JP6338432B2 - 固体撮像装置及びその制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、固体撮像装置及びその制御方法に関するものである。

近年のデジタルカメラにおいては、ＣＭＯＳセンサ等の撮像素子の高画素化が進む一方で、例えばＦｕｌｌ−ＨＤ動画のように１９２０×１０８０の画素数を３０ｆｐｓまたは６０ｆｐｓで出力するといった高フレームレート撮影のニーズも高まっている。

このニーズに対し、駆動方法を切り替えて高画素を有するＣＭＯＳ撮像素子で高フレームレート撮影を達成させる低画素化手法として、画素出力信号を混合する画素混合手法が知られている。画素混合手法では、特定周期の複数画素の混合出力を、ＣＭＯＳ撮像素子内で行うことでデータレートを下げ、高フレームレート化を実現している。

特許文献１に開示されている画素混合手法は、行選択回路によって複数画素行を同時に選択し出力させることで、複数行の画素信号の混合出力を行っている。特許文献１によると、従来のコンデンサを用いて垂直方向の信号を平均化する手法に比べて消費電力の増加を招くことなく混合出力が可能であると述べられている。

特許第４７２３９９４号公報

しかし、特許文献１に記載された手法を用いた場合、混合出力を得ようとする複数画素の出力差が大きくなるほど、入力に対する出力の線形性が保てなくなる可能性がある。

線形性が保てなくなるという問題は、実際の撮像時には、高コントラスト且つ高周波の縞を持つ被写体に対して特に発生する。例えば、異なる２色以上のカラーフィルタが各画素ごとに１色ずつ周期的に配されたＣＭＯＳ撮像素子で白黒が高周波で繰り返されるような被写体を撮像した場合、扱う信号量の大きい色の画素から順に線形性を失う。入出力の線形性を失われると偽色を出力し、画質が劣化してしまう。
入出力の線形性が保てない場合に、信号出力を行う画素の電流値を全画素で一律に増加させる手法が考えられるが、この手法では消費電力の増加を招くことになる。

本発明は上述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、消費電力の増加を抑制しつつ、高コントラスト且つ高周波の縞を持つ被写体を撮像した際の画質劣化を抑制する低画素化手法を提供することである。

本発明に係わる固体撮像装置は、光電変換した信号を出力する複数の画素部が２次元状に配列され、前記複数の画素部のそれぞれにカラーフィルタを備えた画素アレイと、
前記画素アレイの列毎に設けられた第１の列出力線と、前記第１の列出力線ごとに電流を供給する第１の定電流源と、前記画素アレイを行単位で選択し、選択した前記画素部から前記第１の列出力線への信号の出力を制御する走査部と、前記第１の列出力線の電流値を前記カラーフィルタの色ごとに制御する電流制御部と、を備え、前記走査部は、前記画素部を１行ずつ選択することで、前記第１の列出力線に対して選択した行の前記画素部の信号を出力させる通常読み出しモードと、前記画素部を複数行ずつ選択することで、前記第１の列出力線に対し同じ色のカラーフィルタを有する複数の前記画素部の信号を同時に出力させる混合読み出しモードとを切り替え可能であり、前記電流制御部は、前記混合読み出しモードにおいて、少なくとも１つの色の複数の前記画素部の信号が同時に出力された前記第１の列出力線の電流値を、他の色の複数の前記画素部の信号が同時に出力された前記第１の列出力線の電流値より低い値となるように、前記第１の列出力線の電流値を制御することを特徴とする。

本発明によれば、消費電力の増加を抑制しつつ、高コントラスト且つ高周波の縞を持つ被写体を撮像した際の画質劣化を抑制する低画素化手法を提供することが可能となる。

本発明の第１の実施形態の画素回路構成を示す図。 第１の実施形態のＣＭＯＳ撮像素子の構成を示す図。 第１の実施形態のＣＭＯＳ撮像素子の駆動を示すタイミングチャート。 第１の実施形態の電流制御回路の制御を示すフローチャート。 第２の実施形態のＣＭＯＳ撮像素子の構成を示す図。 第２の実施形態のＣＭＯＳ撮像素子の駆動を示すタイミングチャート。 第２の実施形態の電流制御回路の制御を示すフローチャート。 第３の実施形態のＣＭＯＳ撮像素子の構成を示す図。 第４の実施形態のＣＭＯＳ撮像素子の構成を示す図。

以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。

（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態について、図１乃至図４を参照して説明する。

図１は、本実施形態における、画素回路１（画素部）の構成を示している。図１において、画素回路１は、フォトダイオード１１と、転送スイッチ１２と、フローティングディフュージョン（ＦＤ）１３と、リセットスイッチ１４と、行選択スイッチ１５と、増幅トランジスタ１６とを有している。フォトダイオード１１は、光電変換により、入射光量に応じた電荷を発生して蓄積する。フォトダイオード１１に蓄積された電荷は、転送スイッチ１２をオンすることによって、蓄積手段としてのＦＤ１３へ転送される。

リセットスイッチ１４をオンすることで、ＦＤ１３に蓄積されている不要電荷をリセットする。行選択スイッチ１５は、後述する垂直走査回路１０２（走査部）からの信号φＳＥＬによって制御され、画素列毎に設けられた垂直出力線（列出力線）１７への接続を制御する。行選択スイッチ１５で選択された行の増幅トランジスタ１６は、後述する定電流回路１０３によって垂直出力線１７を介して駆動され、ゲートに入力された信号に応じた出力を行う。ここで、転送スイッチ１２、リセットスイッチ１４、行選択スイッチ１５は、それぞれＭＯＳトランジスタで構成され、そのゲートレベルをハイレベルにすることでオンするものとする。

次に、ＣＭＯＳ撮像素子１００（固体撮像装置）の構成について図２を参照して説明する。

画素アレイ１０１は、複数の画素回路がマトリクス状に配列され、各画素回路上にはカラーフィルタが配されている。図２のＲ，Ｇｒ，Ｇｂ，Ｂは、それぞれ異なる色のカラーフィルタである。なお、Ｇｒ，Ｇｂは同一の色のカラーフィルタでもよい。図２の画素アレイ１０１では、マトリクス状（２次元状）に配列された画素回路のうちのｎ行目から８行分について示している。また、図２の画素アレイ１０１では、ｎ行目のカラーフィルタがＲ−Ｇｒの例について示している。

図２に示された各画素回路の回路構成は、図１で示したものと同等であるが、行の区別を行うために行毎に異なる番号を付しており、ｎ〜ｎ＋７行に対してそれぞれ画素回路１〜８の番号を対応させている。例えば、ｎ＋２行目の画素回路には３を、ｎ＋６行目の画素回路には７を付している。また、以下では、Ｒ−Ｇｂ画素列に対して設けられた垂直出力線１７を「垂直出力線１７ｒ」、Ｇｒ−Ｂ画素列に対して設けられた垂直出力線１７を「垂直出力線１７ｂ」と呼ぶ。

垂直走査回路１０２は、画素回路を行単位で選択し、信号出力を制御する。定電流回路１０３は、各垂直出力線１７ｒに対して２つの負荷定電流源１８ｒ，１８ｇｂを、各垂直出力線１７ｂに対して２つの負荷定電流源１８ｂ，１８ｇｒを有している。負荷定電流源１８ｒは垂直出力線１７ｒに接続され、負荷定電流源１８ｇｂは電流切替スイッチ１９ｒを介して垂直出力線１７ｒに接続される。同様にして、負荷定電流源１８ｂは垂直出力線１７ｂに接続され、負荷定電流源１８ｇｒは電流切替スイッチ１９ｂを介して垂直出力線１７ｂに接続される。また、電流制御回路１０４は電流切替スイッチ１９ｒ，１９ｂに対してそれぞれ共通の駆動信号φＰＩＶＬ２，φＰＩＶＬ１を供給し、駆動を行う。

