JP6911961B2

JP6911961B2 - 撮像素子および撮像装置

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Publication number: JP6911961B2
Application number: JP2020048757A
Authority: JP
Inventors: 洋二郎手塚; 航船水
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2018-06-20
Filing date: 2020-03-19
Publication date: 2021-07-28
Anticipated expiration: 2033-10-10
Also published as: JP2020120383A

Description

本発明は、撮像素子および撮像装置に関する。

固体撮像装置において、撮像信号のＳＮ比を向上することが望まれている。特許文献１
には、ＣＣＤカラーエリアセンサから出力される画像信号を複数の信号処理部でＡ／Ｄ変
換して、それらの変換結果の平均を算出することにより、Ａ／Ｄ変換時に発生するランダ
ムノイズを低減する電子カメラが開示されている。

特開２００１−２７５０３６号公報

電子カメラなどの撮像装置では、多様な状況で撮影を行うため、複数の撮像素子の動作
モードが用意されていることがある。たとえば、高感度撮影モードのときには、露光量が
少ないためノイズ成分を低減しないとＳＮ比を向上させられない。

ｘｙアドレス方式の固体撮像装置において、特許文献１のように画像信号を複数の信号
処理部に入力して、それらの信号処理部の出力の平均を算出してノイズ成分を低減する場
合に、低減前と同一の読み出し速度を実現するためには、信号処理部の個数を増加させる
必要がある。しかし、信号処理部の増加は固体撮像素子の大型化につながるおそれがある
。

本発明の第１の態様による撮像素子は、第１方向に設けられ、光を光電変換して電荷を生成する第１光電変換部と第２光電変換部と、前記第１方向と交差する第２方向に配線され、前記第１光電変換部で生成された電荷に基づく信号が出力される第１信号線と、前記第２方向に配線され、前記第２光電変換部で生成された電荷に基づく信号が出力される第２信号線と、前記第１信号線に出力された信号と前記第２信号線に出力された信号との少なくとも１方を処理する第１処理部と第２処理部と、前記第１信号線と前記第２処理部との接続／非接続とを切替可能な第１切替部と、前記第２信号線と前記第２処理部との接続／非接続とを切替可能な第２切替部と、を備える。

本発明によれば、動作モードごとに好適なＳＮ比の撮像信号を生成することができる。

本発明の第１、第２、および第３の実施の形態による固体撮像装置を備える電子カメラの構成を示す概略ブロック図である。本発明の第１の実施の形態による固体撮像装置の等価回路図である。本発明の第１の実施の形態による固体撮像装置の等価回路図である。本発明の第１の実施の形態による固体撮像装置の動作例に関するタイミングチャートである。本発明の第１の実施の形態による固体撮像装置の動作例に関するタイミングチャートである。本発明の第２の実施の形態による固体撮像装置の等価回路図である。本発明の第２の実施の形態による固体撮像装置の等価回路図である。本発明の第２の実施の形態による固体撮像装置の動作例に関するタイミングチャートである。本発明の第２の実施の形態による固体撮像装置の動作例に関するタイミングチャートである。本発明の第３の実施の形態による固体撮像装置の等価回路図である。画素の構成例を示す等価回路図である。

（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態による撮像装置の一構成例を示す概略ブロック図で
ある。電子カメラ１は、撮影レンズ２と、固体撮像装置３と、撮像制御部４と、レンズ制
御部５と、メモリ６と、マイクロプロセッサ７と、操作部８と、画像処理部９と、記録部
１０とを備える撮像装置である。

撮影レンズ２は、フォーカシングレンズなどの複数の光学系、絞り等を備える。撮影レ
ンズ２のフォーカシングレンズや絞りは、レンズ制御部５により駆動される。固体撮像装
置３は、イメージセンサ３０を備える。撮影レンズ２の結像面には、イメージセンサ３０
の撮像面が配置される。

撮像制御部４は、切替制御部４ａ（後述）を有し、固体撮像装置３に制御信号を出力す
る。固体撮像装置３は、撮像制御部４から出力される制御信号に従い、撮像信号を出力す
る。固体撮像装置３から出力された撮像信号は、メモリ６に一旦蓄積される。

マイクロプロセッサ７は、メモリ６を作業領域として用いて電子カメラ１の全体を制御
する。マイクロプロセッサ７には、レリーズスイッチ、電源スイッチ、選択スイッチなど
の操作部８が接続される。画像処理部９は、メモリ６に蓄積された撮像信号に対してホワ
イトバランスの調整、圧縮処理など、各種画像処理を行う。記録部１０には記録媒体１０
ａが着脱自在に装着され、画像処理部９により圧縮された画像データを記録媒体１０ａに
記録する。

電子カメラ１は、複数の撮影モードを有する。たとえば、電子カメラ１は、ＩＳＯ感度
を所定値（たとえば、ＩＳＯ８００）以上に高めて撮影を行う高感度撮影モードと、イメ
ージセンサ３０から撮像信号を高速に読み出す高速読み出しモードとを有する。高感度撮
影モードでは、イメージセンサ３０の露光量が少なく、露光量を増加させることも困難で
あるため、ノイズ成分を低減しないと撮像信号のＳＮ比が向上しない。

ユーザは、操作部８を用いて所定の操作を行うと、電子カメラ１の撮影モードを切り替
えることができる。マイクロプロセッサ７は、電子カメラ１の撮影モードが切り替えられ
ると、レンズ制御部５、撮像制御部４、画像処理部９などを切り替えられた撮影モードに
適合した設定に変更する。

図２は、本発明の第１の実施の形態における固体撮像装置３の等価回路図である。固体
撮像装置３は、画素アレイ３０ａと、カラム回路３１と、第１切替部３２と、第２切替部
３３と、平均化演算器３４と、出力選択回路３５とを備える。

固体撮像装置３の画素アレイ３０ａは、その撮像面に複数の画素２０が二次元状に配列
されている。図２には、ベイヤ配列に従って配置された複数の画素２０の一部が図示され
ている。

画素アレイ３０ａの各画素列には、垂直信号線２５がそれぞれ設けられている。各画素
列の垂直信号線２５には、当該画素列に含まれる画素２０がすべて接続されている。撮像
制御部４の制御により読み出し対象となった画素２０は、垂直信号線２５に信号を出力す
る。

第１切替部３２は、切替制御部４ａから送信される制御信号に基づいて開閉する開閉器
４１ａおよび４１ｂを複数備える。開閉器４１ａは、ｎ列目の画素列の垂直信号線２５と
ｎ列目の画素列のカラム回路３１との間に設けられる。開閉器４１ｂは、ｎ列目の画素列
の垂直信号線２５とｎ＋１列目の画素列のカラム回路３１との間に設けられる。ここで、
ｎは、１から画素アレイ３０ａに含まれる画素列の列数までの整数である。

カラム回路３１は、各画素列に設けられている。画素２０から垂直信号線２５に出力さ
れる信号は、第１切替部３２を介してカラム回路３１に読み込まれる。図２に例示したカ
ラム回路３１は、Ａ／Ｄ変換部（ＡＤＣ）５１とＰＧＡ（ＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＧ
ａｉｎＡｍｐ）５２とを備える。ＰＧＡ５２は、第１切替部３２から入力された信号を
増幅する。Ａ／Ｄ変換部５１は、ＰＧＡ５２が増幅した信号をＡ／Ｄ変換する。カラム回
路３１は、後述する相関二重サンプリングにより撮像信号を生成する。

奇数列目の各画素列に設けられたカラム回路３１は、撮像信号を出力信号線６１ａへ出
力する。偶数列目の各画素列に設けられたカラム回路３１は、撮像信号を出力信号線６１
ｂへ出力する。出力信号線６１ａおよび６１ｂは、第２切替部３３に接続されている。

第２切替部３３は、切替制御部４ａの制御に基づいて開閉する開閉器４２ａ、４２ｂ、
４２ｃ、および４２ｄを備える。開閉器４２ａおよび開閉器４２ｃは出力信号線６１ａに
接続され、開閉器４２ｂおよび開閉器４２ｄは出力信号線６１ｂに接続されている。開閉
器４２ａおよび開閉器４２ｂは、平均化演算器３４に接続されている。開閉器４２ｃおよ
び開閉器４２ｄは、出力選択回路３５に接続されている。

平均化演算器３４は、高感度撮影モードなど、ＳＮ比の向上のためにノイズ成分の低減
を要する撮影モードの際に用いられ、入力された二つの画像信号の平均を演算する。たと
えば、平均化演算器３４は、二つの画像信号を加算して２で除す。平均化演算器３４は、
その平均化した画像信号を新たな画像信号として出力選択回路３５に出力する。
出力選択回路３５は、入力された画像信号を固体撮像装置３の外部へ出力する。

切替制御部４ａは、電子カメラ１の撮影モードに基づいて、第１切替部３２と第２切替
部３３とを制御する。
たとえば、電子カメラ１が高感度撮影モードである場合、一つの画素２０が読み出し対
象となる。このとき、切替制御部４ａは、読み出し対象の画素２０が属する画素列の垂直
信号線２５に接続している開閉器４１ａおよび４１ｂのみが閉じるように、第１切替部３
２を制御する。また、切替制御部４ａは、電子カメラ１が高感度撮影モードである場合、
開閉器４２ｃおよび開閉器４２ｄが開き、開閉器４２ａおよび開閉器４２ｂを閉じるよう
に、第２切替部３３を制御する。

すなわち、電子カメラ１が高感度撮影モードであり、読み出し対象の画素２０がｎ列目
の画素列に含まれる場合、読み出し対象の画素２０から垂直信号線２５に出力された信号
は、ｎ列目とｎ＋１列目のカラム回路３１に読み出される。ｎ列目とｎ＋１列目のカラム
回路３１は、その信号に基づいて撮像信号をそれぞれ生成する。ｎ列目とｎ＋１列目のカ
ラム回路３１が生成した各撮像信号は、それぞれ平均化演算器３４へ入力される。平均化
演算器３４は、二つの撮像信号の平均を算出して、平均化した撮像信号を出力選択回路３
５へ出力する。

電子カメラ１が高速読み出しモードである場合、隣り合う二つの画素２０が読み出し対
象となる。撮像制御部４は、開閉器４１ｂが開いて開閉器４１ａが閉じるように、第１切
替部３２を制御する。また、撮像制御部４は、電子カメラ１が高速読み出しモードである
場合、開閉器４２ａおよび開閉器４２ｂを開き、開閉器４２ｃおよび開閉器４２ｄを閉じ
るように、第２切替部３３を制御する。

すなわち、電子カメラ１が高速読み出しモードである場合、カラム回路３１は、行方向
に隣り合う二つの読み出し対象の画素２０の各々から信号を読み出す。カラム回路３１は
、読み出した信号に基づいて撮像信号をそれぞれ生成して、その撮像信号を出力選択回路
３５へ出力する。

カラム回路３１が画素２０の各々から読み出した信号に対してＡ／Ｄ変換等の信号処理
を行うと、撮像信号にノイズが発生する。固体撮像装置３は、電子カメラ１が高感度撮影
モードにある場合、同一の信号に基づいて２個のカラム回路３１が生成した撮像信号の平
均を演算することにより、撮像信号に含まれるノイズを１／√２に低減する。撮像信号に
含まれるノイズが１／√２に低減されることにより、高感度撮影モードにおける撮像信号
のＳＮ比が向上して、撮像画像の画質が向上する。

また、第１の実施の形態の固体撮像装置３は、電子カメラ１が高感度撮影モードである
ときは、平均の演算に必要な撮像信号をｎ＋１列目の画素列に従来から設けられているカ
ラム回路３１を用いて生成する。電子カメラ１が高感度撮影モードであるときに、第１切
替部３２を介してｎ列目の垂直信号線２５をｎ＋１列目のカラム回路３１に接続すること
により、画素列ごとに複数個のカラム回路３１を設ける場合よりも固体撮像装置３の大き
さを小さくすることができる。

また、固体撮像装置３は、電子カメラ１が高速読み出しモードである場合、画素行に含
まれる二つの画素２０を読み出し対象とすることで、電子カメラ１が高感度撮影モードに
ある場合の半分の読み出し時間で画像を読み出すことができる。

図３は、図２の回路をより具体的に示した固体撮像装置３の等価回路図である。図３で
は、画素２０は、それぞれフォトダイオードＰＤと転送トランジスタＴａと増幅トランジ
スタＴｂとリセットトランジスタＴｃと選択トランジスタＴｄとを備える。また、図３で
は、開閉器４１ａ、４１ｂ、４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄは、それぞれＮＭＯＳトラ
ンジスタで構成されている。各トランジスタのゲートには、以下の制御信号が入力される
。なお、ｉは１から画素アレイ３０ａの垂直画素数までの整数であり、ｍは１から画素ア
レイ３０ａの水平画素数までの整数である。
ｉ行ｍ列の画素２０の転送トランジスタＴａ：制御信号ＴＸ（ｉ，ｍ）
ｉ行ｍ列の画素２０のリセットトランジスタＴｃ：制御信号ＲＳＴ（ｉ，ｍ）
ｉ行ｍ列の画素２０の選択トランジスタＴｄ：制御信号ＳＥＬ（ｉ，ｍ）
奇数列目の画素列の開閉器４１ａ：制御信号ＬＩＮＥ１
奇数列目の画素列の開閉器４１ｂ：制御信号ＬＩＮＥ２
偶数列目の画素列の開閉器４１ａ：制御信号ＬＩＮＥ３
偶数列目の画素列の開閉器４１ｂ：制御信号ＬＩＮＥ４
開閉器４２ａ：制御信号ＯＵＴ＿ＳＷ４
開閉器４２ｂ：制御信号ＯＵＴ＿ＳＷ３
開閉器４２ｃ：制御信号ＯＵＴ＿ＳＷ１
開閉器４２ｄ：制御信号ＯＵＴ＿ＳＷ２

