JP4367831B2 - Color imaging apparatus and solid-state imaging apparatus drive control method - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カラー撮像装置および固体撮像装置の駆動制御方法に関し、特に、固体撮像素子に蓄積された電荷を転送する際に、転送直前に余剰電荷を掃出す動作を行うか否かを選択することができるインタレース転送方式のカラー撮像装置および固体撮像装置の駆動制御方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、カラー撮像装置は、固体撮像装置として、半導体の上に絶縁体を介して複数の電極を配列させたCCD(Charge Coupled Device 、電荷結合素子)を多用している。このCCDの方式として、特に、インタレース転送方式のCCDを用いた固体撮像装置では、従来から、固体撮像装置に蓄積された電荷を画像データとして転送する際に、転送動作に先立って、転送路に溜まっている余剰電荷を高速で掃出する動作(余剰電荷掃出し動作)を行っている。この余剰電荷には、生起原因から見ると、スミアと呼ばれる強い光がCCDに入射した時に発生する余剰電荷や、暗電流等のノイズによって発生する余剰電荷などがある。
この余剰電荷の高速掃出しは、固体撮像装置の駆動制御方法の一角をなす重要技術であるが、近年、転送路からデータを取り出す時の動作クロックの周期が益々速くなる傾向があるために、大電力を消費する。また、後述の図6に示すように、掃出し動作自体に時間がかかってしまうために、インタレース転送完了までの時間が長くなる。
【0003】
以下、従来のカラー撮像装置における3フィールドインタレース転送方式の動作を説明する。
図6は、従来のカラー撮像装置における3フィールドインタレース転送方式の動作を示すタイミングチャートである。
同図において、従来は、全てのフィールドにおいて余剰電荷除去の高速掃出しが行われている。
次に、図7を参照して従来のカラー撮像装置における2フィールドインタレース転送方式の動作を説明する。
図7は、従来のカラー撮像装置における2フィールドインタレース転送方式の動作を示すタイミングチャートである。
同図に示すように、2フィールド転送の場合は、高速掃出しが2回だけしか行われない。そのため、そのうちの1回を行わないように構成したとしても高速化に大きく寄与することはできない。
なお、前述の余剰電荷の高速掃出し方法として、余剰電荷の掃き出し転送期間において信号電荷蓄積部の垂直転送レジスタに印加する転送クロックパルスを停止し、該垂直転送レジスタ内のポテンシャルを撮像部の垂直転送レジスタの低レベルのポテンシャルより深いポテンシャルに固定して、余剰電荷の掃き出し転送を行うことにより、消費電力の低減を行う技術が開示されている(例えば、特許文献1。)。
【0004】
また、露光前にスミア電荷の掃き出しを行い、露光時に垂直CCDの駆動を停止することで露光期間中に発生したスミア電荷が垂直CCDを移動しないようにし、これより、露光時に発生するスミア電荷によるゴースト像の発生を防止するとともに、露光直前までスミア電荷の掃き出しを行って像のボケを防止する技術が開示されている(例えば、特許文献2。)。
さらに、シャッタ機構に高速性が要求されないように、画像電荷を発生する期間よりも長期である電荷読み出し期間中に、露光光を遮光して受光面を暗状態にすることにより、スミア電荷掃出期間中のスミア電荷の発生を抑制する技術が下記特許文献3に開示されている。
【0005】
【特許文献1】
特許第3158324号公報
【特許文献2】
特開平8−168033号公報
【特許文献3】
特開9−46598号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
前述のとおり、従来の固体撮像装置は、転送路からデータを取り出す時の動作クロックの周期が益々速くなる傾向があるために、余剰電荷の高速掃出しは、大電力を消費するという問題点があった。
また、掃出し動作自体に時間がかかってしまうために、インタレース転送完了までの時間が長くなるという問題点があった。
さらに、CCDで代表されるような固体撮像装置が備える膨大な画素対応の各素子には、その光電効果特性に多少のばらつきがあり、感度や暗電流の大きさが画素毎に多少違っている。そのため、ノイズ成分の余剰電荷が完全に除去できない場合があり、従来は、この除去できなかった余剰電荷は画質の劣化となってしまうという問題点があった。
なお、前述の特許文献1〜3に開示されている技術は、転送および露光に先立って、転送路などに溜まっている余剰電荷を掃出すための高速掃出し転送については開示しているが、インタレース転送の一部のフレーム転送において、高速掃出し転送を行わないようにする方法については何も開示していない。
【0007】
本発明の請求項1の目的は、特に、場合に応じ、全フィールドを読み出すまでの時間を短縮し得るとともに、転送路からデータを取り出す時の動作クロックの周期が高速である場合にも、場合によっては、大電力を消費しないようにすることができ、さらには、高速動作を保証するとともに、画質劣化が生じないように、高速動作が要求される連写の場合にのみ余剰電荷掃き出し動作を省略して高速動作を保証し、また、通常の撮影の場合は、従来動作を行うことで高画質を提供することができるカラー撮像装置を提供することにある。
【0008】
さらに、本発明の請求項2の目的は、特に、高速動作を保証するとともに、低消費電力を実現することができるカラー撮像装置を提供することにある。
また、本発明の請求項3の目的は、特に、全フィールドを読み出すまでの時間を短縮するとともに、転送路からデータを取り出す時の動作クロックの周期が高速である場合にも、場合によっては、大電力を消費しないようにでき、特に、連写のような高速動作を保証し、また、通常の撮影の場合は、従来動作を行うように制御することで高画質を提供することができる固体撮像装置の駆動制御方法を提供することにある。
【0009】
さらに、本発明の請求項4の目的は、全フィールドを読み出すまでの時間を短縮するとともに、転送路からデータを取り出す時の動作クロックの周期が高速である場合にも、場合によっては、大電力を消費しないようにでき、特に、高速動作を保証するとともに、低消費電力を実現することができる固体撮像装置の駆動制御方法を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載した本発明に係るカラー撮像装置は、上述した目的を達成するために、複数のカラーフィルタを介した撮影像を受けて蓄積された全画素分の電荷が、3フィールド以上の複数フィールドに分けてデータ転送されるインタレース転送方式の固体撮像装置と、この固体撮像装置を制御する前記インタレース転送方式の制御手段とを備えたカラー撮像装置において、
前記複数フィールドの各々に対応するデータ転送期間において前記データ転送に使用される転送路から余剰電荷の除去を行う余剰電荷掃出し実行手段と、
前記データ転送期間において前記余剰電荷の除去を行わない余剰電荷掃出し不実行手段と、
前記複数フィールドの各々に対応する前記データ転送に先立って、前記余剰電荷掃出し実行手段と前記余剰電荷掃き出し不実行手段のいずれを適用すべきかを設定することができる設定手段と、
を備え、
高速連続撮影が行われる連写モードの場合は、前記複数フィールドのうち、第1フィールドにおける前記データ転送期間においては前記余剰電荷掃出し実行手段により前記余剰電荷の除去を行い、第2フィールド以降のフィールドにおける前記データ転送期間においては前記余剰電荷掃出し不実行手段により前記余剰電荷の除去を行わず、
通常撮影モードの場合は、前記複数フィールドのうち全てのフィールドにおける前記データ転送期間において前記余剰電荷掃出し実行手段により前記余剰電荷の除去を行う
ことを特徴としている。
【0011】
さらに、請求項2に記載した本発明に係るカラー撮像装置は、上述した目的を達成するために、撮像素子に蓄積された全画素数の電荷を転送する際に前記電荷のデータ転送を3フィールド以上の複数フィールドに分割して行い、かつ複数のカラーフィルタを設けた撮像素子を用いる撮像装置であって、
前記電荷を転送する各フィールドの転送データに少なくともRGBまたはYeCyMgGからなるカラー信号を含むインタレース転送方式の撮像素子と、
上記データ転送を制御する撮像素子制御手段と、
前記複数のフィールド中の転送された任意のフィールド数の転送データにより画像処理を行う画像処理手段とを備え、
前記撮像素子制御手段は各フィールドに対してデータ転送する前に転送路の余剰電荷除去動作を行うかどうかを設定することが可能である撮像装置において、
前記複数フィールドのうち少なくとも一部のフィールドから転送されるデータを使用して画像処理を行うときには、前記画像処理において使用する全てのフィールドにおいて前記余剰電荷除去動作を行わないことを特徴としている。
【0012】
請求項3に記載した本発明に係る固体撮像装置の駆動制御方法は、上述した目的を達成するために、複数のカラーフィルタを介した撮影像を受けて蓄積された全画素分の電荷が、3フィールド以上の複数フィールドに分けてデータ転送されるインタレース転送方式の固体撮像装置の駆動制御方法において、
前記複数フィールドの各々に対応するデータ転送期間において前記データ転送に使用される転送路から余剰電荷の除去を行う余剰電荷掃き出し実行ステップと、前記データ転送期間において前記余剰電荷の除去を行わない余剰電荷掃き出し不実行ステップと、
前記複数フィールドの各々に対応する前記データ転送に先立って、前記余剰電荷掃き出し実行ステップと前記余剰電荷掃き出し不実行ステップのいずれを適用すべきかを設定することができる設定ステップと、
を備え、
高速連続撮影が行われる連写モードの場合は、前記複数フィールドのうち、第1フィールドにおける前記データ転送期間においては前記余剰電荷掃出し実行ステップにより前記余剰電荷の除去を行い、第2フィールド以降のフィールドにおける前記データ転送期間においては前記余剰電荷掃出し不実行ステップにより前記余剰電荷の除去を行わず、
通常撮影モードの場合は、前記複数フィールドのうち全てのフィールドにおける前記データ転送期間において前記余剰電荷掃出し実行ステップにより前記余剰電荷の除去を行うことを特徴としている。
【0013】
さらに、請求項4に記載した本発明に係る固体撮像装置の駆動制御方法は、上述した目的を達成するために、複数のカラーフィルタを介した撮影像を受けて蓄積された全画素分の電荷が、3フィールド以上の複数フィールドに分けてデータ転送されるインタレース転送方式の固体撮像装置の駆動制御方法において、
前記複数フィールドの各々に対応するデータ転送期間において前記データ転送に使用される転送路から余剰電荷の除去を行う余剰電荷掃き出し実行ステップと、前記データ転送期間において前記余剰電荷の除去を行わない余剰電荷掃き出し不実行ステップと、
前記複数フィールドの各々に対応する前記データ転送に先立って、前記余剰電荷掃き出し実行ステップと前記余剰電荷掃き出し不実行ステップのいずれを適用すべきかを設定することができる設定ステップと、
を備え、
前記複数フィールドの各々に原色系または補色系の光の3原色データが揃って記録されていて、かつ前記複数フィールドの全てのフィールドまたは前記複数フィールドのうちの一部のフィールドから転送されるデータを使用して連続的に画像処理を行う場合には、前記使用する全てのフィールドの前記データ転送期間において、前記余剰電荷掃き出し不実行ステップを適用して前記余剰電荷の除去を行わないように制御することを特徴としている。
【0014】
【作用】
即ち、本発明によるカラー撮像装置は、複数のカラーフィルタを介した撮影像を受けて蓄積された全画素分の電荷が、3フィールド以上の複数フィールドに分けてデータ転送されるインタレース転送方式の固体撮像装置と、この固体撮像装置を制御する前記インタレース転送方式の制御手段とを備えたカラー撮像装置において、
前記複数フィールドの各々に対応するデータ転送期間において前記データ転送に使用される転送路から余剰電荷の除去を行う余剰電荷掃出し実行手段と、