行選択回路１０５は、垂直走査回路１０２の選択する行を制御し、１行ずつ順次選択する通常（非混合）読み出しモードと、同色のカラーフィルタを持つ複数行を同時に選択する混合読み出しモードを有する。通常読み出しモード時に、電流制御回路１０４（電流制御部）は、負荷定電流源１８ｒ，１８ｂの電流値を制御線ａ，ｃを介して任意の電流値Ｉｓで制御し、電流切替スイッチ１９ｒ，１９ｂをＯＦＦとする。混合読み出しモード時には、電流制御回路１０４は負荷定電流源１８ｒ，１８ｇｂ，１８ｂ，１８ｇｒの電流値をそれぞれ制御線ａ，ｂ，ｃ，ｄを介してＩｗ，Ｉｘ，Ｉｙ，Ｉｚで制御する。

また、電流制御回路１０４は、行選択回路１０５によって選択された行の色に応じて電流切替スイッチ１９ｒ，１９ｂを駆動する。電流切替スイッチ１９ｒをＯＦＦ（非接続）とした場合、ＯＮ（接続）とした場合の垂直出力線１７ｒの電流値は、それぞれＩｗ，Ｉｗ＋Ｉｘとなる。また、電流切替スイッチ１９ｂをＯＦＦとした場合、ＯＮとした場合の垂直出力線１７ｂの電流値は、それぞれＩｙ，Ｉｙ＋Ｉｚとなる。

列読み出し回路１０６は、垂直出力線１７に出力された信号を列ごとに読み出し、読み出しアンプ１０７を通して順次ＣＭＯＳ撮像素子１００の外部へ出力する。光源検出部１０８は、撮像を行う際のＧｂ画素に対するＲ画素の出力比、Ｇｒ画素に対するＢ画素の出力比を検出する。

上記の出力比の検出とは、例えば、あらかじめ通常読み出し（非混合）モードで被写体を１フレーム分撮像した画像から、その中で信号量の大きいエリアのＧｂ画素に対するＲ画素の出力比、Ｇｒ画素に対するＢ画素の出力比を参照して取得するのが好ましい。以下では、光源検出部１０８は、上記の検出方法で行う例について示す。

なお、上記検出方法では、混合読み出しモードで被写体を撮像してもよい。また、光源検出部１０８に色検出回路を持たせて取得してもよい。その場合は、光源検出部１０８をＣＭＯＳ撮像素子１００の外部に配置してもよい。または、一般的な被写体はＧ画素の出力が高い傾向であることを利用して、光源検出部１０８を無くし、あらかじめ決定された出力比を用いてもよい。なお、以降では光源検出部１０８によって検出されるＧｂ画素に対するＲ画素の出力比をＲ／Ｇｂ比、Ｇｒ画素に対するＢ画素の出力比をＢ／Ｇｒ比と呼ぶ。

電流制御回路１０４は、混合読み出しモード時に、光源検出部１０８によって得られたＲ／Ｇｂ比、Ｂ／Ｇｒ比に応じて電流値Ｉｗ，Ｉｘ，Ｉｙ，Ｉｚの値を決定する。なお、以下では、Ｉｓ＝Ｉｗ＋（Ｉｘ／２）、Ｉｓ＝Ｉｙ＋（Ｉｚ／２）の関係が成り立つように電流値の配分を行うことで通常読み出しモードと消費電流を揃える例について示すが、本発明はこれに限定されるものではない。配分方法の詳細は、図４をもとに後述する。

次に、ＣＭＯＳ撮像素子１００を用いた通常読み出しモードの駆動例について図３（ａ）を用いて説明する。なお、「ｎ行目の信号φＳＥＬ」を、添字ｎを付して「信号φＳＥＬｎ」と呼ぶ。

時刻ｔ１〜ｔ２の期間では、垂直走査回路１０２によって信号φＳＥＬｎが“Ｈ”とされ、画素回路１の行選択スイッチ１５がＯＮする。この期間では、垂直出力線１７に対してｎ行目の画素回路の画素信号出力が行われ、電流制御回路１０４は、垂直出力線１７に供給する電流値を、制御線ａ，ｃを介してＩｓに制御する。垂直出力線１７に対して出力された画素信号は、列読み出し回路１０６で読み出され、その後、読み出しアンプ１０７を通して順次読みだされる。

次の期間ｔ３〜ｔ４では、垂直走査回路１０２によって信号φＳＥＬｎ＋１が“Ｈ”とされ、画素回路２の行選択スイッチ１５がＯＮする。この期間では、垂直出力線１７に対してｎ＋１行目の画素回路の画素信号出力が行われ、電流制御回路１０４は、垂直出力線１７に供給する電流値を、制御線ａ，ｃを介してＩｓに制御する。以降、同様にしてｎ＋２行目、ｎ＋３行目と連続して、画素回路の画素信号出力が行われる。

次に、ＣＭＯＳ撮像素子１００を用いた混合読み出しモードの駆動を、３画素の混合出力の例について、図３（ｂ）を用いて説明する。なお、以下では、光源検出部１０８によってＲ／Ｇｂ比、Ｂ／Ｇｒ比が共に１以下と検出された場合について示す。

時刻ｔ１１〜ｔ１２の期間では、垂直走査回路１０２によって信号φＳＥＬｎ、φＳＥＬｎ＋２、φＳＥＬｎ＋４が“Ｈ”とされ、画素回路１，３，５それぞれの行選択スイッチ１５がＯＮする。この期間では、垂直出力線１７に対してｎ行目、ｎ＋２行目、ｎ＋４行目の画素回路の混合出力が行われ、電流制御回路１０４は、それぞれ制御線ａ，ｃ，ｄを介して負荷定電流源１８ｒ，１８ｂ，１８ｇｒの電流値をそれぞれＩｗ，Ｉｙ，Ｉｚに制御する。

また、同期間ｔ１１〜ｔ１２に電流制御回路１０４は、信号φＰＩＶＬ１を“Ｈ”とし、電流切替スイッチ１９ｂをＯＮさせることで垂直出力線１７ｒの電流値をＩｗとし、垂直出力線１７ｂの電流値をＩｙ＋Ｉｚとする。なお、この期間で垂直出力線１７に対して混合された画素信号出力は、列読み出し回路１０６で読み出され、その後、読み出しアンプ１０７を通して順次読みだされる。

次の期間ｔ１３〜ｔ１４では、垂直走査回路１０２によって信号φＳＥＬｎ＋３、φＳＥＬｎ＋５、φＳＥＬｎ＋７が“Ｈ”とされ、画素回路４，６，８それぞれの行選択スイッチ１５がＯＮする。この期間では、垂直出力線１７に対してｎ＋３行目、ｎ＋５行目、ｎ＋７行目の画素回路の混合出力が行われ、電流制御回路１０４はそれぞれ制御線ａ，ｂ，ｃを介して負荷定電流源１８ｒ，１８ｇｂ，１８ｂの電流値をそれぞれＩｗ，Ｉｘ，Ｉｙに制御する。

