JP4269850B2 - Imaging device - Google Patents
Imaging device Download PDFInfo
- Publication number
- JP4269850B2 JP4269850B2 JP2003309483A JP2003309483A JP4269850B2 JP 4269850 B2 JP4269850 B2 JP 4269850B2 JP 2003309483 A JP2003309483 A JP 2003309483A JP 2003309483 A JP2003309483 A JP 2003309483A JP 4269850 B2 JP4269850 B2 JP 4269850B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- period
- unit
- output
- addition
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 title claims description 69
- 230000003321 amplification Effects 0.000 claims description 47
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 claims description 47
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 29
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 8
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 6
- 230000015654 memory Effects 0.000 description 82
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 34
- 238000000034 method Methods 0.000 description 20
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 15
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 10
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 8
- 230000006870 function Effects 0.000 description 8
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 6
- 208000012661 Dyskinesia Diseases 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 3
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 3
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 3
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
- H04N23/60—Control of cameras or camera modules
- H04N23/68—Control of cameras or camera modules for stable pick-up of the scene, e.g. compensating for camera body vibrations
- H04N23/682—Vibration or motion blur correction
- H04N23/684—Vibration or motion blur correction performed by controlling the image sensor readout, e.g. by controlling the integration time
- H04N23/6845—Vibration or motion blur correction performed by controlling the image sensor readout, e.g. by controlling the integration time by combination of a plurality of images sequentially taken
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/50—Control of the SSIS exposure
- H04N25/53—Control of the integration time
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Studio Devices (AREA)
Description
本発明は、撮像装置に関し、特に、例えば、1チップの半導体チップにおいて画像処理を行うことができるようにした撮像装置に関する。 The present invention relates to an imaging apparatus, and more particularly, to an imaging apparatus capable of performing image processing on a single chip semiconductor chip, for example.
例えば、CCD(Charge Coupled Device:電荷結合素子)やCMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor:相補性金属酸化膜半導体)などの半導体製造技術を用いた固体撮像素子においては、電子シャッタによって、固体撮像素子に蓄積される電荷の蓄積時間を電子的に制御し、1フィールド時間(または1フレーム時間)よりも短い露光時間で、画像を撮像することが可能である。この電子シャッタ機能は、光量オーバーにより電荷の飽和が起きるのを抑制したり、高速に動く被写体を鮮明に撮像するために用いられている。 For example, in a solid-state imaging device using a semiconductor manufacturing technology such as a CCD (Charge Coupled Device) or a CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor), an electronic shutter is used to convert the solid-state imaging device. It is possible to electronically control the accumulation time of accumulated charges and take an image with an exposure time shorter than one field time (or one frame time). This electronic shutter function is used to suppress the saturation of the charge due to the excessive light amount, and to capture a sharply moving subject.
図1は、従来のビデオカメラの電子シャッタ機能を説明するタイミングチャートである。図1においては、ビデオの垂直同期信号VD、水平同期信号HD、基板クロックSUB、読出し信号RD、および固体撮像素子の受光素子を構成するフォトダイオードに蓄積される電荷(量)PD1それぞれの関係を示している。 FIG. 1 is a timing chart for explaining the electronic shutter function of a conventional video camera. In FIG. 1, the relationship between the vertical synchronizing signal VD, the horizontal synchronizing signal HD, the substrate clock SUB, the readout signal RD, and the charge (amount) PD1 accumulated in the photodiode constituting the light receiving element of the solid-state image sensor is shown. Show.
垂直同期信号VDおよび水平同期信号HDは、いずれも固体撮像素子の外部から固体撮像素子に入力される同期信号である。また、基板クロックSUBは、電子シャッタのタイミングを表す信号で、水平同期期間内に固体撮像素子の外部から固体撮像素子に入力される。読出し信号RDは、固体撮像素子に蓄積された電荷PD1を読み出すための信号で、垂直同期期間内に固体撮像素子の外部から固体撮像素子に入力される。電荷PD1は、固体撮像素子を構成する受光素子であるフォトダイオードの電荷(量)を表している。電荷PD1は、固体撮像素子における受光量に対応して増加し、基板クロックSUBに同期して、固体撮像素子が配置されている基板上に抜き取られる(捨てられる)。さらに、電荷PD1は、読出し信号RDに同期して、信号線に出力される。 The vertical synchronization signal VD and the horizontal synchronization signal HD are both synchronization signals input to the solid-state image sensor from the outside of the solid-state image sensor. The substrate clock SUB is a signal representing the timing of the electronic shutter, and is input to the solid-state image sensor from the outside of the solid-state image sensor within the horizontal synchronization period. The read signal RD is a signal for reading the charge PD1 accumulated in the solid-state image sensor, and is input to the solid-state image sensor from the outside of the solid-state image sensor within the vertical synchronization period. The charge PD1 represents the charge (amount) of a photodiode that is a light receiving element constituting the solid-state imaging device. The charge PD1 increases corresponding to the amount of light received by the solid-state imaging device, and is extracted (discarded) on the substrate on which the solid-state imaging device is arranged in synchronization with the substrate clock SUB. Furthermore, the charge PD1 is output to the signal line in synchronization with the read signal RD.
この信号線上に出力された電荷PD1が、固体撮像素子を構成する各受光素子としての画素の画素値として出力される。 The charge PD1 output on the signal line is output as a pixel value of each pixel as a light receiving element constituting the solid-state image sensor.
ビデオカメラにおいては、1フィールド期間中の最後の基板クロックSUBが供給された時点から、受光素子に電荷PD1の蓄積が開始される。1フィールド期間が終了する時点で読出し信号RDが固体撮像素子に供給され、これにより、それまでに受光素子に蓄積された電荷PD1が、受光素子から読み出され、信号線に出力される。なお、図1において、1フィールド期間中の最後の基板クロックSUBが供給され、電荷PD1の蓄積が開始されたタイミングから、その電荷PD1が読出し信号RDにより信号線に出力されるタイミングまでの時間が露光時間である。 In the video camera, the charge PD1 starts to be accumulated in the light receiving element from the time when the last substrate clock SUB in one field period is supplied. At the time when one field period ends, the read signal RD is supplied to the solid-state imaging device, whereby the charge PD1 accumulated in the light receiving device so far is read from the light receiving device and output to the signal line. In FIG. 1, the time from the timing at which the last substrate clock SUB in one field period is supplied and the accumulation of the charge PD1 is started to the timing at which the charge PD1 is output to the signal line by the read signal RD. Exposure time.
電子シャッタ機能は、基板クロックSUBのタイミングによって露光時間を制御するものである。即ち、例えば、露光時間を長く(低速度シャッタ)したい場合には、基板クロックSUBの本数(パルス数)を少なくする。一方、露光時間を短く(高速度シャッタ)したい場合には、基板クロックSUBの本数を多くする。 The electronic shutter function controls the exposure time according to the timing of the substrate clock SUB. That is, for example, when it is desired to increase the exposure time (low-speed shutter), the number of substrate clocks SUB (number of pulses) is reduced. On the other hand, when it is desired to shorten the exposure time (high-speed shutter), the number of substrate clocks SUB is increased.
