CN1700734A - 固态成像装置的图像拾取装置和驱动控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种图像拾取装置，该装置包括了不使用任何光学方法的变焦功能，并且能够根据在其中预先存储的缺陷像素的位置信息来修正缺陷像素的信号。根据本发明的图像拾取装置，其用固态成像装置放大拾取的图像的一部分来实现变焦功能，包括：接收有变焦比率N(N≥1)的输入的变焦比率接收单元、和定时信号产生单元，该单元为驱动固态成像装置产生定时，从而在垂直有效时段内对N个水平扫描期间间隔地传送一次水平线的信号电荷，该水平线在固态成像装置的接收表面上的水平线之中并包括在对应于变焦比率N的需要区域中，而且就在垂直有效时段之前，高速传送包括在对应于所述需要区域的图像表面上方部分的上部不需要区域中的水平线的信号电荷。

Description

固态成像装置的图像拾取装置和驱动控制方法

技术领域

本发明涉及一种使用固态成像装置的图像拾取装置和一种用于固态成像装置的驱动控制方法。更具体地，本发明涉及一种图像拾取装置以及固态成像装置的驱动控制方法，该图像拾取装置实现了将固态成像装置拾取的图像的一部分放大的变焦功能。

背景技术

最近，在其中使用固态成像装置比如CCD(电荷耦合装置)的数字相机和数字摄像机流行起来，而且上述的大多数图像拾取装置带有变焦功能。作为实现变焦功能的方法，一种使用了光学透镜移动机制，而另一种不使用透镜移动机制，在归类属于后一种类型的方法中，通过基于隔行传送(Interline transfer)系统的固态成像装置，对于在接收表面以内的要放大区域中的每个像素，间隔地对N个水平扫描周期(N≥1)传送一次信号电荷，来达到N倍变焦比率。(参照，比如，日本待审的专利申请公开No.hei 1-157678(5到9页，图1到4))。

图9示出了使用上述方法时驱动CCD的定时图。

在基于隔行传送系统的CCD中，许多感光部分排列成矩阵形式，每个感光部分都进行光电转换，并且对于每个在一行中排列的多个感光部分放置垂直传送寄存器，而且每个垂直传送寄存器都连接到一个水平传送寄存器。水平传送寄存器将从感光部分传送到对应的垂直传送寄存器的信号电荷，依次一条线一条线地传送。

为了在没有使用任何光学方法时用CCD实现N倍变焦，使用感光器表面中心区域的一部分作为放大区域，并且根据水平驱动(HD)信号和垂直驱动信号(VD)，用如图9所示的定时来驱动CCD。也就是，在垂直消隐时段，所有感光器部分的信号电荷都排尽(drain)(定时T301到T302)，然后处于CCD的感光器表面上端部分的不需要区域的信号电荷被高速传送用于放电(定时T302到T303)。之后在从时刻T304开始的垂直有效时段中，在垂直方向的需要区域的信号电荷以对于水平同步1/N的速度间隔传送。在垂直有效时段，在感光器表面左端部分和右端部分的不需要电荷被放弃(absorb)。随着图像信号根据上述驱动定时被输出，对应于在感光器表面放大区域的图像放大了N倍，从而不使用任何光学方法能获得放大N倍的变焦图像。

但是用基于隔行传送系统的固态成像装置，垂直传送寄存器的电荷传送区域中有潜在的间隙时，对应于这个位置的像素不利地变成缺陷的像素(黑点)。为了解决上述问题，提出了一种固态图像拾取装置，其中电荷可以从垂直传送寄存器的排尽区域注入到垂直传送寄存器，从而将不需要的电荷排尽到排尽区域，然后从排尽区域注入的电荷被传送到水平传送寄存器，之后包含从感光器部分来的信号电荷的电荷被读入到垂直传送寄存器(参照，比如，日本待审专利申请公开No.Sho 63-257388(第505页，图7))。还有一种更常用的方法，其中如上所述固态成像装置的结构没有变化，缺陷像素的位置预先存储在存储器中，将从缺陷像素周围的像素来的信号内插到缺陷像素的信号，该缺陷像素的信号包含在从固态成像装置输出的图像信号中。