制御信号ＴＸ（ｉ，ｍ）、ＲＳＴ（ｉ，ｍ）、およびＳＥＬ（ｉ，ｍ）は、撮像制御部
４により出力される。制御信号ＬＩＮＥ１、ＬＩＮＥ２、ＬＩＮＥ３、ＬＩＮＥ４、ＯＵ
Ｔ＿ＳＷ１、ＯＵＴ＿ＳＷ２、ＯＵＴ＿ＳＷ３、およびＯＵＴ＿ＳＷ４は、切替制御部４
ａにより出力される。

転送トランジスタＴａがオン状態となると、フォトダイオードＰＤに蓄積された電荷が
不図示のフローティングディフュージョンに転送される。不図示のフローティングディフ
ュージョンＦＤは、転送トランジスタＴａを介して転送された電荷を電圧に変換する。そ
の電圧は、増幅トランジスタＴｂのゲートに印加される。増幅トランジスタＴｂは、その
ゲート電圧に応じた電気信号を生成する。

リセットトランジスタＴｃは、オン状態とされることによってフローティングディフュ
ージョンＦＤや増幅トランジスタＴｂのゲートに転送された電荷を排出し、画素２０をリ
セット状態にする。

選択トランジスタＴｄは、オン状態とされることによって画素２０と垂直信号線２５と
を電気的に接続する。画素２０が垂直信号線２５に接続されると、増幅トランジスタＴｂ
にて生成された信号が垂直信号線２５に出力される。選択トランジスタＴｄがオン状態に
ある場合に、転送トランジスタＴａがオン状態となると信号レベルの信号が垂直信号線２
５に出力され、画素２０がリセット状態になるとリセットレベルの信号が垂直信号線２５
に出力される。

カラム回路３１のＡ／Ｄ変換部５１には、それぞれ制御信号ＳＡＭＰＬＥと制御信号Ｒ
ＡＭＰとが入力される。制御信号ＳＡＭＰＬＥは、Ａ／Ｄ変換部５１に入力されたリセッ
トレベルまたは信号レベルの信号をサンプリングするか否かを表す。制御信号ＳＡＭＰＬ
ＥがＨｉレベルのとき、Ａ／Ｄ変換部５１は、サンプリングを行う。Ａ／Ｄ変換部５１は
、制御信号ＲＡＭＰにＨｉレベルからＬｏレベルへの傾斜信号が入力されているとき、サ
ンプリング結果に基づきＡ／Ｄ変換を行う。カラム回路３１は、Ａ／Ｄ変換後の信号レベ
ルの信号からＡ／Ｄ変換後のリセットレベルの信号を差し引いて撮像信号を生成する。

図３および図４を用いて、電子カメラ１の撮影モードが高感度撮影モードである場合の
固体撮像装置３の動作について説明する。図４は、１行ｍ列の画素２０と１行ｍ＋１列の
画素２０から信号が読み出されて、出力選択回路３５から外部に撮像信号が出力されるま
での動作を表すタイミングチャートである。

図４の初期状態では、各制御信号は、以下のようになっている。
制御信号ＴＸ（ｉ，ｍ）：Ｌｏレベル
制御信号ＲＳＴ（ｉ，ｍ）：Ｌｏレベル
制御信号ＳＥＬ（ｉ，ｍ）：Ｌｏレベル
制御信号ＬＩＮＥ１：Ｌｏレベル
制御信号ＬＩＮＥ２：Ｌｏレベル
制御信号ＬＩＮＥ３：Ｈｉレベル
制御信号ＬＩＮＥ４：Ｈｉレベル
制御信号ＯＵＴ＿ＳＷ４：Ｈｉレベル
制御信号ＯＵＴ＿ＳＷ３：Ｈｉレベル
制御信号ＯＵＴ＿ＳＷ２：Ｌｏレベル
制御信号ＯＵＴ＿ＳＷ１：Ｌｏレベル

時間Ｔ１では、制御信号ＳＥＬ（１，ｍ）がＨｉレベルに切り替わると共に、制御信号
ＬＩＮＥ３および制御信号ＬＩＮＥ４がＬｏレベルに切り替わり、制御信号ＬＩＮＥ１お
よび制御信号ＬＩＮＥ２がＨｉレベルに切り替わる。１行ｍ列の画素２０の選択トランジ
スタＴｄがオン状態となり、１行ｍ列の画素２０がｍ列目の垂直信号線２５に接続される
。偶数列目の開閉器４１ａおよび開閉器４１ｂが開き、奇数列目の画素列の開閉器４１ａ
および開閉器４１ｂが閉じる。

時間Ｔ２では、制御信号ＲＳＴ（１，ｍ）がＨｉレベルに切り替わり、１行ｍ列の画素
２０がリセット状態になる。このとき、ｍ列の垂直信号線２５には、１行ｍ列の画素２０
からリセットレベルの信号Ｒ１_ｄａｒｋが出力される。

時間Ｔ３では、制御信号ＲＳＴ（１，ｍ）がＬｏレベルに切り替わると共に、制御信号
ＳＡＭＰＬＥがＨｉレベルに切り替わり、ｍ列目とｍ＋１列目のＡ／Ｄ変換部５１がリセ
ットレベルの信号Ｒ１_ｄａｒｋのサンプリングを開始する。

時間Ｔ４では、制御信号ＳＡＭＰＬＥがＬｏレベルに切り替わると共に、制御信号ＲＡ
ＭＰに傾斜信号が入力され、制御信号ＴＸ（１，ｍ）がＨｉレベルに切り替わる。ｍ列目
とｍ＋１列目のＡ／Ｄ変換部５１は、制御信号ＲＡＭＰに傾斜信号が入力されている間、
時間Ｔ３から時間Ｔ４までの期間にサンプリングしたリセットレベルの信号Ｒ１_ｄａｒｋ
についてＡ／Ｄ変換する。また、１行ｍ列の画素２０の転送トランジスタＴａがオン状態
となり、１行ｍ列の画素２０のフォトダイオードＰＤから１行ｍ列の画素２０のフローテ
ィングディフュージョンに電荷が転送される。以降、ｍ列の垂直信号線２５には、１行ｍ
列の画素２０から信号レベルの信号Ｒ１_{ｓｉｇｎａｌ}が出力される。
時間Ｔ５では、制御信号ＴＸ（１，ｍ）がＬｏレベルに切り替わり、１行ｍ列の画素２
０の転送トランジスタＴａがオフ状態となり、電荷の転送が終了する。ｍ列の垂直信号線
２５には、引き続き１行ｍ列の画素２０から信号レベルの信号Ｒ１_{ｓｉｇｎａｌ}が出力さ
れる。

時間Ｔ６では、制御信号ＲＡＭＰへの傾斜信号の入力が終わると共に、制御信号ＳＡＭ
ＰＬＥがＨｉレベルに切り替わる。ｍ列目とｍ＋１列目のＡ／Ｄ変換部５１は、信号レベ
ルの信号Ｒ１_{ｓｉｇｎａｌ}のサンプリングを開始する。

時間Ｔ７では、制御信号ＳＡＭＰＬＥがＬｏレベルに切り替わると共に、制御信号ＲＡ
ＭＰに傾斜信号が入力される。ｍ列目とｍ＋１列目のＡ／Ｄ変換部５１は、制御信号ＲＡ
ＭＰに傾斜信号が入力されている間、時間Ｔ６から時間Ｔ７までの期間にサンプリングし
た信号レベルの信号Ｒ１_{ｓｉｇｎａｌ}についてＡ／Ｄ変換する。

時間Ｔ８では、制御信号ＳＥＬ（１，ｍ）がＬｏレベルに、制御信号ＳＥＬ（１，ｍ＋
１）がＨｉレベルに、制御信号ＬＩＮＥ１および制御信号ＬＩＮＥ２がＬｏレベルに、制
御信号ＬＩＮＥ３および制御信号ＬＩＮＥ４がＨｉレベルにそれぞれ切り替わる。１行ｍ
列の画素２０の選択トランジスタＴｄがオフ状態となり、１行ｍ＋１列の画素２０の選択
トランジスタＴｄがオン状態となる。すなわち、１行ｍ＋１列の画素２０がｍ＋１列目の
垂直信号線２５に接続される。また、奇数列目の開閉器４１ａおよび開閉器４１ｂが開き
、偶数列目の画素列の開閉器４１ａおよび開閉器４１ｂが閉じる。

時間Ｔ９では、制御信号ＲＳＴ（１，ｍ＋１）がＨｉレベルに切り替わり、１行ｍ＋１
列の画素２０がリセット状態になる。このとき、ｍ＋１列の垂直信号線２５には、１行ｍ
＋１列の画素２０からリセットレベルの信号Ｇｒ１_ｄａｒｋが出力される。

時間Ｔ１０では、制御信号ＲＳＴ（１，ｍ＋１）がＬｏレベルに切り替わると共に、制
御信号ＲＡＭＰへの傾斜信号の入力が終わり、制御信号ＳＡＭＰＬＥがＨｉレベルに切り
替わる。ｍ＋１列目とｍ＋２列目のＡ／Ｄ変換部５１は、リセットレベルの信号Ｇｒ１_ｄ
_ａｒｋのサンプリングを開始する。また、ｍ列目とｍ＋１列目のカラム回路３１は、時間
Ｔ４から時間Ｔ６の間にＡ／Ｄ変換したリセットレベルの信号Ｒ１_ｄａｒｋを時間Ｔ７か
ら時間Ｔ１０の間にＡ／Ｄ変換した信号レベルの信号Ｒ１_{ｓｉｇｎａｌ}から減じて、撮像
信号を生成する。ｍ列目とｍ＋１列目のカラム回路３１は、各々が生成した撮像信号を平
均化演算器３４へ出力する。平均化演算器３４は、ｍ列目とｍ＋１列目のカラム回路３１
がそれぞれ出力した撮像信号の平均を演算して、出力選択回路３５へ出力する。出力選択
回路３５は、１行ｍ列の画素２０に関する撮像信号Ｒ１ａを固体撮像装置３の外部へ出力
する。

時間Ｔ１１では、制御信号ＳＡＭＰＬＥがＬｏレベルに切り替わると共に、制御信号Ｒ
ＡＭＰに傾斜信号が入力され、制御信号ＴＸ（１，ｍ＋１）がＨｉレベルに切り替わる。
ｍ＋１列目とｍ＋２列目のＡ／Ｄ変換部５１は、制御信号ＲＡＭＰに傾斜信号が入力され
ている間、時間Ｔ１０から時間Ｔ１１までの期間にサンプリングしたリセットレベルの信
号Ｇｒ１_ｄａｒｋについてＡ／Ｄ変換する。また、１行ｍ＋１列の画素２０の転送トラン
ジスタＴａがオン状態となり、１行ｍ＋１列の画素２０のフォトダイオードＰＤから１行
ｍ＋１列の画素２０のフローティングディフュージョンに電荷が転送される。以降、ｍ＋
１列の垂直信号線２５には、１行ｍ＋１列の画素２０から信号レベルの信号Ｇｒ１_ｓｉｇ
_ｎａｌが出力される。

時間Ｔ１２では、制御信号ＴＸ（１，ｍ＋１）がＬｏレベルに切り替わり、１行ｍ＋１
列の画素２０の転送トランジスタＴａがオフ状態となり、電荷の転送が終了する。ｍ＋１
列の垂直信号線２５には、引き続き１行ｍ＋１列の画素２０から信号レベルの信号Ｇｒ１
_{ｓｉｇｎａｌ}が出力されている。

時間Ｔ１３では、制御信号ＲＡＭＰへの傾斜信号の入力が終わると共に、制御信号ＳＡ
ＭＰＬＥがＨｉレベルに切り替わる。ｍ＋１列目とｍ＋２列目のＡ／Ｄ変換部５１は、信
号レベルの信号Ｇｒ１_{ｓｉｇｎａｌ}のサンプリングを開始する。

時間Ｔ１４では、制御信号ＳＡＭＰＬＥがＬｏレベルに切り替わると共に、制御信号Ｒ
ＡＭＰに傾斜信号が入力される。ｍ＋１列目とｍ＋２列目のＡ／Ｄ変換部５１は、制御信
号ＲＡＭＰに傾斜信号が入力されている間、時間Ｔ１３から時間Ｔ１４までの期間にサン
プリングした信号レベルの信号Ｇｒ１_{ｓｉｇｎａｌ}についてＡ／Ｄ変換する。

