特開 2025-140708 撮像素子および撮像装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2025140708

(43)【公開日】2025-09-29

(54)【発明の名称】撮像素子および撮像装置

(51)【国際特許分類】

   H04N 25/70 20230101AFI20250919BHJP

【ＦＩ】

H04N25/70

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2024040257

(22)【出願日】2024-03-14

(71)【出願人】

【識別番号】000004112

【氏名又は名称】株式会社ニコン

(74)【代理人】

【識別番号】100087480

【弁理士】

【氏名又は名称】片山 修平

(74)【代理人】

【識別番号】100136261

【弁理士】

【氏名又は名称】大竹 俊成

(72)【発明者】

【氏名】原 信介

(72)【発明者】

【氏名】藤原 慎矢

【テーマコード（参考）】

5C024

【Ｆターム（参考）】

5C024BX01

5C024CX06

5C024EX52

5C024GX03

5C024GX16

5C024GX18

5C024GY31

5C024GZ22

5C024GZ41

5C024HX23

5C024JX41

(57)【要約】

【課題】 撮像指示を受け付けてから、静止画像を生成するための露光を開始するまでの時間を短縮する。
【解決手段】 撮像素子は、光学系を透過した光を光電変換して電荷を生成し、列方向に設けられる第１光電変換部と第２光電変換部と、前記第１光電変換部で生成された電荷に基づく第１の画像の生成に用いる第１信号が出力される第１信号線と、前記第２光電変換部で生成された電荷に基づいて、撮影状態の検出に用いる第２信号が出力される第２信号線と、前記第１信号に基づく第１データを出力する第１出力部と、前記第２信号に基づく第２データを出力する第２出力部と、を備える。
【選択図】 図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

光学系を透過した光を光電変換して電荷を生成し、列方向に設けられる第１光電変換部と第２光電変換部と、
前記第１光電変換部で生成された電荷に基づく第１の画像の生成に用いる第１信号が出力される第１信号線と、
前記第２光電変換部で生成された電荷に基づいて、撮影状態の検出に用いる第２信号が出力される第２信号線と、
前記第１信号に基づく第１データを出力する第１出力部と
前記第２信号に基づく第２データを出力する第２出力部と、
を備える撮像素子。

【請求項2】

前記第１出力部と前記第２出力部とは、前記第１データと前記第２データとを同時に出力する、
請求項１に記載の撮像素子。

【請求項3】

前記第１光電変換部と前記第２光電変換部とは、行方向および列方向に二次元配列された複数の光電変換部に含まれ、
第２の画像の生成が指示された場合、
前記第１信号線には前記複数の光電変換部のうちｍ行目（ｍは１から任意の整数Ｍまでの奇数）の光電変換部で生成された電荷に基づく前記第２の画像の生成に用いる第３信号が出力され、
前記第２信号線には前記複数の光電変換部のうちｍ＋１行目の光電変換部で生成された電荷に基づく前記第２の画像の生成に用いる第４信号が出力される、
請求項１または請求項２に記載の撮像素子。

【請求項4】

前記第１光電変換部と前記第２光電変換部とは、行方向および列方向に二次元配列された複数の光電変換部に含まれ、
第２の画像の生成が指示された場合、
前記第１信号線または前記第２信号線のいずれか一方に前記複数の光電変換部で生成された電荷に基づく前記第２の画像の生成に用いる信号が、１行目の光電変換部から順に出力される、
請求項１に記載の撮像素子。

【請求項5】

請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の撮像素子と、
表示部と、
前記第１出力部から出力された前記第１データに基づいて前記表示部に表示させる前記第１の画像を生成する第１処理部と、
前記第２出力部から出力された前記第２データに基づいて前記撮影状態を検出する第２処理部と、
を備える撮像装置。

【請求項6】

前記第１処理部と前記第２処理部とは、前記第１の画像を生成する処理と、前記撮影状態を検出する処理と、を同時に実行する、
請求項５に記載の撮像装置。

【請求項7】

操作部を備え、
前記第１光電変換部と前記第２光電変換部とは、行方向および列方向に二次元配列された複数の光電変換部に含まれ、
前記操作部を介して第２の画像の生成が指示された場合、
前記第２処理部は、前記第１出力部から出力される、前記複数の光電変換部のうちｍ行目（ｍは１から任意の整数Ｍまでの奇数）の光電変換部で生成された電荷に基づく前記第２の画像の生成に用いる第３信号と、前記第２出力部から出力される、前記複数の光電変換部のうちｍ＋１行目の光電変換部で生成された電荷に基づく前記第２の画像の生成に用いる第４信号と、に基づく第５データに基づいて、前記第２の画像を生成する、
請求項５または請求項６に記載の撮像装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

撮像素子および撮像装置に関する。

【背景技術】

【0002】

撮像装置において、静止画の撮像指示を受け付けてから、静止画像を生成するための露光を開始するまでの時間を短縮することが望まれている（例えば、特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２０－１０８１７６号公報

【発明の概要】

【0004】

第１の開示の態様によれば、撮像素子は、光学系を透過した光を光電変換して電荷を生成し、列方向に設けられる第１光電変換部と第２光電変換部と、前記第１光電変換部で生成された電荷に基づく第１の画像の生成に用いる第１信号が出力される第１信号線と、前記第２光電変換部で生成された電荷に基づいて、撮影状態の検出に用いる第２信号が出力される第２信号線と、前記第１信号に基づく第１データを出力する第１出力部と前記第２信号に基づく第２データを出力する第２出力部と、を備える。

【0005】

第２の開示の態様によれば、撮像装置は、上記撮像素子と、表示部と、前記第１出力部から出力された前記第１データに基づいて前記表示部に表示させる前記第１の画像を生成する第１処理部と、前記第２出力部から出力された前記第２データに基づいて前記撮影状態を検出する第２処理部と、を備える。

【0006】

なお、後述の実施形態の構成を適宜改良してもよく、また、少なくとも一部を他の構成物に代替させてもよい。更に、その配置について特に限定のない構成要件は、実施形態で開示した配置に限らず、その機能を達成できる位置に配置することができる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】図１は、一実施形態に係る撮像素子を備えるデジタルカメラの構成例を模式的に示す図である。

【図2】図２は、実施形態に係る撮像素子の概略構成を例示する図である。

【図3】図３は、実施形態に係る撮像素子が有する画素の構成を示す回路図である。

【図4】図４（Ａ）は、ライブビュー画像を表示部に表示させるときのカメラの動作例を示すシーケンス図であり、図４（Ｂ）は、フリッカーを検出するときのカメラの動作例を示すシーケンス図である。

【図5】図５は、ライブビュー画像データを生成するときの撮像素子の動作について説明するためのタイミングチャートである。

【図6】図６は、フリッカーの検出を行うときの撮像素子の動作について説明するためのタイミングチャートである。

【図7】静止画像の撮像が指示されたときのカメラの動作例を示すシーケンス図である。

【図8】図８は、比較例に係る撮像素子の概略構成を例示する図である。

【図9】図９は、比較例に係る撮像素子が有する画素の構成を示す回路図である。

【図10】図１０は、比較例に係る撮像素子を備えるカメラの動作の一例を説明するシーケンス図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

図１は、一実施形態に係る撮像素子２１を備えるデジタルカメラ１（以下、カメラ１と記載する）の構成例を模式的に示す図である。カメラ１は、交換レンズ３とカメラボディ２とを含む。交換レンズ３は、不図示のレンズマウントを介してカメラボディ２に装着される。なお、カメラ１をレンズ交換式ではなく、レンズ一体式のカメラとして構成してもよい。