一方、特許文献1には、光量不足を解消するため複数のフレームを加算し、フレーム周期よりも長時間の露光時間を可能とするスチルカメラが記載されている。
On the other hand,
従来のビデオカメラの電子シャッタ機能によれば、露光時間を短くして、高速に動く被写体である動被写体の形状を1コマづつ鮮明に捕らえ、撮像することが可能である。しかしながら、露光時間を短くして、動画像が撮影された場合、その画像には、被写体が離散的に表示されるジャーキネスと呼ばれる画質劣化が生じる。 According to the electronic shutter function of a conventional video camera, the exposure time can be shortened, and the shape of a moving subject, which is a subject moving at high speed, can be clearly captured and imaged one frame at a time. However, when a moving image is taken with a short exposure time, image quality degradation called jerkiness in which subjects are displayed discretely occurs in the image.
また、従来のビデオカメラの電子シャッタ機能は、露光時間の長さを変化させるだけであり、高速に動く被写体が鮮明に写しだされ、なおかつ尾を引いたようなブレが重なるような画像表現を実現することはできなかった。 In addition, the electronic shutter function of the conventional video camera only changes the length of the exposure time, so that a fast-moving subject is clearly captured, and an image expression that overlaps with blurring with a tail is superimposed. It could not be realized.
そこで、ビデオカメラが出力する画像を、外部の装置で信号処理をすることにより、特殊効果を与えた画像を得る方法があるが、この方法では、装置が大規模なものとなる。 Thus, there is a method of obtaining an image with a special effect by performing signal processing on an image output from the video camera by an external device, but this method requires a large-scale device.
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、ジャーキネス等による画質劣化の改善、さらには特殊効果の付与を、装置を大規模化することなく行うことができるようにするものである。 The present invention has been made in view of such a situation, and makes it possible to improve image quality deterioration due to jerkiness or the like and to add a special effect without increasing the scale of the apparatus. .
本発明の撮像装置は、被写体からの光信号を光電変換する光電変換手段と、光電変換手段を、画像信号の垂直同期信号の周期である第1の周期よりも短い周期である第2の周期で駆動する駆動手段と、駆動手段によって駆動される光電変換手段が出力する画素の信号を、第1の周期の期間内に増幅率を変化させて増幅する増幅手段と、増幅手段が出力する信号と、所定の信号とを加算し、第1の周期の期間のうちの最初の第2の周期の期間に加算して得られた信号を出力手段に出力し、第1の周期の期間のうちの最初以外の第2の周期の期間に加算して得られた信号を記憶手段に出力する加算手段と、記憶している信号を第1の周期の期間のうちの最初の第2の周期の期間にリセットするとともに、第1の周期の期間のうちの最初以外の第2の周期の期間に加算手段が出力する信号を記憶し、所定の信号として、加算手段に出力する記憶手段と、第1の周期の期間のうちの最初の第2の周期の期間に加算手段が出力する信号を画像信号として出力する出力手段とが、1チップの半導体チップ上に形成されていることを特徴とする。 An imaging apparatus according to the present invention includes a photoelectric conversion unit that photoelectrically converts an optical signal from a subject, and a photoelectric conversion unit that has a second period that is shorter than a first period that is a period of a vertical synchronization signal of an image signal. Driving means driven by the above, an amplifying means for amplifying the signal of the pixel output by the photoelectric conversion means driven by the driving means by changing the amplification factor within the period of the first period, and a signal output by the amplifying means And a predetermined signal are added , and the signal obtained by adding to the first period of the first period is output to the output means, and the period of the first period Adding means for outputting a signal obtained by adding to a period of the second cycle other than the first period to the storage means, and storing the stored signal in the first second period of the first cycle period Reset to a period and a second other than the first of the periods of the first period Storing a signal output by the adding means during the period, as a predetermined signal, storage means for the adding means, the first of a second cycle period adding means of the period of the first cycle is output Output means for outputting a signal to be output as an image signal is formed on a one-chip semiconductor chip.
本発明の撮像装置においては、被写体からの光信号を光電変換する光電変換手段と、光電変換手段を、画像信号の垂直同期信号の周期である第1の周期よりも短い周期である第2の周期で駆動する駆動手段と、駆動手段によって駆動される光電変換手段が出力する画素の信号を、第1の周期の期間内に増幅率を変化させて増幅する増幅手段と、増幅手段が出力する信号と、所定の信号とを加算し、第1の周期の期間のうちの最初の第2の周期の期間に加算して得られた信号を出力手段に出力し、第1の周期の期間のうちの最初以外の第2の周期の期間に加算して得られた信号を記憶手段に出力する加算手段と、記憶している信号を第1の周期の期間のうちの最初の第2の周期の期間にリセットするとともに、第1の周期の期間のうちの最初以外の第2の周期の期間に加算手段が出力する信号を記憶し、所定の信号として、加算手段に出力する記憶手段と、第1の周期の期間のうちの最初の第2の周期の期間に加算手段が出力する信号を画像信号として出力する出力手段とが、1チップの半導体チップ上に形成されている。 In the imaging apparatus of the present invention, the photoelectric conversion means for photoelectrically converting the optical signal from the subject, and the photoelectric conversion means have a second period shorter than the first period that is the period of the vertical synchronization signal of the image signal . driving means for driving in a cycle, the signals of pixels photoelectric conversion means outputs driven by the drive means, and amplifying means for amplifying by changing the amplification factor in the period of the first cycle, amplifying means outputs The signal obtained by adding the signal and the predetermined signal and adding to the first period of the first period is output to the output means, and the signal of the period of the first period is output. An adding means for outputting a signal obtained by adding to a period of the second period other than the first period to the storage means, and a first second period of the period of the first period in the stored signal And reset to the first period of the first period. Second storing a signal adding means outputs during the period of the predetermined signal, storage means for the adding means, the first period of the second period of the period of the first cycle Output means for outputting the signal output from the adding means as an image signal is formed on a one-chip semiconductor chip.
本発明によれば、ジャーキネス等による画質劣化の改善、さらには特殊効果の付与を、装置を大規模化することなく行うことができる。 According to the present invention, it is possible to improve image quality degradation due to jerkiness or the like, and to add a special effect without increasing the scale of the apparatus.
以下、本発明の実施の形態について説明する。 Embodiments of the present invention will be described below.
図2は、本発明を適用した撮像装置(固体撮像素子)の一実施の形態の構成例を示すブロック図である。 FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example of an embodiment of an imaging apparatus (solid-state imaging device) to which the present invention is applied.