また、同期間ｔ１３〜ｔ１４に電流制御回路１０４は、信号φＰＩＶＬ２を“Ｈ”とし、電流切替スイッチ１９ｒをＯＮさせることで垂直出力線１７ｒの電流値をＩｗ＋Ｉｘとし、垂直出力線１７ｂの電流値をＩｙとする。

以降、同様にして信号φＰＩＶＬ１は、行選択回路１０５によって複数のＲ−Ｇｒ行が選択された期間では “Ｈ”とし、複数のＧｂ−Ｂ行が選択された期間では “Ｌ”とする。また、信号φＰＩＶＬ２は、行選択回路１０５によって複数のＲ−Ｇｒ行が選択された期間では“Ｌ”とし、複数のＧｂ−Ｂ行が選択された期間では“Ｈ”とする。

ここで、Ｉｓ＝Ｉｗ＋（Ｉｘ／２）にしておくことで、Ｒ画素を読み出す際の垂直出力線１７ｒの電流値はＩｗ＝Ｉｓ−（Ｉｘ／２）、Ｇｂ画素を読み出す際の垂直出力線１７ｒの電流値はＩｗ＋Ｉｘ＝Ｉｓ＋（Ｉｘ／２）となる。また、Ｉｓ＝Ｉｙ＋（Ｉｚ／２）にしておくことで、Ｇｒ画素を読み出す際の垂直出力線１７ｂの電流値はＩｙ＋Ｉｚ＝Ｉｓ＋（Ｉｚ／２）、Ｂ画素を読み出す際の垂直出力線１７ｂの電流値はＩｙ＝Ｉｓ−（Ｉｚ／２）となる。

以上より、混合読み出しモードでの垂直出力線１７ｒ，１７ｂの電流値は通常読み出しモードと同等となる。その一方で、混合読み出しモードではＲ／Ｇｂ比が１以下であることに応じて、Ｒ画素を読み出す際の電流値をＩｘ／２削減し、Ｇｂ画素を読み出す際の電流値をＩｘ／２増加させることで、信号量の大きいＧｂ画素の入出力の線形性を優先させている。

また同様にして、混合読み出しモードではＢ／Ｇｒ比が１以下であることに応じて、Ｂ画素を読み出す際の電流値をＩｚ／２削減し、Ｇｒ画素を読み出す際の電流値をＩｚ／２増加させることで、信号量の大きいＧｒ画素の入出力の線形性を優先させている。逆に、信号量の小さいＲ画素、Ｂ画素を読み出す際の電流値は、削減しても画質劣化の影響が小さい。

つまり、一律に電流を増加させるのではなく、信号量の大きいＧｒ，Ｇｂ画素と、信号量の小さいＲ，Ｂ画素で信号出力時の電流を配分することで、消費電力の増加を抑制することが可能である。

なお、本実施形態ではＩｓ＝Ｉｗ＋（Ｉｘ／２）とする例について示したが、Ｒ画素の信号出力時とＧｂ画素の信号出力時で垂直出力線１７ｒの電流値を変更することが本実施形態の要旨であり、上記関係にはとらわれないものである。これはＩｓ＝Ｉｙ＋（Ｉｚ／２）の関係についても同様である。

ところで、上記駆動例では光源検出部１０８によって、Ｒ／Ｇｂ比、Ｂ／Ｇｒ比が共に１以下と検出された場合について説明したが、Ｒ／Ｇｂ比およびＢ／Ｇｒ比は、光源の種類やＣＭＯＳ撮像素子１００の分光特性によって様々な値をとる。また、光源検出用に取得した画像の信号量が、ノイズの影響が無視できないほど小さい場合や、極端に大きく飽和してしまった場合など、Ｒ／Ｇｂ比、Ｂ／Ｇｒ比が検出不可能となることも考えられる。

そこで、様々なＲ／Ｇｂ比、Ｂ／Ｇｒ比に対する電流制御回路１０４の駆動の例について図４のフローチャートを用いて説明する。

図４は、光源検出部１０８によって検出されたＲ／Ｇｂ比、Ｂ／Ｇｒ比に応じた、電流制御回路１０４による垂直出力線１７ｒ，１７ｂの電流値の制御を示すフローチャートである。

ステップＳ１００１では、光源検出部１０８はＲ／Ｇｂ比、Ｂ／Ｇｒ比を取得するための駆動を行う。次のステップＳ１００２では、光源検出部１０８はステップＳ１００１で取得した画像からＲ／Ｇｂ比、Ｂ／Ｇｒ比が検出可能かどうかを判定する。光源のＲ／Ｇｂ比、Ｂ／Ｇｒ比が検出可能と判定された場合は次のステップＳ１００３に移行する。一方、光源のＲ／Ｇｂ比、Ｂ／Ｇｒ比が検出不可の場合にはステップＳ１０１８に移行する。

ステップＳ１００３では、検出した光源のＲ／Ｇｂ比が１以下かどうかを判定する。Ｒ／Ｇｂ比が１以下である、すなわちＲ画素よりもＧｂ画素の信号量が大きい場合には、ステップＳ１００４に、そうでなければステップＳ１０１１に移行する。

ステップＳ１００４では、検出した光源のＢ／Ｇｒ比が１以下かどうかを判定する。Ｂ／Ｇｒ比が１以下である、すなわちＢ画素よりもＧｒ画素の信号量が大きい場合には、ステップＳ１００５に、そうでなければステップＳ１００８に移行する。

ステップＳ１００５では、負荷定電流源１８ｒ，１８ｇｂ，１８ｂ，１８ｇｒの電流値Ｉｗ，Ｉｘ，Ｉｙ，Ｉｚを、Ｉｓ＝Ｉｗ＋（Ｉｘ／２）、Ｉｓ＝Ｉｙ＋（Ｉｚ／２）を満たすように配分して次のステップＳ１００６に移行する。

ステップＳ１００６では、行選択回路１０５は混合読み出しモードで画素信号出力を行い、電流制御回路１０４は、切替駆動モード３で電流切り替えスイッチ１９ｒ，１９ｂを駆動し、ステップＳ１００７に移行する。なお、上記切替駆動モード３では、行選択回路１０５によって複数のＲ−Ｇｒ行が選択された期間では電流切替スイッチ１９ｒ，１９ｂをそれぞれＯＦＦ、ＯＮとする。また、複数のＧｂ−Ｂ行が選択された期間では電流切替スイッチ１９ｒ，１９ｂをそれぞれＯＮ、ＯＦＦと駆動する。

次のステップＳ１００７では、連続して次の画像を取得するか否かを判定し、続けて取得する場合はステップＳ１００６に、終了する場合は混合読み出しモードを終了する。一方、ステップＳ１００８では、負荷定電流源１８ｒ，１８ｇｂ，１８ｂ，１８ｇｒの電流値Ｉｗ，Ｉｘ，Ｉｙ，Ｉｚを、Ｉｓ＝Ｉｗ＋（Ｉｘ／２）、Ｉｓ＝Ｉｙ＋（Ｉｚ／２）を満たすように配分して次のステップＳ１００９に移行する。

ステップＳ１００９では、行選択回路１０５は、混合読み出しモードで画素信号出力を行い、電流制御回路１０４は、切替駆動モード４で電流切り替えスイッチ１９ｒ，１９ｂを駆動し、ステップＳ１０１０に移行する。なお、上記切替駆動モード４では、行選択回路１０５によって複数のＲ−Ｇｒ行が選択された期間では電流切替スイッチ１９ｒ，１９ｂをそれぞれＯＦＦ、ＯＦＦとする。また、複数のＧｂ−Ｂ行が選択された期間では電流切替スイッチ１９ｒ，１９ｂをそれぞれＯＮ、ＯＮと駆動する。

