１７又は画像処理回路１２０から画像データを受け取り、画像データを画像表示メモリ１２４、メモリ１３０、又は記録媒体１２００に記録する。

１２４は、画像表示メモリであり、後述の画像表示部１２８に表示する画像に対応した画像信号を一時的に記憶する。

１２８は、ＴＦＴ方式のＬＣＤ等からなる画像表示部である。ＥＶＦ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｖｉｅｗ Ｆｉｎｄｅｒ）動作時は、この画像表示部１２８上に連続的に画像が表示（動画像が表示）され、被写体の動きを確認することができる。

１３０は、撮影された静止画像や動画像を格納するためのメモリであり、所定枚数の静止画像や所定時間の動画像を格納するのに十分な記憶容量を有している。

１４０は、シャッター１１２の開度等を駆動制御するシャッター制御部である。

１４２は、ＡＦ（オートフォーカス）処理を行うための焦点調節制御部である。（但し、本実施例においては、ＥＶＦ動作時には、この撮像装置１１４からの信号出力の一部を使用して焦点調節・測光動作を行なうので、この焦点調節制御手段１４２は使用しない。）１４４は、撮影環境における周囲温度やカメラ内部（撮像装置１１４周辺等）の温度を測定するための温度検知手段である。温度検知手段１４４は、例えば、温度計である。

１４６は、ＡＥ（自動露出）処理を行うための測光制御部である。（但し、本実施例においては、ＥＶＦ動作時には、この撮像装置１１４からの信号出力の一部を使用して焦点調節・測光動作を行なうので、この測光制御部１４６は使用しない。）測光制御部１４６は、フラッシュ１４８と連携することにより、フラッシュ撮影機能も有する。

１４８は、暗時の撮影に使用するフラッシュ（ストロボとも称する）であり、ＡＦ補助光の投光機能等も兼ねている。

１５０は、撮像システム１００全体を制御するシステム制御部である。システム制御部１５０は、例えば、ＣＰＵ等を含む。

１５２は、システム制御部１５０の動作用の定数、変数、プログラムなどを記憶するメモリである。メモリ１５２には、例えば、予め設定されているシェーディング補正データ等が格納されている。

１５４は、システム制御部１５０でのプログラムの実行に応じて、動作状態やメッセージなどを表示する表示部である。

１５６は、後述するプログラムなどが格納された電気的に消去・記録可能なＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性メモリである。

１６０は、利用者からの指示を受け付ける操作部である。操作部１６０は、シャッタースイッチ、ＥＶＦ動作スイッチ、モード設定ダイアル、単写／連写スイッチ、連続焦点調節動作設定スイッチ、ＩＳＯ感度設定スイッチ、及び電源スイッチを含む。

シャッタースイッチは、押し込み具合で２つのスイッチ（ＳＷ１、ＳＷ２）を段階的にＯＮさせるためのスイッチである。シャッタースイッチが半押しされた第一段階（ＳＷ１がＯＮした段階）では、ＡＦ（オートフォーカス）処理、ＡＥ（自動露出）処理、ＡＷＢ（オートホワイトバランス）処理、ＥＦ（フラッシュ調光）処理などの動作が行われる。シャッタースイッチが全押しされた第二段階（ＳＷ２がＯＮされた段階）では、シャッター制御手段１４０によるシャッター１１２の制御が行われる。これにより、撮像装置１１４から読み出した信号をＡＦＥ１１６、メモリ制御回路１２２を介してメモリ１３０に画像データを書き込む露光処理、画像処理回路１２０やメモリ制御回路１２２での演算を用いた現像処理が行われる。また、メモリ１３０から画像データを読み出し、圧縮を行い、記録媒体１２００に画像データを書き込む記録処理という一連の処理の動作が行われる。

ＥＶＦ動作スイッチは、画像表示部１２８に被写体を連続的に表示するためのスイッチである。

モード設定ダイアルは、各種撮影モードの切り替えを行うためのダイアルである。各種撮影モードは、例えば、自動撮影モード、プログラム撮影モード、シャッター速度優先撮影モード、絞り優先撮影モード、マニュアル撮影モード、夜景撮影モード、天体撮影モード、ポートレート撮影モード等である。

単写／連写スイッチは、単写／連写を切り替えるためのスイッチである。

連続焦点調節動作設定スイッチは、連続的にＡＦ処理・レンズの焦点合わせ動作を繰り返す（通常は１回だけの焦点調節動作）ためのスイッチである。

ＩＳＯ感度設定スイッチは、撮影感度（ＩＳＯ感度）を設定するためのスイッチである。

電源スイッチは、撮像システム１００の各部に電源を供給するためのスイッチである。

１８２は、電池検出回路やＤＣ−ＤＣコンバータ等から構成されている電源制御部である。

１８６は、アルカリ電池やリチウム電池などの一次電池、ＮｉＣｄ電池、ＮｉＭＨ電池、Ｌｉ電池などの二次電池、ＡＣアダプタなどからなる電源部である。

１２００は、メモリカードやハードディスクなどの着脱可能な記録媒体である。

次に、撮像装置１１４について、図２を用いて説明する。図２は、撮像装置１１４のレイアウト構成図である。

撮像装置１１４は、画素配列ＰＡ、垂直走査回路７７ａ，７７ｂ、水平走査回路７６ａ，７６ｂ、第１の出力手段７１、及び第２の出力手段７２を備える。

画素配列ＰＡは、マトリックス上に配置〔画素６０（１−１）乃至６０（ｎ−ｍ）〕された複数の単位画素（１画素）６０を含む。各単位画素６０は、後述の光電変換手段を含む。すなわち、画素配列ＰＡは、列方向及び行方向に配された複数の光電変換手段を含む。各画素の電荷蓄積動作は、垂直走査回路７７ａ乃至７７ｂからの信号により制御される。

垂直走査回路７７ａ及び７７ｂは、タイミング生成手段１１８より、それぞれ、第１の駆動信号ＴＧｓｉｇ１及び第２の駆動信号ＴＧｓｉｇ２を受け取る。ここで、第１の駆動信号ＴＧｓｉｇ１と第２の駆動信号ＴＧｓｉｇ２とは、非同期である。また、第２の駆動信号ＴＧｓｉｇ２は、タイミング生成手段１１８により、光学駆動手段１１１を駆動するための光学駆動信号に同期するように生成された信号である。

