JP2014120795A - 光電変換装置、光電変換システム、光電変換装置の駆動方法、光電変換システムの駆動方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 従来の光電変換装置では、明るい被写体と暗い被写体とが映り込んだ撮影シーンの測光において、ダイナミックレンジが不足して測光精度が低下する場合があった。
【解決手段】 １フレーム期間に、ｎ個の画素の光電変換信号を加算した信号を画素部から出力させ、
さらに１フレーム期間に、複数の画素の他の一部の画素に、ｎ個とは異なる数のｍ個の画素の光電変換信号を加算した信号を画素部から出力する光電変換装置である。
【選択図】 図２

Description

本発明は、光電変換装置、光電変換システム、光電変換装置の駆動方法に関する。

被写体からの光を光電変換する光電変換部を有する画素を有し、画素の出力する信号により、該被写体からの光の光量を測定する測光装置がある。特許文献１には、画素の出力する信号が、所定の範囲よりも大きい場合あるいは小さい場合に、光電変換部の電荷蓄積動作を繰り返す制御が記載されている。

特開２０１１−４８０５４号公報

特許文献１に記載の測光装置では、明るい被写体と暗い被写体とが映り込んだ撮影シーンの測光において、ダイナミックレンジが不足して測光精度が低下する場合があった。

本発明は、上記の課題を解決するために為されたものであり、その一の態様は、各々が被写体からの光を光電変換して電荷を蓄積する光電変換部を有し、前記電荷に基づく光電変換信号を出力する複数の画素を有する画素部と、制御部と、を有し、前記制御部が、１フレーム期間に、ｎ個の画素の前記光電変換信号を加算した信号と、前記ｎ個の画素とは別の画素であり、前記ｎ個とは異なる個数のｍ個の画素の前記光電変換信号を加算した信号と、を前記画素部から出力させることを特徴とする光電変換装置である。

また、別の態様は、各々が被写体からの光を光電変換して電荷を蓄積する光電変換部を有し、前記電荷に基づく光電変換信号を出力する複数の画素を有する画素部と、制御部と、を有し、前記制御部が、前記複数の画素の前記光電変換部に前記電荷を蓄積させ、さらに前記制御部が、ｎ個の画素の前記光電変換信号を加算した信号と、前記ｎ個の画素とは別の、前記ｎ個の画素と同一の期間に前記電荷が蓄積された画素であり、前記ｎ個とは異なる個数のｍ個の前記画素の前記光電変換信号を加算した信号と、を前記画素部から出力させることを特徴とする光電変換装置である。

また、別の態様は、各々が被写体からの光を光電変換して電荷を蓄積する光電変換部を有し、前記電荷に基づく光電変換信号を出力する複数の画素を有する画素部を有する光電変換装置の駆動方法であって、１フレーム期間に、ｎ個の画素の前記光電変換信号を加算した信号と、前記ｎ個の画素とは別の画素であり、前記ｎ個とは異なる個数のｍ個の画素の前記光電変換信号を加算した信号と、を前記画素部から出力させることを特徴とする光電変換装置の駆動方法である。

また、別の態様は、各々が被写体からの光を光電変換して電荷を蓄積する光電変換部を有し、前記電荷に基づく光電変換信号を出力する複数の画素を有する画素部を有する光電変換装置の駆動方法であって、前記複数の画素の前記光電変換部に前記電荷を蓄積させ、さらに、ｎ個の画素の前記光電変換信号を加算した信号と、前記ｎ個の画素とは別の、前記ｎ個の画素と同一の期間に前記電荷が蓄積された画素であり、前記ｎ個とは異なる個数のｍ個の前記画素の前記光電変換信号を加算した信号と、を前記画素部から出力させることを特徴とする光電変換装置の駆動方法である。

また、別の態様は、各々が被写体からの光を光電変換して電荷を蓄積する光電変換部を有し、前記電荷に基づく光電変換信号を出力する複数の画素を有する画素部を有する光電変換装置と、撮影画像を生成するための撮像信号を出力する撮像装置と、を有する光電変換システムの駆動方法であって、１フレーム期間に、ｎ個の画素の前記光電変換信号を加算した信号と、前記ｎ個の画素とは別の画素であり、前記ｎ個とは異なる個数のｍ個の画素の前記光電変換信号を加算した信号と、を前記画素部から出力させ、前記ｎ個の画素の前記光電変換信号を加算した前記信号と、前記ｍ個の画素の前記光電変換信号を加算した前記信号と、から前記撮像装置の露光量を決定することを特徴とする光電変換システムの駆動方法である。

本発明の光電変換装置は、同一の光量に対し、信号レベルの異なる複数の信号を１フレーム期間に出力することができる。これにより、１フレーム期間に光電変換装置から出力される信号のダイナミックレンジを拡大することができる。これにより、測光精度の向上した光電変換装置を提供することができる。

測光装置の構成の一例、測光センサの構成の一例、測光センサの動作の一例を示した図 画素部の構成の一例、測光センサの動作の一例、画素部の等価回路の一例を示した図 測光センサの動作の一例、測光処理部の動作の一例を示した図 測光処理部の動作の他の一例を示した図 画素部の構成の他の一例、画素部の等価回路の他の一例を示した図 測光センサの動作の一例、光電変換システムの一例を示した図 光電変換システムの一例を示した図

本明細書の光電変換装置とは、測光装置と、測光装置としても動作する撮像装置と、を含む名称である。

（実施例１）
図面を参照しながら、本実施例の測光装置について説明する。

図１（ａ）は、本実施例の測光装置の構成例を示した模式図である。図１（ａ）の測光装置は、測光センサ１、演算装置２を有する。演算装置２は、アナログ−デジタル変換部（以下Ａ／Ｄ部）４、メモリ５、測光処理部６、測光制御部７を有する。演算装置２は、本実施例の演算部である。

測光センサ１は、被写体からの光を光電変換して生成した光電変換信号に基づく信号を演算装置２に出力する。測光センサ１から演算装置２に出力された信号は、Ａ／Ｄ部４でアナログ−デジタル変換される。メモリ５は、デジタル信号に変換された信号を保持する。測光センサ１及びＡ／Ｄ部４の動作は、測光制御部７により制御される。更に、メモリ５は保持した信号を測光処理部６に出力し、測光処理部６は出力された信号に基づいて測光処理を行う。測光制御部７は、演算装置２の各部及び測光センサ１の制御を行う。

図１（ｂ）は、測光センサ１の構成例を示したものである。測光センサ１は、画素部１１、画素制御部１２、ＣＤＳ（Ｃｏｒｒｅｌａｔｅｄ Ｄｏｕｂｌｅ Ｓａｍｐｌｉｎｇ）回路１３、副走査回路１４、出力アンプ１５、タイミングジェネレータ（以下ＴＧ）１６を備えている。本実施例の画素信号処理部は、ＣＤＳ回路である。本実施例の制御部は、画素制御部１２である。本実施例のタイミング制御部は、ＴＧ１６である。