当通过如图9所示来驱动CCD实现变焦功能的时候，根据图像拾取信号的帧输出速度(比如每秒30帧)固定垂直消隐时段和垂直有效时段，而且将从不需要区域高速传送信号电荷的传送频率基本保持恒定，从而当变焦比率是，比如，1.2并且通过高速传送方法排尽许多线时，在从定时T303到T304的时间帧中产生的传送中断时段变得更长。在这个传送中断时段，信号电荷在垂直传送寄存器中积累，所以，当上述因为潜在的间隙而来的缺陷在垂直传送寄存器中出现的时候，对应于缺陷位置的像素成为缺陷的像素。

因为在从定时T302到T303的时间帧中高速传送的线的数量根据变焦比率改变，在传送中断时段，整个图像中产生的缺陷像素的位置根据变焦比率而变化。因为这个问题，缺陷像素的位置不可能在存储器中预先存储，并且不能使用把缺陷像素周围的像素的信号内插到每个缺陷像素中的方法，这是非常不利的。

发明内容

考虑到上述情况作出本发明，本发明希望提供一种图像拾取装置，该装置具有不使用任何光学方法的变焦功能，根据预先在其中存储的缺陷像素的位置信息进行缺陷像素的信号修正。

本发明想要提供一种驱动控制方法，用于让固态成像装置能够不使用光学方法实现变焦功能，并且根据预先存储的缺陷像素的位置信息，为输出信号进行缺陷像素的信号修正。

为了解决上述问题，本发明提供了一种图像拾取装置，该装置能够通过固态成像装置放大拾取的图像的一部分区域来实现变焦功能，并包括变焦比率接收单元和定时信号产生单元，该变焦比率接收单元被配置为接收变焦比率N(N≥1)的输入，该定时信号产生单元被配置为给驱动固态成像装置产生定时，从而在垂直有效时段内对N个水平扫描周期间隔地传送一次水平线的信号电荷，这些水平线是在固态成像装置的感光表面上的水平线之中包括在变焦比率N要求的区域中的，并且在垂直有效时段之前高速传送包括在对应于需要的区域的图像表面的上方部分的上部不需要区域中的水平线的信号电荷。

借助上述图像拾取装置，因为在垂直消隐时段高速排尽了上部不需要区域的信号电荷，并且在垂直有效时段对N个水平扫描时段间隔地传送一次包括在需要区域中的水平线的信号电荷，可以获得需要区域放大N倍的图像信号。在这个步骤中，包括在需要区域中的水平线的信号电荷的间隔传送，就开始于上部不需要区域的信号电荷高速传送之后，在上面两个时间帧之间不会产生固态成像装置上的垂直寄存器中的中断电荷传送时段，并且在上部不需要区域的电荷传送之前产生传送中断时段。因为这个特点，由于垂直寄存器的缺陷在传送中断时段产生的缺陷像素的位置，不论任何变焦比率N，都被保持在同样的位置。

本发明还提供了一种驱动控制方法，使得固态成像装置通过放大固态成像装置拾取的图像的一部分区域来实现变焦功能，在该固态图像拾取装置中变焦比率接收单元接收变焦比率N(N≥1)的输入；通过在垂直有效时段内对N个水平扫描时段间隔地传送一次水平线的信号电荷，这些水平线包括在对应于变焦比率N的需要区域中、并在固态成像装置的感光表面上的水平线之中，从而就在垂直有效时段开始之前高速排尽包括在对应于在需要的区域的图像表面的上方部分的上部不需要区域中的水平线的信号电荷，定时信号产生单元为驱动固态成像装置产生定时信号。

在上述固态成像装置的驱动控制方法中，在垂直消隐时段高速排尽了上部不需要区域的信号电荷，然后在垂直有效时段对N个水平扫描时段间隔地传送一次包括在需要区域中的水平线的信号电荷，从而获得将需要区域放大N倍的图像信号。在这个步骤中，包括在需要区域中的水平线的信号电荷的间隔传送，就开始于上部不需要区域的信号电荷高速传送之后，电荷传送的中断时段不会在上面两个时间帧之间产生，该电荷在固态成像装置上的垂直寄存器中，并且在上部不需要区域的电荷传送之前产生上述传送中断时段。因为这个特点，由于垂直寄存器的缺陷在传送中断时段产生的缺陷像素的位置，不论任何变焦比率N，都保持在同样的位置。

借助本发明，不论任何变焦比率N，缺陷像素的位置都保持在同样的位置，该缺陷像素是由于垂直寄存器中的潜在间隙而产生的，从而可以预先存储由于上述原因造成的缺陷像素的位置信息，并且通过内插从缺陷像素周围的像素而来的信号来修正缺陷像素的信号，从而确保高图像质量的变焦功能可以在不使用任何光学方法的低成本情况下实现。