時間Ｔ１５では、制御信号ＳＥＬ（１，ｍ＋１）がＬｏレベルに、制御信号ＬＩＮＥ１
および制御信号ＬＩＮＥ２がＨｉレベルに、制御信号ＬＩＮＥ３およびＬＩＮＥ４がＬｏ
レベルにそれぞれ切り替わる。１行ｍ＋１列の画素２０の選択トランジスタＴｄがオフ状
態となる。奇数列目の開閉器４１ａおよび開閉器４１ａが閉じて、偶数列目の開閉器４１
ａおよび開閉器４１ｂが開く。

時間Ｔ１６では、制御信号ＲＡＭＰへの傾斜信号の入力が終わる。ｍ＋１列目とｍ＋２
列目のカラム回路３１は、時間Ｔ１１から時間Ｔ１３の間にＡ／Ｄ変換した１行ｍ＋１列
の画素２０のリセットレベルの信号Ｇｒ１_ｄａｒｋを時間Ｔ１４から時間Ｔ１６の間にＡ
／Ｄ変換した１行ｍ＋１列の画素２０の信号レベルの信号Ｇｒ１_{ｓｉｇｎａｌ}から減じて
、撮像信号を生成する。ｍ＋１列目とｍ＋２列目のカラム回路３１は、各々が生成した撮
像信号を平均化演算器３４へ出力する。平均化演算器３４は、ｍ＋１列目とｍ＋２列目の
カラム回路３１がそれぞれ出力した撮像信号の平均を演算して、出力選択回路３５へ出力
する。出力選択回路３５は、１行ｍ＋１列の画素２０に関する撮像信号Ｇｒ１ａを固体撮
像装置３の外部へ出力する。

図３および図５を用いて、電子カメラ１の撮影モードが高速読み出しモードである場合
の固体撮像装置３の動作について説明する。図５は、固体撮像装置３が１行ｍ列の画素２
０と１行ｍ＋１列の画素２０から信号を読み出して、出力選択回路３５から外部に撮像信
号を出力するまでの動作を表すタイミングチャートである。

図５の初期状態では、各制御信号は、以下のようになっている。
制御信号ＴＸ（ｉ，ｍ）：Ｌｏレベル
制御信号ＲＳＴ（ｉ，ｍ）：Ｌｏレベル
制御信号ＳＥＬ（ｉ，ｍ）：Ｌｏレベル
制御信号ＬＩＮＥ１：Ｈｉレベル
制御信号ＬＩＮＥ２：Ｌｏレベル
制御信号ＬＩＮＥ３：Ｈｉレベル
制御信号ＬＩＮＥ４：Ｌｏレベル
制御信号ＯＵＴ＿ＳＷ４：Ｌｏレベル
制御信号ＯＵＴ＿ＳＷ３：Ｌｏレベル
制御信号ＯＵＴ＿ＳＷ２：Ｌｏレベル
制御信号ＯＵＴ＿ＳＷ１：Ｌｏレベル

電子カメラ１の撮影モードが高速読み出しモードである場合、制御信号ＬＩＮＥ１およ
びＬＩＮＥ３は、常にＨｉレベルである。すなわち、電子カメラ１の撮影モードが高感度
撮影モードでない場合、開閉器４１ａは、常に閉じている（オン状態である）。一方、制
御信号ＬＩＮＥ２およびＬＩＮＥ４は、常にＬｏレベルである。すなわち、電子カメラ１
の撮影モードが高感度撮影モードでない場合、開閉器４１ｂは、常に開いている（オフ状
態である）。

時間Ｔ２１では、制御信号ＳＥＬ（１，ｍ）およびＳＥＬ（１，ｍ＋１）がＨｉレベル
に切り替わる。１行ｍ列および１行ｍ＋１列の画素２０の選択トランジスタＴｄがオン状
態となり、１行ｍ列の画素２０がｍ列目の垂直信号線２５に接続され、１行ｍ＋１列の画
素２０がｍ＋１列目の垂直信号線２５に接続される。

時間Ｔ２２では、制御信号ＲＳＴ（１，ｍ）およびＲＳＴ（１，ｍ＋１）がＨｉレベル
に切り替わり、１行ｍ列および１行ｍ＋１列の画素２０がそれぞれリセット状態になる。
このとき、ｍ列の垂直信号線２５には、１行ｍ列の画素２０からリセットレベルの信号Ｒ
１_ｄａｒｋが出力される。ｍ＋１列の垂直信号線２５には、１行ｍ＋１列の画素２０から
リセットレベルの信号Ｇｒ１_ｄａｒｋが出力される。

時間Ｔ２３では、制御信号ＲＳＴ（１，ｍ）およびＲＳＴ（１，ｍ＋１）がＬｏレベル
に切り替わると共に、制御信号ＳＡＭＰＬＥがＨｉレベルに切り替わる。ｍ列目のＡ／Ｄ
変換部５１は、リセットレベルの信号Ｒ１_ｄａｒｋのサンプリングを開始し、ｍ＋１列目
のＡ／Ｄ変換部５１は、リセットレベルの信号Ｇｒ１_ｄａｒｋのサンプリングを開始する
。

時間Ｔ２４では、制御信号ＳＡＭＰＬＥがＬｏレベルに切り替わると共に、制御信号Ｒ
ＡＭＰに傾斜信号が入力され、制御信号ＴＸ（１，ｍ）およびＴＸ（１，ｍ＋１）がＨｉ
レベルに切り替わる。ｍ列目のＡ／Ｄ変換部５１は、制御信号ＲＡＭＰに傾斜信号が入力
されている間、時間Ｔ２３から時間Ｔ２４までの期間にサンプリングしたリセットレベル
の信号Ｒ１_ｄａｒｋについてＡ／Ｄ変換する。ｍ＋１列目のＡ／Ｄ変換部５１は、制御信
号ＲＡＭＰに傾斜信号が入力されている間、時間Ｔ２３から時間Ｔ２４までの期間にサン
プリングしたリセットレベルの信号Ｇｒ１_ｄａｒｋについてＡ／Ｄ変換する。また、１行
ｍ列および１行ｍ＋１列の画素２０の転送トランジスタＴａがオン状態となり、１行ｍ列
および１行ｍ＋１列の画素２０のフォトダイオードＰＤから各画素２０のフローティング
ディフュージョンに電荷が転送される。以降、ｍ列の垂直信号線２５には、１行ｍ列の画
素２０から信号レベルの信号Ｒ１_{ｓｉｇｎａｌ}が出力される。また、ｍ＋１列の垂直信号
線２５には、１行ｍ＋１列の画素２０から信号レベルの信号Ｇｒ１_{ｓｉｇｎａｌ}が出力さ
れる。

時間Ｔ２５では、制御信号ＴＸ（１，ｍ）およびＴＸ（１，ｍ＋１）がＬｏレベルに切
り替わり、１行ｍ列および１行ｍ＋１列の画素２０の転送トランジスタＴａがオフ状態と
なり、電荷の転送が終了する。ｍ列の垂直信号線２５には、引き続き１行ｍ列の画素２０
から信号レベルの信号Ｒ１_{ｓｉｇｎａｌ}が出力される。ｍ＋１列の垂直信号線２５には、
引き続き１行ｍ＋１列の画素２０から信号レベルの信号Ｇｒ１_{ｓｉｇｎａｌ}が出力される
。

時間Ｔ２６では、制御信号ＲＡＭＰへの傾斜信号の入力が終わると共に、制御信号ＳＡ
ＭＰＬＥがＨｉレベルに切り替わる。ｍ列目のＡ／Ｄ変換部５１は、信号レベルの信号Ｒ
１_{ｓｉｇｎａｌ}のサンプリングを開始する。ｍ＋１列目のＡ／Ｄ変換部５１は、信号レベ
ルの信号Ｇｒ１_{ｓｉｇｎａｌ}のサンプリングを開始する。

時間Ｔ２７では、制御信号ＳＡＭＰＬＥがＬｏレベルに切り替わると共に、制御信号Ｒ
ＡＭＰに傾斜信号が入力される。ｍ列目のＡ／Ｄ変換部５１は、制御信号ＲＡＭＰに傾斜
信号が入力されている間、時間Ｔ２６から時間Ｔ２７までの期間にサンプリングした信号
レベルの信号Ｒ１_{ｓｉｇｎａｌ}についてＡ／Ｄ変換する。ｍ＋１列目のＡ／Ｄ変換部５１
は、制御信号ＲＡＭＰに傾斜信号が入力されている間、時間Ｔ２６から時間Ｔ２７までの
期間にサンプリングした信号レベルの信号Ｇｒ１_{ｓｉｇｎａｌ}についてＡ／Ｄ変換する。

時間Ｔ２８では、制御信号ＳＥＬ（１，ｍ）およびＳＥＬ（１，ｍ＋１）がＬｏレベル
にそれぞれ切り替わると共に、制御信号ＳＥＬ（２，ｍ）およびＳＥＬ（２，ｍ＋１）が
Ｈｉレベルにそれぞれ切り替わる。１行ｍ列および１行ｍ＋１列の画素２０の選択トラン
ジスタＴｄがオフ状態となり、２行ｍ列および２行ｍ＋１列の画素２０の選択トランジス
タＴｄがオン状態となる。すなわち、２行ｍ列の画素２０がｍ列目の垂直信号線２５に接
続される。また、２行ｍ＋１列の画素２０がｍ＋１列の垂直信号線２５に接続される。

時間Ｔ２９では、制御信号ＲＳＴ（２，ｍ）およびＲＳＴ（２，ｍ＋１）がＨｉレベル
に切り替わり、２行ｍ列および２行ｍ＋１列の画素２０がリセット状態になる。このとき
、ｍ列目の垂直信号線２５には、２行ｍ列の画素２０からリセットレベルの信号Ｇｂ１_ｄ
_ａｒｋが出力され、ｍ＋１列の垂直信号線２５には、２行ｍ＋１列の画素２０からリセッ
トレベルの信号Ｂ１_ｄａｒｋが出力される。

時間Ｔ３０では、制御信号ＲＳＴ（２，ｍ）およびＲＳＴ（２，ｍ＋１）がＬｏレベル
に切り替わると共に、制御信号ＲＡＭＰへの傾斜信号の入力が終わり、制御信号ＳＡＭＰ
ＬＥがＨｉレベルに切り替わり、制御信号ＯＵＴ＿ＳＷ１がＨｉレベルに切り替わる。ｍ
列目のＡ／Ｄ変換部５１は、リセットレベルの信号Ｇｂ１_ｄａｒｋのサンプリングを開始
する。ｍ＋１列目のＡ／Ｄ変換部５１は、リセットレベルの信号Ｂ１_ｄａｒｋのサンプリ
ングを開始する。また、ｍ列目のカラム回路３１は、時間Ｔ２４から時間Ｔ２６の間にＡ
／Ｄ変換したリセットレベルの信号Ｒ１_ｄａｒｋを時間Ｔ２７から時間Ｔ３０の間にＡ／
Ｄ変換した信号レベルの信号Ｒ１_{ｓｉｇｎａｌ}から減じて、撮像信号を生成する。同様に
、ｍ＋１列目のカラム回路３１は、時間Ｔ２４から時間Ｔ２６の間にＡ／Ｄ変換したリセ
ットレベルの信号Ｇｒ１_ｄａｒｋを時間Ｔ２７から時間Ｔ３０の間にＡ／Ｄ変換した信号
レベルの信号Ｇｒ１_{ｓｉｇｎａｌ}から減じて、撮像信号を生成する。制御信号ＯＵＴ＿Ｓ
Ｗ１がＨｉレベルに切り替わることにより、ｍ列目のカラム回路３１が生成した撮像信号
が出力選択回路３５へ出力される。出力選択回路３５は、１行ｍ列の画素２０に関する撮
像信号Ｒ１ａを固体撮像装置３の外部へ出力する。

時間Ｔ３１では、制御信号ＳＡＭＰＬＥがＬｏレベルに切り替わると共に、制御信号Ｒ
ＡＭＰに傾斜信号が入力され、制御信号ＴＸ（２，ｍ）およびＴＸ（２，ｍ＋１）がＨｉ
レベルに切り替わる。ｍ列目のＡ／Ｄ変換部５１は、制御信号ＲＡＭＰに傾斜信号が入力
されている間、時間Ｔ３０から時間Ｔ３１までの期間にサンプリングしたリセットレベル
の信号Ｇｂ１_ｄａｒｋについてＡ／Ｄ変換する。ｍ＋１列目のＡ／Ｄ変換部５１は、制御
信号ＲＡＭＰに傾斜信号が入力されている間、時間Ｔ３０から時間Ｔ３１までの期間にサ
ンプリングしたリセットレベルの信号Ｂ１_ｄａｒｋについてＡ／Ｄ変換する。
また、２行ｍ列および２行ｍ＋１列の画素２０の転送トランジスタＴａがオン状態とな
り、２行ｍ列の画素２０のフォトダイオードＰＤから２行ｍ列の画素２０のフローティン
グディフュージョンに電荷が転送される。２行ｍ＋１列の画素２０のフォトダイオードＰ
Ｄから２行ｍ＋１列の画素２０のフローティングディフュージョンに電荷が転送される。
以降、ｍ列目の垂直信号線２５には、２行ｍ列の画素２０から信号レベルの信号Ｇｂ１_ｓ
_{ｉｇｎａｌ}が出力され、ｍ＋１列目の垂直信号線２５には、２行ｍ＋１列の画素２０から
信号レベルの信号Ｂ１_{ｓｉｇｎａｌ}が出力される。

