JP2019140537A - 固体撮像素子、撮像装置及び撮像方法 - Google Patents

Abstract

【課題】良好な撮像を行い得る固体撮像素子、撮像装置及び撮像方法を提供する。【解決手段】光子の受光頻度に応じた頻度でパルスを発する複数のセンサ部と、センサ部から発せられる信号のパルス数をカウントする計数部であって、複数のセンサ部のうちの第１のセンサ部から発せられる信号のパルス数をカウントする第１のカウンタのカウント値が所定値に達した場合に、第１のセンサ部から発せられる信号のパルス数を、第１のセンサ部とは異なる第２のセンサ部から発せられる信号のパルス数をカウントする第２のカウンタによってカウントする第１の動作モードを備える計数部とを有している。【選択図】図１

Description

本発明は、固体撮像素子、撮像装置及び撮像方法に関する。

近年、ＣＭＯＳセンサ等の撮像素子によって得られた信号を用いて焦点検出等を行う撮像装置が提案されている。特許文献１では、撮像素子から得られた信号を用いて瞳分割方式の焦点検出を行う技術が提案されている。特許文献１では、撮像素子の画素毎に１つのマイクロレンズと２つのフォトダイオードとが設けられており、それぞれのフォトダイオードは、撮影レンズの互いに異なる瞳領域を通過した光を受光する。引用文献１では、２つのフォトダイオードからの出力信号を比較することによって焦点検出が行われ、２つのフォトダイオードからの出力信号を加算することによって撮像画像の生成が行われる。

また、新しい方式のイメージセンサとして、特許文献２に示すようなイメージセンサが提案されている。特許文献２に開示されたイメージセンサには、以下のような信号処理回路が各画素に備えられている。特許文献２では、光電変換素子で生成された電荷を蓄積する蓄積容量と、蓄積容量の電圧を基準電圧と比較し、両者が一致したときにパルスを出力する比較器と、比較器の出力により蓄積容量の電圧をリセット電圧に戻すリセット手段とが各画素に備えられている。

特開２００１−１２４９８４号公報 特開２０１５−１７３４３２号公報

しかしながら、従来の技術では、必ずしも良好な撮影を行い得ないことが懸念される。
本発明の目的は、良好な撮影を行い得る固体撮像素子、撮像装置及び撮像方法を提供することにある。

実施形態の一観点によれば、光子の受光頻度に応じた頻度でパルスを発する複数のセンサ部と、前記センサ部から発せられる信号のパルス数をカウントする計数部であって、前記複数のセンサ部のうちの第１のセンサ部から発せられる信号のパルス数をカウントする第１のカウンタのカウント値が所定値に達した場合に、前記第１のセンサ部から発せられる信号のパルス数を、前記第１のセンサ部とは異なる第２のセンサ部から発せられる信号のパルス数をカウントする第２のカウンタによってカウントする第１の動作モードを備える計数部とを有することを特徴とする固体撮像素子が提供される。

本発明によれば、良好な撮像を行い得る固体撮像素子、撮像装置及び撮像方法を提供することができる。

第１実施形態による固体撮像素子に備えられた単位画素を示す図である。 第１実施形態による固体撮像素子の動作を示すタイミングチャートである。 撮影レンズの射出瞳と単位画素との関係を示す概念図である。 第１実施形態による固体撮像素子に備えられた単位画素の出力特性の例を示す図である。 第１実施形態による固体撮像素子を示す図である。 第１実施形態による撮像装置を示すブロック図である。 第１実施形態による固体撮像素子を示す図である。 第２実施形態による固体撮像素子に備えられた単位画素を示す図である。 第２実施形態による固体撮像素子に備えられた単位画素のセンサ部のレイアウトを示す図である。 カウント上限値到達信号と制御信号との関係を示す図である。 第３実施形態による固体撮像素子に備えられている単位画素を示す図である。 第３実施形態による固体撮像素子の動作を示す図である。 第４実施形態による固体撮像素子を示す図である。

本発明の実施の形態について図面を用いて以下に説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、適宜変更可能である。また、以下に示す実施形態を適宜組み合わせるようにしてもよい。

［第１実施形態］
第１実施形態による固体撮像素子、撮像装置及び撮像方法について図１乃至図７を用いて説明する。

まず、本実施形態による固体撮像素子に備えられた単位画素１００について図１を用いて説明する。図１は、本実施形態による固体撮像素子に備えられた単位画素１００を示す図である。単位画素１００は、アバランシェフォトダイオード（以下、「ＡＰＤ」ともいう）１０１Ａ、１０１Ｂ、クエンチ抵抗１０２Ａ、１０２Ｂ、波形整形部１０３Ａ、１０３Ｂ、ＡＮＤゲート１０４Ａ、１０４Ｂを有する。単位画素１００は、ＯＲゲート１０５Ａ、１０５Ｂ及びカウンタ１０６Ａ、１０６Ｂを更に有する。

単位画素１００には、受光素子であるＡＰＤ１０１Ａ、１０１Ｂが２つ備えられている。ＡＰＤ１０１Ａのアノードは接地電位に接続されている。ＡＰＤ１０１Ａのカソードは、クエンチ抵抗１０２Ａの一端及び波形整形部１０３Ａの入力端子に接続されている。クエンチ抵抗１０２Ａの他端は、逆バイアス電位である所定の電位Ｖ_ＡＰＤに接続されている。このように、ＡＰＤ１０１Ａは、クエンチ抵抗１０２Ａを介して所定の電位Ｖ_ＡＰＤに接続されている。ＡＰＤ１０１Ｂのアノードは接地電位に接続されている。ＡＰＤ１０１Ｂのカソードは、クエンチ抵抗１０２Ｂの一端及び波形整形部１０３Ｂの入力端子に接続されている。クエンチ抵抗１０２Ｂの他端は、逆バイアス電位である所定の電位Ｖ_ＡＰＤに接続されている。このように、ＡＰＤ１０１Ｂは、クエンチ抵抗１０２Ｂを介して所定の電位Ｖ_ＡＰＤに接続されている。

光子の受光頻度に応じた頻度でパルスを発するセンサ部１０７Ａが、ＡＰＤ１０１Ａとクエンチ抵抗１０２Ａと波形整形部１０３Ａとによって構成されている。また、光子の受光頻度に応じた頻度でパルスを発するセンサ部１０７Ｂが、ＡＰＤ１０１Ｂとクエンチ抵抗１０２Ｂと波形整形部１０３Ｂとによって構成されている。なお、個々のセンサ部について説明する際には、符号１０７Ａ、１０７Ｂを用い、センサ部一般について説明する際には、符号１０７を用いる。

同一のマイクロレンズ３０１（図３参照）を透過した光が、ＡＰＤ１０１ＡとＡＰＤ１０１Ｂとによってそれぞれ受光される。これにより、射出瞳の互いに異なる領域を通過する光束に応じた信号を、ＡＰＤ１０１ＡとＡＰＤ１０１Ｂとにより取得し得る。２つのＡＰＤ１０１Ａ、１０１Ｂによってそれぞれ取得される信号は、ＡＰＤ１０１Ａ、１０１Ｂの後段に備えられた構成要素によって加算される。こうして単位画素１００によって取得される信号によって、画像信号が生成される。

ＡＰＤ１０１Ａ、１０１Ｂに光子が入射すると、アバランシェ増倍現象によって電荷が生ずる。アバランシェ像倍現象によって生じた電荷は、クエンチ抵抗１０２Ａ、１０２Ｂを介して排出される。

ＡＰＤ１０１Ａ、１０１Ｂへの光子の入射に応じた電荷の生成及び排出に応じて、波形整形部１０３Ａ、１０３Ｂにそれぞれ入力される信号ＡＰＤ＿Ａ、ＡＰＤ＿Ｂの電位が変化する。波形整形部１０３Ａ、１０３Ｂは、入力される信号に対してエッジ検出を行うとともに増幅を行うことにより、パルス状の信号を生成する。

なお、個々のＡＰＤについて説明する際には、符号１０１Ａ、１０１Ｂを用い、ＡＰＤ一般について説明する際には符号１０１を用いる。また、個々のクエンチ抵抗について説明する際には、符号１０２Ａ、１０２Ｂを用い、クエンチ抵抗一般について説明する際には、符号１０２を用いる。また、個々の波形整形部について説明する際には、符号１０３Ａ、１０３Ｂを用い、波形整形部一般について説明する際には、符号１０３を用いる。また、個々のカウンタについて説明する際には、符号１０５Ａ、１０５Ｂを用い、カウンタ一般について説明する際には、符号１０５を用いる。

ＡＰＤ１０１、クエンチ抵抗１０２及び波形整形部１０３は、ＡＰＤ１０１への光子の入射の有無をパルス信号に変換する１ビット型のＡＤ変換部（センサ部）として機能する。

ＡＮＤゲート１０４Ａには、波形整形部１０３Ａから出力される信号が供給される。また、ＡＮＤゲート１０４Ａには、カウント上限値到達信号Ｌ_Ａがカウンタ１０６Ａから供給される。カウント上限値到達信号Ｌ_Ａは、カウンタ１０６Ａのカウント値がカウント上限値に達したことを示す信号である。このため、波形整形部１０３Ａから出力されるパルス信号は、カウンタ１０６Ａのカウント値がカウント上限値に達した以降においては、ＯＲゲート１０５Ｂに供給される。カウント上限値とは、当該カウンタによってカウント可能な上限値である。

ＡＮＤゲート１０４Ｂには、波形整形部１０３Ｂから出力される信号が供給される。また、ＡＮＤゲート１０４Ｂには、カウント上限値到達信号Ｌ_Ｂがカウンタ１０６Ｂから供給される。カウント上限値到達信号Ｌ_Ｂは、カウンタ１０６Ｂのカウント値がカウント上限値に達したことを示す信号である。このため、波形整形部１０３Ｂから出力されるパルス信号は、カウンタ１０６Ｂのカウント値がカウント上限値に達した以降においては、ＯＲゲート１０５Ａに供給される。

ＯＲゲート１０５Ａは、カウンタ１０６Ａの入力端子にパルス信号ＰＬＳ＿Ａを供給する。ＯＲゲート１０５Ａには、波形整形部１０３Ａから出力される信号とＡＮＤゲート１０４Ｂから出力される信号とが供給される。ＯＲゲート１０５Ｂは、カウンタ１０６Ｂの入力端子にパルス信号ＰＬＳ＿Ｂを供給する。ＯＲゲート１０５Ｂには、波形整形部１０３Ｂから出力される信号とＡＮＤゲート１０４Ａから出力される信号とが供給される。

ＯＲゲート１０５Ａは、カウンタ１０６Ａのカウント値がカウント上限値に達する前においては、波形整形部１０３Ａから出力されるパルス信号をカウンタ１０６Ａに供給する。ＯＲゲート１０５Ｂは、カウンタ１０６Ｂのカウント値がカウント上限値に達する前においては、波形整形部１０３Ｂから出力されるパルス信号をカウンタ１０６Ｂに供給する。

カウンタ１０６Ａのカウント値がカウント上限値に達した際には、波形整形部１０３Ａから出力される信号がＡＮＤゲート１０４Ａを介してＯＲゲート１０５Ｂに入力される。このため、カウンタ１０６Ａのカウント値がカウント上限値に達した後においては、波形整形部１０３Ａから出力されるパルス信号と波形整形部１０３Ｂから出力されるパルス信号とを合成することにより得られる信号が、ＯＲゲート１０５Ｂから出力される。より具体的には、波形整形部１０３Ａと波形整形部１０３Ｂとのうちのいずれからパルス信号が出力された際に、ＯＲゲート１０５Ｂからパルス信号が出力される。

カウンタ１０６Ｂのカウント値がカウント上限値に達した際には、波形整形部１０３Ｂから出力される信号がＡＮＤゲート１０４Ｂを介してＯＲゲート１０５Ａに入力される。このため、カウンタ１０６Ｂのカウント値がカウント上限値に達した後においては、波形整形部１０３Ａから出力されるパルス信号と波形整形部１０３Ｂから出力されるパルス信号とを合成することにより得られる信号が、ＯＲゲート１０５Ａから出力される。より具体的には、波形整形部１０３Ａと波形整形部１０３Ｂとのうちのいずれからパルス信号が出力された際に、ＯＲゲート１０５Ａからパルス信号が出力される。

カウンタ１０６Ａは、ＯＲゲート１０５Ａから供給されるパルス信号の数をカウントし、カウント結果を示す信号Ａを単位画素１００の外部に出力する。カウンタ１０６Ｂは、ＯＲゲート１０５Ｂから供給されるパルス信号の数をカウントし、カウント結果を示す信号Ｂを単位画素１００の外部に出力する。

各々の単位画素１００に備えられたカウンタ１０６Ａ、１０６Ｂには、種々の駆動信号、例えばリセット信号、イネーブル信号等が供給される。カウンタ１０６のカウント値が、カウント上限値に達した以降においては、当該カウンタ１０６にパルス信号が新たに入力されても、当該カウンタ１０６のカウント値は変化しない。

