特許 7586080 固体撮像装置およびその駆動方法、並びに電子機器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-11-11

(45)【発行日】2024-11-19

(54)【発明の名称】固体撮像装置およびその駆動方法、並びに電子機器

(51)【国際特許分類】

   H04N 25/443 20230101AFI20241112BHJP

   H04N 25/44 20230101ALI20241112BHJP

【ＦＩ】

H04N25/443

H04N25/44

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2021533939

(86)(22)【出願日】2020-07-10

(86)【国際出願番号】 JP2020026971

(87)【国際公開番号】W WO2021014999

(87)【国際公開日】2021-01-28

【審査請求日】2023-05-25

(31)【優先権主張番号】P 2019136102

(32)【優先日】2019-07-24

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000002185

【氏名又は名称】ソニーグループ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100121131

【弁理士】

【氏名又は名称】西川 孝

(74)【代理人】

【氏名又は名称】稲本 義雄

(74)【代理人】

【識別番号】100168686

【弁理士】

【氏名又は名称】三浦 勇介

(72)【発明者】

【氏名】三上 拓也

【審査官】藏田 敦之

(56)【参考文献】

【文献】特開２００９－０４９８７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－０３９１５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１８／１７９７１１（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０４Ｎ ２５／４４

Ｈ０４Ｎ ２５／４４３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の画素が行列状に２次元配置された画素アレイ部と、
同一の露光タイミングで前記画素アレイ部の全画素を露光し、全画素を1/Nに間引いた間引き読み出しを２（N-1）回行うことで、前記同一の露光タイミングにより生成された前記画素アレイ部の全画素の電荷を読み出す制御部と
を備え、
前記制御部は、Nが奇数の場合、N行間隔の読み出しを垂直方向に繰り返し行うことで、全画素を1/Nに間引いた間引き読み出しを行う
固体撮像装置。

【請求項2】

複数の画素が行列状に２次元配置された画素アレイ部と、
同一の露光タイミングで前記画素アレイ部の全画素を露光し、全画素を1/Nに間引いた間引き読み出しを２（N-1）回行うことで、前記同一の露光タイミングにより生成された前記画素アレイ部の全画素の電荷を読み出す制御部と
を備え、
前記制御部は、Nが偶数の場合、（N-1）行間隔の読み出しと（N＋1）行間隔の読み出しを垂直方向に交互に行うことで、全画素を1/Nに間引いた間引き読み出しを行う
固体撮像装置。

【請求項3】

前記制御部は、２（N-1）回の前記間引き読み出しの奇数回目については同じ画素行を読み出す
請求項１または２に記載の固体撮像装置。

【請求項4】

複数の画素が行列状に２次元配置された画素アレイ部と、
同一の露光タイミングで前記画素アレイ部の全画素を露光し、全画素を1/Nに間引いた間引き読み出しを２（N-1）回行うことで、前記同一の露光タイミングにより生成された前記画素アレイ部の全画素の電荷を読み出す制御部と
を備え、
前記制御部は、前記同一の露光タイミングで露光した画素行の電荷の読み出しと、所定のフレームレートで露光を繰り返した画素行の電荷の読み出しとを、１垂直走査期間ごとに交互に行う
固体撮像装置。

【請求項5】

前記制御部は、前記画素アレイ部の同一の画素行において、前記所定のフレームレートで露光を繰り返す
請求項４に記載の固体撮像装置。

【請求項6】

前記画素は、
入射された光を受光して光電変換することで電荷を生成する光電変換部と、
前記光電変換部で生成された電荷を転送する第１転送トランジスタと、
前記第１転送トランジスタによって前記光電変換部から転送された前記電荷を読み出しタイミングまで保持する第１電荷保持部と、
前記読み出しタイミングにおいて前記第１電荷保持部に保持された前記電荷を転送する第２転送トランジスタと、
前記第２転送トランジスタによって前記第１電荷保持部から転送された前記電荷を保持する第２電荷保持部と
を有する
請求項１～５のいずれかに記載の固体撮像装置。

【請求項7】

複数の画素が行列状に２次元配置された画素アレイ部を備える固体撮像装置が、
同一の露光タイミングで前記画素アレイ部の全画素を露光し、全画素を1/Nに間引いた間引き読み出しを２（N-1）回行うことで、前記同一の露光タイミングにより生成された前記画素アレイ部の全画素の電荷を読み出し、
Nが奇数の場合、N行間隔の読み出しを垂直方向に繰り返し行うことで、全画素を1/Nに間引いた間引き読み出しを行う
固体撮像装置の駆動方法。

【請求項8】

複数の画素が行列状に２次元配置された画素アレイ部と、
同一の露光タイミングで前記画素アレイ部の全画素を露光し、全画素を1/Nに間引いた間引き読み出しを２（N-1）回行うことで、前記同一の露光タイミングにより生成された前記画素アレイ部の全画素の電荷を読み出す制御部と
を備える固体撮像装置と、
２（N-1）回の前記間引き読み出しにより前記固体撮像装置から供給される画像データのうち、奇数回目の画像データを表示部に表示させ、偶数回目の画像データを記録媒体に記録させる処理を行う信号処理部と
を備える電子機器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本技術は、固体撮像装置およびその駆動方法、並びに電子機器に関し、特に、低速読み出しで、ブラックアウトの発生を回避できるようにした固体撮像装置およびその駆動方法、並びに電子機器に関する。

【背景技術】

【0002】

デジタル一眼カメラやコンパクトデジタルカメラ等の撮像装置では、例えば、ユーザは、LCDやEVF(electric viewfinder)などの表示部に表示される画像を確認して、撮像タイミングを決定し、レリーズボタン（シャッタボタン）押下により撮像を行う。このとき表示部に表示される画像は、ライブビュー画像やスルー画像などと呼ばれる。撮像装置において、レリーズボタン押下により露光準備処理を開始したことにより、ライブビュー画像が表示部に表示されない、いわゆるブラックアウトと呼ばれる現象が発生する場合がある。

【0003】

ブラックアウトの発生を回避するために、例えば、記録用画像の表示が可能となるまで、フレームメモリに格納済みの表示用画像を表示部に表示させるようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】国際公開第２０１８／１７９７１１号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