前記データ転送期間において前記余剰電荷の除去を行わない余剰電荷掃出し不実行手段と、
前記複数フィールドの各々に対応する前記データ転送に先立って、前記余剰電荷掃出し実行手段と前記余剰電荷掃き出し不実行手段のいずれを適用すべきかを設定することができる設定手段と、
を備え、さらに、前記複数フィールドの各々に対応する前記データ転送の実行に先立って、前記余剰電荷掃き出し実行手段と前記余剰電荷掃き出し不実行手段のいずれを適用すべきかを設定できるようにしている。このような構成により、前記複数フィールドのうちの特定フィールドに対しては、場合によっては、高速の余剰電荷掃き出し動作を行わないようにし、これにより、全フィールドを読み出すまでの時間を短縮するとともに、転送路からデータを取り出す時の動作クロックの周期が高速である場合にも、場合によっては、大電力を消費しないようにしている。また、前記固体撮像装置からは、複数のカラーフィルタを介した撮影像に対応して蓄積された全画素分の電荷が、3フィールド以上に分けてデータ転送される場合に、前記フィールドのうち、一部のフィールドのデータ転送期間における余剰電荷掃き出しを省略して高速動作を保証するとともに、画質劣化が生じないようにしている。
即ち、2フィールドに分けて転送する場合は、1回の転送にかかる時間が長いために、暗電流等のノイズによる影響が大きくなり画質の劣化が顕著になってしまう。これに対して3フィールド以上に分けて転送する場合は、転送路の暗電流等のノイズが溜まる時間が短くなるために画質への影響も小さくなる。一般に、フィールド分割数が多くなるほど転送路におけるノイズの影響は小さくなる。そのため、撮影像に対応して蓄積された全画素分の電荷が、3フィールド以上に分けてデータ転送される場合には、前記フィールドのうち、一部のフィールドのデータ転送期間において余剰電荷掃き出し動作を省略して、高速動作を可能にするとともに、画質劣化が生じないようにしている。
【0015】
また、本発明によるカラー撮像装置は、前記複数フィールドのうち、第1フィールド以外のフィールドを、前記データ転送の実行期間において前記余剰電荷掃き出し不実行ステップが適用されるフィールドとして設定し、前記複数フィールドのうち、具体的に前記第1フィールド以外のフィールドに対しては、高速の余剰電荷掃き出し動作を省略することにより、全フィールドを読み出すまでの時間を短縮するとともに、転送路からデータを取り出す時の動作クロックの周期が高速である場合にも、大電力の消費を容易に回避することができるようにしている。
【0016】
また、本発明によるカラー撮像装置は、高速連続撮影が行われている場合には、前記複数フィールドのうち、少なくとも1以上のフィールドにおける前記データ転送の実行期間において、前記余剰電荷掃き出し不実行手段を適用して前記余剰電荷の除去を行わないようにする。即ち、スミアによる余剰電荷は、第1フィールドの余剰電荷掃出し動作によって除去できるが、暗電流等のノイズによる余剰電荷は各フィールドに影響を与える。これを除去するために通常OB(Optical Black)積分値による補正を行うが、各CCD素子の素子間ばらつきのために完全に除去できない場合があるために、高速動作が要求される連写の場合にのみ余剰電荷掃き出し動作を省略して、前記高速動作を保証し、また、通常の撮影の場合は、従来動作を行うことで高画質を提供することができるようにしている。
【0017】
さらに、本発明によるカラー撮像装置は、撮像素子に蓄積された全画素数の電荷を転送する際に前記電荷のデータ転送を3フィールド以上の複数フィールドに分割して行い、かつ複数のカラーフィルタを設けた撮像素子を用い、前記電荷を転送する各フィールドの転送データに少なくともRGBまたはYeCyMgGからなるカラー信号を含むインタレース転送方式の撮像素子と、前記データ転送を制御する撮像素子制御手段と、前記複数のフィールド中の転送された任意のフィールド数の転送データにより画像処理を行う画像処理手段とを備え、前記撮像素子制御手段は各フィールドに対してデータを転送する前に転送路の余剰電荷除去動作を行うかどうかを設定することが可能であり、前記複数フィールドのうち一部以上のフィールドで画像処理を行うときには、前記画像処理において使用する全てのフィールドにおいて余剰電荷除去動作を行わないようにしている。
【0018】
即ち、インタレース分割転送における各フィールドに、原色系CCDではRGB、また補色系CCDではYeCyMgGの信号成分に対応する電荷が全て揃っているCCDにおいては、各フィールド単体で画像処理が可能である。この各フィールドを連続的に画像処理を行う場合、第1フィールド転送中に第2フィールドの露光を行うことになり、遮光手段であるメカシャッタは転送中も開いたままになる。このような場合、高速転送を行ったとしてもスミアの除去をすることはできない。そのため、このようなモードでは、余剰電荷除去動作である高速掃出しを行わないことにより、高速動作を可能にするとともに、低消費電力を実現している。
また、本発明による固体撮像装置の駆動制御方法は、複数のカラーフィルタを介した撮影像を受けて蓄積された全画素分の電荷が、3フィールド以上の複数フィールドに分けてデータ転送されるインタレース転送方式の固体撮像装置の駆動制御方法において、前記複数フィールドの各々に対応するデータ転送の実行期間において前記データ転送に使用される転送路から余剰電荷の除去を行う余剰電荷掃き出し実行ステップと、これとは逆に、前記実行期間において前記余剰電荷掃き出し手段を行わない余剰電荷掃き出し不実行ステップとを備え、さらに、前記複数フィールドの各々に対応する前記データ転送の実行に先立って、前記余剰電荷掃き出し実行ステップと前記余剰電荷掃き出し不実行ステップのいずれを適用すべきかを設定できるようにしている。
【0019】
このような構成により、前記複数フィールドのうちの特定フィールドに対しては、場合によっては、高速の余剰電荷掃き出し動作を行わないように制御し、これにより、全フィールドを読み出すまでの時間を短縮するとともに、転送路からデータを取り出す時の動作クロックの周期が高速である場合にも、場合によっては、大電力を消費しないようにしている。
さらに、本発明による固体撮像装置の駆動制御方法は、前記固体撮像装置からは、複数のカラーフィルタを介した撮影像に対応して蓄積された全画素分の電荷が、3フィールド以上に分けてデータ転送される場合に、前記フィールドのうち、一部のフィールドのデータ転送期間において前記余剰電荷掃き出しを省略する制御方法を適用して、高速動作を可能にするとともに、画質劣化が生じないようにしている。即ち、2フィールドに分けて転送する場合は、1回の転送にかかる時間が長いために、暗電流等のノイズによる影響が大きくなり画質の劣化が顕著になってしまう。これに対して3フィールド以上に分けて転送する場合は、転送路の暗電流等のノイズが溜まる時間が短くなるために画質への影響も小さくなる。一般に、フィールド分割数が多くなるほど転送路におけるノイズの影響は小さくなる。そのため、撮影像に対応して蓄積された全画素分の電荷が、3フィールド以上に分けてデータ転送される場合には、前記フィールドのうち、一部のフィールドのデータ転送期間における余剰電荷掃き出し動作を省略する制御を適用して、高速動作を可能にするとともに、画質劣化が生じないように制御している。
また、本発明による固体撮像装置の駆動制御方法は、前記複数フィールドのうち、第1フィールド以外のフィールドを、前記データ転送の実行期間において前記余剰電荷掃き出し不実行ステップが適用されるフィールドとして設定し、前記データ転送の実行期間において、具体的に前記第1フィールド以外のフィールドのデータ転送期間における前記余剰電荷掃き出しを省略できるようにして、全フィールドを読み出すまでの時間を短縮するとともに、転送路からデータを取り出す時の動作クロックの周期が高速である場合にも、大電力の消費を容易に回避することができるようにしている。
【0020】
また、本発明による固体撮像装置の駆動制御方法は、高速連続撮影が行われている場合には、前記複数フィールドのうち、少なくとも1以上のフィールドにおける前記データ転送の実行期間において、前記余剰電荷掃き出し不実行ステップを適用して前記余剰電荷の除去を行わないように制御する。即ち、スミアによる余剰電荷は第1フィールドの余剰電荷掃出し動作によって除去できるが、暗電流等のノイズによる余剰電荷は各フィールドに影響を与える。これを除去するために通常OB(Optical Black)積分値による補正を行うが、各CCD素子の素子間ばらつきのために完全に除去できない場合があるために、高速動作が要求される連写の場合にのみ余剰電荷掃き出し動作を省略して、前記高速動作を保証し、また、通常の撮影の場合は、従来動作を行うように制御することで高画質を提供することができるようにしている。
【0022】
さらに、本発明による固体撮像装置の駆動制御方法は、前記複数フィールドの各々に原色系または補色系の光の3原色データが揃って記録されていて、かつ前記複数フィールドの全てのフィールドまたは前記複数フィールドのうちの一部のフィールドから転送されるデータを使用して連続的に画像処理を行う場合には、前記使用する全てのフィールドの前記データ転送の実行期間において、前記余剰電荷掃き出し不実行ステップを適用して前記余剰電荷の除去を行わないように制御している。即ち、インタレース分割転送における各フィールドに、原色系CCDではRGB、また補色系CCDではYeCyMgGの信号成分に対応する電荷が全て揃っているCCDにおいては、各フィールド単体で画像処理が可能である。この各フィールドを連続的に画像処理を行う場合、第1フィールド転送中に第2フィールドの露光を行うことになり、遮光手段であるメカシャッタは転送中も開いたままになる。このような場合、高速転送を行ったとしてもスミアの除去をすることはできない。そのためこのようなモードでは、余剰電荷除去動作である高速掃出しを行わないように制御することにより、高速動作を可能にするとともに、低消費電力を実現している。
【0023】
【発明の実施の形態】
本発明の原理は、インタレース転送の一部のフレーム転送において、高速掃出し転送を行わないことで、高速動作が可能な低消費電力の固体撮像装置および固体撮像装置の制御方法を実現することを特徴とする。
以下、本発明に係る実施の形態に基づき、図面を参照して本発明のカラー撮像装置および固体撮像装置の駆動制御方法を説明する。
図1は、本発明の実施の形態に係るカラー撮像装置の要部の構成を示すブロック構成図である。
同図において、本発明の実施の形態に係るカラー撮像装置は、メカシャッタ(「メカニカルシャッタ」の略、以下同じ。)を備えて撮影対象の像を結ぶ撮像レンズ系1と、撮影像を映像信号に変換するCCD2と、映像信号をデジタル信号に変換するF/E部3と、デジタル信号の映像信号を処理する信号処理IC4と、信号処理IC4の処理結果を保存するSDRAM5と、システム全体を制御するとともにJPEG画像データを作成するCPU10と、撮影要求等を入力するための操作部6と、メカシャッタを含むレンズ系1を制御するシャッタドライバ/モータドライバ7と、映像信号を映像として表示する表示部8と、JPEG画像データを保存するメモリカード9とを具備する。
【0024】
F/E部3は、CCD2からの出力を後述するTG34の制御の下にサンプリングするCDS31と、映像信号の出力を調整するAGC32と、アナログ映像信号をデジタル映像信号に変換するA/D33と、CCD2およびF/E部3の各構成要素の駆動タイミングを生成するTG34とを具備する。
信号処理IC4は、画像の特徴データを抽出するCCD−I/F41と、画像データの供給先を制御して画像データを配信するメモリコントローラ42と、表示部8に画像データを引き渡す表示部I/F44と、RGB(光の3原色である赤、緑、青)データをYUVデータに変換するYUV変換部43と、YUVデータをJPEG圧縮する圧縮ブロック45とを具備する。
SDRAM5は、RGBデータを記録するRAW−RGB51と、YUVデータを記録するYUV52と、JPEGデータを記録するJPEG53とを具備する。