このように、本実施形態では、カウンタ１０６Ａのカウント値がカウント上限値に達した場合には、カウンタ１０６Ａによってカウントされるはずだったパルス信号がカウンタ１０６Ｂによってカウントされる。一方、カウンタ１０６Ｂのカウント値がカウント上限値に達した場合には、カウンタ１０６Ｂによってカウントされるはずだったパルス信号がカウンタ１０６Ａによってカウントされる。このため、本実施形態によれば、カウンタ１０６Ａとカウンタ１０６Ｂとのうちのいずれかがカウント上限値に達した場合であっても、カウンタ１０６Ａとカウンタ１０６Ｂの両方がカウント上限値に達しない限り、パルス信号を良好にカウントすることができる。

次に、本実施形態による固体撮像素子に備えられた単位画素１００の動作について図２を用いて説明する。図２は、本実施形態による固体撮像素子に備えられた単位画素１００の動作を示すタイミングチャートである。図２には、画素部（画素アレイ）５０１（図５参照）に備えられた複数の単位画素１００のうちの１つの単位画素１００の動作が示されている。図２に示すような動作が複数の単位画素１００において並行して行われることにより、画素部５０１に結像される光学像に応じたデジタルの画像信号が取得される。

カウンタ１０６Ａ、１０６Ｂには、リセット信号ＣＮＴ＿ＲＳＴ、イネーブル信号ＣＮＴ＿ＥＮ等の駆動信号が適宜供給される。パルス状のリセット信号ＣＮＴ＿ＲＳＴが供給されると、カウンタ１０６Ａ、１０６Ｂのカウント値は０にリセットされる。また、Ｈレベルのイネーブル信号ＣＮＴ＿ＥＮが供給されている際、カウンタ１０６Ａ、１０６Ｂはパルス信号をカウントする。図２において、符号ＣＮＴ＿Ａはカウンタ１０６Ａのカウント値を示しており、符号ＣＮＴ＿Ｂはカウンタ１０６Ｂのカウント値を示している。なお、図２においては、説明の簡略化のため、０〜７の８段階でカウンタ１０６によってカウントが行われ、カウンタ１０６のカウント上限値が７である場合を例に説明するが、カウンタ１０６のカウント上限値は実際には十分に大きく設定される。

タイミングｔ２００において、カウンタ１０６Ａ、１０６Ｂに供給されるリセット信号ＣＮＴ＿ＲＳＴがＨレベルになると、カウンタ１０６Ａ、１０６Ｂのカウント値が０にリセットされる。

タイミングｔ２０１において、カウンタ１０６Ａ、１０６Ｂに供給されるリセット信号ＣＮＴ＿ＲＳＴがＬレベルになると、カウンタ１０６Ａ、１０６Ｂに対するリセットが終了する。タイミングｔ２０１においては、イネーブル信号ＣＮＴ＿ＥＮがＨレベルとなる。これにより、カウンタ１０６Ａ、１０６Ｂによるパルス信号のカウントが有効となる。こうして、ＡＰＤ１０１Ａ、１０１Ｂに入射する光子に応じたパルス信号をカウントする期間である撮像期間が開始される。

タイミングｔ２０２において、ＡＰＤ１０１Ａに光子が入射する。ＡＰＤ１０１Ａに光子が入射すると、アバランシェ増倍現象によって電荷が発生し、クエンチ抵抗１０２Ａを介して電荷が排出され、ＡＰＤ１０１Ａのカソードの電位が変化する。このため、信号ＡＰＤ＿Ａが再び一定の電位に戻るまでに、ある程度の時間を要する。波形整形部１０３Ａは、信号ＡＰＤ＿Ａの立下りエッジを検出し、短時間のパルス信号を出力する。波形整形部１０３Ａから出力されるパルス信号は、ＯＲゲート１０５Ａを介してカウンタ１０６Ａに入力され、カウンタ１０６Ａのカウント値が０から１に変化する。

タイミングｔ２０２〜ｔ２０３においては、カウンタ１０６Ａとカウンタ１０６Ｂのいずれもがカウント上限値に達していない。このため、波形整形部１０３Ａから出力されるパルス信号はカウンタ１０６Ａによってカウントされ、波形整形部１０３Ｂから出力されるパルス信号はカウンタ１０６Ｂによってカウントされる。

タイミングｔ２０３においては、カウンタ１０６Ａのカウント値が７となる。即ち、カウンタ１０６Ａのカウント値がカウント上限値に達する。このため、カウンタ１０６Ａから出力されるカウント上限値到達信号Ｌ_ＡがＨレベルとなる。

タイミングｔ２０３〜ｔ２０４においては、カウント上限値到達信号Ｌ_ＡがＨレベルとなっているため、波形整形部１０３Ａから出力されるパルス信号は、ＡＮＤゲート１０４Ａを介してＯＲゲート１０５Ｂに供給される。このため、波形整形部１０３Ａと波形整形部１０３Ｂとのうちのいずれかからパルス信号が出力された場合に、ＯＲゲート１０５Ｂからパルス信号ＰＬＳ＿Ｂが出力される。つまり、カウンタ１０６Ｂは、波形整形部１０３Ａと波形整形部１０３Ｂのいずれから出力されるパルス信号をもカウントし得る。

タイミングｔ２０４では、イネーブル信号ＣＮＴ＿ＥＮがＬレベルとなり、撮像期間が終了する。撮像期間が終了した際のカウンタ１０６Ａ、１０６Ｂのカウント値が、信号Ａ、信号Ｂとして単位画素１００の外部にそれぞれ出力される。

図２に示す例においては、ＡＰＤ１０１Ａのカウント上限値以上の数の光子がＡＰＤ１０１Ａに入射するため、カウンタ１０６Ａのカウント値がカウント上限値に達する。このため、図２に示す例においては、ＡＰＤ１０１Ａに入射した光子の数と信号Ａとは一致しない。また、カウンタ１０６Ａのカウント値がカウント上限値に達した後に、ＡＰＤ１０１Ａに入射した光子の数がカウンタ１０６Ｂによってカウントされるため、ＡＰＤ１０１Ｂに入射した光子の数と信号Ｂとは一致しない。しかし、信号Ａと信号Ｂとを加算することにより得られる信号は、ＡＰＤ１０１Ａ及びＡＰＤ１０１Ｂに入射した光子の総数と一致する。

次に、本実施形態による撮像装置によって行われる瞳分割方式の焦点検出について図３を用いて説明する。図３は、撮影レンズの射出瞳と単位画素との関係を示す概念図である。図３（ａ）は、光軸ＯＡ付近に配された単位画素１００に光束が入射する様子を示している。一方、図３（ｂ）は、光軸ＯＡから離れた位置に配された単位画素１００に光束が入射する様子を示している。

単位画素１００には、ＡＰＤ１０１Ａ及びＡＰＤ１０１Ｂが配されている。
図３（ａ）に示すように、射出瞳３００を通過した光束は、光軸ＯＡを中心とし、マイクロレンズ３０１とカラーフィルタ３０２とを通って、単位画素１００に入射する。射出瞳３００から単位画素１００までの距離は、瞳距離と称される。

射出瞳３００のうちの第１の領域である瞳領域３０３Ａを通過する光束は、ＡＰＤ１０１Ａに入射する。射出瞳３００のうちの第１の領域とは異なる第２の領域である瞳領域３０３Ｂを通過する光束は、ＡＰＤ１０１Ｂに入射する。従って、ＡＰＤ１０１ＡとＡＰＤ１０１Ｂとは、撮影レンズの射出瞳の互いに異なる領域を通過する光を受光する。このため、ＡＰＤ１０１Ａによって取得される信号とＡＰＤ１０１Ｂによって取得される信号とを比較することによって、位相差の検知を行うことが可能となる。なお、カウンタ１０６Ａとカウンタ１０６Ｂとのうちの少なくとも一方のカウント値がカウント上限値に達した場合には、これらのカウンタ１０６によって得られる信号を用いて位相差を正しく検出することはできない。このため、カウンタ１０６Ａとカウンタ１０６Ｂとのうちの少なくとも一方のカウント値がカウント上限値に達した場合には、当該カウンタ１０６が備えられた単位画素１００によって取得される信号Ａ及び信号Ｂは、位相差の検出には用いられない。

図３（ｂ）に示すように、光軸ＯＡから離れた位置に配される単位画素１００においては、単位画素１００の真上にマイクロレンズ３０１が配置されず、単位画素１００の真上からずれた位置にマイクロレンズ３０１を配置することが好ましい。基準となる瞳距離において、瞳領域３０３Ａを通過した光束がＡＰＤ１０１Ａに入射され、瞳領域３０３Ｂを通過した光束がＡＰＤ１０１Ｂに入射されるように、マイクロレンズ３０１の位置がずらされる。マイクロレンズ３０１の位置をこのように設定すると、光軸ＯＡから離れた位置に被写体が結像する場合であっても、撮像面位相差ＡＦを良好に行うことができる。しかし、瞳距離は、レンズの種類やズームの倍率に応じて異なる。瞳距離が変化すると、光軸ＯＡから離れた位置の単位画素１００においては、瞳領域３０３Ａに対してずれている領域を通過する光束がＡＰＤ１０１Ａに入射され、瞳領域３０３Ｂに対してずれている領域を通過する光束がＡＰＤ１０１Ｂに入射される。そして、ＡＰＤ１０１ＡとＡＰＤ１０１Ｂとにそれぞれ入射される光量には偏りが生ずる。

次に、本実施形態による固体撮像素子の出力特性について図４を用いて説明する。図４は、本実施形態による固体撮像素子に備えられた単位画素の出力特性の例を示す図である。図４において、信号Ａと信号Ｂとは破線を用いて示されている。また、図４において、信号Ａと信号Ｂとを合成することにより生成される合成信号は、実線を用いて示されている。また、図４には、本実施形態の手法を適用しない場合の信号Ｂと合成信号とが一点鎖線を用いて示されている。図４の横軸は入射光量を示しており、図４の縦軸は信号値を示している。図４には、ＡＰＤ１０１Ａの入射光量がＡＰＤ１０１Ｂの入射光量より多い場合の例が示されている。上述したように、光軸ＯＡから離れた位置の単位画素１００においては、このような光量の偏りが生じやすい。

図４における光量Ｘ１は、カウンタ１０６Ａのカウント値がカウント上限値に達する光量である。光量がＸ１の場合における合成信号の値は、Ｙ１である。図４における光量Ｘ２は、カウンタ１０６Ｂのカウント値がカウント上限値に達する光量である。光量がＸ２の場合における合成信号の値は、Ｙ２である。この際、合成信号の値Ｙ２は、カウンタ１０６Ａのカウント上限値とカウンタ１０６Ｂのカウント上限値とを加算することにより得られる値となる。

Ｘ１未満の光量においては、カウンタ１０６Ａのカウント値とカウンタ１０６Ｂのカウント値のいずれもがカウント上限値に達していないため、カウンタ１０６Ａとカウンタ１０６ＢとはＡＰＤ１０１Ａ、１０１Ｂに入射した光子をそれぞれカウントする。Ｘ１未満の光量においては、信号Ａと信号Ｂと合成信号とのいずれも線形性が保たれる。

Ｘ１〜Ｘ２の光量においては、カウンタ１０６Ａのカウント値がカウント上限値に達しているため、ＡＰＤ１０１Ａ、１０１Ｂに入射した光子はカウンタ１０６Ｂによってカウントされる。Ｘ１〜Ｘ２の光量においても、合成信号の線形性は保たれる。

Ｘ２以上の光量においては、カウンタ１０６Ａのカウント値とカウンタ１０６Ｂのカウント値のいずれもがカウント上限値に達しているため、信号Ａも信号Ｂも変化せず、従って、合成信号も変化しない。

本実施形態による手法が適用されない場合には、合成信号の線形性は光量がＸ１未満の場合でしか保たれない。これに対して、本実施形態では、合成信号の線形性がＸ１より大きいＸ２まで保たれる。つまり、本実施形態では、カウンタ１０６Ａのカウント値とカウンタ１０６Ｂのカウント値の両方がカウント上限値に達しない限り、良好な合成信号を得ることができる。このため、本実施形態によれば、より明るい被写体に対しても良好な画像を取得することが可能である。

次に、本実施形態による固体撮像素子の構成について図５を用いて説明する。図５は、本実施形態による固体撮像素子５００を示す図である。

固体撮像素子５００は、単位画素１００が行列状に多数配置された画素部５０１と、出力制御部５０２と、信号処理部５０３と、タイミング制御部５０４とを有する。出力制御部５０２には、画素部５０１に配された複数の単位画素１００の各々から信号Ａ及び信号Ｂが入力される。出力制御部５０２は、複数の単位画素１００の各々から供給される信号Ａ及び信号Ｂを、適宜選択して信号処理部５０３に出力する。

信号処理部５０３は、単位画素１００によって取得された信号Ａ及び信号Ｂに対して必要に応じて加算処理を行う。撮像面位相差ＡＦが行われない際には、信号Ａと信号Ｂとを別個に出力する必要はないため、信号Ａと信号Ｂとを加算することにより得られる合成信号が固体撮像素子５００の外部に出力される。