撮像装置10は、受光部1、AD(Analog Digital)変換部2、増幅部3、加算部4、メモリ部5、出力部6、制御部7、駆動部8、およびカメラコントローラ9から構成され、これらの受光部1乃至カメラコントローラ9は、1チップの半導体チップとしての、例えば、CMOS上に形成されている。撮像装置10は、1フィールド期間に複数回の高速撮像を行い、その複数回の撮像結果を、画素毎に積和処理を行った結果を出力する。
The
受光部1には、被写体からの光信号と、駆動部8から供給される駆動信号が供給され、受光部1は、被写体からの光信号を受光し、その受光量に応じた電荷を蓄積する光電変換を行う。そして、受光部1は、駆動部8から供給される駆動信号に同期して、蓄積された電荷により生じるアナログ信号としての電流をAD変換部2に供給する。なお、受光部1は、例えば、画素としての複数の受光素子が縦横に規則正しく配列されて構成されている。受光素子としては、例えば、フォトダイオードを採用することができる。
The
AD変換部2は、受光部1から供給された電流に対応するアナログ信号を、ディジタル信号に変換し、増幅部3に供給する。
The
増幅部3には、AD変換部2からディジタル信号が供給される他、制御部7から制御信号が供給される。増幅部3は、制御部7から供給された制御信号に基づきAD変換部2から供給されたディジタル信号を増幅し、その結果得られる増幅信号を加算部4に供給する。
The
加算部4には、増幅部3から増幅信号が供給される他、メモリ部5から加算信号が、制御部7から制御信号が、それぞれ供給される。加算部4は、増幅部3から供給される増幅信号とメモリ部5から供給される加算信号とを加算することにより、受光部1が出力する信号を時間方向に移動加算する。また、加算部4は、その加算の結果得られる加算信号を、メモリ部5に出力するか、または、出力部6に出力するかを、制御部7から供給される制御信号に基づいて決定し、その決定した方に、加算信号を出力する。
In addition to the amplification signal supplied from the
メモリ部5は、制御部7から供給される制御信号に基づき、加算部4から供給される加算信号を一時的に記憶(書き込み)し、また、記憶された加算信号を加算部4に供給(読出し)する。また、メモリ部5は、制御部7からの制御信号に基づき、その記憶内容をリセット(クリア)する。なお、メモリ部5としては、1フィールド(またはフレーム)分の信号を記憶するフレームメモリを採用することができる。
The
出力部6は、加算部4から供給される加算信号としての画像信号を出力する。 The output unit 6 outputs an image signal as an addition signal supplied from the addition unit 4.
ここで、加算部4では、上述のように、増幅部3からの増幅信号と、メモリ部5の記憶値との加算が繰り返し行われる。従って、増幅部3、加算部4、メモリ部5は、FIR(Finite Inpulse Response)型のディジタルフィルタを構成しており、AD変換部2が出力する信号のフィルタリング処理を、増幅部3における増幅率をいわゆるタップ係数として行う。
Here, as described above, the addition unit 4 repeatedly adds the amplified signal from the
制御部7は、カメラコントローラ9から供給された制御信号に基づき、増幅部3、加算部4、および、メモリ部5それぞれに供給する制御信号を生成し、増幅部3、加算部4、および、メモリ部5それぞれに供給する。
The
駆動部8は、カメラコントローラ9から供給される制御信号に基づき、駆動信号を受光部1に供給し、これにより、受光部1を駆動する。
The drive unit 8 supplies a drive signal to the
カメラコントローラ9は、図示せぬMPU(Micro Processing Unit)などから構成され、例えば、ユーザが図示せぬ操作部を操作することにより入力される制御命令などにしたがい、制御信号を制御部7および駆動部8に供給する。
The
図3は、図2の撮像装置10の動作を説明するフローチャートである。なお、図3の撮像処理は、例えば、カメラコントローラ9に、撮像を要求する制御命令が入力されると開始される。
FIG. 3 is a flowchart for explaining the operation of the
ステップS1において、駆動部8は、カメラコントローラ9から供給される制御信号に基づき、駆動信号を受光部1に供給し、ステップS2に進む。
In step S1, the drive unit 8 supplies a drive signal to the
ステップS2において、受光部1は、駆動部8からの駆動信号にしたがい、そこに入射する被写体からの光信号に応じた電荷を蓄積し、その電荷に対応するアナログ信号としての電流をAD変換部2に供給して、ステップS3に進む。
In step S2, the
ステップS3において、AD変換部2は、受光部1から供給されたアナログ信号を、ディジタル信号に変換し、増幅部3に供給して、ステップS4に進む。
In step S3, the
ステップS4において、増幅部3は、制御部7から供給される制御信号に基づき、AD変換部2にから供給されたディジタル信号を増幅し、その結果得られる増幅信号を加算部4に供給して、ステップS5に進む。
In step S4, the
ここで、ステップS1乃至S4の処理は、1フィールド期間に、パイプラインで繰り返し行われる。従って、受光部1では、1フィールド期間に、複数回の撮像が行われ、増幅部3から加算部4には、その複数回の撮像によって得られる複数枚(画面)の画像信号に対応する増幅信号が、順次供給される。
Here, the processing of steps S1 to S4 is repeatedly performed in the pipeline in one field period. Therefore, the
ステップS5において、メモリ部5は、制御部7からの制御信号にしたがい、記憶している信号を読み出し、加算部4に供給する。ここで、メモリ部5に記憶された信号は、初期状態においてはゼロにリセットされている。さらに、ステップS5では、加算部4は、増幅部3から供給された増幅信号と、メモリ部5から供給された信号とを加算し、ステップS6に進む。
In step S <b> 5, the
ここで、ステップS5においては、時間方向に並ぶ複数枚の画像の空間上の位置が同一の画素ごとに、メモリ部5に記憶された信号と、増幅部3から供給される増幅信号との加算が行われる。そして、ステップS5の処理は、後述するように繰り返し行われるが、これにより、受光部1での複数回の撮像により得られる複数枚の画像と、増幅部3における増幅率としてのタップ係数との畳み込み積分が行われる。
Here, in step S <b> 5, the addition of the signal stored in the
ステップS6において、加算部4は、ステップS5で得られた加算信号をメモリ部5に出力するか、または、出力部6に出力するかを、制御部7からの制御信号に基づいて判定する。
In step S <b> 6, the addition unit 4 determines whether to output the addition signal obtained in step S <b> 5 to the
ここで、制御部7は、1フィールド期間に、加算部4において所定回数の加算が行われたタイミングにおいてのみ、加算部4により得られた加算信号を出力部6に出力させる制御信号を、加算部4に供給する。一方、制御部7は、他のタイミングでは、加算部4により得られた加算信号をメモリ部5に出力させる制御信号を、加算部4に供給する。
Here, the
ステップS6において、加算部4は、加算信号をメモリ部5に出力すると判定した場合、ステップS7に進み、加算部4は、加算信号をメモリ部5に出力し、ステップS8に進む。
In step S6, when it is determined that the addition unit 4 outputs the addition signal to the
ステップS8において、メモリ部5は、制御部7から供給される制御信号に基づき、加算部4から供給される加算信号を、例えば上書きする形で書き込み(記憶し)、ステップS5に戻る。そして、ステップS5では、増幅部3から加算部4に対して新たに供給される増幅信号を対象として、上述した場合と同様の処理が行なわれ、以下、ステップS5乃至ステップS8の処理が繰り返される。
In step S <b> 8, the
また、ステップS6において、加算部4は、加算信号を出力部6に出力すると判定した場合、ステップS9に進み、加算信号を出力部6に出力する。さらに、ステップS9では、出力部6は、加算部4から供給される加算信号としての画像信号を出力し、かつ、制御部7はメモリ部5にリセット信号を供給し、処理を終了する。
In step S <b> 6, when it is determined that the addition unit 4 outputs the addition signal to the output unit 6, the process proceeds to step S <b> 9 and outputs the addition signal to the output unit 6. Further, in step S9, the output unit 6 outputs an image signal as an addition signal supplied from the addition unit 4, and the
なお、図3のフローチャートにしたがった処理は、例えば、フィールド周期で繰り返し行われる。 Note that the processing according to the flowchart of FIG. 3 is repeated, for example, in a field cycle.