画像の読み出し速度を高速化することでブラックアウトの発生を回避することができるが、高速読み出し用の回路は回路規模も大きくなり、消費電力も大きくなる。

【0006】

本技術は、このような状況に鑑みてなされたものであり、低速読み出しで、ブラックアウトの発生を回避できるようにするものである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本技術の第１の側面の固体撮像装置は、複数の画素が行列状に２次元配置された画素アレイ部と、同一の露光タイミングで前記画素アレイ部の全画素を露光し、全画素を1/Nに間引いた間引き読み出しを２（N-1）回行うことで、前記同一の露光タイミングにより生成された前記画素アレイ部の全画素の電荷を読み出す制御部とを備え、前記制御部は、Nが奇数の場合、N行間隔の読み出しを垂直方向に繰り返し行うことで、全画素を1/Nに間引いた間引き読み出しを行う。
本技術の第２の側面の固体撮像装置は、複数の画素が行列状に２次元配置された画素アレイ部と、同一の露光タイミングで前記画素アレイ部の全画素を露光し、全画素を1/Nに間引いた間引き読み出しを２（N-1）回行うことで、前記同一の露光タイミングにより生成された前記画素アレイ部の全画素の電荷を読み出す制御部とを備え、前記制御部は、Nが偶数の場合、（N-1）行間隔の読み出しと（N＋1）行間隔の読み出しを垂直方向に交互に行うことで、全画素を1/Nに間引いた間引き読み出しを行う。
本技術の第３の側面の固体撮像装置は、複数の画素が行列状に２次元配置された画素アレイ部と、同一の露光タイミングで前記画素アレイ部の全画素を露光し、全画素を1/Nに間引いた間引き読み出しを２（N-1）回行うことで、前記同一の露光タイミングにより生成された前記画素アレイ部の全画素の電荷を読み出す制御部とを備え、前記制御部は、前記同一の露光タイミングで露光した画素行の電荷の読み出しと、所定のフレームレートで露光を繰り返した画素行の電荷の読み出しとを、１垂直走査期間ごとに交互に行う。

【0008】

本技術の第４の側面の固体撮像装置の駆動方法は、複数の画素が行列状に２次元配置された画素アレイ部を備える固体撮像装置が、同一の露光タイミングで前記画素アレイ部の全画素を露光し、全画素を1/Nに間引いた間引き読み出しを２（N-1）回行うことで、前記同一の露光タイミングにより生成された前記画素アレイ部の全画素の電荷を読み出し、Nが奇数の場合、N行間隔の読み出しを垂直方向に繰り返し行うことで、全画素を1/Nに間引いた間引き読み出しを行う。

【0009】

本技術の第５の側面の電子機器は、複数の画素が行列状に２次元配置された画素アレイ部と、同一の露光タイミングで前記画素アレイ部の全画素を露光し、全画素を1/Nに間引いた間引き読み出しを２（N-1）回行うことで、前記同一の露光タイミングにより生成された前記画素アレイ部の全画素の電荷を読み出す制御部とを備える固体撮像装置と、２（N-1）回の前記間引き読み出しにより前記固体撮像装置から供給される画像データのうち、奇数回目の画像データを表示部に表示させ、偶数回目の画像データを記録媒体に記録させる処理を行う信号処理部とを備える。

【0010】

本技術の第１～第５の側面においては、複数の画素が行列状に２次元配置された画素アレイ部において、同一の露光タイミングで前記画素アレイ部の全画素で露光され、全画素を1/Nに間引いた間引き読み出しを２（N-1）回行うことで、前記同一の露光タイミングにより生成された前記画素アレイ部の全画素の電荷が読み出される。さらに、第１及び第４の側面においては、Nが奇数の場合、N行間隔の読み出しを垂直方向に繰り返し行うことで、全画素を1/Nに間引いた間引き読み出しが行われ、第２の側面においては、Nが偶数の場合、（N-1）行間隔の読み出しと（N＋1）行間隔の読み出しを垂直方向に交互に行うことで、全画素を1/Nに間引いた間引き読み出しが行われる。第３の側面においては、前記同一の露光タイミングで露光した画素行の電荷の読み出しと、所定のフレームレートで露光を繰り返した画素行の電荷の読み出しとが、１垂直走査期間ごとに交互に行われる。第５の側面においては、２（N-1）回の前記間引き読み出しにより前記固体撮像装置から供給される画像データのうち、奇数回目の画像データを表示部に表示させ、偶数回目の画像データを記録媒体に記録させる処理が行われる。

【0011】

固体撮像装置及び電子機器は、独立した装置であっても良いし、他の装置に組み込まれるモジュールであっても良い。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本技術を適用した固体撮像装置を備える撮像装置の一実施の形態を示すブロック図である。

【図2】固体撮像装置の概略構成を示すブロック図である。

【図3】画素の回路構成例を示す図である。

【図4】グローバルシャッタ方式とローリングシャッタ方式の撮像方式を示す概念図である。

【図5】グローバルシャッタ方式における画素の動作について簡単に説明する図である。

【図6】ブラックアウトフリーを実現する第１の駆動方法を示す概念図である。

【図7】ブラックアウトフリーを実現する第２の駆動方法を示す概念図である。

【図8】ブラックアウトフリーを実現する第３の駆動方法を示す概念図である。

【図9】ブラックアウトフリーを実現する第３の駆動方法を示す概念図である。

【図10】ブラックアウトフリーを実現する第３の駆動方法を示す概念図である。

【図11】ブラックアウトフリーを実現する第３の駆動方法を示す概念図である。

【図12】第１の駆動方法乃至第３の駆動方法による読み出し速度を比較した図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本技術を実施するための形態（以下、実施の形態という）について説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．撮像装置の構成例
２．固体撮像装置の概略構成例
３．画素の回路構成例
４．ブラックアウトフリー実現の比較例
５．固体撮像装置の駆動

【0014】

＜１．撮像装置の構成例＞
図１は、本技術を適用した固体撮像装置を備える撮像装置の一実施の形態を示すブロック図である。

【0015】

図１の撮像装置１は、例えば、デジタル一眼カメラやコンパクトデジタルカメラ等で構成され、被写体を撮像して撮像画像を生成し、静止画像または動画像として記録する。以下においては、主に静止画像が記録されるものとする。

【0016】

撮像装置１は、レンズ部１１、操作部１２、制御部１３、固体撮像装置１４、信号処理部１５、記録部１６、表示部１７、AF制御部１８、および駆動部１９から構成される。

【0017】

レンズ部１１は、被写体からの光（被写体光）を集光する。レンズ部１１により集光された被写体光は、固体撮像装置１４に入射される。

【0018】

レンズ部１１は、ズームレンズ２１、絞り２２、フォーカスレンズ２３を備えている。

【0019】

ズームレンズ２１は、駆動部１９の駆動により光軸方向に移動することにより焦点距離を変動させて、撮像画像に含まれる被写体の倍率を調整する。絞り２２は、駆動部１９の駆動により開口の度合いを変化させて、固体撮像装置１４に入射する被写体光の光量を調整する。フォーカスレンズ２３は、駆動部１９の駆動により光軸方向に移動することによりフォーカスを調整する。なお、ズームレンズ２１は省略されてもよい。

【0020】

操作部１２は、ユーザからの操作を受け付ける。ユーザは、操作部１２において、例えば、撮像モードの変更や、レリーズボタン（図示せず）押下の操作などを行う。操作部１２は、例えば、レリーズボタンが押下された場合、その旨の操作信号を制御部１３に供給する。