タイミング制御部５０４は、画素部５０１に対して駆動信号を供給する。また、タイミング制御部５０４は、出力制御部５０２を駆動するための信号、信号処理部５０３を駆動するための信号等を供給する。

次に、本実施形態による固体撮像素子を備えた撮像装置について図６を用いて説明する。図６は、本実施形態による撮像装置を示すブロック図である。図６に示すように、本実施形態による撮像装置６１０は、固体撮像素子５００と、レンズ制御部６０１と、制御部（全体制御演算部）６０３と、メモリ部６０４と、表示部６０５と、操作部６０６と、記録部６０７とを有する。撮像装置６１０には、撮影レンズ６００が備えられる。撮影レンズ６００は、撮像装置６１０のボディから着脱可能であってもよいし着脱不能であってもよい。制御部６０３、メモリ部６０４、表示部６０５、操作部６０６、及び、記録部６０７は、バスライン６０８を介して信号等を適宜入出力し得る。

固体撮像素子５００の撮像面には、撮影レンズ６００によって生成された光学像が結像される。固体撮像素子５００は、撮影レンズ６００によって撮像面に結像された光学像に対して光電変換を行うことにより、画像信号を生成する。

レンズ制御部６０１は、制御部６０３からの指示に基づいて、撮影レンズ６００に備えられた不図示のフォーカスレンズの駆動、撮影レンズ６００に備えられた不図示の絞りの駆動等を行う。

制御部６０３は、撮像装置６１０の全体の制御を司る。制御部６０３は、固体撮像素子５００に対する制御を行う。また、制御部６０３は、固体撮像素子５００から出力される画像信号に対して補正処理、現像処理等を行う。また、制御部６０３は、固体撮像素子５００から出力される信号、具体的には、上述したような信号Ａと信号Ｂとを用いて位相差検出を行う。制御部６０３は、位相差検出の結果に応じて、レンズ制御部６０１に対して、フォーカスレンズを駆動するための制御量を示す情報を供給する。

メモリ部６０４には、画像データが一時的に保持される。表示部６０５は、各種情報や撮影画像の表示を行う。操作部６０６は、ユーザが撮像装置６１０を操作するための各種のインターフェースである。制御部６０３は、操作部６０６を介して行われるユーザによる操作指示に基づいて、各機能ブロックを制御する。記録部６０７には、不図示の記録媒体が備えられる。記録媒体は、記録部６０７から着脱可能であってもよいし着脱不能であってもよい。記録媒体には、画像データ等が記録される。記録媒体としては、例えば半導体メモリ等を用い得る。

次に、本実施形態による固体撮像素子について図７を用いて説明する。図７（ａ）は、本実施形態による固体撮像素子の構造を示す斜視図である。図７（ｂ）は、本実施形態による固体撮像素子に備えられている単位画素を示す図である。図７（ｃ）は、本実施形態による固体撮像素子５００を示す断面図である。

図７（ａ）に示すように、本実施形態による固体撮像素子５００は、上部基板（第１の半導体チップ）７００と下部基板（第２の半導体チップ）７０１とを有する。撮影レンズ６００によって形成された光学像が、上部基板７００に備えられた部分画素部５０１Ａに結像される。

図７（ｂ）に示すように、単位画素１００は、センサ領域７０２と計数部７０３とを有する。センサ領域７０２は、上部基板７００に備えられた部分画素部５０１Ａに形成されている。計数部７０３は、下部基板７０１に形成されている。

図７（ａ）に示すように、複数のセンサ領域７０２が、上部基板７００に備えられた部分画素部５０１Ａに行列状に配されている。また、複数の計数部７０３が、下部基板７０１に備えられた部分画素部５０１Ｂに行列状に配されている。

図７（ｂ）に示すように、センサ領域７０２は、センサ部１０７Ａとセンサ部１０７Ｂとを有する。一方、計数部７０３は、ＡＮＤゲート１０４Ａ、１０４Ｂと、ＯＲゲート１０５Ａ、１０５Ｂと、カウンタ１０６Ａ、１０６Ｂとを含む。計数部７０３は、センサ部１０７Ａ、１０７Ｂから発せられる信号のパルス数をカウントする。

図７（ａ）に示すように、出力制御部５０２と、信号処理部５０３と、タイミング制御部５０４とは、下部基板７０１に配されている。

図７（ｃ）に示すように、上部基板７００には、配線層７０４が形成されている。上部基板７００のうちの配線層７０４が形成されている側とは反対の側、即ち、上部基板７００の裏面側には、マイクロレンズ３０１及びカラーフィルタ３０２が配されている。光子は、上部基板７００の裏面側から入射し、ＰＤ１０１Ａ、１０１Ｂに達する。

下部基板７０１には、配線層７０５が形成されている。上部基板７００の配線層７０４に備えられた接続電極７０６ａと、下部基板７０１の配線層７０５に備えられた接続電極７０６ｂとが、電気的に接続されている。即ち、上部基板７００と下部基板７０１とは、接続電極７０６ａ、７０６ｂを介して電気的に接続されている。

カウンタ１０６Ａ、１０６Ｂは、多ビットカウンタである。このため、計数部７０３は回路規模が大きい。しかし、センサ領域７０２が配されている上部基板７００とは別個の下部基板７０１に計数部７０３が配されているため、センサ領域７０２は十分な開口面積を確保することができる。

なお、固体撮像素子５００の構造は、上記に限定されるものではなく、適宜設定し得る。例えば、３つ以上の半導体チップを積層することによって固体撮像素子を構成してもよい。また、１つの半導体チップによって固体撮像素子を構成してもよい。また、上記実施形態では、上部基板７００の裏面側から光子が入射する場合を例に説明したが、上部基板７００の表面側、即ち、配線層７０４が形成されている側から光子が入射するようにしてもよい。また、固体撮像素子５００に用いられる複数の半導体チップを、異なるプロセスルールに従って製造するようにしてもよい。

また、本実施形態では、カウンタ１０６のカウント値がカウント上限値に達した場合に、カウント値がカウント上限値に達していないカウンタ１０６のみを用いてカウントを行う場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。例えば、カウンタ１０６のカウント値が予め設定された所定値に達した場合に、カウント値が所定値に達していないカウンタ１０６のみを用いてカウントを行うようにしてもよい。この場合、カウント値が所定値に達したカウンタ１０６においては、カウント値が所定値に達した以降は、パルス信号のカウントが行われない。

このように、本実施形態によれば、センサ部１０７Ａから出力される信号とセンサ部１０７Ｂから出力される信号とを用いて、良好に撮像面位相差ＡＦを行うことができる。しかも、本実施形態によれば、複数のセンサ部１０７のうちの第１のセンサ部から発せられる信号のパルス数をカウントする第１のカウンタのカウント値が所定値に達した場合に、計数部７０３が以下のような動作モードで動作し得る。即ち、第１のセンサ部から発せられる信号のパルス数が、第１のセンサ部とは異なる第２のセンサ部から発せられる信号のパルス数をカウントする第２のカウンタによってカウントされる動作モードで計数部７０３が動作し得る。このように、本実施形態では、カウンタ１０６Ａのカウント値とカウンタ１０６Ｂのカウント値の両方がカウント上限値に達しない限り、各々のセンサ部１０７Ａ、１０７Ｂから出力されるパルス信号を良好にカウントし得る。このため、本実施形態によれば、より良好に撮像を行うことができる。

［第２実施形態］
第２実施形態による固体撮像素子、撮像装置及び撮像方法について図８乃至図１０を用いて説明する。図１乃至図７に示す第１実施形態による固体撮像素子等と同一の構成要素には、同一の符号を付して説明を省略又は簡潔にする。

本実施形態による固体撮像素子は、単位画素８００が縦方向にも横方向にも分割されているものである。

次に、本実施形態による固体撮像素子に備えられた単位画素８００について図８を用いて説明する。図８は、本実施形態による固体撮像素子に備えられた単位画素８００を示す図である。

単位画素８００は、４つのセンサ部８０８Ａ〜８０８Ｄを有している。個々のセンサ部について説明する際には、符号８０８Ａ〜８０８Ｄを用い、センサ部一般について説明する際には、符号８０８を用いる。センサ部８０８Ａは、ＡＰＤ８０１Ａと、クエンチ抵抗８０２Ａと、波形整形部８０３Ａとを有する。センサ部８０８Ｂは、ＡＰＤ８０１Ｂと、クエンチ抵抗８０２Ｂと、波形整形部８０３Ｂとを有する。センサ部８０８Ｃは、ＡＰＤ８０１Ｃと、クエンチ抵抗８０２Ｃと、波形整形部８０３Ｃとを有する。センサ部８０８Ｄは、ＡＰＤ８０１Ｄと、クエンチ抵抗８０２Ｄと、波形整形部８０３Ｄとを有する。個々のＡＰＤについて説明する際には、符号８０１Ａ〜８０１Ｄを用い、ＡＰＤ一般について説明する際には符号８０１を用いる。個々のクエンチ抵抗について説明する際には符号８０２Ａ〜８０２Ｄを用い、クエンチ抵抗一般について説明する際には符号８０２を用いる。個々の波形整形部について説明する際には符号８０３Ａ〜８０３Ｄを用い、波形整形部一般について説明する際には符号８０３を用いる。

単位画素８００は、ＯＲゲート８０５Ａ〜８０５Ｄと、カウンタ８０６Ａ〜８０６Ｄとを更に有する。個々のＯＲゲートについて説明する際には、符号８０５Ａ〜８０５Ｄを用い、ＯＲゲート一般について説明する際には、符号８０５を用いる。個々のカウンタについて説明する際には、符号８０６Ａ〜８０６Ｄを用い、カウンタ一般について説明する際には、符号８０６を用いる。

単位画素８００は、ＡＮＤゲート８０４Ａ−Ｂ、８０４Ａ−Ｃ、８０４Ａ−Ｄ、８０４Ｂ−Ａ、８０４Ｂ−Ｃ、８０４Ｂ−Ｄ、８０４Ｃ−Ａ、８０４Ｃ−Ｂ、８０４Ｃ−Ｄ、８０４Ｄ−Ａ、８０４Ｄ−Ｂ、８０４Ｄ−Ｃを更に有する。個々のＡＮＤゲートについて説明する際には、これらの符号８０４Ａ−Ｂ、８０４Ａ−Ｃ、８０４Ａ−Ｄ、８０４Ｂ−Ａ、８０４Ｂ−Ｃ、８０４Ｂ−Ｄ、８０４Ｃ−Ａ、８０４Ｃ−Ｂ、８０４Ｃ−Ｄ、８０４Ｄ−Ａ、８０４Ｄ−Ｂ、８０４Ｄ−Ｃを用いる。ＡＮＤゲート一般について説明する際には、符号８０４を用いる。

ＡＮＤゲート８０４Ａ−Ｂは、センサ部８０８Ａから出力されるパルス信号をＯＲゲート８０５Ｂに供給するために用いられる。ＡＮＤゲート８０４Ａ−Ｃは、センサ部８０８Ａから出力されるパルス信号をＯＲゲート８０５Ｃに供給するために用いられる。ＡＮＤゲート８０４Ａ−Ｄは、センサ部８０８Ａから出力されるパルス信号をＯＲゲート８０５Ｄに供給するために用いられる。

ＡＮＤゲート８０４Ｂ−Ａは、センサ部８０８Ｂから出力されるパルス信号をＯＲゲート８０５Ａに供給するために用いられる。ＡＮＤゲート８０４Ｂ−Ｃは、センサ部８０８Ｂから出力されるパルス信号をＯＲゲート８０５Ｃに供給するために用いられる。ＡＮＤゲート８０４Ｂ−Ｄは、センサ部８０８Ｂから出力されるパルス信号をＯＲゲート８０５Ｄに供給するために用いられる。

ＡＮＤゲート８０４Ｃ−Ａは、センサ部８０８Ｃから出力されるパルス信号をＯＲゲート８０５Ａに供給するために用いられる。ＡＮＤゲート８０４Ｃ−Ｂは、センサ部８０８Ｃから出力されるパルス信号をＯＲゲート８０５Ｂに供給するために用いられる。ＡＮＤゲート８０４Ｃ−Ｄは、センサ部８０８Ｃから出力されるパルス信号をＯＲゲート８０５Ｄに供給するために用いられる。

ＡＮＤゲート８０４Ｄ−Ａは、センサ部８０８Ｄから出力されるパルス信号をＯＲゲート８０５Ａに供給するために用いられる。ＡＮＤゲート８０４Ｄ−Ｂは、センサ部８０８Ｄから出力されるパルス信号をＯＲゲート８０５Ｂに供給するために用いられる。ＡＮＤゲート８０４Ｄ−Ｃは、センサ部８０８Ｄから出力されるパルス信号をＯＲゲート８０５Ｃに供給するために用いられる。