次に、図4は、図2の撮像装置10が、例えばカラム並列型の装置である場合の、受光部1乃至駆動部8の構成例の概要を示している。
Next, FIG. 4 shows an outline of a configuration example of the
受光部1は、M×N個(横にM個、縦にN個)の受光素子311-1乃至受光素子31M-Nが配置されて構成されている。AD変換部2は、M個のAD変換器1211乃至AD変換器121Mが配置されて構成されている。増幅部3は、M個の乗算器511乃至乗算器51Mから構成されている。加算部4は、M個の加算器711乃至加算器71MおよびM個の加算器711乃至加算器71Mそれぞれに接続されたM個のセレクタ811乃至セレクタ81Mから構成されている。メモリ部5は、M個のラインメモリ1011乃至ラインメモリ101Mから構成されている。出力部6は、水平シフトレジスタ111から構成されている。制御部7は、ゲイン制御部41、演算制御部61、およびメモリ制御部91から構成されている。駆動部8は、垂直駆動部21から構成されている。
Receiving
図5は、図2の受光部1の構成例を示すブロック図である。
FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration example of the
受光部1は、M×N個(横にM個、縦にN個)の受光素子311-1乃至受光素子31M-Nが配置されて構成されている。受光素子31i-j(但し、i=1・・・M、j=1・・・N)は、各列毎にM本の垂直信号線VL1乃至垂直信号線VLMにそれぞれ接続されている。即ち、1列目の受光素子311-1乃至311-Nは垂直信号線VL1に接続されており、以下、同様にして、i列目の受光素子31i-1乃至31i-Nは、垂直信号線VLiに接続されている。さらに、受光素子31i-jは、フォトダイオードなどの光電変換素子、電荷の掃き出しゲート、および、各垂直信号線VLiへの読出しゲートなどから構成され、駆動部8の垂直駆動部21から供給される掃き出し信号、または読出し信号により制御される。ここで、駆動部8は、垂直駆動部21を有し、垂直駆動部21は、駆動部8が受光部1に供給する駆動信号として、受光素子31i-jに蓄積された電荷を掃き出し(捨てること)を指示する掃き出し信号や、その電荷の垂直信号線VLi上への出力(読み出し)を指示する読み出し信号などを出力する。
Receiving
なお、垂直駆動部21からの駆動信号は、各行毎に、M個の受光素子311-j乃至31M-jに印加される。1行に並ぶM個の受光素子311-j乃至31M-jの電荷から生じる電流は、同時にそれぞれ接続されている垂直信号線VL1乃至垂直信号線VLM上に同時に読み出され、AD変換部2を構成するAD変換器1211乃至AD変換器121Mそれぞれに供給されてAD変換される。受光部1の後段においては、信号処理は列並列に行われる。
The drive signal from the
図6は、図2の増幅部3の構成例を示すブロック図である。
FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration example of the amplifying
増幅部3は、M個の乗算器511乃至乗算器51Mから構成されている。乗算器511乃至乗算器51Mそれぞれには、垂直信号線VL1乃至垂直信号線VLMそれぞれに接続されたAD変換部2を構成するM個のAD変換器1211乃至AD変換器121Mそれぞれから供給されるディジタル信号、および、制御部7を構成するゲイン制御部41から供給される制御信号g1乃至制御信号gMそれぞれが入力される。乗算器511乃至乗算器51Mそれぞれは、制御信号g1乃至制御信号gMに基づき、M個のAD変換器1211乃至AD変換器121Mそれぞれから供給された画素値としてのディジタル信号を増幅し、即ち、制御信号g1乃至制御信号gMとAD変換器1211乃至AD変換器121Mそれぞれから供給された画素値としてのディジタル信号とを乗算し、その乗算により得られたディジタル信号である増幅信号を、列毎に垂直信号線VL1乃至垂直信号線VLMに出力して、加算部4を構成するM個の加算器711乃至加算器71Mそれぞれに供給する。
The amplifying
ここで、増幅部3においては、ゲイン制御部41から入力される制御信号g1乃至制御信号gMとAD変換部2から供給されたディジタル信号それぞれとの乗算が、1行毎に同時に行われる。
Here, in the
なお、制御部7は、ゲイン制御部41を有し、ゲイン制御部41は、垂直信号線VL1乃至垂直信号線VLM上の画素値を増幅する増幅率を表す制御信号g1乃至制御信号gMを、増幅部3に供給する。ディジタル信号を増幅する度合いである増幅率は、ディジタルフィルタにおけるタップ係数に相当する。
The
図7は、図2の加算部4の構成例を示すブロック図である。加算部4は、M個の加算器711乃至加算器71MおよびM個の加算器711乃至加算器71Mそれぞれに接続されたM個のセレクタ811乃至セレクタ81Mから構成されている。加算器711乃至加算器71Mそれぞれは、垂直信号線VL1乃至垂直信号線VLMそれぞれに接続されている。加算部4においては、増幅部3から供給された増幅信号と、メモリ部5から供給される加算信号とを加算する加算演算が行毎に列並列で行われる。
FIG. 7 is a block diagram illustrating a configuration example of the adding unit 4 of FIG. Adding section 4 is composed of
即ち、加算器711乃至加算器71Mそれぞれには、増幅部3の、垂直信号線VL1乃至垂直信号線VLMそれぞれに接続されたM個の乗算器511乃至乗算器51Mそれぞれから増幅信号が供給されるとともに、メモリ部5を構成するM個のラインメモリ1011乃至ラインメモリ101Mそれぞれから加算信号が供給される。加算器71iは、乗算器51iから供給された増幅信号と、ラインメモリ101iから供給された加算信号とを加算し、その加算により得られる新たな加算信号を、セレクタ81iに供給する。
That is, the
セレクタ811乃至セレクタ81Mそれぞれには、加算器711乃至加算器71Mそれぞれから加算信号が供給される他、制御部7を構成する演算制御部61から演算制御信号a1乃至演算制御信号aMそれぞれが供給される。セレクタ811乃至セレクタ81Mそれぞれは、制御部7を構成する演算制御部61から供給された演算制御信号a1乃至演算制御信号aMそれぞれに基づき、加算器711乃至加算器71Mそれぞれから供給された加算信号をメモリ部5または出力部6のうちいずれに出力するかを判定する。
Each of the selectors 81 1 to 81 M is supplied with an addition signal from each of the
なお、1フィールド期間の最後の撮像が行なわれた後の次の撮像、即ち、次の1フィールド期間の最初の撮像時に供給される演算制御信号aiは、複数回加算された加算信号を出力部6に供給するように制御する信号である。 Note that the calculation control signal a i supplied at the time of the next imaging after the last imaging in one field period, that is, the first imaging in the next one field period, outputs an addition signal that has been added a plurality of times. It is a signal that is controlled to be supplied to the unit 6.