【0021】

制御部１３は、撮像装置１の各部の動作を制御する。

【0022】

例えば、制御部１３は、レリーズボタンが押下された旨の操作信号を受け付けた場合、静止画像の記録の指示を、信号処理部１５に供給する。また、制御部１３は、表示部１７に、被写体のリアルタイムな画像であるライブビュー画像を表示する場合、ライブビュー画像の生成の指示を、信号処理部１５に供給する。

【0023】

また、制御部１３は、フォーカスの合焦判定を行う場合、合焦判定を行う動作の指示を、信号処理部１５に供給する。フォーカスの制御方式には、例えば、コントラスト方式や位相差検出方式などがあるが、フォーカスの制御方式は問わない。

【0024】

固体撮像装置１４は、受光した被写体光を光電変換して電気信号として出力する。固体撮像装置１４は、例えば、CMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサにより実現される。固体撮像装置１４は、複数の画素が行列状に２次元配置された画素アレイ部を有し、各画素で受光した結果得られた画素信号を、信号処理部１５に供給する。固体撮像装置１４の詳細は、図２以降で詳述する。

【0025】

信号処理部１５は、固体撮像装置１４から供給される画素信号に対して各種の信号処理を施す。例えば、信号処理部１５は、制御部１３から静止画像の記録の指示が供給されている場合、固体撮像装置１４からの画素信号に基づいて、記録用画像としての静止画像のデータ（静止画像データ）を生成し、記録部１６に供給する。また、信号処理部１５は、制御部１３から表示用画像であるライブビュー画像の生成の指示が供給されている場合、固体撮像装置１４からの画素信号に基づいて、ライブビュー画像のデータ（ライブビュー画像データ）を生成し、表示部１７に供給する。信号処理部１５は、例えば、デモザイク処理、シェーディング補正、混色補正等の所定の画像処理を必要に応じて行うことができる。

【0026】

また、信号処理部１５は、固体撮像装置１４から供給される画素信号に基づいて、フォーカス制御用の信号を生成し、AF制御部１８に供給する。

【0027】

記録部１６は、信号処理部１５から供給された記録用画像（静止画像）の画像データを記録（記憶）する。記録部１６は、例えば、DVD（Digital Versatile Disc）等のディスクやメモリカード等の半導体メモリ等、１または複数のリムーバブルな記録媒体で構成される。これらの記録媒体は、撮像装置１に内蔵されていてもよいし、撮像装置１から着脱可能であってもよい。

【0028】

表示部１７は、信号処理部１５から供給された表示用画像の画像データに基づいて、画像を表示する。表示部１７には、例えば、ライブビュー画像や、記録部１６から読み出された静止画像などが表示される。表示部１７は、例えば、LCD（Liquid Crystal Display）や有機EL（Electro-Luminescence）ディスプレイ、EVF(electric viewfinder)等により実現される。

【0029】

AF制御部１８は、信号処理部１５から供給されたフォーカス制御用の信号に基づいて、フォーカスのずれ量（デフォーカス量）を算出し、フォーカスを合わせる対象の物体（合焦対象物）に対してフォーカスが合っているか否かを判定する。AF制御部１８は、フォーカスエリアにおける物体にフォーカスが合っている場合、合焦していることを示す情報を合焦判定結果として、駆動部１９に供給する。また、AF制御部１８は、合焦対象物にフォーカスが合っていない場合、算出したデフォーカス量を示す情報を合焦判定結果として、駆動部１９に供給する。

【0030】

駆動部１９は、ズームレンズ２１、絞り２２、およびフォーカスレンズ２３を駆動させる。例えば、駆動部１９は、AF制御部１８から供給された合焦判定結果に基づいて、フォーカスレンズ２３の駆動量を算出し、その算出した駆動量に応じてフォーカスレンズ２３を移動させる。

【0031】

具体的には、駆動部１９は、フォーカスが合っている場合には、フォーカスレンズ２３の現在の位置を維持させる。また、駆動部１９は、フォーカスが合っていない場合には、デフォーカス量を示す合焦判定結果およびフォーカスレンズ２３の位置に基づいて駆動量（移動距離）を算出し、その駆動量に応じてフォーカスレンズ２３を移動させる。

【0032】

以上のように構成される撮像装置１において、ユーザは表示部１７に表示される画像を確認して、撮像タイミングを決定し、レリーズボタン（シャッタボタン）を押下して撮像を行う。このとき、表示部１７には、確認用の画像であるライブビュー画像が表示されており、レリーズボタン押下のタイミングで、記録用画像としての静止画像の画像データが、記録部１６に記録される。

【0033】

撮像装置１の固体撮像装置１４は、ユーザが表示部１７に表示されるライブビュー画像を確認してレリーズタイミングを確定するまでの間は勿論、レリーズボタン押下後も、ブラックアウトフリーを実現した駆動を行うことができる。ここで、ブラックアウトとは、ライブビュー画像が表示部１７に表示されない現象のことをいい、ブラックアウトフリーとは、ブラックアウトが発生しないことを表す。

【0034】

以下、固体撮像装置１４の詳細について説明する。

【0035】

＜２．固体撮像装置の概略構成例＞
図２は、固体撮像装置１４の概略構成を示すブロック図である。

【0036】

図１の固体撮像装置１は、半導体として例えばシリコン（Si）を用いた半導体基板に、画素５１が行列状に２次元配置された画素アレイ部５２と、その周辺の周辺回路部とを有して構成される。周辺回路部には、垂直駆動回路５３、カラム信号処理回路５４、水平駆動回路５５、出力回路５６、制御回路５７などが含まれる。

【0037】

画素アレイ部５２には、例えば、Red、Green、Blueのカラーフィルタをベイヤ配列で配置した画素５１が、行列状に２次元配置されている。画素５１は、光電変換部としてのフォトダイオードと、複数の画素トランジスタを有して成る。複数の画素トランジスタは、例えば、転送トランジスタ、選択トランジスタ、リセットトランジスタ、及び、増幅トランジスタの４つのMOSトランジスタで構成される。

【0038】

また、画素５１は、共有画素構造とすることもできる。この共有画素構造は、複数のフォトダイオードと、複数の転送トランジスタと、共有される１つのフローティングディフージョン（浮遊拡散領域）と、共有される１つずつの他の画素トランジスタとから構成される。すなわち、共有画素構造では、複数の単位画素を構成するフォトダイオード及び転送トランジスタが、他の１つずつの画素トランジスタを共有して構成される。

【0039】

垂直駆動回路５３は、例えばシフトレジスタやアドレスデコーダによって構成され、所定の画素駆動配線５９を選択し、選択された画素駆動配線５９に画素５１を駆動するためのパルスを供給し、行単位で画素５１を駆動する。すなわち、垂直駆動回路５３は、画素アレイ部５２の各画素５１を行単位で順次、垂直方向に選択走査し、各画素５１の光電変換部において受光量に応じて生成された信号電荷に基づく画素信号を、垂直信号線５８を通してカラム信号処理回路５４に供給させる。なお、図２では、画素駆動配線５９が1本で示されているが、実際には複数本の配線で構成される。