カウンタ８０６Ａ〜８０６Ｄは、カウント値がカウント上限値に達するとカウント上限値到達信号Ｌ_Ａ〜Ｌ_Ｄをそれぞれ出力する。個々のカウント上限値到達信号について説明する際には符号Ｌ_Ａ〜Ｌ_Ｄを用い、カウント上限値到達信号一般について説明する際には符号Ｌを用いる。

制御部８０７は、カウンタ８０６Ａ〜８０６Ｄから供給されるカウント上限値到達信号Ｌ_Ａ〜Ｌ_Ｄに応じて制御信号Ｓ_Ａ−Ｂ、Ｓ_Ａ−Ｃ、Ｓ_Ａ−Ｄ、Ｓ_Ｂ−Ａ、Ｓ_Ｂ−Ｃ、Ｓ_Ｂ−Ｄ、Ｓ_Ｃ−Ａ、Ｓ_Ｃ−Ｂ、Ｓ_Ｃ−Ｄ、Ｓ_Ｄ−Ａ、Ｓ_Ｄ−Ｂ、Ｓ_Ｄ−Ｃを出力する。個々の制御信号について説明する際には、符号Ｓ_Ａ−Ｂ、Ｓ_Ａ−Ｃ、Ｓ_Ａ−Ｄ、Ｓ_Ｂ−Ａ、Ｓ_Ｂ−Ｃ、Ｓ_Ｂ−Ｄ、Ｓ_Ｃ−Ａ、Ｓ_Ｃ−Ｂ、Ｓ_Ｃ−Ｄ、Ｓ_Ｄ−Ａ、Ｓ_Ｄ−Ｂ、Ｓ_Ｄ−Ｃを用い、制御信号一般について説明する際には符号Ｓを用いる。

ＡＮＤゲート８０４は、当該ＡＮＤゲート８０４に供給される制御信号ＳがＨレベルになると有効となり、センサ部８０８から供給されるパルス信号を、当該ＡＮＤゲート８０４に対応するＯＲゲート８０５に供給する。ＯＲゲート８０５Ａ〜８０５Ｄは、入力されるパルス信号に応じたパルス信号をカウンタ８０６に供給する。カウンタ８０６Ａ〜８０６Ｄは、ＯＲゲート８０５Ａ〜８０５Ｄからそれぞれ供給されるパルス信号の数をカウントし、カウント結果を示す信号Ａ〜信号Ｄを単位画素８００の外部にそれぞれ出力する。

制御部８０７は、カウンタ８０６Ａ〜８０６Ｄのカウント値がカウント上限値に達した際、固体撮像素子５００の外部から供給される動作モード信号に応じた優先順位でＡＮＤゲート８０４を有効にする。動作モード信号は、固体撮像素子を第１の動作モードと第２の動作モードとのうちのいずれによって制御するかを示す。制御部８０７によって行われる制御については、図１０を用いて後述することとする。

次に、本実施形態による固体撮像素子に備えられた単位画素８００について図９を用いて説明する。図９は、本実施形態による固体撮像素子に備えられた単位画素８００のセンサ部８０８のレイアウトを示す図である。

図９に示すように、単位画素８００のうちの左上の領域には、センサ部８０８Ａが配されている。単位画素８００のうちの右上の領域には、センサ部８０８Ｂが配されている。単位画素８００のうちの左下の領域には、センサ部８０８Ｃが配されている。単位画素８００のうちの右下の領域には、センサ部８０８Ｄが配されている。１つの単位画素８００に対して１つのマイクロレンズ９００が備えられている。マイクロレンズ９００を通過する光が、これらのセンサ部８０８Ａ〜８０８Ｄによって受光される。

本実施形態では、センサ部８０８が上下左右に配されているため、縦方向に分割された複数の瞳領域の各々を通過する光束に応じた信号と、横方向に分割された複数の瞳領域の各々を通過する光束に応じた信号とを取得することが可能である。このため、本実施形態によれば、縦方向における位相差と、横方向における位相差とを検出することができる。例えば、横方向にのみ分割された複数の瞳領域の各々を通過する光束に応じた信号を用いた場合には、横方向における変化が大きい縦線のような被写体に対しては、良好に撮像面位相差ＡＦを行うことが可能である。しかし、このような場合には、横方向における変化が小さい横線のような被写体に対しては、良好に撮像面位相差ＡＦを行うことが困難である。

これに対し、本実施形態では、縦方向及び横方向に分割された複数の瞳領域の各々を通過する光束に応じた信号を取得し得るため、撮像面位相差ＡＦに用いる信号を、変化の大きい方向に応じて選択し得る。このため、本実施形態によれば、様々な被写体に対して良好に撮像面位相差ＡＦを行うことが可能となる。例えば、センサ部８０８Ａから出力されるパルス信号とセンサ部８０８Ｂから出力されるパルス信号とを加算することにより第１の信号を取得する。また、センサ部８０８Ｃから出力されるパルス信号とセンサ部８０８Ｄから出力されるパルス信号とを加算することにより第２の信号を取得する。そして、第１の信号と第２の信号とを比較することによって、横線のような被写体に対して、撮像面位相差ＡＦを良好に行うことができる。また、センサ部８０８Ａから出力されるパルス信号とセンサ部８０８Ｃから出力されるパルス信号とを加算することにより第３の信号を取得する。また、センサ部８０８Ｂから出力される信号とセンサ部８０８Ｄから出力される信号とを加算することにより第４の信号を取得する。そして、第３の信号と第４の信号とを比較することによって、縦線のような被写体に対して、撮像面位相差ＡＦを良好に行うことができる。

次に、本実施形態による固体撮像素子に備えられた制御部８０７の動作について図１０を用いて説明する。図１０は、カウント上限値到達信号と制御信号との関係を示す図である。図１０には、第１の動作モードに設定されている場合と、第２の動作モードに設定されている場合とが示されている。図１０には、どのカウント上限値到達信号ＬがＨレベルである場合に、どの制御信号Ｓが出力されるかが示されている。Ｌ_Ａは、カウント上限値到達信号Ｌ_ＡがＨレベルである場合を示している。Ｌ_Ａ・Ｌ_Ｂは、カウント上限値到達信号Ｌ_Ａとカウント上限値到達信号Ｌ_ＢとがＨレベルである場合を示している。Ｌ_Ａ・Ｌ_Ｂ・Ｌ_Ｃは、カウント上限値到達信号Ｌ_Ａとカウント上限値到達信号Ｌ_Ｂとカウント上限値到達信号Ｌ_ＣとがＨレベルである場合を示している。Ｌ_Ｂは、カウント上限値到達信号Ｌ_ＢがＨレベルである場合を示している。Ｌ_Ａ・Ｌ_Ｂ・Ｌ_Ｄは、カウント上限値到達信号Ｌ_Ａとカウント上限値到達信号Ｌ_Ｂとカウント上限値到達信号Ｌ_ＤとがＨレベルである場合を示している。Ｌ_Ｃ・Ｌ_Ｄは、カウント上限値到達信号Ｌ_Ｃとカウント上限値到達信号Ｌ_ＤとがＨレベルである場合を示している。Ｌ_Ａ・Ｌ_Ｃ・Ｌ_Ｄは、カウント上限値到達信号Ｌ_Ａとカウント上限値到達信号Ｌ_Ｃとカウント上限値到達信号Ｌ_ＤとがＨレベルである場合を示している。Ｌ_Ｃは、カウント上限値到達信号Ｌ_ＣがＨレベルである場合を示している。Ｌ_Ｂ・Ｌ_Ｃ・Ｌ_Ｄは、カウント上限値到達信号Ｌ_Ｂとカウント上限値到達信号Ｌ_Ｃとカウント上限値到達信号Ｌ_ＤとがＨレベルである場合を示している。Ｌ_Ｄは、カウント上限値到達信号Ｌ_ＤがＨレベルである場合を示している。Ｌ_Ａ・Ｌ_Ｃは、カウント上限値到達信号Ｌ_Ａとカウント上限値到達信号Ｌ_ＣとがＨレベルである場合を示している。Ｌ_Ｂ・Ｌ_Ｄは、カウント上限値到達信号Ｌ_Ｂとカウント上限値到達信号Ｌ_ＤとがＨレベルである場合を示している。

第１の動作モードは、横線が優先的に検出されるモードであり、第２の動作モードは、縦線が優先的に検出されるモードである。第１の動作モードと第２の動作モードとの切り替えは、操作部６０６を介してユーザによって設定され得る。また、撮像装置に傾きセンサを配し、撮像装置の縦位置と横位置とを検出することによって、第１の動作モードと第２の動作モードとが切り替えられてもよい。更には、事前に撮影された画像に基づいて、被写体の明るさの変化が大きい方向を検出し、当該検出の結果に基づいて、第１の動作モードと第２の動作モードとが切り替えられてもよい。

第１の動作モードにおいて、カウント上限値到達信号Ｌ_ＡがＨレベルになると、制御部８０７は、Ｈレベルの制御信号Ｓ_Ａ−ＢをＡＮＤゲート８０４Ａ−Ｂに供給する。これにより、センサ部８０８Ａから出力されるパルス信号がＡＮＤゲート８０４Ａ−Ｂを介してＯＲゲート８０５Ｂに供給され、センサ部８０８Ａから出力されるパルス信号が、カウンタ８０６Ｂによってカウントされる。

第１の動作モードにおいて、カウント上限値到達信号Ｌ_Ａのみならずカウント上限値到達信号Ｌ_ＢまでもがＨレベルになると、制御部８０７は、以下のような信号を供給する。即ち、制御部８０７は、Ｈレベルの制御信号Ｓ_Ａ−ＣをＡＮＤゲート８０４Ａ−Ｃに供給するとともに、Ｈレベルの制御信号Ｓ_Ｂ−ＤをＡＮＤゲート８０４Ｂ−Ｄに供給する。これにより、センサ部８０８Ａから出力されるパルス信号が、ＡＮＤゲート８０４Ａ−Ｃを介してＯＲゲート８０５Ｃに供給され、センサ部８０８Ａから出力されるパルス信号が、カウンタ８０６Ｃによってカウントされる。また、センサ部８０８Ｂから出力されるパルス信号がＡＮＤゲート８０４Ｂ−Ｄを介してＯＲゲート８０５Ｄに供給され、センサ部８０８Ｂから出力されるパルス信号が、カウンタ８０６Ｄによってカウントされる。

第１の動作モードにおいて、カウント上限値到達信号Ｌ_Ａ及びカウント上限値到達信号Ｌ_Ｂのみならずカウント上限値到達信号Ｌ_ＣまでもがＨレベルになると、制御部８０７は、以下のような信号を供給する。即ち、制御部８０７は、Ｈレベルの制御信号Ｓ_Ａ−ＤをＡＮＤゲート８０４Ａ−Ｄに供給する。カウント上限値到達信号Ｌ_Ａとカウント上限値到達信号Ｌ_ＢとがＨレベルであるため、ＡＮＤゲート８０４Ｂ−ＤにはＨレベルの制御信号Ｓ_Ｂ−Ｄが供給される。また、カウント上限値到達信号Ｌ_ＣがＨレベルであるため、ＡＮＤゲート８０４Ｃ−ＤにはＨレベルの制御信号Ｓ_Ｃ−Ｄが供給される。これにより、センサ部８０８Ａから出力されるパルス信号がＡＮＤゲート８０４Ａ−Ｄを介してＯＲゲート８０５Ｄに供給され、センサ部８０８Ａから出力されるパルス信号が、カウンタ８０６Ｄによってカウントされる。また、センサ部８０８Ｂから出力されるパルス信号がＡＮＤゲート８０４Ｂ−Ｄを介してＯＲゲート８０５Ｄに供給され、センサ部８０８Ｂから出力されるパルス信号が、カウンタ８０６Ｄによってカウントされる。また、センサ部８０８Ｃから出力されるパルス信号がＡＮＤゲート８０４Ｃ−Ｄを介してＯＲゲート８０５Ｄに供給され、センサ部８０８Ｃから出力されるパルス信号が、カウンタ８０６Ｄによってカウントされる。

第１の動作モードにおいて、カウント上限値到達信号Ｌ_ＢがＨレベルになると、制御部８０７は、Ｈレベルの制御信号Ｓ_Ｂ−ＡをＡＮＤゲート８０４Ｂ−Ａに供給する。これにより、センサ部８０８Ｂから出力されるパルス信号がＡＮＤゲート８０４Ｂ−Ａを介してＯＲゲート８０５Ａに供給され、センサ部８０８Ｂから出力されるパルス信号が、カウンタ８０６Ａによってカウントされる。

第１の動作モードにおいて、カウント上限値到達信号Ｌ_Ｂのみならずカウント上限値到達信号Ｌ_ＡまでもがＨレベルになると、制御部８０７は、以下のような信号を供給する。即ち、制御部８０７は、Ｈレベルの制御信号Ｓ_Ｂ−ＤをＡＮＤゲート８０４Ｂ−Ｄに供給するとともに、Ｈレベルの制御信号Ｓ_Ａ−ＣをＡＮＤゲート８０４Ａ−Ｃに供給する。これにより、センサ部８０８Ｂから出力されるパルス信号がＡＮＤゲート８０４Ｂ−Ｄを介してＯＲゲート８０５Ｄに供給され、センサ部８０８Ｂから出力されるパルス信号が、カウンタ８０６Ｄによってカウントされる。また、センサ部８０８Ａから出力されるパルス信号が、ＡＮＤゲート８０４Ａ−Ｃを介してＯＲゲート８０５Ｃに供給され、センサ部８０８Ａから出力されるパルス信号が、カウンタ８０６Ｃによってカウントされる。