垂直走査回路７７ａは、第１の駆動信号ＴＧｓｉｇ１に基づいて、画素配列ＰＡの各行の画素（第１の画素）にφＴＸ、φＲＥＳ、φＳＥＬなどの信号を供給する。垂直走査回路７７ｂは、第２の駆動信号ＴＧｓｉｇ２に基づいて、画素配列ＰＡの各行の画素（第２の画素）にφＴＸ、φＲＥＳ、φＳＥＬなどの信号を、各信号に対応した水平信号線を介して供給する。各水平信号線に上記垂直走査回路７７ａもしくは７７ｂのいずれの信号を制御信号として使用するかを設定するのが、スイッチ群ＳＷｔ＿ｘ＿１、ＳＷｒ＿ｘ＿１、ＳＷｓ＿ｘ＿１もしくはＳＷｔ＿ｘ＿２、ＳＷｒ＿ｘ＿２、ＳＷｓ＿ｘ＿２である。

すなわち、スイッチ群ＳＷｔ＿ｘ＿１、ＳＷｒ＿ｘ＿１、ＳＷｓ＿ｘ＿１がＯＮしている場合はＳＷｔ＿ｘ＿２、ＳＷｒ＿ｘ＿２、ＳＷｓ＿ｘ＿２がＯＦＦ状態となる。これにより、垂直走査回路７７ａは、第１の駆動信号ＴＧｓｉｇ１に基づいて、φＴＸ、φＲＥＳ、φＳＥＬなどの信号を各水平信号線経由で各行の画素（第１の画素）に供給する。

また、スイッチ群ＳＷｔ＿ｘ＿２、ＳＷｒ＿ｘ＿２、ＳＷｓ＿ｘ＿がＯＮしている場合は２ＳＷｔ＿ｘ＿１、ＳＷｒ＿ｘ＿１、ＳＷｓ＿ｘ＿１がＯＦＦ状態となる。これにより、垂直走査回路７７ｂは、第２の駆動信号ＴＧｓｉｇ２に基づいて、φＴＸ、φＲＥＳ、φＳＥＬなどの信号を各水平信号線経由で各行の画素（第２の画素）に供給する。

なお、このスイッチ群ＳＷｔ＿ｘ＿１、ＳＷｒ＿ｘ＿１、ＳＷｓ＿ｘ＿１もしくはＳＷｔ＿ｘ＿２、ＳＷｒ＿ｘ＿２、ＳＷｓ＿ｘ＿２は、（不図示であるが、）このシステム制御部１５０からの通信によってＯＮ／ＯＦＦ設定される。ＳＷｔ＿ｘ＿１、ＳＷｒ＿ｘ＿１、ＳＷｓ＿ｘ＿１及びＳＷｔ＿ｘ＿２、ＳＷｒ＿ｘ＿２、ＳＷｓ＿ｘ＿２は、いずれか一方しかＯＮしない構成となっている。

水平走査回路７６ａ及び７６ｂは、いずれも、タイミング生成手段１１８より第１の駆動信号ＴＧｓｉｇ１及び第２の駆動信号ＴＧｓｉｇ２を受け取る。水平走査回路７６ａ，６７ｂは、第１の駆動信号ＴＧｓｉｇ１に基づいて、画素配列ＰＡの各列の画素（第１の画素）から後述する第１の垂直出力線６７（ｉ＿ａ）（ｉは自然数）へ出力された信号を、後述する第１の出力手段７１へ読み出す。また、水平走査回路７６ａ，６７ｂは、第２の駆動信号ＴＧｓｉｇ２に基づいて、画素配列ＰＡの各列の画素（第２の画素）から後述する第２の垂直出力線６７（ｉ＿ｂ）（ｉは自然数）へ出力された信号を、後述する第２の出力手段７２へ読み出す。

ここで、垂直出力線６７は、第１の垂直出力線６７（ｉ＿ａ）（ｉは自然数）及び第２の垂直出力線６７（ｉ＿ｂ）（ｉは自然数）を含む。第１の垂直出力線６７（ｉ＿ａ）は、例えば、垂直３画素ごとの画素（第１の画素）に接続されている。第２の垂直出力線６７（ｉ＿ｂ）は、例えば、第１の垂直出力線６７（ｉ＿ａ）が接続されている画素以外の画素（第２の画素）が接続されている。

第１の出力手段７１は、水平走査回路７６ａ，７６ｂを介して第１の駆動信号ＴＧｓｉｇ１により駆動され、画素配列ＰＡの少なくとも一部（第１の画素）から第１の信号を出力する。具体的には、第１の出力手段７１は、Ｓ−Ｎ回路７５（ｉ＿１）（ｉは自然数）と出力アンプ７４−１，７４−２とを含む。Ｓ−Ｎ回路７５（ｉ＿１）は、水平走査回路７６ａ，７６ｂにより第１の駆動信号ＴＧｓｉｇ１に基づいて駆動されて、所定の画素から第１の垂直出力線６７（ｉ＿ａ）へ出力された信号を出力アンプ７４−１，７４−２へ供給する。出力アンプ７４−１，７４−２は、Ｓ−Ｎ回路７５（ｉ＿１）から供給された信号を増幅して後段へ出力する。

ここで、第１の信号は、画像表示用及び画像記録用の少なくとも一方のための信号であり、例えばＥＶＦ動作に用いられる。

第２の出力手段７２は、水平走査回路７６ａ，７６ｂを介して第２の駆動信号ＴＧｓｉｇ２により駆動され、画素配列ＰＡの少なくとも一部（第２の画素）から第２の信号を出力する。具体的には、第２の出力手段７２は、Ｓ−Ｎ回路７５（ｉ＿２）（ｉは自然数）と出力アンプ７４−３，７４−４とを含む。Ｓ−Ｎ回路７５（ｉ＿２）は、水平走査回路７６ａ，７６ｂにより第２の駆動信号ＴＧｓｉｇ２に基づいて駆動されて、所定の画素（第２の画素）から第２の垂直出力線６７（ｉ＿ｂ）へ出力された信号を出力アンプ７４−３，７４−４へ供給する。出力アンプ７４−３，７４−４は、Ｓ−Ｎ回路７５（ｉ＿２）から供給された信号を増幅して後段へ出力する。