【0040】

カラム信号処理回路５４は、画素５１の列ごとに配置されており、１行分の画素５１から出力される信号を画素列ごとにノイズ除去などの信号処理を行う。例えば、カラム信号処理回路５４は、画素固有の固定パターンノイズを除去するためのCDS(Correlated Double Sampling：相関２重サンプリング)およびAD変換等の信号処理を行う。

【0041】

水平駆動回路５５は、例えばシフトレジスタによって構成され、水平走査パルスを順次出力することによって、カラム信号処理回路５４の各々を順番に選択し、カラム信号処理回路５４の各々から、画素信号を水平信号線６０に出力させる。

【0042】

出力回路５６は、カラム信号処理回路５４の各々から水平信号線６０を通して順次に供給される信号に対し、所定の信号処理を行って出力する。出力回路５６は、例えば、バファリングだけする場合もあるし、黒レベル調整、列ばらつき補正等の各種のデジタル信号処理を行う場合もある。

【0043】

制御回路５７は、入力クロックと、動作モードなどを指令するデータを受け取り、また固体撮像装置１４の内部情報などのデータを出力する。すなわち、制御回路５７は、垂直同期信号、水平同期信号及びマスタクロックに基づいて、垂直駆動回路５３、カラム信号処理回路５４、及び、水平駆動回路５５などの動作の基準となるクロック信号や制御信号を生成する。そして、制御回路５７は、生成したクロック信号や制御信号を、垂直駆動回路５３、カラム信号処理回路５４、及び、水平駆動回路５５等に出力する。入出力端子６１は、例えば、はんだボール等で構成され、外部と信号のやりとりをする。

【0044】

以上のように構成される固体撮像装置１４は、CDS処理とAD変換処理を行うカラム信号処理回路５４が画素列ごとに配置されたカラムAD方式と呼ばれるCMOSイメージセンサである。

【0045】

＜３．画素の回路構成例＞
図３は、画素５１の等価回路を示している。

【0046】

画素５１は、フォトダイオード７１、第１転送トランジスタ７２、メモリ部（MEM）７３、第２転送トランジスタ７４、FD(フローティングディフュージョン)７５、リセットトランジスタ７６、増幅トランジスタ７７、選択トランジスタ７８、及び、排出トランジスタ７９を有する。

【0047】

フォトダイオード７１は、入射された光を受光して光電変換することで電荷（信号電荷）を生成し、蓄積する光電変換部である。フォトダイオード７１のアノード端子が接地されているとともに、カソード端子が第１転送トランジスタ７２を介してメモリ部７３に接続されている。また、フォトダイオード７１のカソード端子は、排出トランジスタ７９とも接続されている。

【0048】

第１転送トランジスタ７２は、転送信号TRXによりオンされたとき、フォトダイオード７１で生成された電荷を読み出し、メモリ部７３に転送する。メモリ部７３は、読み出しタイミングとなってFD７５に電荷を転送するまでの間、一時的に電荷を保持する電荷保持部である。第２転送トランジスタ７４は、転送信号TRGによりオンされたとき、メモリ部７３に保持されている電荷をFD７５に転送する。

【0049】

FD７５は、メモリ部７３から読み出された電荷を信号として読み出すために保持する電荷保持部である。リセットトランジスタ７６は、リセット信号RSTによりオンされたとき、FD７５に保持されている電荷が定電圧源VDDに排出されることで、FD７５の電位をリセットする。

【0050】

増幅トランジスタ７７は、FD７５の電位に応じた画素信号を出力する。すなわち、増幅トランジスタ７７は定電流源としての負荷MOS８０とソースフォロワ回路を構成し、FD７５に保持されている電荷に応じたレベルを示す画素信号が、増幅トランジスタ７７から選択トランジスタ７８を介してカラム信号処理回路５４（図２）に出力される。負荷MOS８０は、例えば、カラム信号処理回路５４内に設けられている。

【0051】

選択トランジスタ７８は、選択信号SELにより画素５１が選択されたときオンされ、画素５１の画素信号を、垂直信号線５８を介してカラム信号処理回路５４に出力する。排出トランジスタ７９は、排出信号OFGによりオンされたとき、フォトダイオード７１に蓄積されている不要電荷を定電圧源VDDに排出する。転送信号TRX及びTRG、リセット信号RST、選択信号SEL、並び排出信号OFGは、垂直駆動回路５３によって制御され、画素駆動配線５９（図２）を介して供給される。

【0052】

画素５１は、以上のような画素回路を有しており、固体撮像装置１４は、グローバルシャッタ方式による撮像が可能である。

【0053】

図４は、グローバルシャッタ方式とローリングシャッタ方式の撮像方式を示す概念図である。

【0054】

ローリングシャッタ方式は、図４左側に示されるように、露光開始、露光終了、および、蓄積電荷の読み出しを、画素アレイ部５２の上部（第１行）から順に行単位に実行する方式である。露光期間は各行で同一であっても、行単位で順番に露光および読み出し動作を実行するため、電荷を蓄積する露光期間を全ての画素で一致させることができず、被写体が動いている場合などには、撮像時に歪みが発生することになる。

【0055】

これに対して、グローバルシャッタ方式は、図４右側に示されるように、露光開始から露光終了まで動作は画素アレイ部５２の全画素同時に行い、露光終了後に、画素アレイ部５２の上部から順に読み出す方式である。グローバルシャッタ方式では、露光期間が全ての画素で一致するため、被写体が動いている場合などにおいても、歪みが発生することはない。

【0056】

図５を参照して、グローバルシャッタ方式における画素５１の動作について簡単に説明する。

【0057】

まず、露光開始前に、Highレベルの排出信号OFGが排出トランジスタ７９に供給されることにより排出トランジスタ７９がオンされ、フォトダイオード７１に蓄積されている電荷が定電圧源VDDに排出され、フォトダイオード７１がリセットされる。

【0058】

フォトダイオード７１のリセット後、排出トランジスタ７９が、Lowレベルの排出信号OFGによりオフされると、全画素で露光が開始される。

【0059】

予め定められた所定の露光時間が経過すると、図５のAに示されるように、フォトダイオード７１に、受光量に応じた電荷が生成および蓄積される。そして、図５のBに示されるように、画素アレイ部５２の全画素において、転送信号TRXにより第１転送トランジスタ７２がオンされ、フォトダイオード７１に蓄積されていた電荷が、メモリ部７３に転送される。