画素部１１は、光電変換部を備えた複数の画素が２次元状に並んで配置されている。画素制御部１２は、光電変換部に蓄積された電荷の読み出し、複数の光電変換部で蓄積された電荷の加算、光電変換部のリセットのそれぞれの制御を行う。画素部１１は、画素制御部１２の制御に基づいて、リセットレベルの信号と、被写体からの光を光電変換部が光電変換して生成した電荷に基づく光電変換信号とを出力する。ＣＤＳ回路１３は、複数の単位ＣＤＳ回路を含む。各単位ＣＤＳ回路は、画素部１１の１つの画素列又は複数の画素列毎に配置され、画素制御部１２によって読み出された信号をＣＤＳ処理する。具体的には、ＣＤＳ回路１３は、画素部１１からのリセットレベルの信号と光電変換信号との差、あるいは画素部１１からＣＤＳ回路１３に至る電気的経路が有する固有のオフセットを含むリセットレベルと光電変換信号との差を出力する。このＣＤＳ処理により、ＣＤＳ回路１３は、ノイズ成分の低減された光電変換信号を出力アンプ１５に出力する。副走査回路１４は、各列の単位ＣＤＳ回路に保持されているＣＤＳ処理後の光電変換信号を、各列の単位ＣＤＳ回路から順次出力させる。出力アンプ１５は、副走査回路１４により単位ＣＤＳ回路から出力された信号を増幅し、測光信号Ｖｏｕｔとして演算装置２に出力する。本実施例の増幅部は、出力アンプ１５である。測光信号Ｖｏｕｔは、画素部１１が出力する光電変換信号に基づく信号である。ＴＧ１６には外部からクロック信号ＣＬＫが与えられている。ＴＧ１６は、画素制御部１２、ＣＤＳ回路１３、副走査回路１４の動作を制御する。

図１（ｃ）は、測光信号Ｖｏｕｔと垂直同期信号ＶＤ、水平同期信号ＨＤとの関係を示すタイミング図である。ＴＧ１６が画素制御部１２に出力する垂直同期信号ＶＤをＨｉｇｈレベル（以下Ｈレベル）とすると、画素制御部１２は画素部１１から順次、ＣＤＳ回路１３にノイズレベルの信号と光電変換信号とを出力させる。垂直同期信号ＶＤがＬｏｗレベル（以下Ｌレベル）の期間、すなわち時刻ｔ１から時刻ｔ２までの期間が主走査ブランキング期間である。また、垂直同期信号ＶＤがＨレベルの期間、すなわち時刻ｔ２から時刻ｔ５までの期間が主走査信号期間である。１つの主走査ブランキング期間と、１つの主走査信号期間とを合わせた期間、すなわち時刻ｔ１から時刻ｔ５までの期間が主走査期間である。また、ＴＧ１６が副走査回路１４に出力する水平同期信号ＨＤをＨレベルとすると、副走査回路１４は各列の単位ＣＤＳ回路の保持した光電変換信号を順次、各列の単位ＣＤＳ回路から出力アンプ１５に出力させる。水平同期信号ＨＤがＨレベルの期間、すなわち時刻ｔ２から時刻ｔ４までの期間が、副走査信号期間である。また、垂直同期信号ＶＤがＨレベルとなってから、水平同期信号ＨＤがＨレベルとなるまでの期間、すなわち時刻ｔ２から時刻ｔ３までの期間が、副走査ブランキング期間である。１つの副走査ブランキング期間と、１つの副走査信号期間と、を合わせた期間、すなわち時刻ｔ２から時刻ｔ４までの期間が副走査期間である。１フレーム期間とは、垂直同期信号ＶＤがＨレベルからＬレベルになった時から、垂直同期信号ＶＤがＨレベルとなり再びＬレベルになるまでの期間である。つまり、垂直同期信号の１周期に相当する。図１（ｃ）の形態で言えば、時刻ｔ１から時刻ｔ５までの主走査期間が１フレーム期間である。尚、Ｈレベルの垂直同期信号ＶＤは、制御部である画素制御部１２に、画素部１１からＣＤＳ回路１３に複数画素の光電変換信号を加算した信号を出力させる第１の信号値の信号である。またＬレベルの垂直同期信号ＶＤは、第２の信号値の信号である。

図１（ｃ）に示したＶｏｕｔは図１の測光センサの測光信号Ｖｏｕｔを模式的に示したものである。単位ＣＤＳ回路に保持された光電変換信号は、クロック信号ＣＬＫに同期して出力アンプ１５に出力される。

図２（ａ）、図２（ｂ）は、複数の画素で生成した光電変換信号を加算して出力する場合の、画素と測光信号Ｖｏｕｔとの関係を示した図である。図２（ａ）は、測光センサ１の画素部１１の画素配列を模式化して表したものである。図２（ａ）では、１２行１６列、計１９２個の画素を配列した場合を示している。

ここで、図２（ａ）における画素部１１の区分けを、４行４列の画素で構成される第一領域１７（画素Ｐ１〜Ｐ４、画素Ｐ１７〜Ｐ２０、画素Ｐ３３〜Ｐ３６、画素Ｐ４９〜Ｐ５２）、第一領域１７の４行２列で構成される第二領域１８（画素Ｐ１、Ｐ２、Ｐ１７、Ｐ１８、Ｐ３３、Ｐ３４、Ｐ４９、Ｐ５０）、第一領域１７の残りの領域である第三領域１９（画素Ｐ３、Ｐ４、Ｐ１９、Ｐ２０、Ｐ３５、Ｐ３６、Ｐ５１、Ｐ５２）と定義する。第二領域１８では、２つの画素の光電変換信号を加算した信号をＣＤＳ回路１３に出力する。第三領域１９では、４つの画素の光電変換信号を加算した信号をＣＤＳ回路１３に出力する。

図２（ｂ）は、水平同期信号ＨＤ、クロック信号ＣＬＫ、測光信号Ｖｏｕｔのタイミング図を示している。図２（ｂ）のＶｏｕｔについては加算される光電変換信号を模式的に示している。例えば、Ｖｏｕｔ−１は、図２（ａ）における画素Ｐ１と画素Ｐ３３で生成した光電変換信号を加算した信号に基づく測光信号であることを示し、Ｖｏｕｔ−３は、図２（ａ）における画素Ｐ３、Ｐ１９、Ｐ３５及びＰ５１で生成した光電変換信号を加算した信号に基づく測光信号であることを示している。測光信号Ｖｏｕｔは、図２（ｂ）で示した形態ではＶｏｕｔ−４８から降順で順次出力される。

図２（ｃ）は、上述した画素部１１の第二領域１８及び第三領域１９において、それぞれ２画素及び４画素の光電変換信号の加算を行う等価回路の一例である。図２（ｃ）では、簡単のため上述した第一領域１７を示す４行４列の画素を図示している。図２（ｃ）において、画素Ｐ１は、フォトダイオード２１と、フォトダイオード２１に蓄積された電荷を転送するためのトランジスタ２２で構成されている。トランジスタ２２の制御ノードに、画素制御部１２から転送制御線３１を介して信号φＴＸが与えられる。図２（ｃ）の下部から１行目の画素に与えられる信号φＴＸ１−１、１−２と表記する。以下、図２（ｃ）の下部からｎ行目の画素に与えられる信号φＴＸｎ−１、ｎ−２と表記する。また、図２（ｃ）の下部からｎ行目を、単にｎ行目として表記する。また、図２（ｃ）の左からｍ列目を単にｍ列目として表記する。図２（ｃ）には、単位画素セル２０が１行４列設けられた図を示している。図２（ａ）に示した画素部１１は、３行１６列の単位画素セル２０が配列されていると言える。転送制御線３１は、１行目１列目、１行目２列目の画素のトランジスタ２２の制御ノードに電気的に接続されている。転送制御線３２は、１行目３列目、１行目４列目の画素のトランジスタ２２の制御ノードに電気的に接続されている。つまり、ｎ行目１列目、ｎ行目２列目の画素のトランジスタ２２の制御ノードは、共通の転送制御線に電気的に接続されている。同様に、ｎ行目３列目、ｎ行目４列目の画素のトランジスタ２２の制御ノードは、共通の転送制御線に電気的に接続されている。増幅トランジスタ２３の制御ノードは、４つの画素のトランジスタ２２に電気的に接続されている。単位画素セル２０は、１つの増幅トランジスタ２３と、該増幅トランジスタ２３の制御ノードに電気的に接続された４つの画素と、該増幅トランジスタ２３に電気的に接続された選択トランジスタ２５と、を有する。また、増幅トランジスタ２３の制御ノードは、リセットトランジスタ２７に電気的に接続されている。リセットトランジスタ２７は単位画素セル２０ごとに設けられている。リセットトランジスタ２７の制御ノードには、画素制御部１２からリセット制御線４０を介して信号φＲＥＳ１が与えられる。増幅トランジスタ２３は、増幅トランジスタ２３の制御ノードに与えられた電荷に基づく信号を選択トランジスタ２５に出力する。４列の選択トランジスタ２５の制御ノードには、画素制御部１２から共通の信号φＳＥＬ１が与えられる。画素制御部１２が信号φＳＥＬ１をＨレベルとすると、増幅トランジスタ２３の出力する信号が選択トランジスタ２５を介して垂直信号線２６に出力される。増幅トランジスタ２３の制御ノードは、フォトダイオード２１が生成する電荷が与えられる入力ノードである。また、増幅トランジスタ２３は、入力ノードの電位に基づいて信号を出力する信号出力部である。

