JP2012019286A

JP2012019286A - 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

Info

Publication number: JP2012019286A
Application number: JP2010154166A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Sakaguchi; 直史坂口
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2010-07-06
Filing date: 2010-07-06
Publication date: 2012-01-26

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を複数のグループに区分し、その区分したグループ単位で、前記グループに属する画素から静止画用信号を読み出し、さらに、前記静止画用信号を読み出す期間の合間において、前記複数の画素のうちのいずれかから動画用信号を読み出し、前記静止画用信号の読出しにあたって、前記画素内に設けられた複数の読出し回路のうちのいずれかの読出し回路である第１の読出し回路により静止画用信号を読み出す一方、前記動画用信号の読出しにあたって、前記複数の読出し回路のうち前記第１の読出し回路とは異なる他の読出し回路である第２の読出し回路により動画用信号を読み出すよう、前記静止画用信号および前記動画用信号の読出しを制御する。
【選択図】図１

Description

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

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。この撮像素子のマーケットシェアは、近年、CCDからCMOSへと移行しつつある。CMOS等の一般的なMOS型撮像素子は、撮像面に2次元状に配列された複数の画素に蓄積された電荷を順次読み出すようになっているが、そのままでは露光開始時刻および露光終了時刻が画素毎（あるいはライン毎）に異なる場合がある。

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、電気的なグローバルシャッタによる制御ができるように構成されたMOS型撮像素子がある。このMOS型撮像素子は、露光量に応じた電荷を発生するフォトダイオード等の光電変換部を備えると共に、光電変換部において発生した電荷を一時的に蓄積する蓄積部や、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ている。

上記のグローバルシャッタによる制御が可能な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で撮像素子およびその周辺回路を駆動する技術が、例えば特許文献1に記載されている。
（１）蓄積部に蓄積された電荷をリセットし、リセット信号をライン毎に順次走査して読み出し、記憶する。
（２）全画素の光電変換部で発生した電荷を一括してリセットし、所定の露光時間が経過した後に、光電変換部の電荷を一括して蓄積部へ転送する。
（３）蓄積部へ転送された電荷に基づく露光信号を、ライン毎に順次走査して読み出し、露光信号から、（１）で記憶したリセット信号を減算する（露光信号とリセット信号との差分をとる）。

一般的なデジタルカメラは、電源の投入後、フレーム等の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、例えば上記のシーケンスに従って処理が行われる。

特開２００５−６５１８４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（１）〜（３）のシーケンスにおいては、露光前のリセット信号用の読出し動作と、露光後の露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を複数のグループに区分し、その区分したグループ単位で、前記グループに属する画素から静止画用信号を読み出し、さらに、前記静止画用信号を読み出す期間の合間において、前記複数の画素のうちのいずれかから動画用信号を読み出す読出し部と、前記静止画用信号の読出しにあたって、前記画素内に設けられた複数の読出し回路のうちのいずれかの読出し回路である第１の読出し回路により静止画用信号を読み出す一方、前記動画用信号の読出しにあたって、前記複数の読出し回路のうち前記第１の読出し回路とは異なる他の読出し回路である第２の読出し回路により動画用信号を読み出すよう、前記静止画用信号および前記動画用信号の読出しを制御する読出し制御部と、を有す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単位で、前記グループに属する画素から静止画用信号を読み出し、さらに、前記静止画用信号を読み出す期間の合間において、前記複数の画素のうちのいずれかから動画用信号を読み出す読出し部と、前記静止画用信号の読出しにあたって、前記画素内に設けられた複数の蓄積部のうちのいずれかの蓄積部である第１の蓄積部から静止画用信号を読み出す一方、前記動画用信号の読出しにあたって、前記複数の蓄積部のうち前記第１の蓄積部とは異なる他の蓄積部である第２の蓄積部から動画用信号を読み出すよう、前記静止画用信号および前記動画用信号の読出しを制御する読出し制御部と、を有す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を複数のグループに区分し、その区分したグループ単位で、前記グループに属する画素から静止画用信号を読み出し、さらに、前記静止画用信号を読み出す期間の合間において、前記複数の画素のうちのいずれかから動画用信号を読み出すステップと、前記静止画用信号の読出しにあたって、前記画素内に設けられた複数の読出し回路のうちのいずれかの読出し回路である第１の読出し回路により静止画用信号を読み出す一方、前記動画用信号の読出しにあたって、前記複数の読出し回路のうち前記第１の読出し回路とは異なる他の読出し回路である第２の読出し回路により動画用信号を読み出すよう、前記静止画用信号および前記動画用信号の読出しを制御するステップと、を有す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を複数のグループに区分し、その区分したグループ単位で、前記グループに属する画素から静止画用信号を読み出し、さらに、前記静止画用信号を読み出す期間の合間において、前記複数の画素のうちのいずれかから動画用信号を読み出すステップと、前記静止画用信号の読出しにあたって、前記画素内に設けられた複数の読出し回路のうちのいずれかの読出し回路である第１の読出し回路により静止画用信号を読み出す一方、前記動画用信号の読出しにあたって、前記複数の読出し回路のうち前記第１の読出し回路とは異なる他の読出し回路である第２の読出し回路により動画用信号を読み出すよう、前記静止画用信号および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、前記複数の画素を複数のグループに区分し、その区分したグループ単位で、前記グループに属する画素から静止画用信号を読み出し、さらに、前記静止画用信号を読み出す期間の合間において、前記複数の画素のうちのいずれかから動画用信号を読み出す読出し部と、前記静止画用信号の読出しにあたって、前記画素内に設けられた複数の読出し回路のうちのいずれかの読出し回路である第１の読出し回路により静止画用信号を読み出す一方、前記動画用信号の読出しにあたって、前記複数の読出し回路のうち前記第１の読出し回路とは異なる他の読出し回路である第２の読出し回路により動画用信号を読み出すよう、前記静止画用信号および前記動画用信号の読出しを制御する読出し制御部と、を有す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、前記複数の画素を複数のグループに区分し、その区分したグループ単位で、前記グループに属する画素から静止画用信号を読み出し、さらに、前記静止画用信号を読み出す期間の合間において、前記複数の画素のうちのいずれかから動画用信号を読み出す読出し部と、前記静止画用信号の読出しにあたって、前記画素内に設けられた複数の読出し回路のうちのいずれかの読出し回路である第１の読出し回路により静止画用信号を読み出す一方、前記動画用信号の読出しにあたって、前記複数の読出し回路のうち前記第１の読出し回路とは異なる他の読出し回路である第２の読出し回路により動画用信号を読み出すよう、前記静止画用信号および前記動画用信号の読出しを制御する読出し制御部と、を有することを特徴とする。

本発明の第1の実施形態による画素の構成を示す回路図である。本発明の第1の実施形態による固体撮像装置の構成を示すブロック図である。本発明の第1の実施形態による画素が属するフィールドを示す参考図である。本発明の第1の実施形態による固体撮像装置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の実施形態による固体撮像装置の構成を示すブロック図である。本発明の第2の実施形態による固体撮像装置の動作を示すタイミングチャートである。本発明の第3の実施形態による画素の構成を示す回路図である。本発明の第3の実施形態による固体撮像装置の構成を示すブロック図である。本発明の第3の実施形態による固体撮像装置の動作を示すタイミングチャートである。本発明の各実施形態による固体撮像装置を適用した撮像装置の構成を示すブロック図である。