ここで、第２の信号は、撮像を行うときの撮像条件を決定するための評価値データ取得のための信号であり、例えば、焦点調節動作（ＡＦ動作）に用いられる。

なお、図２では、第１の出力手段７１が信号を出力する画素（第１の画素）と、第２の出力手段７２が信号を出力する画素（第２の画素）とが異なる画素となっているが、同じ画素であっても良い。第１の出力手段７１と第２の出力手段７２とが同じ画素から信号を出力する場合、第１の出力手段７１が出力する期間と第２の出力手段７２が出力する期間とは異なるものとなる。

次に、画素配列ＰＡにおける単位画素６０について、図３を用いて説明する。図３は、画素配列ＰＡにおける単位画素６０の回路構成図である。

６１は、光電変換手段である。光電変換手段６１は、光電変換を行って、被写体の光学像に応じた電荷（信号）を蓄積する電荷蓄積動作を行う。光電変換手段６１は、例えば、フォトダイオード（ＰＤ）である。

６２は、転送スイッチ（ＴＸ）である。転送スイッチ６２は、例えば、トランジスタであり、そのゲートに供給されるφＴＸがアクティブになったタイミングでＯＮして光電変換手段６１が蓄積した電荷（信号）を後述のフローティングディフージョン６４に転送する。

６４は、フローティングディフージョン（以下ＦＤと称する）である。ＦＤ６４は、等価的にコンデンサとして機能する。ＦＤ６４は、ＰＤ６１で蓄積されＴＸ６２経由で転送された電荷を保持するとともに、その電荷の電荷量に応じた電圧（信号）を発生させる。

６５は、アンプである。アンプ６５は、例えば、ソースフォロワとして動作し、ＦＤ６４が保持する電荷に応じた電圧を増幅して後述する垂直出力線６７へ出力する。

６６は、行選択スイッチである。行選択スイッチ６６は、例えば、トランジスタであり、そのゲートに供給されるφＳＥＬがアクティブになったタイミングでＯＮしてアンプ６５が増幅した電圧（信号）を後述の垂直出力線６７に出力させる。

６７は、上述した垂直出力線である。垂直出力線６７は、アンプ６５から出力された信号（電圧）を第１の出力手段７１又は第２の出力手段７２へ供給する。

６３は、リセットスイッチである。リセットスイッチ６３は、ＦＤ６４の電位をリセットする。リセットスイッチ６３は、例えば、トランジスタであり、そのゲートに供給されるφＲＥＳがアクティブになったタイミングでＯＮしてＦＤ６４の電位をリセットする。

次に、撮像装置１１４の動作を、図４を用いて説明する。図４は、撮像装置１１４の動作を示す波形図である。図４では、所定の行（第ｎ行）の画素に供給される信号と、所定の行に続く行（第ｎ＋１行）の画素に供給される信号とが示されている。

タイミングＴ０において、垂直走査回路７７ａ，７７ｂは、ΦＲＥＳ（ｎ）及びΦＴＸ（ｎ）をアクティブにする。これにより、第ｎ行の画素のリセットが開始される。すなわち、第ｎ行の画素において、リセットスイッチ６３が、ＦＤ６４の電位をリセットするとともに、転送スイッチ６２を介して光電変換手段６１をリセットする（蓄積された電荷を掃き出す）。

タイミングＴ１において、垂直走査回路７７ａ，７７ｂは、ΦＲＥＳ（ｎ）及びΦＴＸ（ｎ）をノンアクティブにする。このタイミングで、光電変換手段６１は、電荷蓄積動作を開始する。

タイミングＴ２において、垂直走査回路７７ａ，７７ｂは、ΦＴＸ（ｎ）をアクティブにし、フォトダイオード６１に蓄積された電荷をＦＤ６４へ転送を行なう。すなわち、Ｔ１−Ｔ２間が撮像装置１１４としての露光期間（電荷蓄積期間）となる。

タイミングＴ３において、垂直走査回路７７ａ，７７ｂは、ΦＴＸ（ｎ）をノンアクティブにし、ＦＤ６４への電荷転送を終了すると同時に、ΦＳＥＬ（ｎ）をアクティブにすることで、ＦＤ６４の電圧をアンプ６５で増幅して垂直信号線６７へ出力する。

タイミングＴ４において、垂直走査回路７７ａ，７７ｂは、ΦＳＥＬ（ｎ）をノンアクティブにする。それと同時に、水平走査回路７６ａ，７６ｂは、第１の駆動信号ＴＧｓｉｇ１又は第２の駆動信号ＴＧｓｉｇ２に基づいて、Ｓ−Ｎ回路７５（ｉ＿１），７５（ｉ＿２）を制御する。これにより、第１の出力手段７１は、第ｎ行の画素から第１の信号を出力する。あるいは、第２の出力手段７２は、第ｎ行の画素から第２の信号を出力する。

以上が第ｎ行の水平方向一列分の蓄積−読み出し動作の一例である。同様にして、第ｎ＋１行の水平方向一列分の蓄積−読み出し動作の一例が、ΦＲＥＳ（ｎ＋１）、ΦＴＸ（ｎ＋１）、ΦＳＥＬ（ｎ＋１）で示されるように、第ｎ行に対して所定期間ＧＴだけ遅れて行なわれる。このようにして、撮像装置１１４の電子ビューファインダー等の動画（連続撮像）動作時の動きである電子ローリング蓄積動作が行われる。

なお、図２に示されるように、第１の出力手段７１が信号を出力する画素（第１の画素）と、第２の出力手段７２が信号を出力する画素とが異なる画素となっている。これにより、第１の出力手段７１が出力する期間と第２の出力手段７２が出力する期間とは、同時並行的であっても良い。一方、第１の出力手段７１と第２の出力手段７２とが同じ画素から信号を出力する場合、第１の出力手段７１が出力する期間と第２の出力手段７２が出力する期間とは異なるものとなる。

次に、撮像装置１１４の電子ローリング蓄積動作を、図５を用いて説明する。図５は、撮像装置１１４の電子ローリング蓄積動作を示すタイミングチャートである。図５では、縦軸が各行の位置を示し、横軸がタイミングを示す。