図３（ａ）は、図２（ｂ）に示した動作を行う場合における、図２（ｃ）に示した画素の動作の一例を示したタイミング図である。

時刻ｔ３１に、画素制御部１２が信号φＲＥＳ１をＨレベルとすると、各リセットトランジスタ２７がオンとなり、各単位画素セル２０の増幅トランジスタ２３の制御ノードの電荷がリセットされる。その後、画素制御部１２は信号φＲＥＳ１をＬレベルとする。

時刻ｔ３２に、画素制御部１２が信号φＳＥＬ１をＨレベルとすると、１〜４列目の単位画素セル２０のそれぞれの選択トランジスタ２５がオンとなり、増幅トランジスタ２３の制御ノードのリセットされた電位に基づく信号が垂直信号線２６に出力される。この時に出力される信号が、単位画素セル２０のリセットレベルの信号である。

時刻ｔ３３に、画素制御部１２は、信号φＴＸ１−１、φＴＸ１−２、φＴＸ２−２、φＴＸ３−１、φＴＸ３−２、φＴＸ４−２をＨレベルとする。これにより、１列目の単位画素セル２０では、画素Ｐ１、Ｐ３３のフォトダイオード２１の生成した電荷が増幅トランジスタ２３の制御ノードに出力される。２列目の単位画素セル２０では、画素Ｐ２、Ｐ３４の生成した電荷が増幅トランジスタ２３の制御ノードに出力される。３列目の単位画素セル２０では、画素Ｐ３、Ｐ１９、Ｐ３５、Ｐ５１のフォトダイオード２１の生成した電荷が増幅トランジスタ２３の制御ノードに出力される。４列目の単位画素セル２０では、画素Ｐ４、Ｐ２０、Ｐ３６、Ｐ５２のフォトダイオード２１の生成した電荷が増幅トランジスタ２３の制御ノードに出力される。従って、１列目の単位画素セル２０では画素Ｐ１の光電変換信号と画素Ｐ３の光電変換信号とを加算した信号が垂直信号線２６に出力される。２列目の単位画素セル２０についても同様にして、画素Ｐ２の光電変換信号と画素Ｐ４の光電変換信号とを加算した信号が垂直信号線２８に出力される。３列目では画素Ｐ３、Ｐ１９、Ｐ３５、Ｐ５１のそれぞれの光電変換信号を加算した信号が垂直信号線２９に出力される。４列目の単位画素セル２０についても同様にして、画素Ｐ４、Ｐ２０、Ｐ３６、Ｐ５２の光電変換信号を加算した信号が垂直信号線３０に出力される。このようにして、１列目、２列目の単位画素セル２０からは２つの画素の光電変換信号を加算した信号がＣＤＳ回路１３に出力される。また、３列目、４列目の単位画素セル２０からは４つの画素の光電変換信号を加算した信号がＣＤＳ回路１３に出力される。

時刻ｔ３４に、画素制御部１２は信号φＳＥＬ１をＬレベルとする。本実施例の動作では、画素Ｐ１７、Ｐ１８、Ｐ４９、Ｐ５０の光電変換信号の出力は行わない。

その後、画素制御部１２は別行の単位画素セル２０に出力する信号φＳＥＬをＨレベルとする。

このようにして、本実施例の測光装置は、１つの主走査期間において、２つの画素の光電変換信号を加算した信号と、４つの画素の光電変換信号を加算した信号と、をそれぞれ得ることができる。

次に、図３（ｂ）を参照しながら、本実施例の測光装置が行う測光処理を説明する。ステップＳ１で測光処理が開始されると、ステップＳ２に進み、測光制御部７は測光センサ１の光電変換部に、被写体からの光を光電変換して生成する電荷の蓄積動作を開始させる。ステップＳ３では、測光センサ１から演算装置２に測光信号Ｖｏｕｔが出力される。Ａ／Ｄ部４が、測光センサ１の出力する測光信号Ｖｏｕｔをアナログ−デジタル変換する。そして、メモリ５は、Ａ／Ｄ部４がデジタル信号に変換した測光信号を保持する。ステップＳ４では、測光処理部６がメモリ５に保持されている測光信号を用いて測光演算を行う。ステップＳ５では、測光処理部６が、測光演算の結果に基づいて、ステップＳ２からステップＳ４で行った処理を有効として終了するか、無効としてもう一度ステップＳ２に測光処理を戻すかを選択する。測光処理を無効と判定した場合には、ステップＳ６で、次回測光用蓄積時間を算出する。この算出した蓄積時間をステップＳ２の測光センサ蓄積に反映し、再びステップＳ２の動作を行う。

図４（ａ）は、図３（ｂ）のステップＳ４で示した測光演算の処理を示したものである。図３（ｂ）でステップＳ４の測光演算に進むと、図４（ａ）のステップＳ１０の第二領域１８の演算が行われる。ステップＳ１０の第二領域１８の演算の後、ステップＳ１１の第三領域１９の演算が行われる。ステップＳ４の測光演算の処理は、ステップＳ１１の第三領域１９の演算の後に終了する。

本実施例の測光装置では、２つの画素の光電変換信号を加算した信号と、４つの画素の光電変換信号を加算した信号と、がそれぞれ１つの主走査期間に出力される。よって、仮に同一の光量の光が第一領域１７に入射した場合、第二領域１８からは第三領域１９よりも信号値の小さい測光信号が出力される。従って、４つの画素のフォトダイオード２１の加算した電荷が、増幅トランジスタ２３の制御ノードの保持可能な電荷量を越えている場合であっても、２つの画素の光電変換信号を加算した信号を測光演算に用いることができる場合がある。よって、測光センサ１の電荷蓄積動作の繰り返し回数を減らすことができる。これにより、被写体からの光の光量を測光する測光処理に要する時間を短縮することができる。

また、従来では、明るい被写体と暗い被写体とが同一シーンに存在する場合、明るい被写体に合わせて測光動作を行うと暗い被写体の信号レベルが低いため、暗い被写体を含めた測光を行うには、再度、暗い被写体に合わせた測光動作を行う必要があった。本実施例の測光装置では、２つの画素の光電変換信号を加算した信号に基づく第１画像と、４つの画素の光電変換信号を加算した信号に基づく第２画像と、を１フレーム期間に得ることに相当する。つまり、ダイナミックレンジの異なる２枚の画像を１フレーム期間に得ることに相当する。例えば、明るい被写体と暗い被写体とが同一シーンに存在する場合に、明るい被写体を２つの画素の光電変換信号を加算した信号に基づいて測光する。また、暗い被写体を４つの画素の光電変換信号を加算した信号に基づいて測光する。これにより、１フレーム期間で明るい被写体と暗い被写体の双方に対応した測光を行うことができるので、測光処理に要する時間を従来に比して短縮することができる。

また、測光センサ１から出力される測光信号の信号量は、複数の画素の光電変換信号を加算しない形態に比して本実施例の形態では少なくなる。これにより、演算装置２が行う測光処理に要する時間を、複数の画素の光電変換信号を加算しない形態に比して、短縮することができる。

