JP6218635B2 - 固体撮像装置および撮像システム - Google Patents

Description

本発明は、固体撮像装置および撮像システムに関する。

近年、ビデオカメラや電子スチルカメラなどの撮像システムが広く一般に普及している。これらの撮像システムには、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ：電荷結合素子）型の固体撮像装置や、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ：相補型金属酸化膜半導体）型の固体撮像装置が搭載されている。これらの固体撮像装置では、画素が二次元の行列状に複数配置され、光が入射する画素内に設けられたフォトダイオードなどの光電変換部が生成した信号電荷を、画素内に設けられた増幅部で増幅して、画素信号として出力する。このとき、一般的なＣＭＯＳ型固体撮像装置では、従来から、二次元の行列状に配列された各画素からの画素信号を、行毎に順次読み出している。

また、ＣＭＯＳ型固体撮像装置は、ＣＣＤ型固体撮像装置が専用の製造プロセスによって製造されるのに対し、一般的な半導体の製造プロセスを用いて製造することが可能である。このことから、ＣＭＯＳ型固体撮像装置は、例えば、ＳＯＣ（Ｓｙｓｔｅｍ Ｏｎ Ｃｈｉｐ）のように、固体撮像装置内に種々の機能回路を組み込むことによって、多機能化を実現することが容易である。このため、撮像システムに搭載するＣＭＯＳ型固体撮像装置（以下、「固体撮像装置」ともいう）では、アナログデジタル変換回路を内蔵し、それぞれの画素から読み出した画素信号をアナログデジタル変換した画素データを出力する構成の固体撮像装置を使用する例が増えている。

また、近年の固体撮像装置の高速化に伴って、撮像システム内の固体撮像装置と画像処理部との間での画素データの転送速度が向上している。固体撮像装置では、出力する画素データを差動インターフェース方式であるＬＶＤＳ（Ｌｏｗ ｖｏｌｔａｇｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｓｉｇｎａｌｉｎｇ）方式に対応させて画素データを転送する際のクロック周波数を向上させたり、画像処理部に画素データを転送するデータバスのバス幅を増加させたりすることによって、データ転送速度の向上に対応することが知られている。

しかし、固体撮像装置から画像処理部に画素データを転送する際のクロック周波数を高くしたり、データバスのバス幅を増加させたりすると、固体撮像装置の消費電力も増加してしまう。このため、一般的な従来の固体撮像装置では、１画素の画素データのビット数を変更する仕組みを備えている（特許文献１参照）。

そして、画素データのビット数を変更する仕組みを備えた固体撮像装置を搭載した撮像システムでは、その動作モードに応じて固体撮像装置から画像処理部に転送する画素データのビット数の変更を行っている。例えば、撮像システムの動作モードが、静止画像を撮影する静止画モードである場合には、１２ビットの画素データを固体撮像装置から画像処理部に転送し、動画像を撮影する動画モードである場合には、１０ビットの画素データを固体撮像装置から画像処理部に転送している。また、例えば、撮像システムの動作モードが、撮影する被写体を確認するための確認画像（いわゆる、ライブビュー画像（スルー画像））を表示デバイスに表示するライブビューモードである場合には、９ビットの画素データを転送することによって、固体撮像装置から画像処理部に転送する画素データのビット数をさらに少なくしている。

このように、画素データのビット数を変更する仕組みを備えた固体撮像装置を搭載した撮像システムでは、固体撮像装置から画像処理部に転送する画素データのビット数を動作モードに応じて変更することによって、固体撮像装置および撮像システムの消費電力を削減している。

特開２００９−１８２４１２号公報

しかしながら、画素データのビット数を変更する仕組みを備えた従来の固体撮像装置においては、転送する画素データのビット数を少なくすると、転送された画素データに基づいて画像処理部が生成する画像の画質が、少なくした画素データのビット数に応じて劣化してしまう、という問題がある。

例えば、１０ビットの画素データに基づいて生成した画像は、１２ビットの画素データに基づいて生成した画像よりも画質が劣化してしまう。より具体的には、例えば、１２ビットの画素データを１０ビットの画素データにする方法として、画素データの下位２ビットを削減するような場合には、生成する画像において、なめらかな階調（例えば、グラデーションなど）を再現することができなくなってしまう。

そして、画素データのビット数を変更する仕組みを備えた固体撮像装置を搭載した撮像システムでは、その動作モードに応じて固体撮像装置から画像処理部に転送する画素データのビット数を変更しているため、動画モードやライブビューモードなど、少ないビット数の画素データを固体撮像装置から画像処理部に転送する動作モードほど、画質の劣化が大きくなってしまう。

本発明は、上記の課題認識に基づいてなされたものであり、画質の劣化を抑えつつ、出力する画素データのビット数を削減することができる固体撮像装置およびこの固体撮像装置を搭載した撮像システムを提供することを目的としている。

上記の課題を解決するため、本発明の固体撮像装置は、二次元の行列状に配置された複数の画素を有し、該配置された全ての前記画素のそれぞれが発生した画素信号のそれぞれを全画素信号として出力すると共に、前記画素が発生した前記画素信号のそれぞれを予め定めた数の画素数に減縮した減縮画素信号として出力する画素信号処理部と、前記減縮画素信号に基づいて、前記全画素信号の大きさを表すデジタル値のビット数を削減する際のビット数削減方法を決定するビット数削減方法決定部と、前記ビット数削減方法決定部によって決定された前記ビット数削減方法に基づいて、前記デジタル値のビット数を削減し、該ビット数を削減したデジタル値を、前記全画素信号に対応するデジタル値として出力するビット数削減部と、を備え、前記減縮画素信号は、対応する複数の前記画素のそれぞれが同じ露光期間で発生したそれぞれの前記画素信号の内、予め定めたいずれか１つの前記画素が発生した画素信号である、ことを特徴とする。
また、本発明の固体撮像装置は、二次元の行列状に配置された複数の画素を有し、該配置された全ての前記画素のそれぞれが発生した画素信号のそれぞれを全画素信号として出力すると共に、前記画素が発生した前記画素信号のそれぞれを予め定めた数の画素数に減縮した減縮画素信号として出力する画素信号処理部と、前記減縮画素信号に基づいて、前記全画素信号の大きさを表すデジタル値のビット数を削減する際のビット数削減方法を決定するビット数削減方法決定部と、前記ビット数削減方法決定部によって決定された前記ビット数削減方法に基づいて、前記デジタル値のビット数を削減し、該ビット数を削減したデジタル値を、前記全画素信号に対応するデジタル値として出力するビット数削減部と、を備え、前記ビット数削減方法決定部は、前記減縮画素信号に基づいて前記全画素信号の全体のダイナミックレンジを調査し、該調査したダイナミックレンジの広さに応じて、前記全画素信号に対応するデジタル値に割り当てるビット数を決定する、ことを特徴とする。
また、本発明の固体撮像装置は、二次元の行列状に配置された複数の画素を有し、該配置された全ての前記画素のそれぞれが発生した画素信号のそれぞれを全画素信号として出力すると共に、前記画素が発生した前記画素信号のそれぞれを予め定めた数の画素数に減縮した減縮画素信号として出力する画素信号処理部と、前記減縮画素信号に基づいて、前記全画素信号の大きさを表すデジタル値のビット数を削減する際のビット数削減方法を決定するビット数削減方法決定部と、前記ビット数削減方法決定部によって決定された前記ビット数削減方法に基づいて、前記デジタル値のビット数を削減し、該ビット数を削減したデジタル値を、前記全画素信号に対応するデジタル値として出力するビット数削減部と、を備え、前記ビット数削減方法決定部は、前記減縮画素信号に基づいて前記全画素信号の全体のコントラスト値を調査し、該調査したコントラスト値の高さに応じて、前記全画素信号に対応するデジタル値に割り当てるビット数を決定する、ことを特徴とする。

また、本発明の撮像システムは、上記本発明の固体撮像装置、を備え、前記ビット数削減方法決定部は、前記減縮画素信号に加え、当該固体撮像装置によって撮影を行う際の条件を表す情報を含めて、前記ビット数削減方法を決定する、ことを特徴とする。

本発明によれば、画質の劣化を抑えつつ、出力する画素データのビット数を削減することができる固体撮像装置およびこの固体撮像装置を搭載した撮像システムを提供することができるという効果が得られる。

本発明の実施形態における固体撮像装置を搭載した撮像システムの概略構成を示したブロック図である。 本発明の第１の実施形態における固体撮像装置の概略構成を示したブロック図である。 本第１の実施形態の固体撮像装置における画素信号の読み出しシーケンスを示した図である。 本第１の実施形態の固体撮像装置における第１のビット数削減方法を説明する図である。 本第１の実施形態の固体撮像装置における第２のビット数削減方法を説明する図である。 本発明の第２の実施形態における固体撮像装置の概略構成を示したブロック図である。 本発明の第３の実施形態における固体撮像装置の概略構成を示したブロック図である。 本第３の実施形態の固体撮像装置におけるビット数削減方法を説明する図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。図１は、本実施形態における固体撮像装置を搭載した撮像システムの概略構成を示したブロック図である。図１において、撮像システム１は、固体撮像装置１０と、画像処理部２０と、表示デバイス３０と、ＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）４０と、記録媒体５０と、を備えている。また、画像処理部２０は、撮像処理部２１０、評価値生成部２１１、静止画処理部２２１、動画処理部２２２、表示処理部２３０、ＤＲＡＭコントローラ２４０、画像認識部２５０、ＣＰＵ２６０、およびカードインタフェース部２７０を備えている。

固体撮像装置１０は、図示しないレンズによって結像された被写体の光学像を光電変換する、本実施形態の固体撮像装置である。固体撮像装置１０は、被写体光に応じた画素信号に基づいた画素データを、画像処理部２０内の撮像処理部２１０に出力する。なお、固体撮像装置１０に関する説明は、後述する。

画像処理部２０は、固体撮像装置１０から入力された画素データに基づいて、予め定められた種々の画像処理を施した画像を生成し、生成した画像のデータ（以下、「画像データ」という）を、ＤＲＡＭ４０に転送する（書き込む）。また、画像処理部２０は、ＤＲＡＭ４０に格納されている画像データを読み出して、予め定められた種々の画像処理を施す。

撮像システム１内の撮像処理部２１０、評価値生成部２１１、静止画処理部２２１、動画処理部２２２、表示処理部２３０、ＤＲＡＭコントローラ２４０、画像認識部２５０、ＣＰＵ２６０、およびカードインタフェース部２７０は、データバス２９０を介してそれぞれ接続され、例えば、ＤＭＡ（Ｄｉｒｅｃｔ Ｍｅｍｏｒｙ Ａｃｃｅｓｓ）によってＤＲＡＭコントローラ２４０に接続されたＤＲＡＭ４０からのデータの読み出し、およびＤＲＡＭ４０へのデータの書き込みを行う。

撮像処理部２１０は、固体撮像装置１０から入力された画素データに、シェーディング補正や画素欠陥補正などの前処理を施し、前処理した結果の画像データ（以下、「前処理画像データ」という）を、ＤＲＡＭ４０に転送する（書き込む）。

また、撮像処理部２１０に備えた評価値生成部２１１は、前処理した結果の前処理画像データに基づいて、自動露出（Ａｕｔｏ Ｅｘｐｏｓｕｒｅ：ＡＥ）、自動焦点（Ａｕｔｏ Ｆｏｃｕｓ：ＡＦ）、オートホワイトバランス（Ａｕｔｏ Ｗｈｉｔｅ Ｂａｌａｎｃｅ：ＡＷＢ）などの制御を行うための評価値を生成し、生成した評価値をＤＲＡＭ４０に転送する（書き込む）。

静止画処理部２２１は、ＤＲＡＭ４０に記録されている前処理画像データを取得し（読み出し）、デモザイク処理（ノイズ除去、ＹＣ変換処理、リサイズ処理）、ＪＰＥＧ圧縮処理など、静止画像を記録するための各種の画像処理を施して、記録用の静止画像データを生成する。また、静止画処理部２２１は、ＤＲＡＭ４０に記録されている記録用の静止画像データを取得し（読み出し）、ＪＰＥＧ伸張処理など、静止画像を再生するための各種の画像処理を施して、表示用の静止画像データを生成する。また、静止画処理部２２１は、生成した記録用の静止画像データおよび表示用の静止画像データを、ＤＲＡＭ４０に転送する（書き込む）。

