JP2012015911A - 読出し制御装置、読出し制御方法、プログラム、固体撮像装置、および撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】画素から動画用信号と静止画用信号を読み出す場合に、動画用信号を読み出すことができない期間を短縮する。
【解決手段】本発明の一態様に係る読出し制御装置は、固体撮像装置上に配置された複数の画素のうち一以上の画素から静止画用信号を読み出す一方、前記静止画用信号の読出しに依存して、前記複数の画素のうち一以上の画素から動画用信号を読み出す読出し部と、第１の静止画を生成するための前記静止画用信号の読出し開始から読出し完了までの第１フレーム期間内において前記動画用信号を読み出す画素の画素位置と、前記第１フレーム期間に続くフレーム期間であって、第２の静止画を生成するための前記静止画用信号の読出し開始から読出し完了までの第２フレーム期間内において前記動画用信号を読み出す画素の画素位置と、が同じになるよう前記動画用信号の読出しを制御する読出し制御部と、を備える。
【選択図】図2

Description

本発明は、固体撮像装置（固体撮像素子）上に配置された画素から画像信号を読み出す技術に関する。

近年、周辺回路をオンチップ化できるMOS型固体撮像素子の性能向上はめざましく、CCD型固体撮像素子に替わってMOS型固体撮像素子の普及が進んできている。MOS型撮像素子の撮像面には多数の画素が2次元状に配列されており、各画素は入射した光を信号電荷に変換して画像信号を生成する。MOS型固体撮像素子の駆動方法として、露光開始時刻および露光終了時刻が画素毎に異なるローリングシャッタ方式と、露光開始時刻および露光終了時刻が全画素で同一となるグローバルシャッタ方式とがある。

グローバルシャッタ方式のMOS型固体撮像素子は、露光量に応じた信号電荷を発生するフォトダイオード等の光電変換部、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電荷保持部（電荷蓄積部）、信号電荷の転送やリセットを行うためのスイッチ用途のトランジスタ等で構成される。

図10は、グローバルシャッタ方式のMOS型固体撮像素子の撮像面に2次元状に配列される画素の構成を示している。フォトダイオード（PD）101は、入射光を信号電荷に変換（光電変換）して蓄積する光電変換素子である。転送トランジスタ102は、フォトダイオード101で発生した信号電荷を電荷保持部（FD）103に転送するためのトランジスタである。FDリセットトランジスタ104は、電荷保持部103の電位をリセット（初期化）するためのトランジスタである。

増幅トランジスタ105は、電荷保持部103の電圧レベルを増幅して読み出すためのトランジスタである。増幅トランジスタ105のゲート端子が入力部となる。選択トランジスタ106は、画素を選択し、垂直信号線114に増幅トランジスタ105の出力を伝えるためのトランジスタである。PDリセットトランジスタ107は、フォトダイオード101の電位をリセット（初期化）するためのトランジスタである。フォトダイオード101以外は遮光されている。

電源線110は、各画素に電源電圧VDDを供給するものであり、増幅トランジスタ105のドレイン端子、FDリセットトランジスタ104のドレイン端子、およびPDリセットトランジスタ107のドレイン端子に電気的に接続される。FDリセット線111は、1行分の画素の電荷保持部103をリセットするためのFDリセットパルスφRMi（iは行番号、以下同様）が印加される信号線であり、1行分の画素の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る。転送線112は、1行分の画素のフォトダイオード101で発生した信号電荷をそれぞれの画素の電荷保持部103に転送するための行転送パルスφTRiが印加される信号線であり、1行分の画素の転送トランジスタ102のゲートに電気的に接続される。

PDリセット線115は、1行分の画素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が印加される信号線であり、1行分の画素の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る。選択線113は、1行分の画素を選択するための行選択パルスφSEiが印加される信号線であり、1行分の画素の選択トランジスタ106のゲートに電気的に接続される。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、光電変換機能、リセット機能、増幅読出し機能、選択機能を実現している。

図11は、MOS型固体撮像素子の撮像面に、図10に示した画素を一例として3行×3列に配列した構成を示している。図11において、画素部200は、画素100が3×3の2次元状に配列されて構成されている。画素100の構成は図10に示した通りである。

垂直走査回路300は行単位で画素部200の駆動制御を行う。この駆動制御を行うために、垂直走査回路300は、行数と同じ数の単位回路301-1，301-2，301-3から構成されている。また、各単位回路は、制御部302-i，303-i，304-i，305-i（i=1,2,3）から構成されている。

制御部302-i は、1行分の画素100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（i=1,2,3）を、FDリセット線111を介して行毎に独立して制御する。制御部303-i 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（i=1,2,3）を、転送線112を介して行毎に独立して制御する。制御部304-i は、1行分の画素100のフォトダイオード101をリセットするためのFDリセットパルスφRPDi（i=1,2,3）を、PDリセット線115を介して行毎に独立して制御する。制御部305-i は、信号を読み出す1行分の画素100を選択するための行選択パルスφSEi（i=1,2,3）を、選択線113を介して行毎に独立して制御する。行選択パルスφSEiによって選択された行の画素100の信号は、列毎に設けられている垂直信号線114へ出力される。

電流源150は、列毎に設けられており、垂直信号線114に接続され、画素100内の増幅トランジスタ105とソースフォロア回路を構成する。列処理回路350は、列毎に設けられており、垂直信号線114に出力される画像信号に対してクランプ動作や増幅動作を行う。水平読出し回路400は、信号を読み出す画素列を選択して、その画素列に係る画像信号を出力端子410から出力する。AD（Analog to Digital）コンバータ500は、出力端子410から出力された画像信号をAD変換する。フレームメモリ600は、AD変換後の画像信号を保持する。

スイッチ700は、ADコンバータ500から出力された画像信号の出力先を切り替える。差分処理回路800は、スイッチ700を介してADコンバータ500から出力された画像信号と、フレームメモリ600に保持されている画像信号との差分処理（減算処理）を行う。なお、電源電圧VDDを供給する電源線110は図11に示していない。

図11に示したMOS型固体撮像素子を、デジタルカメラなどによる静止画の撮像に適用した場合にグローバルシャッタ方式で画像信号を読み出す動作を説明する。図12はグローバルシャッタ方式による動作を示している。ただし、ここでは説明を簡単にするため、図11と同様に画素が3×3の2次元状に配置された固体撮像素子を用いて説明する。

撮影開始を示す信号が入力されると、まず全行のPDリセットパルスφRPD1、φRPD2、φRPD3が“L”レベルから“H”レベルになることで全ての画素100のPDリセットトランジスタ107がオンになり、全ての画素100のフォトダイオード101がリセットされる。続いて、1行目のFDリセットパルスφRM1が“L”レベルから“H”レベルになることで1行目のFDリセットトランジスタ104がオンになり、1行目の電荷保持部103がリセットされる。

続いて、1行目のFDリセットパルスφRM1が“H”レベルから“L”レベルになることでFDリセットトランジスタ104がオフになった後、1行目の行選択パルスφSE1が“L”レベルから“H”レベルになることで1行目の選択トランジスタ106がオンになり、1行目の電荷保持部103の電圧（リセットレベル）が、列処理回路350を介してリセット信号として水平読出し回路400へ出力される。水平読出し回路400はリセット信号を出力端子410から水平方向に順次出力する。

出力された1行目の画素100のリセット信号はADコンバータ500によりAD変換され、スイッチ700を介してフレームメモリ600に出力され、フレームメモリ600に保持される。2行目以降についても1行目と同様にリセット信号が読み出され、全ての画素100のリセット信号がフレームメモリ600に保持される。

続いて、全行のPDリセットパルスφRPDiが“H”レベルから“L”レベルになることで全ての画素100のPDリセットトランジスタ107がオフになり、全ての画素100のフォトダイオード101が信号電荷の蓄積を開始する。これにより、全ての画素100の露光（電荷蓄積）が開始される。所望の蓄積時間が経過すると、全行の行転送パルスφTRiが“L”レベルから“H”レベルになることで全ての画素100の転送トランジスタ102がオンになり、全ての画素100のフォトダイオード101に蓄積された信号電荷が電荷保持部103に転送される。すなわち露光（電荷蓄積）が終了する。電荷蓄積開始から電荷蓄積終了までの期間が露光期間（蓄積期間）である。

信号電荷の転送動作が終了した直後に、全行のPDリセットパルスφRPDiが“L”レベルから“H”レベルになることで全ての画素100のPDリセットトランジスタ107がオンになり、全ての画素100のフォトダイオード101がリセット状態となる。続いて、1行目の行選択パルスφSEiが“L”レベルから“H”レベルになることで1行目の選択トランジスタ106がオンになり、1行目の電荷保持部103の電圧（光信号レベル）が、列処理回路350を介して光信号として水平読出し回路400へ出力される。水平読出し回路400は光信号を出力端子410から水平方向に順次出力する。

出力された1行目の画素100の光信号はADコンバータ500によりAD変換され、差分処理回路800へ出力される。差分処理回路800は、1行目の画素100の光信号と、フレームメモリ600に保持されている1行目の画素100のリセット信号との差分をとることにより、光信号成分のみを抽出し、撮像信号として後段の回路に出力する。この動作では、電荷保持部103のリセットノイズを除去することが可能であるので、高S/Nの信号を得ることができる。

続いて、2行目以降についても1行目と同様な動作が行われ、全ての画素100の画像信号が読み出される。この信号は後段の画像処理回路（不図示）で処理され、静止画像が生成される。上述した動作により、全画素一括で露光および電荷の蓄積を行うグローバルシャッタ動作を実現することができる。このようなMOS型固体撮像素子についての技術が特許文献1に開示されている。

一般的なデジタルカメラは、電源の投入後、フレーム単位で周期的に撮像を行って動画用信号（動画像信号）を生成し、生成した動画用信号に基づいて動画像（ライブビュー画像）を表示部に表示する。ライブビュー画像の表示中にユーザが、静止画像の取得指示である撮影指示を行うと、デジタルカメラは、動画用信号の生成を停止し、撮像を行って静止画用信号（静止画像信号）を生成し、生成した静止画用信号を記録媒体に記録する。この静止画用信号の生成時に、例えば上記のグローバルシャッタ動作が行われる。

特開平１１−２６１８９６号公報

しかしながら、静止画の撮像時にはライブビュー画像の更新を行うことができないため、更新ができない期間に同一の画像が表示部に表示される、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。特に、上述したグローバルシャッタ動作においては、露光前のリセット信号用の読出し動作と、露光後の光信号用の読出し動作との両方が必要となるために、１枚の静止画を撮影するために必要なシーケンス期間が長くなる。

近年の固体撮像素子では、画素数が増加し、静止画用の画像信号の読出し動作に必要な時間が長くなる傾向にあるために、ライブビュー画像を取得することができない期間を短縮することが、より重要になりつつある。また、ライブビュー画像は、表示部における表示に用いられるだけでなく、オートフォーカス（AF）や自動露光制御（AE）などにも用いられるために、静止画用の露光期間の直前の時点までライブビュー画像を取得できることが望ましい。

本発明は、上記の内容に鑑みてなされたものであって、画素から動画用信号と静止画用信号を読み出す場合に、動画用信号を読み出すことができない期間を短縮することを目的とする。