上記駆動において、Ｇｒ，Ｇｂのカラーフィルタが同色の場合、Ｇｒ画素とＧｂ画素の信号出力時の垂直出力線１７の電流値が異なる値となる。そこで、Ｇｒ画素とＧｂ画素の信号出力時の垂直出力線の電流値を等しくすることを優先したい場合には、複数のＲ−Ｇｒ行が選択された期間では電流切替スイッチ１９ｒ，１９ｂをそれぞれＯＦＦ、ＯＮとする。また、複数のＧｂ−Ｂ行が選択された期間では電流切替スイッチ１９ｒ，１９ｂをそれぞれＯＮ、ＯＮと駆動する。これにより、Ｒ画素に対してＧ画素の信号量が大きいことのみに応じた駆動としてもよい。

または、複数のＲ−Ｇｒ行が選択された期間では電流切替スイッチ１９ｒ，１９ｂをそれぞれＯＦＦ、ＯＦＦとする。また、複数のＧｂ−Ｂ行が選択された期間では電流切替スイッチ１９ｒ，１９ｂをそれぞれＯＦＦ、ＯＮと駆動する。これにより、Ｂ画素に対してＧ画素の信号量が小さいことのみに応じた駆動としてもよい。

次のステップＳ１０１０では、連続して次の画像を取得するか否かを判定し、続けて取得する場合はステップＳ１００９に、終了する場合は混合読み出しモードを終了する。

また、ステップＳ１０１１では、検出した光源のＢ／Ｇｒ比が１以下かどうかを判定する。Ｂ／Ｇｒ比が、１以下であればステップＳ１０１２に、そうでなければステップＳ１０１５に移行する。ステップＳ１０１２では、負荷定電流源１８ｒ，１８ｇｂ，１８ｂ，１８ｇｒの電流値Ｉｗ，Ｉｘ，Ｉｙ，Ｉｚを、Ｉｓ＝Ｉｗ＋（Ｉｘ／２）、Ｉｓ＝Ｉｙ＋（Ｉｚ／２）を満たすように配分して次のステップＳ１０１３に移行する。

ステップＳ１０１３では、行選択回路１０５は混合読み出しモードで画素信号出力を行い、電流制御回路１０４は切替駆動モード２で電流切り替えスイッチ１９ｒ，１９ｂを駆動し、ステップＳ１０１４に移行する。なお上記切替駆動モード２では、行選択回路１０５によって複数のＲ−Ｇｒ行が選択された期間では電流切替スイッチ１９ｒ，１９ｂをそれぞれＯＮ、ＯＮとする。また、複数のＧｂ−Ｂ行が選択された期間では電流切替スイッチ１９ｒ，１９ｂをそれぞれＯＦＦ、ＯＦＦと駆動する。

Ｇｒ画素とＧｂ画素の信号出力時の垂直出力線の電流値を等しくすることを優先したい場合には、複数のＲ−Ｇｒ行が選択された期間では電流切替スイッチ１９ｒ，１９ｂをそれぞれＯＮ、ＯＦＦとする。また、複数のＧｂ−Ｂ行が選択された期間では電流切替スイッチ１９ｒ，１９ｂをそれぞれＯＦＦ、ＯＦＦと駆動する。これにより、Ｒ画素に対してＧ画素の信号量が小さいことのみに応じた駆動としてもよい。

または、複数のＲ−Ｇｒ行が選択された期間では電流切替スイッチ１９ｒ，１９ｂをそれぞれＯＦＦ、ＯＦＦとする。また、複数のＧｂ−Ｂ行が選択された期間では電流切替スイッチ１９ｒ，１９ｂをそれぞれＯＦＦ、ＯＮと駆動する。これにより、Ｂ画素に対してＧ画素の信号量が大きいことのみに応じた駆動としてもよい。

次のステップＳ１０１４では、連続して次の画像を取得するか否かを判定し、続けて取得する場合はステップＳ１０１３に、終了する場合は混合読み出しモードを終了する。一方ステップＳ１０１５では、負荷定電流源１８ｒ，１８ｇｂ，１８ｂ，１８ｇｒの電流値Ｉｗ，Ｉｘ，Ｉｙ，Ｉｚを、Ｉｓ＝Ｉｗ＋（Ｉｘ／２）、Ｉｓ＝Ｉｙ＋（Ｉｚ／２）を満たすように配分して次のステップＳ１０１６に移行する。

ステップＳ１０１６では、行選択回路１０５は混合読み出しモードで画素信号出力を行い、電流制御回路１０４は切替駆動モード１で電流切り替えスイッチ１９ｒ，１９ｂを駆動し、ステップＳ１０１７に移行する。なお、上記切替駆動モード１では、行選択回路１０５によって複数のＲ−Ｇｒ行が選択された期間では電流切替スイッチ１９ｒ，１９ｂをそれぞれＯＮ、ＯＦＦとする。また、複数のＧｂ−Ｂ行が選択された期間では電流切替スイッチ１９ｒ，１９ｂをそれぞれＯＦＦ、ＯＮと駆動する。

次のステップＳ１０１７では、連続して次の画像を取得するか否かを判定し、続けて取得する場合はステップＳ１０１６に、終了する場合は混合読み出しモードを終了する。一方ステップＳ１０１８では、負荷定電流源１８ｒ，１８ｂの電流値Ｉｗ，ＩｙをＩｓに設定して次のステップＳ１０１９に移行する。

ステップＳ１０１９では、行選択回路１０５は混合読み出しモードで画素信号出力を行い、電流制御回路１０４は切替駆動モード５で電流切り替えスイッチ１９ｒ，１９ｂを駆動し、ステップＳ１０２０に移行する。なお上記切替駆動モード５では、行選択回路１０５によって複数のＲ−Ｇｒ行が選択された期間、Ｇｂ−Ｂ行が選択された期間ともに、電流切替スイッチ１９ｒ，１９ｂをそれぞれＯＦＦと駆動する。

次のステップＳ１０２０では、連続して次の画像を取得するか否かを判定し、続けて取得する場合はステップＳ１０１９に、終了する場合は混合読み出しモードを終了する。なお、ステップＳ１００２において、Ｒ／Ｇｂ比またはＢ／Ｇｒ比の片方のみが検出可能な場合には、検出可能な色の列のみ上記駆動の趣旨にそって負荷定電流源１８の電流値を配分させ、電流切替スイッチ１９を駆動させるものとする。また、ステップＳ１００７、Ｓ１０１０、Ｓ１０１４、Ｓ１０１７、Ｓ１０２０で連続して次の画像を取得すると判定された場合には、光源のＲ／Ｇｂ比、Ｂ／Ｇｒ比が変化する場合を考慮して、ステップＳ１００１に移行してもよい。

また、ステップＳ１００９において、信号量の大きさがＢ＞Ｇｒ＝Ｇｂ＞Ｒと判定された際にそれぞれの画素信号を出力する際の垂直出力線の電流値を順に、Ｉｙ＋Ｉｚ、Ｉｙ＝Ｉｗ＋Ｉｘ、Ｉｗと設定することで３色のカラーフィルタの信号量に応じた電流配分が可能である。この時、通常読み出しモードと消費電流を揃えたい場合には２Ｉｓ＝Ｉｗ＋Ｉｙ＋（Ｉｘ＋Ｉｚ）／２の関係を満たすように電流配分を行うと良い。