セレクタ81iは、演算制御部61から供給される演算制御信号aiに基づき加算信号を出力部6に出力すると判定した場合、加算器71iから供給された加算信号を出力部6に出力する。一方、セレクタ81iは、演算制御部61から供給される演算制御信号aiに基づき加算信号をメモリ部5に供給すると判定した場合、加算器71iから供給された加算信号をメモリ部5に出力する。
When the selector 81 i determines to output the addition signal to the output unit 6 based on the calculation control signal a i supplied from the
なお、本実施の形態においては、1フィールド期間(または1フレーム期間)に複数回の撮像、即ち、受光部1で蓄積された電荷の複数回のサンプリング(以下、適宜、サブサンプリングと称する)が行われる。セレクタ81iは、次の1フィールド期間における第1のサブサンプリング期間、即ち、次の1フィールド期間の最初のサブサンプリング(電荷の蓄積)が行われるサブサンプリング期間において加算器71iから供給される加算信号を、出力部6に供給する。一方、第1のサブサンプリング期間以外のサブサンプリング期間においては、セレクタ81iは、加算器71iからの加算信号をメモリ部5に供給する。メモリ部5に供給された加算信号は、所定の信号としての加算信号として、次の増幅信号との加算演算に用いられる。
In the present embodiment, imaging is performed a plurality of times in one field period (or one frame period), that is, a plurality of samplings of charges accumulated in the light receiving unit 1 (hereinafter referred to as subsampling as appropriate). Done. The selector 81 i is supplied from the
図8は、図2のメモリ部5の構成例を示すブロック図である。
FIG. 8 is a block diagram illustrating a configuration example of the
メモリ部5は、M個のラインメモリ1011乃至ラインメモリ101Mから構成されている。ラインメモリ1011乃至ラインメモリ101Mそれぞれは、加算部4(図7)を構成する加算器711乃至加算器71Mおよびセレクタ811乃至セレクタ81Mに接続されている。ラインメモリ1011乃至ラインメモリ101Mそれぞれには、加算部4を構成するセレクタ811乃至セレクタ81Mそれぞれから加算信号が供給されるとともに、制御部7を構成するメモリ制御部91から制御信号が供給される。ラインメモリ1011乃至ラインメモリ101Mそれぞれにおいては、メモリ制御部91から供給される制御信号に基づき、セレクタ811乃至セレクタ81Mそれぞれから供給される加算信号の書き込み、記憶している加算信号の読出し、または、記憶内容のリセットが行われる。
なお、メモリ制御部91から供給される制御信号は、書き込み信号、読出し信号、およびリセット信号のいずれかであり、メモリ制御部91は、例えば、カメラコントローラ9から供給される制御信号に基づき、書き込み信号、読出し信号、またはリセット信号をラインメモリ101iに供給する。
Note that the control signal supplied from the
メモリ制御部91から供給される書き込み信号は、ラインメモリ1011乃至ラインメモリ101Mそれぞれに対して、それぞれに記憶されている加算信号を、セレクタ811乃至セレクタ81Mそれぞれから供給される加算信号に書き換えて記憶させる制御信号である。メモリ制御部91から書き込み信号が供給されると、ラインメモリ1011乃至ラインメモリ101Mそれぞれは、記憶している加算信号を、加算部4のセレクタ811乃至セレクタ81Mから供給される加算信号に書き換える。
The write signal supplied from the
メモリ制御部91から供給される読出し信号は、ラインメモリ1011乃至ラインメモリ101Mそれぞれに記憶されている加算信号を読み出し、加算部4の加算器711乃至加算器71Mそれぞれに供給させる制御信号である。メモリ制御部91から読出し信号が供給されると、ラインメモリ1011乃至ラインメモリ101Mそれぞれは、記憶している加算信号を、加算部4の加算器711乃至加算器71Mそれぞれに供給する。
The readout signal supplied from the
メモリ制御部91から供給されるリセット信号は、ラインメモリ1011乃至ラインメモリ101Mそれぞれに記憶されている加算信号をクリアさせる制御信号である。メモリ制御部91からリセット信号が供給されると、ラインメモリ1011乃至ラインメモリ101Mそれぞれは、記憶している加算信号をゼロにクリアする。
A reset signal supplied from the
図9は、図8のラインメモリ1011の構成例を示すブロック図である。ラインメモリ1011は、図4の垂直信号線VL1に接続されている1列のN個の受光素子311-1乃至受光素子311-Nそれぞれに対応した記憶領域1021乃至記憶領域102Nから構成されている。記憶領域1021乃至記憶領域102Nそれぞれは、図7の加算器711およびセレクタ811と接続されている。記憶領域1021乃至記憶領域102Nそれぞれには、垂直信号線VL1に接続されたN個の受光素子311-1乃至受光素子311-Nが出力する画素値としての信号に対して行われる一連の処理結果であるN個の加算信号それぞれがセレクタ811から入力される。記憶領域1021乃至記憶領域102Nそれぞれにおいては、図8のメモリ制御部91から供給される制御信号に基づき、加算信号の書き込み、読出し、または、リセットが行われる。
Figure 9 is a block diagram showing a configuration example of the
なお、他のラインメモリ1012乃至ラインメモリ101Mも、図8の1011と同様に構成される。
The
図10は、図2の出力部6の構成例を示すブロック図である。 FIG. 10 is a block diagram illustrating a configuration example of the output unit 6 of FIG.