時間Ｔ３２では、制御信号ＴＸ（２，ｍ）およびＴＸ（２，ｍ＋１）がＬｏレベルに切
り替わり、２行ｍ列および２行ｍ＋１列の画素２０の転送トランジスタＴａがオフ状態と
なり、電荷の転送が終了する。ｍ列の垂直信号線２５には、引き続き２行ｍ列の画素２０
から信号レベルの信号Ｇｂ１_{ｓｉｇｎａｌ}が出力されている。ｍ＋１列の垂直信号線２５
には、引き続き２行ｍ＋１列の画素２０から信号レベルの信号Ｂ１_{ｓｉｇｎａｌ}が出力さ
れている。

時間Ｔ３３では、制御信号ＲＡＭＰへの傾斜信号の入力が終わると共に、制御信号ＳＡ
ＭＰＬＥがＨｉレベルに切り替わり、制御信号ＯＵＴ＿ＳＷ１がＬｏレベルに切り替わり
、制御信号ＯＵＴ＿ＳＷ２がＨｉレベルに切り替わる。ｍ列目のＡ／Ｄ変換部５１は、信
号レベルの信号Ｇｂ１_{ｓｉｇｎａｌ}のサンプリングを開始する。ｍ＋１列目のＡ／Ｄ変換
部５１は、信号レベルの信号Ｂ１_{ｓｉｇｎａｌ}のサンプリングを開始する。制御信号ＯＵ
Ｔ＿ＳＷ１がＬｏレベルに切り替わり、制御信号ＯＵＴ＿ＳＷ２がＨｉレベルに切り替わ
ることにより、ｍ＋１列目のカラム回路３１が生成した撮像信号が出力選択回路３５へ出
力される。出力選択回路３５は、１行ｍ＋１列の画素２０に関する撮像信号Ｇｒ１ａを固
体撮像装置３の外部へ順次出力する。

時間Ｔ３４では、制御信号ＳＡＭＰＬＥがＬｏレベルに切り替わると共に、制御信号Ｒ
ＡＭＰに傾斜信号が入力される。ｍ列目のＡ／Ｄ変換部５１は、制御信号ＲＡＭＰに傾斜
信号が入力されている間、時間Ｔ３３から時間Ｔ３４までの期間にサンプリングした信号
レベルの信号Ｇｂ１_{ｓｉｇｎａｌ}についてＡ／Ｄ変換する。ｍ＋１列目のＡ／Ｄ変換部５
１は、制御信号ＲＡＭＰに傾斜信号が入力されている間、時間Ｔ３３から時間Ｔ３４まで
の期間にサンプリングした信号レベルの信号Ｂ１_{ｓｉｇｎａｌ}についてＡ／Ｄ変換する。

時間Ｔ３５では、制御信号ＳＥＬ（２，ｍ）およびＳＥＬ（２，ｍ＋１）がＬｏレベル
にそれぞれ切り替わる。２行ｍ列および２行ｍ＋１列の画素２０の選択トランジスタＴｄ
がオフ状態となる。

時間Ｔ３６では、制御信号ＲＡＭＰへの傾斜信号の入力が終わると共に、制御信号ＯＵ
Ｔ＿ＳＷ２がＬｏレベルに切り替わり、制御信号ＯＵＴ＿ＳＷ１がＨｉレベルに切り替わ
る。ｍ列目のカラム回路３１は、時間Ｔ３１から時間Ｔ３３の間にＡ／Ｄ変換したリセッ
トレベルの信号Ｇｂ１_ｄａｒｋを時間Ｔ３４から時間Ｔ３６の間にＡ／Ｄ変換した信号レ
ベルの信号Ｇｂ１_{ｓｉｇｎａｌ}から減じて、撮像信号を生成する。同様に、ｍ＋１列目の
カラム回路３１は、時間Ｔ３１から時間Ｔ３３の間にＡ／Ｄ変換したリセットレベルの信
号Ｂ１_ｄａｒｋを時間Ｔ３４から時間Ｔ３６の間にＡ／Ｄ変換した信号レベルの信号Ｂ１
_{ｓｉｇｎａｌ}から減じて、撮像信号を生成する。制御信号ＯＵＴ＿ＳＷ１がＨｉレベルに
切り替わることにより、ｍ列目のカラム回路３１が生成した撮像信号が出力選択回路３５
へ出力される。出力選択回路３５は、２行ｍ列の画素２０に関する撮像信号Ｇｂ１ａを固
体撮像装置３の外部へ出力する。

（第２の実施の形態）
図６は、本発明の第２の実施の形態による固体撮像装置３の等価回路図である。第２の
実施の形態による固体撮像装置３は、イメージセンサ３０と、カラム回路３１と、第２切
替部３３と、平均化演算器３４と、出力選択回路３５と、第３切替部３６とを備える。第
１の実施の形態と同一の構成には、同一の符号を付し、その構成に関する説明を省略する
。

第２の実施の形態による固体撮像装置３は、イメージセンサ３０の画素列ごとに第１垂
直信号線２５ａおよび第２垂直信号線２５ｂを備える。ｎ列目の画素列に設けられた第１
垂直信号線２５ａには、ｎ列目の画素列に含まれる画素２０のうち奇数行目の画素２０、
すなわち奇数行ｎ列の画素２０が接続される。一方、ｎ列目の画素列に設けられた第２垂
直信号線２５ｂには、偶数行ｎ列の画素２０が接続される。

また、本発明の第２の実施の形態による電子カメラ１では、固体撮像装置３に含まれる
各画素列の両端にカラム回路３１が設けられている。すなわち、第２の実施の形態では、
画素列ごとに二つのカラム回路３１が設けられている。一つ目のカラム回路３１は画素列
の上端側に設けられ、二つ目のカラム回路３１は画素列の下端側に設けられている。すな
わち、一つ目のカラム回路３１は第１垂直信号線２５ａおよび第２垂直信号線２５ｂの上
端側に設けられ、二つ目のカラム回路３１は第１垂直信号線２５ａおよび第２垂直信号線
２５ｂの下端側に設けられている。

第３切替部３６は、切替制御部４ａの制御に基づいて開閉する開閉器４３ａ、４３ｂ、
４３ｃ、４３ｄ、および４３ｅをそれぞれ複数備える。開閉器４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、
４３ｄ、および４３ｅは、それぞれ以下の位置に設けられる。なお、以下の説明で用いる
変数ｑは画素アレイ３０ａの水平画素数以下の奇数である。
開閉器４３ａは、ｑ列目の第１垂直信号線２５ａとｑ列目の下端側のカラム回路３１と
の間、およびｑ＋１列目の第１垂直信号線２５ａとｑ＋１列目の上端側のカラム回路３１
との間に設けられる。
開閉器４３ｂは、ｑ列目の第１垂直信号線２５ａとｑ＋１列目の下端側のカラム回路３
１との間、およびｑ＋１列目の第１垂直信号線２５ａとｑ列目の上端側のカラム回路３１
との間に設けられる。
開閉器４３ｃは、ｑ列目の第２垂直信号線２５ｂとｑ列目の下端側のカラム回路３１と
の間、およびｑ＋１列目の第２垂直信号線２５ｂとｑ＋１列目の上端側のカラム回路３１
との間に設けられる。
開閉器４３ｄは、ｑ列目の第２垂直信号線２５ｂとｑ＋１列目の下端側のカラム回路３
１との間、およびｑ＋１列目の第２垂直信号線２５ｂとｑ列目の上端側のカラム回路３１
との間に設けられる。
開閉器４３ｅは、ｑ列目の第２垂直信号線２５ｂとｑ列目の上端側のカラム回路３１と
の間、およびｑ＋１列目の第２垂直信号線２５ｂとｑ＋１列目の下端側のカラム回路３１
との間に設けられる。

本発明の第２の実施の形態による電子カメラ１では、固体撮像装置３は、第２切替部３
３、平均化演算器３４、および出力選択回路３５をそれぞれ二つ備える。一つ目の第２切
替部３３、平均化演算器３４、および出力選択回路３５は、画素列の上端側に設けられた
カラム回路３１が出力する撮像装置のために用いられる。二つ目の第２切替部３３、平均
化演算器３４、および出力選択回路３５は、画素列の下端側に設けられたカラム回路３１
が出力する撮像装置のために用いられる。

図７は、図６の回路をより具体的に示した固体撮像装置３の等価回路図である。図７で
は、画素２０は、それぞれフォトダイオードＰＤと転送トランジスタＴａと増幅トランジ
スタＴｂとリセットトランジスタＴｃと選択トランジスタＴｄとを備える。また、図７で
は、開閉器４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄ、４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、４３ｄ、４３ｅ
は、それぞれＮＭＯＳトランジスタで構成されている。各トランジスタのゲートには、以
下の制御信号が入力される。ｐは、１から画素アレイ３０ａの垂直画素数以下の整数であ
る。
ｐ行の画素２０の転送トランジスタＴａ：制御信号ＴＸ（ｐ）
ｐ行の画素２０のリセットトランジスタＴｃ：制御信号ＲＳＴ（ｐ）
ｐ行の画素２０の選択トランジスタＴｄ：制御信号ＳＥＬ（ｐ）
開閉器４２ａ：制御信号ＯＵＴ＿ＳＷ４
開閉器４２ｂ：制御信号ＯＵＴ＿ＳＷ３
開閉器４２ｃ：制御信号ＯＵＴ＿ＳＷ１
開閉器４２ｄ：制御信号ＯＵＴ＿ＳＷ２
開閉器４３ａ：制御信号ＬＩＮＥ１
開閉器４３ｂ：制御信号ＬＩＮＥ３
開閉器４３ｃ：制御信号ＬＩＮＥ２
開閉器４３ｄ：制御信号ＬＩＮＥ４
開閉器４３ｅ：制御信号ＬＩＮＥ５

制御信号ＴＸ（ｐ）、ＲＳＴ（ｐ）、およびＳＥＬ（ｐ）は、撮像制御部４により出力
される。制御信号ＬＩＮＥ１、ＬＩＮＥ２、ＬＩＮＥ３、ＬＩＮＥ４、ＬＩＮＥ５、ＯＵ
Ｔ＿ＳＷ１、ＯＵＴ＿ＳＷ２、ＯＵＴ＿ＳＷ３、およびＯＵＴ＿ＳＷ４は、切替制御部４
ａにより出力される。
上端側および下端側のカラム回路３１のＡ／Ｄ変換部５１には、それぞれ制御信号ＳＡ
ＭＰＬＥと制御信号ＲＡＭＰとが入力される。

図７および図８を用いて、電子カメラ１の撮影モードが高感度撮影モードである場合の
固体撮像装置３の動作について説明する。図８は、１行ｑ列、１行ｑ＋１列、２行ｑ列、
２行ｑ＋１列の画素２０から信号が読み出されて、出力選択回路３５から外部に撮像信号
が出力するまでの動作を表すタイミングチャートである。

図８の初期状態では、各制御信号は、以下のようになっている。
制御信号ＴＸ（ｐ）：Ｌｏレベル
制御信号ＲＳＴ（ｐ）：Ｌｏレベル
制御信号ＳＥＬ（ｐ）：Ｌｏレベル
制御信号ＯＵＴ＿ＳＷ４：Ｈｉレベル
制御信号ＯＵＴ＿ＳＷ３：Ｈｉレベル
制御信号ＯＵＴ＿ＳＷ２：Ｌｏレベル
制御信号ＯＵＴ＿ＳＷ１：Ｌｏレベル
制御信号ＬＩＮＥ１：Ｌｏレベル
制御信号ＬＩＮＥ２：Ｈｉレベル
制御信号ＬＩＮＥ３：Ｌｏレベル
制御信号ＬＩＮＥ４：Ｈｉレベル
制御信号ＬＩＮＥ５：Ｌｏレベル

時間Ｔ４１では、制御信号ＳＥＬ（１）がＨｉレベルに切り替わると共に、制御信号Ｌ
ＩＮＥ２および制御信号ＬＩＮＥ４がＬｏレベルに切り替わり、制御信号ＬＩＮＥ１およ
び制御信号ＬＩＮＥ３がＨｉレベルに切り替わる。１行ｑ列および１行ｑ＋１列の画素２
０の選択トランジスタＴｄがオン状態となり、１行ｑ列の画素２０がｑ列目の第１垂直信
号線２５ａに接続され、１行ｑ＋１列の画素２０がｑ＋１列目の第１垂直信号線２５ａに
接続される。開閉器４３ｃおよび開閉器４３ｄが開き、開閉器４３ａおよび開閉器４３ｂ
が閉じる。