附图说明

图1示出了根据本发明的第一个实施例的图像拾取装置的关键部分的结构方框图；

图2示出了基于隔行传送系统的CCD的结构示意图；

图3A和3B示出了通过数字变焦的方法放大图像的示意图；

图4示出了根据本发明的第一个实施例的图像拾取装置中使用数字变焦功能的时候，驱动CCD的定时图；

图5示出了根据本发明的第二个实施例的图像拾取装置的关键部分的结构方框图；

图6示出了根据本发明的第三个实施例的图像拾取装置的关键部分的结构方框图；

图7示出了根据本发明的第四个实施例的图像拾取装置的关键部分的结构方框图；

图8示出了根据本发明的第四个实施例的图像拾取装置中使用数字变焦功能的时候，驱动CCD的定时图；和

图9示出了传统的不使用任何光学方法实现变焦功能的方法中，驱动CCD的定时图。

具体实施方式

以下，参照附图来详细说明本发明的实施例。

【第一实施例】

图1示出了根据本发明的第一个实施例的图像拾取装置的关键部分的结构方框图。

图1中示出的图像拾取装置是为了将固态成像装置拾取的静止图像信号转换为数字数据的装置，以便实现根据上述信号在未示出的监视器上显示图像、或将图像记录到记录介质上的目的。具有上述结构的图像拾取装置作为便携式信息处理器的图像拾取功能来实现，比如数字静止照相机、数字摄像机、移动电话或PDA(个人数字助理)。

如图1所示，图像拾取装置包括：光学部分11、模拟前端(AFE)处理电路12、照相机信号处理电路13、控制部分14、输入部分15、和EEPROM(电可擦除可编程ROM)16。图像拾取装置还包括用于产生驱动光学部分11中的CCD11a的定时的驱动脉冲产生电路21、间隔传送定时控制部分22、高速定时控制部分23、和高速传送参考值计算部分24。

光学部分11包括未示出的光学镜头或快门、光圈、和使得从目标来的光线经过上面的元件然后进行光电转换的CCD 11a。控制部分14控制快门和光圈的操作，而且根据驱动脉冲产生电路21产生的定时脉冲驱动CCD 11a。在这个实施例中，使用了基于隔行传送系统的CCD 11a，并且，通过间隔地为这个CCD 11a的感光器表面的部分传送图像信号，实现了变焦功能(如下所述的数字变焦功能)。

为了将S/N(信噪比)比率保持在良好状态，AFE处理电路12通过CDS(Correlated Double Sampling，相关双采样)处理对从CCD 11a输出的模拟图像信号进行采样保持，然后再通过AGC(Auto Gain Control，自动增益控制)处理控制增益，再执行A/D(模数)转换并输出数字图像信号。

照相机信号处理电路13是用来对从AFE处理电路12来的图像数据进行各种照相机信号处理的部分，特别在这个实施例中，照相机信号处理电路13包括缺陷修正部分13a和变焦内插部分13b，缺陷修正部分13a用于修正从缺陷像素来的信号，变焦内插部分13b用于产生数字变焦图像。

缺陷修正部分13a分别地输出从AFE处理电路12输出的数字图像信号到控制部分14，所述信号是那些从缺陷的像素和那些从缺陷的周围来的信号。然后，从缺陷的像素来的、被控制部分14进行内插的信号被原始信号代替。

当数字变焦的变焦比率N被配置为一个大于1的值时，起动变焦内插部分13b，并且根据从控制部分14接收来的关于数字变焦的变焦比率的信息，放弃从缺陷修正部分13a输出的图像信号中的、包括在水平方向不需要区域中的像素信号，然后顺序输出多条线的像素信号，并且根据变焦比率N，接收内插的信号，从而为放大的图像产生信号。

在照相机信号处理电路13中，还对从变焦内插部分13b输出的图像信号进行各种照相机信号处理比如AWB(Auto White Balance，自动白平衡)处理、AF(Auto Focus，自动聚焦)处理、AE(Auto Exposure，自动曝光)处理，并且将处理过的图像信号送到图形接口(未示出)从而在监视器上显示拾取的图像，或送到基于压缩编码系统或者相似系统的编码器(未示出)中。

控制部分14是一种电路，该电路被配置为全面地控制这个图像拾取装置的各种元件，比如，实现为具有CPU和ROM或者RAM的微型计算机。控制部分14还从输入部分15接收对应于使用者的输入操作的控制信号，该输入部分15具有输入键或类似装置。EEPROM 16还连接到控制部分14，控制部分14执行的各种程序以及进行处理所要求的数据等存储在EEPROM 16中。