動画処理部２２２は、ＤＲＡＭ４０に記録されている前処理画像データを取得し（読み出し）、デモザイク処理（ノイズ除去、ＹＣ変換処理、リサイズ処理）、ＭＰＥＧ圧縮処理やＨ．２６４圧縮処理等の動画圧縮処理など、動画像を記録するための各種の画像処理を施して、記録用の動画像データを生成する。また、動画処理部２２２は、デモザイク処理を施した画像データに対して動画圧縮処理を行わずに、動画像を再生するための表示用の動画像データを生成することもできる。また、動画処理部２２２は、ＤＲＡＭ４０に記録されている記録用の動画像データを取得し（読み出し）、ＭＰＥＧ伸張処理やＨ．２６４伸張処理等の動画伸張処理など、動画像を再生するための各種の画像処理を施して、表示用の動画像データを生成する。また、動画処理部２２２は、生成した記録用の動画像データおよび表示用の動画像データを、ＤＲＡＭ４０に転送する（書き込む）。

表示処理部２３０は、ＤＲＡＭ４０に記録されている表示用の画像データを取得し（読み出し）、取得した表示用の画像データにＯＳＤ（Ｏｎ−Ｓｃｒｅｅｎ Ｄｉｓｐｌａｙ）表示用のデータを重畳する処理などの表示処理を施す。そして、表示処理後の画像データを、表示デバイス３０に出力して表示させる。

表示デバイス３０は、ＴＦＴ（薄膜トランジスター：Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）や、ＥＶＦ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｖｉｅｗ Ｆｉｎｄｅｒ：電子ビューファインダ）などの表示デバイスであり、表示処理部２３０から出力された表示処理後の画像データに応じた画像を表示する。なお、表示デバイス３０は、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）ディスプレイや、テレビなどの外部ディスプレイであってもよい。

画像認識部２５０は、ＤＲＡＭ４０に記録されている前処理画像データを取得し（読み出し）、取得した前処理画像データに基づいて、撮影された画像に含まれる被写体の動き量や顔を検出し、検出した被写体の情報を生成して、ＤＲＡＭ４０に転送する（書き込む）。また、画像認識部２５０は、取得した前処理画像データに基づいて、撮影された画像のシーンを認識し、認識したシーンの情報を生成して、ＤＲＡＭ４０に転送する（書き込む）。なお、画像認識部２５０は、生成した被写体の情報やシーンの情報をＤＲＡＭ４０に転送せず、画像認識部２５０内のレジスタに保持する構成であってもよい。

カードインタフェース部２７０は、ＤＲＡＭ４０に記録されている記録用の静止画像データや記録用の動画像データを取得し（読み出し）、記録媒体５０に記録させる。また、カードインタフェース部２７０は、記録媒体５０に記録している記録用の静止画像データや記録用の動画像データを読み出し、読み出した画像データを、ＤＲＡＭ４０に転送する（書き込む）。

記録媒体５０は、ＳＤメモリカード（ＳＤ Ｍｅｍｏｒｙ Ｃａｒｄ）などの記録媒体であり、カードインタフェース部２７０から出力された記録用の静止画像データや記録用の動画像データを記録する。また、カードインタフェース部２７０によって記録している記録用の静止画像データや記録用の動画像データが読み出される。なお、図１においては、記録媒体５０も撮像システム１の構成要素としているが、記録媒体５０は、撮像システム１に着脱可能な構成である。

ＤＲＡＭコントローラ２４０は、データバス２９０に接続されている撮像システム１内の複数の構成要素からのＤＲＡＭ４０へのアクセス要求、例えば、ＤＭＡアクセス要求に応じて、接続されているＤＲＡＭ４０へのデータの転送（書き込み）、およびＤＲＡＭ４０からのデータの取得（読み出し）を行う。

ＤＲＡＭ４０は、ＤＲＡＭコントローラ２４０によってアクセス制御されるメモリである。ＤＲＡＭ４０は、撮像システム１内のそれぞれの構成要素の処理過程における様々なデータを一時的に格納する。

ＣＰＵ２６０は、撮像システム１の構成要素、すなわち、撮像システム１全体を制御する。例えば、撮像システム１における撮影動作や再生動作に応じて、撮像システム１内の各構成要素の動作を制御する。また、例えば、ＣＰＵ２６０は、撮像システム１が撮影動作を行う際に、図示しないレンズを制御する。

＜第１の実施形態＞
次に、本実施形態の撮像システム１に搭載した固体撮像装置１０について説明する。図２は、本第１の実施形態における固体撮像装置１０の概略構成を示したブロック図である。図２に示した固体撮像装置１０は、画素信号処理部１００と、第１の読み出し部１１０と、第２の読み出し部１２０と、転送部１３０とから構成される。

画素信号処理部１００は、複数の画素が二次元の行列状に配置されて形成された画素アレイを備え、第１の読み出し部１１０および第２の読み出し部１２０のそれぞれから入力された読み出し制御信号に応じて、それぞれの画素が入射した光を光電変換した画素信号を、対応する第１の読み出し部１１０または第２の読み出し部１２０に出力する。画素信号処理部１００は、画素アレイ内に配置された全ての画素の画素信号のそれぞれを全画素信号Ｓ１とし、画素アレイ内に配置された画素の数を減縮した画素の画素信号のそれぞれを減縮画素信号Ｓ２として、別々に出力することができる。そして、画素信号処理部１００は、第１の読み出し部１１０から入力された読み出し制御信号に応じて、全画素信号Ｓ１のそれぞれを第１の読み出し部１１０に出力し、第２の読み出し部１２０から入力された読み出し制御信号に応じて、減縮画素信号Ｓ２のそれぞれを第２の読み出し部１２０に出力する。

第１の読み出し部１１０は、画素信号処理部１００から全画素信号Ｓ１のそれぞれを読み出し、読み出した全画素信号Ｓ１のそれぞれをアナログデジタル変換したそれぞれのデジタル値を転送部１３０に出力する。このとき、第１の読み出し部１１０は、第２の読み出し部１２０から入力されたビット数削減制御信号に応じて、アナログデジタル変換して出力するそれぞれの全画素信号Ｓ１のデジタル値のビット数を削減して、転送部１３０に出力する。

第２の読み出し部１２０は、画素信号処理部１００から減縮画素信号Ｓ２のそれぞれを読み出し、読み出した減縮画素信号Ｓ２のそれぞれに基づいて、第１の読み出し部１１０がアナログデジタル変換して出力するそれぞれの全画素信号Ｓ１のデジタル値のビット数を削減する方法を決定する。そして、第２の読み出し部１２０は、決定したビット数削減方法を表すビット数削減制御信号を、第１の読み出し部１１０に出力する。

転送部１３０は、第１の読み出し部１１０から出力された、ビット数が削減されたそれぞれの全画素信号Ｓ１のデジタル値を、画素データとして外部に転送する。すなわち、転送部１３０は、ビット数が削減された画素データを、画像処理部２０内の撮像処理部２１０に転送（出力）する。

このような構成によって、固体撮像装置１０は、画素信号処理部１００に備えた全ての画素の画素信号に基づいたそれぞれの画素データのビット数を削減して、画像処理部２０内の撮像処理部２１０に出力する。

次に、本第１の実施形態の固体撮像装置１０のそれぞれの構成要素について、さらに詳細に説明する。まず、図２に示した本第１の実施形態の固体撮像装置１０の画素信号処理部１００の構成について、さらに詳細に説明する。なお、固体撮像装置１０においては、上述したように、複数の画素が二次元の行列状に配置された画素アレイを画素信号処理部１００内に備えるが、説明を容易にするため、図２においては、固体撮像装置１０に備えた画素信号処理部１００内に、画素ａ〜画素ｄの４つの画素が配置されている場合の一例を示している。なお、固体撮像装置１０には、本固体撮像装置１０を搭載した撮像システム１に備えた、本固体撮像装置１０の制御を行う制御装置（例えば、画像処理部２０内のＣＰＵ２６０など）による制御に応じて、画素信号処理部１００内に配置されたそれぞれの画素の構成要素を駆動する垂直走査回路や水平走査回路などの構成要素も備えているが、図２においては省略している。

なお、以下の説明においては、それぞれの構成要素が対応する画素、すなわち、画素ａ〜画素ｄを区別するため、それぞれの構成要素の符号の最後に対応する画素を示す「ａ」、「ｂ」、「ｃ」、または「ｄ」の符号を付与して説明する。より具体的には、画素ａに対応する構成要素の符号の最後に「ａ」を付与し、画素ｂに対応する構成要素の符号の最後に「ｂ」を付与し、画素ｃに対応する構成要素の符号の最後に「ｃ」を付与し、画素ｄに対応する構成要素の符号の最後に「ｄ」を付与して説明する。また、画素ａ〜画素ｄに共通して対応する構成要素には、「ａ」〜「ｄ」の符号は付与せずに説明する。また、画素ａ〜画素ｄのいずれかに対応する構成要素ではあるが、説明を行う際に対応する画素を区別しない場合には、「ａ」〜「ｄ」の符号を示さずに、それぞれの構成要素の符号までを示して説明する。

図２に示した本第１の実施形態の固体撮像装置１０の画素信号処理部１００は、４つの光電変換部１０１ａ〜光電変換部１０１ｄと、４つの電荷転送回路１０２ａ〜電荷転送回路１０２ｄと、４つの第１の電荷蓄積回路１０３ａ〜第１の電荷蓄積回路１０３ｄと、２つの第２の電荷蓄積回路１０４ａｂおよび第２の電荷蓄積回路１０４ｃｄとから構成される。図２に示した本第１の実施形態の固体撮像装置１０の画素信号処理部１００では、光電変換部１０１ａと、電荷転送回路１０２ａと、第１の電荷蓄積回路１０３ａとの構成要素によって画素ａを構成し、光電変換部１０１ｂと、電荷転送回路１０２ｂと、第１の電荷蓄積回路１０３ｂとの構成要素によって画素ｂを構成する。また、光電変換部１０１ｃと、電荷転送回路１０２ｃと、第１の電荷蓄積回路１０３ｃとの構成要素によって画素ｃを構成し、光電変換部１０１ｄと、電荷転送回路１０２ｄと、第１の電荷蓄積回路１０３ｄとの構成要素によって画素ｄを構成する。また、第２の電荷蓄積回路１０４ａｂは、画素ａと画素ｂとに共通の構成要素であり、第２の電荷蓄積回路１０４ｃｄは、画素ｃと画素ｄとに共通の構成要素である。

光電変換部１０１ａ〜光電変換部１０１ｄのそれぞれは、入射した光を光電変換して信号電荷を発生し、発生した信号電荷を蓄積する、フォトダイオードなどの光電変換部である。

電荷転送回路１０２ａ〜電荷転送回路１０２ｄのそれぞれは、対応する光電変換部１０１ａ〜光電変換部１０１ｄのそれぞれが発生して蓄積した信号電荷を、対応する第１の電荷蓄積回路１０３ａ〜第１の電荷蓄積回路１０３ｄのそれぞれと、対応する第２の電荷蓄積回路１０４ａｂまたは第２の電荷蓄積回路１０４ｃｄのそれぞれに転送するための回路である。

第１の電荷蓄積回路１０３ａ〜第１の電荷蓄積回路１０３ｄのそれぞれは、対応する電荷転送回路１０２ａ〜電荷転送回路１０２ｄのそれぞれから転送された、対応する光電変換部１０１ａ〜光電変換部１０１ｄのそれぞれが発生した信号電荷を保持（蓄積）する回路である。また、第１の電荷蓄積回路１０３ａ〜第１の電荷蓄積回路１０３ｄのそれぞれは、対応する第１の読み出し部１１０内の第１の読み出し制御部１１０１から入力された読み出し制御信号に応じて、保持した信号電荷に応じた信号電圧を全画素信号Ｓ１のそれぞれの画素信号として、第１の読み出し部１１０内の第１のＡ／Ｄ変換部１１０２に出力する回路でもある。

第２の電荷蓄積回路１０４ａｂおよび第２の電荷蓄積回路１０４ｃｄのそれぞれは、対応する電荷転送回路１０２ａ〜電荷転送回路１０２ｄのそれぞれから転送された、対応する光電変換部１０１ａ〜光電変換部１０１ｄのそれぞれが発生したそれぞれの信号電荷の電荷量を平均化した電荷量の信号電荷、またはそれぞれの信号電荷の電荷量を平均化するための信号電荷を保持（蓄積）する回路（平均化電荷蓄積回路）である。つまり、第２の電荷蓄積回路１０４ａｂおよび第２の電荷蓄積回路１０４ｃｄのそれぞれは、固体撮像装置１０の画素信号処理部１００に備えたそれぞれの画素の信号電荷を加算平均することによって、画素信号処理部１００に備えた画素の数（画素数）を減縮した状態にするための信号電荷を保持する回路である。また、第２の電荷蓄積回路１０４ａｂおよび第２の電荷蓄積回路１０４ｃｄのそれぞれは、対応する第２の読み出し部１２０内の第２の読み出し制御部１２０１から入力された読み出し制御信号に応じて、保持した信号電荷に応じた信号電圧を、画素数を減縮した状態の減縮画素信号Ｓ２のそれぞれの画素信号として、第２の読み出し部１２０内の第２のＡ／Ｄ変換部１２０２に出力する回路でもある。

