CN1856002A - 固体成像装置 - Google Patents

Abstract

本发明的信号处理电路包括驱动单元和图片信号处理单元。驱动单元将各个移位脉冲分别供应给电子快门移位寄存器和读出移位寄存器。图片信号处理单元指定从A/D转换器输出的数字图片信号的控制开始位置，并沿水平方向和垂直方向对从A/D转换器输出的数字图片信号进行插值处理。驱动单元调整各个移位脉冲的周期以便控制固体成像器件的垂直－行读出速度，并在随后从固体成像器件间歇地读出模拟图片信号。图片信号处理单元根据垂直－行读出速度执行垂直－行插值处理，以扩展数字图片信号的部分图片区域。

Description

固体成像装置

技术领域

本发明涉及数字照相机、具有内置照相机的便携式电话等的固体成像器件的信号处理电路，并涉及固体成像装置。

背景技术

诸如便携式电话、数字照相机之类的成像装置，具有作为照相机必要功能安装在其中的放大变焦机构。就放大变焦功能而言，有光学放大变焦机构和电子放大变焦机构之分，其中光学放大变焦机构通过控制镜头来移向和移离目标，而电子放大变焦机构通过数字数据的插值来变焦。由于需要诸如变焦镜头和驱动变焦镜头的马达之类的机构，故而光学放大变焦机构趋向于大尺寸。因此，较小尺寸的电子放大变焦机构常用于诸如便携式照相机之类的小尺寸成像装置。

将参照图9和图10说明由电子放大机构拍摄的图片图像。首先，说明不使用帧存储器进行电子放大变焦的情况。如图9A所示，让我们观察输出图片区域82小于由固体成像器件拍摄的拾取(picked-up)区域81的情况。例如，当由具有1280像素×960行的拾取图片区域的固体成像器件输出QVGA(320像素×240行)输出图像尺寸的图像时，所拾取的图片被缩小至四分之一，以获取一倍的(未放大的)输出图片(1/4×4＝1)。相应地，利用1/3的缩小比例可以获取4/3放大倍率的输出图片，而且利用1/2的缩小比例可以获取两倍尺寸的输出图片。以此方式可以实现放大变焦。如图9B所示，最大放大率是四倍(1/1缩小比例)，这对应于由固体成像器件拾取的主题区域83按照QVGA的输出图片尺寸(输出图片的拾取输出区域84)进行裁剪的情况。

但是，在如图10A所示拾取区域91的尺寸与拾取图片输出区域92的尺寸相等时，无法利用该结构进行放大变焦。在这种情况下，如图10B所示，通过将一个场景中的主题区域93部分的拾取数据存储到帧存储器以及进行电子插值(输出图片区域94)，能够实现放大变焦。但是，这种情况下额外需要帧存储器。

如上所述，当拾取尺寸和输出尺寸之间的比例(输出尺寸/拾取尺寸)为1以上时，进行电子放大变焦额外需要帧存储器。特别是在小尺寸便携式设备的情况下，必须要减小照相机模块的尺寸并保持低成本。因此，安装帧存储器是不切实际的。

除CCD传感器之外，还有MOS型传感器可作为成像传感器。MOS型传感器具有低功耗、单电源驱动等特点，并常用于诸如具有内置照相机的便携式电话之类的小尺寸便携式设备。但是，MOS型传感器与CCD一样面临上述问题。

发明内容

因此，本发明的主要目在于提供一种成像传感器，该成像传感器即便在拾取尺寸和输出尺寸(输出尺寸/拾取尺寸)间的比例为1以上的条件下也能够无需帧存储器地进行电子放大变焦，本发明的目的还在于提供一种驱动该成像传感器的方法。

为实现上述目的，本发明的信号处理电路用于对从固体成像器件输出的模拟图片信号进行信号处理，该固体成像器件包括：二维地布置的像素部分；电子快门移位寄存器，其供应用于重置像素部分的电荷的电子快门移位脉冲给像素部分；以及读出移位寄存器，其供应用于依次读出像素部分的电荷的垂直读出移位脉冲给像素部分，其中该信号处理电路包括驱动单元、A/D转换器、图片信号处理单元以及控制单元，其中：

