JP5300312B2 - Solid-state imaging device, control method for solid-state imaging device, and information device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、固体撮像装置及び固体撮像装置の制御方法、並びに情報機器に関する。 The present invention relates to a solid-state imaging device, a control method for the solid-state imaging device, and information equipment.
従来から、CCD等の撮像素子を内蔵した固体撮像装置が提案されている。図12は、従来の固体撮像装置の概略構成を示すブロック図である。 2. Description of the Related Art Conventionally, solid-state imaging devices that incorporate an imaging element such as a CCD have been proposed. FIG. 12 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a conventional solid-state imaging device.
図12において、CCD等の撮像素子1は光を電気信号として取り込むためのものである。CDS(Coreated Double Sampling)回路2は、撮像素子1より出力される電気信号に含まれるクロック成分を除去する。クランプ回路3は、CDS回路2の出力信号を所定の基準電圧にクランプするである。
In FIG. 12, an image pickup device 1 such as a CCD is for taking light as an electric signal. A CDS (Coated Double Sampling)
AD変換部4は、クランプ回路3から出力されるクランプ出力の信号をアナログ信号からデジタル信号に変換する。撮像素子駆動制御部5は、撮像素子1、CDS回路2、クランプ回路3、AD変換部4の動作タイミングや撮像素子1の駆動を制御する。画像信号処理部6は、AD変換部4から送られてくるデジタルデータを画像信号データに変換処理を行う。
The
以上のように構成された従来の固体撮像措置において、固体撮像装置のすべての画素を読み出すと時間がかかるので、読み出す画素を削減してライブ画像を表示する方法として画素加算読み出しを行っている。 In the produced conventional solid-state image pickup measures as described above, since it takes time Reading all pixels of the solid-state imaging device, it is carried out pixel-addition reading as a method for displaying a live image by reducing the pixel to be read .
以下に、その画素加算読み出しの画素加算の一例として4画素加算方法を説明する。 Hereinafter, a 4-pixel addition method will be described as an example of pixel addition in the pixel addition reading.
固体撮像素子1の各画素にはカラーフィルタがあり、図4に示すように、画素401によってRed、Green、Blue(今後はR、G、Bとする。)のカラーフィルタが設置されている。
Each pixel of the solid-state imaging device 1 has a color filter. As shown in FIG. 4, red, green, and blue (hereinafter referred to as R, G, and B) color filters are installed by the
画素加算した結果は、図4の画素402として読み出される。図4において、撮像素子の画素401のR1画素、R2画素、R3画素、R4画素を加算して1つのR画素として読み出す。また、G1画素、G2画素、G3画素とG4画素を加算して1つのG画素として読み出す。このことにより、読み出し量を削減する読み出し方法が4画素加算読み出し方法である(特許文献1、2参照)。
最近は、固体撮像素子が進化し、画素数が多くなってきている。その際に、ライブ画像のフレーム数を多く表示するために、画素加算数を多くすることによって高速で読み出せるように構成している固体撮像素子が増えてきている。 Recently, solid-state image sensors have evolved and the number of pixels has increased. At this time, in order to display a large number of frames of a live image, an increasing number of solid-state imaging devices are configured to be read at high speed by increasing the number of added pixels.
しかしながら、画素加算数を多くすると1画素としての電荷量が多くなってくる。その影響もあり、固体撮像素子の受光面に高輝度の光が入力された時に後述のように、高輝度部が黒沈みを起こすという問題があった。さらに、従来の構成では、この黒沈み現象を検出する構成が複雑であるという問題があった。 However, if the number of added pixels is increased, the amount of charge as one pixel increases. As a result, there is a problem that when high-intensity light is input to the light-receiving surface of the solid-state imaging device, the high-intensity part causes darkening as described later. Further, the conventional configuration has a problem that the configuration for detecting the black sun phenomenon is complicated.
固体撮像素子としてCCDを使用した場合のこの黒沈みを起す原理を、図13を用いて簡単に説明する。 The principle of causing this black sun set when a CCD is used as the solid-state imaging device will be briefly described with reference to FIG.
図13は、固体撮像素子であるCCDの最終出力となる水平転送路の最終段の構成を示す図である。 FIG. 13 is a diagram illustrating the configuration of the final stage of the horizontal transfer path that is the final output of the CCD, which is a solid-state imaging device.