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、本実施形態による固体撮像装置が備える画素の構成を示している。図1に示す画素100は単位画素を示している。画素100は、フォトダイオード（PD）101、転送トランジスタ102A，102B、第1電荷保持部（FD）103A、第2電荷保持部（FD）103B、FDリセットトランジスタ104A，104B、増幅トランジスタ105A，105B、選択トランジスタ106A，106B、PDリセットトランジスタ107を備えている。

フォトダイオード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102A，102Bは、フォトダイオード101で発生した信号電荷を第1電荷保持部103Aおよび第2電荷保持部103B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104A，104Bは、第1電荷保持部103Aおよび第2電荷保持部103Bに蓄積された信号電荷をリセット（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105A，105Bは、第1電荷保持部103Aおよび第2電荷保持部103B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。

選択トランジスタ106A，106Bは、画素を選択し、垂直信号線114に増幅トランジスタ105A，105B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に蓄積された信号電荷をリセット（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。

転送トランジスタ102A，102Bのゲート端子にはそれぞれ行転送パルスφTRi-A，φTRi-Bが印加される。FDリセットトランジスタ104A，104Bのゲート端子にはそれぞれFDリセットパルスφRMi-A，φRMi-Bが印加される。選択トランジスタ106A，106Bのゲート端子にはそれぞれ行選択パルスφSEi-A，φSEi-Bが印加される。FDリセットトランジスタ104A，104Bのドレイン端子には電源線108を介して画素電源VDDが接続されており、PDリセットトランジスタ107のドレイン端子にはPDリセット電源線109を介してPDリセット電源VAA_GSが接続されている。

上記のような画素100の構成により、第1電荷保持部103Aまたは第2電荷保持部103Bをリセットしたときのリセット信号と、フォトダイオード101に蓄積された信号電荷に基づく光信号とが画素100から垂直信号線114へ出力される。本実施形態では、転送トランジスタ102A、第1電荷保持部103A、増幅トランジスタ105A、および選択トランジスタ106Aを含む読出し回路を介した画素信号の読出しと、転送トランジスタ102B、第2電荷保持部103B、増幅トランジスタ105B、および選択トランジスタ106Bを含む読出し回路を介した画素信号の読出しとが可能である。

図2は、固体撮像装置全体の構成を示している。図2に示す固体撮像装置は、画素部200、垂直走査回路300、水平信号読出し回路400、電流源150、列処理回路350、ADC （AD（Analog to Digital）コンバータ）500、ノイズ抑圧回路600を備えている。

固体撮像装置の受光面には複数の画素100が行方向および列方向に二次元的に配列されている。図2に示す例では、画素100は3×3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。画素部200は、これらの画素100を有する。

図2に示す画素100は、画素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素信号は、例えば暗電流成分の補正に使用される。

また、本実施形態では、画素100が3つのフィールド（グループ）に区分されている。図3は、画素部200内の画素100を3つのフィールドに区分した一例を示している。画素100は、行単位で3つのフィールドのうちいずれかのフィールドに属している。すなわち、1行目、4行目、7行目、・・・の画素100は第1のフィールドf-1に属し、2行目、5行目、8行目、・・・の画素100は第2のフィールドf-2に属し、3行目、6行目、9行目、・・・の画素100は第3のフィールドf-3に属している。

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行分の第1電荷保持部103Aおよび第2電荷保持部103BをリセットするためのFDリセットパルスφRMi-A，φRMi-B（i=1,2,3）を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の第1電荷保持部103Aおよび第2電荷保持部103Bに転送するための行転送パルスφTRi-A，φTRi-B（i=1,2,3）を行毎に独立して制御する。

制御部304-i 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（i=1,2,3）を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-A，φSEi-B（i=1,2,3）を行毎に独立して制御する。行選択パルスφSEi-A，φSEi-Bにより選択された行の画素100の画素信号は、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。

垂直走査回路300は、画素100へ出力する上記の各制御パルスによって、画素100における露光および画素100からの画素信号の読出しを制御する。以下の例では、垂直走査回路300は、同一のフレーム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、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300は、転送トランジスタ102A、第1電荷保持部103A、増幅トランジスタ105A、および選択トランジスタ106Aを含む読出し回路を介して静止画用信号を読み出す一方、転送トランジスタ102B、第2電荷保持部103B、増幅トランジスタ105B、および選択トランジスタ106Bを含む読出し回路を介して動画用信号を読み出すよう、静止画用信号および動画用信号の読出しを制御する。これによって、静止画用信号を読み出す画素100に依存せずに、任意の画素100から動画用信号を読み出すことができる。

電流源150は垂直信号線114に接続されており、画素100内の増幅トランジスタ105A，105Bとソースフォロア回路を構成する。列処理回路350は、垂直信号線114に出力される画素信号に対してクランプ動作や増幅動作を行う回路である。

水平信号読出し回路400は、垂直信号線114に出力され列処理回路350によって処理された1行分の画素100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。水平信号読出し回路400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100から画素信号を読み出す。水平信号読出し回路400は、画素信号を読み出す画素100を画素列毎に指定することが可能である。以下の例では、水平信号読出し回路400は、フィールド単位で、各フィールドに属する画素100から静止画用信号を読み出し、さらに、静止画用信号を読み出す期間の合間において、複数の画素100のうちのいずれかから動画用信号を読み出す。

ADC500は、出力端子410から出力された画素信号をA/D変換する。ノイズ抑圧回路600は、ADC500から出力された画素信号のノイズを抑圧する。このノイズ抑圧回路600は、フレームメモリ610と減算器620とで構成されている。フレームメモリ610は、ADC500でA/D変換されたリセット信号を記憶する。減算器620は、ADC500でA/D変換された光信号から、フレームメモリ610に記憶されているリセット信号を減算する。減算処理を行う際、減算器620は、同一行の光信号とリセット信号との減算処理を行う。

FDリセット線111は、FDリセットパルスφRMi-A，φRMi-Bが印加される信号線である。転送線112は、行転送パルスφTRi-A，φTRi-Bが印加される信号線である。選択線113は、行選択パルスφSEi-A，φSEi-Bが印加される信号線である。PDリセット線115 は、PDリセットパルスφRPDiが印加される信号線である。なお、図2において、転送線、FDリセット線、選択線をそれぞれ１本の線で示しているが、実際は制御信号の数だけ存在する。また、画素電源VDDを供給する電源線108 およびPDリセット電源VAA_GSを供給するPDリセット電源線109は図示していない。

次に、本実施形態による固体撮像装置の動作を説明する。図4は、固体撮像装置の動作を示している。以下では、記録用の静止画を生成するための静止画用信号を読み出す期間内に、表示用の動画を生成するための動画用信号を読み出す動作を説明する。

図4は、フィールド毎のFDリセットパルスφRMi-A，φRMi-B、行転送パルスφTRi-A，φTRi-B、行選択パルスφSEi-A，φSEi-B、PDリセットパルスφRPDiを示している。1フレーム期間は、リセット信号読出し期間、露光期間、光信号読出し期間、およびLV信号読出し期間を含む。