本発明の一態様に係る読出し制御装置は、固体撮像装置上に配置された複数の画素のうち一以上の画素から静止画用信号を読み出す一方、前記静止画用信号の読出しに依存して、前記複数の画素のうち一以上の画素から動画用信号を読み出す読出し部と、第１の静止画を生成するための前記静止画用信号の読出し開始から読出し完了までの第１フレーム期間内において前記動画用信号を読み出す画素の画素位置と、前記第１フレーム期間に続くフレーム期間であって、第２の静止画を生成するための前記静止画用信号の読出し開始から読出し完了までの第２フレーム期間内において前記動画用信号を読み出す画素の画素位置と、が同じになるよう前記動画用信号の読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。

本発明の他の態様に係る読出し制御装置は、固体撮像装置上に配置された複数の画素のうち一以上の画素から静止画用信号を読み出す一方、前記静止画用信号の読出しに依存して、前記複数の画素のうち一以上の画素から動画用信号を読み出す読出し部と、１枚の静止画を生成するための前記静止画用信号の読出し開始から読出し完了までの１フレーム期間内において前記動画用信号を読み出す複数の画素の重心位置が一定になるよう、前記動画用信号の読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。

本発明の他の態様に係る読出し制御装置は、固体撮像装置上に配置された複数の画素を複数のグループに区分し、その区分したグループ毎に、前記画素から静止画用信号と動画用信号を読み出す読出し部と、第１の静止画を生成するための前記静止画用信号の読出し開始から読出し完了までの第１フレーム期間内において前記複数のグループのうちのいずれかのグループに属する全画素から前記動画用信号を読み出し、前記第１フレーム期間に続くフレーム期間であって、第２の静止画を生成するための前記静止画用信号の読出し開始から読出し完了までの第２フレーム期間内において前記いずれかのグループと同一のグループに属する全画素から前記動画用信号を読み出すよう前記動画用信号の読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。

本発明の他の態様に係る読出し制御方法は、固体撮像装置上に配置された複数の画素のうち一以上の画素から静止画用信号を読み出す一方、前記静止画用信号の読出しに依存して、前記複数の画素のうち一以上の画素から動画用信号を読み出すステップと、第１の静止画を生成するための前記静止画用信号の読出し開始から読出し完了までの第１フレーム期間内において前記動画用信号を読み出す画素の画素位置と、前記第１フレーム期間に続くフレーム期間であって、第２の静止画を生成するための前記静止画用信号の読出し開始から読出し完了までの第２フレーム期間内において前記動画用信号を読み出す画素の画素位置と、が同じになるよう前記動画用信号の読出しを制御するステップと、を備えることを特徴とする。

本発明の他の態様に係る読出し制御方法は、固体撮像装置上に配置された複数の画素のうち一以上の画素から静止画用信号を読み出す一方、前記静止画用信号の読出しに依存して、前記複数の画素のうち一以上の画素から動画用信号を読み出すステップと、１枚の静止画を生成するための前記静止画用信号の読出し開始から読出し完了までの１フレーム期間内において前記動画用信号を読み出す複数の画素の重心位置が一定になるよう、前記動画用信号の読出しを制御するステップと、を備えることを特徴とする。

本発明の他の態様に係るプログラムは、固体撮像装置上に配置された複数の画素のうち一以上の画素から静止画用信号を読み出す一方、前記静止画用信号の読出しに依存して、前記複数の画素のうち一以上の画素から動画用信号を読み出すステップと、第１の静止画を生成するための前記静止画用信号の読出し開始から読出し完了までの第１フレーム期間内において前記動画用信号を読み出す画素の画素位置と、前記第１フレーム期間に続くフレーム期間であって、第２の静止画を生成するための前記静止画用信号の読出し開始から読出し完了までの第２フレーム期間内において前記動画用信号を読み出す画素の画素位置と、が同じになるよう前記動画用信号の読出しを制御するステップと、をコンピュータに実行させる。

本発明の他の態様に係るプログラムは、固体撮像装置上に配置された複数の画素のうち一以上の画素から静止画用信号を読み出す一方、前記静止画用信号の読出しに依存して、前記複数の画素のうち一以上の画素から動画用信号を読み出すステップと、１枚の静止画を生成するための前記静止画用信号の読出し開始から読出し完了までの１フレーム期間内において前記動画用信号を読み出す複数の画素の重心位置が一定になるよう、前記動画用信号の読出しを制御するステップと、をコンピュータに実行させる。

本発明の他の態様に係る固体撮像装置は、行方向、列方向に二次元的に配列された複数の画素と、前記複数の画素のうち一以上の画素から静止画用信号を読み出す一方、前記静止画用信号の読出しに依存して、前記複数の画素のうち一以上の画素から動画用信号を読み出す読出し部と、第１の静止画を生成するための前記静止画用信号の読出し開始から読出し完了までの第１フレーム期間内において前記動画用信号を読み出す画素の画素位置と、前記第１フレーム期間に続くフレーム期間であって、第２の静止画を生成するための前記静止画用信号の読出し開始から読出し完了までの第２フレーム期間内において前記動画用信号を読み出す画素の画素位置と、が同じになるよう前記動画用信号の読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。

本発明の他の態様に係る固体撮像装置は、行方向、列方向に二次元的に配列された複数の画素と、前記複数の画素のうち一以上の画素から静止画用信号を読み出す一方、前記静止画用信号の読出しに依存して、前記複数の画素のうち一以上の画素から動画用信号を読み出す読出し部と、１枚の静止画を生成するための前記静止画用信号の読出し開始から読出し完了までの１フレーム期間内において前記動画用信号を読み出す複数の画素の重心位置が一定になるよう、前記動画用信号の読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。

本発明の他の態様に係る撮像装置は、行方向、列方向に二次元的に配列された複数の画素と、前記複数の画素のうち一以上の画素から静止画用信号を読み出す一方、前記静止画用信号の読出しに依存して、前記複数の画素のうち一以上の画素から動画用信号を読み出す読出し部と、第１の静止画を生成するための前記静止画用信号の読出し開始から読出し完了までの第１フレーム期間内において前記動画用信号を読み出す画素の画素位置と、前記第１フレーム期間に続くフレーム期間であって、第２の静止画を生成するための前記静止画用信号の読出し開始から読出し完了までの第２フレーム期間内において前記動画用信号を読み出す画素の画素位置と、が同じになるよう前記動画用信号の読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。

本発明の他の態様に係る撮像装置は、行方向、列方向に二次元的に配列された複数の画素と、前記複数の画素のうち一以上の画素から静止画用信号を読み出す一方、前記静止画用信号の読出しに依存して、前記複数の画素のうち一以上の画素から動画用信号を読み出す読出し部と、１枚の静止画を生成するための前記静止画用信号の読出し開始から読出し完了までの１フレーム期間内において前記動画用信号を読み出す複数の画素の重心位置が一定になるよう、前記動画用信号の読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。

本発明の第1の実施形態による撮像装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第1の実施形態による撮像装置が備える撮像部の構成を示すブロック図である。 本発明の第1の実施形態による撮像装置が備える画素の構成を示す回路図である。 本発明の第１の実施形態による撮像装置が有する撮像部の動作を示すタイミングチャートである。 本発明の第１の実施形態による撮像装置が有する撮像部の動作を示すタイミングチャートである。 本発明の第１の実施形態による撮像装置が有する撮像部の動作を示すタイミングチャートである。 本発明の第2の実施形態による撮像装置が備える撮像部の構成を示すブロック図である。 本発明の第2の実施形態による撮像装置が備える画素の構成を示す回路図である。 本発明の第2の実施形態による撮像装置が有する撮像部の動作を示すタイミングチャートである。 従来の画素の構成を示す回路図である。 従来の固体撮像素子の構成を示すブロック図である。 従来の固体撮像素子の動作を示すタイミングチャートである。

以下、図面を参照し、本発明の実施形態を説明する。以下の詳細な説明は、一例として特定の詳細な内容を含んでいる。以下の詳細な内容にいろいろなバリエーションや変更を加えたとしても、そのバリエーションや変更を加えた内容が本発明の範囲を超えないことは、当業者であれば当然理解できる。したがって、以下で説明する各種の実施形態は、権利を請求された発明の一般性を失わせることはなく、また、権利を請求された発明に対して何ら限定を加えることもない。

（第1の実施形態）
まず、本発明の第1の実施形態を説明する。図1は、本実施形態による撮像装置の構成を示している。本発明の一態様に係る撮像装置は、撮像機能を有する電子機器であればよく、デジタルカメラのほか、デジタルビデオカメラ、内視鏡等であってもよい。図1に示す撮像装置は、レンズ部70、撮像部71、画像処理部72、バッファメモリ73、表示部74、外部記憶媒体75、レンズ制御部76、駆動制御部77、カメラ操作部78、およびカメラ制御部79を備える。

図1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、メモリ等の電気回路部品や、レンズ等の光学部品、ボタン、スイッチ等の操作部品など各種部品で実現でき、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描いている。したがって、これらの機能ブロックがハードウェア、ソフトウェアの組合せによって色々な形態で実現できることは、当業者であれば当然理解できる。

レンズ部70はズームレンズやフォーカスレンズを備えており、被写体からの光を撮像部71の受光面に被写体像として結像する。レンズ制御部76は、レンズ部70のズーム、フォーカス、絞りなどを制御する。レンズ部70を介して取り込まれた光は撮像部71の受光面で結像される。撮像部71は、受光面に結像された被写体像を画像信号に変換して出力する。撮像部71の受光面には、複数の画素が行方向および列方向に二次元的に配列されている。撮像部71は、本発明の一態様に係る固体撮像装置の一例である。

画像処理部72は、撮像部71から出力された画像信号に対して、予め定められた画像処理を行う。バッファメモリ73は、画像処理部72によって処理された画像信号を一時的に記憶する。

表示部74は、動画像（ライブビュー画像）や静止画像の表示、撮像装置の状態の表示などを行う。外部記憶媒体75は、画像データの記録または読み出しを行うための半導体メモリなどにより構成されており、着脱可能な状態で撮像装置に内蔵される。

駆動制御部77は、撮像部71を駆動し、その動作を制御する。カメラ操作部78は、操作者が撮像開始の指示を入力するためのレリーズボタンなどを備え、操作者が行った操作入力を検出し、操作内容に応じた信号を出力する。

カメラ制御部79は、撮像装置全体の制御を行う。また、カメラ制御部79は、カメラ操作部78から出力された信号に応じて、撮像装置を構成する各部に制御信号を出力する。カメラ制御部79の動作は、撮像装置が内蔵するROMに格納されているプログラムに規定されている。カメラ制御部79は、このプログラムを読み出して、プログラムが規定する内容に従って、各種の制御を行う。

次に、撮像部71の構成について説明する。図2は撮像部71の構成を示している。撮像部71の受光面には複数の画素が行方向および列方向に2次元的に配列されている。図2に示す例では、画素が9×3の2次元状に配列されている。図2に示す画素の配列は一例であり、これに限らない。符号L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L8、L9は、各画素の符号であり、同一行（同一グループ）の画素の符号は同一となっている。各画素は、列毎に設けられた垂直信号線8および垂直信号線9に接続されている。

全ての画素は、画像信号を読み出す対象となる読出し対象領域に含まれる。読出し対象領域は、少なくとも有効画素領域の全画素を含むことが望ましい。また、読出し対象領域は、有効画素領域の外側に配置されているオプティカルブラック画素（常時遮光されている画素）を含んでもよい。オプティカルブラック画素から読み出した画像信号は、例えば暗電流成分の補正に使用される。

図3は画素の構成を示している。フォトダイオード（PD）10は、入射光を信号電荷に変換（光電変換）して蓄積する光電変換素子である。転送トランジスタ11は、フォトダイオード10で発生した信号電荷を電荷保持部（FD）12に転送するためのトランジスタである。FDリセットトランジスタ13は、電荷保持部12の電位をリセット（初期化）するためのトランジスタである。