水平転送路の最終段は、水平転送路H1,H2は、信号電荷を電圧に変えるキャパシタの役割を果たすフローティング・ディフュージョン・アンプ(FDアンプ)、FDアンプ部をリセットするためのリセットゲート、電荷を吐き出すドレインから構成されている。 In the final stage of the horizontal transfer path, the horizontal transfer paths H1 and H2 are a floating diffusion amplifier (FD amplifier) that functions as a capacitor that changes signal charges into voltage, a reset gate for resetting the FD amplifier section, It consists of a drain that discharges.
(a)で、H1立ち上がりによってH2へ電荷が転送される。(b)の状態で、H2の蓄積能力を超えた余剰電荷は、FDアンプ部へ流出する。リセットゲートがオンである場合には、この流出した過剰電荷はドレイン部にはき捨てられる。(c)の状態では、リセットゲートがオフであり、流出した過剰電荷がFDアンプ部に留まってしまう。このような状態になることによりフィードスルー部が沈み込み黒沈み現象が起きてしまう。 In (a), charge is transferred to H2 at the rise of H1. In the state of (b), surplus charges that exceed the storage capacity of H2 flow out to the FD amplifier unit. When the reset gate is on, the excess charge that has flowed out is discarded to the drain portion. In the state (c), the reset gate is off, and the excess charge that has flowed out remains in the FD amplifier section. In such a state, the feedthrough portion sinks and a black sun phenomenon occurs.
本発明の目的は、黒沈み現象を回避することができる固体撮像装置及び固体撮像装置の制御方法、並びに情報機器を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a solid-state imaging device, a control method for the solid-state imaging device, and an information device that can avoid the black sun phenomenon.
上記目的を達成するために、請求項1記載の固体撮像装置は、複数の画素加算読み出し可能な固体撮像素子と、前記固体撮像素子の出力信号を相関二重サンプリングする相関二重サンプリング手段と、前記相関二重サンプリング手段の出力信号の黒レベルをクランプするクランプ手段と、前記クランプ手段がクランプした前記出力信号をアナログ−デジタル変換するアナログ−デジタル変換手段と、前記アナログ−デジタル変換手段の出力信号を画像処理する画像信号処理手段と、前記画像信号処理手段で処理されたフレーム画像の輝度データを垂直方向に加算する輝度加算処理手段と、前記輝度加算処理手段の出力データの水平方向での変化量を検出する輝度変化量検出手段と、前記輝度加算処理手段の出力データに急峻な変化のあることを前記輝度変化量検出手段が検出した場合に、前記急峻な変化のある前記水平方向での位置を記憶して前記固体撮像素子から画素加算読み出しを行う際の画素数を減少させるように前記固体撮像素子の画素加算読み出し方法を変更し、該変更の後に得られる前記輝度加算処理手段の出力データにおける前記記憶した前記水平方向での位置における変化量が前記画素数を変更する前の前記記憶した前記水平方向での位置の変化量と同等である場合には、前記固体撮像素子から画素加算読み出しを行う際の画素数を前記変更の前の画素数に戻す制御手段と、を備えることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a solid-state imaging device according to claim 1, a solid-state imaging device capable of adding and reading a plurality of pixels, correlated double sampling means for correlated double sampling of an output signal of the solid-state imaging device, Clamp means for clamping the black level of the output signal of the correlated double sampling means, analog-digital conversion means for analog-digital conversion of the output signal clamped by the clamp means, and output signal of the analog-digital conversion means Image signal processing means for performing image processing, luminance addition processing means for adding luminance data of the frame image processed by the image signal processing means in the vertical direction, and change in output data of the luminance addition processing means in the horizontal direction a luminance variation detection means for detecting an amount, that a rapid change in the output data of said luminance addition processing means When the luminance variation detection unit detects, wherein a rapid change the stored position in the horizontal direction so as to reduce the number of pixels in performing pixel addition read from the solid-solid-state imaging The pixel addition reading method of the element is changed, and the stored amount before the change in the stored horizontal position in the output data of the luminance addition processing means obtained after the change is changed to the number of pixels. Control means for returning the number of pixels when performing pixel addition readout from the solid-state imaging device to the number of pixels before the change when the amount of change in position in the horizontal direction is equivalent to To do.