第１の動作モードにおいて、カウント上限値到達信号Ｌ_Ｂ及びカウント上限値到達信号Ｌ_Ａのみならずカウント上限値到達信号Ｌ_ＤまでもがＨレベルになると、制御部８０７は、以下のような信号を供給する。即ち、制御部８０７は、Ｈレベルの制御信号Ｓ_Ｂ−ＣをＡＮＤゲート８０４Ｂ−Ｃに供給する。カウント上限値到達信号Ｌ_Ａとカウント上限値到達信号Ｌ_ＢとがＨレベルであるため、ＡＮＤゲート８０４Ａ−ＣにはＨレベルの制御信号Ｓ_Ａ−Ｃが供給される。また、カウント上限値到達信号Ｌ_ＤがＨレベルであるため、ＡＮＤゲート８０４Ｄ−ＣにはＨレベルの制御信号Ｓ_Ｄ−Ｃが供給される。これにより、センサ部８０８Ｂから出力されるパルス信号がＡＮＤゲート８０４Ｂ−Ｃを介してＯＲゲート８０５Ｃに供給され、センサ部８０８Ｂから出力されるパルス信号が、カウンタ８０６Ｃによってカウントされる。また、センサ部８０８Ａから出力されるパルス信号がＡＮＤゲート８０４Ａ−Ｃを介してＯＲゲート８０５Ｃに供給され、センサ部８０８Ａから出力されるパルス信号が、カウンタ８０６Ｃによってカウントされる。また、センサ部８０８Ｄから出力されるパルス信号がＡＮＤゲート８０４Ｄ−Ｃを介してＯＲゲート８０５Ｃに供給され、センサ部８０８Ｄから出力されるパルス信号が、カウンタ８０６Ｃによってカウントされる。

第１の動作モードにおいて、カウント上限値到達信号Ｌ_ＣがＨレベルになると、制御部８０７は、Ｈレベルの制御信号Ｓ_Ｃ−ＤをＡＮＤゲート８０４Ｃ−Ｄに供給する。これにより、センサ部８０８Ｃから出力されるパルス信号がＡＮＤゲート８０４Ｃ−Ｄを介してＯＲゲート８０５Ｄに供給され、センサ部８０８Ｃから出力されるパルス信号が、カウンタ８０６Ｄによってカウントされる。

第１の動作モードにおいて、カウント上限値到達信号Ｌ_Ｃのみならずカウント上限値到達信号Ｌ_ＤまでもがＨレベルになると、制御部８０７は、以下のような信号を供給する。即ち、制御部８０７は、Ｈレベルの制御信号Ｓ_Ｃ−ＡをＡＮＤゲート８０４Ｃ−Ａに供給するとともに、Ｈレベルの制御信号Ｓ_Ｄ−ＢをＡＮＤゲート８０４Ｄ−Ｂに供給する。これにより、センサ部８０８Ｃから出力されるパルス信号が、ＡＮＤゲート８０４Ｃ−Ａを介してＯＲゲート８０５Ａに供給され、センサ部８０８Ｃから出力されるパルス信号が、カウンタ８０６Ａによってカウントされる。また、センサ部８０８Ｄから出力されるパルス信号がＡＮＤゲート８０４Ｄ−Ｂを介してＯＲゲート８０５Ｂに供給され、センサ部８０８Ｄから出力されるパルス信号が、カウンタ８０６Ｂによってカウントされる。

第１の動作モードにおいて、カウント上限値到達信号Ｌ_Ｃ及びカウント上限値到達信号Ｌ_Ｄのみならずカウント上限値到達信号Ｌ_ＡまでもがＨレベルになると、制御部８０７は、以下のような信号を供給する。即ち、制御部８０７は、Ｈレベルの制御信号Ｓ_Ｃ−ＢをＡＮＤゲート８０４Ｃ−Ｂに供給する。カウント上限値到達信号Ｌ_Ｃとカウント上限値到達信号Ｌ_ＤとがＨレベルであるため、ＡＮＤゲート８０４Ｄ−ＢにはＨレベルの制御信号Ｓ_Ｄ−Ｂが供給される。また、カウント上限値到達信号Ｌ_ＡがＨレベルであるため、ＡＮＤゲート８０４Ａ−ＢにはＨレベルの制御信号Ｓ_Ａ−Ｂが供給される。これにより、センサ部８０８Ｃから出力されるパルス信号がＡＮＤゲート８０４Ｃ−Ｂを介してＯＲゲート８０５Ｂに供給され、センサ部８０８Ｃから出力されるパルス信号が、カウンタ８０６Ｂによってカウントされる。また、センサ部８０８Ｄから出力されるパルス信号がＡＮＤゲート８０４Ｄ−Ｂを介してＯＲゲート８０５Ｂに供給され、センサ部８０８Ｄから出力されるパルス信号が、カウンタ８０６Ｂによってカウントされる。また、センサ部８０８Ａから出力されるパルス信号がＡＮＤゲート８０４Ａ−Ｂを介してＯＲゲート８０５Ｂに供給され、センサ部８０８Ａから出力されるパルス信号が、カウンタ８０６Ｂによってカウントされる。

第１の動作モードにおいて、カウント上限値到達信号Ｌ_ＤがＨレベルになると、制御部８０７は、Ｈレベルの制御信号Ｓ_Ｄ−ＣをＡＮＤゲート８０４Ｄ−Ｃに供給する。これにより、センサ部８０８Ｄから出力されるパルス信号がＡＮＤゲート８０４Ｄ−Ｃを介してＯＲゲート８０５Ｃに供給され、センサ部８０８Ｄから出力されるパルス信号が、カウンタ８０６Ｃによってカウントされる。
第１の動作モードにおいて、カウント上限値到達信号Ｌ_Ｄのみならずカウント上限値到達信号Ｌ_ＣまでもがＨレベルになると、制御部８０７は、以下のような信号を供給する。即ち、制御部８０７は、Ｈレベルの制御信号Ｓ_Ｄ−ＢをＡＮＤゲート８０４Ｄ−Ｂに供給するとともに、Ｈレベルの制御信号Ｓ_Ｃ−ＡをＡＮＤゲート８０４Ｃ−Ａに供給する。これにより、センサ部８０８Ｄから出力されるパルス信号がＡＮＤゲート８０４Ｄ−Ｂを介してＯＲゲート８０５Ｂに供給され、センサ部８０８Ｄから出力されるパルス信号が、カウンタ８０６Ｂによってカウントされる。また、センサ部８０８Ｃから出力されるパルス信号が、ＡＮＤゲート８０４Ｃ−Ａを介してＯＲゲート８０５Ａに供給され、センサ部８０８Ｃから出力されるパルス信号が、カウンタ８０６Ａによってカウントされる。
第１の動作モードにおいて、カウント上限値到達信号Ｌ_Ｄ及びカウント上限値到達信号Ｌ_Ｃのみならずカウント上限値到達信号Ｌ_ＢまでもがＨレベルになると、制御部８０７は、以下のような信号を供給する。即ち、制御部８０７は、Ｈレベルの制御信号Ｓ_Ｄ−ＡをＡＮＤゲート８０４Ｄ−Ａに供給する。カウント上限値到達信号Ｌ_Ｄとカウント上限値到達信号Ｌ_ＣとがＨレベルであるため、ＡＮＤゲート８０４Ｃ−ＡにはＨレベルの制御信号Ｓ_Ｃ−Ａが供給される。また、また、カウント上限値到達信号Ｌ_ＢがＨレベルであるため、ＡＮＤゲート８０４Ｂ−ＡにはＨレベルの制御信号Ｓ_Ｂ−Ａが供給される。これにより、センサ部８０８Ｄから出力されるパルス信号がＡＮＤゲート８０４Ｄ−Ａを介してＯＲゲート８０５Ａに供給され、センサ部８０８Ｄから出力されるパルス信号が、カウンタ８０６Ａによってカウントされる。また、センサ部８０８Ｂから出力されるパルス信号がＡＮＤゲート８０４Ｂ−Ａを介してＯＲゲート８０５Ａに供給され、センサ部８０８Ｂから出力されるパルス信号が、カウンタ８０６Ａによってカウントされる。また、センサ部８０８Ｃから出力されるパルス信号がＡＮＤゲート８０４Ｃ−Ａを介してＯＲゲート８０５Ａに供給され、センサ部８０８Ｃから出力されるパルス信号が、カウンタ８０６Ａによってカウントされる。

第２の動作モードにおいて、カウント上限値到達信号Ｌ_ＡがＨレベルになると、制御部８０７は、Ｈレベルの制御信号Ｓ_Ａ−ＣをＡＮＤゲート８０４Ａ−Ｃに供給する。これにより、センサ部８０８Ａから出力されるパルス信号がＡＮＤゲート８０４Ａ−Ｃを介してＯＲゲート８０５Ｃに供給され、センサ部８０８Ａから出力されるパルス信号が、カウンタ８０６Ｃによってカウントされる。

第２の動作モードにおいて、カウント上限値到達信号Ｌ_Ａのみならずカウント上限値到達信号Ｌ_ＣまでもがＨレベルになると、制御部８０７は、以下のような信号を供給する。即ち、制御部８０７は、Ｈレベルの制御信号Ｓ_Ａ−ＢをＡＮＤゲート８０４Ａ−Ｂに供給するとともに、Ｈレベルの制御信号Ｓ_Ｃ−ＤをＡＮＤゲート８０４Ｃ−Ｄに供給する。これにより、センサ部８０８Ａから出力されるパルス信号がＡＮＤゲート８０４Ａ−Ｂを介してＯＲゲート８０５Ｂに供給され、センサ部８０８Ａから出力されるパルス信号が、カウンタ８０６Ｂによってカウントされる。また、センサ部８０８Ｃから出力されるパルス信号がＡＮＤゲート８０４Ｃ−Ｄを介してＯＲゲート８０５Ｄに供給され、センサ部８０８Ｃから出力されるパルス信号が、カウンタ８０６Ｄによってカウントされる。

第２の動作モードにおいて、カウント上限値到達信号Ｌ_Ａ及びカウント上限値到達信号Ｌ_Ｂのみならずカウント上限値到達信号Ｌ_ＣまでもがＨレベルになると、制御部８０７は、以下のような信号を供給する。即ち、制御部８０７は、Ｈレベルの制御信号Ｓ_Ａ−ＤをＡＮＤゲート８０４Ａ−Ｄに供給する。カウント上限値到達信号Ｌ_Ａとカウント上限値到達信号Ｌ_ＣとがＨレベルであるため、ＡＮＤゲート８０４Ｃ−ＤにはＨレベルの制御信号Ｓ_Ｃ−Ｄが供給される。また、カウント上限値到達信号Ｌ_ＢがＨレベルであるため、ＡＮＤゲート８０４Ｂ−ＤにはＨレベルの制御信号Ｓ_Ｂ−Ｄが供給される。これにより、センサ部８０８Ａから出力されるパルス信号がＡＮＤゲート８０４Ａ−Ｄを介してＯＲゲート８０５Ｄに供給され、センサ部８０８Ａから出力されるパルス信号が、カウンタ８０６Ｄによってカウントされる。また、センサ部８０８Ｂから出力されるパルス信号がＡＮＤゲート８０４Ｂ−Ｄを介してＯＲゲート８０５Ｄに供給され、センサ部８０８Ｂから出力されるパルス信号が、カウンタ８０６Ｄによってカウントされる。また、センサ部８０８Ｃから出力されるパルス信号がＡＮＤゲート８０４Ｃ−Ｄを介してＯＲゲート８０５Ｄに供給され、センサ部８０８Ｃから出力されるパルス信号が、カウンタ８０６Ｄによってカウントされる。

第２の動作モードにおいて、カウント上限値到達信号Ｌ_ＢがＨレベルである場合、Ｈレベルの制御信号Ｓ_Ｂ−ＤをＡＮＤゲート８０４Ｂ−Ｄに供給する。これにより、センサ部８０８Ｂから出力されるパルス信号がＡＮＤゲート８０４Ｂ−Ｄを介してＯＲゲート８０５Ｄに供給され、センサ部８０８Ｂから出力されるパルス信号が、カウンタ８０６Ｄによってカウントされる。