【0060】

第１転送トランジスタ７２がオフされた後、各画素５１のメモリ部７３に保持されている電荷が、行単位に、順次、カラム信号処理回路５４に読み出される。読み出し動作は、図５のCに示されるように、読み出し行の画素５１の第２転送トランジスタ７４が転送信号TRGによりオンされ、メモリ部７３に保持されている電荷が、FD７５に転送される。そして、選択トランジスタ７８が選択信号SELによりオンされることで、FD７５に保持されている電荷に応じたレベルを示す信号が、増幅トランジスタ７７から選択トランジスタ７８を介してカラム信号処理回路５４に出力される。

【0061】

＜４．ブラックアウトフリー実現の比較例＞
ブラックアウトフリーを実現する固体撮像装置１４の駆動を説明する前に、比較例として、ブラックアウトフリーを実現するその他の駆動について簡単に説明する。

【0062】

なお、図６および図７を参照して説明する駆動は、設定されるフレームレートなど一定の条件の下においては固体撮像装置１４が実行することも可能であるため、固体撮像装置１４が実行することとして説明する。

【0063】

以下では、１２０fpsのフレームレートに相当する垂直同期信号が、画素アレイ部５２に供給され、その垂直同期信号に基づいて、画素アレイ部５２の全画素の露光および読み出しが行われるものとする。

【0064】

図６は、ブラックアウトフリーを実現する比較例としての第１の駆動方法を示す概念図である。

【0065】

第１の駆動方法は、単純に、１２０fpsのフレームレートで画素アレイ部５２の全画素の露光および読み出しにより記録用画像としての静止画像を生成し、それと同じスピードで、静止画像をライブビュー画像として表示部１７に表示（LV表示）させる方法である。この駆動方法では、フレームレートが３０fpsなど、比較的低速である場合には問題ないが、６０fpsや１２０fpsなど、フレームレートが高速になるほど、回路規模が大きくなり、消費電力も大きくなる。また、１０fpsなど、フレームレートが低速すぎる場合には、ライブビュー画像がコマ送りのような非連続的な画像になる。

【0066】

図７は、ブラックアウトフリーを実現する比較例としての第２の駆動方法を示す概念図である。

【0067】

第２の駆動方法は、記録部１６に記録させる記録用画像としての静止画像とは別に、ライブビュー画像を間引き読み出しにより生成し、表示部１７に表示させる方法である。この駆動方法では、全画素の露光および読み出しによる静止画像と、間引き読み出しによるライブビュー画像用の画像との両方を表示部１７に表示させることができるが、記録用画像用の駆動と、ライブビュー画像用の駆動とを切り替える必要があり、モード切替え時は画像生成ができない。そのため、図７に示されるように、垂直同期タイミングの２回に１回の割り合いで画像が生成されず、表示部１７に表示されるライブビュー画像のフレームレートは、垂直同期信号の半分に相当する６０fpsとなってしまう。第１の駆動方法と同様のフレームレート（１２０fps）で表示部１７に画像を表示させようとすると、２倍のスピードによる画素読み出しが必要となり、やはり、高速駆動により消費電力が増大する。

【0068】

したがって、図６および図７の第１の駆動方法および第２の駆動方法では、いずれも、高速駆動で画像を読み出す必要があり、高速読み出し用の回路が必要となり、消費電力も大きくなる。

【0069】

＜５．固体撮像装置の駆動＞
次に、図８乃至図１２を参照して、ブラックアウトフリーを実現した固体撮像装置１４による駆動方法を説明する。以下で説明する駆動方法を、第３の駆動方法と呼ぶことにする。

【0070】

第３の駆動方法では、固体撮像装置１４は、同一の露光タイミングで画素アレイ部５２の全画素を露光し、全画素を1/N（Nは自然数）に間引いた間引き読み出しを２（N-1）回行うことで、同一の露光タイミングにより生成された画素アレイ部５２の全画素の電荷を読み出し、静止画像として記録部１６に記録する。

【0071】

図８は、N＝５、すなわち、同一の露光タイミングで露光した全画素の電荷を、1/5に間引いた1/5間引き読み出しを８回行うことで静止画像を出力し、記録部１６に記録する例を示している。1/5間引き読み出しでは、８回の1/5間引き読み出しを１シーケンスとして行うことにより、同一の露光タイミングで露光された１枚の静止画像が撮像装置１へ出力される。

【0072】

図８において、時刻ｔ１、ｔ２、ｔ３、・・・は、１２０fpsのフレームレートの垂直同期信号に従った画素アレイ部５２の読み出しタイミングを示している。

【0073】

初めに、固体撮像装置１４は、時刻ｔ１乃至ｔ２の１垂直走査期間において、画素アレイ部５２の全画素行に対して同一の露光期間による露光を行う。図８の一番左側に示される画素データ１０１は、時刻ｔ１乃至ｔ２における露光期間終了後に、画素アレイ部５２の各画素５１に電荷が蓄積されたことを示している。

【0074】

露光期間終了後、固体撮像装置１４は、画素アレイ部５２の全画素行を５行間隔（５行おき）で読み出す1/5間引き読み出しを行う。時刻ｔ１乃至ｔ２の期間における1/5間引き読み出しにより、画素アレイ部５２の第（１＋５ｐ）画素行（ｐ＝０，１，２，３，４・・・、以下同じ。）が、第１画素行から順次、行単位に読み出される。画素データ１０２は、時刻ｔ１乃至ｔ２の1/5間引き読み出しにより読み出された画素行を示している。

【0075】

時刻ｔ１乃至ｔ２の1/5間引き読み出しにより読み出された各画素行の画素信号は、撮像装置１において、記録用画像である静止画像の一部、かつ、表示用画像であるライブビュー画像として利用される。

【0076】

次の時刻ｔ２乃至ｔ３の１垂直走査期間において、固体撮像装置１４は、次の1/5間引き読み出しを行う。この期間における1/5間引き読み出しにより、画素アレイ部５２の第（２＋５ｐ）画素行が、第２画素行から順次、行単位に読み出される。画素データ１０３は、時刻ｔ２乃至ｔ３の1/5間引き読み出しにより読み出された画素行を示している。

【0077】

時刻ｔ２乃至ｔ３の1/5間引き読み出しにより読み出された各画素行の画素信号は、撮像装置１において、記録用画像である静止画像の一部として利用される。

【0078】

次の時刻ｔ３乃至ｔ４の１垂直走査期間において、固体撮像装置１４は、時刻ｔ１における読み出し行と同じ、第（１＋５ｐ）画素行の露光および読み出しを行う。すなわち、固体撮像装置１４は、画素アレイ部５２の全画素行のうち、静止画像の画素信号を既に読み出した画素行のみを用いて、露光および読み出しを行う。画素データ１０４は、時刻ｔ３乃至ｔ４の1/5間引き読み出しにより読み出された画素行を示している。画素データ１０４においては、各画素が、ハッチングとは異なる模様（ドット）で表されている。これは、読み出された画素信号が、時刻ｔ１で生成された静止画像の画素信号と異なる画素信号であることを示している。