以上より、様々な光源下における各色の画素の扱う信号量の大きさに応じて画素信号混合出力時の垂直出力線の電流値を最適化することで、消費電力の増加を抑制しつつ高コントラスト且つ高周波の縞を持つ被写体を撮像した際の画質劣化を抑制することが可能である。

（第２の実施形態）
以下、本発明の第２の実施形態について、図５乃至図７を参照して説明する。図５は、第２の実施形態における、ＣＭＯＳ撮像素子２００の構成を示している。第２の実施形態のＣＭＯＳ撮像素子２００は、定電流回路２０３、電流制御回路２０４を除き第１の実施形態と同等のため、変更点のみ詳細に説明する。

定電流回路２０３は、２つの垂直出力線１７ｒ，１７ｂに対して２つの負荷定電流源２８ｒｂ，２８ｇｇを有している。負荷定電流源２８ｒｂは、電流切替スイッチ２９ｒを介して垂直出力線１７ｒに接続され、電流切替スイッチ２９ｂを介して垂直出力線１７ｂに接続される。また、負荷定電流源２８ｇｇは、電流切替スイッチ２９ｇｂを介して垂直出力線１７ｒに接続され、電流切替スイッチ２９ｇｒを介して垂直出力線１７ｂに接続される。

電流制御回路２０４は、電流切替スイッチ２９ｒ，２９ｇｒに対して共通の駆動信号φＰＩＶＬ１を、電流切替スイッチ２９ｇｂ，２９ｂに対して共通の駆動信号φＰＩＶＬ２を供給し、駆動する。通常読み出しモード時に、電流制御回路２０４は、負荷定電流源２８ｒｂ，２８ｇｇの電流値を制御線ｅ，ｆを介して任意の値Ｉｓに制御し、電流切替スイッチ２９ｇｂ，２９ｂをＯＦＦとする。混合読み出しモード時に、電流制御回路２０４は、負荷定電流源２８ｒｂ，２８ｇｇの電流値を制御線ｅ，ｆを介して、それぞれＩｐ，Ｉｑで制御する。なお、電流値Ｉｐ，Ｉｑの値は、第１の実施形態と同じく光源検出部１０８の出力に応じて決定される。

また、電流制御回路２０４は、行選択回路１０５によって選択された行の色に応じて電流切替スイッチ２９ｒ，２９ｇｂ，２９ｂ，２９ｇｒを駆動する。信号φＰＩＶＬ１，φＰＩＶＬ２がそれぞれ“Ｈ”“Ｌ”のとき、電流切替スイッチ２９ｒ，２９ｇｂ，２９ｂ，２９ｇｒはそれぞれＯＮ，ＯＦＦ，ＯＦＦ，ＯＮとなり、垂直出力線１７ｒ，１７ｂに流れる電流値はそれぞれＩｐ，Ｉｑとなる。同様にして、信号φＰＩＶＬ１，φＰＩＶＬ２がそれぞれ“Ｌ”“Ｈ”のとき、電流切替スイッチ２９ｒ，２９ｇｂ，２９ｂ，２９ｇｒはそれぞれＯＦＦ，ＯＮ，ＯＮ，ＯＦＦとなり、垂直出力線１７ｒ，１７ｂに流れる電流値はそれぞれＩｑ，Ｉｐとなる。

電流制御回路２０４は、混合読み出しモード時に、光源検出部１０８によって得られたＲ／Ｇｂ比、Ｂ／Ｇｒ比に応じて電流値Ｉｐ、Ｉｑの値を決定する。なお、以下では、Ｉｓ＝（Ｉｐ＋Ｉｑ）／２の関係が成り立つように電流値の配分を行うことで、通常読み出しモードと消費電流を揃える例について示すが、本発明はこれに限定されるものではない。

次に、ＣＭＯＳ撮像素子２００を用いた通常読み出しモードの駆動例について、図６（ａ）を用いて説明する。

時刻ｔ２１〜ｔ２２の期間では、垂直走査回路１０２によって信号φＳＥＬｎが“Ｈ”とされ、画素回路１の行選択スイッチ１５がＯＮする。この期間では、垂直出力線１７に対してｎ行目の画素回路の画素信号出力が行われ、電流制御回路２０４は負荷定電流源２８ｒｂ、２８ｇｇの電流値を制御線ｅ，ｆを介してＩｓに制御する。また、同期間ｔ２１〜ｔ２２に電流制御回路２０４は、φＰＩＶＬ１を“Ｈ”とし、電流切替スイッチ２９ｒ，２９ｇｒをＯＮさせることで垂直出力線１７ｒ，１７ｂの電流値をＩｓとする。垂直出力線１７に対して出力された画素信号は、列読み出し回路１０６で読み出され、その後、読み出しアンプ１０７を通して順次読みだされる。

次の期間ｔ２３〜ｔ２４では、垂直走査回路１０２によって信号φＳＥＬｎ＋１が“Ｈ”とされ、画素回路２の行選択スイッチ１５がＯＮする。この期間では、垂直出力線１７に対してｎ＋１行目の画素回路の画素信号出力が行われ、電流制御回路２０４は、負荷定電流源２８ｒｂ，２８ｇｇの電流値を制御線ｅ，ｆを介してＩｓに制御する。また、同期間ｔ２３〜ｔ２４に電流制御回路２０４は、信号φＰＩＶＬ１を“Ｈ”とし、電流切替スイッチ２９ｒ，２９ｇｒをＯＮさせることで垂直出力線１７ｒ，１７ｂの電流値をＩｓとする。以降、同様にしてｎ＋２行目、ｎ＋３行目と連続して、画素回路の画素信号出力が行われる。

次に、ＣＭＯＳ撮像素子２００を用いた混合読み出しモードの駆動を、３画素の混合出力の駆動例について説明する。なお、混合読み出しモードの駆動は図３（ｂ）と同等なので、以下では、図３（ｂ）を用いて説明する。また、光源検出部１０８によってＲ／Ｇｂ比、Ｂ／Ｇｒ比が共に１以下と検出された場合について示す。また、電流制御回路２０４は、負荷定電流源２８ｒｂ，２８ｇｇの電流値Ｉｐ，ＩｑをＩｐ＜Ｉｑとした場合について説明する。

時刻ｔ１１〜ｔ１２の期間では、垂直走査回路１０２によって信号φＳＥＬｎ，φＳＥＬｎ＋２，φＳＥＬｎ＋４が“Ｈ”とされ、画素回路１，３，５それぞれの行選択スイッチ１５がＯＮする。この期間では、垂直出力線１７に対してｎ行目、ｎ＋２行目、ｎ＋４行目の画素回路の混合出力が行われ、電流制御回路２０４は、負荷定電流源２８ｒｂ，２８ｇｇの電流値を制御線ｅ，ｆを介してそれぞれＩｐ，Ｉｑに制御する。また、同期間ｔ１１〜ｔ１２に信号φＰＩＶＬ１を“Ｈ”とし、電流切替スイッチ２９ｒ，２９ｇｒをＯＮさせることで垂直出力線１７ｒの電流値をＩｐとし、垂直出力線１７ｂの電流値をＩｑとする。なお、この期間で垂直出力線１７に対して混合された画素出力は、列読み出し回路１０６で読み出され、その後、読み出しアンプ１０７を通して順次読みだされる。