CCD2は、本発明では、一般に、撮像素子に蓄積された電荷を、複数のフィールドに分割して行うインタレース転送方式の撮像装置である。また、本実施形態では、CCD2は、300万画素原色系の3回転送インタレースCCDであるものとする。
【0025】
以下、本発明の実施の形態に係るカラー撮像装置の機能を説明する。
ユーザの撮影要求が操作部6から入力されると、CPU10は、記録用の露光設定をF/E部3に対して設定する。また、CPU10は、この設定された露光が完了した時点で、シャッタドライバ7を制御することで撮像レンズ系1のメカシャッタを閉じてCCD2を遮光する。
撮影対象(図示は省略)から、撮像レンズ系1を介して入射し、CCD2の結像面に結像した撮影画像は、CCD2よりアナログ画像信号として取り出されてF/E部3に入力される。このアナログ画像信号は、F/E部3(前述のとおり、CDS31,AGC32,A/D33を有する)でデジタル信号に変換され、信号処理IC4のCCD−I/F41を介してSDRAM5に取り込まれる。この時、CCD−I/F41のYUV変換部43において画像の特徴データが抽出される。なお、この特徴データは、YUV変換時のホワイトバランス設定などに使われる。
【0026】
図2は、本発明の実施の形態に係るカラー撮像装置のCCDの結像面を示す正面図である。
同図に示すように、CCD2の結像面は、実際に記録に使われる部分である有効画素範囲の領域と、メタルマスクされて光が入射しない範囲の領域とで構成されている。メタルマスクされて光が入射しない範囲の領域の一部としてOB(Optical Black)積分を行う範囲の領域がある。このOB部分のデータも、有効画素データとともに、CCD−I/F41に取り込まれる。
このOB部分のデータは、光が当たっていない状態で蓄積された電荷であり、主として暗電流による余剰電荷に相当する。
CCD−I/F41では、このOB部分のデータを数画素分、例えば8×8画素分を積算し、かつ、その平均値を求め、図2の矢印で示すように、次の8ラインの各画素データに対して、この各画素データから前記OB部分の平均値を減算することで、暗電流等のノイズによる余剰電荷を除去している。
【0027】
3フィールド転送が完了した後でSDRAM5に保存されたRGBデータは、YUV変換部43でYUVデータに変換され、SDRAM5に書き戻される。
このRGBデータのYUVデータへの変換時に、CCD−I/F41で抽出された特徴データを用いてCPU10においてホワイトバランス係数やエッジ強調係数が計算されて、その結果がホワイトバランスやエッジ強調の制御に使用される。前記SDRAM5に書き戻されたYUVデータは再度読み出され、圧縮ブロック45においてJPEG圧縮され、SDRAM5に書き戻される。
このSDRAM5においてJPEG圧縮された前記YUVデータは、CPU10によってヘッダデータなどが付加されてJPEG画像データに仕上げられ、メモリカード9に保存される。
【0028】
図3は、本発明の実施の形態に係るカラー撮像装置の3フィールドインタレース転送方式の場合の動作を示すタイミングチャートである。
従来方式では、前述の図6に示すように全てのフィールドにおいて余剰電荷除去の高速掃出し(余剰電荷除去動作)を行っていたが、本発明の実施形態に係るカラー撮像装置では、例えば、図3に示すように、第1フィールドに対してのみ高速掃出しを行うものとする。このように、例えば、第1フィールドに対してのみ高速掃出しを行うことで、露光時のメカシャッタが開いていた時に発生した余剰電荷であるスミアの除去ができる。また、第2フィールド以降のフィールドに対しては高速掃出しを行わないことで、全画素が転送されるまでの時間を短縮することが可能となる。さらに、このように第2フィールド以降のフィールドに対しては高速掃出しを省略することで、高速掃出しで消費される電力の2回分の節減を果している。
【0029】
以下、本発明の実施形態に係るカラー撮像装置の動作を説明する。
ここに記載のカラー撮像装置では、前記複数のフィールド毎に、インタレース転送時に余剰電荷の掃出しを行うか否かの設定を行うことができるようにし、また、この設定に従って動作するようにしている。
このインタレース転送時に高速掃出しを行うか否かの設定は、本実施の形態に係るカラー撮像装置では、CPU10によって行われ、また、この設定は、CCD2の動作を制御しているF/E部3に対してなされる。
例えば、図3に示すように、前記複数フィールドのうち、前記第1フィールド以外のフィールドを、前記高速掃出し動作を行わないフィールドとして設定する。
【0030】
さらに、他の実施形態に係るカラー撮像装置の態様では、高速連続撮影が行われている場合には、前記複数フィールドのうち、少なくとも1以上のフィールドにおける前記データ転送の実行期間において、前記高速掃き出し実行手段を適用して前記余剰電荷の除去を行う。
より具体的には、例えば、連写モードと通常撮影モードとを設けて、この2つのモードによって制御内容を上記のように変更するものである。なお、このモード切り替えは、操作部6によって設定することができる。
前述のとおり(図2参照)、暗電流等のノイズ成分除去は、OB積分から得た平均値によって除去することを説明したが、CCD2が備える300万画素に対応する各素子には、その光電効果特性に多少のばらつきがあり、感度や暗電流の大きさが画素毎に多少違っている。そのため、ノイズ成分の余剰電荷が完全に除去できない場合があり、従来は、この除去できなかった余剰電荷は、画質の劣化となってしまうという問題点があった。
【0031】
そこで、本発明によるカラー撮像装置の態様では、この問題点に対処するために、高速連続撮影が必要な連写モードの場合は、本発明の一部のフィールドで高速掃出しを行わないように駆動制御し、また、通常撮影モードの場合は、従来どおり駆動制御して高画質を得るという、モード対応の駆動制御の切り替えを行う。これにより、連写モードでの高速化を達成している。
本発明のカラー撮像装置の態様では、具体的に、インタレース転送の分割転送回数が3フィールド以上の場合に、本発明の実施形態に係る固体撮像装置の駆動制御方法を適用し、即ち、前記フィールドのうち、一部のフィールドのデータ転送期間における余剰電荷掃き出し動作の省略を行っている。
一般に、インタレース転送を行うCCDでは、通常、垂直方向に間引き転送を行っている。即ち、2フィールド転送の場合は、第1フィールドとして奇数ラインの転送を行い、第2フィールドとして偶数ラインの転送を行う。300万画素CCDの場合は、有効画素として少なくとも垂直1536ラインのデータ転送が行われるため、1フィールド当たりの転送ライン数は768ラインとなる。3フィールド転送の場合では、1フィールドあたり512ラインとなる。
【0032】
このライン数が多くなると、垂直転送を行うCCDの段数が増えていくために、それだけノイズ成分が蓄積される可能性が多くなるので、この観点からも、インタレース転送の分割転送回数が3フィールド以上の場合に本発明に係る固体撮像装置の駆動制御方法(即ち、前記フィールドのうち、一部のフィールドのデータ転送期間における余剰電荷掃き出し動作の省略)を適用することが有利となる。
前述の図7(従来例)に示すように、2フィールド転送の場合は、高速掃出しが2回だけしか行われないため、この場合に本発明の実施の形態に係るカラー撮像装置の駆動制御方法を適用して、仮に、前記高速掃出しのうちの1回を行わないようにしたとしても高速化に大きく寄与することはできない。そのため、2フィールド転送CCDの場合には、従来どおり、全てのフィールド(即ち、2つのフィールド)に対して、高速掃出しを行った方が画質の劣化が少なく、利点が大きい。
【0033】
一方、垂直転送段数が少なく、高速掃出しの回数が多い3フィールド転送以上の分割転送の場合では、高速掃出しの回数を削減することで、高速化と省電力の効果が大きくなるため、3フィールド分割以上のインタレース転送方式CCDに対して本発明の実施の形態に係るカラー撮像装置の駆動方法を適応している。
以下、このカラー撮像装置の動作を説明する。
このカラー撮像装置の態様では、前記複数フィールドの各々に原色系または補色系の光の3原色データが揃って記録されていて、かつ前記複数フィールドの全てのフィールドまたは前記複数フィールドのうちの一部のフィールドから転送されるデータを使用して連続的に画像処理を行う場合には、前記使用する全てのフィールドの前記データ転送の実行期間において、前記余剰電荷の除去を行わないようにしている。
より具体的には、例えば、3フィールド転送CCDの場合において、1回の転送のみで信号処理を行う動作を連続的に行う場合に、各フィールドに対して高速掃出しを行わないように制御するものである。
【0034】
図4は、本発明の実施の形態に係るカラー撮像装置において、3フィールド転送を行う場合のCCDの各フィールドデータの転送動作を示す説明図である。
同図に示すように、この態様では、各フィールドともR、G、Bのデータが揃っているため、1フィールドのみ(したがって、1回の転送)で、YUV変換が可能である。
以下、この1フィールド分のRGBデータをYUV変換して連続した画像を撮影する場合の動作を説明する。
図5は、本発明の実施の形態に係るカラー撮像装置において、1フィールド分のRGBデータをYUV変換して連続した画像を撮影する場合の動作を示すタイミングチャートである。
同図に示すように、1フィールド分のRGBデータをYUV変換して連続した画像を撮影する場合は、第1フィールド転送中に第2フィールドの露光を行っているために、メカシャッタを閉めずに動作を行っている。この場合、強い光が入射すると高速掃出しを行ってもスミアの影響を除去できない。また露光したデータは直後のフィールドで転送されるので、各画素にデータが保持されている時間は短く、暗電流等のノイズの影響は少なくなるので、高速掃出しによる効果は期待できない。
そのため、1フィールドにRGBデータが揃って記録されていて、この1フィールド分のデータをYUV変換して連続した画像を撮影する場合には、各フィールド転送において高速掃出しを行わないようにすることで、連続撮影の高速化と省電力化とを実現している。
【0035】
【発明の効果】
以上述べたように、請求項1に記載の発明によれば、
複数のカラーフィルタを介した撮影像を受けて蓄積された全画素分の電荷が、3フィールド以上の複数フィールドに分けてデータ転送されるインタレース転送方式の固体撮像装置と、この固体撮像装置を制御する前記インタレース転送方式の制御手段とを備えたカラー撮像装置において、
前記複数フィールドの各々に対応するデータ転送期間において前記データ転送に使用される転送路から余剰電荷の除去を行う余剰電荷掃出し実行手段と、
前記データ転送期間において前記余剰電荷の除去を行わない余剰電荷掃出し不実行手段と、
前記複数フィールドの各々に対応する前記データ転送に先立って、前記余剰電荷掃出し実行手段と前記余剰電荷掃き出し不実行手段のいずれを適用すべきかを設定することができる設定手段と、
を備え、
高速連続撮影が行われる連写モードの場合は、前記複数フィールドのうち、第1フィールドにおける前記データ転送期間においては前記余剰電荷掃出し実行手段により前記余剰電荷の除去を行い、第2フィールド以降のフィールドにおける前記データ転送期間においては前記余剰電荷掃出し不実行手段により前記余剰電荷の除去を行わず、
通常撮影モードの場合は、前記複数フィールドのうち全てのフィールドにおける前記データ転送期間において前記余剰電荷掃出し実行手段により前記余剰電荷の除去を行うことにより、前記複数フィールドのうちの特定フィールドに対しては、場合により、高速の余剰電荷掃き出し動作を行わないようにすることで、全フィールドを読み出すまでの時間を短縮することを実現可能にするとともに、転送路からデータを取り出す時の動作クロックの周期が高速である場合にも、場合により、大電力を消費しないようにできる。
特に、高速連続撮影が行われている場合には、前記複数フィールドのうち、少なくとも1以上のフィールドにおける前記データ転送期間において、前記余剰電荷掃き出しを実行して前記余剰電荷の除去を行うように構成することで、高速動作が要求される連写の場合には、余剰電荷掃き出し動作を省略することができるので、前記高速動作を保証するとともに、通常の撮影の場合は、従来動作を行うことで高画質を提供することができるカラー撮像装置を提供することができる。