なお、図２に示した本第１の実施形態の固体撮像装置１０の画素信号処理部１００においては、第２の電荷蓄積回路１０４ａｂが電荷転送回路１０２ａおよび電荷転送回路１０２ｂ、すなわち、光電変換部１０１ａおよび光電変換部１０１ｂに対応し、第２の電荷蓄積回路１０４ｃｄが電荷転送回路１０２ｃおよび電荷転送回路１０２ｄ、すなわち、光電変換部１０１ｃおよび光電変換部１０１ｄに対応している。

なお、画素数を減縮するために行うそれぞれの画素の信号電荷を加算平均する構成は、例えば、光電変換部１０１ａおよび光電変換部１０１ｂが発生したそれぞれの信号電荷を第２の電荷蓄積回路１０４ａｂに保持する際に加算平均する構成、第２の電荷蓄積回路１０４ａｂが保持したそれぞれの信号電荷に応じた信号電圧を出力する際に加算平均する構成などがある。なお、例えば、第２の電荷蓄積回路１０４ａｂが保持したそれぞれの信号電荷に応じた信号電圧を出力した後に加算平均する構成であってもよい。

このような構成によって、画素信号処理部１００は、それぞれの画素を同じ露光期間で露光し、それぞれの画素内で、光電変換部１０１が発生した信号電荷を第１の電荷蓄積回路１０３にそれぞれに保持すると共に、それぞれの信号電荷を平均化した信号電荷（画素数を減縮した信号電荷）を第２の電荷蓄積回路１０４に保持する。より具体的には、画素信号処理部１００は、光電変換部１０１ａが発生した信号電荷を第１の電荷蓄積回路１０３ａに、光電変換部１０１ｂが発生した信号電荷を第１の電荷蓄積回路１０３ｂに、光電変換部１０１ｃが発生した信号電荷を第１の電荷蓄積回路１０３ｃに、光電変換部１０１ｄが発生した信号電荷を第１の電荷蓄積回路１０３ｄにそれぞれに保持する。また、画素信号処理部１００は、光電変換部１０１ａが発生した信号電荷と光電変換部１０１ｂが発生した信号電荷とを平均化した信号電荷を第２の電荷蓄積回路１０４ａｂに、光電変換部１０１ｃが発生した信号電荷と光電変換部１０１ｄが発生した信号電荷とを平均化した信号電荷を第２の電荷蓄積回路１０４ｃｄにそれぞれに保持する。そして、画素信号処理部１００は、第１の電荷蓄積回路１０３のそれぞれに保持した信号電荷に応じたそれぞれの画素信号と、第２の電荷蓄積回路１０４に保持した信号電荷に応じた画素信号とのそれぞれを別々に出力する。すなわち、画素信号処理部１００は、同じ１回の露光によって得られた信号電荷に基づいて、画素信号処理部１００に備えた全ての画素の画素信号（全画素信号Ｓ１）のそれぞれと、画素信号処理部１００に備えた画素の数（画素数）を減縮した画素信号（減縮画素信号Ｓ２）のそれぞれを別々に出力する。

なお、図２に示した本第１の実施形態の固体撮像装置１０では、予め定めた２つの画素を組とし、それぞれの画素に備えた光電変換部１０１が発生したそれぞれの信号電荷の電荷量を平均化した信号電荷を保持する第２の電荷蓄積回路１０４を備えた画素信号処理部１００の構成を示した。しかし、実際の固体撮像装置では、二次元の行列状に複数の画素が配置された画素アレイに、例えば、ベイヤー配列のカラーフィルタが貼付され、それぞれの画素に備えた光電変換部１０１は、入射した光に含まれる、貼付されたカラーフィルタの対応する色を光電変換して信号電荷を発生する。従って、本第１の実施形態の固体撮像装置１０においては、貼付されたカラーフィルタの色の重心がずれないように、また、異なる色の信号電荷を平均化しないように、画素の組を構成することが望ましい。

また、図２に示した本第１の実施形態の固体撮像装置１０の画素信号処理部１００においては、第２の電荷蓄積回路１０４ａｂおよび第２の電荷蓄積回路１０４ｃｄのそれぞれが、対応する光電変換部１０１ａ〜光電変換部１０１ｄのそれぞれが発生したそれぞれの信号電荷を加算平均することによって画素数を減縮する構成を示した。しかし、画素数を減縮する方法は、図２に示した加算平均のみに限定されるものではなく、例えば、画素を間引くことによって、画素数を減縮する構成であってもよい。この場合、図２に示した本第１の実施形態の固体撮像装置１０の画素信号処理部１００においては、第２の電荷蓄積回路１０４ａｂおよび第２の電荷蓄積回路１０４ｃｄのそれぞれが、対応する光電変換部１０１ａ〜光電変換部１０１ｄのそれぞれが発生したそれぞれの信号電荷のいずれか一方の信号電荷を保持（蓄積）することによって、画素を間引く構成が考えられる。

次に、図２に示した本第１の実施形態の固体撮像装置１０の第１の読み出し部１１０の構成について、さらに詳細に説明する。図２に示した本第１の実施形態の固体撮像装置１０の第１の読み出し部１１０は、第１の読み出し制御部１１０１と、第１のＡ／Ｄ変換部１１０２と、ビット数削減部１１０３とから構成される。

第１の読み出し制御部１１０１は、画素信号処理部１００内の第１の電荷蓄積回路１０３ａ〜第１の電荷蓄積回路１０３ｄのそれぞれから全画素信号Ｓ１のそれぞれを順次読み出すための読み出し制御信号を、第１の電荷蓄積回路１０３ａ〜第１の電荷蓄積回路１０３ｄのそれぞれに順次出力する。

第１のＡ／Ｄ変換部１１０２は、第１の読み出し制御部１１０１によって読み出され、第１の電荷蓄積回路１０３ａ〜第１の電荷蓄積回路１０３ｄのそれぞれから順次入力されたそれぞれの全画素信号Ｓ１（アナログ信号）をアナログデジタル変換し、それぞれの全画素信号Ｓ１（アナログ信号）の大きさを表す値（デジタル値）を、ビット数削減部１１０３に順次出力するＡ／Ｄ変換回路である。

ビット数削減部１１０３は、第２の読み出し部１２０内のビット数削減方法決定部１２０５から入力されたビット数削減制御信号に応じて、第１のＡ／Ｄ変換部１１０２から順次入力されたそれぞれの全画素信号Ｓ１のデジタル値のビット数を、予め定めた方法によって削減し、ビット数を削減したそれぞれの全画素信号Ｓ１のデジタル値を転送部１３０に出力する。なお、ビット数削減部１１０３がビット数削減制御信号に応じてデジタル値のビット数を削減する方法に関する説明は、後述する。

このような構成によって、第１の読み出し部１１０は、画素信号処理部１００内の第１の電荷蓄積回路１０３のそれぞれに保持した全画素信号Ｓ１のそれぞれを読み出して、読み出したそれぞれの全画素信号Ｓ１をアナログデジタル変換したそれぞれのデジタル値を転送部１３０に出力する。このとき、第１の読み出し部１１０は、第２の読み出し部１２０から入力されたビット数削減制御信号に応じて、アナログデジタル変換して出力するそれぞれの全画素信号Ｓ１のデジタル値のビット数を削減して、転送部１３０に出力する。これにより、転送部１３０は、第１の読み出し部１１０から入力された、全画素信号Ｓ１をアナログデジタル変換してビット数を削減したデジタル値のそれぞれを、ビット数が削減された画素データとして外部に出力する。

次に、図２に示した本第１の実施形態の固体撮像装置１０の第２の読み出し部１２０の構成について、さらに詳細に説明する。図２に示した本第１の実施形態の固体撮像装置１０の第２の読み出し部１２０は、第２の読み出し制御部１２０１と、第２のＡ／Ｄ変換部１２０２と、ビット数削減方法決定部１２０５とから構成される。

第２の読み出し制御部１２０１は、画素信号処理部１００内の第２の電荷蓄積回路１０４ａｂおよび第２の電荷蓄積回路１０４ｃｄのそれぞれから減縮画素信号Ｓ２のそれぞれを順次読み出すための読み出し制御信号を、第２の電荷蓄積回路１０４ａｂおよび第２の電荷蓄積回路１０４ｃｄのそれぞれに順次出力する。

第２のＡ／Ｄ変換部１２０２は、第２の読み出し制御部１２０１によって読み出され、第２の電荷蓄積回路１０４ａｂおよび第２の電荷蓄積回路１０４ｃｄのそれぞれから順次入力されたそれぞれの減縮画素信号Ｓ２（アナログ信号）をアナログデジタル変換し、それぞれの減縮画素信号Ｓ２（アナログ信号）の大きさを表す値（デジタル値）を、ビット数削減方法決定部１２０５に順次出力するＡ／Ｄ変換回路である。

なお、画素信号処理部１００内の第２の電荷蓄積回路１０４ａｂおよび第２の電荷蓄積回路１０４ｃｄのそれぞれが、保持したそれぞれの信号電荷に応じた信号電圧を加算平均せずにそのまま出力する構成である場合には、第２のＡ／Ｄ変換部１２０２が、第２の電荷蓄積回路１０４ａｂおよび第２の電荷蓄積回路１０４ｃｄのそれぞれから出力されたそれぞれの信号電圧を加算平均した大きさのデジタル値を、ビット数削減方法決定部１２０５に順次出力構成であってもよい。この場合、第２のＡ／Ｄ変換部１２０２は、第２の読み出し制御部１２０１によって第２の電荷蓄積回路１０４ａｂおよび第２の電荷蓄積回路１０４ｃｄのそれぞれから順次読み出されたそれぞれの信号電圧をアナログ信号の状態で加算平均した後にアナログデジタル変換してもよいし、それぞれの信号電圧をアナログデジタル変換した後にデジタル値の状態で加算平均してもよい。

ビット数削減方法決定部１２０５は、第２のＡ／Ｄ変換部１２０２から順次入力されたそれぞれの減縮画素信号Ｓ２のデジタル値に基づいて、第１の読み出し部１１０内のビット数削減部１１０３がそれぞれの全画素信号Ｓ１のデジタル値のビット数を削減する際のビット数削減方法を決定し、決定したビット数削減方法を表すビット数削減制御信号を、第１の読み出し部１１０内のビット数削減部１１０３に出力する。

このような構成によって、第２の読み出し部１２０は、画素信号処理部１００内の第２の電荷蓄積回路１０４のそれぞれに保持した減縮画素信号Ｓ２のそれぞれを読み出して、読み出したそれぞれの減縮画素信号Ｓ２をアナログデジタル変換したそれぞれのデジタル値に基づいて、第１の読み出し部１１０がそれぞれの全画素信号Ｓ１のデジタル値に対するビット数削減方法を決定する。そして、第２の読み出し部１２０は、決定したビット数削減方法を表すビット数削減制御信号を、第１の読み出し部１１０に出力する。

従って、本第１の実施形態の固体撮像装置１０では、第２の読み出し部１２０が減縮画素信号Ｓ２のそれぞれを先に読み出してそれぞれの全画素信号Ｓ１のデジタル値に対するビット数削減方法を決定した後に、第１の読み出し部１１０が、ビット数削減制御信号に応じてそれぞれの全画素信号Ｓ１をアナログデジタル変換したそれぞれのデジタル値のビット数を削減して転送部１３０に出力することになる。

ここで、本第１の実施形態の固体撮像装置１０において、画素信号処理部１００内の第１の電荷蓄積回路１０３および第２の電荷蓄積回路１０４のそれぞれから全画素信号Ｓ１および減縮画素信号Ｓ２のそれぞれを読み出す際のタイミングについて説明する。図３は、本第１の実施形態の固体撮像装置１０における画素信号（全画素信号Ｓ１および減縮画素信号Ｓ２）の読み出しシーケンスを示した図である。

固体撮像装置１０が、ビット数を削減したそれぞれの全画素信号Ｓ１に応じた画素データを出力する際には、まず、第２の読み出し部１２０内の第２の読み出し制御部１２０１が、減縮画素信号Ｓ２のそれぞれを順次読み出すための読み出し制御信号を、画素信号処理部１００内の第２の電荷蓄積回路１０４ａｂおよび第２の電荷蓄積回路１０４ｃｄのそれぞれに順次出力する。これにより、第２の電荷蓄積回路１０４ａｂおよび第２の電荷蓄積回路１０４ｃｄのそれぞれから、減縮画素信号Ｓ２のそれぞれが順次出力されて、第２のＡ／Ｄ変換部１２０２に順次入力される。そして、第２のＡ／Ｄ変換部１２０２は、順次入力されたそれぞれの減縮画素信号Ｓ２（アナログ信号）をアナログデジタル変換した、それぞれの減縮画素信号Ｓ２のデジタル値を、ビット数削減方法決定部１２０５に順次出力する。