驱动单元将移位脉冲中的各个移位脉冲分别供应给电子快门移位寄存器和读出移位寄存器；A/D转换器将从固体成像器件输出的模拟图片信号转换为数字图片信号；图片信号处理单元指定从A/D转换器输出的数字图片信号的控制开始位置，并沿水平方向和垂直方向对从A/D转换器输出的数字图片信号进行插值处理；控制单元控制驱动单元和图片信号处理单元；驱动单元调整移位脉冲中的各个移位脉冲的周期以便控制固体成像器件的垂直-行读出速度，并在随后从固体成像器件间歇地读出模拟图片信号；并且图片信号处理单元根据垂直-行读出速度执行垂直-行插值处理，以扩展数字图片信号的图片区域部分。

利用该结构，在输出尺寸比拾取尺寸为一倍以上的条件下，即便没有帧存储器，也可实现电子放大变焦。

此外，本发明的信号处理电路用于对从固体成像器件输出的模拟图片信号进行信号处理，该固体成像器件包括：二维地布置的像素部分；电子快门移位寄存器，其供应用于重置像素部分的电荷的电子快门移位脉冲给像素部分；以及读出移位寄存器，其供应用于依次读出像素部分的电荷的垂直读出移位脉冲给像素部分。信号处理电路包括驱动单元、A/D转换器、图片信号处理单元以及控制单元，其中：驱动单元将所述移位脉冲中的各个移位脉冲分别供应给电子快门移位寄存器和读出移位寄存器；A/D转换器将从固体成像器件输出的模拟图片信号转换为数字图片信号；图片信号处理单元指定从A/D转换器输出的数字图片信号的控制开始位置，并沿水平方向和垂直方向对从A/D转换器输出的数字图片信号进行插值处理；控制单元控制驱动单元和图片信号处理单元；驱动单元将固体成像器件的水平消隐期扩展至长于在模拟图片信号的一行中的有效期；并且图片信号处理单元执行垂直-行插值处理，以扩展数字图片信号的图片区域部分。

根据该结构，在输出尺寸比拾取尺寸为一倍以上的条件下，即便没有帧存储器并且固体成像器件不执行高速传送和间歇读出，也可实现电子放大变焦。

在上述结构中，优选地驱动单元根据变焦放大倍率控制固体成像器件的垂直-行读出速度，并且图片信号处理单元调整从自身输出的数字图片信号的水平消隐期，以便从自身输出的数字图片信号中的同步信号的周期性为恒定，而与变焦放大倍率无关。

根据这些，从图片信号处理单元输出的数字图片信号的同步信号能够与变焦放大倍率无关的、并且无间歇性地具有均匀周期。因此，可以简化数字图片信号和待连接到其上的电路或器件之间的接口。

上述信号处理电路的结构可应用于固体成像装置。在上述结构中，像素部分优选地由包括焦面快门(focal plane shutter)系统的MOS型传感器构成。

本发明确保了输出尺寸比拾取尺寸为一倍以上的条件下的电子放大变焦，即便没有帧存储器。

本发明可用于诸如数字照相机之类的固体成像装置。特别地，适用于难以安装光学变焦镜头的、具有内置照相机的便携式电话。

附图说明

通过以下对优选实施例和所附权利要求的说明，本发明的其他目的将变得清楚。通过实施本发明，本领域技术人员将领会到本发明具有说明书中已经提及的许多其他有益效果。

图1是用于示出根据本发明第一实施例到第三实施例的固体成像装置的结构的框图；

图2是示出根据本发明第一实施例的固体成像装置的动作的时序图；

图3是用于说明根据本发明第一实施例的固体成像装置的电子放大变焦动作的图；

图4是示出根据本发明第一实施例的固体成像装置的动作的垂直时序图；

图5是示出根据本发明第一实施例的固体成像装置的动作的水平时序图；

图6A是用于说明根据本发明第一实施例由图片信号处理单元执行的插值的第一动作的图；

图6B是用于说明根据本发明第一实施例由图片信号处理单元执行的插值的第二动作的图；

图7A是在根据本发明第二实施例的固体成像装置中在消隐期被扩展的状态下的像素结构的图；

图7B是用于说明根据本发明第二实施例的固体成像装置的同步信号的图；

图8是根据本发明第三实施例的固体成像装置中使外部同步信号为恒定的时序图；

图9A是未使用帧存储器的常规情况下电子放大变焦的第一图片图像的图；

图9B是未使用帧存储器的常规情况下电子放大变焦的第二图片图像的图；

图10A是使用帧存储器的常规情况下电子放大变焦的第一图片图像的图；以及

图10B是使用帧存储器的常规情况下电子放大变焦的第二图片图像的图。

具体实施方式

以下，参照附图说明根据本发明的固体成像装置和用于固体成像器件的信号处理电路的实施例。

(第一实施例)