次の期間ｔ１３〜ｔ１４では、垂直走査回路１０２によって信号φＳＥＬｎ＋３，φＳＥＬｎ＋５，φＳＥＬｎ＋７が“Ｈ”とされ、画素回路４，６，８それぞれの行選択スイッチ１５がＯＮする。

この期間では、垂直出力線１７に対してｎ＋３行目、ｎ＋５行目、ｎ＋７行目の画素回路の混合出力が行われ、電流制御回路２０４は、負荷定電流源２８ｒｂ，２８ｇｇの電流値を制御線ｅ，ｆを介してそれぞれＩｐ，Ｉｑに制御する。また、同期間ｔ１３〜ｔ１４に信号φＰＩＶＬ２を“Ｈ”とし、電流切替スイッチ２９ｇｂ，２９ｂをＯＮさせることで垂直出力線１７ｒの電流値をＩｑとし、垂直出力線１７ｂの電流値をＩｐとする。

以降、同様にして行選択回路１０５によって複数のＲ−Ｇｒ行が選択された期間では信号φＰＩＶＬ１を“Ｈ”とし、複数のＧｂ−Ｂ行が選択された期間ではφＰＩＶＬ２を“Ｈ”とする。Ｉｓ＝（Ｉｐ＋Ｉｑ）／２にしておくことで、混合読み出しモードでの垂直出力線１７ｒ，１７ｂの電流値は通常読み出しモードと同等となる。

その一方で、混合読み出しモードでは、Ｒ／Ｇｂ比が１以下であることに応じて、Ｇｂ画素を読み出す際の電流値Ｉｑに対し、Ｒ画素を読み出す際の電流値ＩｐをＩｐ＜Ｉｑとなるよう制御することで、信号量の大きいＧｂ画素の入出力の線形性を優先させている。また同様に、混合読み出しモードではＢ／Ｇｒ比が１以下であることに応じて、Ｇｒ画素を読み出す際の電流値Ｉｑに対し、Ｂ画素を読み出す際の電流値ＩｐをＩｐ＜Ｉｑとなるよう制御することで、信号量の大きいＧｒ画素の入出力の線形性を優先させている。

逆に、信号量の小さいＲ画素、Ｂ画素を読み出す際の電流値は、削減しても画質劣化の影響が小さい。つまり、一律に電流を増加させるのではなく、信号量の大きいＧｒ，Ｇｂ画素と、信号量の小さいＲ、Ｂ画素で信号出力時の電流を配分することで消費電力の増加を抑制することが可能である。

なお、本実施形態では、Ｉｓ＝（Ｉｐ＋Ｉｑ）／２とする例について示したが、Ｒ，Ｂ画素の信号出力時とＧｒ，Ｇｂ画素の信号出力時で垂直出力線１７の電流値を異ならせることが本実施形態の要旨であり、上記関係にはとらわれないものである。

ところで、上記駆動例では、光源検出部１０８によってＲ／Ｇｂ比、Ｂ／Ｇｒ比が共に１以下と検出された場合について説明したが、Ｒ／Ｇｂ比およびＢ／Ｇｒ比は光源の種類やＣＭＯＳ撮像素子２００の分光特性によって様々な値をとる。また、光源検出用に取得した画像の信号量が、ノイズの影響が無視できないほど小さい場合や、極端に大きく飽和してしまった場合など、Ｒ／Ｇｂ比、Ｂ／Ｇｒ比が検出不可能となることも考えられる。

そこで、様々なＲ／Ｇｂ比、Ｂ／Ｇｒ比に対する電流制御回路２０４の駆動の例について図７のフローチャートを用いて説明する。

図７は、光源検出部１０８によって検出されたＲ／Ｇｂ比、Ｂ／Ｇｒ比に応じた、電流制御回路２０４による垂直出力線１７の電流値の制御を示すフローチャートである。

ステップＳ２００１では、光源検出部１０８は、Ｒ／Ｇｂ比、Ｂ／Ｇｒ比を取得するための駆動を行う。次のステップＳ２００２では、光源検出部１０８は、ステップＳ２００１で取得した画像から光源のＲ／Ｇｂ比、Ｂ／Ｇｒ比が検出可能かどうかを判定する。検出可能と判定された場合は次のステップＳ２００３に移行し、検出不可の場合にはステップＳ２０１１に移行する。

ステップＳ２００３では、検出した光源のＲ／Ｇｂ比、Ｂ／Ｇｒ比が共に１以下かどうかを判定する。Ｒ／Ｇｂ比、Ｂ／Ｇｒ比が共に１以下である、すなわちＲ，Ｂ画素よりもＧｒ，Ｇｂ画素の信号量が大きい場合には、ステップＳ２００４に、そうでなければステップＳ２００７に移行する。

ステップＳ２００４では、負荷定電流源２８ｒｂ，２８ｇｇの電流値Ｉｐ，Ｉｑを、Ｉｐ＜ＩｑかつＩｓ＝（Ｉｐ＋Ｉｑ）／２を満たすように配分して次のステップＳ２００５に移行する。ステップＳ２００５では行選択回路１０５は混合読み出しモードで画素信号出力を行い、電流制御回路２０４は切替駆動モード６で電流切り替えスイッチ２９ｒ，２９ｇｒ，２９ｇｂ，２９ｂを駆動し、ステップＳ２００６に移行する。

なお、上記切替駆動モード６では、行選択回路１０５によって複数のＲ−Ｇｒ行が選択された期間では電流切替スイッチ２９ｒ，２９ｇｒをＯＮ、電流切替スイッチ２９ｇｂ，２９ｂをＯＦＦと駆動する。また、複数のＧｂ−Ｂ行が選択された期間では電流切替スイッチ２９ｒ，２９ｇｒをＯＦＦ、電流切替スイッチ２９ｇｂ，２９ｂをＯＮと駆動する。

次のステップＳ２００６では、連続して次の画像を取得するか否かを判定し、続けて取得する場合はステップＳ２００５に、終了する場合は混合読み出しモードを終了する。

一方、ステップＳ２００７では、検出した光源のＲ／Ｇｂ比、Ｂ／Ｇｒ比が共に１より大きいかどうかを判定する。Ｒ／Ｇｂ比、Ｂ／Ｇｒ比が共に１より大きい、すなわちＲ，Ｂ画素よりもＧｒ，Ｇｂ画素の信号量が小さい場合には、ステップＳ２００８に、そうでなければステップＳ２０１１に移行する。

ステップＳ２００８では、負荷定電流源２８ｒｂ，２８ｇｇの電流値Ｉｐ，Ｉｑを、Ｉｐ＜ＩｑかつＩｓ＝（Ｉｐ＋Ｉｑ）／２を満たすように配分して次のステップＳ２００９に移行する。ステップＳ２００９では、行選択回路１０５は混合読み出しモードで画素信号出力を行い、電流制御回路２０４は切替駆動モード７で電流切り替えスイッチ２９ｒ，２９ｇｒ，２９ｇｂ，２９ｂを駆動し、ステップＳ２０１０に移行する。

なお、上記切替駆動モード７では、行選択回路１０５によって複数のＲ−Ｇｒ行が選択された期間では電流切替スイッチ２９ｒ，２９ｇｒをＯＦＦ、電流切替スイッチ２９ｇｂ，２９ｂをＯＮと駆動する。また、複数のＧｂ−Ｂ行が選択された期間では電流切替スイッチ２９ｒ，２９ｇｒをＯＮ、電流切替スイッチ２９ｇｂ，２９ｂをＯＦＦとする駆動である。