各行では、第１リセット動作−電荷蓄積動作−転送動作−読み出し動作−第２リセット動作が順番に行われて、ダミーの電荷蓄積動作（ダミー蓄積）に入る。ここで、電荷蓄積動作している期間が上述の電荷蓄積期間になる。第１リセット動作−電荷蓄積動作−転送動作−読み出し動作−第２リセット動作のタイミングが、それぞれ、行の位置によって所定時間ＧＴずつずれている。すなわち、第１リセット動作がローリングシャッターにおけるメカ先幕に相当し、読み出し動作がメカ後幕に相当する動作になっている。そして、電荷蓄積動作がローリング蓄積動作に相当する。

次に、第１の出力手段７１の動作を、図６を用いて説明する。図６は、第１の出力手段７１の動作を示すフローチャートである。

ステップＳ６０１では、タイミング生成手段１１８が、第１の駆動信号ＴＧｓｉｇ１を生成して撮像装置１１４の水平走査回路７６ａ，７６ｂ等へ供給する。撮像装置１１４の第１の出力手段７１は、水平走査回路７６ａ，７６ｂを介して第１の駆動信号ＴＧｓｉｇ１により駆動され、画素配列ＰＡの少なくとも一部から第１の信号をＡＦＥ１１６へ出力する。第１の信号は、画像表示用及び画像記録用の少なくとも一方のための信号である。ＡＦＥ１１６は、第１の信号に対してＡ／Ｄ変換等のアナログ信号処理を行い第１の画像データを生成してＤＦＥ１１７へ出力する。ＤＦＥ１１７は、第１の画像データを画像処理回路１２０へ供給する。画像処理回路１２０のデータ演算ブロック１２０−１は、第１の画像データに基づいて、第１の画像データの平均出力レベルＶｏｕｔ１を検出する。

ステップＳ６０２では、画像処理回路１２０が、データ演算ブロック１２０−１が検出した平均出力レベルＶｏｕｔ１を、適正露出の出力レベルＶｔｙｐと比較する。そして、画像処理回路１２０は、平均出力レベルＶｏｕｔ１が適正露出の出力レベルＶｔｙｐにほぼ等しいか否かを判断する。画像処理回路１２０は、平均出力レベルＶｏｕｔ１が適正露出の出力レベルＶｔｙｐにほぼ等しいと判断する場合、処理をステップＳ６０１へ進める。画像処理回路１２０は、平均出力レベルＶｏｕｔ１が適正露出の出力レベルＶｔｙｐにほぼ等しくないと判断する場合、処理をステップＳ６０３へ進める。

ステップＳ６０３では、画像処理回路１２０が、平均出力レベルＶｏｕｔ１が適正露出の出力レベルＶｔｙｐにほぼ等しくない旨の情報を、メモリ制御部１２２経由でシステム制御部１５０へ供給する。システム制御部１５０は、タイミング生成手段１１８を制御して、平均出力レベルＶｏｕｔ１がＶｔｙｐに近づくように、第１の出力手段７１により出力される画素の目標電荷蓄積時間を変更する。

タイミング生成手段１１８は、目標電荷蓄積時間に基づいて、電荷蓄積制御信号を生成して撮像装置１１４の垂直走査回路７７ａ，７７ｂ等へ供給する。撮像装置１１４の垂直走査回路７７ａ，７７ｂは、電荷蓄積制御信号に基づいて、φＳＥＬ、φＲＥＳ、及びφＴＸなどの信号を変更して各行の画素に供給する。これにより、各行の画素において光電変換手段６１の電荷蓄積時間が変更される。

ステップＳ６０４では、タイミング生成手段１１８が、第１の駆動信号ＴＧｓｉｇ１を生成して撮像装置１１４の水平走査回路７６ａ，７６ｂ等へ供給する。撮像装置１１４の第１の出力手段７１は、水平走査回路７６ａ，７６ｂを介して第１の駆動信号ＴＧｓｉｇ１により駆動され、画素配列ＰＡの少なくとも一部から第１の信号をＡＦＥ１１６へ出力する。ＡＦＥ１１６は、第１の信号に対してＡ／Ｄ変換等のアナログ信号処理を行い第１の画像データを生成してＤＦＥ１１７へ出力する。ＤＦＥ１１７は、第１の画像データを画像処理回路１２０へ供給する。画像処理回路１２０のデータ演算ブロック１２０−１は、第１の画像データに基づいて、第１の画像データの平均出力レベルＶｏｕｔ１を再び検出する。

ステップＳ６０５では、画像処理回路１２０が、データ演算ブロック１２０−１が検出した平均出力レベルＶｏｕｔ１を、適正露出の出力レベルＶｔｙｐと比較する。そして、画像処理回路１２０は、平均出力レベルＶｏｕｔ１が適正露出の出力レベルＶｔｙｐにほぼ等しいか否かを判断する。画像処理回路１２０は、平均出力レベルＶｏｕｔ１が適正露出の出力レベルＶｔｙｐにほぼ等しいと判断する場合、処理をステップＳ６０１へ進める。画像処理回路１２０は、平均出力レベルＶｏｕｔ１が適正露出の出力レベルＶｔｙｐにほぼ等しくないと判断する場合、処理をステップＳ６０６へ進める。

ステップＳ６０６では、画像処理回路１２０が、平均出力レベルＶｏｕｔ１が適正露出の出力レベルＶｔｙｐにほぼ等しくない旨の情報を、メモリ制御部１２２経由でシステム制御部１５０へ供給する。システム制御部１５０は、シャッター制御手段１４０を制御して、平均出力レベルＶｏｕｔ１がＶｔｙｐに近づくように、シャッター１１２の開度（絞り）を変更する。

ステップＳ６０７では、タイミング生成手段１１８が、第１の駆動信号ＴＧｓｉｇ１を生成して撮像装置１１４の水平走査回路７６ａ，７６ｂ等へ供給する。撮像装置１１４の第１の出力手段７１は、水平走査回路７６ａ，７６ｂを介して第１の駆動信号ＴＧｓｉｇ１により駆動され、画素配列ＰＡの少なくとも一部から第１の信号をＡＦＥ１１６へ出力する。ＡＦＥ１１６は、第１の信号に対してＡ／Ｄ変換等のアナログ信号処理を行い第１の画像データを生成してＤＦＥ１１７へ出力する。ＤＦＥ１１７は、第１の画像データを画像処理回路１２０へ供給する。画像処理回路１２０のデータ演算ブロック１２０−１は、第１の画像データに基づいて、第１の画像データの平均出力レベルＶｏｕｔ１を検出する。