图1是用于示出根据本发明第一实施例的固体成像装置的结构的框图。该固体成像装置包括固体成像器件10和信号处理电路20。信号处理电路20包括控制单元21、驱动单元22、A/D转换器23和图片信号处理单元24。固体成像器件10包括：二维地布置的像素部分11；电子快门移位寄存器12，用于依次地传送电子快门移位脉冲Pd；垂直读出移位寄存器13，用于依次地传送用于读出电荷的垂直读出移位脉冲Pr给像素部分11；水平读出移位寄存器14，用于将从像素部分11读出的电荷依次地传送到水平方向；以及输出放大器(Amp)15。

像素部分11由具有焦面快门系统的随机-可存取的MOS型传感器构成。如图2所示，寄存器12和寄存器13都具有高速传送脉冲，即Pd和Pr，至少在一个周期内的部分时段中，这些脉冲是由较之规则脉冲更短的脉冲构成的。

该固体成像装置采用帧时段作为一个周期，该帧时段由连续的电子快门帧时段F1和读出帧时段F2构成。在电子快门帧时段F1，电子快门移位脉冲Pd从驱动单元22供应到电子快门移位寄存器12，并且，在读出帧时段F2，垂直读出移位脉冲Pr从驱动单元22供应到垂直读出移位寄存器13。因此，图片信号处理单元24在该相同的帧时段中实现电子放大变焦机构。

接下来，将说明根据该实施例如上所述构成的固体成像装置的动作。控制单元21在控制驱动单元22和图片信号处理单元24的同时，使它们彼此同步。驱动单元22产生电子快门移位脉冲Pd，并在电子快门帧时段F1中供应电子快门移位脉冲Pd给电子快门移位寄存器12。高速传送脉冲包含在电子快门移位脉冲Pd的部分中。通过供应电子快门移位脉冲Pd给像素部分11，电子快门移位寄存器12重置(reset)电荷。因此，在重置之后，立即累积被摄物体的光学图像的电荷。

随后，驱动单元22产生垂直读出移位脉冲Pr，并在读出帧时段F2供应垂直读出移位脉冲Pr给垂直读出移位寄存器13。如上所述，高速传送脉冲包含在垂直读出移位脉冲Pr的一部分中。通过供应垂直读出移位脉冲Pr给像素部分11，垂直读出移位寄存器13读出所累积的电荷。在垂直方向上从像素部分11读出的电荷，由水平读出移位寄存器14在水平方向上传送，且由输出放大器15转换为电压信号，并作为模拟图片信号输出到信号处理电路20的A/D转换器23。A/D转换器23将所输入的模拟图片信号转换为数字图片信号，并输出数字图片信号到图片信号处理单元24。图片信号处理单元24在执行诸如插值之类的处理的同时，对所输入的数字图片信号进行格式转换，并且输出经过信号处理的数字图片信号和同步信号。该同步信号对应于经过信号处理的数字图片信号。

在具有上述结构的固体成像器件10中，在垂直方向上控制行的读出速度。为实现电子放大变焦机构，图片信号处理单元24根据行读出速度在垂直方向上进行行插值。

图2示出了具有上述结构的固体成像装置的动作的时序图。垂直同步信号VD中为“L”电平的时段是图片信号为有效的时段，而垂直同步信号VD中为“H”电平的时段是图片信号为无效(垂直消隐期)的时段。

根据电子快门启动脉冲Pds和电子快门移位脉冲Pd，以每行为单位重置电荷。在电子快门帧时段F1中，电子快门移位脉冲Pd具有高速电子快门时段T1和间歇电子快门时段T2。电子快门时段T3可处于例如时段T1这样的高速度，或者也可以处于正常速度。“Q”是电荷累积时段。

根据读出启动脉冲Prs和垂直读出移位脉冲Pr，以每行为单位读出电荷。在读出帧时段F2中，读出移位脉冲Pr具有高速读出时段T4和间歇读出时段T5。“R”是读出时段。

以下，参照图3到图6具体地说明本实施例中实现电子放大变焦的方法。图3示出了，从由A/D转换器23输入到图片信号处理单元24，直至输出的数字图片信号的图片结构的成像图。附图标记g1是固体成像器件10中的图片结构的成像图，附图标记g2是在垂直方向上进行间歇地读出时的图片结构的成像图，而附图标记g3是在水平方向上执行像素插值时的图片结构的成像图。