そして、ビット数削減方法決定部１２０５は、第２のＡ／Ｄ変換部１２０２から順次入力されたそれぞれの減縮画素信号Ｓ２のデジタル値に基づいて、第１の読み出し部１１０内のビット数削減部１１０３がそれぞれの全画素信号Ｓ１のデジタル値のビット数を削減するビット数削減方法を決定する。そして、ビット数削減方法決定部１２０５は、決定したビット数削減方法を表すビット数削減制御信号を、第１の読み出し部１１０内のビット数削減部１１０３に出力する。

そして、第１の読み出し部１１０内の第１の読み出し制御部１１０１が、全画素信号Ｓ１のそれぞれを順次読み出すための読み出し制御信号を、画素信号処理部１００内の第１の電荷蓄積回路１０３ａ〜第１の電荷蓄積回路１０３ｄのそれぞれに順次出力する。これにより、第１の電荷蓄積回路１０３ａ〜第１の電荷蓄積回路１０３ｄのそれぞれから、全画素信号Ｓ１のそれぞれが順次出力されて、第１のＡ／Ｄ変換部１１０２に順次入力される。そして、第１のＡ／Ｄ変換部１１０２は、順次入力されたそれぞれの全画素信号Ｓ１（アナログ信号）をアナログデジタル変換した、それぞれの全画素信号Ｓ１のデジタル値を、ビット数削減部１１０３に順次出力する。

そして、ビット数削減部１１０３は、第１のＡ／Ｄ変換部１１０２から順次入力されたそれぞれの全画素信号Ｓ１のデジタル値のビット数を、ビット数削減方法決定部１２０５から入力されたビット数削減制御信号に応じて順次削減し、ビット数を削減したそれぞれの全画素信号Ｓ１のデジタル値を転送部１３０に順次出力する。これにより、転送部１３０は、ビット数削減部１１０３から順次入力された、ビット数が削減されたそれぞれの全画素信号Ｓ１のデジタル値を、ビット数が削減された画素データとして外部に順次転送（出力）する。

なお、減縮画素信号Ｓ２は、画素アレイ内に配置された画素数を減縮した画素信号であるため、例えば、全画素信号Ｓ１と減縮画素信号Ｓ２との読み出しを同時に開始した場合でも、画素数を減縮した減縮画素信号Ｓ２の方が、画素数を減縮していない全画素信号Ｓ１よりも早く読み出しが完了することができる。これにより、ビット数削減方法決定部１２０５は、それぞれの全画素信号Ｓ１のデジタル値のビット数を削減するビット数削減方法を早く決定することができる。このことにより、図２に示した本第１の実施形態の固体撮像装置１０では、第１の読み出し部１１０における全画素信号Ｓ１の読み出しと、全画素信号Ｓ１のデジタル値のビット数の削減とをリアルタイムに行いながら、ビット数を削減した全画素信号Ｓ１のデジタル値（画素データ）を、転送部１３０から外部に順次転送（出力）することができる。

ここで、本第１の実施形態の固体撮像装置１０における全画素信号Ｓ１のデジタル値のビット数の削減方法について説明する。図２に示した本第１の実施形態の固体撮像装置１０では、減縮画素信号Ｓ２を早く読み出すことができるということを利用して、読み出した減縮画素信号Ｓ２に基づいて、例えば、ダイナミックレンジや明るさの分布など、固体撮像装置１０が出力する全画素信号Ｓ１の全体の状態を調べることができる。

＜第１のビット数削減方法＞
図４は、本第１の実施形態の固体撮像装置１０における第１のビット数削減方法を説明する図である。本第１のビット数削減方法は、先に読み出した減縮画素信号Ｓ２のそれぞれのデジタル値に基づいて全画素信号Ｓ１の全体のダイナミックレンジを調査し、全画素信号Ｓ１のデジタル値に割り当てるビット数、すなわち、削減するビット数を決定する方法である。なお、ダイナミックレンジは、減縮画素信号Ｓ２のデジタル値の最大値と最小値との差を算出することによって調査することができる。なお、以下の説明においては、第１のＡ／Ｄ変換部１１０２が、入力された全画素信号Ｓ１（アナログ信号）を、１０ビットのデジタル値にアナログデジタル変換するものとして説明する。

本第１のビット数削減方法では、ビット数削減方法決定部１２０５が、第２のＡ／Ｄ変換部１２０２から順次入力された、それぞれの減縮画素信号Ｓ２のデジタル値のダイナミックレンジを調査する。これにより、ビット数削減方法決定部１２０５は、全画素信号Ｓ１の全体のダイナミックレンジを調査することができる。そして、ビット数削減方法決定部１２０５は、調査した全画素信号Ｓ１の全体のダイナミックレンジが広い場合にはビット数を多くし、ダイナミックレンジが狭い場合にはビット数を少なくするように、それぞれの全画素信号Ｓ１のデジタル値に割り当てるビット数を決定する。

そして、ビット数削減方法決定部１２０５は、決定したそれぞれの全画素信号Ｓ１のデジタル値に割り当てるビット数を表すビット数削減制御信号を、ビット数削減部１１０３に出力する。これにより、ビット数削減部１１０３は、第１のＡ／Ｄ変換部１１０２から入力されたそれぞれの全画素信号Ｓ１のデジタル値のビット数を、入力されたビット数削減制御信号に応じて削減して転送部１３０に出力する。

図４（ａ）には、調査した全画素信号Ｓ１の全体のダイナミックレンジが広い場合のデジタル値のビット数の削減例を示し、図４（ｂ）には、調査した全画素信号Ｓ１の全体のダイナミックレンジが狭い場合のデジタル値のビット数の削減例を示している。

より具体的には、調査した全画素信号Ｓ１の全体のダイナミックレンジが広い場合、ビット数削減方法決定部１２０５は、全画素信号Ｓ１のデジタル値に多くのビット数を割り当てると決定し、第１のＡ／Ｄ変換部１１０２がアナログデジタル変換して出力する全画素信号Ｓ１のデジタル値を、１０ビットから８ビットにビット数を削減することを表すビット数削減制御信号を、ビット数削減部１１０３に出力する。これにより、ビット数削減部１１０３は、例えば、図４（ａ）に示したように、入力された全画素信号Ｓ１の１０ビットのデジタル値を４で除算することによって下位２ビットを削減した、全画素信号Ｓ１の８ビットのデジタル値を出力する。

また、調査した全画素信号Ｓ１の全体のダイナミックレンジが狭い場合、ビット数削減方法決定部１２０５は、全画素信号Ｓ１のデジタル値に割り当てるビット数を少なくすると決定し、第１のＡ／Ｄ変換部１１０２がアナログデジタル変換して出力する全画素信号Ｓ１のデジタル値を、１０ビットから７ビットにビット数を削減することを表すビット数削減制御信号を、ビット数削減部１１０３に出力する。これにより、ビット数削減部１１０３は、例えば、図４（ｂ）に示したように、入力された全画素信号Ｓ１の１０ビットのデジタル値を８で除算することによって下位３ビットを削減した、全画素信号Ｓ１の７ビットのデジタル値を出力する。

このように、第１のビット数削減方法では、減縮画素信号Ｓ２を先に読み出すことによって、同じ露光の全画素信号Ｓ１のデジタル値を画素データとして出力する前に、全画素信号Ｓ１の全体のダイナミックレンジを調査する。これにより、第１のビット数削減方法では、調査した全画素信号Ｓ１の全体のダイナミックレンジが狭い場合にはデジタル値に割り当てるビット数を少なくして、外部に転送（出力）する全画素信号Ｓ１の画素データのビット数を削減し、本第１の実施形態の固体撮像装置１０の消費電力を低減することができる。また、第１のビット数削減方法では、調査した全画素信号Ｓ１の全体のダイナミックレンジが広い場合にはデジタル値に割り当てるビット数を多くして、外部に転送（出力）する全画素信号Ｓ１の画素データのビット数の削減量を少なくし、本第１の実施形態の固体撮像装置１０が出力した画素データに基づいて生成する画像の劣化を抑えることができる。

このように、本第１の実施形態の固体撮像装置１０では、第１のビット数削減方法によって、事前に調査した全画素信号Ｓ１の全体のダイナミックレンジに応じて出力する画素データのビット数を制御することができ、出力する画素データのビット数を削減した場合でも、本第１の実施形態の固体撮像装置１０の低消費電力化と画質劣化の抑制とを両立することができる。

＜第２のビット数削減方法＞
図５は、本第１の実施形態の固体撮像装置１０における第２のビット数削減方法を説明する図である。本第２のビット数削減方法は、先に読み出した減縮画素信号Ｓ２のそれぞれのデジタル値に基づいて全画素信号Ｓ１の全体の明るさの分布を調査し、全画素信号Ｓ１のデジタル値に割り当てるビットの範囲を決定して、全画素信号Ｓ１のデジタル値のビット数を削減する方法である。なお、明るさの分布は、減縮画素信号Ｓ２のデジタル値のヒストグラムを算出することによって調査することができる。なお、以下の説明においても、第１のＡ／Ｄ変換部１１０２が、入力された全画素信号Ｓ１（アナログ信号）を、１０ビットのデジタル値にアナログデジタル変換するものとして説明する。

本第２のビット数削減方法では、ビット数削減方法決定部１２０５が、第２のＡ／Ｄ変換部１２０２から順次入力された、それぞれの減縮画素信号Ｓ２のデジタル値から、減縮画素信号Ｓ２の明るさの分布を調査する。これにより、ビット数削減方法決定部１２０５は、全画素信号Ｓ１の全体の明るさの分布を調査することができる。そして、ビット数削減方法決定部１２０５は、調査した全画素信号Ｓ１の全体の明るさの分布に基づいて、全画素信号Ｓ１のデジタル値に割り当てるビットの範囲、つまり、全画素信号Ｓ１のデジタル値に割り当てる階調を決定する。

より具体的には、調査した全画素信号Ｓ１の全体の明るさの分布が、暗い部分を多く含んでいる、例えば、撮影された画像が全体的に暗いことを表している場合には、暗い値を表すデジタル値（小さな値のデジタル値）により多くのビット数を割り当てるように、全画素信号Ｓ１のデジタル値に割り当てるビットの範囲を決定する。また、調査した全画素信号Ｓ１の全体の明るさの分布が、明るい部分を多く含んでいる、例えば、撮影された画像が全体的に明るいことを表している場合には、明るい値を表すデジタル値（大きな値のデジタル値）により多くのビット数を割り当てるように、全画素信号Ｓ１のデジタル値に割り当てるビットの範囲を決定する。また、調査した全画素信号Ｓ１の全体の明るさの分布が、暗い部分と明るい部分とに大きな差がない、例えば、撮影された画像が全体的に均一な明るさであることを表している場合には、それぞれのデジタル値に均一にビット数を割り当てるように、全画素信号Ｓ１のデジタル値に割り当てるビットの範囲を決定する。

そして、ビット数削減方法決定部１２０５は、決定したデジタル値に割り当てるビットの範囲を表すビット数削減制御信号を、ビット数削減部１１０３に出力する。これにより、ビット数削減部１１０３は、第１のＡ／Ｄ変換部１１０２から入力されたそれぞれの全画素信号Ｓ１のデジタル値のビット数を、入力されたビット数削減制御信号に応じて削減して転送部１３０に出力する。

図５には、第１のＡ／Ｄ変換部１１０２がアナログデジタル変換して出力する全画素信号Ｓ１のデジタル値を、１０ビットから８ビットにビット数を削減する場合において、調査した全画素信号Ｓ１の全体の明るさの分布に応じて、全画素信号Ｓ１のデジタル値に割り当てるビットの範囲を変更する場合の一例を示している。そして、図５（ａ）には、調査した全画素信号Ｓ１の全体の明るさの分布が全体的に均一な明るさであることを表している場合に割り当てるデジタル値のビットの範囲の一例を示している。また、図５（ｂ）には、調査した全画素信号Ｓ１の全体の明るさの分布が全体的に暗いことを表している場合に割り当てるデジタル値のビットの範囲の一例を示している。また、図５（ｃ）には、調査した全画素信号Ｓ１の全体の明るさの分布が全体的に明るいことを表している場合に割り当てるデジタル値のビットの範囲の一例を示している。

より具体的には、調査した全画素信号Ｓ１の全体の明るさの分布が全体的に均一な明るさであることを表している場合、ビット数削減方法決定部１２０５は、全画素信号Ｓ１のそれぞれのデジタル値に均一にビットの範囲を割り当てると決定する。そして、ビット数削減方法決定部１２０５は、第１のＡ／Ｄ変換部１１０２がアナログデジタル変換して出力する全画素信号Ｓ１のデジタル値を、１０ビットから８ビットに、単純にビット数を削減することを表すビット数削減制御信号を、ビット数削減部１１０３に出力する。これにより、ビット数削減部１１０３は、例えば、図５（ａ）に示したように、入力された全画素信号Ｓ１の１０ビットのデジタル値を４で除算することによって下位２ビットを削減した、全画素信号Ｓ１の８ビットのデジタル値を出力する。