第２の動作モードにおいて、カウント上限値到達信号Ｌ_Ｂのみならずカウント上限値到達信号Ｌ_ＤまでもがＨレベルになると、制御部８０７は、以下のような信号を供給する。即ち、制御部８０７は、Ｈレベルの制御信号Ｓ_Ｂ−ＡをＡＮＤゲート８０４Ｂ−Ａに供給するとともに、Ｈレベルの制御信号Ｓ_Ｄ−ＣをＡＮＤゲート８０４Ｄ−Ｃに供給する。これにより、センサ部８０８Ｂから出力されるパルス信号がＡＮＤゲート８０４Ｂ−Ａを介してＯＲゲート８０５Ａに供給され、センサ部８０８Ｂから出力されるパルス信号が、カウンタ８０６Ａによってカウントされる。また、センサ部８０８Ｄから出力されるパルス信号がＡＮＤゲート８０４Ｄ−Ｃを介してＯＲゲート８０５Ｃに供給され、センサ部８０８Ｄから出力されるパルス信号が、カウンタ８０６Ｃによってカウントされる。

第２の動作モードにおいて、カウント上限値到達信号Ｌ_Ｂ及びカウント上限値到達信号Ｌ_Ｄのみならずカウント上限値到達信号Ｌ_ＡまでもがＨレベルになると、制御部８０７は、以下のような信号を供給する。即ち、制御部８０７は、Ｈレベルの制御信号Ｓ_Ｂ−ＣをＡＮＤゲート８０４Ｂ−Ｃに供給する。カウント上限値到達信号Ｌ_Ｂとカウント上限値到達信号Ｌ_ＤとがＨレベルであるため、ＡＮＤゲート８０４Ｄ−ＣにはＨレベルの制御信号Ｓ_Ｄ−Ｃが供給される。カウント上限値到達信号Ｌ_ＡまでもがＨレベルであるため、ＡＮＤゲート８０４Ａ−ＣにはＨレベルの制御信号Ｓ_Ａ−Ｃが供給される。これにより、センサ部８０８Ａから出力されるパルス信号がＡＮＤゲート８０４Ａ−Ｃを介してＯＲゲート８０５Ｃに供給され、センサ部８０８Ａから出力されるパルス信号が、カウンタ８０６Ｃによってカウントされる。また、センサ部８０８Ｂから出力されるパルス信号がＡＮＤゲート８０４Ｂ−Ｃを介してＯＲゲート８０５Ｃに供給され、センサ部８０８Ｂから出力されるパルス信号が、カウンタ８０６Ｃによってカウントされる。また、センサ部８０８Ｄから出力されるパルス信号がＡＮＤゲート８０４Ｄ−Ｃを介してＯＲゲート８０５Ｃに供給され、センサ部８０８Ｄから出力されるパルス信号が、カウンタ８０６Ｃによってカウントされる。

第２の動作モードにおいて、カウント上限値到達信号Ｌ_ＣがＨレベルになると、制御部８０７は、Ｈレベルの制御信号Ｓ_Ｃ−ＡをＡＮＤゲート８０４Ｃ−Ａに供給する。これにより、センサ部８０８Ｃから出力されるパルス信号がＡＮＤゲート８０４Ｃ−Ａを介してＯＲゲート８０５Ａに供給され、センサ部８０８Ｃから出力されるパルス信号が、カウンタ８０６Ａによってカウントされる。

第２の動作モードにおいて、カウント上限値到達信号Ｌ_Ｃのみならずカウント上限値到達信号Ｌ_ＡまでもがＨレベルになると、制御部８０７は、以下のような信号を供給する。即ち、制御部８０７は、Ｈレベルの制御信号Ｓ_Ａ−ＢをＡＮＤゲート８０４Ａ−Ｂに供給するとともに、Ｈレベルの制御信号Ｓ_Ｃ−ＤをＡＮＤゲート８０４Ｃ−Ｄに供給する。これにより、センサ部８０８Ａから出力されるパルス信号がＡＮＤゲート８０４Ａ−Ｂを介してＯＲゲート８０５Ｂに供給され、センサ部８０８Ａから出力されるパルス信号が、カウンタ８０６Ｂによってカウントされる。また、センサ部８０８Ｃから出力されるパルス信号がＡＮＤゲート８０４Ｃ−Ｄを介してＯＲゲート８０５Ｄに供給され、センサ部８０８Ｃから出力されるパルス信号が、カウンタ８０６Ｄによってカウントされる。

第２の動作モードにおいて、カウント上限値到達信号Ｌ_Ｃ及びカウント上限値到達信号Ｌ_Ａのみならずカウント上限値到達信号Ｌ_ＤまでもがＨレベルになると、制御部８０７は、以下のような信号を供給する。即ち、制御部８０７は、Ｈレベルの制御信号Ｓ_Ｃ−ＢをＡＮＤゲート８０４Ｃ−Ｂに供給する。カウント上限値到達信号Ｌ_Ｃとカウント上限値到達信号Ｌ_ＡとがＨレベルであるため、ＡＮＤゲート８０４Ａ−ＢにはＨレベルの制御信号Ｓ_Ａ−Ｂが供給される。また、カウント上限値到達信号Ｌ_ＤがＨレベルであるため、ＡＮＤゲート８０４Ｄ−ＢにはＨレベルの制御信号Ｓ_Ｄ−Ｂが供給される。これにより、センサ部８０８Ａから出力されるパルス信号がＡＮＤゲート８０４Ａ−Ｂを介してＯＲゲート８０５Ｂに供給され、センサ部８０８Ａから出力されるパルス信号が、カウンタ８０６Ｂによってカウントされる。また、センサ部８０８Ｃから出力されるパルス信号がＡＮＤゲート８０４Ｃ−Ｂを介してＯＲゲート８０５Ｂに供給され、センサ部８０８Ｃから出力されるパルス信号が、カウンタ８０６Ｂによってカウントされる。また、センサ部８０８Ｄから出力されるパルス信号がＡＮＤゲート８０４Ｄ−Ｂを介してＯＲゲート８０５Ｂに供給され、センサ部８０８Ｄから出力されるパルス信号が、カウンタ８０６Ｂによってカウントされる。

第２の動作モードにおいて、カウント上限値到達信号Ｌ_ＤがＨレベルになると、制御部８０７は、Ｈレベルの制御信号Ｓ_Ｄ−ＢをＡＮＤゲート８０４Ｄ−Ｂに供給する。これにより、センサ部８０８Ｄから出力されるパルス信号がＡＮＤゲート８０４Ｄ−Ｂを介してＯＲゲート８０５Ｂに供給され、センサ部８０８Ｄから出力されるパルス信号が、カウンタ８０６Ｂによってカウントされる。
第２の動作モードにおいて、カウント上限値到達信号Ｌ_Ｄのみならずカウント上限値到達信号Ｌ_ＢまでもがＨレベルになると、制御部８０７は、以下のような信号を供給する。即ち、制御部８０７は、Ｈレベルの制御信号Ｓ_Ｂ−ＡをＡＮＤゲート８０４Ｂ−Ａに供給するとともに、Ｈレベルの制御信号Ｓ_Ｄ−ＣをＡＮＤゲート８０４Ｄ−Ｃに供給する。これにより、センサ部８０８Ｂから出力されるパルス信号がＡＮＤゲート８０４Ｂ−Ａを介してＯＲゲート８０５Ａに供給され、センサ部８０８Ｂから出力されるパルス信号が、カウンタ８０６Ａによってカウントされる。また、センサ部８０８Ｄから出力されるパルス信号がＡＮＤゲート８０４Ｄ−Ｃを介してＯＲゲート８０５Ｃに供給され、センサ部８０８Ｄから出力されるパルス信号が、カウンタ８０６Ｃによってカウントされる。
第２の動作モードにおいて、カウント上限値到達信号Ｌ_Ｂ及びカウント上限値到達信号Ｌ_Ｄのみならずカウント上限値到達信号Ｌ_ＣまでもがＨレベルになると、制御部８０７は、以下のような信号を供給する。即ち、制御部８０７は、Ｈレベルの制御信号Ｓ_Ｄ−ＡをＡＮＤゲート８０４Ｄ−Ａに供給する。カウント上限値到達信号Ｌ_Ｂとカウント上限値到達信号Ｌ_ＤとがＨレベルであるため、ＡＮＤゲート８０４Ｂ−ＡにはＨレベルの制御信号Ｓ_Ｂ−Ａが供給される。また、カウント上限値到達信号Ｌ_ＣがＨレベルであるため、ＡＮＤゲート８０４Ｃ−ＡにはＨレベルの制御信号Ｓ_Ｃ−Ａが供給される。これにより、センサ部８０８Ｂから出力されるパルス信号がＡＮＤゲート８０４Ｂ−Ａを介してＯＲゲート８０５Ａに供給され、センサ部８０８Ｂから出力されるパルス信号が、カウンタ８０６Ａによってカウントされる。また、センサ部８０８Ｃから出力されるパルス信号がＡＮＤゲート８０４Ｃ−Ａを介してＯＲゲート８０５Ａに供給され、センサ部８０８Ｃから出力されるパルス信号が、カウンタ８０６Ａによってカウントされる。また、センサ部８０８Ｄから出力されるパルス信号がＡＮＤゲート８０４Ｄ−Ａを介してＯＲゲート８０５Ａに供給され、センサ部８０８Ｄから出力されるパルス信号が、カウンタ８０６Ａによってカウントされる。

カウンタ８０６Ａのカウント値がカウント上限値に達した際に、センサ部８０８Ａから出力されるパルス信号がいずれのカウンタ８０６によってカウントされるかについて説明する。第１の動作モードにおいて、複数のカウンタ８０６のうちのカウンタ８０６Ａにおいてのみカウント値がカウント上限値に達した場合には、制御信号Ｓ_Ａ−ＢがＨレベルとなる。これにより、センサ部８０８Ａから出力されるパルス信号は、カウンタ８０６Ｂによってカウントされるようになる。この後、カウンタ８０６Ａのみならずカウンタ８０６Ｂにおいてもカウント値がカウント上限値に達した場合には、制御信号Ｓ_Ａ−Ｂのみならず制御信号Ｓ_Ａ−ＣもＨレベルとなる。これにより、センサ部８０８Ａから出力されるパルス信号が、カウンタ８０６Ｃによってカウントされるようになる。なお、センサ部８０８Ａから出力されるパルス信号は、カウンタ８０６Ｂによってカウントされる。この後、カウンタ８０６Ａ及びカウンタ８０６Ｂのみならずカウンタ８０６Ｃにおいてもカウント値がカウント上限値に達した場合には、制御信号Ｓ_Ａ−Ｂ及び制御信号Ｓ_Ａ−Ｃのみならず制御信号Ｓ_Ａ−ＤもＨレベルとなる。これにより、センサ部８０８Ａ〜８０８Ｄから出力されるパルス信号が、カウンタ８０６Ｄによってカウントされるようになる。このように、第１の動作モードにおいては、カウンタ８０６Ａがカウント上限値に達した場合にセンサ部８０８Ａからのパルス信号をカウントするカウンタ８０６の優先順位は、カウンタ８０６Ｂ、カウンタ８０６Ｃ、カウンタ８０６Ｄの順となっている。

同様に、カウンタ８０６Ｂがカウント上限値に達した場合にセンサ部８０８Ｂから出力されるパルス信号をカウントするカウンタ８０６の優先順位は、第１の動作モードにおいては、カウンタ８０６Ａ、カウンタ８０６Ｄ、カウンタ８０６Ｃの順となっている。
同様に、カウンタ８０６Ｃがカウント上限値に達した場合にセンサ部８０８Ｃから出力されるパルス信号をカウントするカウンタ８０６の優先順位は、第１の動作モードにおいては、カウンタ８０６Ｄ、カウンタ８０６Ａ、カウンタ８０６Ｂの順となっている。
同様に、カウンタ８０６Ｄがカウント上限値に達した場合にセンサ部８０８Ｄから出力されるパルス信号をカウントするカウンタ８０６の優先順位は、第１の動作モードにおいては、カウンタ８０６Ｃ、カウンタ８０６Ｂ、カウンタ８０６Ａの順となっている。

このように、第１の動作モードにおいては、カウンタ８０６がカウント上限値に達した場合には、以下のような制御が行われる。即ち、カウント上限値に達したカウンタ８０６に対応するセンサ部８０８に対して横方向に隣接しているセンサ部８０８から出力されるカウント値がカウンタ８０６によって優先的にカウントされるように制御が行われる。

本実施形態による固体撮像素子の動作をより具体的に説明する。撮像期間が開始された直後においては、各々のカウンタ８０６のカウント値はカウント上限値に達していない。このため、センサ部８０８Ａ〜８０８Ｄから出力されるパルス信号は、カウンタ８０６Ａ〜８０６Ｄによってそれぞれカウントされる。

センサ部８０８Ａに入射する光の量が多く、カウンタ８０６Ａのカウント値が最初にカウント上限値に達すると、制御信号Ｓ_Ａ−ＢがＨレベルになる。これにより、カウンタ８０６Ｂは、センサ部８０８Ｂから出力されるパルス信号のみならずセンサ部８０８Ａから出力されるパルス信号をもカウントするようになる。

