JP5398610B2 - 固体電子撮像装置およびその動作制御方法 - Google Patents

Description

この発明は，固体電子撮像装置およびその動作制御方法に関する。

ディジタル・カメラでは撮像素子が用いられており，合成画像を得るためにフォトダイオードに蓄積された信号電荷を混合するものがある（特許文献１）。また，撮像素子としてＣ−ＭＯＳセンサを用いることが実用化されている。このようなＣ−ＭＯＳセンサにおいては，物体の移動の様子を特定するものがある（特許文献２）。Ｃ−ＭＯＳセンサでは，フォトダイオードに蓄積された信号電荷を１行ごとに順に読み出すために，１行ごとに露光タイミングが異なる。このために，動きのある被写体を撮像すると，歪が生じることがある（いわゆるローリング歪）。このようなローリング歪を補正するものもある（特許文献３）。

しかしながら，未だローリング歪を軽減するために改善の余地がある。

特開2006-270658号公報 特開2006-217213号公報 特開2009-141717号公報

この発明は，比較的簡単にローリング歪を軽減することを目的とする。

この発明による固体電子撮像装置は，赤色，緑色もしくは青色またはシアン，マゼンタもしくはイエローの光成分を透過する特性を有するカラー・フィルタが受光面上に形成された光電変換素子が奇数行奇数列および偶数行偶数列または奇数行偶数列および偶数行奇数列に配列され，第４ｎ（ｎは０以上の整数）＋１行と第４ｎ＋２行において斜め方向の２つの光電変換素子に形成されているカラー・フィルタの特性と第４ｎ＋３行と第４ｎ＋４行において斜め方向の２つの光電変換素子に形成されているカラー・フィルタの特性とがそれぞれ同じであるＣ−ＭＯＳセンサ，奇数行の光電変換素子に蓄積された信号電荷を第ｍ（ｍは正の奇数）行から１行ずつ順に行方向に読み出し，最終行の読み出しが終了したことに応じて第１行から１行ずつ順に行方向に読み出す，あるいは第ｍ行から１行ずつ順に行方向とは逆方向に読み出し，第１行の読み出しが終了したことに応じて最終行から１行ずつ順に行方向とは逆方向に読み出して奇数行映像信号として出力するように上記Ｃ−ＭＯＳセンサを制御する奇数行信号電荷読み出し制御手段，ならびに上記奇数行の光電変換素子に蓄積された信号電荷が第ｍ行から１行ずつ順に行方向に読み出された場合には，偶数行の光電変換素子に蓄積された信号電荷を，第ｍ＋１行から１行ずつ行方向とは逆方向に読み出し，第１行の読み出しが終了したことに応じて最終行から１行ずつ順に行方向とは逆方向に読み出し，上記奇数行の光電変換素子に蓄積された信号電荷が第ｍ行から１行ずつ行方向とは逆方向に読み出された場合には，偶数行の光電変換素子に蓄積された信号電荷を，第ｍ＋１行から１行ずつ順に行方向に読み出し，最終行の読み出しが終了したことに応じて第１行から１行ずつ順方向に読み出して偶数行映像信号として出力するように上記Ｃ−ＭＯＳセンサを制御する偶数行信号電荷読み出し制御手段を備えていることを特徴とする。

この発明は，上記固体電子撮像装置に適した動作制御方法も提供している。すなわち，赤色，緑色もしくは青色またはシアン，マゼンタもしくはイエローの光成分を透過する特性を有するカラー・フィルタが受光面上に形成された光電変換素子が奇数行奇数列および偶数行偶数列または奇数行偶数列および偶数行奇数列に配列され，第４ｎ（ｎは０以上の整数）＋１行と第４ｎ＋２行において斜め方向の２つの光電変換素子に形成されているカラー・フィルタの特性と第４ｎ＋３行と第４ｎ＋４行において斜め方向の２つの光電変換素子に形成されているカラー・フィルタの特性とがそれぞれ同じであるＣ−ＭＯＳセンサを備えた固体電子撮像装置の動作制御方法において，奇数行信号電荷読み出し制御手段が，奇数行の光電変換素子に蓄積された信号電荷を第ｍ（ｍは正の奇数）行から１行ずつ順に行方向に読み出し，最終行の読み出しが終了したことに応じて第１行から１行ずつ順に行方向に読み出す，あるいは第ｍ行から１行ずつ順に行方向とは逆方向に読み出し，第１行の読み出しが終了したことに応じて最終行から１行ずつ順に行方向とは逆方向に読み出して奇数行映像信号として出力するように上記Ｃ−ＭＯＳセンサを制御し，偶数行信号電荷読み出し制御手段が，上記奇数行の光電変換素子に蓄積された信号電荷が第ｍ行から１行ずつ順に行方向に読み出された場合には，偶数行の光電変換素子に蓄積された信号電荷を，第ｍ＋１行から１行ずつ行方向とは逆方向に読み出し，第１行の読み出しが終了したことに応じて最終行から１行ずつ順に行方向とは逆方向に読み出し，上記奇数行の光電変換素子に蓄積された信号電荷が第ｍ行から１行ずつ行方向とは逆方向に読み出された場合には，偶数行の光電変換素子に蓄積された信号電荷を，第ｍ＋１行から１行ずつ順に行方向に読み出し，最終行の読み出しが終了したことに応じて第１行から１行ずつ順方向に読み出して偶数行映像信号として出力するように上記Ｃ−ＭＯＳセンサを制御するものである。