次のステップＳ２０１０では、連続して次の画像を取得するか否かを判定し、続けて取得する場合はステップＳ２００９に、終了する場合は混合読み出しモードを終了する。一方ステップＳ２０１１では、負荷定電流源２８ｒｂ，２８ｇｇの電流値Ｉｐ，ＩｑをＩｓに設定して次のステップＳ２０１２に移行する。

ステップＳ２０１２では、行選択回路１０５は混合読み出しモードで画素信号出力を行い、電流制御回路２０４は切替駆動モード８で電流切り替えスイッチ２９ｒ，２９ｇｒ、２９ｇｂ，２９ｂを駆動し、ステップＳ２０１３に移行する。なお上記切替駆動モード８では、行選択回路１０５によって複数のＲ−Ｇｒ行が選択された期間、Ｇｂ−Ｂ行が選択された期間ともに、電流切替スイッチ２９ｒ，２９ｇｒをＯＮ、電流切替スイッチ２９ｇｂ，２９ｂをＯＦＦと駆動する。

次のステップＳ２０１３では、連続して次の画像を取得するか否かを判定し、続けて取得する場合はステップＳ２０１２に、終了する場合は混合読み出しモードを終了する。なお、ステップＳ２００６，Ｓ２０１０，Ｓ２０１３で連続して次の画像を取得すると判定された場合には、光源のＲ／Ｇｂ比、Ｂ／Ｇｒ比が変化する場合を考慮して、ステップＳ２００１に移行してもよい。

このように、光源下における各色の画素の扱う信号量の大きさに応じて混合出力時の垂直出力線の電流量を最適化することで、消費電力の増加を抑制しつつ、高コントラスト且つ高周波の縞を持つ被写体を撮像した際の画質劣化を抑制することが可能である。また第１の実施形態の定電流回路１０３では１画素列につき２つの負荷定電流源を有していたのに対し、定電流回路２０３では１画素列につき１つの負荷定電流源とされ、回路規模を抑えることが可能である。

（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態について、図８を参照して説明する。図８は、第３の実施形態におけるＣＭＯＳ撮像素子３００の構成を示している。第２の実施形態との違いは、図示された画素アレイ３０１の画素回路のうち、左から１列目のＲの画素回路と、左から２列目のＢの画素回路が同じ垂直出力線３７ｒｂを共有している点である。同様にして左から２列目のＧｒの画素回路と、左から３列目のＧｂの画素回路が同じ垂直出力線３７ｇｇを共有している。

定電流回路３０３は、各垂直出力線３７ｒｂに対して１つの負荷定電流源２８ｒｂを、各垂直出力線３７ｇｇに対して１つの負荷定電流源２８ｇｇを有している。負荷定電流源２８ｒｂは垂直出力線３７ｒｂに接続され、負荷定電流源２８ｇｇは垂直出力線３７ｇｇに接続される。

通常読み出しモード時に、電流制御回路３０４は負荷定電流源２８ｒｂ，２８ｇｇの電流値を、制御線ｅ，ｆを介して任意の値Ｉｓに制御する。混合読み出しモード時に、電流制御回路３０４は負荷定電流源２８ｒｂ，２８ｇｇの電流値を制御線ｅ，ｆを介してそれぞれＩｐ，Ｉｑで制御する。

電流制御回路３０４は、混合読み出しモード時に光源検出部１０８によって得られたＲ／Ｇｂ比、Ｂ／Ｇｒ比に応じてＩｐ，Ｉｑの値を決定する。なお、以下では、Ｉｓ＝（Ｉｐ＋Ｉｑ）／２の関係が成り立つように電流値の配分を行うことで通常読み出しモードと消費電流を揃える例について示すが、本発明はこれに限定されるものではない。

なお、各垂直出力線３７に対して混合された画素出力は、列読み出し回路１０６で読み出され、その後、読み出しアンプ１０７を通して順次読み出される。読み出された信号から画像を生成する際には、行毎に順次読み出されるタイミングが水平１画素ずれていることを考慮して画像生成する必要がある。

光源検出部１０８によってＲ／Ｇｂ比とＢ／Ｇｒ比が共に１以下と検出された場合にはＩｐ＜Ｉｑとし、Ｒ／Ｇｂ比とＢ／Ｇｒ比が共に１より大きいと検出された場合にはＩｐ＞Ｉｑとすればよい。

一方でＲ／Ｇｂ比とＢ／Ｇｒ比が上記以外の場合、すなわち信号量の大きさがＲ＞Ｇｂ，Ｇｒ＞ＢまたはＢ＞Ｇｒ，Ｇｂ＞Ｒの場合にはＩｐ＝Ｉｓ，Ｉｑ＝Ｉｓとする。または、Ｒ／Ｇｂ比とＢ／Ｇｒ比の積を求めてＲＢ／ＧｒＧｂ比とし、１以下の場合はＩｐ＜Ｉｑ、１より大きい場合にはＩｐ＞Ｉｑとしてもよい。または、信号量の大きさがＲ＞Ｇｂ，Ｇｒ＞Ｂ，Ｂ＞Ｇｒ，Ｇｂ＞Ｒの場合において、信号量の最も大きいＲ画素またはＢ画素の入出力の線形性を最優先するためにＩｐ＞Ｉｑとしてもよい。

以上より、本実施形態では電流切替スイッチと、その切り替え駆動を必要とせずＲ，Ｂ画素と、Ｇｒ，Ｇｂ画素で、混合出力時の垂直出力線の電流値を異ならせることが可能となる。

このように、光源下における各色の画素の扱う信号量の大きさに応じて混合出力時の垂直出力線の電流量を最適化することで、消費電力の増加を抑制しつつ、高コントラスト且つ高周波の縞を持つ被写体を撮像した際の画質劣化を抑制することが可能である。

（第４の実施形態）
本発明の第４の実施形態について、図９を参照して説明する。図９は、第４の実施形態におけるＣＭＯＳ撮像素子４００の構成を示している。第３の実施形態との違いは、１画素列に対して垂直出力線を２線設けており、Ｒ，Ｇｒ，Ｇｂ，Ｂの各色の画素回路ごとに共有する垂直出力線を異ならせている点である。

図９では、Ｒの画素回路は垂直出力線４７ｒに接続され、同様にＧｒ，Ｇｂ，Ｂの画素回路は、それぞれ垂直出力線４７ｇｒ，４７ｇｂ，４７ｂに接続されている。定電流回路４０３は、各垂直出力線４７ｒ，４７ｇｒ，４７ｇｂ，４７ｂに対してそれぞれ１つの負荷定電流源４８ｒ，４８ｇｒ，４８ｇｂ，４８ｂを有している。各負荷定電流源４８ｒ，４８ｇｒ，４８ｇｂ，４８ｂはそれぞれ対応する垂直出力線４７ｒ，４７ｇｒ，４７ｇｂ，４７ｂに接続されている。

通常読み出しモード時に、電流制御回路４０４は負荷定電流源４８ｂ，４８ｇｒ，４８ｇｂ，４８ｂの電流値を、制御線ａ，ｂ，ｃ，ｄを介して任意の値Ｉｓに制御する。混合読み出しモード時に、電流制御回路４０４は負荷定電流源４８ｂ，４８ｇｒ，４８ｇｂ，４８ｂの電流値を制御線ａ，ｂ，ｃ，ｄを介してそれぞれＩｒ，Ｉｇｒ，Ｉｇｂ，Ｉｂで制御する。