在包含固体成像器件10中的m×n个像素的预期图片的图片结构g1(j×k)中(m＜j，n＜k)，在高速读出时段T4中，在读出开始位置a之前，以高速度沿j×n个像素的垂直方向传送电荷，而在所指定的图片开始位置a和结束位置b之间，以比正常速度更慢的速度传送电荷。然后，经过A/D-转换的图片信号(下文中称为，数字图片信号)被发送到图片信号处理单元24。在沿垂直方向的结束位置b之后，重新以高速度或正常速度传送电荷。

图片信号处理单元24在行与行之间对供应自固体成像器件10的数字图片信号(它们是在垂直方向上间歇地读出的)执行信号插值。图片结构g2示出了被执行信号插值的数字信号的图片图像。进一步，图片信号处理单元24与上述插值信号处理同步地执行其他信号插值处理。在其他信号插值处理中，在水平方向上指定预期图片的开始位置c。而后，m个像素的面积沿水平方向进行范围扩展，直至达到j个像素的面积。图片结构g3示出了对两个信号执行插值处理的数字图片信号的图片图像。通过对两个信号执行插值处理，m×n的图片区域被电子放大变焦至j×k的图片区域。

将参照图4和图5更详细地说明上述动作。在图4中，示出在作为标准的垂直速度下的输入到信号处理电路20的数字图片信号和从信号处理电路20输出的数字图片信号。在输入垂直同步信号VD1的一个周期的时段中，包括在被间歇地读出的从H1到Hn的n个行中的数字图片信号S1，与输入水平同步信号HD1同步地输入到图片信号处理单元24。图片信号处理单元24对包括在n个行中的输入数字图片信号S1执行插值处理，以产生并输出包括在从h1到hk的k个行中的数字图片信号S2。附图标记T7是垂直方向上从图片信号S1输入直至图片信号S2输出的延迟量。

在图5中，示出在作为标准的水平速度下的输入到信号处理电路20的数字图片信号和从信号处理电路20输出的数字图片信号。数字图片信号S1与输入水平同步信号HD1同步地输入到图片信号处理单元24。图片信号处理单元24对包括位于c与d之间的范围内的m个像素的区域执行信号插值，以达到j个像素(m＜j)的面积，从而产生数字信号S2。附图标记T8是水平方向上的延迟量。

图6A和图6B示出了在图片信号处理单元24中执行的插值处理。此处所述插值处理是通过使用三次函数的三次插值法。图6A示出了水平方向或垂直方向上的一维图像i1。

基于插值公式(1)，

Y′＝F(Y2，Y3，Y4，Y5，K)……(1)

四个像素中插入一个像素数据。

在该公式中，分别地，Y′是插值像素的像素数据，F是插值函数，Y2是插值开始像素的像素数据，Y2～Y5是各个像素的像素数据，而K是插值系数。

图6B示出了4×4像素的二维图像i2。首先，通过将垂直方向上四个像素的像素数据Y11、Y21、Y31和Y41带入到插值公式(1)，可获得插值像素数据Y1′。以同样方式，可获得插值像素数据Y2′、Y3′和Y4′。而后，通过将所产生的插值像素数据Y1′、Y2′、Y3′和Y4′代入到插值公式(1)，可获得最终的图片数据Y。通过执行这种插值处理，从4×4像素的像素数据产生一个像素的插值像素数据。

以下将具体地说明根据该实施例的插值处理。例如，试图在固体成像器件10的拾取尺寸为1280像素×960行，而输出图像尺寸为1280像素×960行的假设情况下实现两倍尺寸的电子放大变焦。在此情况下，图3的图片结构g1为，j＝1280像素且k＝960行。预期图片的构成为，a＝第240行，b＝第720行，n＝480行，c＝第320像素，d＝第960像素且m＝640像素。

控制单元21在电子快门帧时段F1设置驱动单元22，以便高速电子快门时段T1＝240行的电子快门移位脉冲Pd和间歇电子快门时段T2＝480行的电子快门移位脉冲Pd，按照双行的间歇周期来操作。通常，N行的间歇周期表示，在包括100行的数字图片信号中有(1-(1/N))×100行的消隐。当N＝2，在100行中有50行消隐。

而后，控制单元21在读出帧时段F2设置驱动单元22，以便高速读出时段T4＝240行的垂直读出移位脉冲Pr和间歇读出时段T5＝480行的垂直读出移位脉冲Pr，按照双行的间歇周期进行操作。在读出帧时段F2，480行的数字图片信号从固体成像器件10输入到图片信号处理单元24。此时，数字图片信号以双行的间歇状态输入到图片信号处理单元24。