この発明によると，Ｃ−ＭＯＳセンサからは奇数行の光電変換素子に蓄積された信号電荷にもとづいて得られる奇数行映像信号と偶数行の光電変換素子に蓄積された信号電荷にもとづいて得られる偶数行と映像信号とが得られる。奇数行映像信号によって表される画像（奇数行画像）は，すべての行の光電変換素子に蓄積された信号電荷にもとづいて得られる映像信号によって表される画像の奇数行の画素から構成される画像である。また，偶数行映像信号によって表される画像（偶数行画像）は，すべての行の光電変換素子に蓄積された信号電荷にもとづいて得られる映像信号によって表される画像の偶数行の画素から構成される画像である。これらの２つの奇数行画像と偶数行画像とはほぼ同じと見なせる。画像の半分を奇数行画像の半分を利用し，画像の残りの半分を偶数行画像を利用して画像合成すると，Ｃ−ＭＯＳセンサのすべての光電変換素子に蓄積された信号電荷を読み出して画像を生成する場合に比べて，画像を生成するのに必要な時間が短くなる。したがって，ローリング歪が軽減される。

被写体が所定以上の速さの動きを有するかどうかを判定する動き判定手段，および上記動き判定手段によって被写体が所定以上の速さの動きを有すると判定されたことに応じて，上記奇数行信号読み出し制御手段の制御のもとに得られる奇数行映像信号によって表わされる奇数行画像の上半分または下半分と,上記偶数行信号読み出し制御手段の制御のもとに得られる偶数行映像信号によって表わされる偶数行画像の下半分または上半分とから１フレームの画像を生成する画像生成手段をさらに備えてもよい。

被写体の移動方向を検出する移動方向検出手段をさらに備えてもよい。この場合，上記移動方向検出手段によって，向かって左方向に被写体が移動していることが検出されたことに応じて，上記奇数行信号電荷読み出し制御手段は，第１行の光電変換素子または最終行の光電変換素子から信号電荷を読み出すように上記Ｃ−ＭＯＳセンサを制御することとなろう。

上記移動方向検出手段によって，向かって左方向以外の方向に被写体が移動していることが検出されたことに応じて，上記奇数行信号電荷読み出し制御手段は，上記Ｃ−ＭＯＳセンサの光電変換素子のすべての行の半分の行の光電変換素子から信号電荷を読み出すものとしてもよい。

Ｃ−ＭＯＳの模式図を示している。 Ｃ−ＭＯＳの読み出し順序を示している。 Ｃ−ＭＯＳの回路図を示している。 Ｃ−ＭＯＳの読み出し順序を示している。 合成画像が生成される様子を示している。 ディジタル・カメラの電気的構成を示している。 ディジタル・カメラの処理手順を示すフローチャートである。 Ｃ−ＭＯＳの読み出し順序を示している。 Ｃ−ＭＯＳの読み出し順序を示している。 ディジタル・カメラの処理手順を示すフローチャートである。 ディジタル・カメラの処理手順を示すフローチャートである。 被写体像の一例である。 被写体像の一例である。

図１は，この発明の実施例を示すもので，Ｃ−ＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）センサ40の一部分の模式図を示している。

Ｃ−ＭＯＳセンサ40には，行方向および列方向に多数のフォトダイオード２および３が配列されている。奇数行に配列されているフォトダイオード２に符号「２」が付され，偶数行に配列されているフォトダイオード３に符号「３」が付されている。この実施例では，奇数行奇数列および偶数行偶数列にフォトダイオード２または３が配列されているが，奇数行偶数列および偶数行奇数列にフォトダイオード２または３が配列されるようにしてもよい。