ステップＳ６０９では、画像処理回路１２０が、平均出力レベルＶｏｕｔ１が適正露出の出力レベルＶｔｙｐにほぼ等しくない旨の情報を、メモリ制御部１２２経由でシステム制御部１５０へ供給する。システム制御部１５０は、タイミング生成手段１１８を制御して、平均出力レベルＶｏｕｔ１がＶｔｙｐに近づくように、第１の出力手段７１により出力される画素の目標ゲインを変更する。

タイミング生成手段１１８は、目標ゲインに基づいて、ゲイン制御信号を生成して撮像装置１１４の第１の出力手段７１へ供給する。第１の出力手段７１の出力アンプ７４−１，７４−２は、ゲイン制御信号に基づいて、ゲインを変更する。そして、タイミング生成手段１１８は、処理をステップＳ６０１へ戻す。

このように、第１の出力手段７１の動作は、第２の出力手段７２の動作と非同期であって並行的に行われる。

なお、本シーケンスはＥＶＦ動作スイッチにより電子ビューファインダー動作が解除されるか、引き続き別の動作（例えば、シャッタースイッチＯＮによる静止画撮影動作等）へ移行することで解除される。

また、本シーケンスでは露出を合わせるために、電荷蓄積時間・絞り・ゲインを個別に順次変更していくシーケンスを述べたが、アルゴリズムに沿って同時に変更しても何ら問題ない。

次に、第２の出力手段７２の動作を、図７を用いて説明する。図７は、第２の出力手段７２の動作を示すフローチャートである。

ステップＳ７０１では、タイミング生成手段１１８が、第２の駆動信号ＴＧｓｉｇ２を生成して撮像装置１１４の水平走査回路７６ａ，７６ｂ等へ供給する。撮像装置１１４の第２の出力手段７２は、水平走査回路７６ａ，７６ｂを介して第２の駆動信号ＴＧｓｉｇ２により駆動され、画素配列ＰＡの少なくとも一部から第２の信号をＡＦＥ１１６へ出力する。第２の信号は、焦点調節用のための信号であり、例えば、焦点調節動作（ＡＦ動作）に用いられる。ＡＦＥ１１６は、第２の信号に対してＡ／Ｄ変換等のアナログ信号処理を行い第２の画像データを生成してＤＦＥ１１７へ出力する。ＤＦＥ１１７は、第２の画像データを画像処理回路１２０へ供給する。画像処理回路１２０のデータ演算ブロック１２０−１は、第２の画像データに基づいて、第２の画像データの平均出力レベルＶｏｕｔ２を検出する。

ステップＳ７０２では、画像処理回路１２０が、データ演算ブロック１２０−１が検出した平均出力レベルＶｏｕｔ２を、所定の出力レベルＶｃｏｍと比較する。そして、画像処理回路１２０は、平均出力レベルＶｏｕｔ２が所定の出力レベルＶｃｏｍにほぼ等しいか否かを判断する。画像処理回路１２０は、平均出力レベルＶｏｕｔ２が所定の出力レベルＶｃｏｍにほぼ等しいと判断する場合、処理をステップＳ７０６へ進める。画像処理回路１２０は、平均出力レベルＶｏｕｔ２が所定の出力レベルＶｃｏｍにほぼ等しくないと判断する場合、処理をステップＳ７０３へ進める。

ステップＳ７０３では、画像処理回路１２０が、平均出力レベルＶｏｕｔ２が所定の出力レベルＶｃｏｍにほぼ等しくない旨の情報を、メモリ制御部１２２経由でシステム制御部１５０へ供給する。システム制御部１５０は、タイミング生成手段１１８を制御して、平均出力レベルＶｏｕｔ２がＶｃｏｍに近づくように、第２の出力手段７２により出力される画素の目標ゲインを変更する。

タイミング生成手段１１８は、目標ゲインに基づいて、ゲイン制御信号を生成して撮像装置１１４の第２の出力手段７２へ供給する。第２の出力手段７２の出力アンプ７４−３，７４−４は、ゲイン制御信号に基づいて、ゲインを変更する。

ステップＳ７０４では、タイミング生成手段１１８が、第２の駆動信号ＴＧｓｉｇ２を生成して撮像装置１１４の水平走査回路７６ａ，７６ｂ等へ供給する。撮像装置１１４の第２の出力手段７２は、水平走査回路７６ａ，７６ｂを介して第２の駆動信号ＴＧｓｉｇ２により駆動され、画素配列ＰＡの少なくとも一部から第２の信号をＡＦＥ１１６へ出力する。第２の信号は、焦点調節用のための信号であり、例えば、焦点調節動作（ＡＦ動作）に用いられる。ＡＦＥ１１６は、第２の信号に対してＡ／Ｄ変換等のアナログ信号処理を行い第２の画像データを生成してＤＦＥ１１７へ出力する。ＤＦＥ１１７は、第２の画像データを画像処理回路１２０へ供給する。画像処理回路１２０のデータ演算ブロック１２０−１は、第２の画像データに基づいて、第２の画像データの平均出力レベルＶｏｕｔ２を再び検出する。

ステップＳ７０５では、画像処理回路１２０が、データ演算ブロック１２０−１が検出した平均出力レベルＶｏｕｔ２を、所定の出力レベルＶｃｏｍと比較する。そして、画像処理回路１２０は、平均出力レベルＶｏｕｔ２が所定の出力レベルＶｃｏｍにほぼ等しいか否かを判断する。画像処理回路１２０は、平均出力レベルＶｏｕｔ２が所定の出力レベルＶｃｏｍにほぼ等しいと判断する場合、処理をステップＳ７０６へ進める。画像処理回路１２０は、平均出力レベルＶｏｕｔ２が所定の出力レベルＶｃｏｍにほぼ等しくないと判断する場合、処理をステップＳ７０３へ進める。

ステップＳ７０６では、画像処理回路１２０が、第２の画像データにおける高周波成分の平均強度を検出することにより、鮮鋭度Ｐを求めてメモリ制御部１２２経由でシステム制御部１５０へ供給する。また、システム制御部１５０は、光学駆動手段１１１へアクセスして、光学系１１０の位置の情報を取得する。システム制御部１５０は、鮮鋭度Ｐと光学系１１０の位置とが対応付けられた対応付け情報をメモリ１３０に記憶させる。