通过在根据控制单元21的控制的双行间歇周期下，一行接一行地在480个行的行间进行插值，图片信号处理单元24产生两倍的行。因此，图片信号处理单元24在垂直方向上输出k＝960行的数字图片信号。

此外，图片信号处理单元24根据控制单元21的控制以这种方式执行插值处理，即沿水平方向的图片尺寸从m＝640的输入尺寸变化为j＝1280的输出尺寸。

根据上述，能够实现两倍尺寸的电子放大变焦。尽管已经参照使用三次函数的三次插值方法说明了插值处理，但是，也可采用诸如线性插值法或二次插值法之类的其他插值处理。

根据本发明的实施例，通过由固体成像器件10通过驱动单元22执行的电荷累积/读出控制和由图片信号处理单元24执行的插值处理的结合，即便在输出比例(输出尺寸/拾取尺寸)为1以上的条件之下，也可实现不使用帧存储器的电子放大变焦。

(第二实施例)

本发明第二实施例实现了无需在固体成像器件10中执行高速传送和间歇读出的电子放大变焦。因此，本实施例的特点在于，由驱动单元22将水平同步信号的消隐期(以下称为，水平消隐期)扩展至大于图片信号的有效期。根据该实施例的固体成像装置的基本结构与图1所示第一实施例的基本结构相同。

在该实施例中，如图7A的图片结构所示，对应于水平同步信号HD的“H”电平的水平消隐期τ2，被扩展至超过图片信号有效期τ1。结果，在图片信号区域A1的周边出现无效信号区域A2。水平的行延伸至下一行的水平行，以便水平消隐期变为无效信号区域A2的时段τ2，即时段τ3+时段τ4。

图7B是该实施例的水平时序图表。水平同步信号HD始终重复相同周期。亦即，类似第一实施例的情况的高速传送和间歇读出变得没有必要。在本实施例的图片信号S3中，水平消隐期τ2超过图片信号有效期τ1(即τ1＜τ2)。当对照该实施例的图片信号S3和第一实施例的图片信号S1时，能够看出，尽管固体成像器件10没有执行高速传送和间歇读出，但是第二实施例取得了与按照双行周期执行间歇读出相同的效果。因此，可以实现没有帧存储器的电子放大变焦。

在该实施例中，当水平消隐期τ2扩展至图片信号有效期τ1的M倍以上(M≥1)时，给出了与按照(M+1)行周期执行间歇读出相同的效果。换句话说，可以实现最大为M倍的电子放大变焦。

此外，通过将第二实施例的结构与按照H行间歇读出图片信号的结构(第一实施例的结构)相结合，可以实现最大N×(M+1)倍的电子变焦。在那种情况下，在从固体成像器件10输入的图片信号上执行N行间歇读出，并且水平消隐期τ2扩展为图片信号有效期τ1的M倍长度。由此，信号输出时间变为N×(M+1)倍的信号输入时间。通过利用这种时间余量，可以没有帧存储器地执行行插值。

例如，假设固体成像器件10为1280像素×960行，且输出图像尺寸为1280像素×960行的情况。这意味着在图3所示图片结构g1中j＝1280像素且k＝960行。作为变焦结果的预期图片的尺寸在垂直尺寸和横向尺寸上，分别设置为第一实施例的预期图片尺寸的一半，即，为n＝240行和m＝320像素的尺寸。通过对该预期图片执行四倍的上述电子放大变焦，可以获得放大到1280像素×960行的图片。

类似于第一实施例，考虑到高速传送和间歇读出的结合，控制单元21以此方式设置驱动单元22，即在电子快门帧时段F1中按照双行间歇周期操作电子快门移位脉冲Pd。随后，控制单元21以此方式设置驱动单元22，即在读出帧时段F2中按照双行间歇周期操作垂直读出移位脉冲Pr。此外，控制单元21设置驱动单元22，以便水平消隐期τ2扩展至对应于1280像素的图片信号时段τ1的一倍以上。

在读出帧时段F2，240像素的模拟图片信号在双行间歇状态下从固体成像器件10输入到图片信号处理单元24。在该状态下，水平消隐期τ2扩展至图片信号有效期τ1的M＝1倍长度。因此，与信号输入时间相比，信号输出时间中存在2×(1+1)＝4倍的延迟时段。因此，可以在行与行之间进行每三个行的插值。控制单元21控制图片信号处理单元24按照四行间歇周期在240个行之间对每三个行执行插值，以便最终获取四倍的行，并且垂直方向上的输出变为k＝960行。