フォトダイオード２または３の受光面上には，赤色成分，緑色成分または青色成分の光成分を透過する特性を有するカラー・フィルタが形成されている。赤色の光成分を透過するフィルタには「Ｒ」または「ｒ」の符号が付され，緑色の光成分を透過するフィルタには「Ｇ」または「ｇ」の符号が付され，青色の光成分を透過するフィルタには「Ｂ」または「ｂ」の符号が付されている。第４ｎ（ｎは０以上の整数）＋１行と第４ｎ＋２行とにおいて斜め方向の２つの光電変換素子に形成されているカラー・フィルタの特性と第４ｎ＋３行と第４ｎ＋４行とにおいて斜め方向の２つのフォトダイオード２および３に形成されているカラー・フィルタの特性とがそれぞれ同じである。赤色成分，緑色成分または青色成分の光成分を透過する特性を有するカラー・フィルタの代わりに，シアン成分，マゼンタ成分またはイエロー成分の光成分を透過する特性を有するカラー・フィルタを設けてもよい。そのような場合であっても，上述のように，斜め方向の２つの光電変換素子に形成されているカラー・フィルタの特性は同じものとされる。

図２は，Ｃ−ＭＯＳセンサ40の読み出し順序を示している。

この実施例では，奇数行のフォトダイオード２に蓄積された信号電荷は，第１行から順に（１行置きに）行方向に読み出される。これに対して，偶数行のフォトダイオード２に蓄積された信号電荷は，一番下の最終行から順に（１行置きに）行方向とは逆の方向に読み出される。奇数行のフォトダイオード２に蓄積された信号電荷にもとづいて得られる画像を奇数行画像４，偶数行のフォトダイオード３に蓄積された信号電荷にもとづいて得られる画像を偶数行画像５ということにする。

このように，この実施例では，Ｃ−ＭＯＳセンサ40を用いて行われる一回の撮像により，奇数行画像４と偶数行画像５とが得られる。この実施例では，図１から分かるように，第４ｎ（ｎは０以上の整数）＋１行と第４ｎ＋２行において斜め方向の２つの光電変換素子に形成されているカラー・フィルタの特性と第４ｎ＋３行と第４ｎ＋４行において斜め方向の２つの光電変換素子に形成されているカラー・フィルタの特性とがそれぞれ同じであるので，奇数行画像４と偶数行画像５との各画素の色特性（Ｃ−ＭＯＳセンサ40のカラー・フィルタ）の出現順序は同じとなる。

図３は，Ｃ−ＭＯＳセンサ40の回路図である。

上述した奇数行のフォトダイオード２には，第１のＦＥＴ（Field effect transistor）21のソース端子が接続されている。第１のＦＥＴ21のゲート端子には，読み出しライン25が接続されている。第１のＦＥＴ21のドレイン端子には，第２のＦＥＴ22のソース端子および第３のＦＥＴ23のゲート端子が接続されている。第２のＦＥＴ22のゲート端子およびソース端子には，リセット・ライン24およびドレイン・ライン26がそれぞれ接続されている。第３のＦＥＴ23のドレイン端子およびソース端子には信号ライン27およびドレイン・ライン26が接続されている。これらのフォトダイオード２および第１から第３のＦＥＴ21から23が奇数画像の１画素に対応する。これらのフォトダイオード２および第１から第３のＦＥＴ21から23のひとまとまりを，奇数行画素部20と呼ぶこととする。

同様に，上述した偶数行のフォトダイオード３には，第１のＦＥＴ（Field effect transistor）31のソース端子が接続されている。第１のＦＥＴ31のゲート端子には，読み出しライン35が接続されている。第１のＦＥＴ31のドレイン端子には，第２のＦＥＴ32のソース端子および第３のＦＥＴ33のゲート端子が接続されている。第２のＦＥＴ32のゲート端子およびソース端子には，リセット・ライン34およびドレイン・ライン36がそれぞれ接続されている。第３のＦＥＴ33のドレイン端子およびソース端子には信号ライン37およびドレイン・ライン36が接続されている。これらのフォトダイオード３および第１から第３のＦＥＴ31から33が偶数画像の１画素に対応する。これらのフォトダイオード３および第１から第３のＦＥＴ31から33のひとまとまりを，偶数行画素部30と呼ぶこととする。

信号ライン27および37の一端には定電流源28および38が接続されている。

第１のシフト・レジスタ25は，奇数行のフォトダイオード２への電荷の蓄積，排出を制御するもので，リセット・ライン24および読み出しライン25が接続されている。第１のシフト・レジスタ25から１行ずつ順に行方向にリセット・ライン24および読み出しライン25にリセット・パルスおよび読み出しパルスが出力することにより，奇数行のフォトダイオード２に蓄積された不要電荷がドレインから掃き出される。第１のシフト・レジスタ25から１行ずつ行方向に読み出しライン25に読み出しパルスが出力することにより，奇数行のフォトダイオード２に蓄積された信号電荷が信号ライン27から奇数行画像を表す第１の映像信号として出力される。

