JP2015228544A - 固体撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】垂直信号線の読み出し向きを切り換えながら画素信号を読み出し、かつ画素信号の重み付け加算を実施可能とする固体撮像装置を提供すること。
【解決手段】固体撮像装置１は、重み付け加算回路１３，２３、回路選択部１２，２２、および読み出し切り換え部１１，２１を有する。重み付け加算回路１３，２３の重み付け回路は、垂直信号線１０を経て読み出された画素信号へ重み付けを施す。重み付け加算回路１３，２３は、重み付けが施された画素信号を合成して得られた合成画素信号を出力する。回路選択部１２，２２は、複数の垂直信号線１０から読み出された画素信号に対し、重み付けに使用される重み付け回路を選択する。読み出し切り換え部１１，２１は、垂直信号線１０からの画素信号の読み出し向きを切り換える。回路選択部１２，２２は、読み出し向きの切り換えに応じて、重み付け回路の選択を切り換え可能とする。
【選択図】図１

Description

本実施形態は、固体撮像装置に関する。

従来、ＣＭＯＳイメージセンサで実施される処理の一つとして、画素アレイにて水平方向へ互いに並列する同色画素の信号レベルをある一定の割合で加算して出力する、いわゆる重み付け加算が知られている。

また、画素アレイに対し垂直方向上側と下側とにＡＤ変換器が配置されたＣＭＯＳイメージセンサにおいて、垂直信号線の読み出し向きを常時切り換えながら画素信号を読み出す手法が知られている。水平方向において赤色（Ｒ）画素に隣接する緑色画素（Ｇｒ画素）からの信号と、水平方向において青色（Ｂ）画素に隣接する緑色画素（Ｇｂ画素）からの信号とがそれぞれ異なるＡＤ変換器へ入力される場合、Ｇｒ画素とＧｂ画素とで、ＡＤ変換器の基準電圧のずれによる出力差が生じる場合がある。垂直信号線の読み出し向きを水平読み出し期間（１Ｈ）ごとに切り換えることで、Ｇｒ画素からの信号とＧｂ画素からの信号とを同じ側のＡＤ変換器へ入力可能とする。これにより、Ｇｒ画素とＧｂ画素との、ＡＤ変換後の出力差を抑制できることで、固体撮像装置は、高品質な画像を得ることができる。

このような読み出し方法に、上述の重み付け加算を組み合わせた場合に、重み付けを施すための重み付け回路へ入力される画素信号が１Ｈごとに切り換わることになる。このため、ある読み出し期間にて所望とする割合での重み付け加算が可能となる一方、次の読み出し期間では重み付け回路へ入力される信号のパターンが変化するために、所望とする重み付け加算が維持できないこととなる。

特開２０１３−１８３２９１号公報

一つの実施形態は、垂直信号線の読み出し向きを切り換えながら画素信号を読み出し、かつ画素信号の重み付け加算を実施可能とする固体撮像装置を提供することを目的とする。

一つの実施形態によれば、固体撮像装置は、重み付け加算回路、回路選択部および読み出し切り換え部を有する。重み付け加算回路は、重み付け回路を含む。重み付け回路は、画素アレイから垂直信号線を経て読み出された画素信号へ重み付けを施す。重み付け加算回路は、重み付けが施された画素信号を合成して得られた合成画素信号を出力する。回路選択部は、複数の垂直信号線から読み出された画素信号に対し、重み付けに使用される重み付け回路を選択する。読み出し切り換え部は、垂直信号線からの画素信号の読み出し向きを切り換える。回路選択部は、読み出し向きの切り換えに応じて、重み付け回路の選択を切り換え可能とする。

図１は、実施形態にかかる固体撮像装置の概略構成を示すブロック図である。 図２は、固体撮像装置を備えるカメラシステムであるデジタルカメラの概略構成を示すブロック図である。 図３は、デジタルカメラに設けられている光学系の概略構成を示す図である。 図４は、垂直信号線の読み出し向きの切り換えについて説明する図である。 図５は、実施形態の比較例における読み出し向きの切り換えと、２：１の割合の重み付け加算とについて説明する図である。 図６は、実施形態の比較例における読み出し向きの切り換えと、１：２：１の割合の重み付け加算とについて説明する図である。 図７は、重み付け加算なし、および読み出し向きの切り換えなし、とする第１の動作例を示す図である。 図８は、選択スイッチの内部構成を示す図である。 図９は、重み付け加算なし、および読み出し向きの切り換えあり、とする第２の動作例を示す図である。 図１０は、２画素の重み付け加算を実施、および読み出し向きの切り換えなし、とする第３の動作例を示す図である。 図１１は、２画素の重み付け加算を実施、および読み出し向きの切り換えあり、とする第４の動作例を示す図である。 図１２は、３画素の重み付け加算を実施、および読み出し向きの切り換えなし、とする第５の動作例を示す図である。 図１３は、３画素の重み付け加算を実施、および読み出し向きの切り換えあり、とする第６の動作例を示す図である。

以下に添付図面を参照して、実施形態にかかる固体撮像装置を詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではない。

（実施形態）
図１は、実施形態にかかる固体撮像装置の概略構成を示すブロック図である。図２は、固体撮像装置を備えるカメラシステムであるデジタルカメラの概略構成を示すブロック図である。図３は、デジタルカメラに設けられている光学系の概略構成を示す図である。

デジタルカメラ４０は、カメラモジュール４１を備える。デジタルカメラ４０は、デジタルスチルカメラおよびデジタルビデオカメラのいずれであっても良い。カメラシステムは、デジタルカメラ４０に限られず、カメラモジュール４１を備えるいずれの電子機器であっても良い。

カメラシステム４０は、カメラモジュール４１および後段処理部４２を有する。カメラモジュール４１は、撮像光学系４３および固体撮像装置１を有する。後段処理部４２は、イメージシグナルプロセッサ（ＩＳＰ）４４、記憶部４５および表示部４６を有する。

撮像光学系４３は、被写体からの光を取り込み、被写体像を結像させる。固体撮像装置１は、被写体像を撮像する。ＩＳＰ４４は、固体撮像装置１での撮像により得られた画像の信号処理を実施する。記憶部４５は、ＩＳＰ４４での信号処理を経た画像を格納する。記憶部４５は、ユーザの操作等に応じて、表示部４６へ画像信号を出力する。

被写体からデジタルカメラ４０の撮像光学系４３へ入射した光は、メインミラー５１、サブミラー５２およびメカシャッタ５６を経てイメージセンサ２へ進行する。デジタルカメラ４０は、イメージセンサ２において被写体像を撮像する。

サブミラー５２で反射した光は、オートフォーカス（ＡＦ）センサ５３へ進行する。デジタルカメラ４０は、ＡＦセンサ５３での検出結果を使用するフォーカス調整を行う。メインミラー５１で反射した光は、レンズ５４およびプリズム５５を経てファインダー５７へ進行する。

固体撮像装置１は、イメージセンサ２および信号処理回路３を備える。撮像素子であるイメージセンサ２は、被写体像を撮像する。イメージセンサ２は、例えば、ＣＭＯＳイメージセンサである。イメージセンサ２は、画素アレイ４、タイミング生成器５、垂直シフトレジスタ６、水平シフトレジスタ７，８、論理回路９、読み出し切り換え部１１，２１、回路選択部１２，２２、重み付け加算回路１３，２３、およびアナログデジタル変換器（ＡＤＣ）１４，２４を備える。