リセット信号読出し期間は、第1電荷保持部103Aをリセットしたときの第1電荷保持部103Aの電位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、全ての画素100のフォトダイオード101の電荷蓄積開始から電荷蓄積終了までの期間である。光信号読出し期間は、フォトダイオード101に蓄積された信号電荷が転送された第1電荷保持部103Aの電位を静止画用の光信号として読み出す期間である。LV信号読出し期間は、静止画用のリセット信号または光信号を読み出す合間に動画用のリセット信号および光信号をLV（ライブビュー）信号として読み出す期間である。LV信号の読出しには、第2電荷保持部103Bが用いられる。

リセット信号読出し期間（f-1）の開始前、FDリセットパルスφRMi-A，φRMi-B、行転送パルスφTRi-A，φTRi-B、行選択パルスφSEi-A，φSEi-B、PDリセットパルスφRPDiはLレベル（Low）になっている。

リセット信号読出し期間（f-1）では、以下のようにして、第1のフィールドf-1に属する画素100から静止画用のリセット信号が読み出される。まず、第1のフィールドf-1に属する画素100において、行選択パルスφSE1-AがLレベルからHレベル（High）になることで選択トランジスタ106Aがオンになり、画素信号を垂直信号線114に出力できる状態となる。続いて、FDリセットパルスφRM1-A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104Aがオンになり、第1電荷保持部103Aがリセットされる。続いて、FDリセットパルスφRM1-A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104Aがオフになり、第1電荷保持部103Aの電位がリセット信号として垂直信号線114へ出力される。続いて、行選択パルスφSE1-A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106Aがオフになり、リセット信号の読出しが終了する。この例では、第1のフィールドf-1に属する行は1行のみであるが、第1のフィールドf-1に属する行が複数である場合には、第1のフィールドf-1に属する行毎に上記の動作が順次行われる（他のリセット信号読出し期間についても同様）。

列処理回路350は、垂直信号線114へ出力されたリセット信号を処理し、水平信号読出し回路400へ出力する。水平信号読出し回路400は、規定されたタイミングでリセット信号をADC500へ出力する。ADC500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フレームメモリ610に保持される。

なお、リセット信号読出し期間（f-1）では、PDリセットパルスφRPD1はHレベルであり、PDリセットトランジスタ107がオンになっているため、フォトダイオード101がリセットされる。

次のLV信号読出し期間では、以下のようにして、第1のフィールドf-1に属する画素100から動画用のLV信号が読み出される。まず、第1のフィールドf-1に属する画素100において、PDリセットパルスφRPD1がHレベルからLレベルになることでPDリセットトランジスタ107がオフになり、フォトダイオード101が信号電荷の蓄積を開始する。

続いて、行選択パルスφSE1-B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106Bがオンになり、画素信号を垂直信号線114に出力できる状態となる。続いて、FDリセットパルスφRM1-B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104Bがオンになり、第2電荷保持部103Bがリセットされる。続いて、FDリセットパルスφRM1-B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104Bがオフになり、第2電荷保持部103Bの電位がリセット信号として垂直信号線114へ出力され、リセット信号の読出しが終了する。前述した動作と同様にして、画素100から読み出されたリセット信号はフレームメモリ610に保持される。

続いて、行転送パルスφTR1-B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102Bがオンになる。これによって、フォトダイオード101に蓄積された信号電荷が第2電荷保持部103Bに転送される。さらに、第2電荷保持部103Bの電位が光信号として垂直信号線114へ出力される。続いて、行転送パルスφTR1-B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102Bがオフになり、さらに行選択パルスφSE1-B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106Bがオフになり、光信号の読出しが終了する。この例では、第1のフィールドf-1に属する行は1行のみであるが、第1のフィールドf-1に属する行が複数である場合には、第1のフィールドf-1に属する行毎に上記の動作が順次行われる（他のLV信号読出し期間についても同様）。

列処理回路350は、垂直信号線114へ出力された光信号を処理し、水平信号読出し回路400へ出力する。水平信号読出し回路400は、規定されたタイミングで光信号をADC500へ出力する。ADC500は光信号をAD変換する。減算器620は、ADC500から出力された光信号と、フレームメモリ610に保持されている動画用のリセット信号との減算処理を行い、処理結果の信号を出力する。この減算処理結果の信号に基づいて動画像が表示される。図4に示す動作では、第1のフィールドf-1に属する画素100から動画用のLV信号を読み出しているが、任意の画素100からLV信号を読み出してよい。

次のリセット信号読出し期間（f-2）では、第2のフィールドf-2に属する画素100から静止画用のリセット信号が読み出される。このときの動作は、リセット信号読出し期間（f-1）における動作と同様である。

次のLV信号読出し期間では、前述した動作と同様にして、第1のフィールドf-1に属する画素100から動画用のLV信号が読み出される。図4に示す動作では、第1のフィールドf-1に属する画素100から動画用のLV信号を読み出しているが、任意の画素100からLV信号を読み出してよい。

次のリセット信号読出し期間（f-3）では、第3のフィールドf-3に属する画素100から静止画用のリセット信号が読み出される。このときの動作は、リセット信号読出し期間（f-1）における動作と同様である。

次の露光期間では、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が一括してオフになり、全ての画素100のフォトダイオード101が同時に信号電荷の蓄積を開始する。所望の露光時間が経過すると、全行の行転送パルスφTRi-A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102Aが一括してオンになり、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第1電荷保持部103Aに同時に転送される。

次の光信号読出し期間（f-1）では、以下のようにして、第1のフィールドf-1に属する画素100から静止画用の光信号が読み出される。まず、第1のフィールドf-1に属する画素100において、行選択パルスφSE1-A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106Aがオンになる。これによって、第1電荷保持部103Aの電位が光信号として垂直信号線114へ出力される。続いて、行選択パルスφSE1-A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106Aがオフになり、光信号の読出しが終了する。この例では、第1のフィールドf-1に属する行は1行のみであるが、第1のフィールドf-1に属する行が複数である場合には、第1のフィールドf-1に属する行毎に上記の動作が順次行われる（他の光信号読出し期間についても同様）。

列処理回路350は、垂直信号線114へ出力された光信号を処理し、水平信号読出し回路400へ出力する。水平信号読出し回路400は、規定されたタイミングで光信号をADC500へ出力する。ADC500は光信号をAD変換する。減算器620は、ADC500から出力された光信号と、フレームメモリ610に保持されている静止画用のリセット信号との減算処理を行い、処理結果の信号を出力する。

次の光信号読出し期間（f-2）では、第2のフィールドf-2に属する画素100から静止画用の光信号が読み出される。このときの動作は、光信号読出し期間（f-1）における動作と同様である。

次の光信号読出し期間（f-3）では、第3のフィールドf-3に属する画素100から静止画用の光信号が読み出される。このときの動作は、光信号読出し期間（f-1）における動作と同様である。

光信号読出し期間（f-3）が終了すると、1フレームの期間が終了する。各フィールドに対応する静止画用の光信号およびリセット信号の減算処理結果の信号から1枚の静止画データが生成され、記録装置に記録される。以降のフレームにおける動作は上記と同様であり、静止画の連写中にライブビュー画像の表示が可能となる。