【0036】
また、前記複数フィールドの各々のうち、少なくとも1つのフィールドにおける前記データ転送の実行期間においては、前記余剰電荷掃き出しを不実行として前記余剰電荷の除去を行わないように構成することで、前記複数フィールドのうち、少なくとも1つのフィールドに対しては、高速の余剰電荷掃き出し動作を省略するので、全フィールドを読み出すまでの時間を短縮することが可能となるとともに、転送路からデータを取り出す時の動作クロックの周期が高速である場合にも、大電力の消費を確実に回避することができるカラー撮像装置を提供することができる。
また、前記複数フィールドのうち、前記第1フィールド以外のフィールドを、前記データ転送の実行期間において前記余剰電荷掃き出しを不実行とするフィールドとして設定することにより、前記複数フィールドのうち、具体的に第1フィールドまたは前記第1フィールド以外のフィールドに対しては、高速の余剰電荷掃き出し動作を省略することができるので、全フィールドを読み出すまでの時間を短縮することが可能となるとともに、転送路からデータを取り出す時の動作クロックの周期が高速である場合にも、大電力の消費を容易に回避することができるカラー撮像装置を提供することができる。
【0038】
また、請求項2に記載の発明によれば、
撮像素子に蓄積された全画素数の電荷を転送する際に前記電荷のデータ転送を3フィールド以上の複数フィールドに分割して行い、かつ複数のカラーフィルタを設けた撮像素子を用いる撮像装置であって、
前記電荷を転送する各フィールドの転送データに少なくともRGBまたはYeCyMgGからなるカラー信号を含むインタレース転送方式の撮像素子と、
上記データ転送を制御する撮像素子制御手段と、
前記複数のフィールド中の転送された任意のフィールド数の転送データにより画像処理を行う画像処理手段とを備え、
前記撮像素子制御手段は各フィールドに対してデータ転送する前に転送路の余剰電荷除去動作を行うかどうかを設定することが可能である撮像装置において、
前記複数のフィールドのうち少なくとも一部のフィールドから転送されるデータを使用して画像処理を行うときには、前記画像処理において使用する全てのフィールドにおいて、前記余剰電荷除去動作を行わないように構成することにより、
複数のカラーフィルタを介した撮影像に対応して蓄積された全画素分の電荷が、3フィールド以上に分けてデータ転送される場合には、前記フィールドのうち、一部のフィールドのデータ転送期間における余剰電荷掃き出し動作を省略することにより、高速動作が可能となるとともに、低消費電力を実現し得るカラー撮像装置を提供することができる。
【0039】
また、請求項3に記載の発明によれば、
複数のカラーフィルタを介した撮影像を受けて蓄積された全画素分の電荷が、3フィールド以上の複数フィールドに分けてデータ転送されるインタレース転送方式の固体撮像装置の駆動制御方法において、
前記複数フィールドの各々に対応するデータ転送期間において前記データ転送に使用される転送路から余剰電荷の除去を行う余剰電荷掃き出し実行ステップと、前記データ転送期間において前記余剰電荷の除去を行わない余剰電荷掃き出し不実行ステップと、
前記複数フィールドの各々に対応する前記データ転送に先立って、前記余剰電荷掃き出し実行ステップと前記余剰電荷掃き出し不実行ステップのいずれを適用すべきかを設定することができる設定ステップと、
を備え、
高速連続撮影が行われる連写モードの場合は、前記複数フィールドのうち、第1フィールドにおける前記データ転送期間においては前記余剰電荷掃出し実行ステップにより前記余剰電荷の除去を行い、第2フィールド以降のフィールドにおける前記データ転送期間においては前記余剰電荷掃出し不実行ステップにより前記余剰電荷の除去を行わず、
通常撮影モードの場合は、前記複数フィールドのうち全てのフィールドにおける前記データ転送期間において前記余剰電荷掃出し実行ステップにより前記余剰電荷の除去を行うことにより、
前記複数フィールドのうちの特定フィールドに対しては、場合によっては、高速の余剰電荷掃き出し動作を行わないように制御して、全フィールドを読み出すまでの時間を短縮するとともに、転送路からデータを取り出す時の動作クロックの周期が高速である場合にも、場合によっては、大電力を消費しないようにでき、
特に、高速連続撮影が行われている場合には、前記複数フィールドのうち、少なくとも1以上のフィールドにおける前記データ転送の実行期間において、前記余剰電荷掃き出しを実行して前記余剰電荷の除去を行うように制御することで、高速動作が要求される連写の場合には、余剰電荷掃き出し動作を省略することで、前記高速動作を保証するとともに、また通常の撮影の場合は、従来動作を行うことで高画質を提供することができる固体撮像装置の駆動制御方法を提供することができる。
【0040】
また、請求項4に記載の発明によれば、
複数のカラーフィルタを介した撮影像を受けて蓄積された全画素分の電荷が、3フィールド以上の複数フィールドに分けてデータ転送されるインタレース転送方式の固体撮像装置の駆動制御方法において、
前記複数フィールドの各々に対応するデータ転送期間において前記データ転送に使用される転送路から余剰電荷の除去を行う余剰電荷掃き出し実行ステップと、前記データ転送期間において前記余剰電荷の除去を行わない余剰電荷掃き出し不実行ステップと、
前記複数フィールドの各々に対応する前記データ転送に先立って、前記余剰電荷掃き出し実行ステップと前記余剰電荷掃き出し不実行ステップのいずれを適用すべきかを設定することができる設定ステップと、
を備え、
前記複数フィールドの各々に原色系または補色系の光の3原色データが揃って記録されていて、かつ前記複数フィールドの全てのフィールドまたは前記複数フィールドのうちの一部のフィールドから転送されるデータを使用して連続的に画像処理を行う場合には、前記使用する全てのフィールドの前記データ転送期間において、前記余剰電荷掃き出し不実行ステップを適用して前記余剰電荷の除去を行わないように制御することにより、
前記複数フィールドのうちの特定フィールドに対しては、場合によっては、高速の余剰電荷掃き出し動作を行わないように制御して、全フィールドを読み出すまでの時間を短縮するとともに、転送路からデータを取り出す時の動作クロックの周期が高速である場合にも、場合によっては、大電力を消費しないようにでき、高速動作を保証するとともに、低消費電力を実現することができる固体撮像装置の駆動制御方法を提供することができる。
【0041】
また、高速連続撮影が行われている場合には、前記複数フィールドのうち、少なくとも1以上のフィールドにおける前記データ転送の実行期間において、前記余剰電荷掃き出しを実行して前記余剰電荷の除去を行うように制御することで、高速動作が要求される連写の場合には、余剰電荷掃き出し動作を省略することで、前記高速動作を保証するとともに、また通常の撮影の場合は、従来動作を行うことで高画質を提供することができる固体撮像装置の駆動制御方法を提供することができる。
【0042】
さらに、前記複数フィールドの各々に原色系または補色系の光の3原色データが揃って記録されていて、かつ前記複数フィールドの全てのフィールドまたは前記複数フィールドのうちの一部のフィールドから転送されるデータを使用して連続的に画像処理を行う場合には、前記使用する全てのフィールドの前記データ転送の実行期間において、前記余剰電荷掃き出しを不実行として前記余剰電荷の除去を行わないように制御することで、高速動作を可能とするとともに、低消費電力を実現することができる固体撮像装置の駆動制御方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係るカラー撮像装置の要部の構成を示すブロック構成図である。
【図2】本発明の実施の形態に係るカラー撮像装置のCCDの結像面を模式的に示す正面図である。
【図3】本発明の実施の形態に係るカラー撮像装置の3フィールドインタレース転送方式の場合の動作を示すタイミングチャートである。
【図4】本発明の実施の形態に係るカラー撮像装置において、3フィールド転送を行う場合のCCDの各フィールドデータの転送動作を示す説明図である。
【図5】本発明の実施の形態に係るカラー撮像装置において、1フィールド分のRGBデータをYUV変換して連続した画像を撮影する場合の動作を示すタイミングチャートである。
【図6】従来のカラー撮像装置における3フィールドインタレース転送方式の動作を示すタイミングチャートである。
【図7】従来のカラー撮像装置における2フィールドインタレース転送方式の動作を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
1 撮像レンズ系
2 CCD
3 F/E部
4 信号処理IC
5 SDRAM
6 操作部
7 シャッタドライバ/モータドライバ
8 表示部
9 メモリカード
10 CPU
31 CDS
32 AGC
33 A/D
41 CCD−I/F
42 メモリコントローラ
43 YUV変換
44 表示部I/F
45 圧縮ブロック
51 RAW−RGB
52 YUV
53 JPEG[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a color imaging device and a driving control method for a solid-state imaging device, and in particular, selects whether or not to perform an operation of sweeping excess charge immediately before transfer when transferring the charge accumulated in a solid-state imaging device. The present invention relates to an interlaced transfer type color imaging device and a solid-state imaging device drive control method.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, a color imaging device frequently uses a CCD (Charge Coupled Device) in which a plurality of electrodes are arranged on a semiconductor via an insulator as a solid-state imaging device. As a CCD system, in particular, in a solid-state imaging device using an interlace transfer type CCD, a transfer path prior to a transfer operation is conventionally performed when charges accumulated in the solid-state imaging device are transferred as image data. The operation of sweeping out the surplus charge accumulated in the substrate at a high speed (surplus charge sweeping operation) is performed. From the viewpoint of the cause of the occurrence, the surplus charge includes a surplus charge generated when strong light called smear enters the CCD, a surplus charge generated by noise such as dark current, and the like.