根据从变焦内插部分13b输出的图像信号或为了获得理想的曝光而设置的各种值，控制部分14控制光学部分11、AFE处理电路12、照相机信号处理电路13和其他有关部分。控制部分14还读出存储在EEPROM 16中的缺陷像素信息16a，输出缺陷位置信息到缺陷位置修正部分13a，并且对应于该输出，使用从缺陷修正部分13a输出来的图像信号，执行缺陷像素的信号内插。

在出货(shipment)以后的预定定时，比如，当电源接通时，缺陷位置修正部分13a可以在控制部分14的控制下，从CCD 11a输出的图像信号中检测新的缺陷的像素，在缺陷像素信息16a中存储检测的缺陷像素的位置。在这种情况下，当拾取图像时，通过根据更新的缺陷像素信息16a，用缺陷位置修正部分13a执行缺陷修正，可以修正在出货之后重新在CCD 11a上产生的缺陷的像素，从而保持了图像质量。

进一步在这个实施例中，特别地，CCD 11a或其类似装置拾取的图像的需要区域和不需要区域中线的数量，根据数字变焦比率N而计算，该数字变焦比率N是对应于输入操作而被确定的，所述输入操作是诸如在输入部分15上利用变焦键的输入，并且将计算的数量输出到间隔传送定时控制部分22和高速传送参考值计算部分24，从而从CCD 11a执行高速传送和间隔传送。此外，缺陷位置修正部分13a使用从变焦内插部分13b提供来的像素信号执行内插处理，为其中有放大的需要区域的图像产生信号。

高速传送参考值计算部分24接收线的数量，这些线是在对应于变焦比率N的不需要区域中，计算以高速传送不需要区域的像素信号所需要的时间段作为水平同步的计数数字，并且输出该计数数字到高速定时控制部分23。高速传送参考值计算部分24的功能可以通过控制部分14实现。高速定时控制部分23根据从高速传送参考值计算部分24来的计数数字，将指示开始高速传送的定时的脉冲提供给驱动脉冲产生电路21。

在另一方面，间隔传送定时控制部分22接收从控制部分14来的对应于变焦比率N的需要区域中的线的数量，并且将需要区域的像素信号的开始间隔传送的定时和指示间隔定时的同步定时的脉冲给驱动脉冲产生电路21。然后驱动脉冲产生电路21根据从间隔传送定时控制部分22和从高速定时控制部分23输出来的脉冲，为驱动CCD 11a输出各种驱动脉冲。

图2示出了基于隔行传送系统的CCD 11a的结构示意图。

如图2所示，感光部分101被提供成分别在沿垂直方向和水平方向有许多行和许多列的矩阵形式，分别提供垂直传送部分102给所述线，而且垂直传送部分102分别连接到水平传送部分103。将像素信号输出到外面的输出部分104再连接到水平传送部分103。

在感光部分101提供光电二极管，在其上根据通过光学部分11而进入感光器表面的光线的强度和曝光时间段积累电荷。响应于驱动脉冲信号，感光部分101传送积累的电荷到垂直传送部分102，该驱动脉冲信号来自驱动脉冲产生电路21。

垂直传送部分102接收从连接在其上的感光部分101传送来的电荷，并且响应于从驱动脉冲产生电路21来的驱动脉冲信号，将每一个像素的电荷一个接一个地顺序地传送到水平传送部分103。水平传送部分103将从垂直传送部分102接收来的线的电荷一条线接一条线地顺序地传送到输出部分104。用所述操作，像素信号一条线接一条线地顺序地输出。

当执行数字变焦的时候，只使用包括在与变焦比率N对应的感光器表面的需要区域内的感光部分101上的数字电荷，并且放弃其他感光部分101的那些电荷。

图3示出了通过数字变焦的方法进行的图像放大的示意图。

在图3A中，图像111是从CCD 11a的整个感光器表面拾取的一个图像。当数字变焦的变焦比率N大于1时，比如，在图中虚线包围的部分假设是需要区域112，使用需要区域112的像素信号进行内插处理，从而获得了图3B所示的放大的区域121。

因为上述的数字变焦功能，在CCD 11a中，不包括在需要区域112内的像素中的，沿着包括在图像表面上方113b区域中的线的像素的像素信号，在垂直消隐时段高速传送并且放弃。然后，在垂直有效时段，在包括了需要区域112的区域113a之内的线的像素信号以相对水平同步1/N的速度间隔地传送，并且提供给AFE处理电路12。然后在垂直消隐时段，包括在区域113c中的线的像素信号高速传送并放弃。