増幅トランジスタ14は、電荷保持部12の電圧レベルを増幅して読み出すためのトランジスタである。増幅トランジスタ14のゲート端子が入力部となる。選択トランジスタ15は、画素を選択し、垂直信号線8に増幅トランジスタ14の出力を伝えるためのトランジスタである。選択トランジスタ16は、画素を選択し、垂直信号線9に増幅トランジスタ14の出力を伝えるためのトランジスタである。PDリセットトランジスタ17は、フォトダイオード10の電位をリセット（初期化）するためのトランジスタである。フォトダイオード10以外は遮光されている。

電源線18は、各画素に電源電圧VDDを供給するものであり、増幅トランジスタ14のドレイン端子、FDリセットトランジスタ13のドレイン端子、およびPDリセットトランジスタ17のドレイン端子に電気的に接続される。FDリセット線19は、1行分の画素の電荷保持部12をリセットするためのFDリセットパルスφRMiが印加される信号線であり、1行分の画素のFDリセットトランジスタ13のゲートに電気的に接続される。転送線20は、1行分の画素のフォトダイオード10で発生した信号電荷をそれぞれの画素の電荷保持部12に転送するための行転送パルスφTRiが印加される信号線であり、1行分の画素の転送トランジスタ11のゲートに電気的に接続される。

PDリセット線21は、1行分の画素のフォトダイオード10をリセットするためのPDリセットパルスφRPDiが印加される信号線であり、1行分の画素のPDリセットトランジスタ17のゲートに電気的に接続される。選択線22は、1行分の画素を選択するための行選択パルスφSEi-1が印加される信号線であり、1行分の画素の選択トランジスタ15のゲートに電気的に接続される。選択線23は、1行分の画素を選択するための行選択パルスφSEi-2が印加される信号線であり、1行分の画素の選択トランジスタ16のゲートに電気的に接続される。このような画素構成により、光電変換機能、リセット機能、増幅読出し機能、選択機能を実現しており、画像信号を垂直信号線8または垂直信号線9のいずれか任意の垂直信号線に出力することができるとともに、グローバルシャッタ動作が可能である。

垂直走査回路1は、予め定められたフレーム期間を設定し、各フレーム期間内において、各画素の駆動に必要な制御信号（FDリセットパルスφRMi、PDリセットパルスφRPDi、行転送パルスφTRi、行選択パルスφSEi-1、行選択パルスφSEi-2）を生成して画素へ出力する。この制御信号は、図3のFDリセット線19、転送線20、PDリセット線21、選択線22、選択線23を含む信号線群7により各画素に供給される。なお、電源線18は図2に示していない。

垂直走査回路1は、この制御信号によって、画素からの画像信号の読出しを制御する。以下の例では、垂直走査回路1は、それぞれのフレームの期間内に動画用信号および静止画用信号を読み出すように、それぞれのフレーム内において読出し対象となる画素を制御する。これによって、動画用信号を読み出すことができない期間を短縮することができる。

通常、ライブビュー画像の表示に用いる動画用信号を読み出す画素の数は、静止画用信号を読み出す画素の数よりも少ない。複数のフレームにわたって動画用信号を連続的に読み出し、ライブビュー画像を途切れなく表示している場合に、ライブビュー画像を構成する動画用信号を読み出す画素の画素位置が連続するフレーム間で異なっていると、被写体の輪郭が突然ずれるように見えるなど、ライブビュー画像に表示される像に時間的な不連続性が生じることがある。

そこで、以下の例では、垂直走査回路1は、第N番目のフレーム（Nは自然数）の静止画を生成するための光信号の読出し期間内において、動画用信号を読み出す画素の画素位置と、次の第N+1番目のフレームの静止画を生成するためのリセット信号の読出し期間内において動画用信号を読み出す画素の画素位置と、が同じになるよう動画用信号の読出しを制御する。このように、異なるフレーム間で連続する動画用信号を取得する場合、同一位置の画素から動画用信号を読み出すことによって、ライブビュー画像に表示される像の時間的な不連続性を抑制することができる。

水平読出し回路2，3は、予め定められたフレーム期間を設定し、各フレーム期間内において、画素から画像信号を読み出す。水平読出し回路2，3は、画像信号を読み出す画素を画素列毎に指定することが可能である。以下の例では、水平読出し回路2，3は、複数の画素のうち一以上の画素から静止画用信号を読み出す一方、静止画用信号を読み出す画素に応じて、複数の画素のうち一以上の画素から動画用信号を読み出す。水平読出し回路2は、垂直信号線8に出力された画像信号の読出しを行い、水平読出し回路3は、垂直信号線9に出力された画像信号の読出しを行う。各画素を複数の垂直信号線に接続し、複数の水平読出し回路を設けることによって、異なる行の画素から同時に画像信号を読み出すことができる。

垂直走査回路1および水平読出し回路2，3は、駆動制御部77から与えられる駆動信号に基づいて動作する。垂直走査回路1および水平読出し回路2，3は、本発明の一態様に係る読出し制御装置の一例である読出し部を構成する。

列処理回路4，24は、列毎に設けられている。列処理回路4は、垂直信号線8に出力される画像信号に対してクランプ動作や増幅動作を行い、列処理回路24は、垂直信号線9に出力される画像信号に対してクランプ動作や増幅動作を行う。AD変換回路5は、水平読出し回路2から出力された画像信号をAD変換し、AD変換回路25は、水平読出し回路3から出力された画像信号をAD変換する。スイッチ60は、AD変換回路5から出力された画像信号の出力先を切り替え、スイッチ61は、AD変換回路25から出力された画像信号の出力先を切り替える。フレームメモリ62，63は、AD変換後の画像信号を保持する。

差分処理回路64は、スイッチ60を介してAD変換回路5から出力された画像信号と、フレームメモリ62に保持されている画像信号との差分処理（減算処理）を行い、差分処理後の差分信号を第1撮像信号出力として出力する。差分処理回路65は、スイッチ61を介してAD変換回路25から出力された画像信号と、フレームメモリ63に保持されている画像信号との差分処理（減算処理）を行い、差分処理後の差分信号を第2撮像信号出力として出力する。差分処理を行う際、同一行の画像信号の差分処理を行う。なお、電源線18および電流源は図2に示していない。

上記の構成により、各画素で得られた画像信号を2つの出力系統のうち任意の1つの出力系統を介して出力することができ、且つ、異なる2行の画像信号を同時に異なる2つの出力系統を介してそれぞれ出力することができる。

次に、本実施形態による撮像装置の動作を説明する。図4は、撮像部71の動作を示している。以下では、第1撮像信号出力として静止画用信号（スチル信号）を出力し、第2撮像信号出力としてライブビュー画像用の動画用信号（ライブビュー信号）を出力する動作を示す。また、以下では、連続する複数のフレーム期間において静止画用信号を取得する動作（連写動作）の例を示す。

図4は、画素L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L8、L9の画像信号の読出しのタイミング、PDリセットパルスφRPDi、行転送パルスφTRi、水平読出し回路2の出力、および水平読出し回路3の出力を示している。1フレーム期間は、リセットレベル読出し期間、露光期間、および光信号レベル読出し期間を含む。

リセットレベル読出し期間は、電荷保持部12をリセットしたときの電荷保持部12のリセットレベルを静止画用のリセット信号として読み出す期間である。露光期間は、全画素のフォトダイオード10の電荷蓄積開始から電荷蓄積終了までの期間である。光信号レベル読出し期間は、フォトダイオード10に蓄積された信号電荷が転送された電荷保持部12の光信号レベルを静止画用の光信号として読み出す期間である。本実施形態では、リセットレベル読出し期間と光信号レベル読出し期間のそれぞれにおいて、ライブビュー信号の読出しも行う。

スチル信号については、リセット信号と光信号を区別して示しているが、ライブビュー信号については、リセット信号と光信号をまとめてライブビュー信号として示している。したがって、図4のライブビュー信号は、より詳細には、時系列的に出力されるリセット信号および光信号を含む。

図4では、画素から静止画用のリセット信号および光信号を読み出すタイミングは示されているが、各画素の詳細な動作は省略している。図5は、静止画用のリセット信号および光信号を読み出す動作の詳細を示している。以下、静止画用のリセット信号および光信号を読み出す動作の詳細を説明する。

リセットレベル読出し期間の開始前、PDリセットパルスφRPDiは“H”レベル、行選択パルスφSEi-1は“L”レベル、FDリセットパルスφRMiは“L”レベル、行転送パルスφTRiは“L”レベルになっている。まず、行選択パルスφSEi-1が“L”レベルから“H”レベルになることで選択トランジスタ15がオンになり、画像信号を垂直信号線8に出力できる状態となる。続いて、FDリセットパルスφRMiが“L”レベルから“H”レベルになることでFDリセットトランジスタ13がオンになり、電荷保持部12がリセットされる。続いて、FDリセットパルスφRMiが“H”レベルから“L”レベルになることでFDリセットトランジスタ13がオフになる。これによって、電荷保持部12のリセットレベルがリセット信号として垂直信号線8へ出力される。

列処理回路4は、垂直信号線8へ出力されたリセット信号を処理し、水平読出し回路2へ出力する。水平読出し回路2は、規定されたタイミングでリセット信号をAD変換回路5へ出力する。AD変換回路5はリセット信号をAD変換する。AD変換後のリセット信号は、スイッチ60を介してフレームメモリ62へ出力され、フレームメモリ62に保持される。

続いて、行選択パルスφSEi-1が“H”レベルから“L”レベルになることで選択トランジスタ15がオフになり、リセット信号の読出しが終了する。

続いて、全行のPDリセットパルスφRPDiが“H”レベルから“L”レベルになることで全行のPDリセットトランジスタ17が一括してオフになり、全画素のフォトダイオード10が信号電荷の蓄積を開始する。これによって、露光期間が開始される。所望の蓄積時間が経過すると、全行の行転送パルスφTRiが“L”レベルから“H”レベルになることで全画素の転送トランジスタ11が一括してオンになり、全画素のフォトダイオード10に蓄積された信号電荷が電荷保持部12に転送される。

全行の行転送パルスφTRiが“H”レベルから“L”レベルになることで全画素の転送トランジスタ11がオフになり、さらに全行のPDリセットパルスφRPDiが“L”レベルから“H”レベルになることで全行のPDリセットトランジスタ17がオンになる。これによって、露光期間が終了する。

光信号レベル読出し期間では、行選択パルスφSEi-1が“L”レベルから“H”レベルになることで選択トランジスタ15がオンになる。これによって、電荷保持部12の光信号レベルが光信号として垂直信号線8へ出力される。続いて、行選択パルスφSEi-1が“H”レベルから“L”レベルになることで選択トランジスタ15がオフになり、光信号の読出しが終了する。

列処理回路4は、垂直信号線8へ出力された光信号を処理し、水平読出し回路2へ出力する。水平読出し回路2は、規定されたタイミングで光信号をAD変換回路5へ出力する。AD変換回路5は光信号をAD変換する。AD変換後の光信号は、スイッチ60を介して差分処理回路64へ出力される。差分処理回路64は、スイッチ60を介して出力された光信号と、フレームメモリ62に保持されているリセット信号との差分処理を行い、処理結果の差分信号を第1撮像信号出力として出力する。

図5では、リセット信号を読み出すタイミングがリセットレベル読出し期間の最初であるが、このタイミングは行毎に異なる。また、図5では、光信号を読み出すタイミングが光信号レベル読出し期間の最初であるが、このタイミングは行毎に異なる。