上述したように、本実施形態によれば、フィールド単位で静止画用信号を読み出す期間の合間に動画用信号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。

同一の画素から静止画用信号と動画用信号を読み出す場合、以下のような制限がある。すなわち、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。また、露光期間の後、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。

これに対して、本実施形態によれば、画素内に複数の読出し回路を設け、静止画用信号と動画用信号を異なる読出し回路で読み出すことにより、上記の制限によらず、任意の画素から動画用信号を読み出すことができる。動画用信号を読み出す画素は、静止画用信号を読み出す画素に関わらず任意に変更してもよいし、本実施形態のように固定してもよい。このように、動画用信号を読み出す画素は任意でよいため、一部領域の画素のみから動画用信号を読み出し、その一部領域の画像を拡大して表示することも可能となる。

（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。図5は、本実施形態による固体撮像装置が備える画素の構成を示している。第1の実施形態における画素100が本実施形態では図5に示す画素100aに変更される。図5に示す画素100aでは、図1に示す画素100のPDリセットトランジスタ107およびPDリセット電源線109が削除されている。これ以外の構成は同一である。本実施形態では、転送トランジスタ102BおよびFDリセットトランジスタ104Bを同時にオンとすることにより、フォトダイオード101がリセットされる。

図6は、固体撮像装置全体の構成を示している。図6に示す固体撮像装置では、図2に示す固体撮像装置の制御部304-i およびPDリセット線115が削除されている。これ以外の構成は同一である。

次に、本実施形態による固体撮像装置の動作を説明する。図7は、固体撮像装置の動作を示している。以下では、記録用の静止画を生成するための静止画用信号を読み出す期間内に、表示用の動画を生成するための動画用信号を読み出す動作を説明する。

図7は、フィールド毎のFDリセットパルスφRMi-A，φRMi-B、行転送パルスφTRi-A，φTRi-B、行選択パルスφSEi-A，φSEi-Bを示している。1フレーム期間は、リセット信号読出し期間、露光期間、光信号読出し期間、およびLV信号読出し期間を含む。

リセット信号読出し期間（f-1）の開始前、FDリセットパルスφRMi-A，φRMi-B、行転送パルスφTRi-A，φTRi-B、行選択パルスφSEi-A，φSEi-BはLレベルになっている。

リセット信号読出し期間（f-1）では、以下のようにして、第1のフィールドf-1に属する画素100aから静止画用のリセット信号が読み出される。まず、第1のフィールドf-1に属する画素100aにおいて、行選択パルスφSE1-A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106Aがオンになり、画素信号を垂直信号線114に出力できる状態となる。続いて、FDリセットパルスφRM1-A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104Aがオンになり、第1電荷保持部103Aがリセットされる。続いて、FDリセットパルスφRM1-A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104Aがオフになり、第1電荷保持部103Aの電位がリセット信号として垂直信号線114へ出力される。続いて、行選択パルスφSE1-A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106Aがオフになり、リセット信号の読出しが終了する。この例では、第1のフィールドf-1に属する行は1行のみであるが、第1のフィールドf-1に属する行が複数である場合には、第1のフィールドf-1に属する行毎に上記の動作が順次行われる（他のリセット信号読出し期間についても同様）。

上記の動作と並行して、リセット信号読出し期間（f-1）では、FDリセットパルスφRM1-B、行転送パルスφTR1-B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104B、転送トランジスタ102Bがオンになる。これによって、フォトダイオード101がリセットされる。

次のLV信号読出し期間では、以下のようにして、第1のフィールドf-1に属する画素100aから動画用のLV信号が読み出される。まず、第1のフィールドf-1に属する画素100aにおいて、FDリセットパルスφRM1-B、行転送パルスφTR1-B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104B、転送トランジスタ102Bがオフになる。これによって、フォトダイオード101が信号電荷の蓄積を開始する。

続いて、行選択パルスφSE1-B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106Bがオンになり、画素信号を垂直信号線114に出力できる状態となる。続いて、FDリセットパルスφRM1-B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104Bがオンになり、第2電荷保持部103Bがリセットされる。続いて、FDリセットパルスφRM1-B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104Bがオフになり、第2電荷保持部103Bの電位がリセット信号として垂直信号線114へ出力され、リセット信号の読出しが終了する。前述した動作と同様にして、画素100aから読み出されたリセット信号はフレームメモリ610に保持される。

列処理回路350は、垂直信号線114へ出力された光信号を処理し、水平信号読出し回路400へ出力する。水平信号読出し回路400は、規定されたタイミングで光信号をADC500へ出力する。ADC500は光信号をAD変換する。減算器620は、ADC500から出力された光信号と、フレームメモリ610に保持されている動画用のリセット信号との減算処理を行い、処理結果の信号を出力する。この減算処理結果の信号に基づいて動画像が表示される。図7に示す動作では、第1のフィールドf-1に属する画素100aから動画用のLV信号を読み出しているが、任意の画素100aからLV信号を読み出してよい。

次のリセット信号読出し期間（f-2）では、第2のフィールドf-2に属する画素100aから静止画用のリセット信号が読み出される。このときの動作は、リセット信号読出し期間（f-1）における動作と同様である。

次のLV信号読出し期間では、前述した動作と同様にして、第1のフィールドf-1に属する画素100aから動画用のLV信号が読み出される。図7に示す動作では、第1のフィールドf-1に属する画素100aから動画用のLV信号を読み出しているが、任意の画素100aからLV信号を読み出してよい。

次のリセット信号読出し期間（f-3）では、第3のフィールドf-3に属する画素100aから静止画用のリセット信号が読み出される。このときの動作は、リセット信号読出し期間（f-1）における動作と同様である。

次の露光期間では、全行のFDリセットパルスφRMi-B、行転送パルスφTRi-BがHレベルからLレベルになることで全ての画素100aのFDリセットトランジスタ104B、転送トランジスタ102Bが一括してオフになる。これによって、全ての画素100aのフォトダイオード101が同時に信号電荷の蓄積を開始する。所望の露光時間が経過すると、全行の行転送パルスφTRi-AがLレベルからHレベルになることで全ての画素100aの転送トランジスタ102Aが一括してオンになり、全ての画素100aのフォトダイオード101に蓄積された信号電荷が第1電荷保持部103Aに同時に転送される。

次の光信号読出し期間（f-1）では、以下のようにして、第1のフィールドf-1に属する画素100aから静止画用の光信号が読み出される。まず、第1のフィールドf-1に属する画素100aにおいて、行選択パルスφSE1-A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106Aがオンになる。これによって、第1電荷保持部103Aの電位が光信号として垂直信号線114へ出力される。続いて、行選択パルスφSE1-A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106Aがオフになり、光信号の読出しが終了する。この例では、第1のフィールドf-1に属する行は1行のみであるが、第1のフィールドf-1に属する行が複数である場合には、第1のフィールドf-1に属する行毎に上記の動作が順次行われる（他の光信号読出し期間についても同様）。

上記の動作と並行して、光信号読出し期間（f-1）では、リセット信号読出し期間（f-1）の動作と同様の動作により、フォトダイオード101がリセットされる。

次の光信号読出し期間（f-2）では、第2のフィールドf-2に属する画素100aから静止画用の光信号が読み出される。このときの動作は、光信号読出し期間（f-1）における動作と同様である。