また、調査した全画素信号Ｓ１の全体の明るさの分布が全体的に暗いことを表している場合、ビット数削減方法決定部１２０５は、暗い値を表す全画素信号Ｓ１のデジタル値により多くのビットの範囲を割り当て、明るい値を表す全画素信号Ｓ１のデジタル値に少ないビットの範囲を割り当ててビット数を削減すると決定する。これにより、暗い値を表すデジタル値（小さな値のデジタル値）のビット精度は落とさずに、明るい値を表すデジタル値（大きな値のデジタル値）ほどビット精度を多く落とすことによってデジタル値のビット数を削減し、撮影された画像において暗い部分の階調の誤差を少なくすることができる。そして、ビット数削減方法決定部１２０５は、決定したビット数の削減方法で第１のＡ／Ｄ変換部１１０２がアナログデジタル変換して出力する全画素信号Ｓ１の１０ビットのデジタル値の値に応じて異なる値の８ビットのデジタル値にビット数を削減することを表すビット数削減制御信号を、ビット数削減部１１０３に出力する。これにより、ビット数削減部１１０３は、例えば、図５（ｂ）に示したように、入力された全画素信号Ｓ１の１０ビットのデジタル値の値に応じて下位１ビット〜４ビットを削減した、全画素信号Ｓ１の８ビットのデジタル値を出力する。

また、調査した全画素信号Ｓ１の全体の明るさの分布が全体的に明るいことを表している場合、ビット数削減方法決定部１２０５は、明るい値を表す全画素信号Ｓ１のデジタル値により多くのビットの範囲を割り当て、暗い値を表す全画素信号Ｓ１のデジタル値に少ないビットの範囲を割り当ててビット数を削減すると決定する。これにより、明るい値を表すデジタル値（大きな値のデジタル値）のビット精度は落とさずに、暗い値を表すデジタル値（小さな値のデジタル値）ほどビット精度を多く落とすことによってデジタル値のビット数を削減し、撮影された画像において明るい部分の階調の誤差を少なくすることができる。そして、ビット数削減方法決定部１２０５は、決定したビット数の削減方法で第１のＡ／Ｄ変換部１１０２がアナログデジタル変換して出力する全画素信号Ｓ１の１０ビットのデジタル値の値に応じて異なる値の８ビットのデジタル値にビット数を削減することを表すビット数削減制御信号を、ビット数削減部１１０３に出力する。これにより、ビット数削減部１１０３は、例えば、図５（ｃ）に示したように、入力された全画素信号Ｓ１の１０ビットのデジタル値の値に応じて下位１ビット〜４ビットを削減した、全画素信号Ｓ１の８ビットのデジタル値を出力する。

このように、第２のビット数削減方法では、減縮画素信号Ｓ２を先に読み出すことによって、同じ露光の全画素信号Ｓ１のデジタル値を画素データとして出力する前に、全画素信号Ｓ１の全体の明るさの分布を調査する。これにより、第２のビット数削減方法では、調査した全画素信号Ｓ１の全体の明るさの分布に応じてデジタル値に割り当てるビットの範囲を制御して、外部に転送（出力）する全画素信号Ｓ１の画素データのビット数を削減し、本第１の実施形態の固体撮像装置１０の消費電力を低減することができる。また、第２のビット数削減方法では、調査した全画素信号Ｓ１の全体の明るさの分布に応じてデジタル値に割り当てるビットの範囲を制御するため、本第１の実施形態の固体撮像装置１０が出力した画素データに基づいて生成する画像の劣化を抑えることができる。

このように、本第１の実施形態の固体撮像装置１０における第２のビット数削減方法では、事前に調査した全画素信号Ｓ１の全体の明るさの分布に応じて出力する画素データのビット数を制御することができ、出力する画素データのビット数を削減した場合でも、第１のビット数削減方法と同様に、本第１の実施形態の固体撮像装置１０の低消費電力化と画質劣化の抑制とを両立することができる。

本第１の実施形態によれば、二次元の行列状に配置された複数の画素を有し、ここに配置された全ての画素のそれぞれが発生した画素信号のそれぞれを全画素信号（全画素信号Ｓ１）として出力すると共に、画素が発生した画素信号のそれぞれを予め定めた数の画素数に減縮した減縮画素信号（減縮画素信号Ｓ２）として出力する画素信号処理部（画素信号処理部１００）と、減縮画素信号Ｓ２に基づいて、全画素信号Ｓ１の大きさを表すデジタル値のビット数を削減する際のビット数削減方法を決定するビット数削減方法決定部（ビット数削減方法決定部１２０５）と、ビット数削減方法決定部１２０５によって決定されたビット数削減方法に基づいて、デジタル値（全画素信号Ｓ１のデジタル値）のビット数を削減し、ここでビット数を削減したデジタル値を、全画素信号Ｓ１に対応するデジタル値（画素データ）として出力するビット数削減部（ビット数削減部１１０３）と、を備える固体撮像装置（固体撮像装置１０）が構成される。

また、本第１の実施形態によれば、減縮画素信号Ｓ２は、対応する複数の画素のそれぞれが同じ露光期間で発生したそれぞれの画素信号を平均化した画素信号である固体撮像装置１０が構成される。

また、本第１の実施形態によれば、減縮画素信号Ｓ２は、対応する複数の画素のそれぞれが同じ露光期間で発生したそれぞれの画素信号の内、予め定めたいずれか１つの画素が発生した画素信号である固体撮像装置１０が構成される。

また、本第１の実施形態によれば、ビット数削減方法決定部１２０５は、減縮画素信号Ｓ２に基づいて全画素信号Ｓ１の全体のダイナミックレンジを調査し、ここで調査したダイナミックレンジの広さに応じて、全画素信号Ｓ１に対応するデジタル値（画素データ）に割り当てるビット数を決定する固体撮像装置１０が構成される。

また、本第１の実施形態によれば、ビット数削減方法決定部１２０５は、減縮画素信号Ｓ２に基づいて全画素信号Ｓ１の全体の明るさの分布を調査し、ここで調査した明るさの分布に応じて、全画素信号Ｓ１に対応するデジタル値（画素データ）に割り当てるビットの範囲を決定する固体撮像装置１０が構成される。

また、本第１の実施形態によれば、固体撮像装置（固体撮像装置１０）を備え、ビット数削減方法決定部１２０５は、減縮画素信号Ｓ２に加え、この固体撮像装置１０によって撮影を行う際の条件を表す情報を含めて、ビット数削減方法を決定する撮像システム（撮像システム１）が構成される。

上記に述べたように、本第１の実施形態の固体撮像装置１０では、画素信号処理部１００から、同じ１回の露光によって得られた信号電荷に基づいて、画素信号処理部１００に備えた全ての画素の画素信号である全画素信号Ｓ１と、画素信号処理部１００に備えた画素の数（画素数）を減縮した画素信号である減縮画素信号Ｓ２とを別々に出力する。そして、本第１の実施形態の固体撮像装置１０では、画素信号処理部１００から出力された減縮画素信号Ｓ２に基づいて、撮影した画像の特徴を事前に調査する。そして、本第１の実施形態の固体撮像装置１０では、調査した画像の特徴に基づいて、全画素信号Ｓ１のデジタル値のビット数を削減する方法を制御する。従来の画素データのビット数を変更する仕組みを備えた固体撮像装置では、この従来の固体撮像装置を搭載した撮像システムの動作モードに応じて画素データのビット数を削減することによって消費電力を削減しているため、画素データのビット数を削減すると必ず画質が劣化してしまった。これに対して、本第１の実施形態の固体撮像装置１０では、事前に調査した画像の特徴に基づいて出力する画素データのビット数を適正なビット数に制御するため、出力する画素データのビット数を削減した場合でも、本第１の実施形態の固体撮像装置１０の低消費電力化と画質劣化の抑制とを両立することができる。

また、本第１の実施形態の固体撮像装置１０では、全画素信号Ｓ１のデジタル値のビット数を削減するために、画素信号処理部１００から出力された減縮画素信号Ｓ２を用いて、ダイナミックレンジや明るさの分布を調査している。このダイナミックレンジや明るさの分布の調査は、例えば、画素信号処理部１００から出力された全画素信号Ｓ１を用いても行うことができる。ただし、全画素信号Ｓ１は、画素数を減縮していない画素信号であるため、ダイナミックレンジや明るさの分布の調査に多くの時間を要してしまう。このため、本第１の実施形態の固体撮像装置１０のように、画素数を減縮した減縮画素信号Ｓ２を用いてダイナミックレンジや明るさの分布を調査した方が、調査に要する時間を短くすることができ、有利である。

なお、本第１の実施形態の固体撮像装置１０では、全画素信号Ｓ１のデジタル値のビット数を削減する方法として、ダイナミックレンジを調査して削減するビット数を制御する第１のビット数削減方法と、明るさの分布を調査してデジタル値に割り当てるビットの範囲を制御する第２のビット数削減方法とを示した。しかし、上述したそれぞれのビット数削減方法は、それぞれ単独で本第１の実施形態の固体撮像装置１０に適用されるものではなく、デジタル値のビット数を削減するそれぞれのビット数削減方法を同時に、本第１の実施形態の固体撮像装置１０に適用することもできる。

また、本第１の実施形態の固体撮像装置１０において全画素信号Ｓ１のデジタル値のビット数を削減する方法は、上述したそれぞれの方法に限定されるものではなく、画素信号処理部１００から先に読み出した減縮画素信号Ｓ２に基づいて事前に調査することができる撮影した画像の他の特徴に基づいても、削減するデジタル値のビット数を制御することができる。例えば、先に読み出した減縮画素信号Ｓ２のそれぞれのデジタル値に基づいて全画素信号Ｓ１の全体のコントラスト値（エッジ成分の量）を調査して、全画素信号Ｓ１のデジタル値に割り当てるビット数を決定することもできる。この場合、ビット数削減方法決定部１２０５は、調査した全画素信号Ｓ１の全体のコントラスト値が高い場合にはビット数を多くし、コントラスト値が低い場合にはビット数を少なくするように、それぞれの全画素信号Ｓ１のデジタル値に割り当てるビット数を決定する構成になる。なお、コントラスト値は、減縮画素信号Ｓ２のデジタル値にフィルタ処理を行うことによって調査することができる。

本第１の実施形態によれば、ビット数削減方法決定部１２０５は、減縮画素信号Ｓ２に基づいて全画素信号Ｓ１の全体のコントラスト値を調査し、ここで調査したコントラスト値の高さに応じて、全画素信号Ｓ１に対応するデジタル値（画素データ）に割り当てるビット数を決定する固体撮像装置１０が構成される。

また、本第１の実施形態の固体撮像装置１０において全画素信号Ｓ１のデジタル値のビット数を削減する方法を決定するための情報として、先に読み出した減縮画素信号Ｓ２のデジタル値に加えて、本固体撮像装置１０を搭載した撮像システム１において撮影を行う際の条件も含める構成にすることもできる。例えば、本固体撮像装置１０を搭載した撮像システム１が撮影動作を行う際に、撮像システム１に備えた画像処理部２０内のＣＰＵ２６０が制御する、図示しないレンズの制御情報（例えば、絞り情報や、合焦情報）を用いる構成にすることもできる。例えば、絞り情報を用いる場合には、図示しないレンズの絞りが開放であるときには、撮影された画像が比較的コントラスト値が低いと考えられるため、全画素信号Ｓ１のデジタル値に割り当てるビット数をさらに少なくするように、デジタル値のビット数を制御することができる。また、例えば、合焦情報を用いた場合には、図示しないレンズが合焦しているときにはビット数を多くし、図示しないレンズが合焦していないときにはビット数を少なくするように、全画素信号Ｓ１のデジタル値に割り当てるビット数を制御することができる。この絞り情報や合焦情報も含めて全画素信号Ｓ１のデジタル値に割り当てるビット数を制御する方法は、本固体撮像装置１０を搭載した撮像システム１における自動焦点の方式によらずに適用することができる。なお、絞り情報や合焦情報として、本固体撮像装置１０を搭載した撮像システム１に備えた評価値生成部２１１が生成した、自動露出や自動焦点の制御を行うための評価値を用いてもよい。

本第１の実施形態によれば、撮影を行う際の条件を表す情報は、この固体撮像装置１０に被写体の光学像を結像させるレンズの絞り情報および合焦情報の少なくとも一方の情報を含むこのレンズの制御情報である撮像システム１が構成される。