【0079】

時刻ｔ３乃至ｔ４の1/5間引き読み出しにより読み出された各画素行の画素信号は、撮像装置１において、表示用画像であるライブビュー画像として利用される。

【0080】

次の時刻ｔ４乃至ｔ５の１垂直走査期間において、固体撮像装置１４は、次の1/5間引き読み出しを行う。この期間における1/5間引き読み出しにより、画素アレイ部５２の第（３＋５ｐ）画素行が、第３画素行から順次、行単位に読み出される。画素データ１０５は、時刻ｔ４乃至ｔ５の1/5間引き読み出しにより読み出された画素行を示している。

【0081】

時刻ｔ４乃至ｔ５の1/5間引き読み出しにより読み出された各画素行の画素信号は、撮像装置１において、記録用画像である静止画像の一部として利用される。

【0082】

次の時刻ｔ５乃至ｔ６の１垂直走査期間において、固体撮像装置１４は、時刻ｔ１における読み出し行と同じ、第（１＋５ｐ）画素行の露光および読み出しを行う。すなわち、固体撮像装置１４は、画素アレイ部５２の全画素行のうち、静止画像の画素信号を既に読み出した画素行のみを用いて、露光および読み出しを行う。画素データ１０６は、時刻ｔ５乃至ｔ６の1/5間引き読み出しにより読み出された画素行を示している。画素データ１０６においては、各画素が、ハッチングとは異なる模様（斜め格子）で表されている。これは、読み出された画素信号が、時刻ｔ１で生成された静止画像の画素信号と異なる画素信号であることを示している。

【0083】

時刻ｔ５乃至ｔ６の1/5間引き読み出しにより読み出された各画素行の画素信号は、撮像装置１において、表示用画像であるライブビュー画像として利用される。

【0084】

次の時刻ｔ６乃至ｔ７の１垂直走査期間において、固体撮像装置１４は、次の1/5間引き読み出しを行う。この期間における1/5間引き読み出しにより、画素アレイ部５２の第（４＋５ｐ）画素行が、第４画素行から順次、行単位に読み出される。画素データ１０７は、時刻ｔ６乃至ｔ７の1/5間引き読み出しにより読み出された画素行を示している。

【0085】

時刻ｔ６乃至ｔ７の1/5間引き読み出しにより読み出された各画素行の画素信号は、撮像装置１において、記録用画像である静止画像の一部として利用される。

【0086】

次の時刻ｔ７乃至ｔ８の１垂直走査期間において、固体撮像装置１４は、時刻ｔ１における読み出し行と同じ、第（１＋５ｐ）画素行の露光および読み出しを行う。すなわち、固体撮像装置１４は、画素アレイ部５２の全画素行のうち、静止画像の画素信号を既に読み出した画素行のみを用いて、露光および読み出しを行う。画素データ１０８は、時刻ｔ７乃至ｔ８の1/5間引き読み出しにより読み出された画素行を示している。画素データ１０８においては、各画素が、ハッチングとは異なる模様（格子）で表されている。これは、読み出された画素信号が、時刻ｔ１で生成された静止画像の画素信号と異なる画素信号であることを示している。

【0087】

時刻ｔ７乃至ｔ８の1/5間引き読み出しにより読み出された各画素行の画素信号は、撮像装置１において、表示用画像であるライブビュー画像として利用される。

【0088】

次の時刻ｔ８乃至ｔ９の１垂直走査期間において、固体撮像装置１４は、次の1/5間引き読み出しを行う。この期間における1/5間引き読み出しにより、画素アレイ部５２の第（５＋５ｐ）画素行が、第５画素行から順次、行単位に読み出される。画素データ１０７は、時刻ｔ８乃至ｔ９の1/5間引き読み出しにより読み出された画素行を示している。

【0089】

時刻ｔ８乃至ｔ９の1/5間引き読み出しにより読み出された各画素行の画素信号は、撮像装置１において、記録用画像である静止画像の一部として利用される。

【0090】

以上のように、1/5間引き読み出しでは、８回の1/5間引き読み出しを１シーケンスとして行うことにより、同一の露光タイミングで露光された１枚の静止画像が撮像装置１へ出力される。

【0091】

固体撮像装置１４は、１シーケンスにおいて、画素アレイ部５２の1/5の画素行については１２０fpsの半分の６０fpsのフレームレートで露光を繰り返す。そして、固体撮像装置１４は、１シーケンスの最初の１垂直走査期間（時刻ｔ１乃至ｔ２）において同一の露光タイミングで露光した画素行の電荷の読み出しと、６０fpsのフレームレートで露光した画素行の電荷の読み出しとを、１垂直走査期間で交互に行う。６０fpsのフレームレートで露光が繰り返される画素行は、時刻ｔ１乃至ｔ９の８回の1/5間引き読み出しのうち、奇数回目に読み出される画素行であり、同一の画素行である。

【0092】

６０fpsのフレームレートで露光が繰り返し行われる第（１＋５ｐ）画素行の各画素５１では、１垂直走査期間において、フォトダイオード７１およびFD７５のリセット、受光量に応じた電荷の生成、メモリ部７３への転送および保持、FD７５への転送および読み出しが実行される。

【0093】

１シーケンスの偶数回目に読み出される画素行の各画素５１では、時刻ｔ１乃至ｔ２の１垂直走査期間において受光量に応じた電荷が、メモリ部７３への転送された後、読み出しタイミングの１垂直走査期間となるまで、メモリ部７３でそのまま保持される。そして、読み出しタイミングの１垂直走査期間となったときに、メモリ部７３で保持されていた電荷が、FD７５へ転送され、読み出される。

【0094】

以上の時刻ｔ１乃至ｔ９の８垂直走査期間（１シーケンス）における固体撮像装置１４の信号出力により、図９に示されるように、撮像装置１の記録部１６には、１２０fpsの半分の６０fpsのフレームレートで５回に分けて出力されて生成された静止画像１１０が記録される。

【0095】

また、撮像装置１の表示部１７には、１２０fpsの半分の６０fpsのフレームレートで更新される、画素アレイ部５２のフル解像度の１／５の解像度のライブビュー画像１２１乃至１２４が順次表示される。

【0096】

図１０は、N＝４、すなわち、同一の露光タイミングで露光した全画素の電荷を、1/4に間引いた1/4間引き読み出しを６回行うことで静止画像を出力する場合の例を示している。

【0097】

1/4間引き読み出しでは、１シーケンスが６回の1/4間引き読み出しで構成され、６回の1/4間引き読み出しを行うことにより、同一の露光タイミングで露光された１枚の静止画像が撮像装置１へ出力される。

【0098】

時刻ｔ１１乃至ｔ１２の１垂直走査期間において露光されて得られた画素データ１４１が、１回目の時刻ｔ１１乃至ｔ１２の1/4間引き読み出しによる画素データ１４２、２回目の時刻ｔ１２乃至ｔ１３の1/4間引き読み出しによる画素データ１４３、４回目の時刻ｔ１４乃至ｔ１５の1/4間引き読み出しによる画素データ１４５、および、６回目の時刻ｔ１６乃至ｔ１７の1/4間引き読み出しによる画素データ１４７に分割されて、順番に撮像装置１に出力され、１枚の静止画像として、撮像装置１の記録部１６に記録される。