次の光信号読出し期間（f-3）では、第3のフィールドf-3に属する画素100aから静止画用の光信号が読み出される。このときの動作は、光信号読出し期間（f-1）における動作と同様である。

上述したように、本実施形態によれば、フィールド単位で静止画用信号を読み出す期間の合間に動画用信号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、任意の画素から動画用信号を読み出すことができる。

さらに、第1の実施形態の画素100と比較してトランジスタを減らすことができるので、画素の微細化に有利となる。

（第3の実施形態）
次に、本発明の第3の実施形態を説明する。図8は、本実施形態による固体撮像装置が備える画素の構成を示している。第1の実施形態における画素100が本実施形態では図8に示す画素100bに変更される。図8に示す画素100bでは、それぞれ1つのFDリセットトランジスタ704、増幅トランジスタ705、選択トランジスタ706が設けられ、第1電荷保持部103Aと増幅トランジスタ705の間にFD選択トランジスタ708Aが設けられ、第2電荷保持部103Bと増幅トランジスタ705の間にFD選択トランジスタ708Bが設けられている。上記以外の構成は第1の実施形態と同一である。

FD選択トランジスタ708A，708Bは、第1電荷保持部103Aおよび第2電荷保持部103Bを選択し、第1電荷保持部103Aおよび第2電荷保持部103Bに蓄積された信号電荷を増幅トランジスタ705に伝えるためのトランジスタである。FD選択トランジスタ708A，708Bのゲート端子にはそれぞれFD選択パルスφSMi-A，φSMi-Bが印加される。

本実施形態では、転送トランジスタ102A、第1電荷保持部103A、FD選択トランジスタ708A、増幅トランジスタ705、および選択トランジスタ706を含む読出し回路を介した画素信号の読出しと、転送トランジスタ102B、第2電荷保持部103B、増幅トランジスタ705、および選択トランジスタ706を含む読出し回路を介した画素信号の読出しとが可能である。第1の実施形態および第2の実施形態では、第1電荷保持部103Aおよび第2電荷保持部103Bのそれぞれに対して個別にFDリセットトランジスタ、増幅トランジスタ、選択トランジスタが設けられていたが、本実施形態では共通のFDリセットトランジスタ704、増幅トランジスタ705、選択トランジスタ706が設けられており、FD選択トランジスタ708A，708Bの制御により、リセット信号または光信号を読み出す第1電荷保持部103Aおよび第2電荷保持部103Bの切り替えが行われる。

図9は、固体撮像装置全体の構成を示している。図9に示す固体撮像装置では、図6に示す固体撮像装置に対して、制御部306-i およびFD選択線116が追加されている。制御部306-iは、1行分のFD選択トランジスタ708A，708Bを選択するためのFD選択パルスφSMi-A，φSMi-B（i=1,2,3）を行毎に独立して制御する。FD選択線116は、FD選択パルスφSMi-A，φSMi-Bが印加される信号線である。また、図6に示す固体撮像装置では、FDリセット線111および選択線113は2本の信号線であったが、図9に示す固体撮像装置では、FDリセット線111および選択線113は1本の信号線である。上記以外の構成は、図6に示す固体撮像装置と同一である。

次に、本実施形態による固体撮像装置の動作を説明する。図10は、固体撮像装置の動作を示している。以下では、記録用の静止画を生成するための静止画用信号を読み出す期間内に、表示用の動画を生成するための動画用信号を読み出す動作を説明する。

図10は、フィールド毎の行転送パルスφTRi-A，φTRi-B、FD選択パルスφSMi-A，φSMi-B 、FDリセットパルスφRMi、行選択パルスφSEiを示している。1フレーム期間は、リセット信号読出し期間、露光期間、光信号読出し期間、およびLV信号読出し期間を含む。

リセット信号読出し期間（f-1）の開始前、行転送パルスφTRi-A，φTRi-B、FD選択パルスφSMi-A，φSMi-B 、FDリセットパルスφRMi、行選択パルスφSEiはLレベルになっている。

リセット信号読出し期間（f-1）では、以下のようにして、第1のフィールドf-1に属する画素100bから静止画用のリセット信号が読み出される。まず、第1のフィールドf-1に属する画素100bにおいて、行選択パルスφSE1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706がオンになり、画素信号を垂直信号線114に出力できる状態となる。続いて、FD選択パルスφSM1-A 、FDリセットパルスφRM1-AがLレベルからHレベルになることでFD選択トランジスタ708A、FDリセットトランジスタ704がオンになり、第1電荷保持部103Aがリセットされる。

続いて、FD選択パルスφSM1-A、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選択トランジスタ708A、FDリセットトランジスタ704がオフになり、第1電荷保持部103Aの電位がリセット信号として垂直信号線114へ出力される。続いて、行選択パルスφSE1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706がオフになり、リセット信号の読出しが終了する。

続いて、行転送パルスφTR1-B、FD選択パルスφSM1-B、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転送トランジスタ102B、FD選択トランジスタ708B、FDリセットトランジスタ704がオンになる。これによって、フォトダイオード101がリセットされる。この例では、第1のフィールドf-1に属する行は1行のみであるが、第1のフィールドf-1に属する行が複数である場合には、第1のフィールドf-1に属する行毎に上記の動作が順次行われる（他のリセット信号読出し期間についても同様）。

次のLV信号読出し期間では、以下のようにして、第1のフィールドf-1に属する画素100bから動画用のLV信号が読み出される。まず、第1のフィールドf-1に属する画素100bにおいて、行転送パルスφTR1-B、FD選択パルスφSM1-B、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転送トランジスタ102B、FD選択トランジスタ708B、FDリセットトランジスタ704がオフになる。これによって、フォトダイオード101が信号電荷の蓄積を開始する。

続いて、行選択パルスφSE1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706がオンになり、画素信号を垂直信号線114に出力できる状態となる。続いて、FD選択パルスφSM1-B、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FD選択トランジスタ708B、FDリセットトランジスタ704がオンになり、第2電荷保持部103Bがリセットされる。続いて、FD選択パルスφSM1-B、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選択トランジスタ708B、FDリセットトランジスタ704がオフになり、第2電荷保持部103Bの電位がリセット信号として垂直信号線114へ出力され、リセット信号の読出しが終了する。前述した動作と同様にして、画素100bから読み出されたリセット信号はフレームメモリ610に保持される。

続いて、行転送パルスφTR1-B、FD選択パルスφSM1-B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102B、FD選択トランジスタ708Bがオンになる。これによって、フォトダイオード101に蓄積された信号電荷が第2電荷保持部103Bに転送される。さらに、第2電荷保持部103Bの電位が光信号として垂直信号線114へ出力される。続いて、行転送パルスφTR1-B、FD選択パルスφSM1-B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102B、FD選択トランジスタ708Bがオフになり、さらに行選択パルスφSE1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706がオフになり、光信号の読出しが終了する。この例では、第1のフィールドf-1に属する行は1行のみであるが、第1のフィールドf-1に属する行が複数である場合には、第1のフィールドf-1に属する行毎に上記の動作が順次行われる（他のLV信号読出し期間についても同様）。