本実施例では、連続する２列の画素が第二領域１８に含まれていた。また、連続する２列の画素が第三領域１９に含まれていた。本実施例はこの形態に限定されるものではなく、例えば、４列の第一領域１７において、１列の画素の第二領域１８と１列の画素の第三領域１９とが交互に並ぶ形態としても良い。また、本実施例では、列単位で第二領域１８と第三領域１９とを設定していたが、行単位で第二領域１８と第三領域１９を設定しても良い。また、第二領域１８と第三領域１９とをマトリクス状に設定しても良い。第二領域１８と第三領域１９との配置は、測光装置の使用用途に応じて適宜変更すればよい。例えば、測光センサの中央部に明るい被写体が映ることの多い用途の場合には、測光センサの中央部に第二領域１８を配置し、周辺部に第三領域１９を配置する形態であっても良い。また、本実施例では、複数行の画素で光電変換信号を加算する形態を述べたが、複数列の画素で光電変換信号を加算する形態であっても良い。

また、本実施例では、光電変換信号を加算する画素数を２画素と４画素としていたが、この組み合わせに限定されるものではない。つまり、ｎ個の画素の光電変換信号を加算した信号と、ｎ個とは異なる個数のｍ個の画素の光電変換信号を加算した信号とが同じ１フレーム期間に画素部１１から画素信号処理部に出力される形態であれば良い。

また、本実施例では、主走査信号期間の間、垂直同期信号ＶＤがＨレベルを維持する形態を示した。本実施例はこの形態に限定されるものではなく、垂直同期信号ＶＤが例えばクロック信号の１周期分のみＨレベルとなる形態であっても良い。この形態では、垂直同期信号ＶＤがＨレベルとなったことを受けて、画素制御部１２は画素部１１からＣＤＳ回路１３に光電変換信号の順次出力を開始する。この形態の場合、垂直同期信号ＶＤがＬレベルとなってからも、所定の画素の選択動作を終えるまで、前記画素制御部は前記画素の走査を行う。この形態においても、垂直同期信号ＶＤがＬレベルとなってから、次に垂直同期信号ＶＤがＨレベルとなって再びＬレベルとなるまでの期間に、主走査信号期間と主走査ブランキング期間とが含まれる。この１つの主走査信号期間と、１つの主走査ブランキング期間を含む期間が１フレーム期間である。

本実施例では、画素信号処理部の一例としてＣＤＳ回路を用いる形態を説明した。必ずしもＣＤＳを行う必要はなく、画素部１１から出力される光電変換信号を演算装置２に出力する形態であっても良い。

また、本実施例で説明した、ｎ個の画素の光電変換信号を加算した信号と、ｎ個とは異なる数のｍ個の画素の光電変換信号を加算した信号と、をそれぞれ１つの主走査期間に画素部１１が出力する動作と、複数の画素の光電変換信号を加算せずに、各画素の光電変換信号を測光信号として画素部１１が出力する動作と、をそれぞれ行うようにしても良い。例えば、複数の画素の光電変換信号を加算せずに、各画素の光電変換信号を測光信号として出力する動作を行う。演算装置２は測光センサ１から出力された測光信号によって、撮影シーンの検出を行う。そして、検出された撮影シーンに基づいて、ｎ個の画素の光電変換信号を加算した信号と、ｍ個の画素の光電変換信号を加算した信号と、をそれぞれ１つの主走査期間に出力する動作を行う。測光制御部７は、検出された撮影シーンに基づいて、ｎ個とｍ個の個数を設定したり、第二領域１７、第三領域１８の配置を設定したりしても良い。例えば、人物が存在する撮影シーンで人物に注目した測光処理を行う場合には、人物が映り込む領域に第二領域１７を多く配置する。これにより、人物が映り込む領域の測光処理の解像度を他の領域よりも高めて測光処理を行うことができる。

（実施例２）
本実施例の測光装置を、図面を参照しながら説明する。

本実施例の測光装置の構成は実施例１と同様とすることができる。本実施例の測光装置は、実施例１の測光装置とは動作が異なる。

図４（ｂ）に、本実施例の測光演算を示す。図４（ｂ）に示した測光演算の処理は、図３（ｂ）のステップＳ４に対応する。

測光処理部６は、ステップＳ２０でメモリ５に保持されている測光データのうち、第二領域１８の測光信号に対して最大値及び最小値をそれぞれ取得する。次に、ステップＳ２１で第三領域１９の測光信号に対して最大値及び最小値を取得して、ステップＳ４の測光演算の処理を終了する。

そして、測光処理部６は、ステップＳ５において、ステップＳ４の測光演算で取得した、第二領域１８と第三領域１９のそれぞれの最大値、最小値に基づいて、ステップＳ２からステップＳ４で行った処理を有効として終了するか否かを判定する。

本実施例の測光装置は、実施例１と同様の効果を有する。さらに本実施例によれば、第二領域１８、第三領域１９のそれぞれの最大値、最小値に基づいて、ステップＳ５の測光処理の有効判定を行う。これにより、実施例１の測光装置に比して、ステップＳ５の測光処理の有効判定の精度を向上することができる。

次に、測光装置を有する光電変換システムについて図３（ｃ）を参照しながら説明する。

図３（ｃ）において、光電変換システムはレンズの保護のためのバリア１５１、被写体の光学像を本実施例の撮像装置１５４に結像させるレンズ１５２、レンズ１５２を通った光量を可変にするための絞り１５３を有する。さらに光電変換システムは、撮像装置１５４より出力される信号の処理を行う出力信号処理部１５５を有する。撮像装置１５４から出力される信号は、被写体を撮影した撮影画像を生成するための撮像信号である。出力信号処理部１５５は撮像装置１５４から出力される撮像信号を必要に応じて各種の補正、圧縮を行って処理する。レンズ１５２、絞り１５３は撮像装置１５４に光を集光する光学系である。

図３（ｃ）に例示した光電変換システムはさらに、画像データを一時的に記憶する為のバッファメモリ部１５６、外部コンピュータ等と通信する為の外部インターフェース部１５７を有する。さらに光電変換システムは、撮像データの記録または読み出しを行う為の半導体メモリ等の着脱可能な記録媒体１５９、記録媒体１５９に記録または読み出しを行うための記録媒体制御インターフェース部１５８を有する。さらに光電変換システムは、各種演算とデジタルスチルカメラ全体を制御する全体制御・演算部１５１０を有する。

そして、図３（ｃ）に例示した光電変換システムは測光装置１５１１を有する。測光装置１５１１の測光制御部７は、全体制御・演算部１５１０から出力される信号に基づいて動作する。測光装置１５１１から、全体制御・演算部１５１０に測光データが出力される。全体制御・演算部１５１０は、測光装置１５１１から出力された測光データに基づいて、撮像装置１５４の露光量を決定する。この露光量とは、撮像装置のシャッターを開いている期間、絞り１５２の絞り量、撮像装置１５４の感度等を指す。

この光電変換システムが有する測光装置１５１１は、本実施例で述べた形態とすることができる。これにより、本実施例の光電変換システムの測光装置においても、本実施例で述べた効果を得ることができる。さらに本実施例の測光装置は、測光処理の有効判定の精度を実施例１よりも向上できる。よって本実施例の測光装置は、測光装置から無効な測光データの出力を実施例１の形態よりも低減することができる。従って、撮像装置１５４の露光量を適切な値にしやすくできる効果を有する。

尚、本実施例で述べた光電変換システムは、測光装置１５１１がＡ／Ｄ部４、メモリ５、測光処理部６、測光制御部７を有する形態を示した。本実施例の光電変換システムはこの形態に限定されるものではない。例えばＡ／Ｄ部４、メモリ５、測光処理部６を出力信号処理部１５５が有し、測光制御部７を全体制御・演算部１５１０が有する形態であっても良い。