画素アレイ４は、イメージセンサ２の撮像領域に設けられている。画素アレイ４は、水平方向および垂直方向へアレイ状に配列された画素を備える。各画素は、光電変換素子であるフォトダイオードを備える。光電変換素子は、入射光量に応じた信号電荷を生成する。各画素は、入射光量に応じた信号電荷を蓄積する。垂直信号線１０は、画素アレイ４にて垂直方向へ配列された画素からの画素信号を出力する。

各画素の入射側には、色配列に応じたカラーフィルタ（図示省略）が設けられている。各画素は、カラーフィルタを透過した色光を検出する。各色成分の光を分担して検出する各色画素は、ベイヤー配列を構成する。

タイミング生成器５は、各種のタイミングを制御するためのクロックを生成する。タイミング生成器５は、垂直同期信号に応じた垂直走査クロックを生成して、垂直シフトレジスタ６へ出力する。タイミング生成器５は、水平同期信号に応じた水平走査クロックを生成して、水平シフトレジスタ７，８へ出力する。

垂直シフトレジスタ６は、タイミング生成器５からの垂直走査クロックに応じて、信号が読み出される画素の行を選択する。垂直シフトレジスタ６は、選択された行の各画素へ読み出し信号を出力する。垂直シフトレジスタ６から読み出し信号が入力された画素は、蓄積された信号電荷を垂直信号線１０へ出力する。水平シフトレジスタ７は、タイミング生成器５からの水平走査クロックをＡＤＣ２４へ供給する。水平シフトレジスタ８は、タイミング生成器５からの水平走査クロックをＡＤＣ１４へ供給する。

タイミング生成器５は、水平読み出し期間（１Ｈ）ごとにおける垂直信号線１０の読み出し向きの切り換えを指示する切り換え指示を生成し、読み出し切り換え部１１，２１へ供給する。１Ｈは、１行の画素からの画素信号をデジタル信号としてイメージセンサ２から出力する期間とする。タイミング生成器５は、垂直信号線１０の読み出し向きの切り換えのタイミングを示す切り換えパルス信号３２を生成し、論理回路９へ出力する。

論理回路９は、タイミング生成器５からの切り換えパルス信号３２と、モード設定信号３１とに応じて、スイッチ制御信号３３を生成する切り換え制御部である。スイッチ制御信号３３は、回路選択部１２における第１の重み付け回路の選択の切り換えと、回路選択部２２における第２の重み付け回路の選択の切り換えとを制御する制御信号である。論理回路９は、生成されたスイッチ制御信号３３を回路選択部１２，２２へ出力する。カメラモジュール４１は、例えばユーザの操作に応じて、撮影モードを切り換え可能であるものとする。固体撮像装置１には、撮影モードに応じたモード設定信号３１が入力される。

読み出し切り換え部１１，２１は、垂直信号線１０の読み出し向きを第１の向きと第２の向きとに切り換える。第１の向きは、垂直方向上向きとする。第２の向きは、第１の向きとは逆の向きであって、垂直方向下向きとする。

第１回路選択部である回路選択部１２は、複数の垂直信号線１０から第１の向きである垂直方向上向きへ読み出された画素信号に対し、重み付けに使用される第１の重み付け回路を選択する。

第１の重み付け加算回路である重み付け加算回路１３は、画素信号へ重み付けを施す第１の重み付け回路を含む。重み付け加算回路１３では、複数の垂直信号線１０から垂直方向上向きへ読み出された画素信号が、重み付けが施された後に互いに足し合わされる。重み付け加算回路１３は、重み付けが施された画素信号を合成して、合成画素信号を生成する。重み付け加算回路１３は、生成された合成画素信号を出力する。

第１のＡＤ変換器であるＡＤＣ１４は、重み付け加算回路１３からの合成画素信号のＡＤ変換を実施する。ＡＤＣ１４は、アナログ方式の信号である合成画素信号を、デジタル方式の信号へ変換する。

第２回路選択部である回路選択部２２は、複数の垂直信号線１０から第２の向きである垂直方向下向きへ読み出された画素信号に対し、重み付けに使用される第２の重み付け回路を選択する。

第２の重み付け加算回路である重み付け加算回路２３は、画素信号へ重み付けを施す第２の重み付け回路を含む。重み付け加算回路２３では、複数の垂直信号線１０から垂直方向下向きへ読み出された画素信号が、重み付けが施された後に互いに足し合わされる。重み付け加算回路２３は、重み付けが施された画素信号を合成して、合成画素信号を生成する。重み付け加算回路２３は、生成された合成画素信号を出力する。

第２のＡＤ変換器であるＡＤＣ２４は、重み付け加算回路２３からの合成画素信号のＡＤ変換を実施する。ＡＤＣ２４は、アナログ方式の信号である合成画素信号を、デジタル方式の信号へ変換する。イメージセンサ２は、ＡＤＣ１４，２４からの信号を、画像信号として出力する。

後段の信号処理回路３は、イメージセンサ２からの画像信号に対し、各種の信号処理を実施する。固体撮像装置１は、信号処理回路３での信号処理を経た画像信号をチップ外部へ出力する。固体撮像装置１は、信号処理回路３での信号処理を経たデータに基づき、イメージセンサ２のフィードバック制御を実施する。

図４は、垂直信号線の読み出し向きの切り換えについて説明する図である。図４では、水平読み出し期間（１Ｈ）ごとにおける行選択と、読み出し向きとの遷移とを示している。読み出し切り換え部１１，２１は、１Ｈごとに接続および遮断を切り換える。

画素アレイ４の赤色（Ｒ）画素、青色（Ｂ）画素、緑色（Ｇ）画素であるＧｒ画素およびＧｂ画素は、ベイヤー配列に従って配置されている。Ｒ画素は、Ｒ光の信号レベルを検出する。Ｂ画素は、Ｂ光の信号レベルを検出する。Ｇｒ画素およびＧｂ画素は、Ｇ光の信号レベルを検出する。Ｇｒ画素は、水平方向においてＲ画素に隣接する。Ｇｂ画素は、水平方向においてＢ画素に隣接する。

ベイヤー配列は、２×２の画素ブロックを単位とする。Ｒ画素およびＢ画素は、この画素ブロックの対角に配置されている。画素ブロックの残りの対角に、Ｇｒ画素およびＧｂ画素が配置されている。

図示する最初の１Ｈでは、垂直シフトレジスタ６は、Ｒ画素およびＧｒ画素の行を選択している。この１Ｈにて、例えば読み出し切り換え部１１は、Ｇｂ画素およびＲ画素の画素信号を出力する垂直信号線１０およびＡＤＣ１４の間を遮断させ、Ｂ画素およびＧｒ画素の画素信号を出力する垂直信号線１０をＡＤＣ１４側へ接続させる。ＡＤＣ１４には、Ｇｒ画素からの画素信号が入力される。

また、読み出し切り換え部２１は、Ｇｂ画素およびＲ画素の画素信号を出力する垂直信号線１０をＡＤＣ２４側へ接続させ、Ｂ画素およびＧｒ画素の画素信号を出力する垂直信号線１０およびＡＤＣ２４の間を遮断させる。ＡＤＣ２４には、Ｒ画素からの画素信号が入力される。

その次の１Ｈでは、垂直シフトレジスタ６は、Ｇｂ画素およびＢ画素の行を選択する。この１Ｈにて、読み出し切り換え部１１は、Ｇｂ画素およびＲ画素の画素信号を出力する垂直信号線１０をＡＤＣ１４側へ接続させ、Ｂ画素およびＧｒ画素の画素信号を出力する垂直信号線１０およびＡＤＣ１４の間を遮断させる。ＡＤＣ１４には、Ｇｂ画素からの画素信号が入力される。