列処理回路350は、垂直信号線114へ出力された光信号を処理し、水平信号読出し回路400へ出力する。水平信号読出し回路400は、規定されたタイミングで光信号をADC500へ出力する。ADC500は光信号をAD変換する。減算器620は、ADC500から出力された光信号と、フレームメモリ610に保持されている動画用のリセット信号との減算処理を行い、処理結果の信号を出力する。この減算処理結果の信号に基づいて動画像が表示される。図10に示す動作では、第1のフィールドf-1に属する画素100bから動画用のLV信号を読み出しているが、任意の画素100bからLV信号を読み出してよい。

次のリセット信号読出し期間（f-2）では、第2のフィールドf-2に属する画素100bから静止画用のリセット信号が読み出される。このときの動作は、リセット信号読出し期間（f-1）における動作と同様である。

次のLV信号読出し期間では、前述した動作と同様にして、第1のフィールドf-1に属する画素100bから動画用のLV信号が読み出される。図10に示す動作では、第1のフィールドf-1に属する画素100bから動画用のLV信号を読み出しているが、任意の画素100bからLV信号を読み出してよい。

次のリセット信号読出し期間（f-3）では、第3のフィールドf-3に属する画素100bから静止画用のリセット信号が読み出される。このときの動作は、リセット信号読出し期間（f-1）における動作と同様である。

次の露光期間では、全行の行転送パルスφTRi-B、FD選択パルスφSM1-B、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全ての画素100bの転送トランジスタ102B 、FD選択トランジスタ708B、FDリセットトランジスタ704が一括してオフになる。これによって、全ての画素100bのフォトダイオード101が同時に信号電荷の蓄積を開始する。所望の露光時間が経過すると、全行の行転送パルスφTRi-AがLレベルからHレベルになることで全ての画素100bの転送トランジスタ102Aが一括してオンになり、全ての画素100bのフォトダイオード101に蓄積された信号電荷が第1電荷保持部103Aに同時に転送される。

次の光信号読出し期間（f-1）では、以下のようにして、第1のフィールドf-1に属する画素100bから静止画用の光信号が読み出される。まず、第1のフィールドf-1に属する画素100bにおいて、行選択パルスφSE1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706がオンになる。続いて、FD選択パルスφSM1-AがLレベルからHレベルになることでFD選択トランジスタ708Aがオンになる。これによって、第1電荷保持部103Aの電位が光信号として垂直信号線114へ出力される。続いて、FD選択パルスφSM1-BがHレベルからLレベルになることでFD選択トランジスタ708Bがオフになり、さらに行選択パルスφSE1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706がオフになり、光信号の読出しが終了する。この例では、第1のフィールドf-1に属する行は1行のみであるが、第1のフィールドf-1に属する行が複数である場合には、第1のフィールドf-1に属する行毎に上記の動作が順次行われる（他の光信号読出し期間についても同様）。

次の光信号読出し期間（f-2）では、第2のフィールドf-2に属する画素100bから静止画用の光信号が読み出される。このときの動作は、光信号読出し期間（f-1）における動作と同様である。

次の光信号読出し期間（f-3）では、第3のフィールドf-3に属する画素100bから静止画用の光信号が読み出される。このときの動作は、光信号読出し期間（f-1）における動作と同様である。

光信号読出し期間（f-3）が終了すると、1フレームの期間が終了する。LV信号読出し期間で読み出された動画用の光信号およびリセット信号の減算処理結果の信号に基づいて動画像が表示される。また、各フィールドに対応する静止画用の光信号およびリセット信号の減算処理結果の信号から1枚の静止画データが生成され、記録装置に記録される。以降のフレームにおける動作は上記と同様であり、静止画の連写中にライブビュー画像の表示が可能となる。

本実施形態では転送トランジスタ102B、FD選択トランジスタ708B、FDリセットトランジスタ704を介してフォトダイオード101のリセットを行っているが、第1の実施形態と同様にPDリセットトランジスタ107を設け、PDリセットトランジスタ107を介してフォトダイオード101のリセットを行ってもよい。

さらに、第2の実施形態の画素100bと比較してトランジスタを減らすことができるので、画素の微細化に有利となる。

上記の各実施形態では、静止画用信号の読出しに使用する電荷保持部103Aと、動画用信号の読出しに使用する電荷保持部103Bとが同一構造であることを想定しているが、電荷保持部103Aを静止画用信号の読出しのために最適化すると共に、電荷保持部103Bを動画用信号の読出しのために最適化してもよい。また、ノイズ抑圧回路600を固体撮像装置の外部に設けてもよい。

（撮像装置）
最後に、上述した各実施形態の固体撮像装置を適用した撮像装置について説明する。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。以下では、撮像装置の一種であるデジタルカメラを用いて説明する。

図11はデジタルカメラの構成を示している。図11に示すデジタルカメラ10は、レンズ部1、レンズ制御装置2、固体撮像装置3、駆動回路4、メモリ5、信号処理回路6、記録装置7、表示装置8、および制御装置9を備える。

図11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1はズームレンズやフォーカスレンズを備えており、被写体からの光を固体撮像装置3の受光面に被写体像として結像する。レンズ制御装置2は、レンズ部1のズーム、フォーカス、絞りなどを制御する。レンズ部1を介して取り込まれた光は固体撮像装置3の受光面で結像される。固体撮像装置3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。固体撮像装置3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。

駆動回路4は、固体撮像装置3を駆動し、その動作を制御する。メモリ5は、画像データを一時的に記憶する。信号処理回路6は、固体撮像装置3から出力された画像信号に対して、予め定められた処理を行う。信号処理回路6によって行われる処理には、画像信号の増幅、画像データの各種の補正、画像データの圧縮などがある。

記録装置7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って構成されており、着脱可能な状態でデジタルカメラ10に内蔵される。表示装置8は、動画像（ライブビュー画像）の表示、静止画像の表示、記録装置7に記録された動画像や静止画像の表示、デジタルカメラ10の状態の表示などを行う。

制御装置9は、デジタルカメラ10全体の制御を行う。制御装置9の動作は、デジタルカメラ10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。制御装置9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。