測光センサ１からの測光信号が出力信号処理部１５５に出力される場合には、演算部は出力信号処理部１５５である。また、測光センサ１から測光信号が全体制御・演算部１５１０に出力される場合には、演算部は全体制御・演算部１５１０である。

（実施例３）
本実施例の測光装置を、図面を参照しながら説明する。

本実施例の測光装置の構成は実施例１と同様とすることができる。本実施例では、測光演算の処理が実施例２とは異なる。

図４（ｃ）に、本実施例の測光演算を示す。図４（ｃ）に示した測光演算の処理は、図３（ｂ）のステップＳ４に対応する。

本実施例の測光処理部６は、ステップＳ３０でメモリ５に保持されている第二領域１８の測光信号を、さらにｓ個の画素群に分割し、ｓ個のそれぞれの画素群について最大値及び最小値を取得する。同様に、測光処理部６は、ステップＳ３０でメモリ５に保持されている第三領域１９の測光信号を、さらにｔ個の画素群に分割し、ｔ個のそれぞれの画素群について最大値及び最小値を取得する。このｓ個、ｔ個の画素群への分割は、被写体の輝度の分布に基づいて各画素群の単位画素セル数を変えて行っても良いし、各画素群に均等な数の単位画素セルが含まれるように行っても良い。本実施例のｓ個の画素群は第一の画素群、ｔ個の画素群は第二の画素群である。

本実施例の測光装置は、実施例１と同様の効果を有する。さらに本実施形態によれば、第二領域１８及び第三領域１９のそれぞれを複数の画素群に分割し、各画素群の最大値と最小値を取得する。これにより、例えば、同一シーンで輝度が大きく異なる物体が存在するような複雑な被写体に対して、ステップＳ５の測光処理の有効判定の精度を実施例２よりも向上できる効果を有する。

（実施例４）
本実施例の測光装置を、図面を参照しながら説明する。本実施例の測光装置は、測光演算の処理が実施例２とは異なる。

図５（ａ）に、本実施例の測光演算を示す。図５（ａ）に示した測光演算の処理は、図３（ｂ）のステップＳ４に対応する。

測光処理部６は、メモリ５に保持されている測光信号のうち、ステップＳ４０で第三領域１９の測光信号の最大値を取得する。測光処理部６はステップＳ４１で、ステップＳ４０で得た第三領域１９の最大値が測光信号の飽和レベル以上か飽和レベル未満かを判定する飽和判定を行う。測光処理部６は、ステップＳ４０で得た第三領域１９の最大値が飽和レベルに達していない場合、ステップＳ４１を否定判定してステップＳ４４に測光演算の処理を進める。ステップＳ４０で得た最大値が飽和レベルに達している場合には、ステップＳ４１を肯定判定してステップＳ４２に測光演算の処理を進める。

ステップＳ４１を否定判定した場合、測光処理部６は、ステップＳ４４において、メモリ５に保持されている測光信号のうち、第三領域１９の測光信号の最小値を取得する。そして、測光処理部６は、ステップＳ４の測光演算の処理を終了する。

ステップＳ４１を肯定判定した場合、測光処理部６は、ステップＳ４２において、メモリ５に保持されている測光信号のうち、第二領域１８の測光信号の最大値を取得する。測光処理部６は、ステップＳ４３で、ステップＳ４２で得た第二領域１８の最大値が飽和レベル以上か飽和レベル未満かを判定する飽和判定を行う。測光処理部６は、ステップＳ４２で得た第二領域１８の最大値が飽和レベル未満の場合、ステップＳ４３を否定判定してステップＳ４５に測光演算の処理を進める。ステップＳ４２で得た最大値が飽和レベル以上の場合には、測光処理部６は、ステップＳ４３を肯定判定して、ステップＳ４の測光演算の処理を終了する。

ステップＳ４３を否定判定した場合、測光処理部６は、ステップＳ４５において、ステップＳ４０でメモリ５に保持されている測光信号のうち、第二領域１８の測光信号の最小値を取得する。

本実施例の形態では、第二領域１８、第三領域１９の測光信号の最大値が共に飽和レベル以上の場合には、第二領域１８、第三領域１９のそれぞれの最小値を取得せずに測光演算の処理を終了する。そして、測光処理部６は、図３（ｂ）に示したステップＳ５の判定を否定判定し、ステップＳ６に処理を進める。測光処理部６はステップＳ６で、先のステップＳ２で測光センサ１が蓄積を行った電荷量よりも、次回の測光センサ１の蓄積によって生成する電荷量が少なくなるように、次回測光用蓄積時間を算出する。

本実施例の形態では、第二領域１８、第三領域１９の測光信号の最大値が共に飽和レベル以上の場合には、再度、測光センサ１の電荷の蓄積をやり直すことができる。これにより、測光装置が、飽和レベルの信号に基づいて行った測光処理で得た測光データを出力することが少なくなる。また、第二領域１８、第三領域１９の測光信号が共に飽和レベル以上の場合、第二領域１８、第三領域１９の各々の最小値を取得する処理を行わない。これにより、第二領域１８、第三領域１９の測光信号が共に飽和レベル以上の場合、次回のステップＳ４の測光演算の処理に要する期間を、第二領域１８、第三領域１９の各々の最小値を取得する形態に比して短縮することができる。そして、測光処理部６は図３（ｂ）に示したステップＳ５の判定を否定判定し、ステップＳ６に処理を進める。これにより、第二領域１８、第三領域１９の測光信号が共に飽和レベル以上の場合、測光処理部６は、次回のステップＳ２の測光センサ蓄積を、第二領域１８、第三領域１９の各々の最小値を取得する形態よりも早く開始することができる。

本実施例で述べた飽和レベルとは、例えば、増幅トランジスタ２３の制御ノードが保持できる電荷量の最大値に基づいて設定しても良い。他の飽和レベルの決定の仕方として、例えば、増幅トランジスタ２３の制御ノードに保持可能な電荷量の８０％の電荷量が該制御ノードに保持された場合に単位画素セル２０から出力される光電変換信号の信号値としても良い。また、他の飽和レベルの決定の仕方として、単位画素セル２０の出力する信号の白飛び判定に用いる閾値を飽和レベルの光電変換信号の信号値としても良い。

また、第三領域１８の最大値は飽和レベル未満であり、第二領域１７の最大値が飽和レベル以上の場合は、測光処理部６はステップＳ５を否定判定としても良い。あるいは、測光処理部６は例えば被写体のシーンに応じてステップＳ５の判定結果を変えても良い。つまり、被写体の注目したい領域において、第三領域１８の最大値は飽和レベル未満であり、第二領域１７の最大値が飽和レベル以上の場合には、精度よく測光処理を行うためにステップＳ５を否定判定し、ステップＳ６を介してステップＳ２に測光処理を戻す形態であっても良い。

（実施例５）
本実施例の測光装置を、実施例４とは異なる部分を中心に、図面を参照しながら説明する。

図５（ｂ）に、本実施例の測光演算を示す。図５（ｂ）に示した測光演算の処理は、図３（ｂ）のステップＳ４に対応する。

測光処理部６はメモリ５が保持している測光信号のうち、ステップＳ５０で第二領域１８の測光信号の最大値を取得する。

そして、測光処理部６はステップＳ５１で、ステップＳ５０で得た第二域の最大値が飽和レベル以上か飽和レベル未満かを判定する飽和判定を行う。

ステップＳ５１を肯定判定した場合、測光処理部６は、測光演算の処理を終了する。そして、測光処理部６は、図３（ｂ）に示したステップＳ５の判定を否定判定し、ステップＳ６に処理を進める。