第２のシフト・レジスタ35は，偶数行のフォトダイオード３への電荷の蓄積，排出を制御するもので，リセット・ライン34および読み出しライン35が接続されている。第２のシフト・レジスタ35から１行ずつ順に行方向にリセット・ライン34および読み出しライン35にリセット・パルスおよび読み出しパルスが出力することにより，偶数行のフォトダイオード３に蓄積された不要電荷がドレインから掃き出される。第２のシフト・レジスタ35から１列ずつ列方向に読み出しライン35に読み出しパルスが出力することにより，偶数行のフォトダイオード２に蓄積された信号電荷が信号ライン37から偶数行画像を表す第２の映像信号として出力される。

図４は，Ｃ−ＭＯＳセンサ40のフォトダイオード２または３の露光時間を示している。

上述したように，奇数行のフォトダイオード２に蓄積された信号電荷は，第１行から順に（１行置きに）行方向に読み出される。これに対して，偶数行のフォトダイオード２に蓄積された信号電荷は，一番下の最終行から順に（１行置きに）行方向とは逆の方向に読み出される。Ｃ−ＭＯＳセンサ40の行数はＮ＋１行とする。奇数行の露光時間と偶数行の露光時間とを区別できるようにするために，奇数行の露光時間には「奇」の文字が付され，偶数行の露光時間には「偶」の文字が付されている。

奇数行のフォトダイオード２だけを考えた場合，第１行のフォトダイオード２は，時刻ｔ１から時刻ｔ３の間が露光時間となる。第３行のフォトダイオード２は，時刻ｔ２から時刻ｔ４となる。第１行のフォトダイオード２の露光開始タイミングは時刻ｔ１であるのに対し，第３行のフォトダイオード２の露光開始タイミングは時刻ｔ２であり，第１行の露光開始タイミングである時刻ｔ１よりも時刻Δｔだけずれる。第５行以下の各行のフォトダイオード２の露光開始タイミングも，それぞれの行の直前の奇数行のフォトダイオード２の露光開始タイミングよりも時刻Δｔだけずれる。第Ｎ行の奇数行のフォトダイオード２の露光開始タイミングは，時刻ｔ（Ｎ＋１）となり，第１行のフォトダイオード２の露光開始タイミングである時刻ｔよりもＴ１＝ｔ（Ｎ＋１）−ｔ１だけの時刻ずれる。

上述のように，偶数行のフォトダイオード３は，最終行から上方向（行方向とは逆の方向）に向かって信号電荷が読み出される。最終行である第Ｎ＋１行のフォトダイオード３は，時刻ｔ１から時刻ｔ３の間が露光時間となる。第Ｎ−１行のフォトダイオード３は，時刻ｔ２から時刻ｔ４となる。奇数行のフォトダイオード３の信号電荷の読み出しと同様に，各行のフォトダイオード３の露光開始タイミングも，直前に露光開始する偶数行のフォトダイオード３の露光開始タイミングよりも時刻Δｔだけずれる。第２行の偶数行のフォトダイオード３の露光開始タイミングは，時刻ｔ（Ｎ＋１）となり，第Ｎ＋１行のフォトダイオード３の露光開始タイミングである時刻ｔよりもＴ１＝ｔ（Ｎ＋１）−ｔ１だけの時刻ずれる。

この実施例では，すべての奇数行のフォトダイオード２の上半分に蓄積された信号電荷によって表される画像（１フレームの上半分の画像）と，すべての偶数行のフォトダイオード３の下半分に蓄積された信号電荷によって表される画像（１フレームの下半分の画像）とが合成されて１フレームの画像が生成される。すなわち，奇数行については第１行からＮ／２行までのフォトダイオード２に蓄積された信号電荷と，偶数行については第（Ｎ＋１）／２行から第（Ｎ＋１）行までのフォトダイオード３に蓄積された信号電荷とから１フレームの画像が生成される。奇数行の第１行または偶数行の第Ｎ＋１行の露光開始タイミングである時刻ｔ１から奇数行の第Ｎ／２行または偶数行の第（Ｎ＋１）／２行の露光開始タイミングまでの時刻のずれは，（Ｔ１）／２＝ｔ１−ｔ（Ｎ／２）となり，比較的短くなる。そのためにローリング歪が軽減される。奇数行画像の下半分の画像と偶数行画像の上半分の画像とを合成してもよい。