【0009】

交換レンズ３は、例えば、ズームレンズ、フォーカスレンズ、絞り、防振レンズ等を含む撮像光学系３１と、レンズ制御部３２と、を含む。レンズ制御部３２は、ＣＰＵ(Central Processing Unit)とメモリなどの周辺部品とを含む。レンズ制御部３２は、フォーカスレンズおよび絞りの駆動制御、ズームレンズやフォーカスレンズの位置検出、カメラボディ２へのレンズ情報の送信およびカメラボディ２からのカメラ情報の受信などを行う。

【0010】

カメラボディ２は、例えば、撮像素子２１、画像処理部２２、ボディ制御部２３、表示部２４、操作部２５、および記録部２６を備える。

【0011】

操作部２５は、シャッターボタンや、各種設定のための操作部材などを含む。表示部２４は、例えばカメラボディ２の背面に搭載された液晶モニタ（背面モニタとも称される）である。

【0012】

ボディ制御部２３は、ＣＰＵとメモリなどの周辺部品とを含む。ボディ制御部２３は、撮像素子２１の駆動制御、撮像素子２１からの画像信号の読み出し、焦点検出演算および交換レンズ３の焦点調節、画像データの表示および記録などカメラ１の動作制御を行う。また、ボディ制御部２３は、レンズ制御部３２と通信を行い、レンズ情報の受信およびカメラ情報（デフォーカス量や絞り値など）の送信を行う。

【0013】

記録部２６は、メモリカードなどの記憶媒体を装着可能なカードスロットを有する。記録部２６は、カードスロットに装着された記録媒体に画像処理部２２において生成された画像データや各種データを記憶する。なお、記録部２６は、内部メモリを有している。この場合、記録部２６は、画像処理部２２において生成された画像データや各種データを内部メモリに記録することも可能である。

【0014】

画像処理部２２は、撮像素子２１から入力された画素データに種々の画像処理を施す画像処理エンジンである。本実施形態において、画像処理部２２は、第１画像処理部２２Ａと、第２画像処理部２２Ｂと、を備える。

【0015】

第１画像処理部２２Ａは、撮像素子２１から入力された画素データに種々の画像処理を施し、表示部２４にライブビュー画像を表示させるためのデータ（ライブビュー画像データ）を生成する。生成されたライブビュー画像データは、ボディ制御部２３の制御の下、表示部２４に表示される。

【0016】

第２画像処理部２２Ｂは、撮像素子２１から入力された画素データを用いて、蛍光灯や水銀灯、ＬＥＤなどの光源の明滅（フリッカー）を検出する。また、第２画像処理部２２Ｂは、撮像素子２１から入力された画素データに種々の画像処理を施し、メモリカードなどの記憶媒体に記憶される画像データ（静止画像データ）を生成する。生成された静止画像データは、ボディ制御部２３の制御の下、記録部２６により記憶媒体に記憶される。

【0017】

第１画像処理部２２Ａ及び第２画像処理部２２Ｂは、それぞれが独立して（非同期に）処理を実行することができる。

【0018】

撮像素子２１は、交換レンズ３の予定結像面（予定焦点面）に配置され、交換レンズ３により結像された被写体像を光電変換する。本実施形態に係る撮像素子２１は、積層型撮像素子である。具体的には、撮像素子２１は、入射光に対応した画素信号を出力する撮像チップと、画素信号を処理する信号処理チップと、画素信号を記憶するメモリチップとを備える。撮像チップ、信号処理チップ、及びメモリチップは積層されており、Ｃｕ等の導電性を有するバンプにより互いに電気的に接続されている。

【0019】

図２は、本実施形態に係る撮像素子２１の概略構成を例示する図である。図３は、撮像素子２１が備える画素５１の構成を示す回路図である。

【0020】

図２に示すように、撮像素子２１は、Ｍ行×Ｎ列のマトリクス状に配列された複数の画素５１を含む画素アレイ５０と、垂直駆動部４２と、駆動制御部４３と、水平駆動部４４と、信号処理部４５と、メモリ部４６と、を備える。本実施形態において、Ｍは３９の倍数であり、Ｎは任意の整数であるが、これに限られるものではない。

【0021】

画素５１は、例えばベイヤー配列に従って、緑色画素Ｇｂ、Ｇｒ、青色画素Ｂおよび赤色画素Ｒの４画素のいずれかを割当られる。

【0022】

図３に示すように、画素５１（ｍ，ｎ）は、例えばフォトダイオード（ＰＤ）等の光電変換部６２および読出し部６０を有する。画素５１（ｍ，ｎ）は、ｍ行目のｎ列目に設けられた画素５１を意味する。ｍは、１からＭの整数であり、ｎは１からＮの整数である。

【0023】

光電変換部６２は、入射した光を電荷に変換し、光電変換された電荷を蓄積する機能を有する。読出し部６０は、転送部６３と、排出部６４と、フローティングディフュージョン（ＦＤ）６５と、増幅部６６と、第１選択スイッチ部６７と、第２選択スイッチ部６８とを備える。

【0024】

転送部６３は、信号Ｔｘ＿ｍにより制御され、光電変換部６２で光電変換された電荷をフローティングディフュージョン６５に転送する。すなわち、転送部６３は、光電変換部６２およびフローティングディフュージョン６５の間に電荷転送路を形成する。フローティングディフュージョン６５は電荷を保持（蓄積）する。増幅部６６は、フローティングディフュージョン６５に保持された電荷による信号を増幅して出力する。増幅部６６は、第１選択スイッチ部６７を介して第１垂直信号線５２Ａ（ｎ）に接続され、第２選択スイッチ部６８を介して第２垂直信号線５２Ｂ（ｎ）に接続される。

【0025】

排出部（リセット部）６４は、信号Ｒｓｔ＿ｍにより制御され、フローティングディフュージョン６５の電荷を排出し、フローティングディフュージョン６５の電位をリセット電位（基準電位）にリセットする。第１選択スイッチ部６７は、信号Ｓｅｌ＿Ａ＿ｍにより制御され、増幅部６６からの信号を第１垂直信号線５２Ａ（ｎ）に出力する。第２選択スイッチ部６８は、信号Ｓｅｌ＿Ｂ＿ｍにより制御され、増幅部６６からの信号を第２垂直信号線５２Ｂ（ｎ）に出力する。転送部６３、排出部６４、増幅部６６、第１選択スイッチ部６７および第２選択スイッチ部６８は、例えば、トランジスタＭ１、トランジスタＭ２、トランジスタＭ３、トランジスタＭ４、及びトランジスタＭ５によりそれぞれ構成される。

【0026】

読出し部６０は、排出部６４によってフローティングディフュージョン６５の電位をリセット電位にリセットしたときの信号（ノイズ信号）を、第１選択スイッチ部６７を介して第１垂直信号線５２Ａ（ｎ）に読み出す。また、読出し部６０は、転送部６３により光電変換部６２からフローティングディフュージョン６５に転送された電荷に応じた信号（光電変換信号）を、第１選択スイッチ部６７を介して第１垂直信号線５２Ａ（ｎ）に読み出す。

【0027】

さらに、読出し部６０は、排出部６４によってフローティングディフュージョン６５の電位をリセット電位にリセットしたときの信号（ノイズ信号）を、第２選択スイッチ部６８を介して第２垂直信号線５２Ｂ（ｎ）に読み出す。また、読出し部６０は、転送部６３により光電変換部６２からフローティングディフュージョン６５に転送された電荷に応じた信号（光電変換信号）を、第２選択スイッチ部６８を介して第２垂直信号線５２Ｂ（ｎ）に読み出す。