在此期间，控制单元21控制图片信号处理单元24执行插值，以便水平方向上的输出像素间隔变为四分之一，从而给出1280像素的输出。

如所述，通过双行间歇性驱动控制和使水平消隐期为图片信号时段的一倍以上的控制的结合，该实施例实现了四倍的电子放大变焦。

如上所述，通过将水平消隐期τ2扩展至图片信号有效期τ1的一倍以上长度，该实施例使得信号输出时间与信号输入时间相比具有时间余量。通过在该时间余量中执行行插值，即便在输出尺寸为拾取尺寸一倍以上的条件下，也能够实现不使用帧存储器的电子放大变焦。而且，无需为实现电子放大变焦而在固体成像装置中执行高速传送控制和间歇读出控制。但是，在该实施例中可以通过高速传送控制和间歇读出控制的结合，来实现更大放大倍率的电子放大变焦。

(第三实施例)

本发明第三实施例允许同步信号具有恒定周期，而与电子放大变焦中的放大倍率(变焦放大倍率)无关。根据该实施例的固体成像装置的基本结构与图1所示第一实施例的基本结构相同。

当通过第一实施例和第二实施例的结构实现不使用帧存储器的电子放大变焦时，根据变焦放大倍率改变行间歇(下面称为，行间歇时段)的发生周期。在图8中，附图标记HD3是从固体成像器件10输入的图片信号的水平同步信号。在3/4倍的放大倍率下，水平同步信号HD4具有作为一个单位的一个有效行、一个无效行和两个有效行的周期，但是，当它被看作行单位时，变为没有均匀周期的“H”、“L”、“H”和“H”。结果，出现图片信号没有被输出的时段，因此在固体成像装置的输出信号和被输入该输出信号的电路或器件之间的接口上引起困难。

与此形成对照，第三实施例执行固体成像器件10的垂直行读出控制并同时根据放大倍率执行图片信号处理单元24的插值处理，并且调整水平消隐期的长度。因此，可使从图片信号处理单元24输出的同步信号恒定、没有间歇性，并且与电子放大变焦的变焦放大倍率无关。

例如，当在具有1000像素的水平周期的固体成像器件10中进行3/4放大倍率的缩小时，在间歇状态下从像素部分11读出不具有根据像素单位的周期的电荷。具体地，通过重复1000个有效像素、1000个无效像素以及1000×2个有效像素的依次，从像素部分11读出电荷。

如图8所示，由于此时从图片信号处理单元24输出的水平同步信号HD4的水平消隐期被分成τ4和(τ4×2+1000像素)，因此变得不稳定。不稳定性也就是水平消隐期的波动，根据变焦放大倍率而不同。在该实施例中，从图片信号处理单元24输出的数字图片信号(称为，输出图片信号)的输出周期被设置为初始输出周期的4/3倍，即1000×4/3＝1333个像素，因此，1333个有效像素被均匀地继续三次。结果，水平同步信号HD5变为如图8所示具有没有间歇的均匀周期。

当变焦放大倍率改变时，固体成像传感器10中的行间歇周期改变。下面解释作为示例的变焦放大倍率从4/3缩小为4/5的情况。在此情况下，行间歇周期变为(4/5)×(4/3)约等于1.06。从计算结果可以清楚地看到，1-(1/1.06)约等于0.06，1.06行的行间歇周期意味着100行当中大约有6行变为无效行。亦即，当变焦放大倍率设置为4/3时，在固定输出图片信号(具体为，其水平同步信号)的输出周期之后；计算用于使变焦放大倍率从4/3变为4/5的相对放大倍率；以及将所计算的相对放大倍率设置为固体成像器件10的行间歇周期，这可使得输出图片信号的输出周期始终恒定，而与放大倍率无关。

以下，提供表示固体成像器件10的动作、图片信号处理单元24的动作以及水平消隐期之间的关系的公式。当图片信号处理单元24的变焦放大倍率为A/B时，通过使输出图片信号的输出周期乘以B/A，可为输出图片信号提供周期性。通过设置可以被处理为1以下的变焦放大倍率，输出图片信号的输出周期变为可基于在输出图片信号的水平消隐期上的改变进行调整。

接下来，变焦放大倍率被改变为C/D。在此情况下，为使输出图片信号的输出周期固定，从固体成像器件10输出的行的间歇周期被设置为(C/D)×(A/B)，同时保持B/A倍的输出图片信号的输出周期。

根据上述实施例，通过同时执行固体成像器件的垂直行读出控制和图片信号处理单元的插值控制，并调整输出图片信号的水平消隐期的长度，可为输出图片信号的同步信号提供无间歇的均匀周期，而与变焦放大倍率无关。如此，输出图片信号和待连接到其上的电路或器件之间的接口变得容易，因此简化了接口结构。