図５は，画像合成が行われる様子を示している。

上述したように，奇数行画像51を構成する上半分の画像52と下半分の画像53とのうちの上半分の画像52と，偶数行画像61を構成する上半分の画像62と下半分の画像63とのうちの下半分の画像63とが合成されて合成画像70が得られる。この合成画像70は，ローリング歪が軽減されたものとなる。

図６は，ディジタル・カメラの電気的構成を示すブロック図である。

ディジタル・カメラの全体の動作は，制御装置43によって統括される。

ディジタル・カメラには上述したＣ−ＭＯＳセンサ40が含まれている。このＣ−ＭＯＳセンサ40は，読み出し制御装置41によって読み出しが制御される。撮像モードではＣ−ＭＯＳセンサ40によって一定周期で被写体が撮像されており，いわゆるスルー画が一定周期で得られる。Ｃ−ＭＯＳセンサ40からは，上述したように，奇数像画像を表す第１の映像信号と偶数行画像を表す第２の映像信号とが一定周期で出力されることとなる。これらの第１の映像信号および第２の映像信号は，被写体動き検出装置42に入力する。被写体に動きがある場合には，奇数像画像によって表される被写体の形状と偶数行画像によって表される被写体の形状とが変わる。奇数像画像によって表される被写体の形状と偶数行画像によって表される被写体の形状とが異なることにより，被写体に動きがあることがわかる。また，被写体動き検出装置42には，撮像装置が含まれており，その撮像装置によって被写体が２回撮像される。その２回の撮像によって得られた２フレームの被写体像から被写体の動き方向が検出される。被写体動き検出装置42から出力された動き量および動き方向を示すデータは，制御装置43に入力する。

奇数像画像は，上述のように奇数行のフォトダイオード２を上の行から下の行に向かって順に信号電荷が読み出されたものにもとづいて得られるものであるのに対し，偶数行画像は，偶数行のフォトダイオード３が下の行から上の行に向かって順に信号電荷が読み出されたものにもとづいて得られるものである。このために，被写体に動きがある場合には，奇数行画像によって表される被写体像と偶数行画像によって表される被写体像との間にずれが生じ，そのずれから被写体の動き量（所定以上の速さの動きがあるか,動き速度，動きの有無）が検出される。たとえば，水平方向に移動している被写体を撮像した場合，奇数行画像は下の画像部分ほど水平方向への歪が大きくなるのに対し，偶数行画像は上の画像部分ほど水平方向への歪が大きくなる。このように歪の部分または歪の無い部分を比較することにより被写体の動き量を算出できる。動き量をそれぞれ表すデータは制御装置43に入力する。

シャッタ・レリーズ・ボタン（図示略）が押されると，Ｃ−ＭＯＳセンサ40によって被写体が撮像され，Ｃ−ＭＯＳセンサ40から奇数行画像を表す第１の映像信号と偶数行画像を表す第２の映像信号とが出力される。Ｃ−ＭＯＳセンサ40から出力された第１の映像信号と第２の映像信号とは，画像合成／選択装置44に入力する。

画像合成／選択装置44には，制御装置43から画像合成／選択信号も入力する。被写体動き検出装置42によって被写体の動きが検出された場合には，上述したように，奇数行画像の上半分の画像と偶数行画像の下半分の画像とから１フレームの合成画像が生成するような画像合成／選択信号が画像合成／選択装置44に入力する。これに対して，被写体の動きが検出されなかった場合には，第１の映像信号または第２の映像信号のいずれか一方（両方でもよい）の映像信号が出力するような画像合成／選択信号が画像合成／選択装置44に入力する。

画像合成／選択装置44から出力された映像信号が信号処理装置45において所定の信号処理が行われる。信号処理装置45から出力された映像信号（画像データ）は，記録制御装置46によってメモリ・カード47に記録される。

図７は，ディジタル・カメラの処理手順を示すフローチャートである。

上述のようにシャッタ・レリーズ・ボタンが押され，被写体が撮像されると，Ｃ−ＭＯＳセンサ40の奇数行のフォトダイオード２については第１行から順に行方向に信号電荷が読み出され（走査され），偶数行のフォトダイオード３については最終行から上の行に向かって信号電荷が読み出される（ステップ81）。

高速に動く被写体（または単に動く被写体）が検出された場合には（ステップ82でＹＥＳ），奇数行画像の上半分（下半分でもよい）の画像と偶数行画像の下半分（上半分でもよい）の画像とが合成されて合成画像が得られる（ステップ83）。高速に動く被写体（または単に動く被写体）が検出されなかった場合には（ステップ82でＮＯ），奇数行画像または偶数行画像のどちらを記録するかが選択される（ステップ84）。