ステップＳ５１を否定判定した場合、測光処理部６は、ステップＳ５２に測光演算の処理を進める。

測光処理部６は、メモリ５に保持されている測光信号のうち、ステップＳ５２で第二領域１８の測光信号の最小値を取得する。その後、測光処理部６は、ステップＳ５３に測光演算の処理を進める。

測光処理部６は、メモリ５に保持されている測光信号のうち、ステップＳ５３で第三領域１９の測光信号の最大値を取得する。その後、測光処理部は、ステップＳ５４に測光演算の処理を進める。

測光処理部６は、ステップＳ５４で、ステップＳ５３で得た第二域の最大値が飽和レベル以上か飽和レベル未満かを判定する飽和判定を行う。

ステップＳ５４を肯定判定した場合、測光処理部６は、測光演算の処理を終了する。ステップＳ５４を肯定判定して測光演算の処理を終了した場合、測光処理部６は図３（ｂ）に示したステップＳ５の判定を否定判定し、ステップＳ６に処理を進める。

ステップＳ５４を否定判定した場合、測光処理部６は、ステップＳ５５に測光演算の処理を進める。

測光処理部６は、メモリ５に保持されている測光信号のうち、ステップＳ５５で第三領域１９の測光信号の最小値を取得する。その後、測光処理部６は、測光演算の処理を終了する。

本実施例の形態でも、実施例４で述べたのと同様の効果を得ることができる。また、本実施例の形態は、第二領域１８の測光信号の最大値が飽和レベル以上の場合には、第三領域１９の測光信号の最大値も飽和レベル以上であることが多いことに着目したものである。従って、第二領域１８の測光信号の最大値が飽和レベル以上の場合には第三領域１９の測光信号の演算処理を省略し、測光演算の処理を終了する。これにより、第二領域１８の測光信号の最大値が飽和レベル以上の場合には、ステップＳ４の測光演算の処理に要する期間を実施例４の形態に比して短縮することができる。これにより、測光処理部６は、ステップＳ４の期間が短縮される分、次回のステップＳ２の測光センサ蓄積を実施例４の形態よりも早く開始することができる。

（実施例６）
本実施例の測光装置について、実施例１と異なる点を中心に、図面を参照しながら説明する。

本実施例の測光センサ１の各画素にはカラーフィルタを透過した光が入射する。図６（ａ）では、カラーフィルタの色であるＲ（Ｒｅｄ）、Ｇ（Ｇｒｅｅｎ）、Ｂ（Ｂｌｕｅ）を各画素の数字の前に付して表記している。図６（ａ）に示した形態では、各列の画素に同色のカラーフィルタが配されている。図６（ａ）では、第一領域１７には４行６列の画素が含まれる。第二領域１８は、第一領域１７のうちの４行３列の画素を含む。第三領域１９は、第一領域１７のうち、第二領域１８以外の４行３列の画素を含む。この形態においても、第二領域１８では、同列の２画素の光電変換信号を加算した信号に基づく測光信号、第三領域１９では、同列の４画素の光電変換信号を加算した信号に基づく測光信号が出力される。これにより、実施例１と同様の効果を得ることができる。

次に図６（ｂ）に、図６（ａ）とは異なるカラーフィルタ配列を有する測光センサ１を示す。図６（ｂ）に示した形態では、カラーフィルタをベイヤ―配列の形態としている。図６（ｂ）に示した形態では、第一領域１７は８行４列の画素を含む。第二領域１８は、８行２列の画素を含む。第三領域１９は、第一領域１７のうち、第二領域１８以外の８行２列の画素を含む。

図５（ｃ）に、図６（ｂ）に示した形態の第二領域１８及び第三領域１９において、それぞれ２画素及び４画素の光電変換信号の加算を行う等価回路の一例である。図５（ｃ）では、図２（ｃ）で示したものと同じ機能を有するものについては、図２（ｃ）で付した符号と同一の符号を付して表している。

図５（ｃ）の形態が図２（ｃ）と異なる点を説明する。図５（ｃ）の形態では、３列目において、１〜４行目の画素を有する単位画素セル２０の増幅トランジスタ２３の制御ノードと、５〜８行目の画素を有する単位画素セル２０の増幅トランジスタ２３の制御ノードと、の間の電気的経路の導通、非導通を切り替えるトランジスタ４２を有する。４列目についても、トランジスタ４２と同様の機能を有するトランジスタ４３を有する。トランジスタ４２、４３の制御ノードには共通の信号φＣＯＮがＴＧ１６から与えられる。ＴＧ１６が信号φＣＯＮをＨレベルとすると、トランジスタ４２、４３はオンとなる。これにより、１〜４行目の画素を有する単位画素セル２０の増幅トランジスタ２３の制御ノードと、５〜８行目の画素を有する単位画素セル２０の増幅トランジスタ２３の制御ノードとの間の電気的経路が導通する。また、図２（ｃ）では、各行に２本の転送制御線を設けていたが、図５（ｃ）の形態では、各行に１本の転送制御線を設けている。

次に、図７（ａ）を参照しながら図６（ｃ）で示した測光センサ１の動作について説明する。

時刻ｔ４０において、ＴＧ１６は信号φＳＥＬ１、φＳＥＬ２、φＲＥＳ１、φＲＥＳ２、φＴＸ１〜φＴＸ８をＬレベルとしている。ＴＧ１６はφＣＯＮをＨレベルとする。

時刻ｔ４１に、ＴＧ１６は、φＲＥＳ１、φＲＥＳ２をＨレベルとする。これにより、図６（ｃ）に示したすべての単位画素セル２０の増幅トランジスタ２３の制御ノードの電位がリセットされる。

時刻ｔ４２に、ＴＧ１６は、φＲＥＳ１、φＲＥＳ２をＬレベルとし、全ての単位画素セル２０の増幅トランジスタ２３の制御ノードのリセットを解除する。

時刻ｔ４３に、ＴＧ１６は、φＳＥＬ１をＨレベルとする。これにより、垂直信号線２６には、１〜４行目の画素を有する単位画素セル２０の選択トランジスタ２５からリセットレベルの信号が出力される。

時刻ｔ４４に、ＴＧ１６は、φＴＸ１、φＴＸ３、φＴＸ５、φＴＸ７をＨレベルとする。これにより、１列目の１〜４行目の単位画素セル２０からは画素Ｒ１１、Ｒ３１の光電変換信号を加算した信号が垂直信号線２６に出力される。また、２列目の１〜４行目の単位画素セル２０からは画素Ｇ１１、Ｇ３１の光電変換信号を加算した信号が垂直信号線２８に出力される。３列目の１〜４行目の単位画素セル２０からは、画素Ｒ１３、Ｒ３３、Ｒ５３、Ｒ７３の光電変換信号を加算した信号が垂直信号線２９に出力される。また、４列目の１〜４行目の単位画素セル２０からは、画素Ｇ１４、Ｇ３４、Ｇ５４、Ｇ７４の光電変換信号を加算した信号が垂直信号線３０に出力される。

時刻ｔ４５に、ＴＧ１６は、φＴＸ１、φＴＸ３、φＴＸ５、φＴＸ７をＬレベルとする。

時刻ｔ４６に、ＴＧ１６は、φＳＥＬ１をＬレベルとする。ＣＤＳ回路１３は、単位画素セル２０から出力された、複数画素の光電変換信号を加算した信号と、リセットレベルの信号との差の信号を出力アンプ１５に出力する。リセットレベルの信号は、時刻ｔ４３〜時刻ｔ４４の期間に出力された信号である。各単位ＣＤＳ回路の信号が出力アンプ１５に出力されると１つの副走査期間が終了する。その後、ＴＧ１６は、時刻ｔ４０〜ｔ４６の動作を行った第一領域１７とは別の第一領域１７から垂直信号線に順次信号を出力させる。