カウンタ８０６Ａのカウント値のみならずカウンタ８０６Ｂのカウント値までもがカウント上限値に達すると、制御信号Ｓ_Ａ−Ｃと制御信号Ｓ_Ｂ−ＤとがＨレベルとなる。制御信号Ｓ_Ａ−Ｂは、Ｈレベルのまま維持される。カウンタ８０６Ｃは、センサ部８０８Ｃから出力されるパルス信号のみならずセンサ部８０８Ａから出力されるパルス信号をもカウントするようになる。また、カウンタ８０６Ｄは、センサ部８０８Ｄから出力されるパルス信号のみならずセンサ部８０８Ｂから出力されるパルス信号をもカウントするようになる。

カウンタ８０６Ａ及びカウンタ８０６Ｂのカウント値のみならずカウンタ８０６Ｃのカウント値までもがカウント上限値に達すると、制御信号Ｓ_Ａ−Ｄ及び制御信号Ｓ_Ｃ−ＤがＨレベルとなる。制御信号Ｓ_Ｂ−Ｄは、Ｈレベルのまま維持される。カウンタ８０６Ｄは、全てのセンサ部８０８Ａ〜８０８Ｄから出力されるパルス信号をカウントするようになる。

第１の動作モードにおいては、例えばカウンタ８０６Ａのカウント値がカウント上限値に達しても、カウンタ８０６Ａのカウント値とカウンタ８０６Ｂのカウント値との両方がカウント上限値に達しない限り、以下のようになる。即ち、カウンタ８０６Ａのカウント値とカウンタ８０６Ｂのカウント値とを加算することにより得られる値は、センサ部８０８Ａから出力されるパルス信号の数とセンサ部８０８Ｂから出力されるパルス信号の数とを加算することにより得られる値と一致する。このため、第１の動作モードにおいては、カウンタ８０６Ａのカウント値とカウンタ８０６Ｂのカウント値とのうちのいずれか一方がカウント上限値に達した場合であっても、横線の検出を良好に行い得る。同様に、第１の動作モードにおいては、カウンタ８０６Ｃのカウント値とカウンタ８０６Ｄのカウント値とのうちのいずれか一方がカウント上限値に達した場合であっても、横線の検出を良好に行い得る。

第２の動作モードにおいては、例えばカウンタ８０６Ａのカウント値がカウント上限値に達しても、カウンタ８０６Ａのカウント値とカウンタ８０６Ｃのカウント値との両方がカウント上限値に達しない限り、以下のようになる。即ち、カウンタ８０６Ａのカウント値とカウンタ８０６Ｃのカウント値とを加算することにより得られる値は、センサ部８０８Ａから出力されるパルス信号の数とセンサ部８０８Ｃから出力されるパルス信号の数とを加算することにより得られる値と一致する。このため、第２の動作モードにおいては、カウンタ８０６Ａのカウント値とカウンタ８０６Ｃのカウント値とのうちのいずれか一方がカウント上限値に達した場合であっても、縦線の検出を良好に行い得る。同様に、第２の動作モードにおいては、カウンタ８０６Ｂのカウント値とカウンタ８０６Ｄのカウント値とのうちのいずれか一方がカウント上限値に達した場合であっても、縦線の検出を良好に行い得る。

このように、本実施形態では、カウンタ８０６Ａ〜８０６Ｄのカウント値の全てがカウント上限値に達しない限り、各々のセンサ部８０８Ａ〜８０８Ｄから出力されるパルス信号を良好にカウントし得る。このため、本実施形態によれば、より良好に撮像を行うことができる。

また、本実施形態によれば、第１の動作モードにおいては、カウンタ８０６Ａのカウント値とカウンタ８０６Ｂのカウント値とのうちのいずれか一方がカウント上限値に達した場合であっても、横線の検出を良好に行い得る。また、本実施形態によれば、第１の動作モードにおいては、カウンタ８０６Ｃのカウント値とカウンタ８０６Ｄのカウント値とのうちのいずれか一方がカウント上限値に達した場合であっても、横線の検出を良好に行い得る。また、本実施形態によれば、第２の動作モードにおいては、カウンタ８０６Ａのカウント値とカウンタ８０６Ｃのカウント値とのうちのいずれか一方がカウント上限値に達した場合であっても、縦線の検出を良好に行い得る。また、本実施形態によれば、第２の動作モードにおいては、カウンタ８０６Ｂのカウント値とカウンタ８０６Ｄのカウント値とのうちのいずれか一方がカウント上限値に達した場合であっても、横線の検出を良好に行い得る。このため、本実施形態によれば、より輝度の高い被写体に対しても良好に撮像面位相差ＡＦを行うことができる。

［第３実施形態］
第３実施形態による固体撮像素子、撮像装置及び撮像方法について図１１及び図１２を用いて説明する。図１乃至図１０に示す第１及び第２実施形態による固体撮像素子等と同一の構成要素には、同一の符号を付して説明を省略又は簡潔にする。

本実施形態による固体撮像素子は、第１の撮影モードにおいては、第１実施形態と同様に単位画素が駆動し、第２の撮影モードにおいては、カウンタ１０６Ａが下位ビット用のカウンタとして機能し、カウンタ１０６Ｂが上位ビット用のカウンタとして機能する。

本実施形態による固体撮像素子に備えられている単位画素１１００について図１１を用いて説明する。図１１は、本実施形態による固体撮像素子に備えられている単位画素１１００を示す図である。

単位画素１１００には、撮影モード信号が供給される。撮影モード信号は、固体撮像素子を第１の撮影モードと第２の撮影モード（第３の動作モード）とのうちのいずれによって動作させるかを示す。単位画素１１００は、第１実施形態において上述した単位画素１００（図１参照）に対して、第１の選択部１１０７と第２の選択部１１０８とが加えられている。

第１の選択部１１０７の第１の入力端子には、カウンタ１０６Ｂから出力されるカウント上限値到達信号Ｌ_Ｂが供給される。第１の選択部１１０７の第２の入力端子には、Ｈレベルの信号が入力される。図１１に示されている“１”は、Ｈレベルの信号であることを示している。第１の撮影モードにおいては、第１の選択部１１０７は、カウンタ１０６Ｂから供給されるカウント上限値到達信号Ｌ_Ｂに応じた信号をＡＮＤゲート１１０４Ｂに供給する。第２の撮影モードにおいては、第１の選択部１１０７は、Ｈレベルの信号をＡＮＤゲート１０４Ｂに供給する。

第２の選択部１１０８の第１の入力端子には、ＯＲゲート１０５Ｂから出力される信号が供給される。第２の選択部１１０８の第２の入力端子には、カウンタ１０６Ａから出力される桁上がり信号ＣＡが供給される。第１の撮影モードにおいては、第２の選択部１１０８は、ＯＲゲート１０５Ｂから供給される信号をカウンタ１０６Ｂに供給する。第２の撮影モードにおいては、第２の選択部１１０８は、カウンタ１０６Ａから供給される桁上がり信号ＣＡをカウンタ１０６Ｂに供給する。

第１の撮影モードにおいては、カウンタ１０６Ｂから出力されるカウント上限値到達信号Ｌ_ＢがＡＮＤゲート１０４Ｂに入力され、ＯＲゲート１０５Ｂから出力される信号がカウンタ１０６Ｂに入力される。このため、第１の撮影モードにおいては、単位画素１１００は、第１実施形態において上述した単位画素１００と同様に動作する。第１の撮影モードにおいては、カウンタ１０６Ａのカウント値がカウント上限値に達すると、カウンタ１０６Ａのカウント値は当該カウント上限値のまま保持される。

第２の撮影モードにおいては、Ｈレベルの信号が第１の選択部１１０７からＡＮＤゲート１０４Ｂに入力される。このため、第２の撮影モードにおいては、波形整形部１０３Ａから出力されるパルス信号も波形整形部１０３Ｂから出力されるパルス信号も、ＯＲゲート１０５Ａを介してカウンタ１０６Ａに供給される。このため、第２の撮影モードにおいては、カウンタ１０６Ａは、波形整形部１０３Ａから供給されるパルス信号と波形整形部１０３Ｂから供給されるパルス信号とをカウントする。第２の撮影モードにおいて、カウント値がカウント上限値に達したカウンタ１０６Ａにパルス信号が入力されると、カウンタ１０６Ａのカウント値は０にリセットされ、カウンタ１０６Ａからは桁上がり信号ＣＡが出力される。カウンタ１０６Ａから出力される桁上がり信号ＣＡは、カウンタ１０６Ｂに供給される。カウンタ１０６Ｂは、カウンタ１０６Ａから供給される桁上がり信号ＣＡに基づいて、カウンタ１０６Ａがリセットされた回数をカウントする。このため、第２の撮影モードにおいては、カウンタ１０６Ａは、単位画素１１００に入射する光子の数をカウントするカウンタのうちの下位ビットのカウンタとして機能する。また、カウンタ１０６Ｂは、単位画素１１００に入射する光子の数をカウントするカウンタのうちの上位ビットのカウンタとして機能する。このように、第２の撮影モードにおいては、ＡＰＤ１０１Ａに入射した光子の数とＡＰＤ１０１Ｂに入射した光子の数とを加算することにより得られる値は、直列に接続されたカウンタ１０６Ａ、１０６Ｂによってカウントされる。

第１の撮影モードでは、カウンタ１０６Ａのカウント上限値とカウンタ１０６Ｂのカウント上限値とを加算することにより得られる値が、画像信号の最大値となる。一方、第２の撮影モードでは、カウンタのビット数が２倍となるため、画像信号の最大値は飛躍的に増大する。このように、第２の撮影モードでは、第１の撮影モードと比較して、画像信号の最大値を飛躍的に増大させることができる。

次に、第３実施形態による固体撮像素子の動作について図１２を用いて説明する。図１２は、第３実施形態による固体撮像素子の動作を示す図である。図１２には、画素部１２００のうち、第１の撮影モードで駆動される領域が示されている。

画素部１２００のうちのＡＦ情報取得領域１２０１においては、単位画素１１００が第１の撮影モードで駆動される。一方、画素部１２００のうちのＡＦ情報取得領域１２０１以外の領域においては、単位画素１１００が第２の撮影モードにて駆動される。

ＡＦ情報取得領域１２０１は、操作部６０６を介してユーザによって設定され得る。また、事前に取得された画像に基づいて、制御部６０３により被写体が検出され、被写体の検出の結果に基づいて、ＡＦ情報取得領域１２０１が制御部６０３によって設定されるようにしてもよい。

このように、撮像面位相差ＡＦに用いる信号については第１の撮影モードで取得し、画像に用いる信号については第２の撮影モードで取得するようにしてもよい。本実施形態は、例えば、主被写体以外の被写体の輝度が高い場合等に好適である。このように、本実施形態によっても、良好に撮像を行い得る固体撮像素子、撮像装置及び撮像方法を提供することができる。

［第４実施形態］
第４実施形態による固体撮像素子、撮像装置及び撮像方法について図１３を用いて説明する。図１乃至図１２に示す第１乃至第３実施形態による固体撮像素子等と同一の構成要素には、同一の符号を付して説明を省略又は簡潔にする。

以下、本実施形態が第１〜第３実施形態と異なる点について説明する。本実施形態による撮像装置は、単位画素の出力を加算する構成において本実施形態を適用したものである。

本実施形態による固体撮像素子は、複数の単位画素１３００によって取得される信号を加算して出力することにより、低画素数の画像の出力を行い得るものである。このような低画素数の画像は、例えば、撮像装置の表示部に一時的に画像を表示する際などに用いられる。本実施形態では、同じ列に配された２つの単位画素１３００によって取得される信号が加算される場合を例に説明するが、これに限定されるものではない。

本実施形態による固体撮像素子に備えられた単位画素１３００について図１３を用いて説明する。図１３は、本実施形態による固体撮像素子を示す図である。図１３には、画素アレイ１３１０に備えられた複数の単位画素１３００のうちの第１番目の列に位置する単位画素１３００が示されている。単位画素１３００＿Ｒ１は、第１番目の行に位置する単位画素である。単位画素１３００＿Ｇ２は、第２番目の行に位置する単位画素である。単位画素１３００＿Ｒ３は、第３番目の行に位置する単位画素である。単位画素１３００＿Ｇ４は、第４番目の行に位置する単位画素である。単位画素１３００＿Ｒ５は、第５番目の行に位置する単位画素である。単位画素１３００＿Ｇ６は、第６番目の行に位置する単位画素である。単位画素１３００＿Ｇｎ−２は、第ｎ−２番目（ｎは６の倍数）の行に位置する単位画素である。単位画素１３００＿Ｒｎ−１は、第ｎ−１番目の行に位置する単位画素である。単位画素１３００＿Ｇｎは、画素アレイ１３１０の最終行である第ｎ番目の行に位置する単位画素である。

本実施形態による固体撮像素子の画素アレイ１３１０には、ベイヤー配列に従ってカラーフィルタが配置されている。図１３に示されている列は、赤色を透過するフィルタが備えられたＲ画素と、緑色を透過するフィルタが備えられたＧ画素とが交互に配置されている列である。単位画素１３００＿Ｒ１、１３００＿Ｒ３、１３００＿Ｒ５、１３００＿Ｒｎ−１は、Ｒ画素である。単位画素１３００＿Ｇ２、１３００＿Ｇ４、１３００＿Ｇ６、１３００＿Ｇｎ−２、１３００＿Ｇｎは、Ｇ画素である。