また、本第１の実施形態の固体撮像装置１０において決定したビット数削減方法は、撮影した画像全体に同じビット数削減方法を適用してもよいし、それぞれの減縮画素信号Ｓ２毎、すなわち、固体撮像装置１０の画素信号処理部１００に備えたそれぞれの画素を減縮する予め定めた画素の組の範囲（領域）毎に、異なるビット数削減方法を適用してもよい。

なお、本第１の実施形態の固体撮像装置１０においては、減縮画素信号Ｓ２のデジタル値を、画素データとして外部に転送していなかった。しかし、上述したように、図１に示した本実施形態の撮像システム１では、例えば、表示処理部２３０に、撮影する被写体を確認するための確認画像として、いわゆる、ライブビュー画像（スルー画像）を表示させる構成にすることもできる。このため、減縮画素信号Ｓ２のデジタル値も画素データとして出力することができれば、例えば、ライブビュー画像を表示処理部２３０に表示させる際に有効に利用することができる。

＜第２の実施形態＞
次に、本実施形態の撮像システム１に搭載した第２の実施形態の固体撮像装置について説明する。図６は、本第２の実施形態における固体撮像装置の概略構成を示したブロック図である。図６に示した固体撮像装置１１は、画素信号処理部１００と、第１の読み出し部１１０と、第２の読み出し部１２１と、転送部１３１とから構成される。なお、本第２の実施形態の固体撮像装置１１の構成要素には、第１の実施形態の固体撮像装置１０の構成要素と同様の構成要素も含まれている。従って、本第２の実施形態の固体撮像装置１１の構成要素において、第１の実施形態の固体撮像装置１０の構成要素と同様の構成要素には、同一の符号を付与し、それぞれの構成要素に関する詳細な説明は省略する。

画素信号処理部１００は、第１の読み出し部１１０から入力された読み出し制御信号に応じて、全画素信号Ｓ１のそれぞれを第１の読み出し部１１０に出力し、第２の読み出し部１２１から入力された読み出し制御信号に応じて、減縮画素信号Ｓ２のそれぞれを第２の読み出し部１２１に出力する。
第１の読み出し部１１０は、ビット数を削減した全画素信号Ｓ１のそれぞれのデジタル値を転送部１３１に出力する。

第２の読み出し部１２１は、第１の実施形態の固体撮像装置１０に備えた第２の読み出し部１２０と同様に、画素信号処理部１００から減縮画素信号Ｓ２のそれぞれを読み出し、読み出した減縮画素信号Ｓ２のそれぞれに基づいて、第１の読み出し部１１０が全画素信号Ｓ１のデジタル値のビット数を削減する方法を決定し、決定したビット数削減方法を表すビット数削減制御信号を、第１の読み出し部１１０に出力する。また、第２の読み出し部１２１は、画素信号処理部１００から読み出した減縮画素信号Ｓ２のそれぞれをアナログデジタル変換したそれぞれのデジタル値を、そのまま、つまり、それぞれの減縮画素信号Ｓ２のデジタル値のビット数を削減せずに、転送部１３１に出力する。なお、第２の読み出し部１２１は、減縮画素信号Ｓ２のデジタル値のそれぞれを、転送部１３１に出力する構成以外は、第１の実施形態の固体撮像装置１０に備えた第２の読み出し部１２０と同様であるため、詳細な説明は省略する。

転送部１３１は、第１の読み出し部１１０から出力された、ビット数が削減されたそれぞれの全画素信号Ｓ１のデジタル値（以下、「全画素データ」という）と、第２の読み出し部１２１から出力された、ビット数が削減されていないそれぞれの減縮画素信号Ｓ２のデジタル値（以下、「減縮画素データ」という）とのそれぞれを、画素データとして外部に転送する。すなわち、転送部１３１は、ビット数が削減された全画素データとビット数が削減されていない減縮画素データとを、画像処理部２０内の撮像処理部２１０に転送（出力）する。

なお、転送部１３１が全画素データと減縮画素データとのそれぞれを画素データとして画像処理部２０内の撮像処理部２１０に転送（出力）する際の順番などに関しては、特に規定しない。ただし、ビット数が削減されていない減縮画素データ、すなわち、減縮画素信号Ｓ２のデジタル値は、画素数が減縮されているため、画素数を減縮していない全画素データよりも早く出力することができる。このため、減縮画素データを先に画素データとして出力する方が、例えば、ライブビュー画像の生成、評価値生成部２１１による評価値の生成、画像認識部２５０による被写体の認識など、画像処理部２０においてリアルタイム性が要求される処理を行う際に有利である。

このような構成によって、固体撮像装置１１は、画素信号処理部１００に備えた全ての画素の画素信号に基づいたそれぞれの全画素データのビット数を削減して、画像処理部２０内の撮像処理部２１０に出力すると共に、画素信号処理部１００に備えた画素の数（画素数）を減縮した画素信号に基づいたそれぞれの減縮画素データを、画像処理部２０内の撮像処理部２１０に出力する。これにより、本実施形態の撮像システム１に搭載した画像処理部２０では、リアルタイム性が要求される処理に用いる減縮画素データと、画質が要求される処理に用いる全画素データとを、それぞれの処理に応じて使い分けることができる。

なお、本第２の実施形態の固体撮像装置１１において、画素信号処理部１００から全画素信号Ｓ１および減縮画素信号Ｓ２のそれぞれを読み出す際のタイミングは、図３に示した、第１の実施形態の固体撮像装置１０における全画素信号Ｓ１および減縮画素信号Ｓ２の読み出しシーケンスと同様であるため、詳細な説明は省略する。ただし、本第２の実施形態の固体撮像装置１１における画素信号の読み出しシーケンスでは、第２の読み出し部１２１内の第２のＡ／Ｄ変換部１２０２が順次入力された減縮画素信号Ｓ２（アナログ信号）のそれぞれをアナログデジタル変換した減縮画素信号Ｓ２のデジタル値（減縮画素データ）をビット数削減方法決定部１２０５に順次出力すると共に、この減縮画素データを、転送部１３１に順次出力する。

また、本第２の実施形態の固体撮像装置１１における全画素データのビット数の削減方法は、図４および図５に示した第１の実施形態の固体撮像装置１０における第１のビット数削減方法および第２のビット数削減方法と同様であるため、詳細な説明は省略する。

上記に述べたように、本第２の実施形態の固体撮像装置１１でも、第１の実施形態の固体撮像装置１０と同様に、事前に調査した画像の特徴に基づいて出力する全画素データのビット数を適正なビット数に制御する。なお、本第２の実施形態の固体撮像装置１１においても、全画素データのビット数を削減する方法は、第１の実施形態の固体撮像装置１０と同様である。このため、本第２の実施形態の固体撮像装置１１でも、第１の実施形態の固体撮像装置１０と同様に、出力する全画素データのビット数を削減した場合でも、本第２の実施形態の固体撮像装置１１の低消費電力化と画質劣化の抑制とを両立することができる。

また、本第２の実施形態の固体撮像装置１１では、画素信号処理部１００から、同じ１回の露光によって得られた信号電荷に基づいた、画素信号処理部１００に備えた全ての画素の画素信号である全画素信号Ｓ１に応じた全画素データと、画素信号処理部１００に備えた画素の数（画素数）を減縮した画素信号である減縮画素信号Ｓ２に応じた減縮画素データとのそれぞれを転送（出力）することができる。これにより、本第２の実施形態の固体撮像装置１１を搭載した撮像システム１では、画質の確保とリアルタイム性の確保とを両立することができる。

＜第３の実施形態＞
次に、本実施形態の撮像システム１に搭載した第３の実施形態の固体撮像装置について説明する。図７は、本第３の実施形態における固体撮像装置の概略構成を示したブロック図である。図７に示した固体撮像装置１２は、画素信号処理部１００と、第１の読み出し部１１２と、第２の読み出し部１２２と、転送部１３１とから構成される。なお、本第３の実施形態の固体撮像装置１２の構成要素には、第１の実施形態の固体撮像装置１０または第２の実施形態の固体撮像装置１１の構成要素と同様の構成要素も含まれている。従って、本第３の実施形態の固体撮像装置１２の構成要素において、第１の実施形態の固体撮像装置１０または第２の実施形態の固体撮像装置１１の構成要素と同様の構成要素には、同一の符号を付与し、それぞれの構成要素に関する詳細な説明は省略する。

画素信号処理部１００は、第１の読み出し部１１２から入力された読み出し制御信号に応じて、全画素信号Ｓ１のそれぞれを第１の読み出し部１１２に出力し、第２の読み出し部１２２から入力された読み出し制御信号に応じて、減縮画素信号Ｓ２のそれぞれを第２の読み出し部１２２に出力する。

第１の読み出し部１１２は、第１の実施形態の固体撮像装置１０および第２の実施形態の固体撮像装置１１に備えた第１の読み出し部１１０と同様に、第２の読み出し部１２２から入力されたビット数削減制御信号に応じてビット数を削減したそれぞれの全画素信号Ｓ１のデジタル値（全画素データ）を転送部１３１に出力する。また、第１の読み出し部１１２は、画素信号処理部１００から読み出した全画素信号Ｓ１をアナログデジタル変換したデジタル値と、第２の読み出し部１２２によってアナログデジタル変換された減縮画素信号Ｓ２のデジタル値（減縮画素データ）との差分をとったデジタル値のビット数を削減したそれぞれのデジタル値を転送部１３１に出力することもできる。なお、第１の読み出し部１１２に関する詳細な説明は、後述する。

第２の読み出し部１２２は、第２の実施形態の固体撮像装置１１に備えた第２の読み出し部１２１と同様に、画素信号処理部１００から減縮画素信号Ｓ２のそれぞれを読み出し、読み出した減縮画素信号Ｓ２のそれぞれに基づいて、第１の読み出し部１１２が出力する全画素信号Ｓ１に応じた全画素データのビット数を削減する方法を決定し、決定したビット数削減方法を表すビット数削減制御信号を、第１の読み出し部１１０に出力する。また、第２の読み出し部１２２は、画素信号処理部１００から読み出した減縮画素信号Ｓ２のそれぞれをアナログデジタル変換した減縮画素データを、そのまま、つまり、減縮画素信号Ｓ２の減縮画素データのビット数を削減せずに、転送部１３１に出力する。また、第２の読み出し部１２２は、減縮画素データのそれぞれを、第１の読み出し部１１２に出力する。なお、第２の読み出し部１２２は、減縮画素データそれぞれを、第１の読み出し部１１２に出力する構成以外は、第２の実施形態の固体撮像装置１１に備えた第２の読み出し部１２１と同様であるため、詳細な説明は省略する。

転送部１３１は、第１の読み出し部１１２から出力された、ビット数が削減されたそれぞれの全画素データと、第２の読み出し部１２２から出力された、ビット数が削減されていないそれぞれの減縮画素データとのそれぞれを、画素データとして外部（画像処理部２０内の撮像処理部２１０）に転送（出力）する。

このような構成によって、固体撮像装置１２は、画素信号処理部１００に備えた全ての画素の画素信号に基づいたそれぞれの全画素データのビット数を削減して、画像処理部２０内の撮像処理部２１０に出力すると共に、画素信号処理部１００に備えた画素の数（画素数）を減縮した画素信号に基づいたそれぞれの減縮画素データを、画素データとして画像処理部２０内の撮像処理部２１０に出力する。

次に、本第３の実施形態の固体撮像装置１２に備えた第１の読み出し部１１２の構成について、さらに詳細に説明する。図７に示した本第３の実施形態の固体撮像装置１２の第１の読み出し部１１２は、第１の読み出し制御部１１０１と、第１のＡ／Ｄ変換部１１０２と、ビット数削減部１１０３と、差分算出部１１２６と、選択部１１２７とから構成される。なお、第１の読み出し部１１２の構成要素には、第１の実施形態の固体撮像装置１０および第２の実施形態の固体撮像装置１１に備えた第１の読み出し部１１０の構成要素と同様の構成要素も含まれている。従って、第１の読み出し部１１２の構成要素において、第１の読み出し部１１０の構成要素と同様の構成要素には、同一の符号を付与し、それぞれの構成要素に関する詳細な説明は省略する。

第１のＡ／Ｄ変換部１１０２は、第１の読み出し制御部１１０１によって読み出されたそれぞれの全画素信号Ｓ１（アナログ信号）をアナログデジタル変換し、それぞれの全画素信号Ｓ１（アナログ信号）の大きさを表すデジタル値を、差分算出部１１２６と、選択部１１２７とのそれぞれに順次出力する。

差分算出部１１２６は、第１のＡ／Ｄ変換部１１０２から順次入力されたそれぞれの全画素信号Ｓ１のデジタル値と、第２の読み出し部１２２から順次入力されたそれぞれの減縮画素信号Ｓ２のデジタル値との差分を算出し、差分を算出したデジタル値のそれぞれを、選択部１１２７に順次出力する。つまり、差分算出部１１２６は、全画素信号Ｓ１と減縮画素信号Ｓ２との差分をとったそれぞれのデジタル値を、選択部１１２７に出力する。