また、図5では、リセットレベル読出し期間および光信号レベル読出し期間において、PDリセットパルスφRPDiが常に“H”レベルとなっているが、図6に示すように、ライブビュー信号を読み出す行については、PDリセットパルスφRPDiが“L”レベルとなる期間もある。また、図5では、リセットレベル読出し期間および光信号レベル読出し期間において、行転送パルスφTRiが常に“L”レベルとなっているが、図6に示すように、ライブビュー信号を読み出す行については、行転送パルスφTRiが“H”レベルとなる期間もある。

各画素から静止画用のリセット信号および光信号を読み出す際の動作は上記に従う。上記のようにグローバルシャッタ動作を行うので、静止画用の光信号を得るための露光期間は全画素で共通である。

また、図4では、画素から動画用のライブビュー信号を読み出すタイミングは示されているが、各画素の詳細な動作は省略している。図6は、ライブビュー信号を読み出す動作の詳細を示している。以下、ライブビュー信号を読み出す動作の詳細を説明する。図6の蓄積期間は、図4の露光期間とは時間的に重ならない期間である。具体的には、図6の蓄積期間はリセットレベル読出し期間または光信号レベル読出し期間中の期間である。図4の静止画用の露光期間と区別するため、図6では蓄積期間と記載している。

蓄積期間の開始前、PDリセットパルスφRPDiは“L”レベル、行選択パルスφSEi-2は“L”レベル、FDリセットパルスφRMiは“L”レベル、行転送パルスφTRiは“L”レベルになっている。蓄積期間の開始前の所定のタイミングでFDリセットパルスφRMiおよび行転送パルスφTRiが“L”レベルから“H”レベルになることでFDリセットトランジスタ13および転送トランジスタ11がオンになる。これによって、電荷保持部12がリセットされる。また、転送トランジスタ11がオンになっているため、フォトダイオード10の電位が、転送トランジスタ11およびFDリセットトランジスタ13を介して電源電圧VDDにリセットされる。

続いて、FDリセットパルスφRMiおよび行転送パルスφTRiが“H”レベルから“L”レベルになることでFDリセットトランジスタ13および転送トランジスタ11がオフになる。これによって、ライブビュー信号を読み出す行の画素のフォトダイオード10が信号電荷の蓄積を開始する。すなわち、蓄積期間が開始される。

続いて、行選択パルスφSEi-2が“L”レベルから“H”レベルになることで選択トランジスタ16がオンになる。さらに、FDリセットパルスφRMiが“L”レベルから“H”レベルになることで電荷保持部12がリセットされる。これによって、電荷保持部12のリセットレベルがリセット信号として垂直信号線9へ出力される。

列処理回路24は、垂直信号線9へ出力されたリセット信号を処理し、水平読出し回路3へ出力する。水平読出し回路3は、規定されたタイミングでリセット信号をAD変換回路25へ出力する。AD変換回路25はリセット信号をAD変換する。AD変換後のリセット信号は、スイッチ61を介してフレームメモリ63へ出力され、フレームメモリ63に保持される。

所望の蓄積時間が経過すると、行転送パルスφTRiが“L”レベルから“H”レベルになることで転送トランジスタ11がオンになり、フォトダイオード10に蓄積された信号電荷が電荷保持部12に転送される。選択トランジスタ16がオンになっているため、電荷保持部12の光信号レベルが光信号として垂直信号線9へ出力される。

続いて、行転送パルスφTRiが “H”レベルから“L”レベルになることで転送トランジスタ11がオフになり、さらに行選択パルスφSEi-1が“H”レベルから“L”レベルになることで選択トランジスタ15がオフになる。これによって、光信号の読出しが終了する。

列処理回路24は、垂直信号線9へ出力された光信号を処理し、水平読出し回路3へ出力する。水平読出し回路3は、規定されたタイミングで光信号をAD変換回路25へ出力する。AD変換回路25は光信号をAD変換する。AD変換後の光信号は、スイッチ61を介して差分処理回路65へ出力される。差分処理回路65は、スイッチ61を介して出力された光信号と、フレームメモリ63に保持されているリセット信号との差分処理を行い、処理結果の差分信号を第2撮像信号出力として出力する。

各画素から動画用のリセット信号および光信号を読み出す際の動作は上記に従う。静止画用の光信号を読み出す動作と異なり、動画用の光信号を得るための蓄積期間の開始および終了のタイミングは行毎に異なる。

次に、図4を参照し、撮像部71の動作を説明する。画像信号を読み出す画素を選択する方法の詳細については、後述する。リセットレベル読出し期間は9つの部分期間に分割され、各部分期間において以下のように画像信号が読み出される。

リセットレベル読出し期間では、まず、画素L1から静止画用のリセット信号を読み出すとともに、画素L3から動画用のライブビュー信号を読み出す。画素L1からのリセット信号はフレームメモリ62に保持される。また、画素L3からの光信号とリセット信号との差分をとった差分信号が第2撮像信号出力として撮像部71から出力される。

続いて、画素L4から静止画用のリセット信号を読み出すとともに、画素L6から動画用のライブビュー信号を読み出す。画素L4からのリセット信号はフレームメモリ62に保持される。また、画素L6からの光信号とリセット信号との差分をとった差分信号が第2撮像信号出力として撮像部71から出力される。

続いて、画素L7から静止画用のリセット信号を読み出すとともに、画素L9から動画用のライブビュー信号を読み出す。画素L7からのリセット信号はフレームメモリ62に保持される。また、画素L9からの光信号とリセット信号との差分をとった差分信号が第2撮像信号出力として撮像部71から出力される。

画像処理部72は、第2撮像信号出力として撮像部71から出力された差分信号に対して動画用の画像処理を行い、表示部74へ出力する。表示部74は差分信号に基づいて画像を表示する。これによって、画素L3、L6、L9からのライブビュー信号に基づくライブビュー画像が表示される。

続いて、上記と同様に、画素L2、L5、L8から静止画用のリセット信号を順次読み出すとともに、画素L3、L6、L9から動画用のライブビュー信号を順次読み出す。さらに、画素L3、L6、L9からのライブビュー信号に基づくライブビュー画像が表示部74に表示される。上記のように、この直前にも同じ画素L3、L6、L9からのライブビュー信号に基づくライブビュー画像が表示されているので、ライブビュー画像に表示される像の不連続性を抑制することができる。

続いて、画素L3、L6、L9から静止画用のリセット信号を順次読み出す。画素L9からリセット信号を読み出すと、リセットレベル読出し期間が終了する。リセットレベル読出し期間の終了後、フレームメモリ62には全画素分のリセット信号が保持されている。

続いて、全画素のフォトダイオード10が一括して信号電荷の蓄積を開始し、所望の蓄積時間が経過すると、全画素のフォトダイオード10に蓄積された信号電荷が一括して電荷保持部12に転送される。この間、ライブビュー信号の読出しは行わない。

光信号レベル読出し期間は9つの部分期間に分割され、各部分期間において以下のように画像信号が読み出される。まず、画素L1、L4、L7から静止画用の光信号を順次読み出す。各画素からの光信号と、フレームメモリ62に保持されているリセット信号との差分をとった差分信号が第1撮像信号出力として撮像部71から出力される。

続いて、画素L2から静止画用の光信号を読み出すとともに、画素L1から動画用のライブビュー信号を読み出す。画素L2からの光信号と、フレームメモリ62に保持されているリセット信号との差分をとった差分信号が第1撮像信号出力として撮像部71から出力される。また、画素L1からの光信号とリセット信号との差分をとった差分信号が第2撮像信号出力として撮像部71から出力される。

続いて、画素L5から静止画用の光信号を読み出すとともに、画素L4から動画用のライブビュー信号を読み出す。画素L5からの光信号と、フレームメモリ62に保持されているリセット信号との差分をとった差分信号が第1撮像信号出力として撮像部71から出力される。また、画素L4からの光信号とリセット信号との差分をとった差分信号が第2撮像信号出力として撮像部71から出力される。

続いて、画素L8から静止画用の光信号を読み出すとともに、画素L7から動画用のライブビュー信号を読み出す。画素L8からの光信号と、フレームメモリ62に保持されているリセット信号との差分をとった差分信号が第1撮像信号出力として撮像部71から出力される。また、画素L7からの光信号とリセット信号との差分をとった差分信号が第2撮像信号出力として撮像部71から出力される。

画像処理部72は、第2撮像信号出力として撮像部71から出力された差分信号に対して動画用の画像処理を行い、表示部74へ出力する。表示部74は差分信号に基づいて画像を表示する。これによって、画素L1、L4、L7からのライブビュー信号に基づくライブビュー画像が表示される。

続いて、上記と同様に、画素L3、L6、L9から静止画用のリセット信号を順次読み出すとともに、画素L1、L4、L7から動画用のライブビュー信号を順次読み出す。さらに、画素L1、L4、L7からのライブビュー信号に基づくライブビュー画像が表示部74に表示される。

また、画像処理部72は、第1撮像信号出力として撮像部71から出力された差分信号に対して静止画用の画像処理を行い、処理後の静止画データをバッファメモリ73へ出力する。バッファメモリ73に保持された静止画データは外部記憶媒体75に記憶される。

次のフレーム期間の動作も上記と同様である。リセットレベル読出し期間では、まず、画素L3、L6、L9から静止画用のリセット信号を順次読み出すとともに、画素L1、L4、L7から動画用のライブビュー信号を順次読み出す。さらに、画素L1、L4、L7からのライブビュー信号に基づくライブビュー画像が表示部74に表示される。

続いて、画素L2、L5、L8から静止画用のリセット信号を順次読み出すとともに、画素L1、L4、L7から動画用のライブビュー信号を順次読み出す。さらに、画素L1、L4、L7からのライブビュー信号に基づくライブビュー画像が表示部74に表示される。

続いて、画素L1、L4、L7から静止画用のリセット信号を順次読み出す。画素L7からリセット信号を読み出すと、リセットレベル読出し期間が終了する。リセットレベル読出し期間の終了後、フレームメモリ62には全画素分のリセット信号が保持されている。

続いて、全画素のフォトダイオード10が一括して信号電荷の蓄積を開始し、所望の蓄積時間が経過すると、全画素のフォトダイオード10に蓄積された信号電荷が一括して電荷保持部12に転送される。この間、ライブビュー信号の読出しは行わない。

光信号レベル読出し期間では、まず、画素L3、L6、L9から静止画用の光信号を順次読み出す。続いて、画素L2、L5、L8から静止画用の光信号を順次読み出すとともに、画素L3、L6、L9から動画用のライブビュー信号を順次読み出す。さらに、画素L3、L6、L9からのライブビュー信号に基づくライブビュー画像が表示部74に表示される。

続いて、画素L1、L4、L7から静止画用の光信号を順次読み出すとともに、画素L3、L6、L9から動画用のライブビュー信号を順次読み出す。さらに、画素L3、L6、L9からのライブビュー信号に基づくライブビュー画像が表示部74に表示される。

光信号レベル読出し期間中、画像処理部72は、第1撮像信号出力として撮像部71から出力された差分信号に対して静止画用の画像処理を行い、処理後の静止画データをバッファメモリ73へ出力する。バッファメモリ73に保持された静止画データは外部記憶媒体75に記憶される。