ステップＳ７０７では、システム制御部１５０が、光学駆動手段１１１を制御して、光学系１１０を所定量だけ駆動する。

ステップＳ７０８では、システム制御部１５０が、対応付け情報を参照して、鮮鋭度Ｐがピークとなる光学系１１０の位置が存在するか否かを判断する。システム制御部１５０は、ピークとなる光学系１１０の位置が存在すると判断する場合、処理をステップＳ７０９へ進め、ピークとなる光学系１１０の位置が存在しないと判断する場合、処理をステップＳ７０６へ進める。

ステップＳ７０９では、システム制御部１５０が、対応付け情報を参照して、ピークとなる鮮鋭度Ｐｍａｘと、このＰｍａｘに対応した光学系１１０の位置Ｌｍａｘとをピックアップする。そして、システム制御部１５０は、Ｐｍａｘに対応した光学系１１０の位置Ｌｍａｘに基づいて、光学駆動手段１１１を制御して、光学系１１０を駆動する。そして、システム制御部１５０は、処理をステップＳ７０１へ戻す。

このように、第２の出力手段７２の動作は、第１の出力手段７１の動作と非同期であって並行的に行われる。

次に、第１の出力手段７１の動作タイミングと第２の出力手段７２の動作タイミングとを、図８を用いて説明する。図８は、第１の出力手段７１の動作タイミングと第２の出力手段７２の動作タイミングとを示すタイミングチャートである。

図８（ａ）に示すように、第１の出力手段７１は、水平走査回路７６ａ，７６ｂを介して第１の駆動信号ＴＧｓｉｇ１により駆動されて、所定の画素（第１の画素）の読み出し動作の完了に応じて、その画素から出力された第１の信号を行ごとに後段へ出力する。

図８（ｂ）に示すように、第２の出力手段７２は、水平走査回路７６ａ，７６ｂを介して第２の駆動信号ＴＧｓｉｇ２により駆動されて、所定の画素（第２の画素）の読み出し動作の完了に応じて、その画素から出力された第２の信号を行ごとに後段へ出力する。

ここで、焦点調節動作において、第１の信号を読み出すため第１の駆動信号ＴＧｓｉｇ１と、光学駆動信号とは、同期していない異なる信号が用いられている。この場合でも、第１の駆動信号ＴＧｓｉｇ１と第２の駆動信号ＴＧｓｉｇ２とは、非同期である。すなわち、第２の駆動信号ＴＧｓｉｇ２は、第１の駆動信号ＴＧｓｉｇ１に同期せずに、光学駆動信号に同期している。これにより、焦点調節動作（例えば、サーボＡＦ動作）を行う際に、被写体を十分に追従できる。

また、第２の駆動信号ＴＧｓｉｇ２の周期は、第１の駆動信号ＴＧｓｉｇ１の周期より短い。これにより、焦点調節動作（例えば、サーボＡＦ動作）を行う駆動信号が第１の駆動信号ＴＧｓｉｇ１より早い場合でも十分に追従できる。この結果、動作性能を十分に向上できる。

次に、本発明の第２実施形態に係る撮像システム２００について、図９及び図１０を用いて説明する。図９は、本発明の第２実施形態に係る撮像システム２００の構成図である。図１０は、撮像装置２１４のレイアウト構成図である。

撮像システム２００は、その基本的な構成は第１実施形態と同様であるが、撮像装置２１４、露光量演算手段２５５、及びタイミング生成手段２１８を備える点で第１実施形態と異なる。

撮像装置２１４は、図１０に示すように、第２の出力手段２７２を備える点で、第１実施形態と異なる。第２の出力手段２７２は、水平走査回路７６ａ，７６ｂを介して第２の駆動信号ＴＧｓｉｇ２により駆動され、画素配列ＰＡの少なくとも一部（第２の画素）から第２の信号を出力する。第２の信号は、焦点調節用及び測光用のための信号であり、例えば、焦点調節動作（ＡＦ動作）及び露出制御動作（ＡＥ動作）に用いられる。

ここで、仮に、第１実施形態における第２の信号を測光用に使用すると、第２の信号にたいする電荷蓄積時間が短秒であるため、ゲインをあげているので、画像のＳ／Ｎも悪く、精度的にも正確性にかけるものになる。

それに対して、第２実施形態では、露光量演算手段２５５が、第２の信号に基づいて、画素配列ＰＡの目標露光量を演算する。露光量演算手段２５５は、目標露光量の情報をシステム制御部１５０経由でタイミング生成手段２１８へ供給する。タイミング生成手段２１８は、目標露光量に基づいて、露光制御信号を生成して撮像装置１１４の垂直走査回路７７ａ，７７ｂ等へ供給する。撮像装置１１４の垂直走査回路７７ａ，７７ｂは、露光制御信号に基づいて、φＳＥＬ、φＲＥＳ、及びφＴＸなどの信号を変更して各行の画素に供給する。これにより、各行の画素において光電変換手段６１の電荷蓄積時間が変更される。すなわち、タイミング生成手段２１８は、露光量演算手段２５５が演算した目標露光量に応じて、第２の信号を出力する光電変換手段６１の電荷蓄積期間を変えるように、第２の駆動信号ＴＧｓｉｇ２を生成する。

また、第２の出力手段２７２の動作が、図１１に示すように、次の点で第１実施形態と異なる。図１１は、第２の出力手段２７２の動作を示すフローチャートである。

ステップＳ８０３では、画像処理回路１２０が、平均出力レベルＶｏｕｔ２が所定の出力レベルＶｃｏｍにほぼ等しくない旨の情報を、メモリ制御部１２２経由でシステム制御部１５０へ供給する。また、画像処理回路１２０は、第２の信号に基づいたデータである第２の画像データから輝度等を検出する。露光量演算手段２５５は、第２の画像データの輝度等の情報をメモリ制御部１２２及びシステム制御部１５０経由で画像処理回路１２０から受け取る。露光量演算手段２５５は、第２の信号に基づいて（第２の画像データの輝度等に応じて）、画素配列ＰＡの目標露光量を演算する。露光量演算手段２５５は、目標露光量の情報をシステム制御部１５０経由でタイミング生成手段２１８へ供給する。タイミング生成手段２１８は、目標露光量に基づいて、露光制御信号を生成して撮像装置１１４の垂直走査回路７７ａ，７７ｂ等へ供給する。撮像装置１１４の垂直走査回路７７ａ，７７ｂは、露光制御信号に基づいて、φＳＥＬ、φＲＥＳ、及びφＴＸなどの信号を変更して各行の画素（第２の画素）に供給する。これにより、各行の画素において光電変換手段６１の電荷蓄積時間が変更される。すなわち、タイミング生成手段２１８は、露光量演算手段２５５が演算した目標露光量に応じて、第２の信号を出力する光電変換手段６１の電荷蓄積期間を変えるように、第２の駆動信号ＴＧｓｉｇ２を生成する。