合成画像または選択された奇数行画像または偶数行画像がメモリ・カードに記録される（ステップ85）。

図８から図10は，他の実施例を示している。

図８は，Ｃ−ＭＯＳセンサ40の読み出し順序を示している。

この実施例では，奇数行のフォトダイオード２は真ん中の行であるＮ／２行から上方向に読み出され，第１行のフォトダイオード２が読み出されると，最終行のフォトダイオード２から上方向に読み出される。また，偶数行のフォトダイオード３は真ん中の行である（Ｎ＋１）／２行からから行方向（下方向）に読み出され，最終行のフォトダイオード３が読み出されると，第２行のフォトダイオード３から行方向に読み出される。

図９は，Ｃ−ＭＯＳセンサ40のフォトダイオード２または３での露光時間を示している。この図においても図４に示すものと同様に，奇数行の露光時間と偶数行の露光時間とを区別できるようにするために，奇数行の露光時間には「奇」の文字が付され，偶数行の露光時間には「偶」の文字が付されている。

奇数行のフォトダイオード２だけを考えた場合，Ｎ／２行のフォトダイオード２は，時刻ｔ１から時刻ｔ３の間が露光時間となる。（Ｎ−２）／２行のフォトダイオード２は，時刻ｔ２から時刻ｔ４となる。上述したように，各行のフォトダイオード２の露光開始タイミングは，それぞれの行の直前の奇数行のフォトダイオード２の露光開始タイミングよりも時刻Δｔだけずれる。

偶数行のフォトダイオード３は，真ん中の行である第（Ｎ＋１）／２行から行方向に順に読み出される。各行のフォトダイオード３の露光開始タイミングも，直前に露光開始する偶数行のフォトダイオード３の露光開始タイミングよりも時刻Δｔだけずれる。

この実施例においても，すべての奇数行のフォトダイオード２の上半分に蓄積された信号電荷によって表される画像（１フレームの上半分の画像）と，すべての偶数行のフォトダイオード３の下半分に蓄積された信号電荷によって表される画像（１フレームの下半分の画像）とが合成されて１フレームの画像が生成される。すなわち，奇数行については第１行からＮ／２行までのフォトダイオード２に蓄積された信号電荷と，偶数行については第（Ｎ＋１）／２行から第（Ｎ＋１）行までのフォトダイオード３に蓄積された信号電荷とから１フレームの画像が生成される。上述のように奇数行のフォトダイオード２および偶数行のフォトダイオード３の最初の行の露光開始タイミングである時刻ｔ１から１フレームの合成画像が得られるための行（奇数行については第１行，偶数行については最終行）の露光開始タイミングまでの時刻のずれは，ら図４に示すものと同様に（Ｔ１）／２＝ｔ１−ｔ（Ｎ／２）となり，比較的短くなる。そのためにローリング歪が軽減される。

図10は，ディジタル・カメラの処理手順を示すフローチャートである。この図において，図７に示す処理と同じ処理については同じ符号が付されている。

上述のようにシャッタ・レリーズ・ボタンが押され，被写体が撮像されると，Ｃ−ＭＯＳセンサ40の奇数行のフォトダイオード２については真ん中の行から上方向に信号電荷が読み出され（走査され），第１行のフォトダイオード２が読み出されると，最終行のフォトダイオード２から上方向に信号電荷が読み出される。偶数行のフォトダイオード３については真ん中の行から行方向に向かって信号電荷が読み出され，最終行のフォトダイオード３が読み出されると第２行のフォトダイオード３から順に行方向に向かって信号電荷が読み出される（ステップ81Ａ）。このようにして，奇数行画像と偶数行画像が得られる。

高速に動く被写体（または単に動く被写体）が検出された場合には（ステップ82でＹＥＳ），奇数行画像の上半分（下半分でもよい）の画像と偶数行画像の下半分（上半分でもよい）の画像とが合成されて合成画像が得られる（ステップ83）。高速に動く被写体（または単に動く被写体）が検出されなかった場合には（ステップ82でＮＯ），奇数行画像または偶数行画像のどちらを記録するかが選択される（ステップ84）。