上記のように、リセットレベル読出し期間および光信号レベル読出し期間中もライブビュー信号の読出しを行うので、ライブビュー信号を読み出すことができない期間を短縮することができる。また、全画素一括でフォトダイオード10に信号電荷を蓄積する露光期間の前後では、ライブビュー信号を読み出す画素が異なるが、連続してライブビュー画像を表示する期間中は、同じ画素からライブビュー信号が読み出される。このため、ライブビュー画像に表示される像の不連続性を抑制することができる。

次に、図4に示した動作を行うために画像信号を読み出す画素を選択する方法を説明する。垂直走査回路1は、駆動制御部77からの駆動信号に基づいて、以下のようにして、画像信号を読み出す画素を選択する。

本実施形態では、同一期間中に静止画用のスチル信号と動画用のライブビュー信号とを読み出すために、以下のような条件を満たす必要がある。
（１）同一の読出しタイミングでスチル信号を読み出す画素とライブビュー信号を読み出す画素とが異なる。
（２）リセットレベル読出し期間では、静止画用のリセット信号を読み出した画素の電荷保持部12を再度リセットして動画用のリセット信号を読み出すことは好ましくないため、静止画用のリセット信号を読み出していない画素から動画用のリセット信号を読み出す。
（３）光信号レベル読出し期間では、静止画用の光信号を読み出していない画素の電荷保持部12をリセットすることはできないため、静止画用の光信号を読み出した画素から動画用のリセット信号を読み出す。

上記の条件を満たすため、ライブビュー信号を読み出す画素は、スチル信号を読み出す画素に依存して決定される。最初のフレーム期間においてライブビュー信号を読み出す画素は、以下のようにして選択される。

リセットレベル読出し期間では、静止画用のリセット信号を読み出す画素は、図4の例では画素L1、L4、L7、L2、L5、L8、L3、L6、L9であり、この順にリセット信号を読み出す。上記の（１）の条件により、ライブビュー信号を読み出す画素は、静止画用のリセット信号を読み出す画素を除外して残った画素の中から選択される。また、上記の（２）の条件により、ライブビュー信号を読み出す画素は、リセットレベル読出し期間中のより遅い期間に静止画用のリセット信号を読み出す画素の中から選択される。上記の（１）、（２）の条件を考慮して、ライブビュー信号を読み出す画素は、画素L3、L6、L9となる。

光信号レベル読出し期間では、静止画用の光信号を読み出す画素は、図4の例ではリセット信号を読み出した画素と同一の画素L1、L4、L7、L2、L5、L8、L3、L6、L9であり、この順に光信号を読み出す。電荷保持部12で発生する暗電流成分を各画素でなるべく均一にするため、リセット信号を読み出してから光信号を読み出すまでの時間が各画素で等しいことがより好ましい。したがって、光信号レベル読出し期間で静止画用の光信号を読み出す画素の順番は、リセットレベル読出し期間で静止画用のリセット信号を読み出す画素の順番と同一となる。

上記の（１）の条件により、ライブビュー信号を読み出す画素は、静止画用の光信号を読み出す画素を除外して残った画素の中から選択される。また、上記の（３）の条件により、ライブビュー信号を読み出す画素は、光信号レベル読出し期間中のより早い期間に静止画用の光信号を読み出す画素の中から選択される。上記の（１）、（３）の条件を考慮して、ライブビュー信号を読み出す画素は、画素L1、L4、L7となる。

次のフレーム期間においてライブビュー信号を読み出す画素は、以下のようにして選択される。リセットレベル読出し期間では、直前の光信号レベル読出し期間でライブビュー信号を読み出した画素と同一の画素（同一行の画素）からライブビュー信号を読み出す。これは、フレームが変わる際にライブビュー画像に表示される像の不連続性を抑制するためである。したがって、ライブビュー信号を読み出す画素は、画素L1、L4、L7となる。

このフレーム期間のリセットレベル読出し期間では、静止画用のリセット信号を読み出す画素は、ライブビュー信号を読み出す画素に依存して決定される。上記の（１）、（２）の条件を考慮して、ライブビュー信号を読み出す期間中に静止画用のリセット信号を読み出す画素は、ライブビュー信号を読み出さない画素L3、L6、L9、L2、L5、L8であり、この順にリセット信号を読み出す。これらの画素から静止画用のリセット信号を読み出した後、ライブビュー信号を読み出した画素L1、L4、L7から静止画用のリセット信号を読み出す。

光信号レベル読出し期間に画像信号を読み出す画素を選択する方法は、最初のフレーム期間の光信号レベル読出し期間に画像信号を読み出す画素を選択する方法と同様である。

本実施形態では、第1撮像信号出力としてスチル信号を出力し、第2撮像信号出力としてライブビュー信号を出力する動作を示したが、第1撮像信号出力としてライブビュー信号を出力し、第2撮像信号出力としてスチル信号を出力してもよい。また、全画素が複数のグループに分割されている場合、フレーム期間中の光信号レベル読出し期間に、所定のグループに属する全画素からライブビュー信号を読み出し、次のフレーム期間中のリセットレベル読出し期間に、その所定のグループと同じグループに属する全画素からライブビュー信号を読み出すことによって、ライブビュー信号を読み出す画素位置が同一となるようにしてもよい。

上述したように、本実施形態によれば、1フレーム期間中の同一期間に静止画用信号と動画用信号の両方を読み出すことによって、動画用信号を読み出すことができない期間を短縮することができる。また、動画用信号を読み出す画素位置を連続する期間で同一とすることによって、ライブビュー画像に表示される像の不連続性を抑制することができ、良好なライブビュー画像を表示することができる。

（第2の実施形態）
次に、本発明の第2の実施形態を説明する。本実施形態による撮像装置の構成は、図1に示した構成と同一であるので、説明を省略する。図7は、本実施形態の撮像部71の構成を示している。

図7に示す構成のうち、図2に示す構成と同一名称の構成について、符号が異なっていても機能がほぼ同様である場合には、適宜、説明を省略する。図7では、画素の配列が図2における画素の配列と異なる。図2では画素が9×3の2次元状に配列されているが、図7では画素が5×3の2次元状に配列されている。図7に示す画素の配列は一例であり、これに限らない。符号L1、L2、L3、L4、L5は、各画素の符号であり、同一行（同一グループ）の画素の符号は同一となっている。各画素は、列毎に設けられた垂直信号線38、垂直信号線39、および垂直信号線40に接続されている。

図8は画素の構成を示している。フォトダイオード（PD）50は、入射光を信号電荷に変換（光電変換）して蓄積する光電変換素子である。転送トランジスタ51は、フォトダイオード50で発生した信号電荷を電荷保持部（FD）52に転送するためのトランジスタである。FDリセットトランジスタ53は、電荷保持部52の電位をリセット（初期化）するためのトランジスタである。

増幅トランジスタ54は、電荷保持部52の電圧レベルを増幅して読み出すためのトランジスタである。増幅トランジスタ54のゲート端子が入力部となる。選択トランジスタ55は、画素を選択し、垂直信号線38に増幅トランジスタ54の出力を伝えるためのトランジスタである。選択トランジスタ56は、画素を選択し、垂直信号線39に増幅トランジスタ54の出力を伝えるためのトランジスタである。選択トランジスタ57は、画素を選択し、垂直信号線40に増幅トランジスタ54の出力を伝えるためのトランジスタである。PDリセットトランジスタ58は、フォトダイオード50の電位をリセット（初期化）するためのトランジスタである。フォトダイオード50以外は遮光されている。

電源線41は、各画素に電源電圧VDDを供給するものであり、増幅トランジスタ54のドレイン端子、FDリセットトランジスタ53のドレイン端子、およびPDリセットトランジスタ58のドレイン端子に電気的に接続される。FDリセット線42は、1行分の画素の電荷保持部52をリセットするためのFDリセットパルスφRMiが印加される信号線であり、1行分の画素のFDリセットトランジスタ53のゲートに電気的に接続される。転送線43は、1行分の画素のフォトダイオード50で発生した信号電荷をそれぞれの画素の電荷保持部52に転送するための行転送パルスφTRiが印加される信号線であり、1行分の画素の転送トランジスタ51のゲートに電気的に接続される。

PDリセット線44は、1行分の画素のフォトダイオード50をリセットするためのPDリセットパルスφRPDiが印加される信号線であり、1行分の画素のPDリセットトランジスタ58のゲートに電気的に接続される。選択線45は、1行分の画素を選択するための行選択パルスφSEi-1が印加される信号線であり、1行分の画素の選択トランジスタ55のゲートに電気的に接続される。選択線46は、1行分の画素を選択するための行選択パルスφSEi-2が印加される信号線であり、1行分の画素の選択トランジスタ56のゲートに電気的に接続される。選択線47は、1行分の画素を選択するための行選択パルスφSEi-3が印加される信号線であり、1行分の画素の選択トランジスタ57のゲートに電気的に接続される。このような画素構成により、光電変換機能、リセット機能、増幅読出し機能、選択機能を実現しており、画像信号を垂直信号線38または垂直信号線39または垂直信号線40のいずれか任意の垂直信号線に出力することができるとともに、グローバルシャッタ動作が可能である。

垂直走査回路27は、予め定められたフレーム期間を設定し、各フレーム期間内において、各画素の駆動に必要な制御信号（FDリセットパルスφRMi、PDリセットパルスφRPDi、行転送パルスφTRi、行選択パルスφSEi-1、行選択パルスφSEi-2、行選択パルスφSEi-3）を生成して画素へ出力する。この制御信号は、図8のFDリセット線42、転送線43、PDリセット線44、選択線45、選択線46、選択線47を含む信号線群37により各画素に供給される。なお、電源線41は図7に示していない。

垂直走査回路27は、この制御信号によって、画素からの画像信号の読出しを制御する。以下の例では、垂直走査回路27は、それぞれのフレームの期間内に動画用信号および静止画用信号を読み出すように、それぞれのフレーム内において読出し対象となる画素を制御する。これによって、動画用信号を読み出すことができない期間を短縮することができる。

また、以下の例では、垂直走査回路27は、静止画を生成するための静止画用信号の読出し開始から読出し完了までの第N番目のフレーム（Nは自然数）の期間内において動画用信号を読み出す複数の画素の重心位置と、次の静止画を生成するための静止画用信号の読出し開始から読出し完了までの第N+1番目のフレームの期間内において動画用信号を読み出す複数の画素の重心位置と、が同じになるよう動画用信号の読出しを制御する。このように、異なるフレーム間で重心位置が同一となるような画素から動画用信号を読み出すことによって、ライブビュー画像に表示される像の不連続性を抑制することができる。

水平読出し回路28，29は、予め定められたフレーム期間を設定し、各フレーム期間内において、画素から画像信号を読み出す。水平読出し回路28，29は、画像信号を読み出す画素を画素列毎に指定することが可能である。以下の例では、水平読出し回路28，29は、複数の画素のうち一以上の画素から静止画用信号を読み出す一方、静止画用信号を読み出す画素に応じて、複数の画素のうち一以上の画素から動画用信号を読み出す。水平読出し回路28は、垂直信号線38，39に出力された画像信号の読出しを行い、水平読出し回路29は、垂直信号線40に出力された画像信号の読出しを行う。各画素を複数の垂直信号線に接続し、複数の水平読出し回路を設けることによって、異なる行の画素から同時に画像信号を読み出すことができる。

垂直走査回路27および水平読出し回路28，29は、駆動制御部77から与えられる駆動信号に基づいて動作する。垂直走査回路27および水平読出し回路28，29は、本発明の一態様に係る読出し制御装置の一例である読出し部を構成する。