本発明に係る読出し部は例えば水平信号読出し回路400に対応し、読出し制御部は例えば垂直走査回路300に対応する。また、本発明に係る露光制御部は、例えば垂直走査回路300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を複数のグループに区分し、その区分したグループ単位で、前記グループに属する画素から静止画用信号を読み出し、さらに、前記静止画用信号を読み出す期間の合間において、前記複数の画素のうちのいずれかから動画用信号を読み出す読出し手段と、
前記静止画用信号の読出しにあたって、前記画素内に設けられた複数の読出し回路のうちのいずれかの読出し回路である第１の読出し回路により静止画用信号を読み出す一方、前記動画用信号の読出しにあたって、前記複数の読出し回路のうち前記第１の読出し回路とは異なる他の読出し回路である第２の読出し回路により動画用信号を読み出すよう、前記静止画用信号および前記動画用信号の読出しを制御する読出し制御手段と、
を有す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単位で、前記グループに属する画素から静止画用信号を読み出し、さらに、前記静止画用信号を読み出す期間の合間において、前記複数の画素のうちのいずれかから動画用信号を読み出す読出し手段と、
前記静止画用信号の読出しにあたって、前記画素内に設けられた複数の蓄積部のうちのいずれかの蓄積部である第１の蓄積部から静止画用信号を読み出す一方、前記動画用信号の読出しにあたって、前記複数の蓄積部のうち前記第１の蓄積部とは異なる他の蓄積部である第２の蓄積部から動画用信号を読み出すよう、前記静止画用信号および前記動画用信号の読出しを制御する読出し制御手段と、
を有す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、
前記複数の画素を複数のグループに区分し、その区分したグループ単位で、前記グループに属する画素から静止画用信号を読み出し、さらに、前記静止画用信号を読み出す期間の合間において、前記複数の画素のうちのいずれかから動画用信号を読み出す読出し部と、
前記静止画用信号の読出しにあたって、前記画素内に設けられた複数の読出し回路のうちのいずれかの読出し回路である第１の読出し回路により静止画用信号を読み出す一方、前記動画用信号の読出しにあたって、前記複数の読出し回路のうち前記第１の読出し回路とは異なる他の読出し回路である第２の読出し回路により動画用信号を読み出すよう、前記静止画用信号および前記動画用信号の読出しを制御する読出し制御部と、
を有す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、
前記複数の画素を複数のグループに区分し、その区分したグループ単位で、前記グループに属する画素から静止画用信号を読み出し、さらに、前記静止画用信号を読み出す期間の合間において、前記複数の画素のうちのいずれかから動画用信号を読み出す読出し部と、
前記静止画用信号の読出しにあたって、前記画素内に設けられた複数の読出し回路のうちのいずれかの読出し回路である第１の読出し回路により静止画用信号を読み出す一方、前記動画用信号の読出しにあたって、前記複数の読出し回路のうち前記第１の読出し回路とは異なる他の読出し回路である第２の読出し回路により動画用信号を読み出すよう、前記静止画用信号および前記動画用信号の読出しを制御する読出し制御部と、
を有す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を複数のグループに区分し、その区分したグループ単位で、前記グループに属する画素から静止画用信号を読み出し、さらに、前記静止画用信号を読み出す期間の合間において、前記複数の画素のうちのいずれかから動画用信号を読み出すモジュールと、
前記静止画用信号の読出しにあたって、前記画素内に設けられた複数の読出し回路のうちのいずれかの読出し回路である第１の読出し回路により静止画用信号を読み出す一方、前記動画用信号の読出しにあたって、前記複数の読出し回路のうち前記第１の読出し回路とは異なる他の読出し回路である第２の読出し回路により動画用信号を読み出すよう、前記静止画用信号および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・・・レンズ部、2・・・レンズ制御装置、3・・・固体撮像装置、4・・・駆動回路、5・・・メモリ、6・・・信号処理回路、7・・・記録装置、8・・・表示装置、9・・・制御装置、10・・・デジタルカメラ、100，100a，100b・・・画素、101・・・フォトダイオード、102A，102B・・・転送トランジスタ、103A・・・第1電荷保持部、103B・・・第2電荷保持部、104A，104B，704・・・FDリセットトランジスタ、105A，105B，705・・・増幅トランジスタ、106A，106B，706・・・選択トランジスタ、107・・・PDリセットトランジスタ、150・・・電流源、200・・・画素部、300・・・垂直走査回路、350・・・列処理回路、400・・・水平信号読出し回路、500・・・ADC、600・・・ノイズ除去回路、610・・・フレームメモリ、620・・・減算器、708A，708B・・・FD選択トランジスタ