次に、時刻ｔ４０〜ｔ４６を含む第一の主走査期間の後に行う第二の主走査期間内の動作を説明する。

時刻ｔ４７に、ＴＧ１６は再びφＲＥＳ１、φＲＥＳ２をＨレベルとする。これにより、図６（ｃ）に示したすべての単位画素セル２０の増幅トランジスタ２３の制御ノードの電位がリセットされる。

時刻ｔ４８に、ＴＧ１６は、φＲＥＳ１、φＲＥＳ２をＬレベルとし、全ての単位画素セル２０の増幅トランジスタ２３の制御ノードのリセットを解除する。

時刻ｔ４９に、ＴＧ１６は、再びφＳＥＬ１をＨレベルとする。

時刻ｔ５０に、ＴＧ１６は、φＴＸ２、φＴＸ４、φＴＸ６、φＴＸ８をＨレベルとする。

これにより、１列目の１〜４行目の単位画素セル２０からは画素Ｇ２１、Ｇ４１の光電変換信号を加算した信号が垂直信号線２６に出力される。また、２列目の１〜４行目の単位画素セル２０からは画素Ｂ２２、Ｂ４２の光電変換信号を加算した信号が垂直信号線２８に出力される。３列目の１〜４行目の単位画素セル２０からは、画素Ｇ２３、Ｇ４３、Ｇ６３、Ｇ８３の光電変換信号を加算した信号が垂直信号線２９に出力される。また、４列目の１〜４行目の単位画素セル２０からは、画素Ｂ２４、Ｂ４４、Ｂ６４、Ｂ８４の光電変換信号を加算した信号が垂直信号線３０に出力される。

時刻ｔ５１に、ＴＧ１６は、φＴＸ２、φＴＸ４、φＴＸ６、φＴＸ８をＬレベルとする。

時刻ｔ５２に、ＴＧ１６は、φＳＥＬ１をＬレベルとする。ＣＤＳ回路１３は先の第一の主走査期間と同様に、単位画素セル２０から出力された、複数画素の光電変換信号を加算した信号と、リセットレベルの信号との差の信号を出力アンプ１５に出力する。

上記の通り、図６（ｃ）に示した測光センサ１では、第二領域１８からは同色のカラーフィルタを有する２画素の光電変換信号を加算した信号が出力される。同様に、第三領域１９からは同色のカラーフィルタを有する４画素の光電変換信号を加算した信号が出力される。これにより、本実施例においても実施例１と同様に、ｎ個の画素の光電変換信号を加算した信号と、ｎ個とは異なる個数のｍ個の画素の光電変換信号を加算した信号とが同じ１フレーム期間に画素部１１から画素信号処理部に出力される。これにより、本実施例の測光装置においても、実施例１と同様の効果を得ることができる。また、本実施例の測光センサと、実施例２〜４の測光演算の処理を組み合わせても良い。実施例２〜４の測光演算の処理を組み合わせた場合には、組み合わせた実施例２〜４のそれぞれで述べた効果を得ることができる。

また、本実施例では、時刻ｔ４７〜ｔ５２の動作を、第一の主走査期間の後の第二の主走査期間に行われる形態として説明した。本実施例はこの形態に限定されるものではなく、時刻ｔ４７〜ｔ５２の動作を第一の主走査期間に行う形態であっても良い。

本実施例では、カラーフィルタとしてＲ，Ｇ，Ｂの色を有する形態を説明したが、他の色のカラーフィルタを有する形態であっても良い。この場合においても、同色のカラーフィルタを有する画素同士で光電変換信号を加算するのが好適である。

（実施例７）
本実施例の光電変換システムについて、図７（ｂ）を参照しながら説明する。

本実施例の光電変換システムは、撮像装置１５４が撮影画像の取得を行うだけでなく、測光装置としても動作する形態である。撮像装置１５４の構成は、実施例５の図６（ａ）あるいは図６（ｂ）で示した形態とすることができる。全体制御・演算部１５１０は、撮像装置１５４に実施例５で述べた測光処理を行わせる。全体制御・演算部１５１０は、出力信号処理部１５５に撮像装置１５４から出力された測光データに基づいて、撮像装置１５４の露光量を決定する。そして、全体制御・演算部１５１０は、撮像装置１５４に決定された露光量に基づいて撮像動作を行わせる。

本実施例の光電変換システムの測光処理についても、実施例５に述べた測光処理と同様の効果を得ることができる。

１ 測光センサ
２ 演算装置
４ Ａ／Ｄ部
５ メモリ
６ 測光処理部
７ 測光制御部
１１ 画素部
１２ 画素制御部
１３ ＣＤＳ回路
１４ 副走査回路
１５ 出力アンプ
１６ ＴＧ（タイミングジェネレータ）

Claims (22)