なお、第２の出力手段２７２の動作が第１の出力手段７１の動作と非同期であって並行的に行われる点は、第１実施形態と同様である。

さらに、第１の出力手段７１の動作タイミングと第２の出力手段２７２の動作タイミングとが、図１２に示すように、次の点で第１実施形態と異なる。図１２は、第１の出力手段７１の動作タイミングと第２の出力手段２７２の動作タイミングとを示すタイミングチャートである。

図１２（ｂ）に示すように、第２の出力手段２７２は、水平走査回路７６ａ，７６ｂを介して第２の駆動信号ＴＧｓｉｇ２により駆動される。そして、第２の出力手段２７２は、電荷蓄積時間が変更された画素（第２の画素）の読み出し動作の完了に応じて、その画素から出力された第２の信号を行ごとに後段へ出力する。

ここで、第１の駆動信号ＴＧｓｉｇ１と第２の駆動信号ＴＧｓｉｇ２とは、非同期である。これにより、露出制御動作（例えば、ＡＥ動作）を行う際（測光データ取得時）に、光電変換手段６１の電荷蓄積時間を細かく徐々に延ばし、適正露出になるデータを求めている。この間はゲインを上げていないため、Ｓ／Ｎに関しては、ゲインをあげた場合より良い状況で測光できる。また、長秒時になることで蓄積時間の微調整もやりやすくなる為、精度的にも良好な結果を得られる。すなわち、被写体の輝度に応じて光電変換手段６１の目標露光量を細かく制御できる。この結果、動作性能を十分に向上できる。

次に、本発明の第３実施形態に係る撮像システム３００について、図１３及び図１４を用いて説明する。図１３は、本発明の第３実施形態に係る撮像システム３００の構成図である。図１４は、撮像装置３１４のレイアウト構成図である。

撮像システム３００は、その基本的な構成は第１実施形態及び第２実施形態と同様であるが、撮像装置３１４、及び画像処理回路３２０を備える点で第１実施形態及び第２実施形態と異なる。

撮像装置３１４は、第２の出力手段３７２を備える点で、第１実施形態及び第２実施形態と異なる。第２の出力手段３７２は、水平走査回路７６ａ，７６ｂを介して第２の駆動信号ＴＧｓｉｇ２により駆動され、画素配列ＰＡの少なくとも一部（第２の画素）から第２の信号を出力する。第２の信号は、焦点調節用、測光用、及び顔検出用のための信号であり、例えば、焦点調節動作（ＡＦ動作）、露出制御動作（ＡＥ動作）、及び顔検出動作に用いられる。

画像処理回路３２０は、第２の画像データに基づいて、被写体の顔を検出するための顔検出処理を行う。

また、第２の出力手段３７２の動作が、図１５に示すように、次の点で第１実施形態及び第２実施形態と異なる。図１５は、第２の出力手段３７２の動作を示すフローチャートである。

ステップＳ１１０８では、画像処理回路３２０が、第２の画像データに基づいて、被写体の色検出を行い、被写体の肌色部分（顔）を抽出する。

ステップＳ１１０９では、画像処理回路３２０が、抽出した肌色部分（顔）の位置（画素）を、顔のエリアとして特定する。これにより、画像処理回路３２０は、特定した顔のエリアを、焦点調節用のエリアに設定する。

ステップＳ１１０６では、画像処理回路３２０が、第２の画像データの顔のエリア（焦点調節用のエリア）における高周波成分の平均強度を検出することにより、鮮鋭度Ｐを求めてメモリ制御部１２２経由でシステム制御部１５０へ供給する。また、システム制御部１５０は、光学駆動手段１１１へアクセスして、光学系１１０の位置の情報を取得する。システム制御部１５０は、鮮鋭度Ｐと光学系１１０の位置とが対応付けられた対応付け情報をメモリ１３０に記憶させる。

ここで、顔検出動作において、第１の信号を読み出すため第１の駆動信号ＴＧｓｉｇ１と、光学駆動信号とは、同期していない異なる信号が用いられている。この場合でも、第１の駆動信号ＴＧｓｉｇ１と第２の駆動信号ＴＧｓｉｇ２とは、非同期である。すなわち、第２の駆動信号ＴＧｓｉｇ２は、第１の駆動信号ＴＧｓｉｇ１に同期せずに、光学駆動信号に同期している。これにより、顔検出動作を行う際に、被写体を十分に追従できる。

なお、本発明の実施例上では、第１の出力手段と第２の出力手段から個別出力する動作のみを説明しているが、本発明はそれに限られたものではない。例えば、静止画撮影時は、第１タイミング生成手段が生成した第１の駆動信号により、全画素の信号を上の行から順に出力することも何ら問題ない。

また、例えば、第２の出力手段は必ずしもデータ抽出を行なう動作に限られるものではなく、例えば、間引いて出力されたり、第１の出力手段と同様に、表示として使用しても何ら問題はない。

さらに、本発明の実施例では、第１の出力手段と第２の出力手段とを個別に構成しているが、本発明はそれに限ったものではない。例えば、第１の出力手段と第２の出力手段との水平走査回路を併用し、第１の出力手段が水平走査されるタイミングでは第２の出力手段を停止する構成（もしくはシーケンス）であっても良い。もしくは、第２の出力手段が水平走査されるタイミングでは第１の出力手段を停止する構成（もしくはシーケンス）であっても良い。