合成画像または選択された奇数行画像または偶数行画像がメモリ・カードに記録される（ステップ85）。

図11から図13は，他の実施例を示している。

図11は，ディジタル・カメラの処理手順を示すフローチャートである。

撮像モードが設定されると，被写体が撮像され，スルー画が得られる（ステップ91）。

高速に動く被写体（または単に動く被写体）が検出された場合には（ステップ82でＹＥＳ），その被写体の進行方向が，左方向かどうかが判定される（ステップ93）。左方向の場合には，Ｃ−ＭＯＳセンサ40の奇数行のフォトダイオード２については第１行から順に行方向に信号電荷が読み出され（走査され），偶数行のフォトダイオード３については最終行から上の行に向かって信号電荷が読み出されるように設定される（ステップ94）。Ｃ−ＭＯＳセンサ40の奇数行のフォトダイオード２については真ん中の行から上方向に信号電荷が読み出され（走査され），第１行のフォトダイオード２が読み出されると，最終行のフォトダイオード２から上方向に信号電荷が読み出される。偶数行のフォトダイオード３については真ん中の行から行方向に向かって信号電荷が読み出され，最終行のフォトダイオード３が読み出されると第２行のフォトダイオード３から順に行方向に向かって信号電荷が読み出されるように設定される（ステップ95）。

被写体が撮像され（ステップ96），設定された読み出し方法で信号電荷が読み出されて，得られた奇数行画像の上半分と偶数行画像の下半分とが合成されて合成画像が得られる（ステップ97）。得られた合成画像を表す画像データについて所定の画像処理が行われ，メモリ・カードに記録される（ステップ98）。

高速に動く被写体が検出されなければ（ステップ92でＮＯ），１行ずつ順に走査するように設定される（ステップ99）。被写体が撮像され，得られた画像データについて所定の画像処理が行われメモリ・カードに記録される（ステップ98）。奇数行画像または偶数行画像のいずれの画像を表す画像データをメモリ・カードに記録するようにしてもよいし，奇数行画像および偶数行画像を合成して高画質の１フレームの合成画像を生成し，その生成された合成画像を表す画像データをメモリ・カードに記録するようにしてもよい。

図12は，被写体が左方向に移動している被写体像の一例である。

矩形の被写体が左方向に移動している場合，上述のように，Ｃ−ＭＯＳセンサ40の奇数行のフォトダイオード２については第１行から順に行方向に信号電荷が読み出され（走査され），偶数行のフォトダイオード３については最終行から上の行に向かって信号電荷が読み出されて合成画像111が得られる。この合成画像111に含まれる移動する被写体像112は，上側の部分と下側の部分には歪が少ない。これに対して，奇数行画像または偶数行画像で読み出し順序を変えないと破線で示す画像113に示すように，下側の部分に大きな歪が生じてしまう。

図13は，被写体が右方向に移動している被写体増の一例である。

矩形の被写体が右方向に移動している場合，上述のように，Ｃ−ＭＯＳセンサ40の奇数行のフォトダイオード２については真ん中の行から上方向に信号電荷が読み出され（走査され），第１行のフォトダイオード２が読み出されると，最終行のフォトダイオード２から上方向に信号電荷が読み出されて奇数行画像が得られ，偶数行のフォトダイオード３については真ん中の行から行方向に向かって信号電荷が読み出され，最終行のフォトダイオード３が読み出されると第２行のフォトダイオード３から順に行方向に向かって信号電荷が読み出されて偶数行画像が得られる。これらの奇数行画像と偶数行画像とから合成画像114が得られる。この合成画像114に含まれる移動する被写体像115は，上側の部分と下側の部分には歪が少ない。これに対して，奇数行画像または偶数行画像で読み出し順序を変えないと破線で示す画像116に示すように，下側の部分に大きな歪が生じてしまう。

２，３ フォトダイオード（光電変換素子）
40 Ｃ−ＭＯＳセンサ
41 読み出し制御装置
42 被写体動き検出装置（動き判定手段，移動方向検出手段）
43 画像合成／選択装置
Ｒ，Ｇ，Ｂ，ｒ，ｇ，ｂ カラー・フィルタ

Claims (5)