また、読み出し切り換え部２１は、Ｇｂ画素およびＲ画素の画素信号を出力する垂直信号線１０およびＡＤＣ２４の間を遮断させ、Ｂ画素およびＧｒ画素の画素信号を出力する垂直信号線１０をＡＤＣ２４側へ接続させる。ＡＤＣ２４には、Ｂ画素からの画素信号が入力される。その次の１Ｈでは、垂直シフトレジスタ６がＲ画素およびＧｒ画素の行を選択するとともに、読み出し切り換え部１１，２１がさらに切り換わることで、図示する最初の１Ｈと同じ状態となる。

イメージセンサ２は、このようにして、垂直信号線１０の読み出し向きを切り換える。これにより、Ｇｒ画素からの画素信号とＧｂ画素からの画素信号とは、常時上側のＡＤＣ１４へ入力され、Ｒ画素からの画素信号とＢ画素からの画素信号とは、常時下側のＡＤＣ２４へ入力される。

Ｇｒ画素からの画素信号とＧｂ画素からの画素信号とが、ＡＤＣ１４，２４の互いに異なるほうへ入力される場合に、イメージセンサ２は、ＡＤＣ１４とＡＤＣ２４とにおいて基準電圧（ＶＲＥＦ）にずれが生じたときに、ＡＤ変換後における互いの画素信号に出力差が生じることとなる。かかる出力差が要因となって、固体撮像装置１は、被写体には存在しない格子状のパターンを画像に生じさせることがある。

イメージセンサ２は、Ｇｒ画素からの画素信号とＧｂ画素からの画素信号とを常時同じ側のＡＤＣ１４へ入力させることで、ＡＤ変換後における出力差を抑制させる。これにより、固体撮像装置１は、格子状のパターンを抑制でき、高品質な画像を得ることができる。なお、イメージセンサ２は、Ｇｒ画素からの画素信号とＧｂ画素からの画素信号とを下側のＡＤＣ２４へ入力させることとしても良い。

ここで、図５および図６を参照して、本実施形態の比較例について説明する。図５および図６は、実施形態の比較例における読み出し向きの切り換えと、重み付け加算とについて説明する図である。この比較例は、読み出し向きを切り換える読み出し切り換え部１１，２１に、重み付け加算回路１３，２３が直接接続された構成を示している。

比較例に示す構成は、本実施形態の構成から回路選択部１２，２２と論理回路９とを除いたものに相当する。画素アレイ４のうち円を付して示す画素は、重み付け加算において他の画素に対して重みを大きく付ける画素であること、言い換えると重み付け加算の重心であることを示している。

図５は、イメージセンサの一部の構成の詳細を示す図である。図５には、２：１の割合での重み付け加算と、１Ｈごとの読み出し向きの切り換えとを実施する場合を示している。図示する最初の１Ｈでは、垂直シフトレジスタ６は、Ｒ画素およびＧｒ画素の行を選択している。読み出し切り換え部１１は、Ｂ画素およびＧｒ画素の列の垂直信号線１０を重み付け加算回路１３に接続する。読み出し切り換え部２１は、Ｇｂ画素およびＲ画素の列の垂直信号線１０を重み付け加算回路２３に接続する。

読み出し切り換え部１１には、４本の垂直信号線１０から垂直方向上向きへ読み出された画素信号が入力される。読み出し切り換え部１１は、タイミング生成器５からの切り換え指示に応じて、４本の垂直信号線１０のそれぞれについて、接続および遮断を切り換える。読み出し切り換え部１１は、４本の垂直信号線１０のうち接続状態とされている２本の垂直信号線１０からの画素信号を出力する。

重み付け加算回路１３では、読み出し切り換え部１１からの各入力に対して、それぞれ重み付け回路１６が接続されている。プログラマブルゲインアンプ回路（ＰＧＡ）１５は、各重み付け回路１６の出力側に接続されている。ＰＧＡ１５は、重み付け加算回路１３からの合成画素信号にゲインを乗算する。ＡＤＣ１４は、各ＰＧＡ１５の出力側にそれぞれ接続されている。

重み付け加算回路１３からの合成画素信号は、重み付け加算回路１３に接続されている２列のＰＧＡ１５およびＡＤＣ１４の組のうち一方へ入力される。合成画素信号が入力されないほうの列のＰＧＡ１５およびＡＤＣ１４は、電源が遮断される。

読み出し切り換え部２１には、４本の垂直信号線１０から垂直方向下向きへ読み出された画素信号が入力される。読み出し切り換え部２１は、読み出し切り換え部１１と同様に構成されている。

重み付け加算回路２３には、読み出し切り換え部２１からの各入力に対して、それぞれ重み付け回路２６が接続されている。プログラマブルゲインアンプ回路（ＰＧＡ）２５は、各重み付け回路２６の出力側に接続されている。ＰＧＡ２５は、重み付け加算回路２３からの合成画素信号にゲインを乗算する。ＡＤＣ２４は、各ＰＧＡ２５の出力側にそれぞれ接続されている。

重み付け加算回路２３からの合成画素信号は、重み付け加算回路２３に接続されている２列のＰＧＡ２５およびＡＤＣ２４の組の一方へ入力される。合成画素信号が入力されないほうの列のＰＧＡ２５およびＡＤＣ２４は、電源が遮断される。このように、１列おきにＡＤＣ１４，２４の電源を遮断することで、固体撮像装置１は、消費電力を削減することができる。

図示する構成によると、重み付け加算回路１３では、重心以外とするＧｒ画素の画素信号の経路に、重み付け「１」の重み付け回路１６が接続され、重心とするＧｒ画素の画素信号の経路に、重み付け「２」の重み付け回路１６が接続される。重み付け加算回路２３では、重心とするＲ画素の画素信号の経路に、重み付け「２」の重み付け回路２６が接続され、重心以外とするＲ画素の画素信号の経路に、重み付け「１」の重み付け回路２６が接続される。この１Ｈでは、イメージセンサ２は、所望とする２：１の割合で重み付けが付された合成画素信号を得ることができる。

その次の１Ｈでは、垂直シフトレジスタ６は、Ｇｂ画素およびＢ画素の行を選択している。読み出し切り換え部１１は、Ｇｂ画素およびＲ画素の列の垂直信号線１０を重み付け加算回路１３に接続する。読み出し切り換え部２１は、Ｂ画素およびＧｒ画素の列の垂直信号線１０を重み付け加算回路２３に接続する。

図示する構成によると、重み付け加算回路１３では、重心とするＧｂ画素の画素信号の経路に、重み付け「１」の重み付け回路１６が接続され、重心以外とするＧｂ画素の画素信号に、重み付け「２」の重み付け回路１６が接続される。重み付け加算回路２３では、重心以外とするＢ画素の画素信号の経路に、重み付け「２」の重み付け回路２６が接続され、重心とするＢ画素の画素信号の経路に、重み付け「１」の重み付け回路２６が接続される。

この１Ｈにおいては、重み付けを「２」とすべき画素信号に対し「１」の重み付けがなされ、重み付けを「１」とすべき画素信号に対し「２」の重み付けがなされる。これによると、所望とする重み付けとは重心を逆とする重み付けがなされることとなるため、イメージセンサ２は、所望とする重み付けが付された画素信号が得られないこととなる。

図６には、１：２：１の割合での重み付け加算と、１Ｈごとの読み出し向きの切り換えとを実施する場合を示している。図５の場合と同様に検討すると、図６に示す最初の１Ｈでは、重み付け加算回路１３では、重心とするＧｒ画素の画素信号の経路に、重み付け「２」の重み付け回路１６が接続され、重心以外とするＧｒ画素の画素信号の経路に、重み付け「１」の重み付け回路１６が接続される。