Claims

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単位で、前記グループに属する画素から静止画用信号を読み出し、さらに、前記静止画用信号を読み出す期間の合間において、前記複数の画素のうちのいずれかから動画用信号を読み出す読出し部と、
前記静止画用信号の読出しにあたって、前記画素内に設けられた複数の読出し回路のうちのいずれかの読出し回路である第１の読出し回路により静止画用信号を読み出す一方、前記動画用信号の読出しにあたって、前記複数の読出し回路のうち前記第１の読出し回路とは異なる他の読出し回路である第２の読出し回路により動画用信号を読み出すよう、前記静止画用信号および前記動画用信号の読出しを制御する読出し制御部と、
を有することを特徴とする読出し制御装置。
前記第１の読出し回路は、前記静止画用信号を生成するために発生した信号電荷を蓄積する第１の蓄積部を備え、
前記第２の読出し回路は、前記動画用信号を生成するために発生した信号電荷を蓄積する第２の蓄積部を備え、
前記読出し制御部は、前記第１の読出し回路内の前記第１の蓄積部に蓄積された信号電荷を前記静止画用信号として読み出す一方、前記第２の読出し回路内の前記第２の蓄積部に蓄積された信号電荷を前記動画用信号として読み出す
ことを特徴とする請求項１に記載の読出し制御装置。
１フレーム分の静止画を生成するための前記静止画用信号を読み出す期間を静止画用フレーム単位期間と定義したとき、
前記読出し制御部は、前記静止画用フレーム単位期間内において、前記第１の読出し回路内の前記第１の蓄積部から前記静止画用信号を読み出し、前記第２の読出し回路内の前記第２の蓄積部から前記動画用信号を読み出す
ことを特徴とする請求項２に記載の読出し制御装置。
前記静止画用信号は、静止画用のリセット信号と、静止画用の光信号とを含み、
前記静止画用フレーム単位期間は、前記静止画用のリセット信号を読み出すためのリセット期間と、前記静止画用の光信号を読み出すための光信号期間とを含み、
前記読出し制御部は、前記静止画用フレーム単位期間中の前記リセット期間内において、前記第１の読出し回路内の前記第１の蓄積部から前記静止画用のリセット信号を読み出し、前記第２の読出し回路内の前記第２の蓄積部から前記動画用信号を読み出す
ことを特徴とする請求項３に記載の読出し制御装置。
前記静止画用信号は、静止画用のリセット信号と、静止画用の光信号とを含み、
前記静止画用フレーム単位期間は、前記静止画用のリセット信号を読み出すためのリセット期間と、前記静止画用の光信号を読み出すための光信号期間とを含み、
前記読出し制御部は、前記静止画用フレーム単位期間中の前記光信号期間内において、前記第１の読出し回路内の前記第１の蓄積部から前記静止画用の光信号を読み出し、前記第２の読出し回路内の前記第２の蓄積部から前記動画用信号を読み出す
ことを特徴とする請求項３に記載の読出し制御装置。
前記読出し制御部は、前記静止画用フレーム単位期間中において、いずれかのグループに属する画素内の前記第１の蓄積部から前記静止画用信号を読み出し、その読み出した画素が属するグループの如何にかかわらず、前記複数の画素のうちのいずれかの画素内の前記第２の蓄積部から前記動画用信号を読み出すことを特徴とする請求項３に記載の読出し制御装置。
前記第１の読出し回路は、露光量に応じた信号電荷を発生する光電変換部からの信号電荷を前記第１の読出し回路内の前記第１の蓄積部に転送する第１の転送トランジスタを備え、
前記第２の読出し回路は、前記光電変換部からの信号電荷を前記第２の読出し回路内の前記第２の蓄積部に転送する第２の転送トランジスタを備え、
前記読出し制御部は、前記第１の転送トランジスタおよび前記第２の転送トランジスタを制御することで、前記静止画用信号および前記動画用信号の読出し先となる回路を選択する
ことを特徴とする請求項２に記載の読出し制御装置。
前記光電変換部および前記第２の蓄積部は、前記第２の転送トランジスタを介して接続され、さらに、前記第２の蓄積部は、蓄積された信号電荷をリセットするためのリセットトランジスタに接続されており、
前記読出し制御部は、前記第２の転送トランジスタおよび前記リセットトランジスタを経由して、前記光電変換部に蓄積された信号電荷をリセットする
ことを特徴とする請求項７に記載の読出し制御装置。
前記第１の蓄積部および前記第２の蓄積部は、蓄積された信号電荷をリセットするためのリセットトランジスタに接続されており、
前記読出し制御部は、前記リセットトランジスタを経由して、前記第１の蓄積部および前記第２の蓄積部に蓄積された信号電荷をリセットする
ことを特徴とする請求項２に記載の読出し制御装置。
前記第１の読出し回路は、前記第１の蓄積部を選択するための第１の選択制御トランジスタを備え、さらに、前記第１の蓄積部および前記リセットトランジスタは前記第１の選択制御トランジスタに接続され、
前記読出し制御部は、前記第１の選択制御トランジスタおよび前記リセットトランジスタを経由して、前記第１の蓄積部に蓄積された信号電荷をリセットする
ことを特徴とする請求項９に記載の読出し制御装置。
前記第２の読出し回路は、前記第２の蓄積部を選択するための第２の選択制御トランジスタを備え、さらに、前記第２の蓄積部および前記リセットトランジスタは前記第２の選択制御トランジスタに接続され、
前記読出し制御部は、前記第２の選択制御トランジスタおよび前記リセットトランジスタを経由して、前記第２の蓄積部に蓄積された信号電荷をリセットする
ことを特徴とする請求項９に記載の読出し制御装置。
前記第１の読出し回路および前記第２の読出し回路は、前記信号電荷に基づく信号を出力する垂直信号線に接続された共通の出力制御トランジスタを備え、さらに、前記第１の蓄積部および前記第２の蓄積部は前記出力制御トランジスタに接続され、
前記読出し制御部は、前記出力制御トランジスタを経由して、前記第１の蓄積部および前記第２の蓄積部に蓄積された信号電荷を、前記静止画用信号または前記動画用信号として読み出すよう制御する
ことを特徴とする請求項２に記載の読出し制御装置。
前記第１の読出し回路は、前記第１の蓄積部を選択するための第１の選択制御トランジスタを備え、さらに、前記第１の蓄積部および前記出力制御トランジスタは、前記第１の選択制御トランジスタに接続され、
前記読出し制御部は、前記第１の選択制御トランジスタおよび前記出力制御トランジスタを経由して、前記第１の蓄積部に蓄積された信号電荷を、前記静止画用信号として出力する
ことを特徴とする請求項１２に記載の読出し制御装置。
前記第２の読出し回路は、前記第２の蓄積部を選択するための第２の選択制御トランジスタを備え、さらに、前記第２の蓄積部および前記出力制御トランジスタは前記第２の選択制御トランジスタに接続され、
前記読出し制御部は、前記第２の選択制御トランジスタおよび前記出力制御トランジスタを経由して、前記第２の蓄積部に蓄積された電荷を、前記動画用信号として出力する
ことを特徴とする請求項１２に記載の読出し制御装置。
前記静止画用信号または前記動画用信号の読出し時に、複数の画素を一括露光するよう制御する露光制御部をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の読出し制御装置。
前記露光制御部は、前記静止画用信号の読出し時には全画素を一括露光し、前記動画用信号の読出し時には全画素よりも少ない画素を一括露光するよう制御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。
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単位で、前記グループに属する画素から静止画用信号を読み出し、さらに、前記静止画用信号を読み出す期間の合間において、前記複数の画素のうちのいずれかから動画用信号を読み出す読出し部と、
前記静止画用信号の読出しにあたって、前記画素内に設けられた複数の蓄積部のうちのいずれかの蓄積部である第１の蓄積部から静止画用信号を読み出す一方、前記動画用信号の読出しにあたって、前記複数の蓄積部のうち前記第１の蓄積部とは異なる他の蓄積部である第２の蓄積部から動画用信号を読み出すよう、前記静止画用信号および前記動画用信号の読出しを制御する読出し制御部と、
を有することを特徴とする読出し制御装置。
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単位で、前記グループに属する画素から静止画用信号を読み出し、さらに、前記静止画用信号を読み出す期間の合間において、前記複数の画素のうちのいずれかから動画用信号を読み出すステップと、
前記静止画用信号の読出しにあたって、前記画素内に設けられた複数の読出し回路のうちのいずれかの読出し回路である第１の読出し回路により静止画用信号を読み出す一方、前記動画用信号の読出しにあたって、前記複数の読出し回路のうち前記第１の読出し回路とは異なる他の読出し回路である第２の読出し回路により動画用信号を読み出すよう、前記静止画用信号および前記動画用信号の読出しを制御するステップと、
を有することを特徴とする読出し制御方法。
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単位で、前記グループに属する画素から静止画用信号を読み出し、さらに、前記静止画用信号を読み出す期間の合間において、前記複数の画素のうちのいずれかから動画用信号を読み出すステップと、
前記静止画用信号の読出しにあたって、前記画素内に設けられた複数の読出し回路のうちのいずれかの読出し回路である第１の読出し回路により静止画用信号を読み出す一方、前記動画用信号の読出しにあたって、前記複数の読出し回路のうち前記第１の読出し回路とは異なる他の読出し回路である第２の読出し回路により動画用信号を読み出すよう、前記静止画用信号および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。
行方向、列方向に二次元的に配列された複数の画素と、
前記複数の画素を複数のグループに区分し、その区分したグループ単位で、前記グループに属する画素から静止画用信号を読み出し、さらに、前記静止画用信号を読み出す期間の合間において、前記複数の画素のうちのいずれかから動画用信号を読み出す読出し部と、
前記静止画用信号の読出しにあたって、前記画素内に設けられた複数の読出し回路のうちのいずれかの読出し回路である第１の読出し回路により静止画用信号を読み出す一方、前記動画用信号の読出しにあたって、前記複数の読出し回路のうち前記第１の読出し回路とは異なる他の読出し回路である第２の読出し回路により動画用信号を読み出すよう、前記静止画用信号および前記動画用信号の読出しを制御する読出し制御部と、
を有することを特徴とする固体撮像装置。
行方向、列方向に二次元的に配列された複数の画素と、
前記複数の画素を複数のグループに区分し、その区分したグループ単位で、前記グループに属する画素から静止画用信号を読み出し、さらに、前記静止画用信号を読み出す期間の合間において、前記複数の画素のうちのいずれかから動画用信号を読み出す読出し部と、
前記静止画用信号の読出しにあたって、前記画素内に設けられた複数の読出し回路のうちのいずれかの読出し回路である第１の読出し回路により静止画用信号を読み出す一方、前記動画用信号の読出しにあたって、前記複数の読出し回路のうち前記第１の読出し回路とは異なる他の読出し回路である第２の読出し回路により動画用信号を読み出すよう、前記静止画用信号および前記動画用信号の読出しを制御する読出し制御部と、
を有することを特徴とする撮像装置。