【0028】

図２に戻り、駆動制御部４３は、外部から入力されるマスタークロックおよびボディ制御部２３から入力される制御信号に基づいて、垂直駆動部４２、信号処理部４５、メモリ部４６、及び水平駆動部４４などの動作の基準となるクロック信号や制御信号などを生成し、垂直駆動部４２、信号処理部４５、メモリ部４６、及び水平駆動部４４などに対して与える。

【0029】

垂直駆動部４２は、信号Ｒｓｔ＿ｍ（ただし、ｍは１からＭの整数）、信号Ｔｘ＿ｍ、信号Ｓｅｌ＿Ａ＿ｍ、及び信号Ｓｅｌ＿Ｂ＿ｍなどの制御信号を、ｍ行目のＮ個の画素５１に供給し、各画素５１の動作を制御する。

【0030】

信号処理部４５は、アナログ／デジタル変換部（ＡＤＣ）４５１ａ１～４５１ａＮ及び４５１ｂ１～４５１ｂＮと、相関二重サンプリング部（ＣＤＳ）４５２ａ１～４５２ａＮ及び４５２ｂ１～４５２ｂＮと、を含む。ＡＤＣ４５１ａ１～４５１ａＮは、第１垂直信号線５２Ａ（ｎ）（ｎは１からＮの整数）を介して入力されるノイズ信号及び光電変換信号をデジタル信号へ変換し、ＣＤＳ４５２ａ１～４５２ａＮにそれぞれ出力する。ＡＤＣ４５１ｂ１～４５１ｂＮは、第２垂直信号線５２Ｂ（ｎ）を介して入力されるノイズ信号及び光電変換信号をデジタル信号へ変換し、ＣＤＳ４５２ｂ１～４５２ｂＮにそれぞれ出力する。

【0031】

ＣＤＳ４５２ａ１～４５２ａＮ及び４５２ｂ１～４５２ｂＮは、入力されたデジタル信号に対して相関二重サンプリングを行い、デジタル信号からノイズを除去し、ノイズを除去したデジタル信号をメモリ部４６に出力する。なお、以後の説明において、画素５１（ｍ，ｎ）の光電変換部６２に蓄積された電荷に応じた信号を、画素信号Ｓｉｇ（ｍ，ｎ）と記載する場合がある。

【0032】

メモリ部４６は、メモリ４６１ａ１～４６１ａＮ及び４６１ｂ１～４６１ｂＮを含む。メモリ４６１ａ１～４６１ａＮは、ＣＤＳ４５２ａ１～４５２ａＮから出力された画素信号をそれぞれ記憶し、メモリ４６１ｂ１～４６１ｂＮは、ＣＤＳ４５２ｂ１～４５２ｂＮから出力された画素信号をそれぞれ記憶する。

【0033】

水平駆動部４４は、駆動制御部４３からの走査信号に応じて、メモリ４６１ａ１～４６１ａＮに記憶された画素信号を第１画像処理部２２Ａ又はバッファメモリ４７に出力し、メモリ４６１ｂ１～４６１ｂＮに記憶された画素信号をバッファメモリ４７に出力する。

【0034】

メモリ４６１ａ１～４６１ａＮに記憶された画素信号の出力と、メモリ４６１ｂ１～４６１ｂＮに記憶された画素信号の出力とは、非同期で行うことができる。メモリ４６１ａ１～４６１ａＮに記憶された画素信号の出力と、メモリ４６１ｂ１～４６１ｂＮに記憶された画素信号の出力とは、同時に行ってもよいし、異なるタイミングで行ってもよい。

【0035】

本実施形態では、３ｊ＋１行目（ｊは０からＭ／３－１までの整数）の画素５１（３ｊ＋１，１）～５１（３ｊ＋１，Ｎ）を用いて、表示部２４に表示するライブビュー画像を生成し、３９ｋ＋３行目（ｋは０からＭ／３９－１までの整数）の画素５１（３９ｋ＋３，１）～５１（３ｋ＋３，Ｎ）を用いて、フリッカーの周期やピークを検出する。

【0036】

図４（Ａ）及び図４（Ｂ）は、カメラ１の動作例を示すシーケンス図である。図４（Ａ）は、ライブビュー画像を表示部２４に表示させるときのカメラ１の動作例を示すシーケンス図である。

【0037】

撮像素子２１は、１行目の画素５１（１，１）～５１（１，Ｎ）から順に、３ｊ＋１行目の画素５１（３ｊ＋１，１）～５１（３ｊ＋１，Ｎ）がそれぞれ備える光電変換部６２に電荷を蓄積させ、蓄積させた電荷に応じた画素信号を第１垂直信号線５２Ａ（１）～５２Ａ（Ｎ）をそれぞれ介して信号処理部４５に読み出す。図４（Ａ）において、光電変換部６２への電荷の蓄積期間はＴ２である。

【0038】

信号処理部４５で処理された、３ｊ＋１行目の画素５１（３ｊ＋１，１）～５１（３ｊ＋１，Ｎ）からの画素信号の集合は、画素データとして第１画像処理部２２Ａに出力される。

【0039】

ここで、例えば、ライブビュー画像ＬＶ２を作成するときの撮像素子２１の動作について、図５のタイミングチャートを用いて説明する。図５において、ハイレベル（例えば電源電位）の制御信号が入力されるトランジスタはオン状態となり、ローレベル（例えば接地電位）の制御信号が入力されるトランジスタはオフ状態となる。

【0040】

時刻ｔ１において、信号Ｒｓｔ＿１がハイレベルになると、第１行目の画素５１（１，１）～５１（１，Ｎ）のリセット部６４のトランジスタＭ２がオンになる。これにより、フローティングディフュージョン６５の電荷がリセットされ、フローティングディフュージョン６５の電位がリセット電位になる。

【0041】

さらに、リセット部６４のトランジスタＭ２をオンの状態に保って、時刻ｔ２から時刻ｔ３まで信号Ｔｘ＿１をハイレベルにして転送部６３のトランジスタＭ１をオンにする。これにより、光電変換部６２に蓄積されていた電荷が破棄される。

【0042】

時刻ｔ４において信号Ｒｓｔ＿１がローレベルになると、第１行目の画素５１（１，１）～５１（１，Ｎ）のリセット部６４のトランジスタＭ２がオフになる。時刻ｔ５に信号Ｓｅｌ＿Ａ＿１がハイレベルになると、第１選択スイッチ部６７のトランジスタＭ４がオンする。これにより、フローティングディフュージョン６５の電位をリセット電位にリセットしたときの信号（ノイズ信号）が第１垂直信号線５２Ａ（１）～５２Ａ（Ｎ）に読み出される。

【0043】

時刻ｔ３から予め定められた蓄積（露光）時間（Ｔ２）後の時刻ｔ６において、信号Ｔｘ＿１をハイレベルにすることにより、転送部６３のトランジスタＭ１をオンにする。その後信号Ｔｘ＿１をローレベルにしてトランジスタＭ１をオフにする。これにより、時刻ｔ３から時刻ｔ６までの間（蓄積期間Ｔ２）に光電変換部６２に蓄積されていた電荷が、転送部６３のトランジスタＭ１を介してフローティングディフュージョン６５に転送された後、増幅部６６のトランジスタＭ３のゲートに転送される。

【0044】

信号Ｓｅｌ＿Ａ＿１がハイレベルであるため、画素５１（１，１）～５１（１，Ｎ）の各フローティングディフュージョン６５から転送された電荷に応じた画素信号Ｓｉｇ（１，１）～Ｓｉｇ（１，Ｎ）が増幅部６６のトランジスタＭ３で生成され、第１選択スイッチ部６７のトランジスタＭ４を介して、第１垂直信号線５２Ａ（１）～５２Ａ（Ｎ）にそれぞれ出力される。