出力部6は、水平シフトレジスタ111から構成されている。水平シフトレジスタ111には、行毎に処理されたM個の加算信号が、加算部4から同時に供給され、水平シフトレジスタ111は、M個の加算信号を一水平ラインの画像信号として高速に水平転送して出力する。
The output unit 6 includes a
図11は、図2および図4に示した撮像装置10の動作を説明するタイミングチャートである。
FIG. 11 is a timing chart for explaining the operation of the
図11においては、ビデオの垂直同期信号VD、受光部1の受光素子311-1乃至受光素子31M-Nを構成するフォトダイオードに蓄積される電荷(量)PD2、制御部7から増幅部3に供給される増幅率G、メモリ部5に記憶されている加算信号Mem、および、出力部6が出力する画素値としての出力信号Outputそれぞれの関係を示している。
In Figure 11, the video of the vertical synchronizing signal VD, charge accumulated in the photodiode constituting the light-receiving
撮像装置10は、垂直同期信号VDの周期よりも短い周期で、画像を、複数回、高速撮像し、その結果得られる複数枚の画像の信号を処理することにより、1枚、即ち、垂直同期信号VDに対応するフィールドの画像信号を得て出力する。なお、撮像装置10の、垂直同期信号VDの周期内での最大撮像回数は、撮像装置10における受光部1の高速駆動性能と、増幅部3および加算部4の演算性能等によって制限される。図11においては、撮像装置10が、1フィールド期間内に、例えば8回の撮像を行うものとし、ある1画素に注目して、撮像装置10の動作を説明する。
The
垂直同期信号VDは、カメラコントローラ9から駆動部8に供給される制御信号の1つで、駆動部8は、この垂直同期信号VDにしたがい、その周期よりも短い周期で受光部1を駆動することにより、受光部1に高速撮像を行わせる。
The vertical synchronization signal VD is one of the control signals supplied from the
電荷PD2は、受光部1に蓄積される電荷を表す。受光部1に蓄積された電荷PD2は、駆動部8から受光部1に掃き出し信号が印加されると、図示せぬ基板に抜き取られ、駆動部8から受光部1に読出し信号が印加されると垂直信号線VLiに読み出される。
The charge PD2 represents the charge accumulated in the
ここで、撮像装置10では、1フィールド期間内に複数回の撮像を行なうために、1フィールド期間が、その撮像回数と同一の数の期間に区分されている。この期間を、サブサンプリング期間という。ここでは、1フィールド期間内に8回の撮像が行なわれるため、1フィールド期間は、8つのサブサンプリング期間に区分けされている。8つのサブサンプリング期間それぞれにおける露光期間E1乃至露光期間E8は、駆動部8から受光部1への掃き出し信号により(電子シャッタ機能により)電荷PD2がリセットされてから、駆動部8から受光部1への読出し信号により垂直信号線VLiに電荷PD2が読み出されるまでの時間である。
Here, in the
増幅率Gは、制御部7から増幅部3に供給される増幅率を表している。図11においては、いわゆる三角フィルタを用いたフィルタリング処理を行う場合の各画素値に乗算される増幅率を示している。なお、本実施の形態においては、増幅率Gは、制御部7において発生される。
The amplification factor G represents the amplification factor supplied from the
加算信号Memは、ある1画素について、メモリ部5に記憶される加算信号を示している。
The addition signal Mem indicates an addition signal stored in the
出力信号Outputは、撮像装置10が出力する、1フィールドの画像のある1画素の画素値である。
The output signal Output is a pixel value of one pixel of an image of one field output from the
撮像装置10では、1フィールド期間の1番目のサブサンプリング期間である第1のサブサンプリング期間において、第1の露光期間E1における撮像が行われるとともに、メモリ部5に記憶されている加算信号Memがリセットされる。第1の露光期間E1では、受光部1は、電荷量I1の電荷PD2を、第1の撮像信号として蓄積する。
In the
2番目のサブサンプリング期間である第2のサブサンプリング期間において、第2の露光期間E2における撮像が行われる。また、第1のサブサンプリング期間において撮像された第1の撮像信号である電荷量I1の電荷PD2が、第1の露光期間E1の終わりに、駆動部8から受光部1に印加される読出し信号によって垂直信号線VLi上に読み出される。垂直信号線VLi上に読み出された第1の撮像信号である電荷量I1の電荷PD2は、AD変換部2に供給され、AD変換部2において、ディジタル信号(以下、適宜、第1のディジタル信号という)に変換される。
In the second sub-sampling period that is the second sub-sampling period, imaging in the second exposure period E2 is performed. Further, the read signal applied to the
第1の露光期間E1の終了後の所定の時間である期間P1において、AD変換部2は、第1のディジタル信号を、増幅部3に供給する。さらに、期間P1では、増幅部3は、AD変換部2から供給された第1のディジタル信号I1と増幅率Gとを乗算し、その乗算の結果得られる増幅信号I1×G(以下、適宜、第1の増幅信号という)を加算部4へ供給する。
In a period P1 that is a predetermined time after the end of the first exposure period E1, the
一方、メモリ部5は、第1のサブサンプリング期間においてリセットされて、何もストアされていない状態、即ち、ゼロとなっている。期間P1において、加算部4は、増幅部3から供給された第1の増幅信号I1×Gと、メモリ部5にストアされている情報、即ち、ゼロとを加算する。加算部4は、その加算結果I1×Gを、第1の加算信号M1としてメモリ部5に供給して記憶させる。
On the other hand, the
3番目のサブサンプリング期間である第3のサブサンプリング期間において、第3の露光期間E3における撮像が行われる。また、第2のサブサンプリング期間において撮像された第2の撮像信号である電荷量I2の電荷PD2が、第2の露光期間E2の終わりに、駆動部8から受光部1に印加される読出し信号によって垂直信号線VLi上に読み出される。垂直信号線VLi上に読み出された第2の撮像信号である電荷量I2の電荷PD2は、AD変換部2に供給され、AD変換部2において、ディジタル信号(以下、適宜、第2のディジタル信号という)に変換される。
In the third sub-sampling period that is the third sub-sampling period, imaging in the third exposure period E3 is performed. In addition, the read signal applied to the
第2の露光期間E2の終了後の所定の時間である期間P2において、AD変換部2は、第2のディジタル信号を、増幅部3に供給する。さらに、期間P2では、増幅部3は、AD変換部2から供給された第2のディジタル信号I2と増幅率Gとを乗算し、その乗算の結果得られる増幅信号I2×G(以下、適宜、第2の増幅信号という)を加算部4へ供給する。
In a period P2 that is a predetermined time after the end of the second exposure period E2, the
一方、メモリ部5には、加算信号Memとして、期間P1で求められた第1の加算信号I1×GであるM1がストアされている。期間P2において、加算部4は、増幅部3から供給された第2の増幅信号I2×Gと、メモリ部5にストアされている情報、即ち、第1の加算信号M1=I1×Gとを加算する。加算部4は、その加算結果M1+(I2×G)を、第2の加算信号M2として、メモリ部5に供給して記憶させる。
On the other hand, the
以下同様にして、各サブサンプリング期間において、上述した処理と同様の処理が、1フィールド期間内の最後のサブサンプリング期間(本実施の形態においては、8番目のサブサンプリング期間である第8のサブサンプリング期間)まで行われる。最後の(第8の)露光期間E8に得られた撮像信号の処理は、その第8の露光期間E8の終了後、即ち、次の1フィールド期間の第1のサブサンプリング期間内に行われる。即ち、増幅部3は、第8の露光期間E8に得られた電荷量I8の第8の撮像信号と、増幅率Gとを乗算し、増幅信号I8×Gを求めて、加算部4に供給する。加算部4は、その増幅信号I8×Gと、メモリ部5に記憶されている値M7とを加算し、加算信号M7+I8×Gを求める。そして、加算部4は、出力信号Outputに示されるように、加算信号M7+I8×Gを、制御部7から与えられる制御信号にしたがい、出力部6に供給する。出力部6は、1フィールド期間の最初のサブサンプリング期間において、加算信号M7+I8×Gを、前の1フィールド期間における画像の画素値として、撮像装置10の外部に出力する。この画素値は、各サブサンプリング期間における撮像信号と、増幅率Gとの畳み込み積分、即ち、各サブサンプリング期間における受光部1の出力信号の、増幅率Gをタップ係数とするFIRフィルタによるフィルタリング処理結果になっている。
Similarly, in each sub-sampling period, the same process as described above is performed in the last sub-sampling period in one field period (in the present embodiment, the eighth sub-sampling period is the eighth sub-sampling period. Sampling period). Processing of the imaging signal obtained in the final (eighth) exposure period E8 is performed after the end of the eighth exposure period E8, that is, within the first sub-sampling period of the next one field period. That is, the amplifying
図12は、撮像装置10におけるフィルタリング処理に用いるタップ係数としての増幅率Gの例を示す図である。
FIG. 12 is a diagram illustrating an example of the amplification factor G as a tap coefficient used for the filtering process in the
図12は、横軸を時間(サブサンプリング期間)として、1フィールド期間の8つのサブサンプリング期間それぞれにおいて得られる、ある位置の画素の画素値と、その画素値に乗算されるタップ係数(増幅率G)とを示している。 FIG. 12 shows a pixel value of a pixel at a certain position obtained in each of eight sub-sampling periods in one field period, with a horizontal axis as time (sub-sampling period), and a tap coefficient (amplification factor) multiplied by the pixel value. G).