請求項4記載の固体撮像装置の制御方法は、複数の画素加算読み出し可能な固体撮像素子を備える固体撮像装置の制御方法において、前記固体撮像素子の出力信号を相関二重サンプリングする相関二重サンプリングステップと、前記相関二重サンプリングステップの出力信号の黒レベルをクランプするクランプステップと、前記クランプステップがクランプした前記出力信号をアナログ−デジタル変換するアナログ−デジタル変換ステップと、前記アナログ−デジタル変換ステップの出力信号を画像処理する画像信号処理ステップと、前記画像信号処理ステップで処理されたフレーム画像の輝度データを垂直方向に加算する輝度加算処理ステップと、前記輝度加算処理ステップの出力データの水平方向での変化量を検出する輝度変化量検出ステップと、前記輝度加算処理ステップでの出力データに急峻な変化のあることが前記輝度変化量検出ステップで検出された場合に、前記急峻な変化のある前記水平方向での位置を記憶して前記固体撮像素子から画素加算読み出しを行う際の画素数を減少させるように前記固体撮像素子の画素加算読み出し方法を変更し、該変更の後に行われる前記輝度加算処理ステップでの出力データにおける前記記憶した前記水平方向での位置における変化量が前記画素数を変更する前の前記記憶した前記水平方向での位置の変化量と同等である場合には、前記固体撮像素子から画素加算読み出しを行う際の画素数を前記変更の前の画素数に戻す制御ステップと、を備えることを特徴とする。
5. The solid-state imaging device control method according to
請求項7記載の情報機器は、請求項1記載の固体撮像装置を搭載する。 An information device according to a seventh aspect mounts the solid-state imaging device according to the first aspect.
本発明の固体撮像装置及び固体撮像装置の制御方法は、黒沈み現象を回避することができる。 The solid-state imaging device and the control method of the solid-state imaging device of the present invention can avoid the black sun phenomenon.
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る固体撮像装置の概略構成を示すブロック図である。 FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of the solid-state imaging device according to the first embodiment of the present invention.
図1の固体撮像装置100において、撮像素子(複数の画素加算読み出し可能な固体撮像素子)101は、光を電気信号として取り込む。
In the solid-
CDS回路(固体撮像素子の出力信号を相関二重サンプリングする相関二重サンプリング手段)102は、撮像素子101より出力される電気信号に含まれるクロック成分を除去する。
A CDS circuit (correlated double sampling means for performing correlated double sampling on the output signal of the solid-state imaging device) 102 removes a clock component included in the electrical signal output from the
クランプ回路(相関二重サンプリング手段の出力信号の黒レベルをクランプするクランプ手段)103は、CDS回路102の出力信号を所定の基準電圧にクランプする。
A clamp circuit (clamp means for clamping the black level of the output signal of the correlated double sampling means) 103 clamps the output signal of the
AD変換部(クランプ手段がクランプした前記出力信号をアナログ−デジタル変換するアナログ−デジタル変換手段)104は、クランプ回路103から出力されるクランプ出力の信号をアナログ信号からデジタル信号に変換する。
An AD conversion unit (analog-digital conversion means for analog-to-digital conversion of the output signal clamped by the clamp means) 104 converts a clamp output signal output from the
撮像素子駆動制御部105は、撮像素子101、CDS回路102、クランプ回路103、AD変換部104の動作タイミングや撮像素子101の駆動を制御する。
The image sensor
画像信号処理部(アナログ−デジタル変換手段の出力信号を画像処理する画像信号処理手段)106は、AD変換部104から送られてくるデジタルデータを画像信号データに変換処理を行う。
An image signal processing unit (image signal processing unit that performs image processing on the output signal of the analog-digital conversion unit) 106 performs a conversion process on the digital data sent from the
輝度加算処理部(画像処理手段で処理されたフレーム画像の輝度データを垂直方向に加算する輝度加算処理手段)107は、画像信号処理部106で処理された1フレーム分の画像信号データの輝度データを垂直方向に加算する。
A luminance addition processing unit (luminance addition processing unit that adds the luminance data of the frame image processed by the image processing unit in the vertical direction) 107 is the luminance data of the image signal data for one frame processed by the image
輝度変化量検出部(輝度加算処理手段の出力データの変化量を検出する輝度変化量検出手段)108は、輝度加算処理部107から出力される輝度加算データの変化量を計算して所定の変化量よりも大きくなっているかを検出し、また、記憶している変化量と比較を行う。
A luminance change amount detection unit (luminance change amount detection unit that detects a change amount of output data of the luminance addition processing unit) 108 calculates a change amount of the luminance addition data output from the luminance
輝度加算処理部107と輝度変化量検出部108は、図2に示すシステム制御部210の中でデジタル的にソフト処理されるブロックである。
The luminance
撮像素子101は、撮像素子駆動制御部105の制御によって複数の画素加算読み出しすることが可能である。
The
ここで、制御手段としての撮像素子駆動制御部105は、輝度変化量検出部108の出力に応じて撮像素子101の画素加算読み出し方法を変更する。
Here, the image sensor
また、撮像素子駆動制御部105は、撮像素子101の画素加算読み出し方法を変更する前後の輝度変化量検出部108の出力を比較した結果に応じて、CDS回路102の動作タイミングを変更する。
Further, the image sensor
図2は、図1の固体撮像装置が搭載される本発明の実施の形態に係る情報機器としてのデジタルカメラの概略構成を示すブロック図である。 FIG. 2 is a block diagram showing a schematic configuration of a digital camera as an information device according to the embodiment of the present invention on which the solid-state imaging device of FIG. 1 is mounted.