加算・平均回路31は、垂直信号線38，39に接続され、垂直信号線38へ出力された画像信号と、垂直信号線39へ出力された画像信号とを加算・平均処理する。加算・平均回路31は、垂直走査回路27と接続された制御線80に接続されている。加算・平均回路31の動作は、垂直走査回路27から制御線80へ出力される制御信号によって制御される。

画像信号の加算・平均処理を行う場合、上記のように加算・平均回路31は、垂直信号線38へ出力された画像信号と、垂直信号線39へ出力された画像信号とを加算・平均処理する。また、加算・平均回路31は、画像信号の加算・平均処理を行うことなく、垂直信号線38へ出力された画像信号と、垂直信号線39へ出力された画像信号とのうちのいずれか一方を出力することもできる。

列処理回路30，34、AD変換回路32，35、スイッチ66，68、フレームメモリ23，36、および差分処理回路67，69の機能は、図2に示した、それぞれ対応する構成の機能と同様である。

次に、本実施形態による撮像装置の動作を説明する。図9は、撮像部71の動作を示している。以下では、第1撮像信号出力としてライブビュー画像用の動画用信号（ライブビュー信号）を出力し、第2撮像信号出力として静止画用信号（スチル信号）を出力する動作を示す。また、以下では、連続する複数のフレーム期間において静止画用信号を取得する動作（連写動作）の例を示す。

図9は、画素L1、L2、L3、L4、L5の画像信号の読出しのタイミング、PDリセットパルスφRPDi、行転送パルスφTRi、水平読出し回路29の出力、および水平読出し回路28の出力を示している。1フレーム期間、リセットレベル読出し期間、露光期間、および光信号レベル読出し期間の定義は第1の実施形態と同様である。

スチル信号については、リセット信号と光信号を区別して示しているが、ライブビュー信号については、リセット信号と光信号をまとめてライブビュー信号として示している。したがって、図9のライブビュー信号は、より詳細には、時系列的に出力されるリセット信号および光信号を含む。

各画素から静止画用のリセット信号および光信号を読み出す際の動作は、図5に示した動作に従う。本実施形態ではグローバルシャッタ動作を行うので、静止画用の光信号を得るための露光期間は全画素で共通である。

各画素から動画用のリセット信号および光信号を読み出す際の動作は、図6に示した動作に従う。静止画用の光信号を読み出す動作と異なり、動画用の光信号を得るための蓄積期間の開始および終了のタイミングは行毎に異なる。

次に、図9を参照し、撮像部71の動作を説明する。画像信号を読み出す画素を選択する方法の詳細については、後述する。リセットレベル読出し期間は5つの部分期間に分割され、各部分期間において以下のように画像信号が読み出される。

リセットレベル読出し期間では、まず、画素L2から静止画用のリセット信号を読み出すとともに、画素L1、L5から動画用のライブビュー信号を読み出す。画素L2からのリセット信号はフレームメモリ36に保持される。また、加算・平均回路31は、画素L1からの光信号またはリセット信号と、画素L5からの光信号またはリセット信号との加算・平均処理を行う。加算・平均処理後の光信号とリセット信号との差分をとった差分信号が第1撮像信号出力として撮像部71から出力される。さらに、差分信号に基づくライブビュー画像が表示部74に表示される。

続いて、上記と同様に、画素L4、L3から静止画用のリセット信号を順次読み出し、これと並行して、画素L1、L5から動画用のライブビュー信号を読み出す。上記と同様に、加算・平均処理後の光信号とリセット信号との差分をとった差分信号が第1撮像信号出力として撮像部71から出力される。さらに、差分信号に基づくライブビュー画像が表示部74に表示される。

続いて、画素L5、L1から静止画用のリセット信号を順次読み出す。画素L1からリセット信号を読み出すと、リセットレベル読出し期間が終了する。リセットレベル読出し期間の終了後、フレームメモリ36には全画素分のリセット信号が保持されている。

続いて、全画素のフォトダイオード50が一括して信号電荷の蓄積を開始し、所望の蓄積時間が経過すると、全画素のフォトダイオード50に蓄積された信号電荷が一括して電荷保持部52に転送される。この間、ライブビュー信号の読出しは行わない。

光信号レベル読出し期間は5つの部分期間に分割され、各部分期間において以下のように画像信号が読み出される。まず、画素L2、L4から静止画用の光信号を順次読み出す。

続いて、画素L3、L5、L1から静止画用の光信号を順次読み出す。これと並行して、画素L2、L4から動画用のライブビュー信号を読み出す。上記と同様に、加算・平均処理後の光信号とリセット信号との差分をとった差分信号が第1撮像信号出力として撮像部71から出力される。さらに、差分信号に基づくライブビュー画像が表示部74に表示される。

光信号レベル読出し期間中、画像処理部72は、第2撮像信号出力として撮像部71から出力された差分信号に対して静止画用の画像処理を行い、処理後の静止画データをバッファメモリ73へ出力する。バッファメモリ73に保持された静止画データは外部記憶媒体75に記憶される。

次のフレーム期間の動作も上記と同様である。リセットレベル読出し期間では、まず、画素L1、L5、L3から静止画用のリセット信号を順次読み出す。画素L1、L5、L3からのリセット信号はフレームメモリ36に保持される。これと並行して、画素L2、L4から動画用のライブビュー信号を読み出す。上記と同様に、加算・平均処理後の光信号とリセット信号との差分をとった差分信号が第1撮像信号出力として撮像部71から出力される。さらに、差分信号に基づくライブビュー画像が表示部74に表示される。

続いて、画素L4、L2から静止画用のリセット信号を順次読み出す。画素L2からリセット信号を読み出すと、リセットレベル読出し期間が終了する。リセットレベル読出し期間の終了後、フレームメモリ36には全画素分のリセット信号が保持されている。

続いて、全画素のフォトダイオード50が一括して信号電荷の蓄積を開始し、所望の蓄積時間が経過すると、全画素のフォトダイオード50に蓄積された信号電荷が一括して電荷保持部52に転送される。この間、ライブビュー信号の読出しは行わない。

光信号レベル読出し期間では、まず、画素L1、L5から静止画用の光信号を順次読み出す。

続いて、画素L3、L4、L2から静止画用の光信号を順次読み出す。これと並行して、画素L1、L5から動画用のライブビュー信号を読み出す。上記と同様に、加算・平均処理後の光信号とリセット信号との差分をとった差分信号が第1撮像信号出力として撮像部71から出力される。さらに、差分信号に基づくライブビュー画像が表示部74に表示される。

光信号レベル読出し期間中、画像処理部72は、第2撮像信号出力として撮像部71から出力された差分信号に対して静止画用の画像処理を行い、処理後の静止画データをバッファメモリ73へ出力する。バッファメモリ73に保持された静止画データは外部記憶媒体75に記憶される。

上記のように、リセットレベル読出し期間および光信号レベル読出し期間中もライブビュー信号の読出しを行うので、ライブビュー信号を読み出すことができない期間を短縮することができる。

また、連続してライブビュー画像を表示する期間中は、同じ画素からライブビュー信号が読み出される。このため、ライブビュー画像に表示される像の不連続性を抑制することができる。また、全画素一括でフォトダイオード50に信号電荷を蓄積する露光期間の前後では、ライブビュー信号を読み出す画素が異なるが、ライブビュー信号を読み出す画素の重心位置（画素L3の位置）は同一である。ライブビュー信号については加算・平均処理を行うため、ライブビュー信号を読み出す画素の重心位置を同一とすることによって、ライブビュー画像に表示される像の不連続性を抑制することができる。

次に、図9に示した動作を行うために画像信号を読み出す画素を選択する方法を説明する。垂直走査回路27は、駆動制御部77からの駆動信号に基づいて、以下のようにして、画像信号を読み出す画素を選択する。

本実施形態では、同一期間中に静止画用のスチル信号と動画用のライブビュー信号とを読み出すために、第1の実施形態と同様に以下のような条件を満たす必要がある。
（１）同一の読出しタイミングでスチル信号を読み出す画素とライブビュー信号を読み出す画素とが異なる。
（２）リセットレベル読出し期間では、静止画用のリセット信号を読み出した画素の電荷保持部52を再度リセットして動画用のリセット信号を読み出すことは好ましくないため、静止画用のリセット信号を読み出していない画素から動画用のリセット信号を読み出す。
（３）光信号レベル読出し期間では、静止画用の光信号を読み出していない画素の電荷保持部52をリセットすることはできないため、静止画用の光信号を読み出した画素から動画用のリセット信号を読み出す。
また、本実施形態では、ライブビュー画像に表示される像の不連続性を抑制するため、以下のような条件を満たす必要がある。
（４）ライブビュー信号を読み出す画素の重心位置（上記の例では画素L3の位置）が一定である。

上記の条件を満たすため、ライブビュー信号を読み出す画素は、スチル信号を読み出す画素に依存して決定される。最初のフレーム期間においてライブビュー信号を読み出す画素は、以下のようにして選択される。

リセットレベル読出し期間では、静止画用のリセット信号を読み出す画素は、図9の例では画素L2、L4、L3、L5、L1であり、この順にリセット信号を読み出す。上記の（１）、（２）、（４）の条件を考慮して、ライブビュー信号を読み出す画素は、画素L1、L5となる。

光信号レベル読出し期間では、静止画用の光信号を読み出す画素は、図9の例ではリセット信号を読み出した画素と同一の画素L2、L4、L3、L5、L1であり、この順に光信号を読み出す。電荷保持部12で発生する暗電流成分を各画素でなるべく均一にするため、リセット信号を読み出してから光信号を読み出すまでの時間が各画素で等しいことがより好ましい。したがって、光信号レベル読出し期間で静止画用の光信号を読み出す画素の順番は、リセットレベル読出し期間で静止画用のリセット信号を読み出す画素の順番と同一となる。上記の（１）、（３）、（４）の条件を考慮して、ライブビュー信号を読み出す画素は、画素L2、L4となる。

次のフレーム期間においてライブビュー信号を読み出す画素は、以下のようにして選択される。リセットレベル読出し期間では、直前の光信号レベル読出し期間でライブビュー信号を読み出した画素と同一の画素（同一行の画素）からライブビュー信号を読み出す。これは、フレームが変わる際にライブビュー画像に表示される像の不連続性を抑制するためである。したがって、ライブビュー信号を読み出す画素は、画素L2、L4となる。

このフレーム期間のリセットレベル読出し期間では、静止画用のリセット信号を読み出す画素は、ライブビュー信号を読み出す画素に依存して決定される。上記の（１）、（２）の条件を考慮して、ライブビュー信号を読み出す期間中に静止画用のリセット信号を読み出す画素は、ライブビュー信号を読み出さない画素L3、L5、L1であり、この順にリセット信号を読み出す。これらの画素から静止画用のリセット信号を読み出した後、ライブビュー信号を読み出した画素L2、L4から静止画用のリセット信号を読み出す。

光信号レベル読出し期間に画像信号を読み出す画素を選択する方法は、最初のフレーム期間の光信号レベル読出し期間に画像信号を読み出す画素を選択する方法と同様である。

本実施形態では、フレーム期間中の光信号レベル読出し期間にライブビュー信号を読み出す画素と、次のフレーム期間中のリセットレベル読出し期間にライブビュー信号を読み出す画素とを同一としているが、フレーム期間中の光信号レベル読出し期間にライブビュー信号を読み出す画素の重心位置と、次のフレーム期間中のリセットレベル読出し期間にライブビュー信号を読み出す画素の重心位置とが同一であれば画素が異なっていてもよい。