重み付け加算回路２３では、重心とするＲ画素の画素信号の経路に、重み付け「２」の重み付け回路２６が接続され、重心以外とするＲ画素の画素信号の経路に、重み付け「１」の重み付け回路２６が接続される。この１Ｈでは、イメージセンサ２は、所望とする１：２：１の割合で重み付けが付された画素信号を得ることができる。

その次の１Ｈでは、重み付け加算回路１３では、重心とするＧｂ画素の画素信号の経路に、重み付け「１」の重み付け回路１６が接続される。また、重心以外とするＧｂ画素の画素信号の２つの経路の１つに重み付け「１」の重み付け回路１６が接続され、他の１つには重み付け「２」の重み付け回路１６が接続される。

重み付け加算回路２３では、重心とするＢ画素の画素信号の経路に、重み付け「１」の重み付け回路２６が接続される。また、重心以外とするＢ画素の画素信号の２つの経路の１つに重み付け「１」の重み付け回路２６が接続され、他の１つに重み付け「２」の重み付け回路２６が接続される。この１Ｈでは、イメージセンサ２は、所望とする１：２：１の割合で重み付けが付された画素信号が得られないこととなる。

このように、比較例によると、固体撮像装置１は、重み付け回路１６，２６へ入力される画素信号が１Ｈごとに切り換わることとなる。重み付け加算回路１３，２３は、ある読み出し期間にて所望とする割合での重み付け加算が可能となる一方、次の読み出し期間では、重み付け回路１６，２６へ入力される画素信号のパターンが変化することで、所望とする重み付け加算とは異なる処理を実施することになる。このため、固体撮像装置１は、所望とする信号処理が困難となる。

次に、図７から図１３を参照して、本実施形態の第１から第６の動作例による読み出し向きの切り換えと、重み付け加算とについて説明する。固体撮像装置１は、重み付け加算回路１３，２３での処理を、例えば、重み付け加算なし、２画素の重み付け加算の実施、３画素の重み付け加算の実施、のそれぞれに切り換え可能であるものとする。２画素の重み付け加算とは、水平方向に並列する２つの同色画素を使用する重み付け加算であって、例えば２：１の重み付け加算とする。３画素の重み付け加算とは、水平方向に並列する３つの同色画素を使用する重み付け加算であって、例えば１：２：１の重み付け加算とする。

また、固体撮像装置１は、例えば、垂直信号線１０の読み出し向きの切り換えの有無を変更できるものとする。固体撮像装置１は、例えば撮影モードの切り換えに応じて、重み付け加算の切り換えと、読み出し向きの切り換えの有無の変更とを行う。

回路選択部１２には、読み出し切り換え部１１にて接続されている２本の垂直信号線１０からの画素信号が入力される。重み付け加算回路１３では、回路選択部１２からの各入力に対して、それぞれ第１の重み付け回路である重み付け回路１６が接続されている。回路選択部２２には、読み出し切り換え部２１にて接続されている２本の垂直信号線１０からの画素信号が入力される。重み付け加算回路２３では、回路選択部２２からの各入力に対して、それぞれ第２の重み付け回路である重み付け回路２６が接続されている。回路選択部１２，２２の内部には、接続（ＯＮ）および遮断（ＯＦＦ）を切り換え可能な５つのスイッチ（ＳＷ１〜ＳＷ５）が設けられている。

図７は、第１の動作例として、重み付け加算なし、および読み出し向きの切り換えなし、とするときの状態を示す。固体撮像装置１には、重み付け加算なし、および読み出し向きの切り換えなし、とするモード設定信号３１が入力される。論理回路９は、当該モード設定信号３１の内容に対応するスイッチ制御情報をレジスタから読み出す。

第１の動作例において読み出されるスイッチ制御情報は、回路選択部１２および回路選択部２２の双方に対して、水平読み出し期間に関わらず、ＳＷ１〜ＳＷ５をそれぞれＯＮ，ＯＦＦ，ＯＦＦ，ＯＮ，ＯＦＦとすることを内容とする。論理回路９は、読み出されたスイッチ制御情報を含むスイッチ制御信号３３を出力する。回路選択部１２，２２には、論理回路９からのスイッチ制御信号３３が入力される。タイミング生成器５は、読み出し切り換え部１１，２１への切り換え指示の供給と、論理回路９への切り換えパルス信号３２の出力とを停止させる。

読み出し切り換え部１１は、Ｇｂ画素およびＲ画素の画素信号を出力する垂直信号線１０およびＡＤＣ１４の間を遮断させ、Ｂ画素およびＧｒ画素の画素信号を出力する垂直信号線１０をＡＤＣ１４側へ接続させる。読み出し切り換え部２１は、Ｇｂ画素およびＲ画素の画素信号を出力する垂直信号線１０をＡＤＣ２４側へ接続させ、Ｂ画素およびＧｒ画素の画素信号を出力する垂直信号線１０およびＡＤＣ２４の間を遮断させる。

図示する最初の１Ｈでは、垂直シフトレジスタ６は、Ｒ画素およびＧｒ画素の行を選択している。このとき、Ｇｒ画素からの画素信号は、回路選択部１２のＳＷ１およびＳＷ４を通じて、ＡＤＣ１４へ入力される。Ｒ画素からの画素信号は、回路選択部２２のＳＷ１およびＳＷ４を通じて、ＡＤＣ２４へ入力される。

次の１Ｈでは、垂直シフトレジスタ６は、Ｇｂ画素およびＢ画素の行を選択する。このとき、Ｂ画素からの画素信号は、回路選択部１２のＳＷ１およびＳＷ４を通じて、ＡＤＣ１４へ入力される。Ｇｂ画素からの画素信号は、回路選択部２２のＳＷ１およびＳＷ４を通じて、ＡＤＣ２４へ入力される。

固体撮像装置１は、第１の動作例において、このような動作を繰り返す。第１の動作例では、固体撮像装置１は、重み付け加算を実施せず、かつＧｒ画素からの画素信号をＡＤＣ１４にてＡＤ変換させ、Ｇｂ画素からの画素信号をＡＤＣ２４にてＡＤ変換させる。

図８は、選択スイッチの内部構成を示す図である。回路選択部１２は、２つの入力端子と２つの出力端子とを備える。なお、回路選択部２２は、図８に示す回路選択部１２と同様の構成を備える。

ＳＷ１，ＳＷ２の入力側は、共に、回路選択部１２の一方の入力端子に接続されている。ＳＷ３，ＳＷ４，ＳＷ５の入力側は、共に、回路選択部１２の他方の入力端子に接続されている。ＳＷ１，ＳＷ３は、共に、回路選択部１２の一方の出力端子に接続されている。ＳＷ２，ＳＷ４は、共に、回路選択部１２の他方の出力端子に接続されている。ＳＷ５は、当該ＳＷ５を備える回路選択部１２の隣に位置する回路選択部１２の、１つの出力端子に接続されている。

回路選択部１２は、論理回路９からのスイッチ制御信号３３に応じて、ＳＷ１〜ＳＷ５のそれぞれのＯＮ／ＯＦＦを切り換える。論理回路９は、モード設定信号３１の内容に対応するスイッチ制御情報を、例えばレジスタに保持している。スイッチ制御情報は、ＳＷ１〜ＳＷ５それぞれのＯＮ／ＯＦＦを示す情報とする。