サンプル値SAMPLEは、受光部1が1フィールド期間の8つのサブサンプリング期間それぞれにおいて出力する信号、即ち、ある位置の画素の画素値を示している。
The sample value SAMPLE indicates a signal output by the
タップ係数BOXは、矩形フィルタを構成する同一の値のタップ係数である。タップ係数BOXは、従来の電子シャッタと等価な矩形フィルタを構成する。但し、タップ係数BOXによれば、矩形フィルタの位相(位相特性)を変更することができる。即ち、従来の電子シャッタは、露光期間の終了タイミングが決められているため、露光期間の開始時タイミングを変更することのみが可能であったが、タップ係数BOXによれば、露光期間の開始タイミングおよび終了タイミングの両方を変更することができる。 The tap coefficient BOX is a tap coefficient having the same value constituting the rectangular filter. The tap coefficient BOX constitutes a rectangular filter equivalent to a conventional electronic shutter. However, according to the tap coefficient BOX, the phase (phase characteristic) of the rectangular filter can be changed. That is, in the conventional electronic shutter, since the end timing of the exposure period is determined, it was only possible to change the start timing of the exposure period. However, according to the tap coefficient BOX, the start timing of the exposure period Both the end timing and the end timing can be changed.
タップ係数TENTは、三角フィルタを構成するタップ係数であり、タップ係数GAUSSは、ガウシャンフィルタを構成するタップ係数である。タップ係数TENTやGAUSSで構成されるフィルタは、矩形フィルタに比べて周波数応答が緩やかであるため、例えば、ジャーキネスの発生等を軽減することが出来る。 The tap coefficient TENT is a tap coefficient constituting a triangular filter, and the tap coefficient GAUSS is a tap coefficient constituting a Gaussian filter. Since the filter composed of the tap coefficients TENT and GAUSS has a gentle frequency response compared to the rectangular filter, for example, the occurrence of jerkiness can be reduced.
タップ係数COMBは、櫛型フィルタを構成するタップ係数であり、1フィールド期間に高速に移動する被写体を離散的に複数回写し込むような特殊な画像を表現することができる。タップ係数COMBによれば、例えば、ゴルフのスイングなどを撮影した場合に、連続的に運動するクラブの軌跡が分解写真のように離散的に表示された画像を得ることができる。なお、タップ係数COMBは、動画撮影だけでなく、静止画像撮影においても有用である。 The tap coefficient COMB is a tap coefficient constituting a comb filter, and can express a special image in which an object moving at high speed in one field period is discretely captured a plurality of times. According to the tap coefficient COMB, for example, when a golf swing is photographed, it is possible to obtain an image in which the trajectory of a continuously moving club is discretely displayed like a disassembled photograph. The tap coefficient COMB is useful not only for moving image shooting but also for still image shooting.
タップ係数COMETは、例えば、高速に移動する被写体を鮮明に写しながら、尾を引くようなブレを加えるような特殊な画像を表現することができるフィルタを構成する。なお、タップ係数COMETは、動画撮影だけでなく、静止画像撮影においても有用である。 The tap coefficient COMET configures, for example, a filter that can express a special image that adds a blur that draws a tail while clearly capturing a subject that moves at high speed. The tap coefficient COMET is useful not only for moving image shooting but also for still image shooting.
以上のように、撮像装置10によれば、画像信号の垂直同期信号の周期よりも短い複数のサブサンプリング期間それぞれにおいて画像信号を撮像し、フィルタリング処理を行なって、1フィールドの画像を得る処理が、CMOSのような1チップの半導体チップ上で行なわれるので、処理速度が高まり、消費電力も低減することができる。したがって、電子シャッタ機能による動被写体撮影時のジャーキネス等による画質劣化の低減や、特殊効果の付与を、低消費電力で実現することができる。
As described above, according to the
なお、増幅部3、加算部4、メモリ部5で構成するフィルタは、上述したものに限定されるものではない。また、制御部7から増幅部3に与えるタップ係数としての増幅率Gは、制御部7にあらかじめ設定しておくこともできるし、外部から与えることもできる。また、タップ係数としての増幅率Gは、あらかじめ複数種類用意しておき、使用するものを、ユーザに選択させることができる。
In addition, the filter comprised by the
さらに、撮像装置10は、動画像、および静止画像のいずれの撮影を行うことも可能である。
Furthermore, the
また、本実施の形態においては、信号処理は列並列に行われるものとしたが、その他、信号処理が行並列に行われる構成を採用することができる。 In the present embodiment, the signal processing is performed in column parallel, but other configurations in which the signal processing is performed in row parallel can be employed.
さらに、本実施の形態においては、1フィールド期間に8回のサブサンプリングが行われるが、サブサンプリングの回数は、これに限定されるものではない。また、サブサンプリングの回数は、撮像装置10の外部から設定することができる。
Furthermore, in the present embodiment, sub-sampling is performed eight times during one field period, but the number of sub-sampling is not limited to this. Further, the number of sub-sampling can be set from the outside of the
また、本実施の形態においては、複数のサブサンプリングが行われた結果得られる1画素の画素値についての畳み込み積分は、フィールド単位で実行されることとしたが、フレーム単位で実行されてもよい。 In the present embodiment, the convolution integral for the pixel value of one pixel obtained as a result of performing a plurality of sub-samplings is performed in units of fields, but may be performed in units of frames. .