固体撮像装置100における輝度加算処理部107と輝度変化量検出部108は、上述したように、システム制御部210の中でデジタル的にソフト処理される。
As described above, the luminance
レンズ201は、被写体の光学像を撮像素子101に結像させる。絞り・シャッター202は、シャッター機能を有し、レンズ201を通った光量を制御するための絞りを兼ねている。
The
光学系駆動部208は、レンズ201や絞り・シャッター202を駆動する。システム制御部210は、デジタルカメラ全体の制御及び各種演算を行う。メモリ211は、システム制御部210が処理を行う際のワークメモリや画像用の画像メモリ等として使用される。
The optical
記録媒体212は、撮影(撮像)した画像データや音声データの記録または読み出しを行うための半導体メモリ等である。電源部213は、デジタルカメラのすべてのブロックに電源を供給する。
The
スイッチ部214は、デジタルカメラの電源をオン、オフするためのメインスイッチや撮影を支持するレリーズスイッチ等である。画像表示部215は、システム制御部210から送られてくる表示データを表示するLCD等である。
The
図3は、図2のデジタルカメラによって実行される撮影(撮像)処理の手順を示すフローチャートである。 FIG. 3 is a flowchart showing a procedure of photographing (imaging) processing executed by the digital camera of FIG.
本処理は、図2におけるシステム制御部210の制御の下に実行される。
This process is executed under the control of the
スイッチ部214の中のメインスイッチがオンされると(ステップS301)、電源部213は動作を開始し、メイン電源及びコントロール系の電源を供給する。モードが撮影または再生かを判断し(ステップS302)、撮影モードであれば撮影シーケンスに入る。
When the main switch in the
再生モードであった場合は、再生シーケンスに行き、記録媒体212から画像データを読み込み(ステップS303)、画像表示部215への出力のための信号処理を行い、画像を表示する(ステップS304)。
If the playback mode is set, the playback sequence is entered, image data is read from the recording medium 212 (step S303), signal processing for output to the
その後、メインスイッチがオフされるまで画像を表示し、メインスイッチがオフされたら(ステップS305)、画像の表示を中止し、電源をオフする。 Thereafter, the image is displayed until the main switch is turned off. When the main switch is turned off (step S305), the image display is stopped and the power is turned off.
ステップS302の判断において、撮影シーケンスに入った場合は、固体撮像装置100の電源をオンして、ライブ画像を処理するための画素加算モードで固体撮像装置100を駆動する(ステップS306)。
If it is determined in step S302 that the imaging sequence is entered, the power of the solid-
レンズ201をリセット位置まで駆動し(ステップS307)、システム制御部210の制御により光学系駆動部208からの信号で絞り・シャッター202をまず開放にする(ステップS308)。
The
その後、AFシーケンスに入り、撮像素子101を通った信号が固体撮像装置100で処理された画像データをシステム制御210に入力し、ここでAF・AE制御値を演算する(ステップS309)。
Thereafter, the AF sequence is entered, and image data obtained by processing the signal passing through the
この演算結果に応じて、システム制御210は、絞り、シャッター202を制御する(ステップS310)。スイッチ部214の中のレリーズスイッチが押されているかを判断する(ステップS311)。
In accordance with this calculation result, the
レリーズスイッチが押されていない場合には、AF・AE処理シーケンス(ステップS309)に戻る。レリーズスイッチが押されている場合には、固体撮像装置100を、撮影するための全画素読み出しモードに変更する(ステップS312)。
If the release switch has not been pressed, the process returns to the AF / AE processing sequence (step S309). If the release switch is pressed, the solid-
そして、撮影を行い、撮影したデータをシステム制御210で処理し、記録媒体212に記録する(ステップS313)。ライブ画像を処理するための画素加算モードで固体撮像装置100を駆動し直して(ステップS314)、AF・AE処理シーケンス(ステップS309)に戻る。
Then, photographing is performed, and the photographed data is processed by the
メインスイッチがオフされると固体撮像装置100の電源をオフし、光学ブロックの各メカは所定の位置に戻り、メインの電源を切る。
When the main switch is turned off, the power of the solid-
図4は、図1の固体撮像装置における4画素加算読み出しの説明図、図5は、図1の固体撮像装置における9画素加算読み出しの説明図である。 4 is an explanatory diagram of 4-pixel addition reading in the solid-state imaging device of FIG. 1, and FIG. 5 is an explanatory diagram of 9-pixel addition reading in the solid-state imaging device of FIG.