このとき、撮影モード（例えばＥＶＦ表示モードと動画記録モード）によって使い分ける等の動作になっても何ら問題はない。

また、第１の駆動信号ＴＧｓｉｇ１と第２の駆動信号ＴＧｓｉｇ２とは、第１の撮影モードにおいて同期しており、第２の撮影モードにおいて非同期であってもよい。ここで、第１の撮影モードは、例えば、焦点調節動作、露出制御動作、ＡＦ動作などが行われない撮影モードである。第２の撮影モードは、例えば、焦点調節動作、露出制御動作、ＡＦ動作などが行われる撮影モードである。この場合、第１の撮影モードでは、タイミング生成手段１１８が第２の駆動信号ＴＧｓｉｇ２を分周して第１の駆動信号ＴＧｓｉｇ１を生成するなど、タイミング生成手段１１８の動作を簡略化できる。

同様に、スイッチ群をＳＷｔ＿ｘ＿１、ＳＷｒ＿ｘ＿１、ＳＷｓ＿ｘ＿１のみＯＮして第１の駆動信号ＴＧｓｉｇ１のみで全画素を順次制御することで、第１の撮影モードとして、全出力を第１の出力手段としてもよい。

加えて、本発明の実施形態上では、第２の出力手段は、光学駆動信号に同期（第１の駆動信号には非同期）のみの説明をしているが、本発明はそれに限定されるものではなく、例えば、第２の出力手段専用に駆動基準信号を備えていても何ら問題はない。

以上の構成により、本発明は、ＥＶＦ表示等の動画表示・記録と同時に実施する焦点調節・測光等の観測動作の使用感・性能の向上をはかることが出来る。

本発明の第１実施形態に係る撮像システムの構成図である。 撮像装置のレイアウト構成図である。 画素配列における単位画素の回路構成図である。 撮像装置の動作を示す波形図である。 撮像装置の電子ローリング蓄積動作を示すタイミングチャートである。 第１の出力手段の動作を示すフローチャートである。 第２の出力手段の動作を示すフローチャートである。 第１の出力手段の動作タイミングと第２の出力手段の動作タイミングとを示すタイミングチャートである。 本発明の第２実施形態に係る撮像システムの構成図である。 撮像装置のレイアウト構成図である。 第２の出力手段の動作を示すフローチャートである。 第１の出力手段の動作タイミングと第２の出力手段の動作タイミングとを示すタイミングチャートである。 本発明の第３実施形態に係る撮像システムの構成図である。 撮像装置のレイアウト構成図である。 第２の出力手段の動作を示すフローチャートである。

符号の説明

７１ 第１の出力手段
７２，２７２，３７２ 第２の出力手段
１００，２００，３００ 撮像システム
１１０ 光学系
１１１ 光学駆動手段
１１４，２１４，３１４ 撮像装置
１１８，２１８ タイミング生成手段
ＰＡ 画素配列

Claims (9)

1. 列方向及び行方向に配された複数の光電変換手段を含む画素配列と、
   第１の駆動信号により駆動され、前記画素配列の少なくとも一部から第１の信号を出力する第１の出力手段と、
   第２の駆動信号により駆動され、前記画素配列の少なくとも一部から第２の信号を出力する第２の出力手段と、
   を備え、
   前記第１の駆動信号と前記第２の駆動信号とは、非同期である
   ことを特徴とする撮像装置。
2. 前記第１の信号は、画像表示用及び画像記録用の少なくとも一方のための信号であり、
   前記第２の信号は、焦点調節用、測光用、及び顔検出用の少なくとも１つのための信号であり、
   前記第２の駆動信号の周期は、前記第１の駆動信号の周期より短い
   ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 列方向及び行方向に配された複数の光電変換手段を含む画素配列と、
   第１の駆動信号により駆動され、前記画素配列の少なくとも一部から第１の信号を出力する第１の出力手段と、
   第２の駆動信号により駆動され、前記画素配列の少なくとも一部から第２の信号を出力する第２の出力手段と、
   を備え、
   前記第１の駆動信号と前記第２の駆動信号とは、第１の撮影モードにおいて同期しており、第２の撮影モードにおいて非同期である
   ことを特徴とする撮像装置。
4. 前記第１の信号は、画像表示用及び画像記録用の少なくとも一方のための信号であり、
   前記第２の信号は、焦点調節用、測光用、及び顔検出用の少なくとも１つのための信号であり、
   前記第２の駆動信号の周期は、前記第１の駆動信号の周期より短い
   ことを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
5. 請求項１から４のいずれか１項に記載の撮像装置と、
   前記撮像装置へ光を結像する光学系と、
   前記第１の駆動信号と前記第２の駆動信号とを生成するタイミング生成手段と、
   を備え、
   前記タイミング生成手段は、前記第１の駆動信号を前記第１の出力手段へ供給し、前記第２の駆動信号を前記第２の出力手段へ供給する
   ことを特徴とする撮像システム。
6. 前記光学系を駆動する光学駆動手段をさらに備え、
   前記タイミング生成手段は、前記光学駆動手段を駆動するための光学駆動信号に同期するように、前記第２の駆動信号を生成する
   ことを特徴とする請求項５に記載の撮像システム。
7. 前記第２の信号に基づいて、前記画素配列の目標露光量を演算する露光量演算手段をさらに備え、
   前記タイミング生成手段は、前記露光量演算手段が演算した目標露光量に応じて、前記第２の信号を出力する前記光電変換手段の電荷蓄積期間を変えるように、前記第２の駆動信号を生成する
   ことを特徴とする請求項５に記載の撮像システム。
8. 列方向及び行方向に配された複数の光電変換手段を含む画素配列を有する撮像装置の駆動方法であって、
   第１の駆動信号に応じて、前記画素配列の少なくとも一部から第１の信号を出力する第１の出力ステップと、
   第２の駆動信号に応じて、前記画素配列の少なくとも一部から第２の信号を出力する第２の出力ステップと、
   を備え、
   前記第１の駆動信号と前記第２の駆動信号とは、非同期である
   ことを特徴とする撮像装置の駆動方法。
9. 前記第１の信号は、画像表示用及び画像記録用の少なくとも一方のための信号であり、
   前記第２の信号は、焦点調節用、測光用、及び顔検出用の少なくとも１つのための信号であり、
   前記第２の駆動信号の周期は、前記第１の駆動信号の周期より短い
   ことを特徴とする請求項８に記載の撮像装置の駆動方法。

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