スイッチ制御情報は、垂直信号線１０における読み出し向きの切り換えの有無と、重み付け加算回路１３，２３における処理の内容とに対応付けられて、設定されている。論理回路９は、読み出し向きの切り換えの有無と、重み付け加算の処理の内容とに応じたスイッチ制御信号３３を生成する。

図９は、第２の動作例として、重み付け加算なし、および読み出し向きの切り換えあり、とするときの状態を示す。固体撮像装置１には、重み付け加算なし、および読み出し向きの切り換えあり、とするモード設定信号３１が入力される。論理回路９は、当該モード設定信号３１の内容に対応するスイッチ制御信号をレジスタから読み出す。

第２の動作例において読み出されるスイッチ制御情報は、回路選択部１２および回路選択部２２の双方に対して、水平読み出し期間に関わらず、ＳＷ１〜ＳＷ５をそれぞれＯＮ，ＯＦＦ，ＯＦＦ，ＯＮ，ＯＦＦとすることを内容とする。論理回路９は、読み出されたスイッチ制御情報を含むスイッチ制御信号３３を出力する。回路選択部１２，２２には、論理回路９からのスイッチ制御信号３３が入力される。

タイミング生成器５は、１Ｈごとに読み出し切り換え部１１，２１へ切り換え指示を供給する。また、タイミング生成器５は、論理回路９への切り換えパルス信号３２の出力を停止させる。

図示する最初の１Ｈでは、垂直シフトレジスタ６は、Ｒ画素およびＧｒ画素の行を選択している。この１Ｈにて、例えば読み出し切り換え部１１は、Ｇｂ画素およびＲ画素の画素信号を出力する垂直信号線１０およびＡＤＣ１４の間を遮断させ、Ｂ画素およびＧｒ画素の画素信号を出力する垂直信号線１０をＡＤＣ１４側へ接続させる。このとき、Ｇｒ画素からの画素信号は、回路選択部１２のＳＷ１およびＳＷ４を通じて、ＡＤＣ１４へ入力される。

また、読み出し切り換え部２１は、Ｇｂ画素およびＲ画素の画素信号を出力する垂直信号線１０をＡＤＣ２４側へ接続させ、Ｂ画素およびＧｒ画素の画素信号を出力する垂直信号線１０およびＡＤＣ２４の間を遮断させる。Ｒ画素からの画素信号は、回路選択部２２のＳＷ１およびＳＷ４を通じて、ＡＤＣ２４へ入力される。

その次の１Ｈでは、垂直シフトレジスタ６は、Ｇｂ画素およびＢ画素の行を選択する。読み出し切り換え部１１，２１は、タイミング生成器５からの切り換え指示に応じて、接続および遮断を切り換える。この１Ｈにて、読み出し切り換え部１１は、Ｇｂ画素およびＲ画素の画素信号を出力する垂直信号線１０をＡＤＣ１４側へ接続させ、Ｂ画素およびＧｒ画素の画素信号を出力する垂直信号線１０およびＡＤＣ１４の間を遮断させる。Ｇｂ画素からの画素信号は、回路選択部１２のＳＷ１およびＳＷ４を通じて、ＡＤＣ１４へ入力される。

また、読み出し切り換え部２１は、Ｇｂ画素およびＲ画素の画素信号を出力する垂直信号線１０およびＡＤＣ２４の間を遮断させ、Ｂ画素およびＧｒ画素の画素信号を出力する垂直信号線１０をＡＤＣ２４側へ接続させる。Ｂ画素からの画素信号は、回路選択部２２のＳＷ１およびＳＷ４を通じて、ＡＤＣ２４へ入力される。

固体撮像装置１は、第２の動作例において、このような動作を繰り返す。第２の動作例では、固体撮像装置１は、重み付け加算を実施せず、かつＧｒ画素からの画素信号およびＧｂ画素からの画素信号をいずれもＡＤＣ１４にてＡＤ変換させる。

図１０は、第３の動作例として、２画素の重み付け加算を実施、および読み出し向きの切り換えなし、とするときの状態を示す。固体撮像装置１には、２画素の重み付け加算、および読み出し向きの切り換えなし、とするモード設定信号３１が入力される。論理回路９は、当該モード設定信号３１の内容に対応するスイッチ制御情報をレジスタから読み出す。

第３の動作例において読み出されるスイッチ制御情報は、回路選択部１２に対して、水平読み出し期間に関わらず、ＳＷ１〜ＳＷ５をそれぞれＯＦＦ，ＯＮ，ＯＮ，ＯＦＦ，ＯＦＦとすることを内容とする。また、回路選択部２２に対して、水平読み出し期間に関わらず、ＳＷ１〜ＳＷ５をそれぞれＯＮ，ＯＦＦ，ＯＦＦ，ＯＮ，ＯＦＦとすることを内容とする。

論理回路９は、読み出されたスイッチ制御情報を含むスイッチ制御信号３３を出力する。回路選択部１２，２２には、論理回路９からのスイッチ制御信号３３が入力される。タイミング生成器５は、読み出し切り換え部１１，２１への切り換え指示の供給と、論理回路９への切り換えパルス信号３２の出力とを停止させる。

読み出し切り換え部１１は、Ｇｂ画素およびＲ画素の画素信号を出力する垂直信号線１０およびＡＤＣ１４の間を遮断させ、Ｂ画素およびＧｒ画素の画素信号を出力する垂直信号線１０をＡＤＣ１４側へ接続させる。読み出し切り換え部２１は、Ｇｂ画素およびＲ画素の画素信号を出力する垂直信号線１０をＡＤＣ２４側へ接続させ、Ｂ画素およびＧｒ画素の画素信号を出力する垂直信号線１０およびＡＤＣ２４の間を遮断させる。

図示する最初の１Ｈでは、垂直シフトレジスタ６は、Ｒ画素およびＧｒ画素の行を選択している。このとき、回路選択部１２は、重心以外とするＧｒ画素の画素信号を、ＳＷ２を通じて、重み付け「１」の重み付け回路１６へ入力させる。かつ、回路選択部１２は、重心とするＧｒ画素の画素信号を、ＳＷ３を通じて、重み付け「２」の重み付け回路１６へ入力させる。ＡＤＣ１４には、２つのＧｒ画素について２：１の重み付け加算が施された合成画素信号が入力される。

また、回路選択部２２は、重心とするＲ画素の画素信号を、ＳＷ１を通じて重み付け「２」の重み付け回路２６へ入力させる。かつ、回路選択部２２は、重心以外とするＲ画素の画素信号を、ＳＷ４を通じて、重み付け「１」の重み付け回路２６へ入力させる。ＡＤＣ２４には、２つのＲ画素について２：１の重み付け加算が施された合成画素信号が入力される。

次の１Ｈでは、垂直シフトレジスタ６は、Ｇｂ画素およびＢ画素の行を選択する。このとき、回路選択部１２は、重心以外とするＢ画素の画素信号を、ＳＷ２を通じて、重み付け「１」の重み付け回路１６へ入力させる。かつ、回路選択部１２は、重心とするＢ画素の画素信号を、ＳＷ３を通じて、重み付け「２」の重み付け回路１６へ入力させる。ＡＤＣ１４には、２つのＢ画素について２：１の重み付け加算が施された合成画素信号が入力される。

また、回路選択部２２は、重心とするＧｂ画素の画素信号を、ＳＷ１を通じて重み付け「２」の重み付け回路２６へ入力させる。かつ、回路選択部２２は、重心以外とするＧｂ画素の画素信号を、ＳＷ４を通じて、重み付け「１」の重み付け回路２６へ入力させる。ＡＤＣ２４には、２つのＧｂ画素について２：１の重み付け加算が施された合成画素信号が入力される。