1 受光部, 2 AD変換部, 3 増幅部, 4 加算部, 5 メモリ部, 6 出力部, 7 制御部, 8 駆動部, 9 カメラコントローラ, 10 撮像装置, 11 撮像装置, 21 垂直駆動部, 311-1乃至31M-N 受光素子, 41 ゲイン制御部, 511乃至51M 乗算器, 61 演算制御部, 711乃至71M 加算器, 811乃至81M セレクタ, 91 メモリ制御部, 1011乃至101M ラインメモリ, 1021乃至102N 記憶領域, 111 水平シフトレジスタ, 1211乃至121N AD変換器
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記光電変換手段を、前記画像信号の垂直同期信号の周期である第1の周期よりも短い周期である第2の周期で駆動する駆動手段と、
前記駆動手段によって駆動される前記光電変換手段が出力する画素の信号を、前記第1の周期の期間内に増幅率を変化させて増幅する増幅手段と、
前記増幅手段が出力する信号と、所定の信号とを加算し、前記第1の周期の期間のうちの最初の前記第2の周期の期間に加算して得られた信号を出力手段に出力し、前記第1の周期の期間のうちの最初以外の前記第2の周期の期間に加算して得られた信号を記憶手段に出力する加算手段と、
記憶している信号を前記第1の周期の期間のうちの最初の前記第2の周期の期間にリセットするとともに、前記第1の周期の期間のうちの最初以外の前記第2の周期の期間に前記加算手段が出力する信号を記憶し、前記所定の信号として、前記加算手段に出力する前記記憶手段と、
前記第1の周期の期間のうちの最初の前記第2の周期の期間に前記加算手段が出力する信号を画像信号として出力する前記出力手段と
が、1チップの半導体チップ上に形成されている
ことを特徴とする撮像装置。 Photoelectric conversion means for photoelectrically converting an optical signal from a subject ;
Driving means for driving the photoelectric conversion means in a second cycle that is shorter than a first cycle that is a cycle of a vertical synchronization signal of the image signal;
Amplifying means for amplifying the signal of the pixel output from the photoelectric conversion means driven by the driving means by changing the amplification factor within the period of the first period ;
The signal output from the amplifying unit and a predetermined signal are added , and the signal obtained by adding the signal to the first period of the first period of the first period is output to the output unit. Adding means for outputting a signal obtained by adding to a period of the second cycle other than the first of the periods of the first cycle to a storage unit ;
The stored signal is reset to the first period of the second period in the period of the first period, and the period of the second period other than the first of the periods of the first period It said adding means stores the signal is output to, as the predetermined signal, said storage means for outputting said adding means,
The output means for outputting the signal output from the adding means as an image signal during the first period of the first period of the first period is formed on a one-chip semiconductor chip. An imaging apparatus characterized by that.
請求項1に記載の撮像装置。 The amplifying means sets the amplification factor of the predetermined number of the second period from the beginning of the first period and the predetermined number of the second period from the end to zero. , Amplifying the pixel signal output by the photoelectric conversion means
The imaging device according to claim 1.
請求項1に記載の撮像装置。 The amplification means uses the maximum amplification factor when the amplification factor of the second cycle period is expressed with the vertical axis representing the amplification factor and the horizontal axis representing the time axis. As a reference, the pixel signal output by the photoelectric conversion means is amplified using the amplification factor that represents the amplification factor of the second period before and after the target.
The imaging device according to claim 1.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003309483A JP4269850B2 (en) | 2003-09-02 | 2003-09-02 | Imaging device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003309483A JP4269850B2 (en) | 2003-09-02 | 2003-09-02 | Imaging device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005080028A JP2005080028A (en) | 2005-03-24 |
JP4269850B2 true JP4269850B2 (en) | 2009-05-27 |
Family
ID=34411606
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003309483A Expired - Lifetime JP4269850B2 (en) | 2003-09-02 | 2003-09-02 | Imaging device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4269850B2 (en) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4781147B2 (en) * | 2006-03-30 | 2011-09-28 | キヤノン株式会社 | Imaging apparatus and image processing method |
JP4743007B2 (en) * | 2006-06-16 | 2011-08-10 | ソニー株式会社 | Image processing apparatus, image processing method, recording medium, and program |
MY151708A (en) | 2007-02-07 | 2014-06-30 | Sony Corp | Image processing apparatus, imaging apparatus, image processing method, and program |
EP2200277A1 (en) * | 2008-12-22 | 2010-06-23 | Thomson Licensing | Method and device to capture images by emulating a mechanical shutter |
-
2003
- 2003-09-02 JP JP2003309483A patent/JP4269850B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2005080028A (en) | 2005-03-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4958602B2 (en) | Imaging apparatus and image composition method thereof | |
JP5739640B2 (en) | Imaging device and imaging apparatus | |
JP5342969B2 (en) | Imaging apparatus and imaging method | |
JP5806511B2 (en) | Imaging apparatus and imaging method | |
JP2004363666A (en) | Wide dynamic range image sensor | |
CN101656819B (en) | Image capturing device, and smear reduction method | |
CN100534127C (en) | Solid-state imaging device | |
JP2010130317A (en) | Image capturing apparatus, and method of controlling the same | |
JP4269850B2 (en) | Imaging device | |
JP5625298B2 (en) | Imaging device | |
JP4458864B2 (en) | IMAGING DEVICE, ITS CONTROL METHOD, PROGRAM, AND STORAGE MEDIUM | |
JP5633518B2 (en) | Data processing device | |
JP2008187614A (en) | Photographing apparatus | |
JP4678849B2 (en) | IMAGING DEVICE, ITS CONTROL METHOD, PROGRAM, AND STORAGE MEDIUM | |
JP2001326857A (en) | Image pickup element provided with arithmetic function | |
JP5665282B2 (en) | Imaging apparatus and control method thereof | |
JP2018093301A (en) | Image sensor and control method of image sensor | |
JP2011182321A (en) | Solid-state imaging apparatus, driving method and imaging apparatus | |
JP4745677B2 (en) | Imaging device | |
JP6393087B2 (en) | Imaging device and imaging apparatus | |
WO2020137665A1 (en) | Imaging element, imaging device, imaging method, and program | |
JP2003046860A (en) | Image pickup device | |
JP2019161438A (en) | Image processing apparatus, image processing method and image processing system | |
JP4630562B2 (en) | Solid-state imaging device | |
JP2010081422A (en) | Photographing apparatus |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060904 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20081021 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20081028 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20081219 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20090203 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20090216 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120306 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120306 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120306 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130306 Year of fee payment: 4 |