また、ライブビュー信号を読み出す画素の重心位置が一時的に変化するが、ライブビュー信号を読み出すことができない期間をさらに短くしたい場合は、ライブビュー信号を読み出す2行の画素のうち、スチル信号の読出しに使用していない1行の画素からライブビュー信号を読み出してもよい。

例えば、図9の最初のフレーム期間のリセットレベル読出し期間において、画素L5から静止画用のリセット信号を読み出すのと同時に画素L1からライブビュー信号を読み出してもよい。同様に、図9の最初のフレーム期間の光信号レベル読出し期間において、画素L4から静止画用のリセット信号を読み出すのと同時に画素L2からライブビュー信号を読み出してもよい。この場合、加算・平均回路31は、加算・平均処理を行わない。

上述したように、本実施形態によれば、1フレーム期間中の同一期間に静止画用信号と動画用信号の両方を読み出すことによって、動画用信号を読み出すことができない期間を短縮することができる。また、動画用信号を読み出す画素位置を連続する期間で同一とすることによって、ライブビュー画像に表示される像の不連続性を抑制することができ、良好なライブビュー画像を表示することができる。さらに、異なるフレーム期間において動画用信号を読み出す画素の重心位置を同一とすることによって、ライブビュー画像に表示される像の不連続性を抑制することができ、良好なライブビュー画像を表示することができる。

本発明に係る読出し部は例えば水平読出し回路2，3，28，29に対応し、読出し制御部は例えば垂直走査回路1，27に対応する。また、本発明に係る第1読出し系統は、例えば水平読出し回路2および列処理回路4等、あるいは水平読出し回路29および列処理回路34等に対応する。また、本発明に係る第2読出し系統は、例えば水平読出し回路3および列処理回路24等、あるいは水平読出し回路28および列処理回路30等に対応する。また、本発明に係る電荷蓄積部は、例えば電荷保持部12，52に対応する。

以上、図面を参照して本発明の実施形態について詳述してきたが、具体的な構成は上記の実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。

例えば、本発明の一態様に係る読出し制御装置は、
「固体撮像装置上に配置された複数の画素のうち一以上の画素から静止画用信号を読み出す一方、前記静止画用信号の読出しに依存して、前記複数の画素のうち一以上の画素から動画用信号を読み出す読出し手段と、
第１の静止画を生成するための前記静止画用信号の読出し開始から読出し完了までの第１フレーム期間内において前記動画用信号を読み出す画素の画素位置と、前記第１フレーム期間に続くフレーム期間であって、第２の静止画を生成するための前記静止画用信号の読出し開始から読出し完了までの第２フレーム期間内において前記動画用信号を読み出す画素の画素位置と、が同じになるよう前記動画用信号の読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。

また、本発明の他の態様に係る読出し制御装置は、
「固体撮像装置上に配置された複数の画素のうち一以上の画素から静止画用信号を読み出す一方、前記静止画用信号の読出しに依存して、前記複数の画素のうち一以上の画素から動画用信号を読み出す読出し手段と、
１枚の静止画を生成するための前記静止画用信号の読出し開始から読出し完了までの１フレーム期間内において前記動画用信号を読み出す複数の画素の重心位置が一定になるよう、前記動画用信号の読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。

また、本発明の他の態様に係る読出し制御装置は、
「固体撮像装置上に配置された複数の画素を複数のグループに区分し、その区分したグループ毎に、前記画素から静止画用信号と動画用信号を読み出す読出し手段と、第１の静止画を生成するための前記静止画用信号の読出し開始から読出し完了までの第１フレーム期間内において前記複数のグループのうちのいずれかのグループに属する全画素から前記動画用信号を読み出し、前記第１フレーム期間に続くフレーム期間であって、第２の静止画を生成するための前記静止画用信号の読出し開始から読出し完了までの第２フレーム期間内において前記いずれかのグループと同一のグループに属する全画素から前記動画用信号を読み出すよう前記動画用信号の読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。

また、本発明の他の態様に係る固体撮像装置は、
「行方向、列方向に二次元的に配列された複数の画素と、
前記複数の画素のうち一以上の画素から静止画用信号を読み出す一方、前記静止画用信号の読出しに依存して、前記複数の画素のうち一以上の画素から動画用信号を読み出す読出し手段と、
第１の静止画を生成するための前記静止画用信号の読出し開始から読出し完了までの第１フレーム期間内において前記動画用信号を読み出す画素の画素位置と、前記第１フレーム期間に続くフレーム期間であって、第２の静止画を生成するための前記静止画用信号の読出し開始から読出し完了までの第２フレーム期間内において前記動画用信号を読み出す画素の画素位置と、が同じになるよう前記動画用信号の読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固体撮像装置。」
であってもよい。

また、本発明の他の態様に係る固体撮像装置は、
「行方向、列方向に二次元的に配列された複数の画素と、
前記複数の画素のうち一以上の画素から静止画用信号を読み出す一方、前記静止画用信号の読出しに依存して、前記複数の画素のうち一以上の画素から動画用信号を読み出す読出し手段と、
１枚の静止画を生成するための前記静止画用信号の読出し開始から読出し完了までの１フレーム期間内において前記動画用信号を読み出す複数の画素の重心位置が一定になるよう、前記動画用信号の読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固体撮像装置。」
であってもよい。

また、本発明の他の態様に係る撮像装置は、
「行方向、列方向に二次元的に配列された複数の画素と、
前記複数の画素のうち一以上の画素から静止画用信号を読み出す一方、前記静止画用信号の読出しに依存して、前記複数の画素のうち一以上の画素から動画用信号を読み出す読出し手段と、
第１の静止画を生成するための前記静止画用信号の読出し開始から読出し完了までの第１フレーム期間内において前記動画用信号を読み出す画素の画素位置と、前記第１フレーム期間に続くフレーム期間であって、第２の静止画を生成するための前記静止画用信号の読出し開始から読出し完了までの第２フレーム期間内において前記動画用信号を読み出す画素の画素位置と、が同じになるよう前記動画用信号の読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。」
であってもよい。

また、本発明の他の態様に係る撮像装置は、
「行方向、列方向に二次元的に配列された複数の画素と、
前記複数の画素のうち一以上の画素から静止画用信号を読み出す一方、前記静止画用信号の読出しに依存して、前記複数の画素のうち一以上の画素から動画用信号を読み出す読出し手段と、
１枚の静止画を生成するための前記静止画用信号の読出し開始から読出し完了までの１フレーム期間内において前記動画用信号を読み出す複数の画素の重心位置が一定になるよう、前記動画用信号の読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。」
であってもよい。

上述した各構成要素や各処理プロセスの任意の組合せを実現するコンピュータプログラムプロダクトも本発明の態様として有効である。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がコンピュータプログラムプロダクト内に記録される。

例えば、本発明の一態様に係るコンピュータプログラムプロダクトは、
「固体撮像装置上に配置された複数の画素のうち一以上の画素から静止画用信号を読み出す一方、前記静止画用信号の読出しに依存して、前記複数の画素のうち一以上の画素から動画用信号を読み出すモジュールと、
第１の静止画を生成するための前記静止画用信号の読出し開始から読出し完了までの第１フレーム期間内において前記動画用信号を読み出す画素の画素位置と、前記第１フレーム期間に続くフレーム期間であって、第２の静止画を生成するための前記静止画用信号の読出し開始から読出し完了までの第２フレーム期間内において前記動画用信号を読み出す画素の画素位置と、が同じになるよう前記動画用信号の読出しを制御するモジュールと、
を含む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プロダクト。」
であってもよい。

また、本発明の他の態様に係るコンピュータプログラムプロダクトは、
「固体撮像装置上に配置された複数の画素のうち一以上の画素から静止画用信号を読み出す一方、前記静止画用信号の読出しに依存して、前記複数の画素のうち一以上の画素から動画用信号を読み出すモジュールと、
１枚の静止画を生成するための前記静止画用信号の読出し開始から読出し完了までの１フレーム期間内において前記動画用信号を読み出す複数の画素の重心位置が一定になるよう、前記動画用信号の読出しを制御するモジュールと、
を含む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プロダクト。」
であってもよい。

上述した実施形態による各構成要素や各処理プロセスの任意の組合せを実現するためのプログラムも本発明の態様として有効である。このプログラムを、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に読み込ませ、実行させることで、本発明の目的を達成することができる。

ここで、「コンピュータ」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。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、コンピュータに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。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が送信された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（ＲＡＭ）のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。

また、上述したプログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータから、伝送媒体を介して、あるいは伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように、情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上述したプログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、前述した機能を、コンピュータに既に記録されているプログラムとの組合せで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。

以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、上述した各構成要素や各処理プロセスとして、色々な代替物、変形物、等価物を用いることができる。本明細書に開示された実施形態において、１または複数の機能を実行するために、１つの部品を複数の部品と置き換えてもよいし、複数の部品を１つの部品で置き換えてもよい。このような置換が、本発明の目的を達成するために適切に作用しない場合を除き、このような置換は、本発明の範囲内である。したがって、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。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。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。

本明細書に使用される用語は特定の実施形態を説明することのみを目的としており、本発明を制限しようとするものではない。本明細書においては、単数形で用語が使用されている場合でも、複数形を排除することが文脈で明確に示されていない限り、その用語は複数形をも同様に含む。

1，27，300・・・垂直走査回路、2，3，28，29，400・・・水平読出し回路、4，24，30，34，350・・・列処理回路、5，25，32，35・・・AD変換回路、10，50，101・・・フォトダイオード、11，51，102・・・転送トランジスタ、12，52，103・・・電荷保持部、13，53，104・・・FDリセットトランジスタ、14，54，105・・・増幅トランジスタ、15，16，55，56，57，106・・・選択トランジスタ、17，58，107・・・PDリセットトランジスタ、33，36，62，63，600・・・フレームメモリ、31・・・加算・平均回路、60，61，66，68，700・・・スイッチ、64，65，67，69，800・・・差分処理回路、70・・・レンズ部、71・・・撮像部、72・・・画像処理部、73・・・バッファメモリ、74・・・表示部、75・・・外部記憶媒体、76・・・レンズ制御部、77・・・駆動制御部、78・・・カメラ操作部、79・・・カメラ制御部

Claims (29)