固体撮像装置１は、第３の動作例において、このような動作を繰り返す。第３の動作例では、固体撮像装置１は、２画素の重み付け加算を実施する。また、固体撮像装置１は、Ｇｒ画素からの画素信号をＡＤＣ１４にてＡＤ変換させ、Ｇｂ画素からの画素信号をＡＤＣ２４にてＡＤ変換させる。

図１１は、第４の動作例として、２画素の重み付け加算を実施、および読み出し向きの切り換えあり、とするときの状態を示す。固体撮像装置１には、２画素の重み付け加算、および読み出し向きの切り換えあり、とするモード設定信号３１が入力される。論理回路９は、当該モード設定信号３１の内容に対応するスイッチ制御情報をレジスタから読み出す。

第４の動作例において読み出されるスイッチ制御情報は、回路選択部１２に対して、Ｒ画素およびＧｒ画素の行が選択される水平読み出し期間にて、ＳＷ１〜ＳＷ５をそれぞれＯＦＦ，ＯＮ，ＯＮ，ＯＦＦ，ＯＦＦとし、Ｇｂ画素およびＢ画素が選択される水平読み出し期間にて、ＳＷ１〜ＳＷ５をそれぞれＯＮ，ＯＦＦ，ＯＦＦ，ＯＮ，ＯＦＦとすることを内容とする。

また、スイッチ制御情報は、回路選択部２２に対して、Ｒ画素およびＧｒ画素の行が選択される水平読み出し期間にて、ＳＷ１〜ＳＷ５をそれぞれＯＮ，ＯＦＦ，ＯＦＦ，ＯＮ，ＯＦＦとし、Ｇｂ画素およびＢ画素が選択される水平読み出し期間にて、ＳＷ１〜ＳＷ５をそれぞれＯＦＦ，ＯＮ，ＯＮ，ＯＦＦ，ＯＦＦとすることを内容とする。

論理回路９は、読み出されたスイッチ制御情報を含むスイッチ制御信号３３を出力する。回路選択部１２，２２には、論理回路９からのスイッチ制御信号３３が入力される。タイミング生成器５は、１Ｈごとに読み出し切り換え部１１，２１へ切り換え指示を供給する。また、タイミング生成器５は、１Ｈごとに論理回路９へ切り換えパルス信号３２を出力する。

図示する最初の１Ｈでは、垂直シフトレジスタ６は、Ｒ画素およびＧｒ画素の行を選択している。この１Ｈにて、例えば読み出し切り換え部１１は、Ｇｂ画素およびＲ画素の画素信号を出力する垂直信号線１０およびＡＤＣ１４の間を遮断させ、Ｂ画素およびＧｒ画素の画素信号を出力する垂直信号線１０をＡＤＣ１４側へ接続させる。

このとき、回路選択部１２は、ＳＷ１〜ＳＷ５をそれぞれＯＦＦ，ＯＮ，ＯＮ，ＯＦＦ，ＯＦＦとする。回路選択部１２は、重心以外とするＧｒ画素の画素信号を、ＳＷ２を通じて、重み付け「１」の重み付け回路１６へ入力させる。かつ、回路選択部１２は、重心とするＧｒ画素の画素信号を、ＳＷ３を通じて、重み付け「２」の重み付け回路１６へ入力させる。ＡＤＣ１４には、２つのＧｒ画素について２：１の重み付け加算が施された合成画素信号が入力される。

読み出し切り換え部２１は、Ｇｂ画素およびＲ画素の画素信号を出力する垂直信号線１０をＡＤＣ２４側へ接続させ、Ｂ画素およびＧｒ画素の画素信号を出力する垂直信号線１０およびＡＤＣ２４の間を遮断させる。

このとき、回路選択部２２は、ＳＷ１〜ＳＷ５をそれぞれＯＮ，ＯＦＦ，ＯＦＦ，ＯＮ，ＯＦＦとする。回路選択部２２は、重心とするＲ画素の画素信号を、ＳＷ１を通じて重み付け「２」の重み付け回路２６へ入力させる。かつ、回路選択部２２は、重心以外とするＲ画素の画素信号を、ＳＷ４を通じて、重み付け「１」の重み付け回路２６へ入力させる。ＡＤＣ２４には、２つのＲ画素について２：１の重み付け加算が施された合成画素信号が入力される。

次の１Ｈでは、垂直シフトレジスタ６は、Ｇｂ画素およびＢ画素の行を選択する。読み出し切り換え部１１，２１は、タイミング生成器５からの切り換え指示に応じて、接続および遮断を切り換える。

この１Ｈにて、読み出し切り換え部１１は、Ｇｂ画素およびＲ画素の画素信号を出力する垂直信号線１０をＡＤＣ１４側へ接続させ、Ｂ画素およびＧｒ画素の画素信号を出力する垂直信号線１０およびＡＤＣ１４の間を遮断させる。また、読み出し切り換え部２１は、Ｇｂ画素およびＲ画素の画素信号を出力する垂直信号線１０およびＡＤＣ２４の間を遮断させ、Ｂ画素およびＧｒ画素の画素信号を出力する垂直信号線１０をＡＤＣ２４側へ接続させる。

論理回路９は、タイミング生成器５からの切り換えパルス信号３２に応じて、ＳＷ１〜ＳＷ５のＯＮ／ＯＦＦの切り換えのためのスイッチ制御信号３３を生成し、回路選択部１２，２２へ出力する。回路選択部１２，２２は、論理回路９からのスイッチ制御信号３３に応じて、ＳＷ１〜ＳＷ５のＯＮ／ＯＦＦを切り換える。

回路選択部１２は、スイッチ制御信号３３に応じて、ＳＷ１〜ＳＷ５をそれぞれＯＮ，ＯＦＦ，ＯＦＦ，ＯＮ，ＯＦＦへと切り換える。回路選択部１２は、重心とするＧｂ画素の画素信号を、ＳＷ１を通じて、重み付け「２」の重み付け回路１６へ入力させる。かつ、回路選択部１２は、重心以外とするＧｂ画素の画素信号を、ＳＷ４を通じて、重み付け「１」の重み付け回路１６へ入力させる。ＡＤＣ１４には、２つのＧｂ画素について２：１の重み付け加算が施された合成画素信号が入力される。

回路選択部２２は、スイッチ制御信号３３に応じて、ＳＷ１〜ＳＷ５をそれぞれＯＦＦ，ＯＮ，ＯＮ，ＯＦＦ，ＯＦＦへと切り換える。回路選択部２２は、重心以外とするＢ画素の画素信号を、ＳＷ２を通じて重み付け「１」の重み付け回路２６へ入力させる。かつ、回路選択部２２は、重心とするＢ画素の画素信号を、ＳＷ３を通じて、重み付け「２」の重み付け回路２６へ入力させる。ＡＤＣ２４には、２つのＢ画素について２：１の重み付け加算が施された合成画素信号が入力される。

固体撮像装置１は、第４の動作例において、このような動作を繰り返す。第４の動作例では、固体撮像装置１は、２画素の重み付け加算を実施する。また、固体撮像装置１は、Ｇｒ画素からの画素信号およびＧｂ画素からの画素信号をいずれもＡＤＣ１４にてＡＤ変換させる。

図１２は、第５の動作例として、３画素の重み付け加算を実施、および読み出し向きの切り換えなし、とするときの状態を示す。固体撮像装置１には、３画素の重み付け加算、および読み出し向きの切り換えなし、とするモード設定信号３１が入力される。論理回路９は、当該モード設定信号３１の内容に対応するスイッチ制御情報をレジスタから読み出す。