【0099】

一方、１回目の時刻ｔ１１乃至ｔ１２の1/4間引き読み出しによる画素データ１４２、３回目の時刻ｔ１３乃至ｔ１４の1/4間引き読み出しによる画素データ１４４、および、５回目の時刻ｔ１５乃至ｔ１６の1/4間引き読み出しによる画素データ１４６が、順次、撮像装置１に出力され、ライブビュー画像として、撮像装置１の表示部１７に表示される。

【0100】

ここで、図８に示した1/5間引き読み出しでは、１垂直走査期間における読み出し画素行が５行間隔となっていたのに対して、図１０の1/4間引き読み出しでは、２行間隔と４行間隔とが交互に配置されている。換言すれば、図８に示した1/5間引き読み出しでは、1/5間引き読み出しが垂直方向に繰り返し実行されていたのに対して、図１０の1/4間引き読み出しでは、1/3間引き読み出しと1/5間引き読み出しとを交互に垂直方向に繰り返し実行することにより、1/4間引き読み出しが実現されている。これは、以下のような理由による。

【0101】

ベイヤ配列のイメージセンサでは、1/4間引き読み出しや1/6間引き読み出しのように、1/N間引きのNが偶数である場合に、N行間隔で読み出すと、読み出し画素行が、Red画素とGreen画素の画素行であるRG画素行か、または、Green画素とBlue画素の画素行であるGB画素行のいずれか一方のみとなり、ライブビュー画像の色情報に偏りが発生する。そこで、固体撮像装置１４は、Nが偶数である場合の1/N間引き読み出しでは、1/(N-1)間引き読み出しと1/(N＋1)間引き読み出しとを交互に行うことで、画素アレイ部５２全体として1/N間引き読み出しを行う。これにより、RG画素行とGB画素行とを交互に読み出すことができ、ライブビュー画像における色情報の偏りの発生を防止することができる。

【0102】

図１１は、N＝３、すなわち、同一の露光タイミングで露光した全画素の電荷を、1/3に間引いた1/3間引き読み出しを４回行うことで静止画像を出力する場合の例を示している。

【0103】

1/3間引き読み出しでは、１シーケンスが４回の1/3間引き読み出しで構成され、４回の1/3間引き読み出しを行うにより、同一の露光タイミングで露光された１枚の静止画像が撮像装置１へ出力される。

【0104】

時刻ｔ２１乃至ｔ２２の１垂直走査期間において露光されて得られた画素データ１６１が、１回目の時刻ｔ２１乃至ｔ２２の1/3間引き読み出しによる画素データ１６２、２回目の時刻ｔ２２乃至ｔ２３の1/3間引き読み出しによる画素データ１６３、および、４回目の時刻ｔ２４乃至ｔ２５の1/3間引き読み出しによる画素データ１６５に分割されて、順番に撮像装置１に出力され、１枚の静止画像として、撮像装置１の記録部１６に記録される。

【0105】

一方、１回目の時刻ｔ２１乃至ｔ２２の1/3間引き読み出しによる画素データ１６２、および、３回目の時刻ｔ３３乃至ｔ３４の1/3間引き読み出しによる画素データ１６４が、順次、撮像装置１に出力され、ライブビュー画像として、撮像装置１の表示部１７に表示される。

【0106】

図１１の1/3間引き読み出しは、Nが奇数である場合の1/N間引き読み出しであるので、図８に示した1/5間引き読み出しと同様に、１垂直走査期間における読み出し画素行が３行間隔となっている。

【0107】

以上のように、1/N間引き読み出しでは、１シーケンスが２（N-1）回の1/N間引き読み出しで構成され、２（N-1）回の1/N間引き読み出しにより、同一の露光タイミングで露光された１枚の静止画像が撮像装置１へ出力される。固体撮像装置１４は、Nが奇数の場合の1/N間引き読み出しでは、N行間隔の読み出しを垂直方向に繰り返し行い、Nが偶数の場合の1/N間引き読み出しでは、（N-1）行間隔の読み出しと（N＋1）行間隔の読み出しを垂直方向に交互に行う。

【0108】

また、固体撮像装置１４は、同一の露光タイミングで露光した画素行の電荷の読み出しと、画素アレイ部５２の1/Nの画素行について１２０fpsの半分の６０fpsのフレームレートで露光を繰り返した画素行の電荷の読み出しとを、１垂直走査期間ごとに交互に行う。１２０fpsの半分の６０fpsのフレームレートで露光が繰り返される画素行は、２（N-1）回の1/N間引き読み出しのうち、奇数回目に読み出される画素行であり、同一の画素行である。

【0109】

図１２は、第１の駆動方法乃至第３の駆動方法による読み出し速度を比較した表である。

【0110】

図１２に示されるように、撮像装置１の表示部１７に表示されるライブビュー画像のフレームレート（表示フレームレート）を、例えば、３０fps、６０fps、１２０fpsとする場合について比較する。

【0111】

第１の駆動方法によれば、固体撮像装置１４は、表示フレームレートと同じスピードで画像を読み出し、出力する必要がある。すなわち、第１の駆動方法では、３０fps、６０fps、１２０fpsの表示フレームレートに対応する読み出し速度は、それぞれ、３０fps、６０fps、１２０fpsとなる。

【0112】

第２の駆動方法によれば、固体撮像装置１４は、表示フレームレートの２倍のスピードで画像を読み出し、出力する必要がある。すなわち、第２の駆動方法では、３０fps、６０fps、１２０fpsの表示フレームレートに対応する読み出し速度は、それぞれ、６０fps、１２０fps、２４０fpsとなる。

【0113】

これに対して、第３の駆動方法によれば、図８を参照して説明したように、1/5間引き読み出しの場合、１２０fpsの半分の６０fpsのフレームレートで表示され、このとき、1/5間引き読み出しであるので、読み出し速度は、１２０／５＝２４fpsに相当する。すなわち、６０fpsの表示フレームレートに対応する読み出し速度は、２４fpsである。したがって、第３の駆動方法では、３０fps、６０fps、１２０fpsの表示フレームレートに対応する読み出しフレームレートは、それぞれ、１２fps、２４fps、４８fpsとなる。

【0114】

以上のように、第３の駆動方法によれば、過度に高速読み出しをする必要がなく、低速読み出しで、ブラックアウトフリーを実現できる。高速読み出しが不要となることで、消費電力を低減することができ、高速読み出し用の回路を削減できるので、固体撮像装置１４を低コストで製造することができる。