【0045】

画素信号Ｓｉｇ（１，１）～Ｓｉｇ（１，Ｎ）は、第１垂直信号線５２Ａ（１）～５２Ａ（Ｎ）を介して信号処理部４５に入力され、信号処理部４５によって処理された後、メモリ４６１ａ１～４６１ａＮにそれぞれ格納される。メモリ４６１ａ１～４６１ａＮに格納された画素信号の集合は、画素データとして第１画像処理部２２Ａに出力される。

【0046】

時刻ｔ１１において、信号Ｒｓｔ＿４がハイレベルになると、第４行目の画素５１（４，１）～５１（４，Ｎ）のリセット部６４のトランジスタＭ２がオンになる。これにより、フローティングディフュージョン６５の電荷がリセットされ、フローティングディフュージョン６５の電位がリセット電位になる。

【0047】

さらに、リセット部６４のトランジスタＭ２をオンの状態に保って、時刻ｔ１２から時刻ｔ１３まで信号Ｔｘ＿４をハイレベルにして転送部６３のトランジスタＭ１をオンにする。これにより、光電変換部６２に蓄積されていた電荷が破棄される。

【0048】

時刻ｔ７において信号Ｒｓｔ＿４がローレベルになることで、第４行目の画素５１（１，１）～５１（１，Ｎ）のリセット部６４のトランジスタＭ２がオフになる。時刻ｔ１５に、信号Ｓｅｌ＿Ａ＿４をハイレベルにすることで、第１選択スイッチ部６７のトランジスタＭ４をオンにする。これにより、フローティングディフュージョン６５の電位をリセット電位にリセットしたときの信号（ノイズ信号）が第１垂直信号線５２Ａ（１）～５２Ａ（Ｎ）に読み出される。

【0049】

時刻ｔ１３から予め定められた蓄積期間（Ｔ２）後の時刻ｔ１６において、信号Ｔｘ＿４をハイレベルにすることにより、転送部６３のトランジスタＭ１をオンにする。その後信号Ｔｘ＿４をローレベルにすることでトランジスタＭ１をオフにする。これにより、時刻ｔ１３から時刻ｔ１６までの間に光電変換部６２に蓄積されていた電荷が、転送部６３のトランジスタＭ１を介してフローティングディフュージョン６５に転送された後、増幅部６６のトランジスタＭ３のゲートに転送される。

【0050】

信号Ｓｅｌ＿Ａ＿４がハイレベルであるため、画素５１（４，１）～５１（４，Ｎ）の各フローティングディフュージョン６５から転送された電荷に応じた画素信号Ｓｉｇ（４，１）～Ｓｉｇ（４，Ｎ）が増幅部６６のトランジスタＭ３で生成され、第１選択スイッチ部６７のトランジスタＭ４を介して、第１垂直信号線５２Ａ（１）～５２Ａ（Ｎ）にそれぞれ出力される。

【0051】

画素信号Ｓｉｇ（４，１）～Ｓｉｇ（４，Ｎ）は、第１垂直信号線５２Ａ（１）～５２Ａ（Ｎ）を介して信号処理部４５に入力され、信号処理部４５によって処理された後、メモリ４６１ａ１～４６１ａＮに格納される。メモリ４６１ａ１～４６１ａＮに格納された画素信号の集合は、画素データとして第１画像処理部２２Ａに出力される。

【0052】

時刻ｔ２１において、信号Ｒｓｔ＿３ｊ＋１がハイレベルになると、第３ｊ＋１行目の画素５１（３ｊ＋１，１）～５１（３ｊ＋１，Ｎ）のリセット部６４のトランジスタＭ２がオンになる。これにより、フローティングディフュージョン６５の電荷がリセットされ、フローティングディフュージョン６５の電位がリセット電位になる。

【0053】

さらに、リセット部６４のトランジスタＭ２をオンの状態に保って、時刻ｔ２２から時刻ｔ２３まで信号Ｔｘ＿３ｊ＋１をハイレベルにして転送部６３のトランジスタＭ１をオンにする。これにより、光電変換部６２に蓄積されていた電荷が破棄される。

【0054】

時刻ｔ２４において信号Ｒｓｔ＿３ｊ＋１がローレベルになることで、第３ｊ＋１行目の画素５１（３ｊ＋１，１）～５１（３ｊ＋１，Ｎ）のリセット部６４のトランジスタＭ２がオフになる。時刻ｔ２５に、信号Ｓｅｌ＿Ａ＿３ｊ＋１をハイレベルにすることで、第１選択スイッチ部６７のトランジスタＭ４をオンにする。これにより、フローティングディフュージョン６５の電位をリセット電位にリセットしたときの信号（ノイズ信号）が第１垂直信号線５２Ａ（１）～５２Ａ（Ｎ）に読み出される。

【0055】

時刻ｔ２３から予め定められた蓄積期間（Ｔ２）後の時刻ｔ２６において、信号Ｔｘ＿３ｊ＋１をハイレベルにすることにより、転送部６３のトランジスタＭ１をオンにして、その後オフにする。これにより、時刻ｔ２３から時刻ｔ２６までの間に光電変換部６２に蓄積されていた電荷が、転送部６３のトランジスタＭ１を介してフローティングディフュージョン６５に転送された後、増幅部６６のトランジスタＭ３のゲートに転送される。

【0056】

信号Ｓｅｌ＿Ａ＿３ｊ＋１がハイレベルであるため、画素５１（３ｊ＋１，１）～５１（３ｊ＋１，Ｎ）の各フローティングディフュージョン６５から転送された電荷に応じた画素信号Ｓｉｇ（３ｊ＋１，１）～Ｓｉｇ（３ｊ＋１，Ｎ）が増幅部６６のトランジスタＭ３で生成され、第１選択スイッチ部６７のトランジスタＭ４を介して第１垂直信号線５２Ａ（１）～５２Ａ（Ｎ）に出力される。

【0057】

画素信号Ｓｉｇ（３ｊ＋１，１）～Ｓｉｇ（３ｊ＋１，Ｎ）は、第１垂直信号線５２Ａ（１）～５２Ａ（Ｎ）を介して信号処理部４５に入力され、信号処理部４５によって処理された後、メモリ４６１ａ１～４６１ａＮに格納される。メモリ４６１ａ１～４６１ａＮに格納された画素信号の集合は、画素データとして第１画像処理部２２Ａに出力される。

【0058】

このようにして撮像素子２１から第１画像処理部２２Ａに入力された画素データに対して、第１画像処理部２２Ａは種々の画像処理を実行し、ライブビュー画像データ（ＬＶ２）を生成する（図４（Ａ））。その後、ボディ制御部２３が、ライブビュー用垂直同期信号に合わせて、ライブビュー画像データ（ＬＶ２）に基づくライブビュー画像（ＬＶ２）を表示させる。

【0059】

図５において、信号Ｒｓｔ＿１～Ｒｓｔ＿３ｊ＋１の各々がローレベルになる時間間隔Ｔ１は、ライブビュー用垂直同期信号の周期Ｔ１（図４（Ａ））と同一である。

【0060】

図４（Ｂ）は、フリッカーを検出するときのカメラ１の動作例を示すシーケンス図である。

【0061】

フリッカーの検出では、撮像素子２１は、３行目の画素５１（３，１）～５１（３，Ｎ）から順に、３９ｋ＋３行目の画素５１（３９ｋ＋３，１）～５１（３９ｋ＋３，Ｎ）がそれぞれ備える光電変換部６２に蓄積期間Ｔ４の間電荷を蓄積させ、蓄積させた電荷に応じた画素信号を第２垂直信号線５２Ｂ（１）～５２Ｂ（Ｎ）をそれぞれ介して信号処理部４５に読み出す。信号処理部４５で処理された、３９ｋ＋３行目の画素５１（３９ｋ＋３，１）～５１（３９ｋ＋３，Ｎ）からの画素信号（３９ｋ＋３，１）～（３９ｋ＋３，Ｎ）の集合は、画素データとしてバッファメモリ４７に出力される。バッファメモリ４７に出力された画素データは、第２画像処理部２２Ｂに出力される。