なお、差分算出部１１２６が出力するデジタル値は、全画素信号Ｓ１と減縮画素信号Ｓ２との差分をとったデジタル値であるため、正のデジタル値である場合と負のデジタル値である場合との両方の状態が存在する。このため、差分算出部１１２６は、出力するデジタル値に正のデジタル値または負のデジタル値を表す符号を付与して、選択部１１２７に出力する。

なお、上述したように、減縮画素信号Ｓ２は、全画素信号Ｓ１の画素数を減縮した画素信号である。このため、差分算出部１１２６によって全画素信号Ｓ１のデジタル値と減縮画素信号Ｓ２のデジタル値との差分が算出されたデジタル値は、全画素信号Ｓ１のエッジ成分を抽出したデジタル値に相当する。

選択部１１２７は、第１のＡ／Ｄ変換部１１０２から順次入力された全画素信号Ｓ１のデジタル値、または差分算出部１１２６から順次入力された全画素信号Ｓ１と減縮画素信号Ｓ２との差分をとったデジタル値のいずれか一方のデジタル値を選択する。そして、選択部１１２７は、選択したいずれか一方のデジタル値（以下、「選択画素データ」という）を、ビット数削減部１１０３に順次出力する。

なお、選択部１１２７における選択画素データの選択方法に関しては、特に規定しない。例えば、選択部１１２７は、本第３の実施形態の固体撮像装置１２を搭載した本実施形態の撮像システム１に備えた画像処理部２０内のＣＰＵ２６０によって設定された本第３の実施形態の固体撮像装置１２の動作モードに応じてデジタル値を選択する構成であってもよいし、ＣＰＵ２６０によって制御されたビット数削減方法決定部１２０５からの制御に応じてデジタル値を選択する構成であってもよい。

ビット数削減部１１０３は、第２の読み出し部１２２内のビット数削減方法決定部１２０５から入力されたビット数削減制御信号に応じて、選択部１１２７から順次入力された選択画素データのビット数を、予め定めた方法によって削減し、ビット数を削減した選択画素データを、全画素データとして転送部１３１に出力する。なお、ビット数削減部１１０３がビット数削減制御信号に応じて選択画素データのビット数を削減する方法に関する説明は、後述する。

このような構成によって、第１の読み出し部１１２は、画素信号処理部１００から読み出したそれぞれの全画素信号Ｓ１をアナログデジタル変換したそれぞれのデジタル値、または画素信号処理部１００から読み出した全画素信号Ｓ１をアナログデジタル変換したデジタル値と第２の読み出し部１２２から入力された減縮画素信号Ｓ２のデジタル値との差分をとったそれぞれのデジタル値のいずれか一方のデジタル値（選択画素データ）を、転送部１３０に出力する。このとき、第１の読み出し部１１２は、第１の実施形態の固体撮像装置１０および第２の実施形態の固体撮像装置１１に備えた第１の読み出し部１１０の構成要素と同様に、第２の読み出し部１２２から入力されたビット数削減制御信号に応じて、出力するそれぞれの選択画素データのビット数を削減して、転送部１３１に出力する。これにより、転送部１３１は、第１の読み出し部１１２から入力された、全画素信号Ｓ１に基づいたビット数が削減されたデジタル値のそれぞれを、ビット数が削減された全画素データとして外部に出力する。

なお、本第３の実施形態の固体撮像装置１２において、画素信号処理部１００から全画素信号Ｓ１および減縮画素信号Ｓ２のそれぞれを読み出す際のタイミングは、図３に示した、第１の実施形態の固体撮像装置１０および第２の実施形態の固体撮像装置１１における全画素信号Ｓ１および減縮画素信号Ｓ２の読み出しシーケンスと同様であるため、詳細な説明は省略する。ただし、本第３の実施形態の固体撮像装置１２における画素信号の読み出しシーケンスでは、第２の読み出し部１２２内の第２のＡ／Ｄ変換部１２０２が順次入力された減縮画素信号Ｓ２（アナログ信号）のそれぞれをアナログデジタル変換した減縮画素信号Ｓ２のデジタル値（減縮画素データ）をビット数削減方法決定部１２０５に順次出力すると共に、この減縮画素データを、転送部１３１と第１の読み出し部１１２内の差分算出部１１２６とのそれぞれに順次出力する。従って、本第３の実施形態の固体撮像装置１２では、第２の読み出し部１２２が減縮画素信号Ｓ２のそれぞれを先に読み出して、第１の読み出し部１１２内の差分算出部１１２６による差分の算出を行った後に、ビット数削減部１１０３によって選択画素データのビット数を削減して転送部１３０に出力することになる。

次に、本第３の実施形態の固体撮像装置１２における画素データのビット数の削減方法について説明する。本第３の実施形態の固体撮像装置１２でも、第１の実施形態の固体撮像装置１０および第２の実施形態の固体撮像装置１１と同様に、減縮画素信号Ｓ２を早く読み出すことができるということを利用して、例えば、ダイナミックレンジや明るさの分布など、固体撮像装置１２が出力する全画素信号Ｓ１の全体の状態を調べることができる。従って、本第３の実施形態の固体撮像装置１２における画素データのビット数の削減方法も、図４および図５に示した第１の実施形態の固体撮像装置１０および第２の実施形態の固体撮像装置１１における第１のビット数削減方法および第２のビット数削減方法と同様に考えることができる。

ただし、本第３の実施形態の固体撮像装置１２では、第１の読み出し部１１２内の差分算出部１１２６が全画素信号Ｓ１と減縮画素信号Ｓ２との差分をとったデジタル値、すなわち、正のデジタル値または負のデジタル値を表す符号が付与されたデジタル値のビット数を削減することになる。以下の説明においては、選択部１１２７によって全画素信号Ｓ１と減縮画素信号Ｓ２との差分をとったデジタル値が選択画素データとして選択されている場合のビット数の削減方法について説明する。図８は、本第３の実施形態の固体撮像装置１２におけるビット数削減方法を説明する図である。なお、以下の説明においては、１ビットの符号と１０ビットの値（整数）とで構成された１１ビットの選択画素データのビット数を削減するものとして説明する。

図８（ａ）には、調査した全画素信号Ｓ１の全体のダイナミックレンジが広い場合の選択画素データのビット数の削減例を示し、図８（ｂ）には、調査した全画素信号Ｓ１の全体のダイナミックレンジが狭い場合の選択画素データのビット数の削減例を示している。つまり、図８（ａ）および図８（ｂ）には、第１のビット数削減方法によるビット数の削減例を示している。

より具体的には、調査した全画素信号Ｓ１の全体のダイナミックレンジが広い場合、ビット数削減方法決定部１２０５は、全画素信号Ｓ１のデジタル値に多くのビット数を割り当てると決定し、選択部１１２７が出力した選択画素データの１０ビットの整数部分のデジタル値を、１０ビットから８ビットにビット数を削減することを表すビット数削減制御信号を、ビット数削減部１１０３に出力する。これにより、ビット数削減部１１０３は、例えば、図８（ａ）に示したように、入力された選択画素データの１０ビットの整数部分のデジタル値を４で除算することによって下位２ビットを削減した８ビットのデジタル値に１ビットの符号が付与された、９ビットのデジタル値を、全画素データとして転送部１３１に出力する。

また、調査した全画素信号Ｓ１の全体のダイナミックレンジが狭い場合、ビット数削減方法決定部１２０５は、全画素信号Ｓ１のデジタル値に割り当てるビット数を少なくすると決定し、選択部１１２７が出力した選択画素データの１０ビットの整数部分のデジタル値を、１０ビットから７ビットにビット数を削減することを表すビット数削減制御信号を、ビット数削減部１１０３に出力する。これにより、ビット数削減部１１０３は、例えば、図８（ｂ）に示したように、入力された選択画素データの１０ビットの整数部分のデジタル値を８で除算することによって下位３ビットを削減した７ビットのデジタル値に１ビットの符号が付与された、８ビットのデジタル値を、全画素データとして転送部１３１に出力する。

また、図８（ｃ）には、調査した全画素信号Ｓ１の全体の明るさの分布が全体的に暗いことを表している場合のビットの範囲の割り当てにおいて、ダイナミックレンジが広い場合の選択画素データのビット数の削減例を示している。また、図８（ｄ）には、調査した全画素信号Ｓ１の全体の明るさの分布が全体的に暗いことを表している場合のビットの範囲の割り当てにおいて、ダイナミックレンジが狭い場合の選択画素データのビット数の削減例を示している。つまり、図８（ｃ）および図８（ｄ）には、第１のビット数削減方法と第２のビット数削減方法とを併せたビット数の削減例を示している。

より具体的には、調査した全画素信号Ｓ１の全体の明るさの分布が全体的に暗いことを表している場合、ビット数削減方法決定部１２０５は、暗い値を表す全画素信号Ｓ１のデジタル値（０に近い値のデジタル値）により多くのビットの範囲を割り当て、明るい値を表す全画素信号Ｓ１のデジタル値（０から遠い値のデジタル値）に少ないビットの範囲を割り当ててビット数を削減すると決定する。また、調査した全画素信号Ｓ１の全体のダイナミックレンジが広い場合、ビット数削減方法決定部１２０５は、全画素信号Ｓ１のデジタル値に多くのビット数を割り当てると決定する。そして、ビット数削減方法決定部１２０５は、選択部１１２７が出力した選択画素データの１０ビットの整数部分のデジタル値を、１０ビットの整数部分のデジタル値の値に応じて異なる値の８ビットのデジタル値にビット数を削減することを表すビット数削減制御信号を、ビット数削減部１１０３に出力する。これにより、ビット数削減部１１０３は、例えば、図８（ｃ）に示したように、入力された選択画素データの１０ビットの整数部分のデジタル値の値に応じて下位１ビット〜４ビットを削減した８ビットのデジタル値に１ビットの符号が付与された、９ビットのデジタル値を、全画素データとして転送部１３１に出力する。

また、調査した全画素信号Ｓ１の全体の明るさの分布が全体的に暗いことを表し、全体のダイナミックレンジが狭い場合、ビット数削減方法決定部１２０５は、暗い値を表す全画素信号Ｓ１のデジタル値（０に近い値のデジタル値）により多くのビットの範囲を割り当て、明るい値を表す全画素信号Ｓ１のデジタル値（０から遠い値のデジタル値）に少ないビットの範囲を割り当て方法で、全画素信号Ｓ１のデジタル値に割り当てるビット数を少なくすると決定する。そして、ビット数削減方法決定部１２０５は、選択部１１２７が出力した選択画素データの１０ビットの整数部分のデジタル値を、１０ビットの整数部分のデジタル値の値に応じて異なる値の７ビットのデジタル値にビット数を削減することを表すビット数削減制御信号を、ビット数削減部１１０３に出力する。これにより、ビット数削減部１１０３は、例えば、図８（ｄ）に示したように、入力された選択画素データの１０ビットの整数部分のデジタル値の値に応じて下位２ビット〜５ビットを削減した７ビットのデジタル値に１ビットの符号が付与された、８ビットのデジタル値を、全画素データとして転送部１３１に出力する。

なお、本第３の実施形態の固体撮像装置１２において、選択部１１２７が選択画素データとして選択した全画素信号Ｓ１と減縮画素信号Ｓ２との差分をとったデジタル値を全画素データとし、ビット数を削減して画像処理部２０内の撮像処理部２１０に転送（出力）した場合には、撮像処理部２１０において、全画素信号Ｓ１のデジタル値を復元する必要がある。このため、出力した全画素データのビット数を削減したビット数削減方法の情報が必要である。ビット数削減方法の情報は、例えば、撮像処理部２１０が、本第３の実施形態の固体撮像装置１２から先に出力された減縮画素データに基づいて、ビット数削減方法決定部１２０５が行うビット数削減方法の決定処理と同様の処理を行うことによって得ることができる。また、本第３の実施形態の固体撮像装置１２がビット数を削減した全画素データを出力する際に、ビット数削減方法の情報を加えてもよい。この場合、例えば、ＬＶＤＳ方式で転送する全画素データのヘッダやフッタの情報にビット数削減方法の情報を含ませて、全画素データと共に転送してもよい。また、例えば、本第３の実施形態の固体撮像装置１２の動作の設定を行うために、本固体撮像装置１３を搭載した撮像システム１に備えた画像処理部２０内のＣＰＵ２６０によってアクセスされるレジスタや、シリアル通信を利用して、ビット数削減方法の情報を通知してもよい。

本第３の実施形態によれば、全画素信号Ｓ１の大きさを表すデジタル値と減縮画素信号Ｓ２の大きさを表すデジタル値との差分を算出したデジタル値を出力する差分算出部（差分算出部１１２６）、をさらに備え、ビット数削減部１１０３は、差分を算出したデジタル値のビット数を、ビット数削減方法に基づいて削減し、ここでビット数を削減した差分を算出したデジタル値を、全画素信号Ｓ１に対応するデジタル値（画素データ）として出力する固体撮像装置（固体撮像装置１２）が構成される。