時間Ｔ４２では、制御信号ＲＳＴ（１）がＨｉレベルに切り替わり、１行ｑ列および１
行ｑ＋１列の画素２０の増幅トランジスタＴｂがリセット状態になる。以降、ｑ列目の第
１垂直信号線２５ａには、１行ｑ列の画素２０からリセットレベルの信号Ｒ１_ｄａｒｋが
出力される。ｑ＋１列目の第１垂直信号線２５ａには、１行ｑ＋１列の画素２０からリセ
ットレベルの信号Ｇｒ１_ｄａｒｋが出力される。

時間Ｔ４３では、制御信号ＲＳＴ（１）がＬｏレベルに切り替わると共に、制御信号Ｓ
ＡＭＰＬＥがＨｉレベルに切り替わる。ｑ列目とｑ＋１列目の下端側のカラム回路３１の
Ａ／Ｄ変換部５１がリセットレベルの信号Ｒ１_ｄａｒｋのサンプリングを開始する。ｑ列
目とｑ＋１列目の上端側のカラム回路３１のＡ／Ｄ変換部５１がリセットレベルの信号Ｇ
ｒ１_ｄａｒｋのサンプリングを開始する。

時間Ｔ４４では、制御信号ＳＡＭＰＬＥがＬｏレベルに切り替わると共に、制御信号Ｒ
ＡＭＰに傾斜信号が入力され、制御信号ＴＸ（１）がＨｉレベルに切り替わる。ｑ列目の
下端側のカラム回路３１のＡ／Ｄ変換部５１は、制御信号ＲＡＭＰに傾斜信号が入力され
ている間、時間Ｔ４３から時間Ｔ４４までの期間にサンプリングしたリセットレベルの信
号Ｒ１_ｄａｒｋについてＡ／Ｄ変換する。ｑ＋１列目の上端側のカラム回路３１のＡ／Ｄ
変換部５１は、制御信号ＲＡＭＰに傾斜信号が入力されている間、時間Ｔ４３から時間Ｔ
４４までの期間にサンプリングしたリセットレベルの信号Ｇｒ１_ｄａｒｋについてＡ／Ｄ
変換する。１行ｑ列および１行ｑ＋１列の画素２０の転送トランジスタＴａがオン状態と
なり、１行ｑ列および１行ｑ＋１列の画素２０のフォトダイオードＰＤから各画素２０の
フローティングディフュージョンに電荷が転送される。以降、ｑ列の第１垂直信号線２５
ａには、１行ｑ列の画素２０から信号レベルの信号Ｒ１_{ｓｉｇｎａｌ}が出力される。また
、ｑ＋１列の第１垂直信号線２５ａには、１行ｑ＋１列の画素２０から信号レベルの信号
Ｇｒ１_{ｓｉｇｎａｌ}が出力される。

時間Ｔ４５では、制御信号ＴＸ（１）がＬｏレベルに切り替わり、１行ｑ列および１行
ｑ＋１列の画素２０の転送トランジスタＴａがオフ状態となり、電荷の転送が終了する。
ｑ列の第１垂直信号線２５ａには、引き続き１行ｑ列の画素２０から信号レベルの信号Ｒ
１_{ｓｉｇｎａｌ}が出力される。ｑ＋１列の第１垂直信号線２５ａには、引き続き１行ｑ＋
１列の画素２０から信号レベルの信号Ｇｒ１_{ｓｉｇｎａｌ}が出力される。

時間Ｔ４６では、制御信号ＲＡＭＰへの傾斜信号の入力が終わると共に、制御信号ＳＡ
ＭＰＬＥがＨｉレベルに切り替わる。ｑ列目およびｑ＋１列目の下端側のカラム回路３１
のＡ／Ｄ変換部５１が信号レベルの信号Ｒ１_{ｓｉｇｎａｌ}のサンプリングを開始する。ｑ
列目およびｑ＋１列目の上端側のカラム回路３１のＡ／Ｄ変換部５１が信号レベルの信号
Ｇｒ１_{ｓｉｇｎａｌ}のサンプリングを開始する。

時間Ｔ４７では、制御信号ＳＡＭＰＬＥがＬｏレベルに切り替わると共に、制御信号Ｒ
ＡＭＰに傾斜信号が入力される。ｑ列目およびｑ＋１列目の下端側のカラム回路３１のＡ
／Ｄ変換部５１が制御信号ＲＡＭＰに傾斜信号が入力されている間、時間Ｔ４６から時間
Ｔ４７までの期間にサンプリングした信号レベルの信号Ｒ１_{ｓｉｇｎａｌ}についてＡ／Ｄ
変換する。ｑ列目およびｑ＋１列目の上端側のカラム回路３１のＡ／Ｄ変換部５１が制御
信号ＲＡＭＰに傾斜信号が入力されている間、時間Ｔ４６から時間Ｔ４７までの期間にサ
ンプリングした信号レベルの信号Ｇｒ１_{ｓｉｇｎａｌ}についてＡ／Ｄ変換する。

時間Ｔ４８では、制御信号ＳＥＬ（１）がＬｏレベルに、制御信号ＳＥＬ（２）がＨｉ
レベルに、制御信号ＬＩＮＥ１および制御信号ＬＩＮＥ３がＬｏレベルに、制御信号ＬＩ
ＮＥ２および制御信号ＬＩＮＥ４がＨｉレベルにそれぞれ切り替わる。１行ｑ列および１
行ｑ＋１列の画素２０の選択トランジスタＴｄがオフ状態となり、２行ｑ列および２行ｑ
＋１列の画素２０の選択トランジスタＴｄがオン状態となる。１行ｑ列の画素２０がｑ列
目の第１垂直信号線２５ａから切断され、１行ｑ＋１列の画素２０がｑ＋１列目の第１垂
直信号線２５ａから切断される。２行ｑ列の画素２０がｑ列目の第２垂直信号線２５ｂに
接続され、２行ｑ＋１列の画素２０がｑ＋１列目の第２垂直信号線２５ｂに接続される。
開閉器４３ａおよび開閉器４３ｂが開き、開閉器４３ｃおよび開閉器４３ｄが閉じる。
時間Ｔ４９では、制御信号ＲＳＴ（２）がＨｉレベルに切り替わり、２行ｑ列および２
行ｑ＋１列の画素２０がリセット状態になる。

時間Ｔ５０では、制御信号ＲＳＴ（２）がＬｏレベルに切り替わると共に、制御信号Ｒ
ＡＭＰへの傾斜信号の入力が終わり、制御信号ＳＡＭＰＬＥがＨｉレベルに切り替わる。
ｑ列目とｑ＋１列目の下端側のカラム回路３１のＡ／Ｄ変換部５１がリセットレベルの信
号Ｇｂ１_ｄａｒｋのサンプリングを開始する。ｑ列目とｑ＋１列目の上端側のカラム回路
３１のＡ／Ｄ変換部５１が信号レベルの信号Ｂ１_ｄａｒｋのサンプリングを開始する。
また、ｑ列目とｑ＋１列目の下端側のカラム回路３１は、時間Ｔ４４から時間Ｔ４６の
間にＡ／Ｄ変換したリセットレベルの信号Ｒ１_ｄａｒｋを時間Ｔ４７から時間Ｔ５０の間
にＡ／Ｄ変換した信号レベルの信号Ｒ１_{ｓｉｇｎａｌ}から減じて、撮像信号を生成する。
ｑ列目とｑ＋１列目の上端側のカラム回路３１は、時間Ｔ４４から時間Ｔ４６の間にＡ／
Ｄ変換したリセットレベルの信号Ｇｒ１_ｄａｒｋを時間Ｔ４７から時間Ｔ５０の間にＡ／
Ｄ変換した信号レベルの信号Ｇｒ１_{ｓｉｇｎａｌ}から減じて、撮像信号を生成する。
ｑ列目とｑ＋１列目の下端側のカラム回路３１は、各々が生成した撮像信号を下端側の
平均化演算器３４へ出力する。下端側の平均化演算器３４は、ｑ列目およびｑ＋１列目の
下端側のカラム回路３１がそれぞれ出力した撮像信号の平均を演算して、出力選択回路３
５へ出力する。下端側の出力選択回路３５は、１行ｑ列の画素２０に関する撮像信号Ｒ１
ｂを固体撮像装置３の外部へ出力する。
ｑ列目とｑ＋１列目の上端側のカラム回路３１は、各々が生成した撮像信号を上端側の
平均化演算器３４へ出力する。上端側の平均化演算器３４は、ｑ列目およびｑ＋１列目の
上端側のカラム回路３１がそれぞれ出力した撮像信号の平均を演算して、出力選択回路３
５へ出力する。上端側の出力選択回路３５は、１行ｑ＋１列の画素２０に関する撮像信号
Ｇｒ１ｂを固体撮像装置３の外部へ出力する。

時間Ｔ５１では、制御信号ＳＡＭＰＬＥがＬｏレベルに切り替わると共に、制御信号Ｒ
ＡＭＰに傾斜信号が入力され、制御信号ＴＸ（２）がＨｉレベルに切り替わる。ｑ列目の
下端側のカラム回路３１のＡ／Ｄ変換部５１は、制御信号ＲＡＭＰに傾斜信号が入力され
ている間、時間Ｔ５０から時間Ｔ５１までの期間にサンプリングしたリセットレベルの信
号Ｇｂ１_ｄａｒｋについてＡ／Ｄ変換する。ｑ＋１列目の上端側のカラム回路３１のＡ／
Ｄ変換部５１は、制御信号ＲＡＭＰに傾斜信号が入力されている間、時間Ｔ５０から時間
Ｔ５１までの期間にサンプリングしたリセットレベルの信号Ｂ１_ｄａｒｋについてＡ／Ｄ
変換する。
２行ｑ列および２行ｑ＋１列の画素２０の転送トランジスタＴａがオン状態となり、２
行ｑ列の画素２０のフォトダイオードＰＤから２行ｑ列の画素２０のフローティングディ
フュージョンに電荷が転送される。２行ｑ＋１列の画素２０のフォトダイオードＰＤから
２行ｑ＋１列の画素２０のフローティングディフュージョンに電荷が転送される。以降、
ｑ列目の第２垂直信号線２５ｂには、２行ｑ列の画素２０から信号レベルの信号Ｇｂ１_ｓ
_{ｉｇｎａｌ}が出力され、ｑ＋１列目の第２垂直信号線２５ｂには、２行ｑ＋１列の画素２
０から信号レベルの信号Ｂ１_{ｓｉｇｎａｌ}が出力される。

時間Ｔ５２では、制御信号ＴＸ（２）がＬｏレベルに切り替わり、２行ｑ列および２行
ｑ＋１列の画素２０の転送トランジスタＴａがオフ状態となり、電荷の転送が終了する。
ｑ列の第２垂直信号線２５ｂには、引き続き２行ｑ列の画素２０から信号レベルの信号Ｇ
ｂ１_{ｓｉｇｎａｌ}が出力されている。ｑ＋１列の第２垂直信号線２５ｂには、引き続き２
行ｑ＋１列の画素２０から信号レベルの信号Ｂ１_{ｓｉｇｎａｌ}が出力されている。

時間Ｔ５３では、制御信号ＲＡＭＰへの傾斜信号の入力が終わると共に、制御信号ＳＡ
ＭＰＬＥがＨｉレベルに切り替わる。ｑ列目およびｑ＋１列目の下端側のカラム回路３１
のＡ／Ｄ変換部５１が信号レベルの信号Ｇｂ１_{ｓｉｇｎａｌ}のサンプリングを開始する。
ｑ列目およびｑ＋１列目の上端側のカラム回路３１のＡ／Ｄ変換部５１が信号レベルの信
号Ｂ１_{ｓｉｇｎａｌ}のサンプリングを開始する。

時間Ｔ５４では、制御信号ＳＡＭＰＬＥがＬｏレベルに切り替わると共に、制御信号Ｒ
ＡＭＰに傾斜信号が入力される。ｑ列目およびｑ＋１列目の下端側のカラム回路３１のＡ
／Ｄ変換部５１が制御信号ＲＡＭＰに傾斜信号が入力されている間、時間Ｔ５３から時間
Ｔ５４までの期間にサンプリングした信号レベルの信号Ｇｂ１_{ｓｉｇｎａｌ}についてＡ／
Ｄ変換する。ｑ列目およびｑ＋１列目の上端側のカラム回路３１のＡ／Ｄ変換部５１が制
御信号ＲＡＭＰに傾斜信号が入力されている間、時間Ｔ５３から時間Ｔ５４までの期間に
サンプリングした信号レベルの信号Ｂ１_{ｓｉｇｎａｌ}についてＡ／Ｄ変換する。