已经通过参考最优实施例详细说明了本发明。但是，在不背离所附权利要求的精神和广义范围的前提下，可以对部件进行各种的组合和改进。

Claims (10)

1、一种信号处理电路，用于对从固体成像器件输出的模拟图片信号进行信号处理，该固体成像器件包括：二维地布置的像素部分；电子快门移位寄存器，其供应用于重置所述像素部分的电荷的电子快门移位脉冲给所述像素部分；以及读出移位寄存器，其供应用于依次读出所述像素部分的电荷的垂直读出移位脉冲给所述像素部分，

所述信号处理电路包括驱动单元、A/D转换器、图片信号处理单元以及控制单元，其中

所述驱动单元将所述移位脉冲中的各个移位脉冲分别供应给所述电子快门移位寄存器和所述读出移位寄存器，

所述A/D转换器将从所述固体成像器件输出的模拟图片信号转换为数字图片信号，

所述图片信号处理单元指定从所述A/D转换器输出的数字图片信号的控制开始位置，并沿水平方向和垂直方向对从所述A/D转换器输出的数字图片信号进行插值处理，

所述控制单元控制所述驱动单元和所述图片信号处理单元，

所述驱动单元调整所述移位脉冲中的各个移位脉冲的周期以便控制所述固体成像器件的垂直-行读出速度，并在随后从所述固体成像器件间歇地读出所述模拟图片信号，并且

所述图片信号处理单元根据所述垂直-行读出速度执行垂直-行插值处理以扩展所述数字图片信号的部分图片区域。

2、根据权利要求1所述的信号处理电路，其中：

所述驱动单元根据变焦放大倍率控制所述固体成像器件的垂直-行读出速度；并且

所述图片信号处理单元调整从自身输出的所述数字图片信号的水平消隐期，以便从自身输出的所述数字图片信号中的同步信号的周期性为恒定，而与所述变焦放大倍率无关。

3、一种信号处理电路，用于对从固体成像器件输出的模拟图片信号进行信号处理，该固体成像器件包括：二维地布置的像素部分；电子快门移位寄存器，其供应用于重置所述像素部分的电荷的电子快门移位脉冲给所述像素部分；以及读出移位寄存器，其供应用于依次读出所述像素部分的电荷的垂直读出移位脉冲给所述像素部分，