This high-speed sweeping of surplus charge is an important technology that forms a part of the drive control method for solid-state imaging devices, but in recent years the cycle of the operation clock when data is taken out from the transfer path tends to become increasingly faster. Consume power. Further, as shown in FIG. 6 to be described later, since the sweeping operation itself takes time, it takes a long time to complete the interlace transfer.
[0003]
The operation of the three-field interlace transfer method in the conventional color imaging device will be described below.
FIG. 6 is a timing chart showing the operation of the three-field interlace transfer method in the conventional color imaging apparatus.
In the figure, conventionally, high-speed sweeping of excess charge removal is performed in all fields.
Next, the operation of the two-field interlace transfer method in the conventional color imaging apparatus will be described with reference to FIG.
FIG. 7 is a timing chart showing the operation of the two-field interlace transfer method in the conventional color imaging apparatus.
As shown in the figure, in the case of 2-field transfer, high-speed sweep is performed only twice. Therefore, even if it is configured not to perform one of them, it cannot greatly contribute to speeding up.
As the above-described high-speed sweeping method of surplus charge, the transfer clock pulse applied to the vertical transfer register of the signal charge storage unit is stopped during the surplus charge sweeping transfer period, and the potential in the vertical transfer register is transferred to the vertical transfer of the imaging unit. A technique is disclosed in which power consumption is reduced by sweeping and transferring surplus charges while being fixed at a deeper potential than the low-level potential of the register (for example, Patent Document 1).
[0004]
In addition, smear charges are swept out before exposure, and the vertical CCD is stopped during exposure so that smear charges generated during the exposure period do not move the vertical CCD. A technique for preventing the occurrence of a ghost image and sweeping smear charges immediately before exposure to prevent the image from blurring is disclosed (for example, Patent Document 2).
Further, in order to prevent the shutter mechanism from requiring high speed, smear charge sweeping is performed by blocking exposure light and darkening the light receiving surface during a charge readout period that is longer than the period during which image charge is generated. A technique for suppressing the generation of smear charges during the period is disclosed in
[0005]
[Patent Document 1]
Japanese Patent No. 3158324
[Patent Document 2]
JP-A-8-168033
[Patent Document 3]
JP 9-46598 A
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, the conventional solid-state imaging device has a problem that high-speed sweeping of surplus charges consumes a large amount of power because the cycle of the operation clock when extracting data from the transfer path tends to become faster and faster. It was.
Further, since the sweeping operation itself takes time, there is a problem that the time until completion of interlace transfer becomes long.
Furthermore, each of the elements corresponding to the enormous number of pixels included in a solid-state imaging device represented by a CCD has a slight variation in photoelectric effect characteristics, and the sensitivity and the magnitude of dark current are slightly different for each pixel. . For this reason, there is a case where the surplus charge of the noise component cannot be completely removed, and conventionally, the surplus charge that could not be removed has a problem that the image quality is deteriorated.
The techniques disclosed in the above-mentioned
[0007]
The object of the first aspect of the present invention is to reduce the time required to read out all the fields depending on the case, and also to the case where the period of the operation clock when extracting data from the transfer path is high. Depending on the system, high power consumption can be avoided, and high-speed operation is guaranteed and image quality is not degraded.HighOnly in continuous shooting where high speed operation is required, the excess charge sweep-out operation is omitted to guarantee high-speed operation. In normal shooting, color that can provide high image quality by performing conventional operation. An imaging device is provided.
[0008]
Further claims of the present invention2In particular, the object of the present invention is to provide a color imaging apparatus that can guarantee high-speed operation and realize low power consumption.
Further, the claims of the present invention3The purpose of this is to reduce the time required to read out all the fields, and in some cases even if the operation clock cycle when extracting data from the transfer path is high-speed, in some cases, large power is not consumed. ,In particular,Like continuous shootingAn object of the present invention is to provide a drive control method for a solid-state imaging device that can guarantee high-speed operation and can provide high image quality by performing control so as to perform conventional operation in the case of normal shooting.
[0009]
TheFurthermore, the claims of the present invention4The purpose of is to reduce the time until all fields are read out, and even when the period of the operation clock when extracting data from the transfer path is high speed, in some cases, it can avoid consuming a large amount of power. Another object of the present invention is to provide a drive control method for a solid-state imaging device capable of guaranteeing high-speed operation and realizing low power consumption.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above-described object, the color imaging device according to the first aspect of the present invention has a charge of all pixels stored in response to a photographed image passing through a plurality of color filters of three or more fields. In a color imaging device comprising: a solid-state imaging device of an interlace transfer method that transfers data divided into a plurality of fields; and a control means of the interlace transfer method that controls the solid-state imaging device;
Surplus charge sweeping execution means for removing surplus charges from a transfer path used for the data transfer in a data transfer period corresponding to each of the plurality of fields;
Surplus charge sweep-out non-execution means that does not remove the surplus charge in the data transfer period;
Prior to the data transfer corresponding to each of the plurality of fields, setting means capable of setting which of the surplus charge sweep execution means and the surplus charge sweep non-execution means should be applied;
With,
In the continuous shooting mode in which high-speed continuous shooting is performed, the surplus charges are removed by the surplus charge sweeping execution means during the data transfer period in the first field among the plurality of fields, and the fields after the second field In the data transfer period, the surplus charge is not removed by the surplus charge sweeping non-execution means,
In the case of the normal photographing mode, the surplus charge is removed by the surplus charge sweeping execution means during the data transfer period in all the fields of the plurality of fields.
It is characterized by that.
[0011]
TheAnd claims2The color imaging device according to the present invention described inIn order to achieve the above-mentioned purpose,An image pickup apparatus using an image pickup device in which the charge data transfer is divided into a plurality of fields of three or more fields and a plurality of color filters are provided when transferring charges of all the pixels accumulated in the image pickup device. And
An image sensor of an interlace transfer method including a color signal composed of at least RGB or YeCyMgG in transfer data of each field for transferring the charge;
Image sensor control means for controlling the data transfer;
Image processing means for performing image processing with transfer data of an arbitrary number of fields transferred in the plurality of fields,
In the imaging apparatus capable of setting whether or not the surplus charge removal operation of the transfer path is performed before data transfer to each field, the image sensor control means,
Of the plurality of fieldsat leastonePartfieldUsing data transferred fromWhen performing image processing, in all fields used in the image processingAboveIt is characterized in that the excess charge removal operation is not performed.
[0012]
Claim3In order to achieve the above-described object, the drive control method for the solid-state image pickup device according to the present invention described in 1) has a charge for all pixels accumulated by receiving a photographed image through a plurality of color filters of three or more fields. In the drive control method of the solid-state imaging device of the interlace transfer method in which data transfer is divided into a plurality of fields,
A surplus charge sweeping step for removing surplus charge from a transfer path used for data transfer in a data transfer period corresponding to each of the plurality of fields; and a surplus charge not removing the surplus charge in the data transfer period Sweep-out non-execution step;
Prior to the data transfer corresponding to each of the plurality of fields, a setting step capable of setting which of the excessive charge sweeping execution step and the excessive charge sweeping non-execution step should be applied;
With,
In the continuous shooting mode in which high-speed continuous shooting is performed, the surplus charge is removed by the surplus charge sweeping execution step in the data transfer period in the first field, and the fields after the second field in the plurality of fields. In the data transfer period, the excess charge is not removed by the excess charge sweep-out execution step,
In the normal photographing mode, the surplus charge is removed by the surplus charge sweeping execution step in the data transfer period in all the fields of the plurality of fields.It is characterized by that.
[0013]
TheAnd claims4The solid-state imaging device drive control method according to the present invention described inIn order to achieve the above-described object, an interlaced transfer type solid state in which the charges for all the pixels accumulated by receiving a photographed image through a plurality of color filters are transferred in a plurality of fields of three or more fields. In the drive control method of the imaging device,
A surplus charge sweeping step for removing surplus charge from a transfer path used for data transfer in a data transfer period corresponding to each of the plurality of fields; and a surplus charge not removing the surplus charge in the data transfer period Sweep-out non-execution step;
Prior to the data transfer corresponding to each of the plurality of fields, a setting step capable of setting which of the excessive charge sweeping execution step and the excessive charge sweeping non-execution step should be applied;
With
Three primary color data of primary color system or complementary color system are recorded together in each of the plurality of fields, and data transferred from all the fields of the plurality of fields or a part of the plurality of fields is recorded. When image processing is performed continuously using the data transfer, the data transfer of all the fields used is performed.DeadlineIn the meantime, control is performed so as not to remove the surplus charge by applying the non-execution step of sweeping out surplus charge.