なお、個々の単位画素について説明する際には、符号１３００＿Ｒ１〜１３００＿Ｇｎを用い、単位画素一般について説明する際には、符号１３００を用いることとする。

画素アレイ１３１０の第１番目の行に位置する単位画素１３００＿Ｒ１から出力される信号と、画素アレイ１３１０の第３番目の行に位置する単位画素１３００＿Ｒ３から出力される信号とに対して加算処理が行われる。画素アレイ１３１０の第４番目の行に位置する単位画素１３００＿Ｇ４から出力される信号と、画素アレイ１３１０の第６番目の行に位置する単位画素１３００＿Ｇ６から出力される信号とに対して加算処理が行われる。同様に、画素アレイ１３１０の第７番目の行に位置する単位画素１３００から出力される信号と、画素アレイ１３１０の第９番目の行に位置する単位画素１３００から出力される信号とに対して加算処理が行われる。このように、画素アレイ１３１０の第ｎ−２番目の行に位置する単位画素１３００から出力される信号と、画素アレイ１３１０の第ｎ番目の行に位置する単位画素１３００から出力される信号とに対して加算処理が行われる。同色の光を透過するカラーフィルタ、即ち、透過波長域が等しいカラーフィルタが備えられた画素によって取得される信号に対して、加算処理が行われる。加算処理によって得られた信号は、１つの画素に対応する信号として画像を生成する際に用いられる。なお、加算処理は、画素アレイ１３１０の後段に備えられる信号処理部５０３（図５参照）によって行われる。

単位画素１３００は、１つのＡＰＤ１３０１と、１つのクエンチ抵抗１３０２と、１つの波形整形部１３０３と、１つのＡＮＤゲート１３０４と、１つのＯＲゲート１３０５と、１つのカウンタ１３０６とを有している。また、単位画素１３００は、制御部１３０７を更に有する。

ＡＰＤ１３０１のアノードは接地電位に接続されている。ＡＰＤ１３０１のカソードは、クエンチ抵抗１３０２の一端及び波形整形部１３０３の入力端子に接続されている。クエンチ抵抗１３０２の他端は、逆バイアス電位である所定の電位Ｖ_ＡＰＤに接続されている。このように、ＡＰＤ１３０１は、クエンチ抵抗１３０２を介して所定の電位Ｖ_ＡＰＤに接続されている。

ＯＲゲート１３０５には、波形整形部１３０３から出力されるパルス信号が供給される。波形整形部１３０３から出力されるパルス信号は、後述する配線１３０８を介して他の単位画素１３００に供給される。

他の単位画素１３００の波形整形部１３０３から出力されるパルス信号が、後述する配線１３０８を介してＡＮＤゲート１３０４に供給される。また、制御部１３０７から出力される制御信号がＡＮＤゲート１３０４に供給される。ＡＮＤゲート１３０４から出力される信号が、ＯＲゲート１３０５に供給される。

ＯＲゲート１３０５から出力される信号が、カウンタ１３０６に供給される。カウンタ１３０６から出力されるカウント上限値到達信号が、制御部１３０７に供給される。また、カウンタ１３０６から出力されるカウント上限値到達信号が、他の単位画素１３００に備えられた制御部１３０７に、後述する配線１３０９を介して供給される。

制御部１３０７には、他の単位画素１３００に備えられたカウンタ１３０６から出力される上限値到達信号が、後述する配線１３０９を介して供給される。

単位画素１３００＿Ｒ１と単位画素１３００＿Ｒ３とは、配線１３０８＿Ｒ１，１３０８＿Ｒ３，１３０９＿Ｒ１，１３０９＿Ｒ３によって接続されている。単位画素１３００＿Ｇ４と単位画素１３００＿Ｇ６とは、配線１３０８＿Ｇ４，１３０８＿Ｇ６，１３０９＿Ｇ４，１３０９＿Ｇ６によって接続されている。単位画素１３００＿Ｇｎ−２と単位画素１３００＿Ｇｎとは、配線１３０８＿Ｇｎ−２，１３０８＿Ｇｎ，１３０９＿Ｇｎ−２，１３０９＿Ｇｎによって接続されている。配線一般について説明する際には、符号１３０８，１３０９を用い、個々の配線について説明する際には、符号１３０８＿Ｒ１〜１３０８＿Ｇｎ、１３０９＿Ｒ１〜１３０９＿Ｇｎを用いることとする。

配線１３０８＿Ｒ１は、単位画素１３００＿Ｒ１に備えられた波形整形部１３０３から出力されるパルス信号を、単位画素１３００＿Ｒ３に備えられたＡＮＤゲート１３０４に供給するためのものである。配線１３０８＿Ｒ３は、単位画素１３００＿Ｒ３に備えられた波形整形部１３０３から出力されるパルス信号を、単位画素１３００＿Ｒ１に備えられたＡＮＤゲート１３０４に供給するためのものである。配線１３０９＿Ｒ１は、単位画素１３００＿Ｒ１に備えられたカウンタ１３０６から出力されるカウント上限値到達信号を、単位画素１３００＿Ｒ３に備えられた制御部１３０７に供給するためのものである。配線１３０９＿Ｒ１は、単位画素１３００＿Ｒ１に備えられたカウンタ１３０６から出力されるカウント上限値到達信号を、単位画素１３００＿Ｒ３に備えられた制御部１３０７に供給するためのものである。

配線１３０８＿Ｇ４は、単位画素１３００＿Ｇ４に備えられた波形整形部１３０３から出力されるパルス信号を、単位画素１３００＿Ｇ６に備えられたＡＮＤゲート１３０４に供給するためのものである。配線１３０８＿Ｇ６は、単位画素１３００＿Ｇ６に備えられた波形整形部１３０３から出力されるパルス信号を、単位画素１３００＿Ｇ４に備えられたＡＮＤゲート１３０４に供給するためのものである。配線１３０９＿Ｇ４は、単位画素１３００＿Ｇ４に備えられたカウンタ１３０６から出力されるカウント上限値到達信号を、単位画素１３００＿Ｇ６に備えられた制御部１３０７に供給するためのものである。配線１３０９＿Ｇ６は、単位画素１３００＿Ｇ６に備えられたカウンタ１３０６から出力されるカウント上限値到達信号を、単位画素１３００＿Ｇ４に備えられた制御部１３０７に供給するためのものである。

配線１３０８＿Ｇｎ−２は、単位画素１３００＿Ｇｎ−２に備えられた波形整形部１３０３から出力されるパルス信号を、単位画素１３００＿Ｇｎに備えられたＡＮＤゲート１３０４に供給するためのものである。配線１３０８＿Ｇｎは、単位画素１３００＿Ｇｎに備えられた波形整形部１３０３から出力されるパルス信号を、単位画素１３００＿Ｇｎ−２に備えられたＡＮＤゲート１３０４に供給するためのものである。配線１３０９＿Ｇｎ−２は、単位画素１３００＿Ｇｎ−２に備えられたカウンタ１３０６から出力されるカウント上限値到達信号を、単位画素１３００＿Ｇｎに備えられた制御部１３０７に供給するためのものである。配線１３０９＿Ｇｎは、単位画素１３００＿Ｇｎに備えられたカウンタ１３０６から出力されるカウント上限値到達信号を、単位画素１３００＿Ｇｎ−２に備えられた制御部１３０７に供給するためのものである。

制御部１３０７は、当該制御部１３０７が備えられた単位画素１３００のカウンタ１３０６のカウント値がカウント上限値に達した場合には、以下のような制御を行う。即ち、当該単位画素１３００の波形整形部１３０３から出力されるパルス信号が、当該単位画素１３００とは異なる単位画素１３００に備えられたカウンタ１３０６によってカウントされるように制御を行う。例えば、単位画素１３００＿Ｒ１に備えられたカウンタ１３０６のカウント値がカウント上限値に達した場合、単位画素１３００＿Ｒ１に備えられたカウンタ１３０６から出力されるカウント上限値到達信号はＨレベルとなる。そうすると、Ｈレベルのカウント上限値到達信号が、単位画素１３００＿Ｒ３に備えられた制御部１３０７に配線１３０９＿Ｒ１を介して供給される。Ｈレベルのカウント上限値到達信号が配線１３０９＿Ｒ１を介して供給されると、単位画素１３００＿Ｒ３に備えられた制御部１３０７は、単位画素１３００＿Ｒ３に備えられたＡＮＤゲート１３０４にＨレベルの制御信号を供給する。単位画素１３００＿Ｒ３のカウンタ１３０６は、単位画素１３００＿Ｒ３に備えられた波形整形部１３０３から出力されるパルス信号のみならず、単位画素１３００＿Ｒ１に備えられた波形整形部１３０３から出力されるパルス信号をもカウントするようになる。

このように、本実施形態では、カウンタ１３０６のカウント値がカウント上限値に達した場合には、以下のようになる。即ち、当該カウンタ１３０６が備えられている単位画素１３００の波形整形部１３０３から出力されるパルス信号が、当該カウンタ１３０６が備えられている単位画素１３００とは異なる単位画素１３００に備えられたカウンタ１３０６によってカウントされる。このため、本実施形態によっても、より良好に撮像を行い得る固体撮像素子、撮像装置及び撮像方法を提供することができる。

なお、上記においては、同じ列に配された複数の単位画素１３００から出力される信号に対して加算処理が行われる場合を例に説明したが、これに限定されるものでない。例えば、別個の列に配された複数の単位画素１３００から出力される信号に対して加算処理が行われるようにしてもよい。

また、上記においては、１つの単位画素１３００に１つのＡＰＤ１３０１が備えられている場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。例えば、第１乃至第３実施形態と同様に、１つの単位画素１３００に複数のＡＰＤ１３０１が備えられていてもよい。

［変形実施形態］
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記録媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。

１０１Ａ、１０１Ｂ…ＡＰＤ
１０２Ａ、１０２Ｂ…クエンチ抵抗
１００…単位画素

Claims (8)

1. 光子の受光頻度に応じた頻度でパルスを発する複数のセンサ部と、
   前記センサ部から発せられる信号のパルス数をカウントする計数部であって、前記複数のセンサ部のうちの第１のセンサ部から発せられる信号のパルス数をカウントする第１のカウンタのカウント値が所定値に達した場合に、前記第１のセンサ部から発せられる信号のパルス数を、前記第１のセンサ部とは異なる第２のセンサ部から発せられる信号のパルス数をカウントする第２のカウンタによってカウントする第１の動作モードを備える計数部と
   を有することを特徴とする固体撮像素子。
2. 前記所定値は、前記第１のカウンタによってカウント可能な上限値であるカウント上限値であることを特徴とする請求項１に記載の固体撮像素子。
3. 同一のマイクロレンズを通過する光が前記第１のセンサ部と前記第２のセンサ部とに達することを特徴とする請求項１又は２に記載の固体撮像素子。
4. 前記第２のセンサ部は、前記第１のセンサ部に対して第１の方向に位置しており、
   前記計数部は、前記第１のカウンタのカウント値が前記所定値に達した場合に、前記第１のセンサ部から発せられる信号のパルス数を、前記第１のセンサ部に対して前記第１の方向とは異なる第２の方向に位置する第３のセンサ部から発せられる信号のパルス数をカウントする第３のカウンタによってカウントする第２の動作モードを更に備えることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の固体撮像素子。
5. 第１のカラーフィルタを通過する光が前記第１のセンサ部に達し、
   前記第１のカラーフィルタの透過波長域と同じ透過波長域を備える第２のカラーフィルタを通過する光が前記第２のセンサ部に達することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の固体撮像素子。
6. 前記計数部は、前記第１のカウンタのカウント値が前記所定値を超えた回数を、前記第２のカウンタによってカウントする第３の動作モードを更に備えることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の固体撮像素子。
7. 光子の受光頻度に応じた頻度でパルスを発する複数のセンサ部と、前記センサ部から発せられる信号のパルス数をカウントする計数部であって、前記複数のセンサ部のうちの第１のセンサ部から発せられる信号のパルス数をカウントする第１のカウンタのカウント値が所定値に達した場合に、前記第１のセンサ部から発せられる信号のパルス数を、前記第１のセンサ部とは異なる第２のセンサ部から発せられる信号のパルス数をカウントする第２のカウンタによってカウントする第１の動作モードを備える計数部とを有する固体撮像素子と、
   前記固体撮像素子から出力される信号に対して所定の処理を行う処理部と
   を有することを特徴とする撮像装置。
8. 光子の受光頻度に応じた頻度でセンサ部から発せられる信号のパルス数をカウントするステップと、
   複数の前記センサ部のうちの第１のセンサ部から発せられる信号のパルス数をカウントする第１のカウンタのカウント値が所定値に達した場合に、前記第１のセンサ部から発せられる信号のパルス数を、前記第１のセンサ部とは異なる第２のセンサ部から発せられる信号のパルス数をカウントする第２のカウンタによってカウントするステップと
   を有することを特徴とする撮像方法。

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