所述信号处理电路包括驱动单元、A/D转换器、图片信号处理单元以及控制单元，其中

所述驱动单元将所述移位脉冲中的各个移位脉冲分别供应给所述电子快门移位寄存器和所述读出移位寄存器，

所述A/D转换器将从所述固体成像器件输出的模拟图片信号转换为数字图片信号，

所述图片信号处理单元指定从所述A/D转换器输出的数字图片信号的控制开始位置，并沿水平方向和垂直方向对从所述A/D转换器输出的数字图片信号进行插值处理，

所述控制单元控制所述驱动单元和所述图片信号处理单元，

所述驱动单元将所述固体成像器件的水平消隐期扩展至长于在所述模拟图片信号的一行中的有效期，并且

所述图片信号处理单元执行垂直-行插值处理以扩展所述数字图片信号的部分图片区域。

4、根据权利要求3所述的信号处理电路，其中：

所述驱动单元根据变焦放大倍率控制所述固体成像器件的垂直-行读出；并且

所述图片信号处理单元调整从自身输出的所述数字图片信号的水平消隐期，以便从自身输出的所述数字图片信号中的同步信号的周期性为恒定，而与所述变焦放大倍率无关。

5、一种固体成像装置，包括固体成像器件和信号处理电路，其中：

所述固体成像器件包括

二维地布置的像素部分，

电子快门移位寄存器，其提供用于重置所述像素部分的电荷的电子快门移位脉冲给所述像素部分，

以及读出移位寄存器，其提供用于依次读出所述像素部分的电荷的垂直读出移位脉冲给所述像素部分；并且

所述信号处理电路包括

驱动单元、A/D转换器、图片信号处理单元以及控制单元，其中：

所述驱动单元将所述移位脉冲中的各个移位脉冲分别供应给所述电子快门移位寄存器和所述读出移位寄存器；

所述A/D转换器将从所述固体成像器件输出的模拟图片信号转换为数字图片信号；

所述图片信号处理单元指定从所述A/D转换器输出的数字图片信号的控制开始位置，并沿水平方向和垂直方向对从所述A/D转换器输出的数字图片信号进行插值处理；

所述控制单元控制所述驱动单元和所述图片信号处理单元；

所述驱动单元调整所述移位脉冲中的各个移位脉冲的周期以便控制所述固体成像器件的垂直-行读出速度，并在随后从所述固体成像器件间歇地读出所述模拟图片信号；

所述图片信号处理单元根据所述垂直-行读出速度，对所述数字图片信号执行垂直-行插值处理；

所述电子快门移位寄存器产生包括高速传送脉冲的脉冲作为所述电子快门移位脉冲，并供应所述包括高速传送脉冲的脉冲给所述像素部分，所述高速传送脉冲在一个脉冲周期的至少部分时段上比正常脉冲更短；

所述读出移位寄存器产生包括高速传送脉冲的脉冲作为所述垂直读出移位脉冲，并供应所述包括高速传送脉冲的脉冲给所述像素部分，所述高速传送脉冲在一个脉冲周期的至少部分时段上比正常脉冲更短；

所述驱动单元将电子快门帧时段和读出帧时段这两个连续的帧时段设置为一个周期，并在所述电子快门帧时段供应所述电子快门移位脉冲给所述电子快门移位寄存器，而在所述读出帧时段供应所述垂直读出移位脉冲给所述读出移位寄存器；并且

所述图片信号处理单元在与所述驱动单元的一个时段相同的一个时段中，对所述数字图片信号执行插值处理以扩展所述数字图片信号的部分图片区域。

6、根据权利要求5所述的固体成像装置，其中：

所述驱动单元根据变焦放大倍率控制所述固体成像器件的垂直-行读出速度；并且

所述图片信号处理单元调整从自身输出的所述数字图片信号的水平消隐期，以便从自身输出的所述数字图片信号的同步信号的周期性为恒定，而与所述变焦放大倍率无关。

7、根据权利要求5所述的固体成像装置，其中所述像素部分由MOS型传感器构成。

8、一种固体成像装置，包括固体成像器件和信号处理电路，其中：

所述固体成像器件包括

二维地布置的像素部分，

电子快门移位寄存器，其供应用于重置所述像素部分的电荷的电子快门移位脉冲给所述像素部分，

以及读出移位寄存器，其供应用于依次读出所述像素部分的电荷的垂直读出移位脉冲给所述像素部分，

所述信号处理电路包括

驱动单元、A/D转换器、图片信号处理单元以及控制单元，其中：

所述驱动单元将所述移位脉冲中的各个移位脉冲分别供应给所述电子快门移位寄存器和所述读出移位寄存器；

所述A/D转换器将从所述固体成像器件输出的模拟图片信号转换为数字图片信号；

所述图片信号处理单元指定从所述A/D转换器输出的数字图片信号的控制开始位置，并沿垂直方向对从所述A/D转换器输出的数字图片信号进行插值处理；

所述控制单元控制所述驱动单元和所述图片信号处理单元；

所述驱动单元将所述固体成像器件的水平消隐期扩展至长于在所述模拟图片信号的一行中的有效期；

所述电子快门移位寄存器产生包括高速传送脉冲的脉冲作为所述电子快门移位脉冲，并供应所述包括高速传送脉冲的脉冲给所述像素部分，所述高速传送脉冲在一个脉冲周期的至少部分时段上比正常脉冲更短；

所述读出移位寄存器产生包括高速传送脉冲的脉冲作为所述垂直读出移位脉冲，并供应所述包括高速传送脉冲的脉冲给所述像素部分，所述高速传送脉冲在一个脉冲周期的至少部分时段上比正常脉冲更短；

所述驱动单元将电子快门帧时段和读出帧时段这两个连续的帧时段设置为一个周期，并在所述电子快门帧时段供应所述电子快门移位脉冲给所述电子快门移位寄存器，而在所述读出帧时段供应所述垂直读出移位脉冲给所述读出移位寄存器；并且

所述图片信号处理单元在与所述驱动单元的一个时段相同的一个时段中，对所述数字图片信号执行插值处理以扩展所述数字图片信号的部分图片区域。

9、根据权利要求8所述的固体成像装置，其中：

所述驱动单元根据变焦放大倍率控制所述固体成像器件的垂直-行读出；并且

所述图片信号处理单元调整从自身输出的所述数字图片信号的水平消隐期，以便从自身输出的所述数字图片信号的同步信号的周期性为恒定，而与所述变焦放大倍率无关。

10、根据权利要求8所述的固体成像装置，其中所述像素部分由MOS型传感器构成。

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