[0014]
[Action]
That is, this departureClearlyThe color imaging device according to the present invention includes an interlaced transfer type solid-state imaging device in which charges for all pixels accumulated by receiving a captured image through a plurality of color filters are transferred in a plurality of three or more fields. In the color imaging device comprising the interlace transfer control means for controlling the solid-state imaging device,
Surplus charge sweeping execution means for removing surplus charges from a transfer path used for the data transfer in a data transfer period corresponding to each of the plurality of fields;
Surplus charge sweep-out non-execution means that does not remove the surplus charge in the data transfer period;
Prior to the data transfer corresponding to each of the plurality of fields, setting means capable of setting which of the surplus charge sweep execution means and the surplus charge sweep non-execution means should be applied;
Further, prior to the execution of the data transfer corresponding to each of the plurality of fields, it is possible to set which of the surplus charge sweeping execution means and the surplus charge sweeping non-execution means should be applied. With such a configuration, for a specific field of the plurality of fields, in some cases, a high-speed surplus charge sweeping operation is not performed, thereby shortening the time until all the fields are read, Even in the case where the cycle of the operation clock when data is taken out from the transfer path is high speed, large power is not consumed in some cases. In addition, from the solid-state imaging device, when the charges for all the pixels accumulated corresponding to the captured image through the plurality of color filters are transferred in three or more fields, The excess charge sweep-out during the data transfer period of some fields is omitted to ensure high-speed operation and to prevent image quality degradation.
That is, in the case of transferring in two fields, since the time required for one transfer is long, the influence of noise such as dark current becomes large, and the deterioration of image quality becomes remarkable. On the other hand, when the transfer is divided into three or more fields, the time for collecting noise such as dark current in the transfer path is shortened, so that the influence on the image quality is also reduced. In general, as the number of field divisions increases, the influence of noise on the transfer path decreases. Therefore, when the charges for all the pixels accumulated corresponding to the photographed image are transferred in three or more fields, the excess charge sweeping operation is performed during the data transfer period of some of the fields. Is omitted so that high speed operation is possible and image quality is not deteriorated.
[0015]
In addition, this departureClearlyThe color imaging device according to the present invention sets a field other than the first field among the plurality of fields as a field to which the excess charge sweep-out execution step is applied during the data transfer execution period. Thus, for fields other than the first field, the time for reading out all the fields is shortened by omitting the high-speed surplus charge sweeping operation, and the cycle of the operation clock when the data is taken out from the transfer path. Even when the speed is high, consumption of large power can be easily avoided.
[0016]
In addition, this departureClearlyWhen the high-speed continuous shooting is performed, the color imaging device according to the present invention applies the surplus charge sweep-out non-execution means in the data transfer execution period in at least one of the plurality of fields. Avoid removing excess charge. That is, the surplus charge due to smear can be removed by the surplus charge sweeping operation of the first field, but the surplus charge due to noise such as dark current affects each field. In order to eliminate this, correction is normally performed using an OB (Optical Black) integral value, but it may not be able to be completely removed due to inter-element variation of each CCD element. In this case, the high-speed operation is ensured by omitting the surplus charge sweep-out operation only, and in the case of normal shooting, high-quality images can be provided by performing the conventional operation.
[0017]
In addition, this departureClearlyAccording to the color image pickup apparatus, when transferring the charges of the total number of pixels accumulated in the image pickup device, the charge data transfer is divided into a plurality of fields of three or more fields, and an image pickup device provided with a plurality of color filters An interlaced transfer type image pickup device including at least a color signal of RGB or YeCyMgG in transfer data of each field for transferring electric charge, an image pickup device control means for controlling the data transfer, and the plurality of fields Image processing means for performing image processing with transfer data of an arbitrary number of transferred fields, wherein the image sensor control means performs a surplus charge removal operation on the transfer path before transferring data to each field. It is possible to set whether or not, and when image processing is performed in some or more of the plurality of fields The, is not carried out the excess charges removing operation in all the fields used in the image processing.
[0018]
That is, image processing is possible for each field alone in a CCD in which all the charges corresponding to RGB signal components in a primary color CCD and YeCyMgG signal components in a complementary color CCD are prepared in each field in interlaced division transfer. When image processing is continuously performed on each field, exposure of the second field is performed during the first field transfer, and the mechanical shutter, which is a light shielding unit, remains open during the transfer. In such a case, smear cannot be removed even if high-speed transfer is performed. Therefore, in such a mode, high-speed operation is enabled and low power consumption is realized by not performing high-speed sweeping which is an operation for removing surplus charges.
In addition, this departureClearlyThe solid-state imaging device drive control method is based on an interlaced transfer method in which the charges for all the pixels received and stored through a plurality of color filters are transferred in three or more fields. In the solid-state imaging device drive control method, a surplus charge sweeping execution step of removing surplus charges from a transfer path used for data transfer in a data transfer execution period corresponding to each of the plurality of fields, and The surplus charge sweeping non-execution step that does not perform the surplus charge sweeping means in the execution period, and further, prior to the execution of the data transfer corresponding to each of the plurality of fields, the surplus charge sweep execution step, It is possible to set which of the above-mentioned excessive charge sweeping non-execution steps should be applied.
[0019]
With such a configuration, a specific field of the plurality of fields is controlled so as not to perform a high-speed surplus charge sweeping operation in some cases, thereby shortening the time until all the fields are read out. At the same time, even when the period of the operation clock when extracting data from the transfer path is high speed, large power is not consumed in some cases.
In addition, this departureClearlyAccording to the solid-state imaging device drive control method, the charges for all the pixels accumulated corresponding to the captured image through the plurality of color filters are transferred from the solid-state imaging device in three or more fields. In this case, a control method that eliminates the excess charge sweeping out during the data transfer period of some of the fields is applied to enable high-speed operation and to prevent image quality degradation. That is, in the case of transferring in two fields, since the time required for one transfer is long, the influence of noise such as dark current becomes large, and the deterioration of image quality becomes remarkable. On the other hand, when the transfer is divided into three or more fields, the time for collecting noise such as dark current in the transfer path is shortened, so that the influence on the image quality is also reduced. In general, as the number of field divisions increases, the influence of noise on the transfer path decreases. Therefore, when charges for all the pixels accumulated corresponding to the photographed image are transferred in three or more fields, the excess charge sweeping operation during the data transfer period of some of the fields is performed. Is applied to control high-speed operation and to prevent image quality degradation..
MaThe main departureClearlyAccording to the solid-state imaging device drive control method, the field other than the first field among the plurality of fields is set as a field to which the excess charge sweep-out non-execution step is applied during the data transfer execution period. In the execution period, the time for reading out all the fields can be shortened and the data can be taken out from the transfer path so that the sweeping of the surplus charge in the data transfer period of the fields other than the first field can be omitted. Even when the period of the operation clock is high, consumption of large power can be easily avoided.
[0020]
In addition, this departureClearlyIn the solid-state imaging device drive control method according to the present invention, when high-speed continuous shooting is performed, the surplus charge sweep-out non-execution step is performed in the data transfer execution period in at least one of the plurality of fields. The application is controlled so as not to remove the excess charge. That is, the surplus charge due to smear can be removed by the surplus charge sweeping operation of the first field, but the surplus charge due to noise such as dark current affects each field. In order to eliminate this, correction is normally performed using an OB (Optical Black) integral value, but it may not be able to be completely removed due to inter-element variation of each CCD element. In this case, the high-speed operation is ensured by omitting the surplus charge sweeping operation only, and in the case of normal photographing, it is possible to provide high image quality by controlling the conventional operation.
[0022]
In addition, this departureClearlyIn the solid-state imaging device drive control method according to the present invention, three primary color data of primary color or complementary color light are recorded in each of the plurality of fields, and all the fields of the plurality of fields or of the plurality of fields are selected. In the case where image processing is continuously performed using data transferred from some fields, the excess charge sweep-out non-execution step is applied during the data transfer execution period of all the fields used. Control is performed so as not to remove the surplus charge. That is, image processing is possible for each field alone in a CCD in which all the charges corresponding to RGB signal components in a primary color CCD and YeCyMgG signal components in a complementary color CCD are prepared in each field in interlaced division transfer. When image processing is continuously performed on each field, exposure of the second field is performed during the first field transfer, and the mechanical shutter, which is a light shielding unit, remains open during the transfer. In such a case, smear cannot be removed even if high-speed transfer is performed. For this reason, in such a mode, control is performed so as not to perform high-speed sweeping, which is a surplus charge removal operation, thereby enabling high-speed operation and low power consumption.
[0023]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The principle of the present invention is to realize a low power consumption solid-state imaging device capable of high-speed operation and a control method for the solid-state imaging device by not performing high-speed sweep transfer in a part of interlaced frame transfer. Features.
Hereinafter, based on an embodiment of the present invention, a color imaging device and a solid-state imaging device drive control method of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block configuration diagram showing a configuration of a main part of a color imaging apparatus according to an embodiment of the present invention.
In the figure, a color imaging apparatus according to an embodiment of the present invention includes a mechanical shutter (abbreviation of “mechanical shutter”, the same shall apply hereinafter) and an
[0024]
The F /
The signal processing IC 4 includes a CCD-I /
The SDRAM 5 includes a RAW-
In the present invention, the
[0025]
Hereinafter, functions of the color imaging apparatus according to the embodiment of the present invention will be described.
When a user's photographing request is input from the operation unit 6, the
A photographed image that is incident from a photographing object (not shown) through the
[0026]
FIG. 2 is a front view showing the image plane of the CCD of the color imaging apparatus according to the embodiment of the present invention.
As shown in the figure, the imaging surface of the
The data of the OB portion is a charge accumulated in a state where no light is applied, and mainly corresponds to an excess charge due to a dark current.
In the CCD-I /
[0027]
The RGB data stored in the SDRAM 5 after the completion of the three-field transfer is converted into YUV data by the
When this RGB data is converted into YUV data, the
The YUV data compressed in JPEG in the SDRAM 5 is finished with JPEG image data by adding header data or the like by the
[0028]
FIG. 3 is a timing chart showing an operation in the case of the three-field interlace transfer method of the color imaging apparatus according to the embodiment of the present invention.
In the conventional method, as shown in FIG. 6 described above, high-speed sweeping of excess charge removal is performed in all fields.(The remainderIn the color imaging apparatus according to the embodiment of the present invention, for example, as shown in FIG. 3, high-speed sweeping is performed only on the first field. Thus, for example, by performing high-speed sweeping only on the first field, it is possible to remove smear, which is surplus charge generated when the mechanical shutter at the time of exposure is open. In addition, since the high-speed sweep is not performed on the fields after the second field, it is possible to shorten the time until all the pixels are transferred. Further, by omitting the high-speed sweep for the fields after the second field in this way, the power consumed by the high-speed sweep is saved twice.
[0029]
Less than,According to the embodiment of the present inventionThe operation of the color imaging device will be described.
hereIn the color image pickup apparatus described in (1), it is possible to set for each of the plurality of fields whether or not the excess charge is to be swept out during interlace transfer, and to operate according to this setting.