第５の動作例において読み出されるスイッチ制御情報は、回路選択部１２に対して、水平読み出し期間に関わらず、ＳＷ１〜ＳＷ５をそれぞれＯＮ，ＯＦＦ，ＯＦＦ，ＯＮ，ＯＦＦとすることを内容とする。また、回路選択部２２に対して、水平読み出し期間に関わらず、ＳＷ１〜ＳＷ５をそれぞれＯＦＦ，ＯＮ，ＯＦＦ，ＯＦＦ，ＯＮとすることを内容とする。

論理回路９は、読み出されたスイッチ制御情報を含むスイッチ制御信号３３を出力する。回路選択部１２，２２には、論理回路９からのスイッチ制御信号３３が入力される。タイミング生成器５は、読み出し切り換え部１１，２１への切り換え指示の供給と、論理回路９への切り換えパルス信号３２の出力とを停止させる。

読み出し切り換え部１１は、Ｇｂ画素およびＲ画素の画素信号を出力する垂直信号線１０およびＡＤＣ１４の間を遮断させ、Ｂ画素およびＧｒ画素の画素信号を出力する垂直信号線１０をＡＤＣ１４側へ接続させる。読み出し切り換え部２１は、Ｇｂ画素およびＲ画素の画素信号を出力する垂直信号線１０をＡＤＣ２４側へ接続させ、Ｂ画素およびＧｒ画素の画素信号を出力する垂直信号線１０およびＡＤＣ２４の間を遮断させる。

図示する最初の１Ｈでは、垂直シフトレジスタ６は、Ｒ画素およびＧｒ画素の行を選択している。このとき、回路選択部１２は、重心以外とするＧｒ画素の画素信号を、ＳＷ４を通じて、重み付け「１」の重み付け回路１６へ入力させる。かつ、回路選択部１２は、重心とするＧｒ画素の画素信号を、ＳＷ１を通じて、重み付け「２」の重み付け回路１６へ入力させる。ＡＤＣ１４には、３つのＧｒ画素について１：２：１の重み付け加算が施された合成画素信号が入力される。

また、回路選択部２２は、重心以外とするＲ画素の画素信号を、ＳＷ２を通じて重み付け「１」の重み付け回路２６へ入力させる。かつ、回路選択部２２は、重心とするＲ画素の画素信号を、ＳＷ５を通じて、重み付け「２」の重み付け回路２６へ入力させる。ＡＤＣ２４には、３つのＲ画素について１：２：１の重み付け加算が施された合成画素信号が入力される。

次の１Ｈでは、垂直シフトレジスタ６は、Ｇｂ画素およびＢ画素の行を選択する。このとき、回路選択部１２は、重心以外とするＢ画素の画素信号を、ＳＷ４を通じて、重み付け「１」の重み付け回路１６へ入力させる。かつ、回路選択部１２は、重心とするＢ画素の画素信号を、ＳＷ１を通じて、重み付け「２」の重み付け回路１６へ入力させる。ＡＤＣ１４には、３つのＢ画素について１：２：１の重み付け加算が施された合成画素信号が入力される。

また、回路選択部２２は、重心以外とするＧｂ画素の画素信号を、ＳＷ２を通じて重み付け「１」の重み付け回路２６へ入力させる。かつ、回路選択部２２は、重心とするＧｂ画素の画素信号を、ＳＷ５を通じて、重み付け「２」の重み付け回路２６へ入力させる。ＡＤＣ２４には、３つのＧｂ画素について１：２：１の重み付け加算が施された合成画素信号が入力される。

固体撮像装置１は、第５の動作例において、このような動作を繰り返す。第５の動作例では、固体撮像装置１は、３画素の重み付け加算を実施する。また、固体撮像装置１は、Ｇｒ画素からの画素信号をＡＤＣ１４にてＡＤ変換させ、Ｇｂ画素からの画素信号をＡＤＣ２４にてＡＤ変換させる。

図１３は、第６の動作例として、３画素の重み付け加算を実施、および読み出し向きの切り換えあり、とするときの状態を示す。固体撮像装置１には、３画素の重み付け加算、および読み出し向きの切り換えあり、とするモード設定信号３１が入力される。論理回路９は、当該モード設定信号３１の内容に対応するスイッチ制御情報をレジスタから読み出す。

第６の動作例において読み出されるスイッチ制御情報は、回路選択部１２に対して、Ｒ画素およびＧｒ画素の行が選択される水平読み出し期間にて、ＳＷ１〜ＳＷ５をそれぞれＯＮ，ＯＦＦ，ＯＦＦ，ＯＮ，ＯＦＦとし、Ｇｂ画素およびＢ画素が選択される水平読み出し期間にて、ＳＷ１〜ＳＷ５をそれぞれＯＦＦ，ＯＮ，ＯＦＦ，ＯＦＦ，ＯＮとすることを内容とする。

また、スイッチ制御情報は、回路選択部２２に対して、Ｒ画素およびＧｒ画素の行が選択される水平読み出し期間にて、ＳＷ１〜ＳＷ５をそれぞれＯＦＦ，ＯＮ，ＯＦＦ，ＯＦＦ，ＯＮとし、Ｇｂ画素およびＢ画素が選択される水平読み出し期間にて、ＳＷ１〜ＳＷ５をそれぞれＯＮ，ＯＦＦ，ＯＦＦ，ＯＮ，ＯＦＦとすることを内容とする。

論理回路９は、読み出されたスイッチ制御情報を含むスイッチ制御信号３３を出力する。回路選択部１２，２２には、論理回路９からのスイッチ制御信号３３が入力される。タイミング生成器５は、１Ｈごとに読み出し切り換え部１１，２１へ切り換え指示を供給する。また、タイミング生成器５は、１Ｈごとに論理回路９へ切り換えパルス信号３２を出力する。

図示する最初の１Ｈでは、垂直シフトレジスタ６は、Ｒ画素およびＧｒ画素の行を選択している。この１Ｈにて、例えば読み出し切り換え部１１は、Ｇｂ画素およびＲ画素の画素信号を出力する垂直信号線１０およびＡＤＣ１４の間を遮断させ、Ｂ画素およびＧｒ画素の画素信号を出力する垂直信号線１０をＡＤＣ１４側へ接続させる。

このとき、回路選択部１２は、ＳＷ１〜ＳＷ５をそれぞれＯＮ，ＯＦＦ，ＯＦＦ，ＯＮ，ＯＦＦとする。回路選択部１２は、重心以外とするＧｒ画素の画素信号を、ＳＷ４を通じて、重み付け「１」の重み付け回路１６へ入力させる。かつ、回路選択部１２は、重心とするＧｒ画素の画素信号を、ＳＷ１を通じて、重み付け「２」の重み付け回路１６へ入力させる。ＡＤＣ１４には、３つのＧｒ画素について１：２：１の重み付け加算が施された合成画素信号が入力される。

読み出し切り換え部２１は、Ｇｂ画素およびＲ画素の画素信号を出力する垂直信号線１０をＡＤＣ２４側へ接続させ、Ｂ画素およびＧｒ画素の画素信号を出力する垂直信号線１０およびＡＤＣ２４の間を遮断させる。

このとき、回路選択部２２は、ＳＷ１〜ＳＷ５をそれぞれＯＦＦ，ＯＮ，ＯＦＦ，ＯＦＦ，ＯＮとする。回路選択部２２は、重心以外とするＲ画素の画素信号を、ＳＷ２を通じて重み付け「１」の重み付け回路２６へ入力させる。かつ、回路選択部２２は、重心とするＲ画素の画素信号を、ＳＷ５を通じて、重み付け「２」の重み付け回路２６へ入力させる。ＡＤＣ２４には、３つのＲ画素について１：２：１の重み付け加算が施された合成画素信号が入力される。