1. 固体撮像装置上に配置された複数の画素のうち一以上の画素から静止画用信号を読み出す一方、前記静止画用信号の読出しに依存して、前記複数の画素のうち一以上の画素から動画用信号を読み出す読出し部と、
   第１の静止画を生成するための前記静止画用信号の読出し開始から読出し完了までの第１フレーム期間内において前記動画用信号を読み出す画素の画素位置と、前記第１フレーム期間に続くフレーム期間であって、第２の静止画を生成するための前記静止画用信号の読出し開始から読出し完了までの第２フレーム期間内において前記動画用信号を読み出す画素の画素位置と、が同じになるよう前記動画用信号の読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。
2. 前記読出し制御部は、前記静止画用信号を読み出す画素をもとに前記動画用信号を読み出す画素を選択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。
3. 前記静止画用信号は、静止画用のリセット信号と静止画用の光信号を含み、
   前記読出し制御部は、１枚の静止画を生成するための前記静止画用信号の読出し開始から読出し完了までの単位フレーム期間内において前記静止画用のリセット信号として未だ読み出していない画素のうちいずれか一つ以上の画素から、前記動画用信号として読み出す画素を選択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。
4. 前記静止画用信号は、静止画用のリセット信号と静止画用の光信号を含み、
   前記読出し制御部は、１枚の静止画を生成するための前記静止画用信号の読出し開始から読出し完了までの単位フレーム期間内において前記静止画用の光信号としてすでに読み出した画素のうちいずれか一つ以上の画素から、前記動画用信号として読み出す画素を選択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。
5. 前記読出し部は、１枚の静止画を生成するための前記複数の画素からの前記静止画用信号の読出しを、第１分割読出し期間〜第ｎ分割読出し期間（ｎは２以上の整数）に分けて行うとともに、前記分割読出し期間内に前記一以上の画素から前記動画用信号を読み出し、
   前記読出し制御部は、前記静止画用信号として読み出す画素をもとに、各分割読出し期間内において前記動画用信号を読み出す画素を選択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。
6. 前記読出し制御部は、それぞれの前記分割読み出し期間における前記動画用信号の読出しにあたって、前記複数の画素から前記静止画用信号として読み出す対象の画素を除外し、その除外により残った画素の中から前記動画用信号として読み出す対象の画素を選択することを特徴とする請求項５に記載の読出し制御装置。
7. 前記静止画用信号は、静止画用のリセット信号と静止画用の光信号を含み、
   前記読出し制御部は、前記静止画用のリセット信号の読み出し期間内において前記動画用信号を読み出す複数の画素の画素位置と、前記静止画用の光信号の読み出し期間内において前記動画用信号を読み出す複数の画素の画素位置と、が異なるよう前記動画用信号の読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。
8. 固体撮像装置上に配置された複数の画素のうち一以上の画素から静止画用信号を読み出す一方、前記静止画用信号の読出しに依存して、前記複数の画素のうち一以上の画素から動画用信号を読み出す読出し部と、
   １枚の静止画を生成するための前記静止画用信号の読出し開始から読出し完了までの１フレーム期間内において前記動画用信号を読み出す複数の画素の重心位置が一定になるよう、前記動画用信号の読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。
9. 前記読み出し制御部は、隣接するフレーム間で、前記動画用信号を読み出す複数の画素の重心位置が一定になるよう、前記動画用信号の読出しを制御することを特徴とする請求項８に記載の読出し制御装置。
10. 前記静止画用信号は、静止画用のリセット信号と静止画用の光信号を含み、
    前記読出し制御部は、第１フレーム期間中の前記静止画用の光信号の読み出し期間内において前記動画用信号を読み出す複数の画素の画素位置と、前記第１フレーム期間に続く第２フレーム期間中の前記静止画用のリセット信号の読み出し期間内において前記動画用信号を読み出す複数の画素の画素位置と、が同じになるよう前記動画用信号の読出しを制御することを特徴とする請求項９に記載の読出し制御装置。
11. 前記読出し制御部は、前記静止画用信号を読み出す画素をもとに前記動画用信号を読み出す画素を選択することで、前記静止画用信号の読出しに依存して動画用信号を読み出すことを特徴とする請求項８に記載の読出し制御装置。
12. 前記静止画用信号は、静止画用のリセット信号と静止画用の光信号を含み、
    前記読出し制御部は、１枚の静止画を生成するための前記静止画用信号の読出し開始から読出し完了までの単位フレーム期間内において前記静止画用のリセット信号として未だ読み出していない画素のうちいずれか一つ以上の画素から、前記動画用信号として読み出す画素を選択することを特徴とする請求項９に記載の読出し制御装置。
13. 前記静止画用信号は、静止画用のリセット信号と静止画用の光信号を含み、
    前記読出し制御部は、１枚の静止画を生成するための前記静止画用信号の読出し開始から読出し完了までの単位フレーム期間内において前記静止画用の光信号としてすでに読み出した画素のうちいずれか一つ以上の画素から、前記動画用信号として読み出す画素を選択することを特徴とする請求項９に記載の読出し制御装置。
14. 前記読出し部は、１枚の静止画を生成するための前記複数の画素からの前記静止画用信号の読出しを、第１分割読出し期間〜第ｎ分割読出し期間（ｎは２以上の整数）に分けて行うとともに、前記分割読出し期間内に前記一以上の画素から前記動画用信号を読み出し、
    前記読出し制御部は、前記静止画用信号として読み出す画素をもとに、各分割読出し期間内において前記動画用信号を読み出す画素を選択することを特徴とする請求項９に記載の読出し制御装置。
15. 前記読出し制御部は、それぞれの前記分割読み出し期間における前記動画用信号の読出しにあたって、前記複数の画素から前記静止画用信号として読み出す対象の画素を除外し、その除外により残った画素の中から前記動画用信号として読み出す対象の画素を選択することを特徴とする請求項１４に記載の読出し制御装置。
16. 前記読出し制御部は、前記残った画素どうしの重心位置をもとに、前記残った画素から、それぞれの前記分割読み出し期間において前記動画用信号として読み出す画素の前記固体撮像装置上での重心位置が一定になるよう前記動画用信号として読み出す対象の画素の組み合わせを選択することを特徴とする請求項１５に記載の読出し制御装置。
17. 前記読出し制御部は、前記動画用信号を読み出す複数の画素の重心位置が一定になるという条件を満たしつつ、前記第２フレーム期間中の前記静止画用のリセット信号の読み出し期間内において前記動画用信号を読み出す複数の画素の画素位置と、前記第２フレーム期間中の前記静止画用の光信号の読み出し期間内において前記動画用信号を読み出す複数の画素の画素位置と、が異なるよう前記動画用信号の読出しを制御することを特徴とする請求項１０に記載の読出し制御装置。
18. 前記読出し部は、前記静止画用信号を読み出す第１読出し系統と、前記動画用信号を読み出す第２読出し系統とを備えることを特徴とする請求項１または請求項８に記載の読出し制御装置。
19. 前記読出し部は、前記第１読出し系統による前記静止画用信号の読出しと前記第２読出し系統による前記動画用信号の読出しとを並列的に行い得ることを特徴とする請求項１８に記載の読出し制御装置。
20. 前記固体撮像装置は、入射光量に応じた信号電荷を発生させる光電変換部と前記光電変換部が発生した信号電荷を蓄積する電荷蓄積部とを有した画素を２次元状に配列した画素部を有し、
    前記画素部における画素全体の露光開始タイミングおよび露光期間を同一とする動作を行うことを特徴とする請求項１または請求項８に記載の読出し制御装置。
21. 固体撮像装置上に配置された複数の画素を複数のグループに区分し、その区分したグループ毎に、前記画素から静止画用信号と動画用信号を読み出す読出し部と、
    第１の静止画を生成するための前記静止画用信号の読出し開始から読出し完了までの第１フレーム期間内において前記複数のグループのうちのいずれかのグループに属する全画素から前記動画用信号を読み出し、前記第１フレーム期間に続くフレーム期間であって、第２の静止画を生成するための前記静止画用信号の読出し開始から読出し完了までの第２フレーム期間内において前記いずれかのグループと同一のグループに属する全画素から前記動画用信号を読み出すよう前記動画用信号の読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。
22. 固体撮像装置上に配置された複数の画素のうち一以上の画素から静止画用信号を読み出す一方、前記静止画用信号の読出しに依存して、前記複数の画素のうち一以上の画素から動画用信号を読み出すステップと、
    第１の静止画を生成するための前記静止画用信号の読出し開始から読出し完了までの第１フレーム期間内において前記動画用信号を読み出す画素の画素位置と、前記第１フレーム期間に続くフレーム期間であって、第２の静止画を生成するための前記静止画用信号の読出し開始から読出し完了までの第２フレーム期間内において前記動画用信号を読み出す画素の画素位置と、が同じになるよう前記動画用信号の読出しを制御するステップと、
    を備えることを特徴とする読出し制御方法。
23. 固体撮像装置上に配置された複数の画素のうち一以上の画素から静止画用信号を読み出す一方、前記静止画用信号の読出しに依存して、前記複数の画素のうち一以上の画素から動画用信号を読み出すステップと、
    １枚の静止画を生成するための前記静止画用信号の読出し開始から読出し完了までの１フレーム期間内において前記動画用信号を読み出す複数の画素の重心位置が一定になるよう、前記動画用信号の読出しを制御するステップと、
    を備えることを特徴とする読出し制御方法。
24. 固体撮像装置上に配置された複数の画素のうち一以上の画素から静止画用信号を読み出す一方、前記静止画用信号の読出しに依存して、前記複数の画素のうち一以上の画素から動画用信号を読み出すステップと、
    第１の静止画を生成するための前記静止画用信号の読出し開始から読出し完了までの第１フレーム期間内において前記動画用信号を読み出す画素の画素位置と、前記第１フレーム期間に続くフレーム期間であって、第２の静止画を生成するための前記静止画用信号の読出し開始から読出し完了までの第２フレーム期間内において前記動画用信号を読み出す画素の画素位置と、が同じになるよう前記動画用信号の読出しを制御するステップと、
    をコンピュータに実行させるためのプログラム。
25. 固体撮像装置上に配置された複数の画素のうち一以上の画素から静止画用信号を読み出す一方、前記静止画用信号の読出しに依存して、前記複数の画素のうち一以上の画素から動画用信号を読み出すステップと、
    １枚の静止画を生成するための前記静止画用信号の読出し開始から読出し完了までの１フレーム期間内において前記動画用信号を読み出す複数の画素の重心位置が一定になるよう、前記動画用信号の読出しを制御するステップと、
    をコンピュータに実行させるためのプログラム。
26. 行方向、列方向に二次元的に配列された複数の画素と、
    前記複数の画素のうち一以上の画素から静止画用信号を読み出す一方、前記静止画用信号の読出しに依存して、前記複数の画素のうち一以上の画素から動画用信号を読み出す読出し部と、
    第１の静止画を生成するための前記静止画用信号の読出し開始から読出し完了までの第１フレーム期間内において前記動画用信号を読み出す画素の画素位置と、前記第１フレーム期間に続くフレーム期間であって、第２の静止画を生成するための前記静止画用信号の読出し開始から読出し完了までの第２フレーム期間内において前記動画用信号を読み出す画素の画素位置と、が同じになるよう前記動画用信号の読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。
27. 行方向、列方向に二次元的に配列された複数の画素と、
    前記複数の画素のうち一以上の画素から静止画用信号を読み出す一方、前記静止画用信号の読出しに依存して、前記複数の画素のうち一以上の画素から動画用信号を読み出す読出し部と、
    １枚の静止画を生成するための前記静止画用信号の読出し開始から読出し完了までの１フレーム期間内において前記動画用信号を読み出す複数の画素の重心位置が一定になるよう、前記動画用信号の読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。
28. 行方向、列方向に二次元的に配列された複数の画素と、
    前記複数の画素のうち一以上の画素から静止画用信号を読み出す一方、前記静止画用信号の読出しに依存して、前記複数の画素のうち一以上の画素から動画用信号を読み出す読出し部と、
    第１の静止画を生成するための前記静止画用信号の読出し開始から読出し完了までの第１フレーム期間内において前記動画用信号を読み出す画素の画素位置と、前記第１フレーム期間に続くフレーム期間であって、第２の静止画を生成するための前記静止画用信号の読出し開始から読出し完了までの第２フレーム期間内において前記動画用信号を読み出す画素の画素位置と、が同じになるよう前記動画用信号の読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。
29. 行方向、列方向に二次元的に配列された複数の画素と、
    前記複数の画素のうち一以上の画素から静止画用信号を読み出す一方、前記静止画用信号の読出しに依存して、前記複数の画素のうち一以上の画素から動画用信号を読み出す読出し部と、
    １枚の静止画を生成するための前記静止画用信号の読出し開始から読出し完了までの１フレーム期間内において前記動画用信号を読み出す複数の画素の重心位置が一定になるよう、前記動画用信号の読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。

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