時間Ｔ５５では、制御信号ＳＥＬ（２）がＬｏレベルに、制御信号ＬＩＮＥ２および制
御信号ＬＩＮＥ４がＬｏレベルに、制御信号ＬＩＮＥ１および制御信号ＬＩＮＥ３がＨｉ
レベルにそれぞれ切り替わる。２行ｑ列および２行ｑ＋１列の画素２０の選択トランジス
タＴｄがオフ状態となる。２行ｑ列の画素２０がｑ列目の第２垂直信号線２５ｂから切断
され、２行ｑ＋１列の画素２０がｑ＋１列目の第２垂直信号線２５ｂから切断される。開
閉器４３ｃおよび開閉器４３ｄが開き、開閉器４３ａおよび開閉器４３ｂが閉じる。

時間Ｔ５６では、制御信号ＲＡＭＰへの傾斜信号の入力が終わる。
また、ｑ列目とｑ＋１列目の下端側のカラム回路３１は、時間Ｔ５１から時間Ｔ５３の
間にＡ／Ｄ変換したリセットレベルの信号Ｇｂ１_ｄａｒｋを時間Ｔ５４から時間Ｔ５６の
間にＡ／Ｄ変換した信号レベルの信号Ｇｂ１_{ｓｉｇｎａｌ}から減じて、撮像信号を生成す
る。
また、ｑ列目とｑ＋１列目の上端側のカラム回路３１は、時間Ｔ５１から時間Ｔ５３の
間にＡ／Ｄ変換したリセットレベルの信号Ｂ１_ｄａｒｋを時間Ｔ５４から時間Ｔ５６の間
にＡ／Ｄ変換した信号レベルの信号Ｂ１_{ｓｉｇｎａｌ}から減じて、撮像信号を生成する。
ｑ列目とｑ＋１列目の下端側のカラム回路３１は、各々が生成した撮像信号を下端側の
平均化演算器３４へ出力する。下端側の平均化演算器３４は、ｑ列目およびｑ＋１列目の
下端側のカラム回路３１がそれぞれ出力した撮像信号の平均を演算して、出力選択回路３
５へ出力する。下端側の出力選択回路３５は、２行ｑ列の画素２０に関する撮像信号Ｇｂ
１ｂを固体撮像装置３の外部へ出力する。
ｑ列目とｑ＋１列目の上端側のカラム回路３１は、各々が生成した撮像信号を上端側の
平均化演算器３４へ出力する。上端側の平均化演算器３４は、ｑ列目およびｑ＋１列目の
上端側のカラム回路３１がそれぞれ出力した撮像信号の平均を演算して、出力選択回路３
５へ出力する。上端側の出力選択回路３５は、２行ｑ＋１列の画素２０に関する撮像信号
Ｂ１ｂを固体撮像装置３の外部へ出力する。

図７および図９を用いて、電子カメラ１が高速読み出しモードである場合の固体撮像装
置３の動作について説明する。図９は、固体撮像装置３が１行ｑ列、１行ｑ＋１列、２行
ｑ列、２行ｑ＋１列の画素２０から信号を読み出して、出力選択回路３５から外部に撮像
信号を出力するまでの動作を表すタイミングチャートである。

図９の初期状態では、各制御信号は、以下のようになっている。
制御信号ＴＸ（ｐ）：Ｌｏレベル
制御信号ＲＳＴ（ｐ）：Ｌｏレベル
制御信号ＳＥＬ（ｐ）：Ｌｏレベル
制御信号ＯＵＴ＿ＳＷ４：Ｌｏレベル
制御信号ＯＵＴ＿ＳＷ３：Ｌｏレベル
制御信号ＯＵＴ＿ＳＷ２：Ｌｏレベル
制御信号ＯＵＴ＿ＳＷ１：Ｌｏレベル
制御信号ＬＩＮＥ１：Ｈｉレベル
制御信号ＬＩＮＥ２：Ｌｏレベル
制御信号ＬＩＮＥ３：Ｌｏレベル
制御信号ＬＩＮＥ４：Ｌｏレベル
制御信号ＬＩＮＥ５：Ｈｉレベル

電子カメラ１が高速読み出しモードである場合、制御信号ＬＩＮＥ１およびＬＩＮＥ５
は、常にＨｉレベルである。すなわち、電子カメラ１が高速読み出しモードである場合、
開閉器４３ａおよび開閉器４３ｅは、常に閉じている。一方、制御信号ＬＩＮＥ２、ＬＩ
ＮＥ３、およびＬＩＮＥ４は、常にＬｏレベルである。

時間Ｔ６１では、制御信号ＳＥＬ（１）およびＳＥＬ（２）がＨｉレベルに切り替わる
。１行ｑ列、１行ｑ＋１列、２行ｑ列、２行ｑ＋１列の画素２０の選択トランジスタＴｄ
がオン状態となる。１行ｑ列の画素２０がｑ列目の第１垂直信号線２５ａに接続され、１
行ｑ＋１列の画素２０がｑ＋１列目の第１垂直信号線２５ａに接続される。２行ｑ列の画
素２０がｑ列目の第２垂直信号線２５ｂに接続され、２行ｑ＋１列の画素２０がｑ＋１列
目の第２垂直信号線２５ｂに接続される。

時間Ｔ６２では、制御信号ＲＳＴ（１）およびＲＳＴ（２）がＨｉレベルに切り替わり
、１行ｑ列、１行ｑ＋１列、２行ｑ列、２行ｑ＋１列の画素２０がそれぞれリセット状態
になる。このとき、ｑ列の第１垂直信号線２５ａには、１行ｑ列の画素２０からリセット
レベルの信号Ｒ１_ｄａｒｋが出力される。ｑ＋１列の第１垂直信号線２５ａには、１行ｑ
＋１列の画素２０からリセットレベルの信号Ｇｒ１_ｄａｒｋが出力される。ｑ列の第２垂
直信号線２５ｂには、２行ｑ列の画素２０からリセットレベルの信号Ｇｂ１_ｄａｒｋが出
力される。ｑ＋１列の第２垂直信号線２５ｂには、２行ｑ＋１列の画素２０からリセット
レベルの信号Ｂ１_ｄａｒｋが出力される。

時間Ｔ６３では、制御信号ＲＳＴ（１）およびＲＳＴ（２）がＬｏレベルに切り替わる
と共に、制御信号ＳＡＭＰＬＥがＨｉレベルに切り替わる。ｑ列目の下端側のカラム回路
３１のＡ／Ｄ変換部５１がリセットレベルの信号Ｒ１_ｄａｒｋのサンプリングを開始する
。ｑ＋１列目の下端側のカラム回路３１のＡ／Ｄ変換部５１がリセットレベルの信号Ｂ１
_ｄａｒｋのサンプリングを開始する。ｑ列目の上端側のカラム回路３１のＡ／Ｄ変換部５
１がリセットレベルの信号Ｇｂ１_ｄａｒｋのサンプリングを開始する。ｑ＋１列目の上端
側のカラム回路３１のＡ／Ｄ変換部５１がリセットレベルの信号Ｇｒ１_ｄａｒｋのサンプ
リングを開始する。

時間Ｔ６４では、制御信号ＳＡＭＰＬＥがＬｏレベルに切り替わると共に、制御信号Ｒ
ＡＭＰに傾斜信号が入力され、制御信号ＴＸ（１）およびＴＸ（２）がＨｉレベルに切り
替わる。ｑ列目の下端側のカラム回路３１のＡ／Ｄ変換部５１は、制御信号ＲＡＭＰに傾
斜信号が入力されている間、時間Ｔ６３から時間Ｔ６４までの期間にサンプリングしたリ
セットレベルの信号Ｒ１_ｄａｒｋについてＡ／Ｄ変換する。ｑ＋１列目の下端側のカラム
回路３１のＡ／Ｄ変換部５１は、制御信号ＲＡＭＰに傾斜信号が入力されている間、時間
Ｔ６３から時間Ｔ６４までの期間にサンプリングしたリセットレベルの信号Ｂ１_ｄａｒｋ
についてＡ／Ｄ変換する。ｑ列目の上端側のカラム回路３１のＡ／Ｄ変換部５１は、制御
信号ＲＡＭＰに傾斜信号が入力されている間、時間Ｔ６３から時間Ｔ６４までの期間にサ
ンプリングしたリセットレベルの信号Ｇｂ１_ｄａｒｋについてＡ／Ｄ変換する。ｑ＋１列
目の上端側のカラム回路３１のＡ／Ｄ変換部５１は、制御信号ＲＡＭＰに傾斜信号が入力
されている間、時間Ｔ６３から時間Ｔ６４までの期間にサンプリングしたリセットレベル
の信号Ｇｒ１_ｄａｒｋについてＡ／Ｄ変換する。

１行ｑ列、１行ｑ＋１列、２行ｑ列、２行ｑ＋１列の画素２０の転送トランジスタＴａ
がオン状態となり、各画素２０のフォトダイオードＰＤから各画素２０のフローティング
ディフュージョンに電荷が転送される。以降、ｑ列の第１垂直信号線２５ａには、１行ｑ
列の画素２０から信号レベルの信号Ｒ１_{ｓｉｇｎａｌ}が出力される。ｑ＋１列の第１垂直
信号線２５ａには、１行ｑ＋１列の画素２０から信号レベルの信号Ｇｒ１_{ｓｉｇｎａｌ}が
出力される。ｑ列の第２垂直信号線２５ｂには、２行ｑ列の画素２０から信号レベルの信
号Ｇｂ１_{ｓｉｇｎａｌ}が出力される。ｑ＋１列の第２垂直信号線２５ａには、２行ｑ＋１
列の画素２０から信号レベルの信号Ｂ１_{ｓｉｇｎａｌ}が出力される。

時間Ｔ６５では、制御信号ＴＸ（１）およびＴＸ（２）がＬｏレベルに切り替わり、１
行ｑ列、１行ｑ＋１列、２行ｑ列、２行ｑ＋１列の画素２０の転送トランジスタＴａがオ
フ状態となり、電荷の転送が終了する。ｑ列およびｑ＋１列の第１垂直信号線２５ａおよ
び第２垂直信号線２５ｂには、対応する信号レベルの信号が引き続き出力される。

時間Ｔ６６では、制御信号ＲＡＭＰへの傾斜信号の入力が終わると共に、制御信号ＳＡ
ＭＰＬＥがＨｉレベルに切り替わる。ｑ列目の下端側のカラム回路３１のＡ／Ｄ変換部５
１が信号レベルの信号Ｒ１_{ｓｉｇｎａｌ}のサンプリングを開始する。ｑ＋１列目の下端側
のカラム回路３１のＡ／Ｄ変換部５１が信号レベルの信号Ｂ１_{ｓｉｇｎａｌ}のサンプリン
グを開始する。ｑ列目の上端側のカラム回路３１のＡ／Ｄ変換部５１が信号レベルの信号
Ｇｂ１_{ｓｉｇｎａｌ}のサンプリングを開始する。ｑ＋１列目の上端側のカラム回路３１の
Ａ／Ｄ変換部５１が信号レベルの信号Ｇｒ１_{ｓｉｇｎａｌ}のサンプリングを開始する。

時間Ｔ６７では、制御信号ＳＡＭＰＬＥがＬｏレベルに切り替わると共に、制御信号Ｒ
ＡＭＰに傾斜信号が入力される。ｑ列目の下端側のカラム回路３１のＡ／Ｄ変換部５１は
、制御信号ＲＡＭＰに傾斜信号が入力されている間、時間Ｔ６６から時間Ｔ６７までの期
間にサンプリングした信号レベルの信号Ｒ１_{ｓｉｇｎａｌ}についてＡ／Ｄ変換する。ｑ＋
１列目の下端側のカラム回路３１のＡ／Ｄ変換部５１は、制御信号ＲＡＭＰに傾斜信号が
入力されている間、時間Ｔ６６から時間Ｔ６７までの期間にサンプリングした信号レベル
の信号Ｂ１_{ｓｉｇｎａｌ}についてＡ／Ｄ変換する。ｑ列目の上端側のカラム回路３１のＡ
／Ｄ変換部５１は、制御信号ＲＡＭＰに傾斜信号が入力されている間、時間Ｔ６６から時
間Ｔ６７までの期間にサンプリングした信号レベルの信号Ｇｂ１_{ｓｉｇｎａｌ}についてＡ
／Ｄ変換する。ｑ＋１列目の上端側のカラム回路３１のＡ／Ｄ変換部５１は、制御信号Ｒ
ＡＭＰに傾斜信号が入力されている間、時間Ｔ６６から時間Ｔ６７までの期間にサンプリ
ングした信号レベルの信号Ｇｒ１_{ｓｉｇｎａｌ}についてＡ／Ｄ変換する。