撮像素子101の画素にはカラーフィルタがあり、図4の画素401や図5の画素501のように、画素によってR、G、Bのカラーフィルタが設置されている。画素加算した結果は、図4の画素402や図5の画素502として読み出される。
The pixel of the
図4に示す4画素加算読み出し方法は、前述したので、重複する説明は省略する。 Since the 4-pixel addition readout method shown in FIG. 4 has been described above, a duplicate description is omitted.
図5において、撮像素子の画素501のR1画素、R2画素、R3画素、R4画素、R5画素、R6画素、R7画素、R8画素、R9画素を加算して1つのR画素として読み出す。また、G1画素、G2画素、G3画素、G4画素、G5画素、G6画素、G7画素、G8画素、G9画素を加算して1つのG画素として読み出す。このことにより、読み出し量を削減する読み出しが9画素加算読み出しである。
In FIG. 5, the R1 pixel, R2 pixel, R3 pixel, R4 pixel, R5 pixel, R6 pixel, R7 pixel, R8 pixel, and R9 pixel of the
図6は、図1の固体撮像装置によって実行される制御処理の手順を示すフローチャートである。 FIG. 6 is a flowchart showing a procedure of control processing executed by the solid-state imaging device of FIG.
通常時のライブ画像を表示している場合には、読み出し量を削減してn画素加算読み出し駆動を行い、データ量を削減して動作させている(ステップS601)。撮像素子101から出力されるn画素読み出しされた信号がCDS回路102、クランプ回路103、AD変換部104、画像信号処理部106で処理されて画像信号が作成される。
When a normal live image is displayed, the readout amount is reduced and n-pixel addition readout driving is performed, and the operation is performed with a reduced amount of data (step S601). An n-pixel read signal output from the
図7は、図1における輝度加算処理部の輝度加算処理の説明図(1)、図8は、図1における輝度加算処理部の輝度加算処理の説明図(2)である。 7 is an explanatory diagram (1) of the luminance addition processing of the luminance addition processing unit in FIG. 1, and FIG. 8 is an explanatory diagram (2) of the luminance addition processing of the luminance addition processing unit in FIG.