【0115】

第３の駆動方法による固体撮像装置１４からの静止画像とライブビュー画像の出力に応じた撮像装置１の処理について説明する。

【0116】

撮像装置１の制御部１３は、操作部１２においてユーザによって設定された撮像モード等に応じて、第３の駆動方法による動作モードを固体撮像装置１４および信号処理部１５に指定する。第３の駆動方法による動作モードは、制御部１３から信号処理部１５に指定され、信号処理部１５が固体撮像装置１４へ第３の駆動方法を指定してもよい。

【0117】

固体撮像装置１４は、第３の駆動方法による動作モードが指定されると、上述したように、１シーケンスの最初の１垂直走査期間に同一の露光タイミングで全画素露光を行う。そして、固体撮像装置１４は、１シーケンスの奇数回目の１垂直走査期間に、表示用画像であるライブビュー画像の1/N間引き読み出しを行い、１シーケンスの偶数回目の１垂直走査期間に、記録用画像である静止画像の1/N間引き読み出しを行う。ただし、１シーケンスの最初のライブビュー画像のデータは、静止画像のデータを兼用する。

【0118】

信号処理部１５は、第３の駆動方法による動作モードが指定されると、固体撮像装置１４から上述の順番で静止画像およびライブビュー画像のデータが供給されることを識別し、供給された画像のデータに応じた処理を行う。具体的には、信号処理部１５は、固体撮像装置１４からライブビュー画像のデータが供給された場合には、それを表示部１７に供給して表示部１７に表示させる。また、信号処理部１５は、固体撮像装置１４から静止画像のデータが供給された場合には、それを記録部１６に供給して記録媒体に記録させる。ライブビュー画像と静止画像の兼用のデータは、表示部１７と記録部１６の両方に供給される。

【0119】

上述した実施の形態を適用した固体撮像装置１４を用いることで、撮像装置１において、ブラックアウトフリーを実現することができる。

【0120】

＜その他＞
撮像装置１の制御部１３は、操作部１２においてユーザが指定した撮像モード等によっては、上述した第１の駆動方法または第２の駆動方法による動作モードを固体撮像装置１４および信号処理部１５に指定して、動作させることも可能である。

【0121】

上述した画素５１の画素回路は、フォトダイオード７１で生成された電荷を読み出しタイミングとなるまで保持するメモリ部７３を備える構成としたが、画素５１の画素回路としてメモリ部７３を備えない回路構成を用いて、上述した第３の駆動方法を実行してもよい。その場合、フォトダイオード７１で生成された電荷は、読み出しタイミングとなるまでFD７５で保持される。

【0122】

上述した実施の形態は、本技術を適用した固体撮像装置を備える撮像装置の一実施の形態について説明したが、本技術は、固体撮像装置を備える撮像装置以外の電子機器、例えば、スマートフォン等の撮像機能を有する携帯端末装置や、パーソナルコンピュータ、ゲーム機、ウェアラブル端末などに適用することができる。

【0123】

本技術の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本技術の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。

【0124】

例えば、上述した実施の形態の一部を適宜組み合わせた形態を採用することができる。

【0125】

なお、本明細書に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものではなく、本明細書に記載されたもの以外の効果があってもよい。

【0126】

なお、本技術は、以下の構成を取ることができる。
（１）
複数の画素が行列状に２次元配置された画素アレイ部と、
同一の露光タイミングで前記画素アレイ部の全画素を露光し、全画素を1/Nに間引いた間引き読み出しを２（N-1）回行うことで、前記同一の露光タイミングにより生成された前記画素アレイ部の全画素の電荷を読み出す制御部と
を備える固体撮像装置。
（２）
前記制御部は、Nが奇数の場合、N行間隔の読み出しを垂直方向に繰り返し行うことで、全画素を1/Nに間引いた間引き読み出しを行う
前記（１）に記載の固体撮像装置。
（３）
前記制御部は、Nが偶数の場合、（N-1）行間隔の読み出しと（N＋1）行間隔の読み出しを垂直方向に交互に行うことで、全画素を1/Nに間引いた間引き読み出しを行う
前記（１）または（２）に記載の固体撮像装置。
（４）
前記制御部は、２（N-1）回の前記間引き読み出しの奇数回目については同じ画素行を読み出す
前記（１）乃至（３）のいずれかに記載の固体撮像装置。
（５）
前記制御部は、前記同一の露光タイミングで露光した画素行の電荷の読み出しと、所定のフレームレートで露光を繰り返した画素行の電荷の読み出しとを、１垂直走査期間ごとに交互に行う
前記（１）乃至（４）のいずれかに記載の固体撮像装置。
（６）
前記制御部は、前記画素アレイ部の同一の画素行において、前記所定のフレームレートで露光を繰り返す
前記（１）乃至（５）のいずれかに記載の固体撮像装置。
（７）
前記画素は、
入射された光を受光して光電変換することで電荷を生成する光電変換部と、
前記光電変換部で生成された電荷を転送する第１転送トランジスタと、
前記第１転送トランジスタによって前記光電変換部から転送された前記電荷を読み出しタイミングまで保持する第１電荷保持部と、
前記読み出しタイミングにおいて前記第１電荷保持部に保持された前記電荷を転送する第２転送トランジスタと、
前記第２転送トランジスタによって前記第１電荷保持部から転送された前記電荷を保持する第２電荷保持部と
を有する
前記（１）乃至（６）のいずれかに記載の固体撮像装置。
（８）
複数の画素が行列状に２次元配置された画素アレイ部を備える固体撮像装置が、
同一の露光タイミングで前記画素アレイ部の全画素を露光し、全画素を1/Nに間引いた間引き読み出しを２（N-1）回行うことで、前記同一の露光タイミングにより生成された前記画素アレイ部の全画素の電荷を読み出す
固体撮像装置の駆動方法。
（９）
複数の画素が行列状に２次元配置された画素アレイ部と、
同一の露光タイミングで前記画素アレイ部の全画素を露光し、全画素を1/Nに間引いた間引き読み出しを２（N-1）回行うことで、前記同一の露光タイミングにより生成された前記画素アレイ部の全画素の電荷を読み出す制御部と
を備える固体撮像装置
を備える電子機器。
（１０）
２（N-1）回の前記間引き読み出しにより前記固体撮像装置から供給される画像データのうち、奇数回目の画像データを表示部に表示させ、偶数回目の画像データを記録媒体に記録させる処理を行う信号処理部をさらに備える
前記（９）に記載の電子機器。

【符号の説明】

【0127】

１ 撮像装置， １２ 操作部， １３ 制御部， １４ 固体撮像装置， １５ 信号処理部， １６ 記録部， １７ 表示部， ５１ 画素， ５２ 画素アレイ部， ５３ 垂直駆動回路， ７１ フォトダイオード， ７２ 第１転送トランジスタ， ７３ メモリ部（MEM）， ７４ 第２転送トランジスタ， ７５ FD， ７６ リセットトランジスタ， ７７ 増幅トランジスタ， ７８ 選択トランジスタ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】