1. 赤色，緑色もしくは青色またはシアン，マゼンタもしくはイエローの光成分を透過する特性を有するカラー・フィルタが受光面上に形成された光電変換素子が奇数行奇数列および偶数行偶数列または奇数行偶数列および偶数行奇数列に配列され，第４ｎ（ｎは０以上の整数）＋１行と第４ｎ＋２行において斜め方向の２つの光電変換素子に形成されているカラー・フィルタの特性と第４ｎ＋３行と第４ｎ＋４行において斜め方向の２つの光電変換素子に形成されているカラー・フィルタの特性とがそれぞれ同じであるＣ−ＭＯＳセンサ，
   奇数行の光電変換素子に蓄積された信号電荷を第ｍ（ｍは正の奇数）行から１行ずつ順に行方向に読み出し，最終行の読み出しが終了したことに応じて第１行から１行ずつ順に行方向に読み出す，あるいは第ｍ行から１行ずつ順に行方向とは逆方向に読み出し，第１行の読み出しが終了したことに応じて最終行から１行ずつ順に行方向とは逆方向に読み出して奇数行映像信号として出力するように上記Ｃ−ＭＯＳセンサを制御する奇数行信号電荷読み出し制御手段，ならびに
   上記奇数行の光電変換素子に蓄積された信号電荷が第ｍ行から１行ずつ順に行方向に読み出された場合には，偶数行の光電変換素子に蓄積された信号電荷を，第ｍ＋１行から１行ずつ行方向とは逆方向に読み出し，第１行の読み出しが終了したことに応じて最終行から１行ずつ順に行方向とは逆方向に読み出し，上記奇数行の光電変換素子に蓄積された信号電荷が第ｍ行から１行ずつ行方向とは逆方向に読み出された場合には，偶数行の光電変換素子に蓄積された信号電荷を，第ｍ＋１行から１行ずつ順に行方向に読み出し，最終行の読み出しが終了したことに応じて第１行から１行ずつ順方向に読み出して偶数行映像信号として出力するように上記Ｃ−ＭＯＳセンサを制御する偶数行信号電荷読み出し制御手段，
   を備えた固体電子撮像装置。
2. 被写体が所定以上の速さの動きを有するかどうかを判定する動き判定手段，および
   上記動き判定手段によって被写体が所定以上の速さの動きを有すると判定されたことに応じて，上記奇数行信号電荷読み出し制御手段の制御のもとに得られる奇数行映像信号によって表わされる奇数行画像の上半分または下半分の画像と,上記偶数行信号電荷読み出し制御手段の制御のもとに得られる偶数行映像信号によって表わされる下半分または上半分の画像とから１フレームの画像を生成する画像生成手段，
   をさらに備えた請求項１に記載の固体電子撮像装置。
3. 被写体の移動方向を検出する移動方向検出手段をさらに備え，
   上記移動方向検出手段によって，向かって左方向に被写体が移動していることが検出されたことに応じて，上記奇数行信号電荷読み出し制御手段は，第１行の光電変換素子または最終行の光電変換素子から信号電荷を読み出すように上記Ｃ−ＭＯＳセンサを制御するものである，
   請求項２に記載の固体電子撮像装置。
4. 上記移動方向検出手段によって，向かって左方向以外の方向に被写体が移動していることが検出されたことに応じて，上記奇数行信号電荷読み出し制御手段は，上記Ｃ−ＭＯＳセンサの光電変換素子のすべての行の半分の行の光電変換素子から信号電荷を読み出すものである，
   請求項３に記載の固体電子撮像装置。
5. 赤色，緑色もしくは青色またはシアン，マゼンタもしくはイエローの光成分を透過する特性を有するカラー・フィルタが受光面上に形成された光電変換素子が奇数行奇数列および偶数行偶数列または奇数行偶数列および偶数行奇数列に配列され，第４ｎ（ｎは０以上の整数）＋１行と第４ｎ＋２行において斜め方向の２つの光電変換素子に形成されているカラー・フィルタの特性と第４ｎ＋３行と第４ｎ＋４行において斜め方向の２つの光電変換素子に形成されているカラー・フィルタの特性とがそれぞれ同じであるＣ−ＭＯＳセンサを備えた固体電子撮像装置の動作制御方法において，
   奇数行信号電荷読み出し制御手段が，奇数行の光電変換素子に蓄積された信号電荷を第ｍ（ｍは正の奇数）行から１行ずつ順に行方向に読み出し，最終行の読み出しが終了したことに応じて第１行から１行ずつ順に行方向に読み出す，あるいは第ｍ行から１行ずつ順に行方向とは逆方向に読み出し，第１行の読み出しが終了したことに応じて最終行から１行ずつ順に行方向とは逆方向に読み出して奇数行映像信号として出力するように上記Ｃ−ＭＯＳセンサを制御し，
   偶数行信号電荷読み出し制御手段が，上記奇数行の光電変換素子に蓄積された信号電荷が第ｍ行から１行ずつ順に行方向に読み出された場合には，偶数行の光電変換素子に蓄積された信号電荷を，第ｍ＋１行から１行ずつ行方向とは逆方向に読み出し，第１行の読み出しが終了したことに応じて最終行から１行ずつ順に行方向とは逆方向に読み出し，上記奇数行の光電変換素子に蓄積された信号電荷が第ｍ行から１行ずつ行方向とは逆方向に読み出された場合には，偶数行の光電変換素子に蓄積された信号電荷を，第ｍ＋１行から１行ずつ順に行方向に読み出し，最終行の読み出しが終了したことに応じて第１行から１行ずつ順方向に読み出して偶数行映像信号として出力するように上記Ｃ−ＭＯＳセンサを制御する，
   固体電子撮像装置の動作制御方法。

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