図7にあるように、画像信号の毎フィールドにおいて、輝度加算処理部107によって1フィールドの垂直方向に輝度信号が加算処理される(ステップS602)。輝度変化量検出部108において、図8に示すように、加算処理されたデータから1フィールド分の水平方向の輝度変化量を算出する(ステップS603)。
As shown in FIG. 7, the luminance signal is added in the vertical direction of one field by the luminance
輝度変化量で所定の変化量よりも急峻な変化の存在の有無を検出する(ステップS604)。ステップS604において、急峻な変化が存在しない場合には、黒沈み現象はないと判断される(ステップS605)。撮像素子101の読み出し方法をn画素加算読み出しモードに戻す(ステップS601)。
The presence / absence of a change that is steeper than the predetermined change amount in the luminance change amount is detected (step S604). If there is no steep change in step S604, it is determined that there is no black sun phenomenon (step S605). The readout method of the
ステップS604において、急峻な変化が検出された場合には、急峻な変化が現れた水平方向の位置を記憶する(ステップS606)。撮像素子駆動制御部105が、撮像素子101のn画素加算読み出しからn−m画素加算読み出しに制御を変更する(ステップS607)。
If a steep change is detected in step S604, the horizontal position where the steep change appears is stored (step S606). The image sensor
読み出し変更後に撮像素子101から読み出した信号がCDS回路102、クランプ回路103、AD変換部104、画像信号処理部106で処理されて、n−m画素読み出しの画像信号が作成される。
A signal read from the
n−m画素読み出しの画像信号の1フレームの輝度データが輝度加算処理部107で垂直方向に加算される(ステップS608)。輝度変化量検出部108において、加算処理されたデータから1フィールド分の水平方向の輝度変化量を算出する(ステップS609)。
The luminance data for one frame of the image signal read from nm pixels is added in the vertical direction by the luminance addition processing unit 107 (step S608). The luminance change
ステップS606で記憶した輝度変化量が急峻であった水平位置の輝度変化量と、ステップS609で算出した輝度変化量を比較する(ステップS610)。ステップS610で比較した結果、輝度変化量が同等であれば黒沈み現象はないと判断される(ステップS611)。撮像素子101の読み出し方法をn画素加算読み出しモードに戻す(ステップS601)。
The luminance change amount at the horizontal position where the luminance change amount stored in step S606 is steep is compared with the luminance change amount calculated in step S609 (step S610). As a result of the comparison in step S610, if the amount of change in luminance is the same, it is determined that there is no black sun phenomenon (step S611). The readout method of the
ステップS610で比較した結果、輝度変化量がなくなっていれば黒沈み現象が起こっていたと判断される(ステップS612)。黒沈み現象が起こっていたと判断されたら、黒沈み対策動作で撮像素子101をn画素加算読み出しモードにする(ステップS613)。
As a result of the comparison in step S610, if there is no luminance change amount, it is determined that the black sun phenomenon has occurred (step S612). If it is determined that the black sun phenomenon has occurred, the
次に上記にある黒沈み対策動作の一例について、図9を使用して説明する。 Next, an example of the black sun set countermeasure operation will be described with reference to FIG.
図9は、図1の撮像素子の出力信号を示す図である。 FIG. 9 is a diagram illustrating an output signal of the image sensor of FIG.
撮像素子101の1画素分の出力信号として、図5の信号901に示されるリセット期間902、信号も何もないフィードスルー出力期間903と出力信号期間904が繰り返されて出力される。
As an output signal for one pixel of the
通常の動作では、撮像素子駆動制御部105からCDS回路102に与えられるタイミングによって、CDS回路102では、出力信号期間904の信号レベルとフィードスルー出力期間903のレベルをサンプルホールドする。そして、差分レベルである信号レベル905が出力信号としてCDS回路102から出力される。
In normal operation, the
黒沈み対策動作では、撮像素子駆動制御部105からCDS回路102に与えられるタイミングによって、CDS回路102では、出力信号期間904の信号レベルとリセット期間902のレベルをサンプルホールドする。そして、差分レベルである信号レベル906が出力信号としてCDS回路102から出力される。その後、画像信号処理部106において、オフセットレベル907分の値を差し引く。
In the black sun countermeasure operation, the
このようなデジタル的なソフト処理によって、特別な回路を設けることなく、黒沈み現象を簡単に検出することが可能となる。 By such digital software processing, it is possible to easily detect the black sun phenomenon without providing a special circuit.
図10は、本発明の第2の実施の形態に係る固体撮像装置の概略構成を示すブロック図である。 FIG. 10 is a block diagram showing a schematic configuration of a solid-state imaging apparatus according to the second embodiment of the present invention.
第2の実施の形態の固体撮像装置において、図1の第1の実施の形態の固体撮像装置と同一ブロックは同一符号を付し、重複する説明は省略する。 In the solid-state imaging device according to the second embodiment, the same blocks as those of the solid-state imaging device according to the first embodiment in FIG.
第2の実施の形態の固体撮像装置は、第1の実施の形態の固体撮像装置の構成に加え、撮像素子801の撮影範囲より広い範囲が投影され、撮像素子801に比べて画素数が極めて少ない輝度検出部(エリアセンサ、エリア検出ステップ)1001を備える。輝度検出部1001は、投影されるエリアの輝度を検出することが可能である。
In the solid-state imaging device of the second embodiment, in addition to the configuration of the solid-state imaging device of the first embodiment, a wider range is projected than the imaging range of the imaging element 801, and the number of pixels is extremely large compared to the imaging element 801. A small luminance detection unit (area sensor, area detection step) 1001 is provided. The
ここで、制御手段としての撮像素子駆動制御部105は、エリアセンサ1001の出力値が所定値を超えた場合に撮像素子101の画素加算読み出し方法を変更する。また、撮像素子駆動制御部105は、撮像素子101の画素加算読み出し方法を変更する前後の輝度変化量検出部108の出力を比較した結果に応じて、CDS回路102の動作タイミングを変更する。
Here, the imaging element
図11は、図10の固体撮像装置によって実行される制御処理の手順を示すフローチャートである。 FIG. 11 is a flowchart illustrating a procedure of control processing executed by the solid-state imaging device of FIG.