In the color imaging apparatus according to the present embodiment, the setting of whether or not to perform high-speed sweeping during interlace transfer is performed by the
For example,As shown in FIG. 3, among the plurality of fields, fields other than the first field are set as fields in which the high-speed sweep operation is not performed.
[0030]
Furthermore, according to another embodimentIn the aspect of the color imaging device, when high-speed continuous shooting is performed, the surplus is applied by applying the high-speed sweep execution means in the data transfer execution period in at least one field among the plurality of fields. The charge is removed.
More specifically, for example, a continuous shooting mode and a normal shooting mode are provided, and the control content is changed as described above according to these two modes. This mode switching can be set by the operation unit 6.
As described above (see FIG. 2), it has been described that noise components such as dark current are removed by the average value obtained from the OB integration. However, each element corresponding to 3 million pixels included in the
[0031]
Therefore,According to the inventionIn the aspect of the color imaging device, in order to cope with this problem, in the continuous shooting mode that requires high-speed continuous shooting, drive control is performed so as not to perform high-speed sweeping in some fields of the present invention, In the normal shooting mode, mode-compatible drive control is switched such that drive control is performed as before to obtain high image quality. This achieves high speed in continuous shooting mode.The
BookIn the aspect of the color imaging device of the present invention, specifically, when the number of divided transfers of interlace transfer is 3 fields or more, the drive control method of the solid-state imaging device according to the embodiment of the present invention is applied, that is, the field Among them, the surplus charge sweeping out operation in the data transfer period of some fields is omitted.
In general, a CCD that performs interlaced transfer normally performs thinning transfer in the vertical direction. That is, in the case of two-field transfer, odd-numbered lines are transferred as the first field, and even-numbered lines are transferred as the second field. In the case of a 3 million pixel CCD, at least vertical 1536 lines of data are transferred as effective pixels, so the number of transfer lines per field is 768 lines. In the case of 3-field transfer, there are 512 lines per field.
[0032]
When this number of lines increases, the number of stages of CCDs that perform vertical transfer increases, so the possibility of accumulation of noise components increases. From this point of view, the number of interlaced transfer division transfers is 3 fields. In the above case, it is advantageous to apply the drive control method of the solid-state imaging device according to the present invention (that is, omitting the surplus charge sweeping operation during the data transfer period of some of the fields).
As shown in FIG. 7 (conventional example) described above, in the case of two-field transfer, high-speed sweeping is performed only twice. In this case, the color imaging device drive control method according to the embodiment of the present invention is used. Even if one of the high-speed sweeps is not performed by applying the above, it is not possible to greatly contribute to the high speed. Therefore, in the case of a two-field transfer CCD, as in the conventional case, performing high-speed sweeping for all fields (that is, two fields) is less advantageous in image quality deterioration and has a great advantage.
[0033]
On the other hand, in the case of split transfer with three or more field transfers where the number of vertical transfer stages is small and the number of high-speed sweeps is large, reducing the number of high-speed sweeps increases the effect of high speed and power saving, so that three-field splits The driving method of the color imaging apparatus according to the embodiment of the present invention is applied to the above interlace transfer type CCD.
Less than,ThisThe operation of the color imaging apparatus will be described.
ThisIn the aspect of the color imaging apparatus, the primary color data or the complementary primary color light data is recorded in each of the plurality of fields, and all the fields of the plurality of fields or a part of the plurality of fields is recorded. In the case where image processing is continuously performed using data transferred from one field, the excess charge is not removed during the data transfer execution period of all the fields used.
More specifically, for example, in the case of a three-field transfer CCD, control is performed so that high-speed sweeping is not performed for each field when signal processing is performed continuously by only one transfer. It is.
[0034]
FIG. 4 is an explanatory diagram showing the transfer operation of each field data of the CCD when performing three-field transfer in the color imaging apparatus according to the embodiment of the present invention.
As shown in the figure, in this aspect, since R, G, and B data are prepared for each field, YUV conversion is possible with only one field (and therefore one transfer).
Hereinafter, an operation in the case of capturing continuous images by converting the RGB data for one field by YUV will be described.
FIG. 5 is a timing chart showing an operation in the case of capturing continuous images by YUV converting RGB data for one field in the color imaging apparatus according to the embodiment of the present invention.
As shown in the figure, when a continuous image is shot by converting RGB data for one field by YUV, since the second field is exposed during the first field transfer, the mechanical shutter is not closed. It is operating. In this case, if strong light is incident, the effect of smear cannot be removed even if high-speed sweeping is performed. Since the exposed data is transferred in the immediately following field, the time that the data is held in each pixel is short, and the influence of noise such as dark current is reduced. Therefore, the effect of high-speed sweeping cannot be expected.
For this reason, when RGB data is recorded in one field and YUV conversion is performed on the data for one field to shoot a continuous image, high-speed sweeping is not performed in each field transfer. Realizes high-speed continuous shooting and low power consumption.
[0035]
【The invention's effect】
As mentioned above,Claim 1According to the invention,
An interlaced transfer type solid-state imaging device in which charges for all pixels accumulated by receiving a photographed image through a plurality of color filters are transferred in a plurality of fields of three or more fields, and this solid-state imaging device In the color imaging apparatus comprising the control unit of the interlace transfer method to control,
Data transfer corresponding to each of the plurality of fields.DeadlineRemove excess charge from the transfer path used for the data transferSurplus charge sweeping means;
in frontData transferDeadlineBetween the surplus chargesRemovalDo notSurplus charge sweeping non-execution means;
in frontPrior to the data transfer corresponding to each of the plurality of fields, the surplus charge sweeping is executed.meansAnd excess charge sweeping outmeansWhich of these should applyPossible setting means and,
With
In the continuous shooting mode in which high-speed continuous shooting is performed, the surplus charges are removed by the surplus charge sweeping execution means during the data transfer period in the first field among the plurality of fields, and the fields after the second field In the data transfer period, the surplus charge is not removed by the surplus charge sweeping non-execution means,
In the case of the normal photographing mode, by removing the surplus charge by the surplus charge sweeping execution means in the data transfer period in all the fields of the plurality of fields,For specific fields of the plurality of fields, it may be possible to reduce the time until all the fields are read by not performing a high-speed surplus charge sweeping operation, and transfer may be performed. Even in the case where the period of the operation clock when extracting data from the path is high speed, it is possible to prevent large power consumption.
In particular, when high-speed continuous shooting is performed, the surplus charge is swept out to remove the surplus charge during the data transfer period in at least one of the plurality of fields. Thus, in the case of continuous shooting that requires high-speed operation, the excess charge sweep-out operation can be omitted, so that the high-speed operation is ensured, and in the case of normal shooting, the conventional operation is performed. A color imaging device capable of providing high image quality can be provided.
[0036]
Further, in the execution period of the data transfer in at least one field of each of the plurality of fields, the plurality of fields are configured such that the excess charge sweeping is not performed and the excess charge is not removed. Among these, since at least one field does not require the high-speed surplus charge sweeping operation, it is possible to reduce the time until all the fields are read out, and the operation clock for extracting data from the transfer path. Even in the case where the period is high speed, it is possible to provide a color imaging apparatus capable of reliably avoiding large power consumption.
Further, among the plurality of fields, fields other than the first field are set as fields in which the surplus charge sweeping is not performed during the data transfer execution period. For one field or fields other than the first field, the high-speed surplus charge sweep-out operation can be omitted, so that it is possible to shorten the time until all the fields are read out and to transfer data from the transfer path. It is possible to provide a color imaging device that can easily avoid consuming a large amount of power even when the period of the operation clock when taking out the signal is high.
[0038]
According to the invention of
An image pickup apparatus using an image pickup device in which the charge data transfer is divided into a plurality of fields of three or more fields and a plurality of color filters are provided when transferring charges of all the pixels accumulated in the image pickup device. And
An image sensor of an interlace transfer method including a color signal composed of at least RGB or YeCyMgG in transfer data of each field for transferring the charge;
Image sensor control means for controlling the data transfer;
Image processing means for performing image processing with transfer data of an arbitrary number of fields transferred in the plurality of fields,
In the imaging apparatus capable of setting whether or not the surplus charge removal operation of the transfer path is performed before data transfer to each field, the image sensor control means,
Of the plurality of fieldsat leastonePartfieldUsing data transferred fromWhen performing image processing, in all fields used in the image processing,AboveDoes not perform excess charge removal operationConfigure asBy
When charges for all pixels accumulated corresponding to a photographed image through a plurality of color filters are transferred in three or more fields, the data transfer period of some of the fields is transferred. Omit excess charge sweeping operation inThis enables high-speed operation and low power consumption.A color imaging device can be provided.
[0039]
Further, according to claim 3According to the invention of
In the drive control method of the solid-state imaging device of the interlace transfer method in which the charges for all the pixels accumulated by receiving the photographed images through the plurality of color filters are divided and transferred to a plurality of fields of three or more fields.
Data transfer corresponding to each of the plurality of fields.DeadlineRemove excess charge from the transfer path used for the data transferExcess charge sweep execution step and previousDatatransferOf the surplus charge in the periodRemovalDo notAn excess charge sweeping non-execution step;
in frontThe data transfer corresponding to each of the plurality of fieldsTo sendPrior to the surplus chargeSweeping out execution step and the excess charge discharging out execution stepWhich of the following should be appliedConfiguration steps that can be
With
In the continuous shooting mode in which high-speed continuous shooting is performed, the surplus charge is removed by the surplus charge sweeping execution step in the data transfer period in the first field, and the fields after the second field in the plurality of fields. In the data transfer period, the excess charge is not removed by the excess charge sweep-out execution step,
In the normal photographing mode, the surplus charge is removed by the surplus charge sweeping execution step in the data transfer period in all the fields of the plurality of fields.By
In some cases, the specific field of the plurality of fields is controlled so as not to perform a high-speed surplus charge sweeping operation, thereby shortening the time until all the fields are read out and taking out data from the transfer path. Even when the operating clock period is high, it may not be necessary to consume a large amount of power.,
In particular, when high-speed continuous shooting is performed, the surplus charge is swept out to remove the surplus charge during the data transfer execution period in at least one of the plurality of fields. In the case of continuous shooting that requires high-speed operation, the excess charge sweep-out operation is omitted to guarantee the high-speed operation, and in the case of normal shooting, the conventional operation is performed. Therefore, it is possible to provide a drive control method for a solid-state imaging device that can provide high image quality.
[0040]
MaAccording to the invention of claim 4,
In the drive control method of the solid-state imaging device of the interlace transfer method in which the charges for all the pixels accumulated by receiving the photographed images through the plurality of color filters are divided and transferred to a plurality of fields of three or more fields.