【0062】

ここで、例えば、フリッカーの検出を行うときの撮像素子２１の動作について、図６のタイミングチャートを用いて説明する。図６において、ハイレベル（例えば電源電位）の制御信号が入力されるトランジスタはオン状態となり、ローレベル（例えば接地電位）の制御信号が入力されるトランジスタはオフ状態となる。

【0063】

時刻ｔ３１において、信号Ｒｓｔ＿３がハイレベルになると、第３行目の画素５１（３，１）～５１（３，Ｎ）のリセット部６４のトランジスタＭ２がオンになる。これにより、フローティングディフュージョン６５の電荷がリセットされ、フローティングディフュージョン６５の電位がリセット電位になる。

【0064】

さらに、リセット部６４のトランジスタＭ２をオンの状態に保って、時刻ｔ３２から時刻ｔ３３まで信号Ｔｘ＿３をハイレベルにして転送部６３のトランジスタＭ１をオンにする。これにより、光電変換部６２に蓄積されていた電荷が破棄される。

【0065】

時刻ｔ３４において信号Ｒｓｔ＿３がローレベルになることで、第３行目の画素５１（３，１）～５１（３，Ｎ）のリセット部６４のトランジスタＭ２がオフになる。時刻ｔ３５に、信号Ｓｅｌ＿Ｂ＿３をハイレベルにすることで、第２選択スイッチ部６８のトランジスタＭ５をオンにする。これにより、フローティングディフュージョン６５の電位をリセット電位にリセットしたときの信号（ノイズ信号）が第２垂直信号線５２Ｂ（１）～５２Ｂ（Ｎ）に読み出される。

【0066】

時刻ｔ３３から予め定められた蓄積期間（Ｔ４）後の時刻ｔ３６において、信号Ｔｘ＿３をハイレベルにすることにより、転送部６３のトランジスタＭ１をオンにして、その後信号Ｔｘ＿３をローレベルにしてトランジスタＭ１をオフにする。これにより、時刻ｔ３３から時刻ｔ３６までの間に光電変換部６２に蓄積されていた電荷が、転送部６３のトランジスタＭ１を介してフローティングディフュージョン６５に転送された後、増幅部６６のトランジスタＭ３のゲートに転送される。

【0067】

信号Ｓｅｌ＿Ｂ＿３がハイレベルであるため、画素５１（３，１）～５１（３，Ｎ）の各フローティングディフュージョン６５から転送された電荷に応じた画素信号Ｓｉｇ（３，１）～Ｓｉｇ（３，Ｎ）が増幅部６６のトランジスタＭ３で生成され、第２選択スイッチ部６８のトランジスタＭ５を介して、第２垂直信号線５２Ｂ（１）～５２Ｂ（Ｎ）に出力される。

【0068】

画素信号Ｓｉｇ（３，１）～Ｓｉｇ（３，Ｎ）は、第２垂直信号線５２Ｂ（１）～５２Ｂ（Ｎ）を介して信号処理部４５に入力され、信号処理部４５によって処理された後、メモリ４６１ｂ１～４６１ｂＮに格納される。メモリ４６１ｂ１～４６１ｂＮに格納された画素信号の集合は、画素データとしてバッファメモリ４７に一時記憶された後、第２画像処理部２２Ｂに出力される。

【0069】

時刻ｔ４１において、信号Ｒｓｔ＿４２がハイレベルになると、第４２行目の画素５１（４２，１）～５１（４２，Ｎ）のリセット部６４のトランジスタＭ２がオンになる。これにより、フローティングディフュージョン６５の電荷がリセットされ、フローティングディフュージョン６５の電位がリセット電位になる。

【0070】

さらに、リセット部６４のトランジスタＭ２をオンの状態に保って、時刻ｔ４２から時刻ｔ４３まで信号Ｔｘ＿４２をハイレベルにして転送部６３のトランジスタＭ１をオンにする。これにより、光電変換部６２に蓄積されていた電荷が破棄される。

【0071】

時刻ｔ４４において信号Ｒｓｔ＿４２がローレベルになることで、第４２行目の画素５１（４２，１）～５１（４２，Ｎ）のリセット部６４のトランジスタＭ２がオフになる。時刻ｔ４５に、信号Ｓｅｌ＿Ｂ＿４２をハイレベルにすることで、第２選択スイッチ部６８のトランジスタＭ５をオンにする。これにより、フローティングディフュージョン６５の電位をリセット電位にリセットしたときの信号（ノイズ信号）が第２垂直信号線５２Ｂ（１）～５２Ｂ（Ｎ）に読み出される。

【0072】

時刻ｔ４３から予め定められた蓄積期間（Ｔ４）後の時刻ｔ４６において、信号Ｔｘ＿４２をハイレベルにすることにより、転送部６３のトランジスタＭ１をオンにして、その後オフにする。これにより、時刻ｔ４３から時刻ｔ４６までの間に光電変換部６２に蓄積されていた電荷が、転送部６３のトランジスタＭ１を介してフローティングディフュージョン６５に転送された後、増幅部６６のトランジスタＭ３のゲートに転送される。

【0073】

信号Ｓｅｌ＿Ｂ＿４２がハイレベルであるため、画素５１（４２，１）～５１（４２，Ｎ）の各フローティングディフュージョン６５から転送された電荷に応じた画素信号Ｓｉｇ（４２，１）～Ｓｉｇ（４２，Ｎ）が増幅部６６のトランジスタＭ３で生成され、第２選択スイッチ部６８のトランジスタＭ５を介して、第２垂直信号線５２Ｂ（１）～５２Ｂ（Ｎ）に出力される。

【0074】

画素信号Ｓｉｇ（４２，１）～Ｓｉｇ（４２，Ｎ）は、第２垂直信号線５２Ｂ（１）～５２Ｂ（Ｎ）を介して信号処理部４５に入力され、信号処理部４５によって処理された後、メモリ４６１ｂ１～４６１ｂＮに格納される。メモリ４６１ｂ１～４６１ｂＮに格納された画素信号の集合は、画素データとしてバッファメモリ４７に一時記憶された後、第２画像処理部２２Ｂに出力される。

【0075】

時刻ｔ５１において、信号Ｒｓｔ＿３９ｋ＋３がハイレベルになると、第３９ｋ＋３行目の画素５１（３９ｋ＋３，１）～５１（３９ｋ＋３，Ｎ）のリセット部６４のトランジスタＭ２がオンになる。これにより、フローティングディフュージョン６５の電荷がリセットされ、フローティングディフュージョン６５の電位がリセット電位になる。

【0076】

さらに、リセット部６４のトランジスタＭ２をオンの状態に保って、時刻ｔ５２２から時刻ｔ５３まで信号Ｔｘ＿３９ｋ＋３をハイレベルにして転送部６３のトランジスタＭ１をオンにする。これにより、光電変換部６２に蓄積されていた電荷が破棄される。