1. 各々が被写体からの光を光電変換して電荷を蓄積する光電変換部を有し、前記電荷に基づく光電変換信号を出力する複数の画素を有する画素部と、
   制御部と、
   を有し、
   前記制御部が、１フレーム期間に、ｎ個の画素の前記光電変換信号を加算した信号と、前記ｎ個の画素とは別の画素であり、前記ｎ個とは異なる個数のｍ個の画素の前記光電変換信号を加算した信号と、を前記画素部から出力させることを特徴とする光電変換装置。
2. 前記複数の画素は、複数の行に分けて配されており、
   前記制御部は、前記行を選択して、前記画素部から前記複数の画素の前記光電変換信号を加算した前記信号を出力させ、
   前記１フレーム期間が、
   前記制御部が前記行の選択を終了して前記画素部から前記信号の出力を終了してから、前記制御部が再び前記行の選択を開始して前記制御部が前記行の選択を再び終了するまでの期間であることを特徴とする請求項１に記載の光電変換装置。
3. 前記光電変換装置は、前記制御部に垂直同期信号を出力するタイミング制御部をさらに有し、
   前記１フレーム期間が、前記垂直同期信号の１周期であることを特徴とする請求項１または２に記載の光電変換装置。
4. 各々が被写体からの光を光電変換して電荷を蓄積する光電変換部を有し、前記電荷に基づく光電変換信号を出力する複数の画素を有する画素部と、
   制御部と、
   を有し、
   前記制御部が、前記複数の画素の前記光電変換部に前記電荷を蓄積させ、
   さらに前記制御部が、
   ｎ個の画素の前記光電変換信号を加算した信号と、
   前記ｎ個の画素とは別の、前記ｎ個の画素と同一の期間に前記電荷が蓄積された画素であり、前記ｎ個とは異なる個数のｍ個の前記画素の前記光電変換信号を加算した信号と、
   を前記画素部から出力させることを特徴とする光電変換装置。
5. 前記画素はさらにカラーフィルタを有し、
   前記ｎ個の画素同士が同色のカラーフィルタを有し、
   前記ｍ個の画素同士が同色のカラーフィルタを有することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の光電変換装置。
6. 前記光電変換装置はさらに画素信号処理部を有し、
   前記画素部は、前記光電変換によって生成する電荷が与えられる入力ノードと、前記電荷が与えられた前記入力ノードの電位に基づいて信号を出力する信号出力部を有し、
   前記制御部は、前記入力ノードのリセットを行った電位に基づいて前記信号出力部からリセットレベルの信号を前記画素信号処理部に出力させ、
   前記画素信号処理部が、前記ｎ個の画素の前記光電変換信号を加算した前記信号と前記リセットレベルの前記信号との差の信号として、前記ｎ個の画素の前記光電変換信号を加算した前記信号に基づく信号を出力し、
   前記画素信号処理部が、前記ｍ個の画素の前記光電変換信号を加算した前記信号と前記リセットレベルの前記信号との差の信号として、前記ｍ個の画素の前記光電変換信号を加算した前記信号に基づく信号を出力することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の光電変換装置。
7. 前記画素部が複数の垂直信号線を有し、
   前記ｎ個の画素の前記光電変換信号を加算した信号と、前記ｍ個の画素の前記光電変換信号を加算した信号と、が互いに異なる前記垂直信号線に同時に出力されることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の光電変換装置。
8. 請求項１〜７のいずれかに記載の前記光電変換装置と、
   前記光電変換装置から前記複数の画素の前記光電変換信号を加算した前記信号に基づく前記信号が与えられる演算部と、を有する光電変換システムであって、
   前記演算部は、前記ｎ個の画素の前記光電変換信号を加算した前記信号に基づく前記信号と、前記ｍ個の画素の前記光電変換信号を加算した前記信号に基づく前記信号と、から前記光電変換装置の露光量を決定し、
   前記光電変換装置は、前記露光量に基づいて撮像を行うことを特徴とする光電変換システム。
9. 請求項１〜７のいずれかに記載の前記光電変換装置と、
   前記光電変換装置から前記複数の画素の前記光電変換信号を加算した前記信号に基づく前記信号が与えられる演算部と、
   撮影画像を生成するための撮像信号を出力する撮像装置と、
   を有する光電変換システムであって、
   前記演算部は、前記ｎ個の画素の前記光電変換信号を加算した前記信号に基づく前記信号と、前記ｍ個の画素の前記光電変換信号を加算した前記信号に基づく前記信号と、
   から前記撮像装置の露光量を決定することを特徴とする光電変換システム。
10. 前記ｍ個は、前記ｎ個よりも多い個数であり、
    前記演算部は、
    前記演算部は、前記ｎ個の画素の前記光電変換信号を加算した前記信号に基づく前記信号の最大値を取得し、前記最大値が、前記光電変換信号を加算した前記信号に基づく前記信号の飽和レベル以上の場合に、前記画素部に再び光電変換を行わせることを特徴とする請求項８または９に記載の光電変換システム。
11. 前記演算部は、前記ｎ個の画素の前記光電変換信号を加算した前記信号に基づく前記信号の最大値と最小値をそれぞれ取得し、
    前記演算部は、前記ｍ個の画素の前記光電変換信号を加算した前記信号に基づく前記信号の最大値と最小値をそれぞれ取得することを特徴とする請求項８〜１０のいずれかに記載の光電変換システム。
12. 前記画素部は、
    前記ｎ個の画素の前記光電変換信号を加算した前記信号を出力する第一の画素群を複数有し、
    さらに前記画素部は、
    前記ｍ個の画素の前記光電変換信号を加算した前記信号を出力する第二の画素群を複数有し、
    前記演算部は、複数の前記第一の画素群の各々の前記画素の前記光電変換信号を加算した前記信号の最大値と最小値をそれぞれ取得し、
    前記演算部は、複数の前記第二の画素群の各々の前記画素の前記信号を加算した前記信号の最大値と最小値をそれぞれ取得することを特徴とする請求項８〜１１のいずれかに記載の光電変換システム。
13. 各々が被写体からの光を光電変換して電荷を蓄積する光電変換部を有し、前記電荷に基づく光電変換信号を出力する複数の画素を有する画素部を有する光電変換装置の駆動方法であって、
    １フレーム期間に、ｎ個の画素の前記光電変換信号を加算した信号と、前記ｎ個の画素とは別の画素であり、前記ｎ個とは異なる個数のｍ個の画素の前記光電変換信号を加算した信号と、を前記画素部から出力させることを特徴とする光電変換装置の駆動方法。
14. 前記画素部は、前記画素が複数行設けられた前記複数の画素を有し、
    前記画素の行を選択して、前記画素部から前記複数の画素の前記光電変換信号を加算した前記信号を出力させ、
    前記１フレーム期間が、
    前記画素の行の選択を終了して前記画素部から前記信号の出力を終了してから、再び前記画素の行の選択を開始して前記画素の行の選択を再び終了するまでの期間であることを特徴とする請求項１３に記載の光電変換装置の駆動方法。
15. 各々が被写体からの光を光電変換して電荷を蓄積する光電変換部を有し、前記電荷に基づく光電変換信号を出力する複数の画素を有する画素部を有する光電変換装置の駆動方法であって、
    前記複数の画素の前記光電変換部に前記電荷を蓄積させ、
    さらに、
    ｎ個の画素の前記光電変換信号を加算した信号と、
    前記ｎ個の画素とは別の、前記ｎ個の画素と同一の期間に前記電荷が蓄積された画素であり、前記ｎ個とは異なる個数のｍ個の前記画素の前記光電変換信号を加算した信号と、
    を前記画素部から出力させることを特徴とする光電変換装置の駆動方法。
16. 前記ｎ個の画素の前記信号を加算した前記光電変換信号と、前記ｍ個の画素の前記光電変換信号を加算した前記信号と、から前記光電変換装置の露光量を決定し、
    前記光電変換装置は、前記露光量に基づいて撮像を行うことを特徴とする請求項１３〜１５のいずれかに記載の光電変換装置の駆動方法。
17. 前記ｍ個は、前記ｎ個よりも多い個数であり、
    前記ｎ個の画素の前記光電変換信号を加算した前記信号の最大値が飽和レベル以上の場合に、前記画素部に再び光電変換を行わせることを特徴とする請求項１３〜１６のいずれかに記載の光電変換装置の駆動方法。
18. 前記画素部の第一の画素群から前記ｎ個の画素の前記光電変換信号を加算した前記信号を出力させ、
    さらに前記画素部の第二の画素群から前記ｍ個の画素の前記光電変換信号を加算した前記信号を出力させ、
    複数の前記第一の画素群の各々の前記画素の前記光電変換信号を加算した前記信号の最大値と最小値をそれぞれ取得し、
    複数の前記第二の画素群の各々の前記画素の前記光電変換信号を加算した前記信号の最大値と最小値をそれぞれ取得することを特徴とする請求項１３〜１７のいずれかに記載の光電変換装置の駆動方法。
19. 各々が被写体からの光を光電変換して電荷を蓄積する光電変換部を有し、前記電荷に基づく光電変換信号を出力する複数の画素を有する画素部を有する光電変換装置と、
    撮影画像を生成するための撮像信号を出力する撮像装置と、
    を有する光電変換システムの駆動方法であって、
    １フレーム期間に、ｎ個の画素の前記光電変換信号を加算した信号と、前記ｎ個の画素とは別の画素であり、前記ｎ個とは異なる個数のｍ個の画素の前記光電変換信号を加算した信号と、を前記画素部から出力させ、
    前記ｎ個の画素の前記光電変換信号を加算した前記信号と、前記ｍ個の画素の前記光電変換信号を加算した前記信号と、から前記撮像装置の露光量を決定することを特徴とする光電変換システムの駆動方法。
20. 前記ｍ個は、前記ｎ個よりも多い個数であり、
    前記ｎ個の前記画素の前記光電変換信号を加算した前記信号の最大値が飽和レベル以上の場合に、前記画素部に再び光電変換を行わせることを特徴とする請求項１９に記載の光電変換システムの駆動方法。
21. 前記画素部の第一の画素群から前記ｎ個の画素の前記光電変換信号を加算した前記信号を出力させ、
    さらに前記画素部の第二の画素群から前記ｍ個の画素の前記光電変換信号を加算した前記信号を出力させ、
    複数の前記第一の画素群の各々の前記画素の前記光電変換信号を加算した前記信号の最大値と最小値をそれぞれ取得し、
    複数の前記第二の画素群の各々の前記画素の前記光電変換信号を加算した前記信号の最大値と最小値をそれぞれ取得することを特徴とする請求項１９または２０に記載の光電変換システムの駆動方法。
22. 前記光電変換システムの駆動方法はさらに、前記１フレーム期間とは別のフレーム期間に、
    前記複数の画素の各々の前記信号を前記画素部から出力させることを特徴とする請求項１９〜２１のいずれかに記載の光電変換システムの駆動方法。

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