時間Ｔ６８では、制御信号ＳＥＬ（１）およびＳＥＬ（２）がＬｏレベルに切り替わり
、制御信号ＳＥＬ（３）およびＳＥＬ（４）がＨｉレベルに切り替わる。１行ｑ列、１行
ｑ＋１列、２行ｑ列、２行ｑ＋１列の画素２０がオフ状態となり、３行ｑ列、３行ｑ＋１
列、４行ｑ列、４行ｑ＋１列の画素２０がオン状態となる。１行ｑ列の画素２０がｑ列目
の第１垂直信号線２５ａから切断され、代わりに３行ｑ列の画素２０がｑ列目の第１垂直
信号線２５ａに接続される。１行ｑ＋１列の画素２０がｑ＋１列目の第１垂直信号線２５
ａから切断され、代わりに３行ｑ＋１列の画素２０がｑ＋１列目の第１垂直信号線２５ａ
に接続される。２行ｑ列の画素２０がｑ列目の第２垂直信号線２５ｂから切断され、代わ
りに４行ｑ列の画素２０がｑ列目の第２垂直信号線２５ｂに接続される。２行ｑ＋１列の
画素２０がｑ＋１列目の第２垂直信号線２５ｂから切断され、４行ｑ＋１列の画素２０が
ｑ＋１列目の第２垂直信号線２５ｂに接続される。

時間Ｔ６９では、制御信号ＲＳＴ（３）およびＲＳＴ（４）がＨｉレベルに切り替わり
、３行ｑ列、３行ｑ＋１列、４行ｑ列、４行ｑ＋１列の画素２０がリセット状態になる。
このとき、ｑ列の第１垂直信号線２５ａには、３行ｑ列の画素２０からリセットレベルの
信号Ｒ２_ｄａｒｋが出力される。ｑ＋１列の第１垂直信号線２５ａには、３行ｑ＋１列の
画素２０からリセットレベルの信号Ｇｒ２_ｄａｒｋが出力される。ｑ列の第２垂直信号線
２５ｂには、４行ｑ列の画素２０からリセットレベルの信号Ｇｂ２_ｄａｒｋが出力される
。ｑ＋１列の第２垂直信号線２５ｂには、４行ｑ＋１列の画素２０からリセットレベルの
信号Ｂ２_ｄａｒｋが出力される。

時間Ｔ７０では、制御信号ＲＳＴ（３）およびＲＳＴ（４）がＬｏレベルに切り替わる
と共に、制御信号ＲＡＭＰへの傾斜信号の入力が終わり、制御信号ＳＡＭＰＬＥがＨｉレ
ベルに切り替わり、制御信号ＯＵＴ＿ＳＷ１がＨｉレベルに切り替わる。
ｑ列目の下端側のカラム回路３１のＡ／Ｄ変換部５１がリセットレベルの信号Ｒ２_ｄａ
_ｒｋのサンプリングを開始する。
ｑ＋１列目の下端側のカラム回路３１のＡ／Ｄ変換部５１がリセットレベルの信号Ｂ２
_ｄａｒｋのサンプリングを開始する。
ｑ列目の上端側のカラム回路３１のＡ／Ｄ変換部５１がリセットレベルの信号Ｇｂ２_ｄ
_ａｒｋのサンプリングを開始する。
ｑ＋１列目の上端側のカラム回路３１のＡ／Ｄ変換部５１がリセットレベルの信号Ｇｒ
２_ｄａｒｋのサンプリングを開始する。

下端側の開閉器４２ｃが閉じて、ｑ列目の下端側のカラム回路３１が生成した撮像信号
が出力選択回路３５へ出力される。下端側の出力選択回路３５は、１行ｑ列の画素２０に
関する撮像信号Ｒ１ｂを出力する。
上端側の開閉器４２ｃが閉じて、ｑ列目の上端側のカラム回路３１が生成した撮像信号
が出力選択回路３５へ出力される。上端側の出力選択回路３５は、２行ｑ列の画素２０に
関する撮像信号Ｇｂ１ｂを出力する。

時間Ｔ７１では、制御信号ＳＡＭＰＬＥがＬｏレベルに切り替わると共に、制御信号Ｒ
ＡＭＰに傾斜信号が入力され、制御信号ＴＸ（３）およびＴＸ（４）がＨｉレベルに切り
替わる。
ｑ列目の下端側のカラム回路３１のＡ／Ｄ変換部５１は、制御信号ＲＡＭＰに傾斜信号
が入力されている間、時間Ｔ７０から時間Ｔ７１までの期間にサンプリングしたリセット
レベルの信号Ｒ２_ｄａｒｋについてＡ／Ｄ変換する。
ｑ＋１列目の下端側のカラム回路３１のＡ／Ｄ変換部５１は、制御信号ＲＡＭＰに傾斜
信号が入力されている間、時間Ｔ７０から時間Ｔ７１までの期間にサンプリングしたリセ
ットレベルの信号Ｂ２_ｄａｒｋについてＡ／Ｄ変換する。
ｑ列目の上端側のカラム回路３１のＡ／Ｄ変換部５１は、制御信号ＲＡＭＰに傾斜信号
が入力されている間、時間Ｔ７０から時間Ｔ７１までの期間にサンプリングしたリセット
レベルの信号Ｇｂ２_ｄａｒｋについてＡ／Ｄ変換する。
ｑ＋１列目の上端側のカラム回路３１のＡ／Ｄ変換部５１は、制御信号ＲＡＭＰに傾斜
信号が入力されている間、時間Ｔ７０から時間Ｔ７１までの期間にサンプリングしたリセ
ットレベルの信号Ｇｒ２_ｄａｒｋについてＡ／Ｄ変換する。

３行ｑ列、３行ｑ＋１列、４行ｑ列、および４行ｑ＋１列の画素２０の転送トランジス
タＴａがオン状態となり、各画素２０のフォトダイオードＰＤから各画素２０のフローテ
ィングディフュージョンにそれぞれ電荷が転送される。以降、ｑ列の第１垂直信号線２５
ａには、３行ｑ列の画素２０から信号レベルの信号Ｒ２_{ｓｉｇｎａｌ}が出力される。ｑ＋
１列の第１垂直信号線２５ａには、３行ｑ＋１列の画素２０から信号レベルの信号Ｇｒ２
_{ｓｉｇｎａｌ}が出力される。ｑ列の第２垂直信号線２５ｂには、４行ｑ列の画素２０から
信号レベルの信号Ｇｂ２_{ｓｉｇｎａｌ}が出力される。ｑ＋１列の第２垂直信号線２５ａに
は、４行ｑ＋１列の画素２０から信号レベルの信号Ｂ２_{ｓｉｇｎａｌ}が出力される。

時間Ｔ７２では、制御信号ＴＸ（３）およびＴＸ（４）がＬｏレベルに切り替わり、３
行ｑ列、３行ｑ＋１列、４行ｑ列、および４行ｑ＋１列の画素２０の転送トランジスタＴ
ａがオフ状態となり、電荷の転送が終了する。ｑ列およびｑ＋１列の第１垂直信号線２５
ａおよび第２垂直信号線２５ｂには、対応する信号レベルの信号が引き続き出力される。

時間Ｔ７３では、制御信号ＲＡＭＰへの傾斜信号の入力が終わると共に、制御信号ＳＡ
ＭＰＬＥがＨｉレベルに、制御信号ＯＵＴ＿ＳＷ１がＬｏレベルに、制御信号ＯＵＴ＿Ｓ
Ｗ２がＨｉレベルにそれぞれ切り替わる。
ｑ列目の下端側のカラム回路３１のＡ／Ｄ変換部５１は、信号レベルの信号Ｒ２_ｓｉｇ
_ｎａｌのサンプリングを開始する。
ｑ＋１列目の下端側のカラム回路３１のＡ／Ｄ変換部５１は、信号レベルの信号Ｂ２_ｓ
_{ｉｇｎａｌ}のサンプリングを開始する。
ｑ列目の上端側のカラム回路３１のＡ／Ｄ変換部５１は、信号レベルの信号Ｇｂ２_ｓｉ
_ｇｎａｌのサンプリングを開始する。
ｑ＋１列目の上端側のカラム回路３１のＡ／Ｄ変換部５１は、信号レベルの信号Ｇｒ２
_{ｓｉｇｎａｌ}のサンプリングを開始する。
下端側の開閉器４２ｄが閉じて、ｑ＋１列目の下端側のカラム回路３１が生成した撮像
信号が出力選択回路３５へ出力される。出力選択回路３５は、４行ｑ＋１列の画素２０に
関する撮像信号Ｂ１ｂを出力する。
上端側の開閉器４２ｄが閉じて、ｑ＋１列目の上端側のカラム回路３１が生成した撮像
信号が出力選択回路３５へ出力される。出力選択回路３５は、３行ｑ＋１列の画素２０に
関する撮像信号Ｇｒ１ｂを出力する。

時間Ｔ７４では、制御信号ＳＡＭＰＬＥがＬｏレベルに切り替わると共に、制御信号Ｒ
ＡＭＰに傾斜信号が入力される。ｑ列目の下端側のカラム回路３１のＡ／Ｄ変換部５１は
、制御信号ＲＡＭＰに傾斜信号が入力されている間、時間Ｔ７３から時間Ｔ７４までの期
間にサンプリングした信号レベルの信号Ｒ２_{ｓｉｇｎａｌ}についてＡ／Ｄ変換する。ｑ＋
１列目の下端側のカラム回路３１のＡ／Ｄ変換部５１は、制御信号ＲＡＭＰに傾斜信号が
入力されている間、時間Ｔ７３から時間Ｔ７４までの期間にサンプリングした信号レベル
の信号Ｂ２_{ｓｉｇｎａｌ}についてＡ／Ｄ変換する。ｑ列目の上端側のカラム回路３１のＡ
／Ｄ変換部５１は、制御信号ＲＡＭＰに傾斜信号が入力されている間、時間Ｔ７３から時
間Ｔ７４までの期間にサンプリングした信号レベルの信号Ｇｂ２_{ｓｉｇｎａｌ}についてＡ
／Ｄ変換する。ｑ＋１列目の上端側のカラム回路３１のＡ／Ｄ変換部５１は、制御信号Ｒ
ＡＭＰに傾斜信号が入力されている間、時間Ｔ７３から時間Ｔ７４までの期間にサンプリ
ングした信号レベルの信号Ｇｒ２_{ｓｉｇｎａｌ}についてＡ／Ｄ変換する。

時間Ｔ７５では、制御信号ＳＥＬ（３）およびＳＥＬ（４）がＬｏレベルに切り替わる
。３行ｑ列、３行ｑ＋１列、４行ｑ列、４行ｑ＋１列の画素２０の選択トランジスタＴｄ
がオフ状態となる。
３行ｑ列の画素２０がｑ列目の第１垂直信号線２５ａから切断され、３行ｑ＋１列の画
素２０がｑ列目の第１垂直信号線２５ａから切断される。
４行ｑ列の画素２０がｑ列目の第２垂直信号線２５ｂから切断され、４行ｑ＋１列の画
素２０がｑ列目の第２垂直信号線２５ｂから切断される。

時間Ｔ７６では、制御信号ＲＡＭＰへの傾斜信号の入力が終わると共に、制御信号ＯＵ
Ｔ＿ＳＷ２がＬｏレベルに切り替わり、制御信号ＯＵＴ＿ＳＷ１がＨｉレベルに切り替わ
る。
下端側の開閉器４２ｃが閉じて、ｑ列目の下端側のカラム回路３１が生成した撮像信号
が出力選択回路３５へ出力される。出力選択回路３５は、３行ｑ列の画素２０に関する撮
像信号Ｒ２ｂを出力する。
上端側の開閉器４２ｃが閉じて、ｑ列目の上端側のカラム回路３１が生成した撮像信号
が出力選択回路３５へ出力される。出力選択回路３５は、４行ｑ列の画素２０に関する撮
像信号Ｇｂ２ｂを出力する。

（第３の実施の形態）
図１０は、本発明の第３の実施の形態による固体撮像装置３の等価回路図である。第３
の実施の形態による固体撮像装置３は、イメージセンサ３０と、カラム回路３１と、平均
化演算器３４と、出力選択回路３５と、第４切替部３７と、第５切替部３８とを備える。
第１の実施の形態と同一の構成には、同一の符号を付し、その構成に関する説明を省略す
る。

第３の実施の形態による固体撮像装置３では、第２の実施の形態と同様に画素アレイ３
０ａの画素列ごとに第１垂直信号線２５ａおよび第２垂直信号線２５ｂを備え、画素列の
両端にはカラム回路３１が設けられている。

第３の実施の形態では、電子カメラ１が高感度撮影モードであるとき、読み出し対象の
画素２０の出力を上端側のカラム回路３１と下端側のカラム回路３１の両方に出力する。
上端側のカラム回路３１と下端側のカラム回路３１は、読み出し対象の画素２０に関する
撮像信号をそれぞれ生成する。上端側のカラム回路３１と下端側のカラム回路３１が生成
した撮像信号は、平均化演算器３４に出力されて、平均化される。

第４切替部３７は、画素列の上端側に開閉器４４ａおよび４４ｂを有し、画素列の下端
側に開閉器４４ｃおよび４４ｄを有する。
切替制御部４ａは、ｐ列目の画素列に設けられた開閉器４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、およ
び４４ｄの各々を制御する制御信号ＬＩＮＥ１（ｐ）、ＬＩＮＥ２（ｐ）、ＬＩＮＥ３（
ｐ）、およびＬＩＮＥ４（ｐ）を出力する。