【0077】

時刻ｔ５４において信号Ｒｓｔ＿３９ｋ＋３がローレベルになることで、第３９ｋ＋３行目の画素５１（３９ｋ＋３，１）～５１（３９ｋ＋３，Ｎ）のリセット部６４のトランジスタＭ２がオフになる。時刻ｔ５５に、信号Ｓｅｌ＿Ｂ＿３９ｋ＋３をハイレベルにすることで、第２選択スイッチ部６８のトランジスタＭ５をオンにする。これにより、フローティングディフュージョン６５の電位をリセット電位にリセットしたときの信号（ノイズ信号）が第２垂直信号線５２Ｂ（１）～５２Ｂ（Ｎ）に読み出される。

【0078】

時刻ｔ５３から予め定められた蓄積期間（Ｔ４）後の時刻ｔ５６において、信号Ｔｘ＿３９ｋ＋３をハイレベルにすることにより、転送部６３のトランジスタＭ１をオンにして、その後信号Ｔｘ＿３９ｋ＋３をローレベルにしてトランジスタＭ１をオフにする。これにより、時刻ｔ５３から時刻ｔ５６までの間に光電変換部６２に蓄積されていた電荷が、転送部６３のトランジスタＭ１を介してフローティングディフュージョン６５に転送された後、増幅部６６のトランジスタＭ３のゲートに転送される。

【0079】

信号Ｓｅｌ＿Ｂ＿３９ｋ＋３がハイレベルであるため、転送部６３のトランジスタＭ１により転送された電荷に応じた画素信号Ｓｉｇ（３９ｋ＋３，１）～Ｓｉｇ（３９ｋ＋３，Ｎ）が増幅部６６のトランジスタＭ３で生成され、第２選択スイッチ部６８のトランジスタＭ５を介して、第２垂直信号線５２Ｂ（１）～５２Ｂ（Ｎ）に出力される。

【0080】

画素信号Ｓｉｇ（３９ｋ＋３，１）～Ｓｉｇ（３９ｋ＋３，Ｎ）は、第２垂直信号線５２Ｂ（１）～５２Ｂ（Ｎ）を介して信号処理部４５に入力され、信号処理部４５によって処理された後、メモリ４６１ｂ１～４６１ｂＮに格納される。メモリ４６１ｂ１～４６１ｂＮに格納された画素信号の集合は、画素データとしてバッファメモリ４７に一時的に記憶された後、第２画像処理部２２Ｂに出力される。

【0081】

第２画像処理部２２Ｂは、撮像素子２１から第２画像処理部２２Ｂに入力された画素データを使用してフリッカーを検出する。具体的には、フリッカー現象の原因となる光源の光量が増減する周期や、光量がピークとなるタイミングを検出する。

【0082】

図６において、信号Ｒｓｔ＿３～Ｒｓｔ＿３９ｋ＋３の各々がローレベルになる時間間隔Ｔ３は、フリッカー用垂直同期信号の周期Ｔ３（図４（Ｂ））と同一である。

【0083】

本実施形態において、撮像素子２１は、２つの垂直信号線５２Ａ（ｎ）及び５２Ｂ（ｎ）を有し、２つの垂直信号線５２Ａ（ｎ）及び５２Ｂ（ｎ）に対応してＡＤＣ４５１ａ１～４５１ａＮ及び４５１ｂ１～４５１ｂＮ、ＣＤＳ４５２ａ１～４５２ａＮ及び４５２ｂ１～４５２ｂＮ、メモリ４６１ａ１～４６１ａＮ及び４６１ｂ１～４６１ｂＮをそれぞれ有するため、図４（Ａ）の処理と、図４（Ｂ）の処理とを、非同期で実行することができる。すなわち、図４（Ａ）の処理と、図４（Ｂ）の処理とを並行して同時に実行することができる。

【0084】

次に、本実施形態に係る撮像素子２１を備えるカメラ１において、静止画像の撮像が指示されたとき（レリーズボタンが全押しされたとき）の動作について、図７のシーケンス図を用いて説明する。

【0085】

上述したように、本実施形態に係るカメラ１では、第１画像処理部２２Ａが、ライブビュー画像データを生成する処理を実行し、第２画像処理部２２Ｂがフリッカーを検出する処理と、静止画像データを生成する処理と、を実行する。本実施形態において、第２画像処理部２２Ｂは、レリーズボタンが全押しされるまで、所定の周期（時間間隔）でフリッカーの検出を実行する。

【0086】

図７に示すように、第１画像処理部２２Ａによるライブビュー画像を表示部２４に表示するための処理と、第２画像処理部２２Ｂによるフリッカーのピークを検出（ピーク検出）するための処理とは、並行して（非同期に）実行される。

【0087】

ここで、例えば、ライブビュー画像ＬＶ７用の露光期間中にレリーズボタンが全押しされたとする。この場合、第２画像処理部２２Ｂは繰り返しピーク検出処理を実行しているため、ボディ制御部２３は、直前のピーク検出結果に基づいて、静止画像を生成するための露光を開始するタイミングを調整する。具体的には、光源の光量がピークになる時刻付近に、１行目の画素５１（１，１）～５１（１，Ｎ）及び２行目の画素５１（２，１）～５１（２，Ｎ）の露光が開始されるように、露光開始タイミングを調整する。

【0088】

撮像素子２１は、調整されたタイミングで、１行目の画素５１（１，１）～５１（１，Ｎ）及び２行目の画素５１（２，１）～５１（２，Ｎ）の露光を開始する。撮像素子２１は、１行目の画素５１（１，１）～５１（１，Ｎ）の画素信号Ｓｉｇ（１，１）～Ｓｉｇ（１，Ｎ）を第１垂直信号線５２Ａ（１）～５２Ａ（Ｎ）を介して信号処理部４５（ＡＤＣ４５１ａ１～４５１ａＮ及びＣＤＳ４５２ａ１～４５２ａＮ）に出力し、２行目の画素５１（２，１）～５１（２，Ｎ）の画素信号Ｓｉｇ（２，１）～Ｓｉｇ（２，Ｎ）を第２垂直信号線５２Ｂ（１）～５２Ｂ（Ｎ）を介して信号処理部４５（ＡＤＣ４５１ｂ１～４５１ｂＮ及びＣＤＳ４５２ｂ１～４５２ｂＮ）に出力する。

【0089】

信号処理部４５によって処理された画素５１（１，１）～５１（１，Ｎ）の画素信号Ｓｉｇ（１，１）～Ｓｉｇ（１，Ｎ）は、メモリ４６１ａ１～４６１ａＮに格納され、画素５１（２，１）～５１（２，Ｎ）の画素信号Ｓｉｇ（２，１）～Ｓｉｇ（２，Ｎ）は、メモリ４６１ｂ１～４６１ｂＮに格納される。メモリ４６１ａ１～４６１ａＮに格納された画素信号と、メモリ４６１ｂ１～４６１ｂＮに格納された画素信号とは、バッファメモリ４７に出力される。

【0090】

このとき、バッファメモリ４７には、１行目及び２行目の画素５１から出力された画素信号を含む画素データが格納される。１行目及び２行目の画素の露光が終了すると、３行目及び４行目の画素の露光が開始される。

【0091】

このようにして、２行の画素の画素信号がメモリ部４６に格納され、２行の画素信号を含む画素データがバッファメモリ４７に蓄積されていく。

【0092】

バッファメモリ４７に蓄積された画素データは、第２画像処理部２２Ｂに出力され、第２画像処理部２２Ｂが種々の画像処理を実行し、静止画像データを作成する。その後、ボディ制御部２３の制御の下、作成された静止画像データが記録部２６によって記憶媒体に格納される。

【0093】

このように、本実施形態に係る撮像素子２１では、各画素５１に対して２本の垂直信号線５２Ａ及び５２Ｂが設けられていることから、静止画像データの生成に必要な画素データを２行ずつ作成することができるので、静止画像を生成するための露光を開始してから静止画像データの記録処理を開始するまでの時間を短縮できる。