電流制御回路４０４は、混合読み出しモード時に光源検出部１０８によって得られたＲ／Ｇｂ比、Ｂ／Ｇｒ比に応じて電流値Ｉｒ，Ｉｇｒ，Ｉｇｂ，Ｉｂの値を決定する。なお、Ｉｓ＝（Ｉｒ＋Ｉｇｒ＋Ｉｇｂ＋Ｉｂ）／４の関係が成り立つように電流値の配分を行うことで通常読み出しモードと消費電流を揃えることが可能であるが、本発明はこれに限定されるものではない。

例えば、光源検出部１０８によって得られたＲ，Ｇｒ，Ｇｂ，Ｂ画素の出力比がＧｒ＝Ｇｂ＞Ｒ＞Ｂの場合、電流制御回路４０４はそれに応じてＩｇｒ＝Ｉｇｂ＞Ｉｒ＞Ｉｂと電流値の配分を行う。または、Ｒ，Ｇｒ，Ｇｂ，Ｂ画素の出力比がＲ＞Ｇｒ＞Ｇｂ＞Ｂの場合、電流制御回路４０４はそれに応じてＩｒ＞Ｉｇｒ＞Ｉｇｂ＞Ｉｂと電流値の配分を行う。

以上より、Ｒ，Ｇｒ，Ｇｂ，Ｂの各色に対して独立した垂直出力線と負荷定電流源を設けることで、電流切替スイッチと、その切り替え駆動を必要とせず各色ごとの混合出力時に垂直出力線の電流値を異ならせることが可能となる。

このように、光源下における各色の画素の扱う信号量の大きさに応じて混合出力時の垂直出力線の電流量を最適化することで、消費電力の増加を抑制しつつ、高コントラスト且つ高周波の縞を持つ被写体を撮像した際の画質劣化を抑制することが可能である。

以上の説明ではカラーフィルタの色をＲ，Ｇｒ，Ｇｂ，Ｂの例について挙げたが、例えばＲ，Ｇ，Ｗ，Ｂのような４色のカラーフィルタをもつ場合も考えられる。その場合には、例えば信号量の大きさがＷ＞Ｇ＞Ｒ＞Ｂの際に、対応する画素信号出力時の垂直出力線の電流値をＷ＞Ｇ＞Ｒ＞Ｂの順で設定すればよい。

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。

（その他の実施形態）
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。

１〜８：画素回路、１１：フォトダイオード、１２：転送スイッチ、１３：フローティングディフュージョン部、１４：リセットスイッチ、１５：行選択スイッチ、１６：増幅トランジスタ、１７，３７，４７：垂直出力線、１８，２８，４８：負荷定電流源

Claims (7)

1. 光電変換した信号を出力する複数の画素部が２次元状に配列され、前記複数の画素部のそれぞれにカラーフィルタを備えた画素アレイと、
   前記画素アレイの列毎に設けられた第１の列出力線と、
   前記第１の列出力線ごとに電流を供給する第１の定電流源と、
   前記画素アレイを行単位で選択し、選択した前記画素部から前記第１の列出力線への信号の出力を制御する走査部と、
   前記第１の列出力線の電流値を前記カラーフィルタの色ごとに制御する電流制御部と、を備え、
   前記走査部は、前記画素部を１行ずつ選択することで、前記第１の列出力線に対して選択した行の前記画素部の信号を出力させる通常読み出しモードと、前記画素部を複数行ずつ選択することで、前記第１の列出力線に対し同じ色のカラーフィルタを有する複数の前記画素部の信号を同時に出力させる混合読み出しモードとを切り替え可能であり、
   前記電流制御部は、前記混合読み出しモードにおいて、少なくとも１つの色の複数の前記画素部の信号が同時に出力された前記第１の列出力線の電流値を、他の色の複数の前記画素部の信号が同時に出力された前記第１の列出力線の電流値より低い値となるように、前記第１の列出力線の電流値を制御することを特徴とする固体撮像装置。
2. 前記電流制御部は、前記混合読み出しモードにおいて、少なくとも１つの色の複数の前記画素部の信号が同時に出力された前記第１の列出力線の電流値を、前記通常読み出しモードでの前記第１の列出力線の電流値より低い値となるように、前記第１の列出力線の電流値を制御することを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置。
3. 前記第１の列出力線ごとに設けられた第２の定電流源と、前記第１の列出力線のそれぞれと対応する第２の定電流源との接続と非接続とを切り替える切り替えスイッチをさらに備え、
   前記電流制御部は、前記混合読み出しモードでは、前記走査部によって選択された前記画素部のカラーフィルタの色に応じて前記切り替えスイッチの切り替え制御を行うことを特徴とする請求項１または２に記載の固体撮像装置。
4. 前記第１の定電流源のそれぞれと、対応する列の前記第１の列出力線との接続と非接続とを切り替える第１の切替スイッチと、前記第１の定電流源のそれぞれと、隣り合う列の前記第１の列出力線との接続と非接続とを切り替える第２の切り替えスイッチとをさらに備え、
   前記第１の定電流源のそれぞれは、隣り合う前記第１の定電流源と異なる電流値を供給し、
   前記電流制御部は、前記第１の切り替えスイッチと前記第２の切り替えスイッチを駆動することによって、前記第１の定電流源と接続する前記第１の垂直出力線を、対応する列または隣り合う列で切り替えることが可能であり、前記混合読み出しモードでは、前記走査部によって選択された前記画素部のカラーフィルタの色に応じて、接続する列出力線を切り替えることを特徴とする請求項１または２に記載の固体撮像装置。
5. 前記画素アレイは、第１のカラーフィルタを持つ画素部と、隣り合う列の第２のカラーフィルタを持つ画素部とで１つの前記第１の列出力線を共有することを特徴とする請求項１または２に記載の固体撮像装置。
6. 前記画素アレイは、列毎に設けられた第２の列出力線と、前記第２の列出力線ごとに電流を供給する第３の定電流源とをさらに備え、前記画素部のカラーフィルタの色ごとに前記第１の列出力線または前記第２の列出力線を共有することを特徴とする請求項１または２に記載の固体撮像装置。
7. 光電変換した信号を出力する複数の画素部が２次元状に配列され、前記複数の画素部のそれぞれにカラーフィルタを備えた画素アレイと、前記画素アレイの列毎に設けられた第１の列出力線と、前記第１の列出力線ごとに電流を供給する第１の定電流源と、を備える固体撮像装置を制御する方法であって、
   前記画素アレイを行単位で選択し、選択した前記画素部から前記第１の列出力線への信号の出力を制御する走査工程と、
   前記第１の列出力線の電流値を前記カラーフィルタの色ごとに制御する電流制御工程と、を備え、
   前記走査工程では、前記画素部を１行ずつ選択することで、前記第１の列出力線に対して選択した行の前記画素部の信号を出力させる通常読み出しモードと、前記画素部を複数行ずつ選択することで、前記第１の列出力線に対し同じ色のカラーフィルタを有する複数の前記画素部の信号を同時に出力させる混合読み出しモードとを切り替え可能であり、
   前記電流制御工程では、前記混合読み出しモードにおいて、少なくとも１つの色の複数の前記画素部の信号が同時に出力された前記第１の列出力線の電流値を、他の色の複数の前記画素部の信号が同時に出力された前記第１の列出力線の電流値より低い値となるように、前記第１の列出力線の電流値を制御することを特徴とする固体撮像装置の制御方法。

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