図11のフローチャートにおいて、図6のフローチャートと同一処理箇所には同一の符号を付して、重複する説明は省略する。 In the flowchart of FIG. 11, the same processing parts as those in the flowchart of FIG.
図11のフローチャートにおいては、ステップS601のn画素加算読み出し駆動の次に、輝度検出部(エリアセンサ)1001の出力値とAEの値毎に格納されている所定の値とを比較する(ステップS1101)。 In the flowchart of FIG. 11, after the n-pixel addition reading drive in step S601, the output value of the luminance detection unit (area sensor) 1001 is compared with a predetermined value stored for each AE value (step S1101). ).
そして、輝度検出部(エリアセンサ)1001の出力値が所定の値よりも大きくなった場合は、画像信号処理部106で処理された画像信号を、輝度加算処理部107によって1フィールドの垂直方向に加算処理する(ステップS602)。以下、図6と同様の処理が展開される。
If the output value of the luminance detection unit (area sensor) 1001 is larger than a predetermined value, the image signal processed by the image
このように、輝度検出部(エリアセンサ)1001の出力値が所定の値より大きくならない限り、ステップS602以降の処理を行わないので、処理の量が少なく黒沈み現象を簡単に検出することが可能となる。 As described above, unless the output value of the luminance detection unit (area sensor) 1001 is larger than a predetermined value, the processing after step S602 is not performed, so the amount of processing is small and the black sun phenomenon can be easily detected. It becomes.
101 固体撮像素子
102 CDS回路
103 クランプ回路
104 AD変換部
105 撮像素子駆動制御部
106 画像信号処理部
107 輝度加算処理部
108 輝度変化量検出部
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記固体撮像素子の出力信号を相関二重サンプリングする相関二重サンプリング手段と、
前記相関二重サンプリング手段の出力信号の黒レベルをクランプするクランプ手段と、
前記クランプ手段がクランプした前記出力信号をアナログ−デジタル変換するアナログ−デジタル変換手段と、
前記アナログ−デジタル変換手段の出力信号を画像処理する画像信号処理手段と、
前記画像信号処理手段で処理されたフレーム画像の輝度データを垂直方向に加算する輝度加算処理手段と、
前記輝度加算処理手段の出力データの水平方向での変化量を検出する輝度変化量検出手段と、
前記輝度加算処理手段の出力データに急峻な変化のあることを前記輝度変化量検出手段が検出した場合に、前記急峻な変化のある前記水平方向での位置を記憶して前記固体撮像素子から画素加算読み出しを行う際の画素数を減少させるように前記固体撮像素子の画素加算読み出し方法を変更し、該変更の後に得られる前記輝度加算処理手段の出力データにおける前記記憶した前記水平方向での位置における変化量が前記画素数を変更する前の前記記憶した前記水平方向での位置の変化量と同等である場合には、前記固体撮像素子から画素加算読み出しを行う際の画素数を前記変更の前の画素数に戻す制御手段と、を備えることを特徴とする固体撮像装置。 A solid-state image sensor capable of adding and reading a plurality of pixels;
Correlated double sampling means for correlated double sampling of the output signal of the solid-state imaging device;
Clamping means for clamping the black level of the output signal of the correlated double sampling means;
Analog-to-digital conversion means for analog-to-digital conversion of the output signal clamped by the clamping means;
Image signal processing means for image processing the output signal of the analog-digital conversion means;
Luminance addition processing means for adding the luminance data of the frame image processed by the image signal processing means in the vertical direction;
Luminance change amount detecting means for detecting a change amount in a horizontal direction of output data of the luminance addition processing means;
When the luminance change amount detecting means detects that there is a steep change in the output data of the luminance addition processing means , the position in the horizontal direction where the steep change is detected is stored, and the pixel from the solid-state imaging device is stored. The pixel addition readout method of the solid-state imaging device is changed so as to reduce the number of pixels when performing addition readout , and the stored horizontal position in the output data of the luminance addition processing means obtained after the change Is equal to the stored amount of change in the horizontal position before changing the number of pixels, the number of pixels when performing pixel addition reading from the solid-state imaging device is changed. A solid-state imaging device comprising: control means for returning to the previous number of pixels .