在从CCD 11a输出的区域113a内的线的像素信号中，包括在不需要区域114b和114c中在水平方向的那些像素，被变焦内插部分13b放弃了，该变焦内插部分13b在照相机信号处理电路13中，只认为在区域114a中包含的像素的像素信号有效。利用认为有效的像素信号，放大的图像的信号通过内插处理产生。

但是在CCD 11a的垂直传送部分102提供的寄存器中，有可能因为潜在的间隙而产生缺陷，而且当从感光部分101来的电荷长时间积累的时候，处于对应于寄存器的位置的像素变成可视的黑点。在这个实施例中，上述缺陷的像素的位置在EEPROM 16中作为缺陷像素信息存储，并且在照相机信号处理电路13中的缺陷修正部分13a修正缺陷像素的信号。在这个步骤中，用图4示出的并在下面描述的定时驱动CCD 11a，从而因为上述原因的缺陷像素的位置不会根据数字变焦的变焦比率N而变化。

图4示出了当根据本实施例的图像拾取装置中使用数字变焦功能的时候驱动CCD 11a的定时图；

就在垂直驱动(VD)信号到达电平L之前的状态中，高速传送包括在前面的帧(或场)的图像表面的下面部分的不需要区域(图3中的113c区域)中的线的像素信号。

当VD信号进入L电平(定时T101)的时候，驱动脉冲产生电路21提供驱动脉冲信号给CCD 11a用于排尽其中的所有电荷。当其中积累的所有电荷读出时(定时T102)，传送电荷的操作终止。

在这种状态下，高速传送参考值计算部分24从控制部分14接收线的数量，这些线包括在对应于特定的变焦比率N的在图像表面上的不需要区域(图3中区域113b)中，并且计算高速传送需要的时间段(计数数字)。不论任何变焦比率N，高速传送中的传送频率都保持恒定，从而高速传送需要的时间段可以根据传送频率和线的数量来计算。

基于直到VD信号升高(H电平)为止的HD计数数字以及高速传送参考值计算部分24计算的计数数字，高速定时控制部分23逆向计算高速传送的定时T103，而且在定时T103的时候输出脉冲信号到驱动脉冲产生电路21。用这种操作，驱动脉冲产生电路21提供驱动脉冲信号给CCD 11a，从而在区域113b中的线的像素信号高速传送，这样执行了高速传送。

然后，在区域113b中的像素信号高速传送完成的时间点(定时T104)开始垂直有效时段。在这个步骤中，间隔传送定时控制部分22从控制部分14接收线的数量，这些线包括在对应于变焦比率N的需要区域(图3中区域113a)中，并且将指示用于间隔传送的同步定时的脉冲传给驱动脉冲产生电路21。用这种操作，驱动脉冲产生电路21将用于间隔传送的驱动脉冲信号给了CCD 11a，需要区域中的线的像素信号以对于水平同步1/N的速度读出。

虽然没有示出，当垂直有效时段结束的时候，图像表面下不需要区域(区域113c)的电荷为了排尽而高速传送。用这种操作，为一个帧(或一个场)传送图像信号的处理完成了。

在如上所述的驱动控制中，在传送中断时段(从定时T102到定时T103)，如果在垂直传送部分102中有因为潜在的间隙而来的缺陷，在该位置的像素成为缺陷的。但是，在所有电荷读出之后进入传送中断时段，并且就在传送中断时段之后执行需要区域的像素信号的间隔传送，从而即使数字变焦的变焦比率N变化了，由于上述原因的缺陷的像素的位置也不变。

因为上述的结构，所以可能在缺陷像素信息16a中预先存储由于上述原因产生的缺陷像素的位置，并且根据该信息用缺陷修正部分13a来修正由于所述原因产生的缺陷像素。在上述修正缺陷像素的方法中，不需要在每次执行图像拾取的时候检测由于上述原因产生的缺陷像素，并且不需要使用任何检测缺陷的像素的特殊操作就可以执行修正，从而当缺陷修正方法对实际目的是可用的时候，可以在不用任何光学方法的低成本的情况下实现确保高图像质量的变焦功能。