図１０では、上端側と下端側にそれぞれ平均化演算器３４と出力選択回路３５が設けら
れている。上端側の平均化演算器３４は、奇数列目の画素列の両端に設けられたカラム回
路３１が生成した撮像信号の平均を演算することに用いられる。下端側の平均化演算器３
４は、偶数列目の画素列の両端に設けられたカラム回路３１が生成した撮像信号の平均を
演算することに用いられる。

第５切替部３８は、開閉器４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、および４５ｄをそれぞれ２個ずつ
備える。
開閉器４５ａは、上端側の出力信号線６１ａと上端側の平均化演算器３４との間、下端
側の出力信号線６１ａと上端側の平均化演算器３４との間にそれぞれ設けられている。
開閉器４５ｂは、上端側の出力信号線６１ｂと下端側の平均化演算器３４との間、下端
側の出力信号線６１ｂと下端側の平均化演算器３４との間にそれぞれ設けられている。
開閉器４５ｃは、上端側の出力信号線６１ａと上端側の出力選択回路３５との間、下端
側の出力信号線６１ａと下端側の出力選択回路３５との間にそれぞれ設けられている。
開閉器４５ｄは、上端側の出力信号線６１ｂと上端側の出力選択回路３５との間、下端
側の出力信号線６１ｂと下端側の出力選択回路３５との間にそれぞれ設けられている。

電子カメラ１が高感度撮影モードである場合に、１行ｑ列および１行ｑ＋１列の画素２
０が読み出し対象となったとき、切替制御部４ａは、図１０に示すように第４切替部３７
および第５切替部３８を制御する。
図１０に示す例では、切替制御部４ａは、読み出し対象の画素２０を含む画素列、すな
わちｑ列目およびｑ＋１列目の画素列に設けられた開閉器４４ａおよび４４ｃを閉じる。
また、切替制御部４ａは、ｑ列目およびｑ＋１列目の画素列に設けられた開閉器４４ｂお
よび４４ｄを開く。なお、図１０に図示していないが、切替制御部４ａは、読み出し対象
の画素２０を含まない画素列に設けられた開閉器４４ａおよび４４ｃについても開いてい
る。
電子カメラ１が高感度撮影モードであるとき、切替制御部４ａは、２個の開閉器４５ａ
および２個の開閉器４５ｂを閉じて、２個の開閉器４５ｃおよび２個の開閉器４５ｄを開
く。

電子カメラ１が高感度撮影モードの場合の動作について説明する。ｑ列目の読み出し対
象の画素２０の信号がｑ列目の画素列の両端のカラム回路３１に入力される。ｑ列目の画
素列の両端に設けられたカラム回路３１の各々で生成された撮像信号は、開閉器４５ａを
介して上端側の平均化演算器３４に入力されて、それらの撮像信号の平均が演算される。
上端側の平均化演算器３４の演算結果は、上端側の出力選択回路３５に入力されて、外部
へ出力される。

ｑ＋１列目の読み出し対象の画素２０の信号がｑ＋１列目の画素列の両端のカラム回路
３１に入力される。ｑ＋１列目の画素列の両端に設けられたカラム回路３１の各々で生成
された撮像信号は、開閉器４５ｂを介して下端側の平均化演算器３４に入力されて、それ
らの撮像信号の平均が演算される。下端側の平均化演算器３４の演算結果は、下端側の出
力選択回路３５に入力されて、外部へ出力される。

電子カメラ１が高速読み出しモードである場合、ｐ行ｑ列、ｐ行ｑ＋１列、ｐ＋１行ｑ
列、およびｐ＋１行ｑ＋１列の画素２０が読み出し対象となる。なお、ここでｐは奇数で
あるものとする。

切替制御部４ａは、ｑ列目およびｑ＋１列目の画素列に設けられた開閉器４４ａおよび
４４ｄを閉じる。また、切替制御部４ａは、他の画素列に設けられた開閉器４４ａおよび
４４ｄと、すべての画素列に設けられた開閉器４４ｂおよび４４ｃとを開く。

切替制御部４ａは、電子カメラ１が高速読み出しモードである場合、２個の開閉器４５
ｃおよび２個の開閉器４５ｄを閉じて、２個の開閉器４５ａおよび２個の開閉器４５ｂを
開く。

電子カメラ１が高速読み出しモードの場合の動作について説明する。
ｐ行ｑ列の画素２０からｑ列目の第１垂直信号線２５ａに出力される信号は、開閉器４
４ａを介して、ｑ列目の画素列の上端側のカラム回路３１に読み出される。ｑ列目の画素
列の上端側のカラム回路３１が生成した撮像信号は、開閉器４５ｃを介して上端側の出力
選択回路３５から外部へ出力される。
ｐ行ｑ＋１列の画素２０からｑ＋１列目の第１垂直信号線２５ａに出力される信号は、
開閉器４４ａを介して、ｑ＋１列目の画素列の上端側のカラム回路３１に読み出される。
ｑ＋１列目の画素列の上端側のカラム回路３１が生成した撮像信号は、開閉器４５ｄを介
して上端側の出力選択回路３５から外部へ出力される。
ｐ＋１行ｑ列の画素２０からｑ列目の第２垂直信号線２５ｂに出力される信号は、開閉
器４４ｄを介して、ｑ列目の画素列の下端側のカラム回路３１に読み出される。ｑ列目の
画素列の下端側のカラム回路３１が生成した撮像信号は、開閉器４５ｃを介して下端側の
出力選択回路３５から外部へ出力される。
ｐ＋１行ｑ＋１列の画素２０からｑ＋１列目の第２垂直信号線２５ｂに出力される信号
は、開閉器４４ｄを介して、ｑ＋１列目の画素列の下端側のカラム回路３１に読み出され
る。ｑ＋１列目の画素列の下端側のカラム回路３１が生成した撮像信号は、開閉器４５ｄ
を介して下端側の出力選択回路３５から外部へ出力される。

以上で説明した実施の形態によれば、以下の作用効果が得られる。
第１、第２、および第３の実施の形態による固体撮像装置３は、高速読み出しモードと
高感度撮影モードとを有する電子カメラ１に用いられる。固体撮像装置３は、入射光量に
応じた信号レベルの信号を出力する複数の画素２０が二次元状に配置された画素アレイ３
０ａを有する。また、固体撮像装置３は、１または複数の垂直信号線２５、２５ａ、２５
ｂとカラム回路３１と平均化演算器３４とを有する。垂直信号線２５等の垂直信号線は、
複数の画素列の各々に設けられ、当該画素列に含まれる読み出し対象の画素２０から信号
が出力される。カラム回路３１は、複数の画素列の各々に設けられ、信号レベルの信号に
基づいて相関二重サンプリングの演算を行い、撮像信号を生成する。固体撮像装置３は、
第１切替部３２、第３切替部３６、または第４切替部３７を備える。第１切替部３２、第
３切替部３６、または第４切替部３７は、切替制御部４ａの制御に基づいて、垂直信号線
２５等の垂直信号線とカラム回路３１との間を接続する。電子カメラ１が高速読み出しモ
ードであるとき、第１切替部３２、第３切替部３６、または第４切替部３７は、読み出し
対象の画素２０を含む画素列に設けられた垂直信号線と当該画素列に設けられたカラム回
路３１との間を接続する。電子カメラ１が高感度撮影モードにあるとき、第１切替部３２
、第３切替部３６、または第４切替部３７は、読み出し対象の画素２０を含む画素列に設
けられた垂直信号線と複数のカラム回路３１との間を接続する。平均化演算器３４は、電
子カメラ１が高感度撮影モードであるとき、読み出し対象の画素２０により出力された信
号レベルの信号に基づいて複数のカラム回路３１が生成した撮像信号の平均を演算する。
固体撮像装置３は、高感度撮影モードのように、露光量を多くすることができない動作
モードにおいて、平均化演算器３４を用いてノイズ成分を取り除いてＳＮ比を向上させる
ことができる。

以上で説明した実施形態は、以下のように変形して実施できる。
（変形例１）上記の各実施の形態では、図３および図７に示したように、イメージセンサ
３０の画素２０は、転送トランジスタＴａ、増幅トランジスタＴｂ、リセットトランジス
タＴｃ、および選択トランジスタＴｄをそれぞれ有していた。しかし、複数の画素の間で
一または複数のトランジスタを共用することにしてもよい。増幅トランジスタＴｂ、リセ
ットトランジスタＴｃ、および選択トランジスタＴｄを二つの画素で共有する場合の等価
回路図を図１１に示す。

（変形例２）上記の実施の形態では、電子カメラ１が高感度撮影モードにあるとき、切替
制御部４ａは、垂直信号線２５等の垂直信号線を二つのカラム回路３１に接続することに
したが、垂直信号線を接続するカラム回路３１の数量は２個に限定しない。たとえば、垂
直信号線と４個のカラム回路３１との間を接続することにしてもよい。この場合、垂直信
号線と同時に接続されるカラム回路３１の数と同数の出力信号線を設け、第２切替部３３
または第５切替部３８を介してそれらの出力信号線を平均化演算器３４にそれぞれ接続す
ることが好ましい。垂直信号線と同時に接続するカラム回路３１の個数、すなわち読み出
し対象の画素２０の信号の入力先のカラム回路３１の個数をｃ個に増やすと画像信号のノ
イズ成分は１／√ｃに低減される。

（変形例３）上記の実施の形態では、電子カメラ１が高感度撮影モードであるとき、垂直
信号線を二つのカラム回路３１に接続して、それらが出力する撮像信号の平均を演算する
ことにした。しかし、電子カメラ１が露光量を増加させることができないなどの理由を要
する高感度撮影モード以外の撮影モードである場合や、画像信号のノイズを低減させて撮
影したい場合にも、垂直信号線を複数のカラム回路３１に接続することにしてもよい。

（変形例４）上記の実施の形態では、カラム回路３１は、Ａ／Ｄ変換部５１とＰＧＡ５２
とを備えることにしたが、この構成だけに限定しない。たとえば、カラム回路３１は、Ｐ
ＧＡ５２を備えていなくてもよく、別の構成要素を備えることにしてもよい。

（変形例５）図２、図３、図６、図７、および図１０では、固体撮像装置３の画素アレイ
３０ａに配列される画素２０の個数を２×４個としたが、あくまで例示であって、この個
数に限定されない。

以上で説明した実施の形態や変形例はあくまで例示に過ぎず、発明の特徴が損なわれな
い限り本発明はこれらの内容に限定されない。また、以上で説明した実施の形態や変形例
は発明の特徴が損なわれない限り組み合わせて実行してもよい。

１電子カメラ
３固体撮像装置
４撮像制御部
４ａ切替制御部
７マイクロプロセッサ
２０画素
２５垂直信号線
２５ａ第１垂直信号線
２５ｂ第２垂直信号線
３０イメージセンサ
３０ａ画素アレイ
３１カラム回路
３２第１切替部
３３第２切替部
３４平均化演算器
３５出力選択回路
３６第３切替部
３７第４切替部
３８第５切替部

Claims

第１方向に設けられ、光を光電変換して電荷を生成する第１光電変換部と第２光電変換部と、
前記第１方向と交差する第２方向に配線され、前記第１光電変換部で生成された電荷に基づく信号が出力される第１信号線と、
前記第２方向に配線され、前記第２光電変換部で生成された電荷に基づく信号が出力される第２信号線と、
前記第１信号線に出力された信号と前記第２信号線に出力された信号との少なくとも１方を処理する第１処理部と第２処理部と、
前記第１信号線と前記第２処理部との接続／非接続とを切替可能な第１切替部と、
前記第２信号線と前記第２処理部との接続／非接続とを切替可能な第２切替部と、
を備える撮像素子。
請求項１に記載の撮像素子において、
前記第１信号線と前記第１処理部との接続／非接続とを切替可能な第３切替部と、
前記第２信号線と前記第１処理部との接続／非接続とを切替可能な第４切替部と、を備える撮像素子。
請求項２に記載の撮像素子において、
前記第１信号線に出力された信号を前記第１処理部と前記第２処理部とで処理する第１制御と、前記第１信号線に出力された信号を前記第１処理部で処理し、前記第２信号線に出力された信号を前記第２処理部で処理する第２制御とを行う制御部を備える撮像素子。
請求項３に記載の撮像素子において、
前記制御部は、前記第１制御において、前記第１信号線と前記第２処理部とを前記第１切替部により接続させ、前記第２信号線と前記第２処理部とを前記第２切替部により非接続とし、前記第２制御において、前記第１信号線と前記第２処理部とを前記第１切替部により非接続とし、前記第２信号線と前記第２処理部とを前記第２切替部により接続させる撮像素子。
請求項３または４に記載の撮像素子において、
前記制御部は、前記第１制御において、前記第１信号線と前記第１処理部とを前記第３切替部により接続させ、前記第２信号線と前記第１処理部とを前記第４切替部により非接続とし、前記第２制御において、前記第１信号線と前記第１処理部とを前記第３切替部により接続させ、前記第２信号線と前記第１処理部とを前記第４切替部により非接続とする撮像素子。
請求項１から５のいずれか一項に記載の撮像素子と、
前記撮像素子から出力された信号に基づいて画像データを生成する生成部と、を備える撮像装置。