前記制御手段は、前記エリアセンサの出力値が所定値を超えた場合に前記画素加算読み出し方法を変更し、前記画素加算読み出し方法を変更する前後の前記輝度変化量検出手段の出力を比較した結果に応じて、前記相関二重サンプリング手段の動作タイミングを変更することを特徴とする請求項1記載の固体撮像装置。 An area sensor that detects the brightness of an area in which a wider range than the imaging range of the solid-state imaging device is projected;
Wherein, the output value of the area sensor changes the pre-outs containing addition reading method when exceeds a predetermined value, before the output of the front and rear of the luminance variation detection means for changing the Kiga-containing addition reading method The solid-state imaging device according to claim 1, wherein the operation timing of the correlated double sampling means is changed according to a result of comparing the two.
前記固体撮像素子の出力信号を相関二重サンプリングする相関二重サンプリングステップと、
前記相関二重サンプリングステップの出力信号の黒レベルをクランプするクランプステップと、
前記クランプステップがクランプした前記出力信号をアナログ−デジタル変換するアナログ−デジタル変換ステップと、
前記アナログ−デジタル変換ステップの出力信号を画像処理する画像信号処理ステップと、
前記画像信号処理ステップで処理されたフレーム画像の輝度データを垂直方向に加算する輝度加算処理ステップと、
前記輝度加算処理ステップの出力データの水平方向での変化量を検出する輝度変化量検出ステップと、
前記輝度加算処理ステップでの出力データに急峻な変化のあることが前記輝度変化量検出ステップで検出された場合に、前記急峻な変化のある前記水平方向での位置を記憶して前記固体撮像素子から画素加算読み出しを行う際の画素数を減少させるように前記固体撮像素子の画素加算読み出し方法を変更し、該変更の後に行われる前記輝度加算処理ステップでの出力データにおける前記記憶した前記水平方向での位置における変化量が前記画素数を変更する前の前記記憶した前記水平方向での位置の変化量と同等である場合には、前記固体撮像素子から画素加算読み出しを行う際の画素数を前記変更の前の画素数に戻す制御ステップと、を備えることを特徴とする固体撮像装置の制御方法。 In a control method of a solid-state imaging device including a solid-state imaging device capable of reading and adding a plurality of pixels,
A correlated double sampling step for correlated double sampling of the output signal of the solid-state imaging device;
A clamping step for clamping the black level of the output signal of the correlated double sampling step;
An analog-to-digital conversion step for analog-to-digital conversion of the output signal clamped by the clamping step;
An image signal processing step for image processing the output signal of the analog-digital conversion step;
A luminance addition processing step of adding the luminance data of the frame image processed in the image signal processing step in the vertical direction;
A luminance change amount detecting step for detecting a change amount in the horizontal direction of the output data of the luminance addition processing step;
When the output data in the luminance addition processing step is detected to have a steep change in the luminance change amount detection step , the position in the horizontal direction in which the steep change is detected is stored, and the solid-state imaging device The pixel addition readout method of the solid-state imaging device is changed so as to reduce the number of pixels when the pixel addition readout is performed , and the stored horizontal direction in the output data in the luminance addition processing step performed after the change When the amount of change in the position at is equal to the stored amount of change in the horizontal direction before changing the number of pixels, the number of pixels when performing pixel addition reading from the solid-state imaging device is calculated. A control step of returning to the number of pixels before the change .
前記制御ステップは、前記エリア検出ステップの出力値が所定値を超えた場合に前記画素加算読み出し方法を変更し、前記画素加算読み出し方法を変更する前後の前記輝度変化量検出ステップの出力を比較した結果に応じて、前記相関二重サンプリングステップの動作タイミングを変更することを特徴とする請求項4記載の固体撮像装置の制御方法。 An area detection step of detecting the brightness of an area in which a wider range than the imaging range of the solid-state imaging device is projected;
The control step, the output value of the area detection step changes the pre-outs containing addition reading method when exceeds a predetermined value, before the luminance variation detection step before and after changing the Kiga-containing addition reading method 5. The control method for a solid-state imaging device according to claim 4, wherein the operation timing of the correlated double sampling step is changed according to a result of comparing outputs.
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