【第二实施例】

图5示出了根据本发明的第二个实施例的图像拾取装置的关键部分的结构方框图。

图5所示的图像拾取装置与图1中的那个的不同点是：取代高速传送参考值计算部分24而提供了高速参考值读出部分25。ROM 26连接于高速参考值读出部分25，在ROM 26中存储了查询表(LUT)26a，该查询表有根据提供在其中的数字变焦的每一个变焦比率N进行高速传送的所需时间数据。

比如，当数字变焦的变焦比率N设置为五个值，即1倍、1.2倍、1.5倍、2倍和3倍，相对分别地从在对应于各个变焦比率N的不需要区域(图3中113b区域)中的线的数量来的水平同步，预先计算各个变焦比率的不需要区域的像素信号传送所需要的时段，作为计数数字，并且将其对应于变焦比率N存储在LUT 26a中。

当起动数字变焦功能的时候，高速参考值读出部分25从控制部分14接收在对应于每个变焦比率N的不需要区域中的线的数量，参照LUT 26a读出对应于线的数量的计数数字，并且将计数数字送给高速定时控制部分23。用这个操作，根据图4所示的定时驱动CCD 11a。

在本发明的第二个实施例中，高速传送不需要区域的信号电荷的开始定时可以只通过读出预先存储在LUT 26a中的时间信息获得，从而处理所需的工作量可以减少。高速参考值读出部分25的功能还可以用控制部分14来实现。

【第三个实施例】

图6示出了根据本发明的第三个实施例的图像拾取装置的关键部分的结构方框图。

图6所示的图像拾取装置与图1中的那个的不同是，取代高速传送参考值计算部分24而提供了高速传送参考值输出解码器27。高速传送参考值输出解码器27包括硬件逻辑电路，并且在从控制部分14提供对应于特定的变焦比率N的不需要区域中的线的数量的时候，解码线的数量，而且将不需要区域的电荷高速传送所需的时间信息(计数数字)输出到高速定时控制部分23。用这个操作，根据图4所示的定时驱动CCD 11a。

如上所述，用硬件逻辑电路解码有关的数据而输出高速传送所需的时间信息的结构，相对于图1所示的用计算电路计算信息的情况，或图5所示的其中提供有ROM 26的情况，LUT 26a存储于该ROM 26中，进一步减小了电路规模。

【第四个实施例】

图7示出了根据本发明的第四个实施例的图像拾取装置的关键部分的结构万框图。

在根据这个实施例的图像拾取装置中，如下面描述的图8所示，在垂直有效时段结束之后，在CCD 11a中提供了传送中断时段。用这种结构，如图7所示，因为垂直有效时段根据数字变焦的特定变焦比率N移动，所以产生驱动CCD11a的脉冲的结构与图1所示不同。

在图7中，高速传送参考值计算部分24，如同图1所示的情况，从控制部分14接收在对应于特定变焦比率N的不需要区域中的线的数量，并且计算高速传送不需要区域的像素信号所需的时间段作为水平同步的计数数字。计算的计数数字提供给高速传送定时控制部分23a和间隔传送参考值计算部分29。

高速传送定时控制部分23a输出脉冲到驱动脉冲产生电路21a，该脉冲根据从高速传送参考值计算部分24来的计数数字，指示开始高速传送图像表面的上方和下方的不需要区域的像素信号的定时。在这个步骤中，在所有电荷从CCD 11a读出之后，就开始高速传送图像表面上方的不需要区域的像素信号，而且就在所有电荷读出开始之前，高速传送前面帧(或场)的表面图像的下方的、不需要区域的像素信号。

间隔传送参考计算部分29从控制部分14接收在对应于变焦比率N的需要区域中的线的数量，从高速传送参考值计算部分24接收计算的计数数字，计算计数数字作为间隔传送需要区域的像素信号的开始定时和结束定时的参考值，并且输出计数数字到间隔传送定时控制部分22a。

间隔传送定时控制部分22a输出根据从间隔传送参考计算部分29来的计数数字的脉冲，指示需要区域中的线的像素信号的间隔传送的开始和完成的定时。在这个步骤中，进行间隔传送的时段相对于图1所示的那个移动了。

根据从间隔传送定时控制部分22a和高速传送定时控制部分23a输出来的脉冲，驱动脉冲产生电路21a输出各种驱动CCD 11a的驱动脉冲。

图8示出了当根据本发明的图像拾取装置中使用数字变焦功能的时候驱动CCD 11a的定时图。

在这个实施例中，比如，当VD信号到达低(L电平)(在定时T201的时候)，给出了开始读出所有电荷的定时。在所有电荷都读出之后(定时T202)，开始高速传送包括在图像表面上方的不需要区域内的线的像素电荷。从高速传送定时控制部分23a，给出开始高速传送的定时作为输出脉冲。而且当高速传送完成的时候(定时T203)，开始间隔地传送包括在需要区域中的线的像素信号。