【0094】

また、本実施形態に係るカメラ１では、レリーズボタンが全押しされてから、フリッカー画像データを作成するための露光を開始するのではなく、フリッカーのピーク検出が所定の時間間隔で実行されている。そのため、直前のピーク検出の結果を用いて静止画像を生成するための露光を開始するタイミングを決定することができる。したがって、レリーズボタンが全押しされてから（撮像指示を受け付けてから）フリッカー画像データを作成するための露光を開始してフリッカーを検出する場合と比較して、レリーズボタンが全押しされてから静止画像を生成するための露光を開始するまでの時間を短くすることができる。

【0095】

また、静止画像を生成するための露光を開始するまでの時間を短くすることができるため、ライブビュー画像（ＬＶ７）を生成するための露光が終了してから次のライブビュー画像（ＬＶ８）を生成するための露光が開始されるまでの時間を短くできる。これにより、ライブビュー画像ＬＶ７の表示を終了してから、次にライブビュー画像ＬＶ８を表示するまでの期間（ブラックアウト期間）を短くすることができる。

【0096】

（比較例）
図８は、比較例に係る撮像素子２１´の概略構成を例示する図であり、図９は、比較例に係る画素５１´の構成を示す回路図である。

【0097】

図８に示すように、撮像素子２１´は、Ｍ行×Ｎ列のマトリクス状に配列された複数の画素５１´を含む画素アレイ５０´と、垂直駆動部４２´と、駆動制御部４３´と、水平駆動部４４´と、信号処理部４５´と、メモリ部４６´と、を備える。

【0098】

比較例では、Ｍ行×Ｎ列の画素５１´が配列されている。画素５１´は、例えばベイヤー配列に従って、緑色画素Ｇｂ、Ｇｒ、青色画素Ｂおよび赤色画素Ｒの４画素のいずれかを割当られる。

【0099】

図９に示すように、画素５１´（ｍ，ｎ）は、例えばフォトダイオード（ＰＤ）等の光電変換部６２と、読出し部６０´と、を有する。光電変換部６２は、入射した光を電荷に変換し、光電変換された電荷を蓄積する機能を有する。読出し部６０´は、転送部６３と、排出部６４と、フローティングディフュージョン（ＦＤ）６５と、増幅部６６と、選択スイッチ部６９と、を有する。

【0100】

転送部６３は、信号Ｔｘ＿ｍにより制御され、光電変換部６２で光電変換された電荷をフローティングディフュージョン６５に転送する。すなわち、転送部６３は、光電変換部６２およびフローティングディフュージョン６５の間に電荷転送路を形成する。フローティングディフュージョン６５は電荷を保持（蓄積）する。増幅部６６は、フローティングディフュージョン６５に保持された電荷による信号を増幅して出力する。増幅部６６は、選択スイッチ部６９を介して垂直信号線５２（ｎ）に接続される。

【0101】

排出部（リセット部）６４は、信号Ｒｓｔ＿ｍにより制御され、フローティングディフュージョン６５の電荷を排出し、フローティングディフュージョン６５の電位をリセット電位（基準電位）にリセットする。選択スイッチ部６９は、信号Ｓｅｌ＿ｍにより制御され、増幅部６６からの信号を垂直信号線５２（ｎ）に出力する。転送部６３、排出部６４、増幅部６６、及び選択スイッチ部６９は、例えば、トランジスタＭ１、トランジスタＭ２、トランジスタＭ３、及びトランジスタＭ６によりそれぞれ構成される。

【0102】

読出し部６０´は、排出部６４によってフローティングディフュージョン６５の電位をリセット電位にリセットしたときの信号（ノイズ信号）を、選択スイッチ部６９を介して垂直信号線５２（ｎ）（ｎは１からＮの整数）に読み出す。また、読出し部６０´は、転送部６３により光電変換部６２からフローティングディフュージョン６５に転送された電荷に応じた信号（光電変換信号）を、選択スイッチ部６９を介して垂直信号線５２（ｎ）に読み出す。

【0103】

図８に戻り、駆動制御部４３´は、外部から入力されるマスタークロックおよびボディ制御部２３から入力される制御信号に基づいて、垂直駆動部４２´、信号処理部４５´、メモリ部４６´、及び水平駆動部４４´などの動作の基準となるクロック信号や制御信号などを生成し、垂直駆動部４２´、信号処理部４５´、メモリ部４６´、及び水平駆動部４４´などに対して与える。

【0104】

垂直駆動部４２´は、信号Ｒｓｔ＿ｍ、信号Ｔｘ＿ｍ、及び信号Ｓｅｌ＿ｍなどの制御信号を、ｍ行目のＮ個の画素５１´（ｍ，１）～（ｍ，Ｎ）に供給し、各画素５１´（ｍ，１）～（ｍ，Ｎ）の動作を制御する。

【0105】

信号処理部４５´は、アナログ／デジタル変換部（ＡＤＣ）４５１（１）～４５１（Ｎ）と、相関二重サンプリング部（ＣＤＳ）４５２（１）～４５２（Ｎ）と、を含む。ＡＤＣ４５１（１）～４５１（Ｎ）は、垂直信号線５２（ｎ）を介して入力されるノイズ信号及び光電変換信号をデジタル信号へ変換し、ＣＤＳ４５２（１）～４５２（Ｎ）にそれぞれ出力する。

【0106】

ＣＤＳ４５２（１）～ＣＤＳ４５２（Ｎ）は、入力されたデジタル信号に対して相関二重サンプリングを行い、画素信号からノイズを除去し、ノイズを除去した画素信号をメモリ部４６´に出力する。

【0107】

メモリ部４６´は、メモリ４６１（１）～４６１（Ｎ）を含む。メモリ４６１（１）～４６１（Ｎ）は、ＣＤＳ４５２（１）～４５２（Ｎ）から出力された画素信号をそれぞれ記憶する。

【0108】

水平駆動部４４´は、駆動制御部´４３からの走査信号に応じて、メモリ４６１（１）～４６１（Ｎ）に記憶された画素信号をバッファメモリ４７´に出力する。バッファメモリ４７´に一時的に格納された画素信号は、第１画像処理部２２Ａ´又は第２画像処理部２２Ｂ´のいずれか一方に出力される。比較例では、第１画像処理部２２Ａ´は、画素データに対して種々の画像処理を実行し、ライブビュー画像データを生成する処理と、画素データからフリッカー画像データを生成し、フリッカーを検出する処理と、を実行する。第２画像処理部２２Ｂ´は、撮像素子２１´から出力され、バッファメモリ４７´に一時的に格納された画素データに対して種々の画像処理を実行して静止画像データを作成する。

【0109】

図１０は、比較例に係る撮像素子２１´を備えるカメラの動作の一例を説明するシーケンス図である。なお、比較例１に係るカメラでは、レリーズボタンが全押しされると、フリッカー検出を実行する設定がなされているものとする。

【0110】

図１０に示すように、例えば、カメラの電源をＯＮすると、上述した３ｊ＋１行目の画素５１（３ｊ＋１，１）～５１（３ｊ＋１，Ｎ）の光電変換部６２から出力された画素信号に基づいて生成されたライブビュー画像が表示部２４に表示される（ＬＶ１～ＬＶ４）。ここで、例えば、ライブビュー画像ＬＶ４を生成するための露光期間（蓄積期間）中に、レリーズボタンが全押しされたとする。