A surplus charge sweeping step for removing surplus charge from a transfer path used for data transfer in a data transfer period corresponding to each of the plurality of fields; and a surplus charge not removing the surplus charge in the data transfer period Sweep-out non-execution step;
Prior to the data transfer corresponding to each of the plurality of fields, a setting step capable of setting which of the excessive charge sweeping execution step and the excessive charge sweeping non-execution step should be applied;
With
Three primary color data of primary color system or complementary color system are recorded together in each of the plurality of fields, and data transferred from all the fields of the plurality of fields or a part of the plurality of fields is recorded. In the case where the image processing is performed continuously, the excess charge sweep-out non-execution step is applied in the data transfer period of all the fields to be used so that the excess charge is not removed. By
In some cases, the specific field of the plurality of fields is controlled so as not to perform a high-speed surplus charge sweeping operation, thereby shortening the time until all the fields are read out and taking out data from the transfer path. Even when the operating clock period is high, it may not be necessary to consume a large amount of power.,While guaranteeing high-speed operation,Achieve low power consumptionIt is possible to provide a drive control method for a solid-state imaging device that can be used.
[0041]
Further, when high-speed continuous shooting is performed, the surplus charge is swept out to remove the surplus charge during the data transfer execution period in at least one of the plurality of fields. In the case of continuous shooting that requires high-speed operation, the excess charge sweep-out operation is omitted to guarantee the high-speed operation, and in the case of normal shooting, the conventional operation is performed. Can provide a drive control method for a solid-state imaging device that can provide high image quality.
[0042]
Further, primary color data or complementary color light of three primary colors is recorded in each of the plurality of fields, and is transferred from all fields of the plurality of fields or a part of the plurality of fields. When performing continuous image processing using data, control is performed so that the surplus charge sweeping is not performed and the surplus charge is not removed during the data transfer execution period of all the fields used. By doing so, it is possible to provide a drive control method for a solid-state imaging device that enables high-speed operation and low power consumption.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block configuration diagram illustrating a configuration of a main part of a color imaging apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a front view schematically showing an image plane of a CCD of the color imaging apparatus according to the embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a timing chart showing an operation in the case of a three-field interlace transfer method of the color imaging apparatus according to the embodiment of the present invention.
FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating a transfer operation of each field data of a CCD when performing three-field transfer in the color imaging apparatus according to the embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a timing chart showing an operation in the case of capturing continuous images by YUV converting RGB data for one field in the color imaging apparatus according to the embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a timing chart showing an operation of a three-field interlace transfer method in a conventional color imaging apparatus.
FIG. 7 is a timing chart showing an operation of a two-field interlace transfer method in a conventional color imaging apparatus.
[Explanation of symbols]
1 Imaging lens system
2 CCD
3 F / E section
4 Signal processing IC
5 SDRAM
6 Operation part
7 Shutter driver / motor driver
8 Display section
9 Memory card
10 CPU
31 CDS
32 AGC
33 A / D
41 CCD-I / F
42 Memory controller
43 YUV conversion
44 Display I / F
45 compressed blocks
51 RAW-RGB
52 YUV
53 JPEG
Claims (4)
前記複数フィールドの各々に対応するデータ転送期間において前記データ転送に使用される転送路から余剰電荷の除去を行う余剰電荷掃出し実行手段と、
前記データ転送期間において前記余剰電荷の除去を行わない余剰電荷掃出し不実行手段と、
前記複数フィールドの各々に対応する前記データ転送に先立って、前記余剰電荷掃出し実行手段と前記余剰電荷掃き出し不実行手段のいずれを適用すべきかを設定することができる設定手段と、
を備え、
高速連続撮影が行われる連写モードの場合は、前記複数フィールドのうち、第1フィールドにおける前記データ転送期間においては前記余剰電荷掃出し実行手段により前記余剰電荷の除去を行い、第2フィールド以降のフィールドにおける前記データ転送期間においては前記余剰電荷掃出し不実行手段により前記余剰電荷の除去を行わず、
通常撮影モードの場合は、前記複数フィールドのうち全てのフィールドにおける前記データ転送期間において前記余剰電荷掃出し実行手段により前記余剰電荷の除去を行う
ことを特徴とするカラー撮像装置。An interlaced transfer type solid-state imaging device in which charges for all pixels accumulated by receiving a photographed image through a plurality of color filters are transferred in a plurality of fields of three or more fields, and this solid-state imaging device In the color imaging apparatus comprising the control unit of the interlace transfer method to control,
Surplus charge sweeping execution means for removing surplus charges from a transfer path used for the data transfer in a data transfer period corresponding to each of the plurality of fields;
Surplus charge sweep-out non-execution means that does not remove the surplus charge in the data transfer period;
Prior to the data transfer corresponding to each of the plurality of fields, setting means capable of setting which of the surplus charge sweep execution means and the surplus charge sweep non-execution means should be applied;
Equipped with a,
In the continuous shooting mode in which high-speed continuous shooting is performed, the surplus charges are removed by the surplus charge sweeping execution means during the data transfer period in the first field among the plurality of fields, and the fields after the second field In the data transfer period, the surplus charge is not removed by the surplus charge sweeping non-execution means,
In the normal photographing mode, the surplus charge is removed by the surplus charge sweeping-out means during the data transfer period in all of the plurality of fields .
前記電荷を転送する各フィールドの転送データに少なくともRGBまたはYeCyMgGからなるカラー信号を含むインタレース転送方式の撮像素子と、
上記データ転送を制御する撮像素子制御手段と、
前記複数のフィールド中の転送された任意のフィールド数の転送データにより画像処理を行う画像処理手段とを備え、
前記撮像素子制御手段は各フィールドに対してデータ転送する前に転送路の余剰電荷除去動作を行うかどうかを設定することが可能である撮像装置において、
前記複数フィールドのうち少なくとも一部のフィールドから転送されるデータを使用して画像処理を行うときには、前記画像処理において使用する全てのフィールドにおいて前記余剰電荷除去動作を行わないことを特徴とするインタレース転送方式の撮像装置。An image pickup apparatus using an image pickup device in which the charge data transfer is divided into a plurality of fields of three or more fields and a plurality of color filters are provided when transferring charges of all the pixels accumulated in the image pickup device. And
An image sensor of an interlace transfer method including a color signal composed of at least RGB or YeCyMgG in transfer data of each field for transferring the charge;
Image sensor control means for controlling the data transfer;
Image processing means for performing image processing with transfer data of an arbitrary number of fields transferred in the plurality of fields,
In the imaging apparatus capable of setting whether or not the surplus charge removal operation of the transfer path is performed before data transfer to each field, the image sensor control means,
Interlacing, characterized in that the when performing image processing by using the data transferred from at least part of the field of the plurality fields, does not perform the extra charge removing operation in all the fields used in the image processing Transfer type imaging device.
前記複数フィールドの各々に対応するデータ転送期間において前記データ転送に使用される転送路から余剰電荷の除去を行う余剰電荷掃き出し実行ステップと、前記データ転送期間において前記余剰電荷の除去を行わない余剰電荷掃き出し不実行ステップと、
前記複数フィールドの各々に対応する前記データ転送に先立って、前記余剰電荷掃き出し実行ステップと前記余剰電荷掃き出し不実行ステップのいずれを適用すべきかを設定することができる設定ステップと、
を備え、
高速連続撮影が行われる連写モードの場合は、前記複数フィールドのうち、第1フィールドにおける前記データ転送期間においては前記余剰電荷掃出し実行ステップにより前記余剰電荷の除去を行い、第2フィールド以降のフィールドにおける前記データ転送期間においては前記余剰電荷掃出し不実行ステップにより前記余剰電荷の除去を行わず、
通常撮影モードの場合は、前記複数フィールドのうち全てのフィールドにおける前記データ転送期間において前記余剰電荷掃出し実行ステップにより前記余剰電荷の除去を行うことを特徴とする固体撮像装置の駆動制御方法。In the drive control method of the solid-state imaging device of the interlace transfer method in which the charges for all the pixels accumulated by receiving the photographed images through the plurality of color filters are divided and transferred to a plurality of fields of three or more fields.
A surplus charge sweeping step for removing surplus charge from a transfer path used for data transfer in a data transfer period corresponding to each of the plurality of fields; and a surplus charge not removing the surplus charge in the data transfer period Sweep-out non-execution step;
Prior to the data transfer corresponding to each of the plurality of fields, a setting step capable of setting which of the excessive charge sweeping execution step and the excessive charge sweeping non-execution step should be applied;
Equipped with a,
In the continuous shooting mode in which high-speed continuous shooting is performed, the surplus charge is removed by the surplus charge sweeping execution step in the data transfer period in the first field, and the fields after the second field in the plurality of fields. In the data transfer period, the excess charge is not removed by the excess charge sweep-out execution step,
In the normal photographing mode, the surplus charge is removed by the surplus charge sweeping execution step during the data transfer period in all the fields of the plurality of fields .
前記複数フィールドの各々に対応するデータ転送期間において前記データ転送に使用される転送路から余剰電荷の除去を行う余剰電荷掃き出し実行ステップと、前記データ転送期間において前記余剰電荷の除去を行わない余剰電荷掃き出し不実行ステップと、
前記複数フィールドの各々に対応する前記データ転送に先立って、前記余剰電荷掃き出し実行ステップと前記余剰電荷掃き出し不実行ステップのいずれを適用すべきかを設定することができる設定ステップと、
を備え、
前記複数フィールドの各々に原色系または補色系の光の3原色データが揃って記録されていて、かつ前記複数フィールドの全てのフィールドまたは前記複数フィールドのうちの一部のフィールドから転送されるデータを使用して連続的に画像処理を行う場合には、前記使用する全てのフィールドの前記データ転送期間において、前記余剰電荷掃き出し不実行ステップを適用して前記余剰電荷の除去を行わないように制御することを特徴とする固体撮像装置の駆動制御方法。 In the drive control method of the solid-state imaging device of the interlace transfer method in which the charges for all the pixels accumulated by receiving the photographed images through the plurality of color filters are divided and transferred to a plurality of fields of three or more fields.
A surplus charge sweeping step for removing surplus charge from a transfer path used for data transfer in a data transfer period corresponding to each of the plurality of fields; and a surplus charge not removing the surplus charge in the data transfer period Sweep-out non-execution step;
Prior to the data transfer corresponding to each of the plurality of fields, a setting step capable of setting which of the excessive charge sweeping execution step and the excessive charge sweeping non-execution step should be applied;
With
Three primary color data of primary color system or complementary color system are recorded together in each of the plurality of fields, and data transferred from all the fields of the plurality of fields or a part of the plurality of fields is recorded. In the case where the image processing is performed continuously, the excess charge sweep-out non-execution step is applied in the data transfer period of all the fields to be used so that the excess charge is not removed. A drive control method for a solid-state imaging device.
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