因为高速传送所需的时间对应于数字变焦的变焦比率N变化，间隔传送参考计算部分29从高速传送参考值计算部分24接收高速传送所需的时间信息，计算时间信息作为间隔传送需要区域的像素信号的开始定时和结束定时的参考，并且输出时间信息到高速传送定时控制部分23a。比如，通过参照当VD信号到达低电平的定时T201作为参考，为计算开始间隔传送的定时还有完成间隔传送的定时，间隔传送参考计算部分29计算水平同步的计数数字。

间隔传送定时控制部分22a将对应于在需要区域中的线的数量的传送频率通知给驱动脉冲产生电路21a。然后间隔传送定时控制部分22a可以输出传送频率的同步脉冲到驱动脉冲产生电路21a。用上述的控制，根据从驱动脉冲产生电路21a输出来的驱动脉冲，在CCD 11a中执行将图像表面上方的不需要区域中的像素信号高速传送之后，进行需要区域的像素信号的间隔传送。

当间隔传送完成的时候(定时T204)，随着在CCD 11a中的传送中断垂直消隐时段生效，而且在定时T205，包括在图像表面下方的不需要区域中的线的像素信号开始高速传送。在根据计数数字从高速传送定时控制部分23a输出脉冲的时候，给出开始定时，该计数数字是高速传送参考值计算部分24通过参照比如，当VD信号下一次到达低(L电平)时的定时计算的。

虽然没有示出，当在图像表面下方的不需要区域的像素信号高速传送完成的时候，重新开始读出所有信号电荷，而且开始高速传送随后帧(或场)的图像表面上方不需要区域的像素信号。

用上述驱动控制，因为就在高速传送在图像表面上方的不需要区域的像素信号的时段完成了之后，进行需要区域的像素信号的间隔传送，甚至当在垂直传送部分102中有由于潜在的间隙而来缺陷的时候，缺陷像素的位置不会根据数字变焦的变焦比率N而变化，所以可以根据预先存储在缺陷像素信息16a中的缺陷像素的位置信息，由缺陷位置修正部分13a对由于上述原因而来的缺陷像素进行修正。

进一步在间隔传送之后提供了传送中断时段，并且在这个时段以后读出所有电荷，而且读出随后帧(或场)的像素信号，借此能达到由于上述原因而来的缺陷像素的信号很少混合在输出图像信号中的效果。

在上述驱动控制的示例中，如果在间隔传送之后提供传送中断时段，而且下述结构是允许，其中就在间隔传送之后进行图像表面下方的不需要区域中的像素信号的高速传送，然后中断像素信号传送直到VD信号到达低(L电平)。

在上述实施例中，从高速传送参考值计算部分24和间隔传送参考计算部分29输出的时间信息(计数数字)在每次数字变焦的变焦比率N确定的时候进行计算，而且下述结构是允许的，其中查询表分别存储了对应于不同变焦比率N的计数数字，在确定了特定的变焦比率N的时候读出对应的值。下述结构也是允许的，每次确定了变焦比率N时，解码电路解码计数数字，该解码电路包括硬件逻辑电路。

如上所述，本发明不仅可以应用于数字静止照相机和数字摄像机使用的图像拾取功能，该数字静止照相机记录静止图像，该数字摄像机记录作为数字数据的视频图像，还可以应用于便携信息处理器比如移动电话和PDA，而且可以应用于TV电话机、个人计算机、计算机游戏的紧凑(compact)照相机和类似的装置。本质上，本发明可以有利地用于紧凑的和薄的图像拾取装置中，该图像拾取装置难于提供光学变焦功能，比如便携图像处理器或紧凑照相机。

本领域的技术人员应当理解，可以依据设计的要求和其他因素发生不同的修改、组合、子组合和替换，只要它们在所附的权利要求书和等价的内容的范围之内。

Claims (10)

1、一种图像拾取装置，其用固态成像装置放大拾取的图像的一部分来实现变焦功能，该图像拾取装置包括：

变焦比率接收单元，其被配置为接收有变焦比率N的输入，N≥1；和

定时信号产生单元，其被配置为给驱动固态成像装置产生定时，从而在垂直有效时段对N个水平扫描时段间隔地传送一次水平线的信号电荷，所述水平线包括在所述变焦比率N要求的区域中并在所述固态成像装置的接收表面上的水平线之中，并且就在垂直有效时段之前高速传送包括在对应于需要区域图像表面上方部分的上部不需要区域中的水平线的信号电荷。