【0111】

この場合、フリッカー用垂直同期信号に合わせて、所定のタイミングで、フリッカー検出に用いられる３９ｋ＋３行目の画素５１´（３９ｋ＋１，１）～５１´（３９ｋ＋１，Ｎ）の光電変換部６２への電荷の蓄積、第１画像処理部２２Ａ´への画素データの出力が複数回行われた後、第１画像処理部２２Ａ´はピークを検出する。そして、ボディ制御部２３は、光源の光量がピークとなる時刻付近に、静止画像を作成するための露光が開始されるよう、露光開始タイミングを調整する。撮像素子２１´は、調整されたタイミングで、１行目の画素から順次露光処理を開始し、画素データをバッファメモリ４７´に出力する。第２画像処理部２２Ｂ´は、バッファメモリ４７´に格納された画素データに対して種々の画像処理を実行して静止画像データを生成する。生成された静止画像データは、ボディ制御部２３による制御の下、記録部２６によって記憶媒体に格納される。

【0112】

静止画像を作成するための露光処理が終了すると、ライブビュー用垂直同期信号に合わせて、ライブビュー画像ＬＶ５を生成するための露光処理が再開される。

【0113】

このとき、比較例では、ライブビュー画像ＬＶ４の表示が終了してから、フリッカーのピーク検出、静止画像用の露光処理が終了してから、ライブビュー画像ＬＶ５を生成するための露光が開始される。そのため、ライブビュー画像ＬＶ４の表示が終了してから、次のライブビュー画像ＬＶ５の表示が開始されるまでの期間（ブラックアウト期間）が、本実施形態に係るカメラ１でのブラックアウト期間（図７参照）より長くなる。

【0114】

本実施形態では、上述したように、レリーズボタンが全押しされてからフリッカーを検出するための露光を開始する場合と比較して、静止画像を作成するための露光を開始するまでの時間を短くすることができるので、ライブビュー画像ＬＶ７の表示を終了してから、ライブビュー画像ＬＶ８の表示を開始するまでの時間を短くすることができ、比較例よりもブラックアウト期間が短くなっている。

【0115】

以上、詳細に説明したように、本実施形態によれば、撮像素子２１は、画素５１（３ｊ＋１，１）～５１（３ｊ＋１，Ｎ）と、画素５１（３９ｋ＋１，１）～５１（３９ｋ＋１，Ｎ）と、を備える。画素５１（３ｊ＋１，１）～５１（３ｊ＋１，Ｎ）と、画素５１（３９ｋ＋３，１）～５１（３９ｋ＋３，Ｎ）と、は列方向に設けられる。画素５１（３ｊ＋１，１）～５１（３ｊ＋１，Ｎ）の光電変換部６２（第１光電変換部）と、画素５１（３９ｋ＋３，１）～画素５１（３９ｋ＋３，Ｎ）の光電変換部６２（第２光電変換部）とは、撮像光学系３１を透過した光を光電変換して電荷を生成する。また、撮像素子２１は、画素５１（３ｊ＋１，１）～５１（３ｊ＋１，Ｎ）の光電変換部６２で生成された電荷に基づくライブビュー画像の生成に用いる画素信号が出力される第１垂直信号線５２Ａ（１）～５２Ａ（Ｎ）と、画素５１（３９ｋ＋３，１）～画素５１（３９ｋ＋３，Ｎ）の光電変換部６２で生成された電荷に基づいて、フリッカー（撮影状態）の検出に用いる画素信号が出力される第２垂直信号線５２Ｂ（１）～５２Ｂ（Ｎ）と、を備える。さらに、撮像素子２１は、画素５１（３ｊ＋１，１）～画素５１（３ｊ＋１，Ｎ）の光電変換部６２で生成された電荷に基づく画素信号に基づく画素データを第１画像処理部２２Ａに出力し、画素５１（３９ｋ＋３，１）～画素５１（３９ｋ＋３，Ｎ）の光電変換部６２で生成された電荷に基づく画素信号に基づく画素データを第２画像処理部２２Ｂ（バッファメモリ４７）に出力する水平駆動部４４（第１出力部、第２出力部）を備える。

【0116】

これにより、画素５１（３ｊ＋１，１）～画素５１（３ｊ＋１，Ｎ）からの画素信号に基づく画素データの第１画像処理部２２Ａへの出力と、画素５１（３９ｋ＋３，１）～画素５１（３９ｋ＋３，Ｎ）からの画素信号に基づく画素データの第２画像処理部２２Ｂへの出力とを非同期に（並行して）実行できるので、第２画像処理部２２Ｂがフリッカーを検出している間も、ライブビュー画像の表示を継続させることができる。

【0117】

また、本実施形態において、静止画像の生成が指示された場合、第１垂直信号線５２Ａ（１）～５２Ａ（Ｎ）にはｘ行目（ｘは１からＭのうちの奇数）の画素５１（ｘ，１）～画素５１（ｘ，Ｎ）の光電変換部６２で生成された電荷に基づく画素信号（第３信号）が出力され、第２垂直信号線５２Ｂ（１）～５２Ｂ（Ｎ）には、ｘ＋１行目の画素５１（ｘ＋１，１）～画素５１（ｘ＋１，Ｎ）で生成された電荷に基づく画素信号（第４信号）が出力される。これにより、画素信号を２行ずつ読み出すことができるので、静止画像データを作成する時間を短縮することができる。

【0118】

また、本実施形態によれば、カメラ１は、撮像素子２１と、表示部２４と、画素５１（３ｊ＋１，１）～画素５１（３ｊ＋１，Ｎ）からの画素信号に基づく画素データに基づいて、表示部２４に表示されるライブビュー画像を生成する第１画像処理部２２Ａと、画素５１（３９ｋ＋３，１）～画素５１（３９ｋ＋３，Ｎ）からの画素信号に基づく画素データに基づいてフリッカーを検出する第２画像処理部２２Ｂと、を備える。これにより、第２画像処理部２２Ｂがフリッカーを検出している間も、第１画像処理部２２Ａがライブビュー画像を生成できるため、ライブビュー画像の表示を継続させることができる。

【0119】

また、本実施形態において、カメラ１は、操作部２５を備え、操作部２５を介して静止画像の撮像指示を受け付けると、第２画像処理部２２Ｂは、ｘ行目（ｘは１からＮ／２までの奇数）の画素５１（ｘ，１）～５１（ｘ，Ｎ）からの画素信号（第３信号）と、ｘ＋１行目の画素５１（ｘ＋１，１）～５１（ｘ＋１，Ｎ）からの画素信号（第４信号）と、に基づく画素データに基づいて静止画像を生成する。これにより、各画素データには２行の画素信号が含まれるので、静止画像データを作成する時間を短縮することができる。

【0120】

なお、上記実施形態では、静止画像データを作成する場合に、２行ずつ画素データを作成していたが、１行ずつ画素データを作成するようにしてもよい。この場合、第１垂直信号線５２Ａまたは第２垂直信号線５２Ｂのいずれか一方を用いて、信号処理部４５に画素信号を出力すればよい。

【0121】

また、上記実施形態において、レリーズボタンが全押しされるまで、第２画像処理部２２Ｂはフリッカーの検出を行っていたが、これに限られるものではない。例えば、第２画像処理部２２Ｂは、焦点検出に用いられる画素５１からの画素信号に基づく画素データに基づいて、焦点検出処理を実行してもよい。

【0122】

上述した実施形態は本発明の好適な実施の例である。但し、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施可能である。

【符号の説明】

【0123】

１ カメラ
２ カメラボディ
３ 交換レンズ
２１ 撮像素子
２２Ａ 第１画像処理部
２２Ｂ 第２画像処理部
２５ 操作部
３１ 撮像光学系
４４ 水平駆動部
５１ 画素
５２Ａ 第１垂直信号線
５２Ｂ 第２垂直信号線
６２ 光電変換部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】