上記に述べたように、本第３の実施形態の固体撮像装置１２でも、第１の実施形態の固体撮像装置１０および第２の実施形態の固体撮像装置１１と同様に、事前に調査した画像の特徴に基づいて出力する全画素データのビット数を適正なビット数に制御する。このため、本第３の実施形態の固体撮像装置１２でも、第１の実施形態の固体撮像装置１０および第２の実施形態の固体撮像装置１１と同様に、出力する全画素データのビット数を削減した場合でも、本第３の実施形態の固体撮像装置１２の低消費電力化と画質劣化の抑制とを両立することができる。

また、本第３の実施形態の固体撮像装置１２では、画素信号処理部１００から読み出した全画素信号Ｓ１のデジタル値と減縮画素信号Ｓ２のデジタル値との差分をとったデジタル値、つまり、全画素信号Ｓ１のエッジ成分を抽出したデジタル値を、ビット数を削減した全画素データとして出力することもできる。このエッジ成分のデジタル値に対するビット数の削減は、静止画像の圧縮処理であるＪＰＥＧ圧縮処理においても類似の考え方が適用されているように、画質の劣化が少ないことが一般的に知られている。このため、本第３の実施形態の固体撮像装置１２では、第１の実施形態の固体撮像装置１０および第２の実施形態の固体撮像装置１１において出力した全画素データよりも、画質劣化をさらに抑制することができる。

例えば、本第３の実施形態の固体撮像装置１２と、第１の実施形態の固体撮像装置１０および第２の実施形態の固体撮像装置１１とのそれぞれが出力する全画素データのビット数が同じ場合であれば、本第３の実施形態の固体撮像装置１２が出力した全画素データに基づいて生成した画像の方が、より画質を向上させることができる。なお、本第３の実施形態の固体撮像装置１２と、第１の実施形態の固体撮像装置１０および第２の実施形態の固体撮像装置１１とのそれぞれが出力する全画素データに基づいて生成した画像の画質が同じ場合であれば、本第３の実施形態の固体撮像装置１２の方が、全画素データのビット数をより削減することができる。

なお、本第３の実施形態の固体撮像装置１２におけるビット数の削減方法では、選択部１１２７によって全画素信号Ｓ１と減縮画素信号Ｓ２との差分をとったデジタル値が選択画素データとして選択されている場合のビット数の削減方法について説明した。しかし、本第３の実施形態の固体撮像装置１２では、選択部１１２７は、第１のＡ／Ｄ変換部１１０２から順次入力された全画素信号Ｓ１のデジタル値を選択画素データとして選択することもできる。この場合における本第３の実施形態の固体撮像装置１２の動作は、第２の実施形態の固体撮像装置１１の動作と同様である。従って、本第３の実施形態の固体撮像装置１２において、選択部１１２７が第１のＡ／Ｄ変換部１１０２から順次入力された全画素信号Ｓ１のデジタル値を選択画素データとして選択した場合の動作に関する詳細な説明は省略する。

上記に述べたとおり、本発明を実施するための形態によれば、固体撮像装置の画素信号処理部から、同じ露光によって得られた、画素信号処理部に備えた全ての画素の信号電荷に応じた画素信号と、画素信号処理部に備えた画素の数（画素数）を減縮した画素信号とのそれぞれを、別々に独立して出力する。そして、本発明を実施するための形態によれば、画素信号処理部に備えた画素の数（画素数）を減縮した画素信号に基づいて、撮影した画像の特徴を事前に調査し、調査した画像の特徴に基づいて、画素信号処理部に備えた全ての画素の信号電荷に応じた画素信号をアナログデジタル変換したデジタル値（全画素データ）のビット数を削減する方法を制御する。これにより、本発明を実施するための形態では、従来の画素データのビット数を変更する仕組みを備えた固体撮像装置のように、動作モードに応じて画素データのビット数を削減するよりも、画素データのビット数の削減による画質の劣化を抑えることができ、出力する全画素データのビット数の削減による低消費電力化と画質劣化の抑制とを両立することができる。

また、本発明を実施するための形態によれば、画素信号処理部に備えた全ての画素の信号電荷に応じた画素信号をアナログデジタル変換してビット数を削減したデジタル値（全画素データ）と共に、画素信号処理部に備えた画素の数（画素数）を減縮した画素信号をアナログデジタル変換したデジタル値（減縮画素データ）を出力する。これにより、本発明を実施するための形態では、画素信号処理部に備えた画素の数（画素数）を減縮した画素信号のデジタル値を、リアルタイム性を要する処理に使用することができる。

なお、本実施形態においては、第１〜第３の実施形態の固体撮像装置に備えた画素信号処理部１００において、それぞれの画素に備えた対応する光電変換部１０１が発生したそれぞれの信号電荷の電荷量を平均化した信号電荷を保持する第２の電荷蓄積回路１０４を備える構成を示した。しかし、本発明の固体撮像装置に備える画素信号処理部の構成は、第１〜第３の実施形態の固体撮像装置に備えた画素信号処理部１００においてに示した構成に限定されるものではない。例えば、第２の電荷蓄積回路１０４が保持した対応する画素が発生したそれぞれの信号電荷を平均化した信号電荷を、さらに平均化する構成にすることもできる。

また、本実施形態においては、第１〜第３の実施形態の固体撮像装置に備えた画素信号処理部１００において、予め定めた２つの画素を組とした構成の一例を示したが、それぞれの固体撮像装置に備えた画素信号処理部における画素の組は、本発明を実施するための形態の構成に限定されるものではない。すなわち、本発明を実施するための形態に示した構成よりもさらに多くの画素で１つの組を構成することもできる。

また、画素信号処理部１００に備える画素の数（画素数）や画素数を減縮する数は、本発明を実施するための形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において画素信号処理部１００に備える画素の数（画素数）や画素数を減縮する数を変更することができる。

また、本実施形態においては、第１〜第３の実施形態の固体撮像装置や、それぞれの固体撮像装置に備えたそれぞれの構成要素を配置するための構造に関しては、限定しない。例えば、それぞれの固体撮像装置に備えたそれぞれの構成要素を、複数の基板に分けて配置した多層基板の構造であっても、１枚の基板に配置した、いわゆる、モノリシックの構造であってもよい。

以上、本発明の実施形態について、図面を参照して説明してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲においての種々の変更も含まれる。

１・・・撮像システム
１０，１１，１２・・・固体撮像装置
１００・・・画素信号処理部（固体撮像装置）
１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃ，１０１ｄ・・・光電変換部（画素，画素信号処理部，固体撮像装置）
１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ，１０２ｄ・・・電荷転送回路（画素，画素信号処理部，固体撮像装置）
１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃ，１０３ｄ・・・第１の電荷蓄積回路（画素，画素信号処理部，固体撮像装置）
１０４ａｂ，１０４ｃｄ・・・第２の電荷蓄積回路（画素，画素信号処理部，固体撮像装置）
１１０，１１２・・・第１の読み出し部（固体撮像装置）
１１０１・・・第１の読み出し制御部（ビット数削減部，固体撮像装置）
１１０２・・・第１のＡ／Ｄ変換部（ビット数削減部，固体撮像装置）
１１０３・・・ビット数削減部（固体撮像装置）
１１２６・・・差分算出部（差分算出部，固体撮像装置）
１１２７・・・選択部（ビット数削減部，固体撮像装置）
１２０，１２１，１２２・・・第２の読み出し部（ビット数削減方法決定部，固体撮像装置）
１２０１・・・第２の読み出し制御部（ビット数削減方法決定部，固体撮像装置）
１２０２・・・第２のＡ／Ｄ変換部（ビット数削減方法決定部，固体撮像装置）
１２０５・・・ビット数削減方法決定部（固体撮像装置）
１３０，１３１・・・転送部（固体撮像装置）
２０・・・画像処理部
２１０・・・撮像処理部
２１１・・・評価値生成部
２２１・・・静止画処理部
２２２・・・動画処理部
２３０・・・表示処理部
２４０・・・ＤＲＡＭコントローラ
２５０・・・画像認識部
２６０・・・ＣＰＵ
２７０・・・カードインタフェース部
２９０・・・データバス
３０・・・表示デバイス
４０・・・ＤＲＡＭ
５０・・・記録媒体

Claims (7)

1. 二次元の行列状に配置された複数の画素を有し、該配置された全ての前記画素のそれぞれが発生した画素信号のそれぞれを全画素信号として出力すると共に、前記画素が発生した前記画素信号のそれぞれを予め定めた数の画素数に減縮した減縮画素信号として出力する画素信号処理部と、
   前記減縮画素信号に基づいて、前記全画素信号の大きさを表すデジタル値のビット数を削減する際のビット数削減方法を決定するビット数削減方法決定部と、
   前記ビット数削減方法決定部によって決定された前記ビット数削減方法に基づいて、前記デジタル値のビット数を削減し、該ビット数を削減したデジタル値を、前記全画素信号に対応するデジタル値として出力するビット数削減部と、
   を備え、
   前記減縮画素信号は、
   対応する複数の前記画素のそれぞれが同じ露光期間で発生したそれぞれの前記画素信号の内、予め定めたいずれか１つの前記画素が発生した画素信号である、
   ことを特徴とする固体撮像装置。
2. 二次元の行列状に配置された複数の画素を有し、該配置された全ての前記画素のそれぞれが発生した画素信号のそれぞれを全画素信号として出力すると共に、前記画素が発生した前記画素信号のそれぞれを予め定めた数の画素数に減縮した減縮画素信号として出力する画素信号処理部と、
   前記減縮画素信号に基づいて、前記全画素信号の大きさを表すデジタル値のビット数を削減する際のビット数削減方法を決定するビット数削減方法決定部と、
   前記ビット数削減方法決定部によって決定された前記ビット数削減方法に基づいて、前記デジタル値のビット数を削減し、該ビット数を削減したデジタル値を、前記全画素信号に対応するデジタル値として出力するビット数削減部と、
   を備え、
   前記ビット数削減方法決定部は、
   前記減縮画素信号に基づいて前記全画素信号の全体のダイナミックレンジを調査し、該調査したダイナミックレンジの広さに応じて、前記全画素信号に対応するデジタル値に割り当てるビット数を決定する、
   ことを特徴とする固体撮像装置。
3. 二次元の行列状に配置された複数の画素を有し、該配置された全ての前記画素のそれぞれが発生した画素信号のそれぞれを全画素信号として出力すると共に、前記画素が発生した前記画素信号のそれぞれを予め定めた数の画素数に減縮した減縮画素信号として出力する画素信号処理部と、
   前記減縮画素信号に基づいて、前記全画素信号の大きさを表すデジタル値のビット数を削減する際のビット数削減方法を決定するビット数削減方法決定部と、
   前記ビット数削減方法決定部によって決定された前記ビット数削減方法に基づいて、前記デジタル値のビット数を削減し、該ビット数を削減したデジタル値を、前記全画素信号に対応するデジタル値として出力するビット数削減部と、
   を備え、
   前記ビット数削減方法決定部は、
   前記減縮画素信号に基づいて前記全画素信号の全体のコントラスト値を調査し、該調査したコントラスト値の高さに応じて、前記全画素信号に対応するデジタル値に割り当てるビット数を決定する、
   ことを特徴とする固体撮像装置。
4. 前記全画素信号の大きさを表す前記デジタル値と前記減縮画素信号の大きさを表すデジタル値との差分を算出したデジタル値を出力する差分算出部、
   をさらに備え、
   前記ビット数削減部は、
   差分を算出した前記デジタル値のビット数を、前記ビット数削減方法に基づいて削減し、該ビット数を削減した差分を算出したデジタル値を、前記全画素信号に対応するデジタル値として出力する、
   ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１の項に記載の固体撮像装置。
5. 前記ビット数削減方法決定部は、
   前記減縮画素信号に基づいて前記全画素信号の全体の明るさの分布を調査し、該調査した明るさの分布に応じて、前記全画素信号に対応するデジタル値に割り当てるビットの範囲を決定する、
   ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１の項に記載の固体撮像装置。
6. 請求項１から請求項５のいずれか１の項に記載の固体撮像装置、
   を備え、
   前記ビット数削減方法決定部は、
   前記減縮画素信号に加え、当該固体撮像装置によって撮影を行う際の条件を表す情報を含めて、前記ビット数削減方法を決定する、
   ことを特徴とする撮像システム。
7. 前記撮影を行う際の条件を表す情報は、
   当該固体撮像装置に被写体の光学像を結像させるレンズの絞り情報および合焦情報の少なくとも一方の情報を含む該レンズの制御情報である、
   ことを特徴とする請求項６に記載の撮像システム。

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