2、根据权利要求1所述的图像拾取装置，还包括：

计算单元，其被配置为根据水平线的数量和在高速传送所述水平线的信号电荷时的传送频率，计算高速传送所述水平线的像素信号所需的时间段，其中所述水平线是对应于从所述变焦比率接收单元来的所述变焦比率N的在图像表面中的所述不需要区域之中，

其中所述定时信号产生单元根据所述计算单元的计算结果，为开始高速传送而产生定时。

3、根据权利要求1所述的图像拾取装置，还包括：

存储单元，其被配置为在其中预先存储高速传送在图像表面上方的所述不需要区域中的水平线的信号电荷所需的时间段，

其中所述定时信号产生单元根据对应于从所述变焦比率接收单元来的所述变焦比率N的信息以及存储在所述存储单元中的信息，产生开始高速传送的定时。

4、根据权利要求1所述的图像拾取装置，还包括：

解码单元，其包括硬件逻辑电路，所述硬件逻辑电路被配置来根据对应于来自变焦比率接收单元的变焦比率N、在图像表面上方的不需要区域中的水平线数量，编码和输出高速传送所述水平线的信号电荷所需的时间段，

其中所述定时信号产生单元根据所述解码单元的解码结果产生用于开始高速传送的定时。

5、根据权利要求1所述的图像拾取装置，其中所述定时信号产生单元还产生所述驱动定时，从而就在包括在图像表面上方的不需要区域之中的水平线的信号电荷高速传送之前，在垂直消隐时段排尽在所述固态成像装置中积累的所有电荷。

6、根据权利要求5所述的图像拾取装置，还包括：

计算单元，该计算单元被配置为根据对应于所述变焦比率N的、不需要区域之中的水平线中的信号电荷高速传送所需的时间，计算参考时间段，从而给出包括在所述需要区域中的水平线的信号电荷的间隔传送期间的开始和结束提供定时，

其中所述定时信号产生单元根据所述计算单元的计算结果，为开始和结束所述间隔传送时段产生定时。

7、根据权利要求5所述的图像拾取装置，还包括：

存储单元，该存储单元被配置为给每个所述变焦比率N预先存储参考时间段，从而提供定时给包括在所述需要区域中的水平线的信号电荷的间隔传送时段的开始和结束，

其中所述定时信号产生单元根据对应于从所述变焦比率接收单元来的所述变焦比率N的信息以及存储在所述存储单元中的信息，为间隔传送期间的开始和结束产生定时。

8、根据权利要求5所述的图像拾取装置，还包括：

解码单元，该解码单元包括硬件逻辑电路，该电路被配置为根据对应于所述变焦比率N的、高速传送在图像表面上方的所述不需要区域中的水平线的信号电荷所需的时间段，解码和输出参考时间段，从而提供定时给水平线的信号电荷的间隔传送的开始和结束，

其中所述定时信号产生单元根据所述解码单元的解码结果产生定时用于间隔传送的开始和结束。

9、一种用于固态成像装置的驱动控制方法，其用固态成像装置放大拾取的图像的一部分来实现变焦功能，包含步骤：

接收变焦比率N，N≥1；和

为驱动所述固态成像装置产生定时，从而在垂直有效时段对N个水平扫描时段间隔地传送一次水平线的信号电荷，该水平线包括在对应于所述变焦比率N的需要区域中并在所述固态成像装置的接收表面上的水平线之中，而且就在垂直有效时段之前通过高速传送而排尽包括在图像表面上方的、并在所述需要区域上方的不需要区域中的水平线的信号电荷。

10、一种图像拾取装置，其用固态成像装置放大拾取的图像的一部分来实现变焦功能，该图像拾取装置包括：

变焦比率接收单元，用于接收变焦比率N的输入，N≥1；和

定时信号产生单元，用于为驱动固态成像装置产生定时，从而在垂直有效时段内对于N个水平扫描时段间隔地传送一次水平线的信号电荷，该水平线包括在所述固态成像装置的接收表面上的水平线中对应于所述变焦比率N的需要区域中，并且在垂直有效时段之前高速传送包括在所述需要区域之上的对应于图像表面之上部分的上部不需要区域中的水平线的信号电荷。

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