次の１Ｈでは、垂直シフトレジスタ６は、Ｇｂ画素およびＢ画素の行を選択する。読み出し切り換え部１１，２１は、タイミング生成器５からの切り換え指示に応じて、接続および遮断を切り換える。

この１Ｈにて、読み出し切り換え部１１は、Ｇｂ画素およびＲ画素の画素信号を出力する垂直信号線１０をＡＤＣ１４側へ接続させ、Ｂ画素およびＧｒ画素の画素信号を出力する垂直信号線１０およびＡＤＣ１４の間を遮断させる。また、読み出し切り換え部２１は、Ｇｂ画素およびＲ画素の画素信号を出力する垂直信号線１０およびＡＤＣ２４の間を遮断させ、Ｂ画素およびＧｒ画素の画素信号を出力する垂直信号線１０をＡＤＣ２４側へ接続させる。

論理回路９は、タイミング生成器５からの切り換えパルス信号３２に応じて、ＳＷ１〜ＳＷ５のＯＮ／ＯＦＦの切り換えのためのスイッチ制御信号３３を生成し、回路選択部１２，２２へ出力する。回路選択部１２，２２は、論理回路９からのスイッチ制御信号３３に応じて、ＳＷ１〜ＳＷ５のＯＮ／ＯＦＦを切り換える。

回路選択部１２は、スイッチ制御信号３３に応じて、ＳＷ１〜ＳＷ５をそれぞれＯＦＦ，ＯＮ，ＯＦＦ，ＯＦＦ，ＯＮへと切り換える。回路選択部１２は、重心以外とするＧｂ画素の画素信号を、ＳＷ２を通じて、重み付け「１」の重み付け回路１６へ入力させる。かつ、回路選択部１２は、重心とするＧｂ画素の画素信号を、ＳＷ５を通じて、重み付け「２」の重み付け回路１６へ入力させる。ＡＤＣ１４には、３つのＧｂ画素について１：２：１の重み付け加算が施された合成画素信号が入力される。

回路選択部２２は、スイッチ制御信号３３に応じて、ＳＷ１〜ＳＷ５をそれぞれＯＮ，ＯＦＦ，ＯＦＦ，ＯＮ，ＯＦＦへと切り換える。回路選択部２２は、重心以外とするＢ画素の画素信号を、ＳＷ４を通じて重み付け「１」の重み付け回路２６へ入力させる。かつ、回路選択部２２は、重心とするＢ画素の画素信号を、ＳＷ１を通じて、重み付け「２」の重み付け回路２６へ入力させる。ＡＤＣ２４には、３つのＢ画素について１：２：１の重み付け加算が施された合成画素信号が入力される。

固体撮像装置１は、第６の動作例において、このような動作を繰り返す。第６の動作例では、固体撮像装置１は、３画素の重み付け加算を実施する。また、固体撮像装置１は、Ｇｒ画素からの画素信号およびＧｂ画素からの画素信号をいずれもＡＤＣ１４にてＡＤ変換させる。

実施形態によれば、固体撮像装置１は、重み付け回路１６，２６へ入力する画素信号を、垂直信号線１０の読み出し向きの切り換えに応じて、回路選択部１２，２２において切り換え可能とする。固体撮像装置１は、Ｇｒ画素からの画素信号とＧｂ画素からの画素信号とを常時同じ側のＡＤＣ１４へ入力させるとともに、所望とする割合での重み付け加算を実施することができる。これにより、固体撮像装置１は、垂直信号線１０の読み出し向きを切り換えながら画素信号を読み出し、かつ画素信号の重み付け加算を実施できるという効果を奏する。固体撮像装置１は、所望とする信号処理を実現できる。

なお、固体撮像装置１は、重み付け加算として、２：１、１：２：１の双方の重み付け加算が可能である場合に限られない。固体撮像装置１は、これらの少なくとも一方の重み付け加算を実施可能であれば良いものとする。固体撮像装置１は、実施形態で説明する以外にも、あらかじめ設定されたいずれの割合の重み付け加算を実施するものであっても良い。回路選択部１２，２２の構成は、重み付け加算を実施する態様に応じて、適宜変更しても良い。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１ 固体撮像装置、４ 画素アレイ、９ 論理回路、１０ 垂直信号線、１１ 読み出し切り換え部、１２ 回路選択部、１３ 重み付け加算回路、１４ ＡＤＣ、１６ 重み付け回路、２１ 読み出し切り換え部、２２ 回路選択部、２３ 重み付け加算回路、２４ ＡＤＣ、２６ 重み付け回路、３３ スイッチ制御信号。

Claims (7)

1. 画素アレイから垂直信号線を経て読み出された画素信号へ重み付けを施す重み付け回路を含み、前記重み付けが施された前記画素信号を合成して得られた合成画素信号を出力する重み付け加算回路と、
   複数の前記垂直信号線から読み出された前記画素信号に対し、前記重み付けに使用される前記重み付け回路を選択する回路選択部と、
   前記垂直信号線からの前記画素信号の読み出し向きを切り換える読み出し切り換え部と、を有し、
   前記回路選択部は、前記読み出し向きの切り換えに応じて、前記重み付け回路の選択を切り換え可能とすることを特徴とする固体撮像装置。
2. 前記読み出し切り換え部は、前記読み出し向きを、第１の向きと、前記第１の向きとは逆の第２の向きとに切り換え、
   前記重み付け加算回路は、
   前記重み付け回路である第１の重み付け回路を含み、前記第１の向きへ読み出された前記画素信号を基にして得られた前記合成画素信号を出力する第１の重み付け加算回路と、
   前記重み付け回路である第２の重み付け回路を含み、前記第２の向きへ読み出された前記画素信号を基にして得られた前記合成画素信号を出力する第２の重み付け加算回路と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置。
3. 前記回路選択部は、
   複数の前記垂直信号線から前記第１の向きへ読み出された前記画素信号に対し、前記重み付けに使用される前記第１の重み付け回路を選択する第１回路選択部と、
   複数の前記垂直信号線から前記第２の向きへ読み出された前記画素信号に対し、前記重み付けに使用される前記第２の重み付け回路を選択する第２回路選択部と、を備えることを特徴とする請求項２に記載の固体撮像装置。
4. 前記第１の重み付け加算回路からの前記合成画素信号のＡＤ変換を実施する第１のＡＤ変換器と、
   前記第２の重み付け加算回路からの前記合成画素信号のＡＤ変換を実施する第２のＡＤ変換器と、を有することを特徴とする請求項２または３に記載の固体撮像装置。
5. 前記回路選択部における前記選択の切り換えを制御する制御信号を生成し、前記制御信号を前記回路選択部へ出力する切り換え制御部を有し、
   前記切り換え制御部は、前記読み出し向きの切り換えに応じた前記制御信号を生成することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の固体撮像装置。
6. 前記切り換え制御部は、前記重み付け加算回路における重み付け加算の内容に応じた前記制御信号を生成することを特徴とする請求項５に記載の固体撮像装置。
7. 各重み付け回路の出力側に接続され、前記合成画素信号にゲインを乗算するプログラマブルゲインアンプ回路と、
   前記プログラマブルゲインアンプ回路に接続され、前記合成画素信号のＡＤ変換を実施するＡＤ変換器と、を有し、
   前記合成画素信号が入力されない列の前記プログラマブルゲインアンプ回路および前記ＡＤ変換器への電源を遮断させることを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置。

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