JP2001057653A

JP2001057653A - 固体撮像装置および固体撮像素子駆動方法

Info

Publication number: JP2001057653A
Application number: JP11231000A
Authority: JP
Inventors: Atsuhiko Ishihara; 淳彦石原
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1999-08-18
Filing date: 1999-08-18
Publication date: 2001-02-27
Anticipated expiration: 2019-08-18
Also published as: JP4199381B2

Abstract

(57)【要約】【課題】従来技術とは異なる方法により、省電力化を
可能とする固体撮像装置および固体撮像素子駆動方法を
提供する。【解決手段】ディジタルスチルカメラ10は、被写界か
らの入射光を信号電荷に光電変換するCCD108と、信号電
荷をCCD108内において垂直方向に転送するための垂直駆
動信号を生成して、この垂直駆動信号をCCD108に供給す
るＶドライバ部120 と、この垂直方向に転送された信号
電荷を、さらにCCD108内において水平方向に転送するた
めの水平駆動信号を生成して、この水平駆動信号をCCD1
08に供給するＨドライバ部122 と、撮影モードの指示を
受け付けるモード設定部10E と、撮影モードとして測光
制御モードおよび動画撮影モードが指示されたときに、
水平駆動信号の電圧を低い方(3.3V)に切り替える切替ス
イッチ152 とを含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被写界の像を画像
として取り込み、取り込んだ画像信号に信号処理を施し
て出力するとともに、画像信号を用いて制御も行う固体
撮像装置および固体撮像素子駆動方法に関し、特に、撮
像によって得られた画像信号を基にピント・露光の自動
制御も行うディジタルスチルカメラ、ディジタルビデオ
カメラ、画像入力装置等に用いて好適なものである。

【０００２】

【従来の技術】ディジタルカメラの省電力化のために
は、種々の方法がある。１つの方法として水平走査のブ
ランキング期間中は、撮像素子で撮影された画像信号に
対して各種の信号処理を行う信号処理回路を待機状態に
して、信号処理回路での電力消費をなくす方法がある。
この一例に、特開平9-154065号公報に記載の撮像装置が
ある。これによれば、水平走査のブランキング期間中
は、当該信号処理回路が行う信号処理、すなわちサンプ
ルホールド、自動利得制御、色分離、色差マトリクス処
理等を行わない。

【０００３】他の方法として LSIの駆動電圧を低電圧化
する方法がある。この一例に、特開平9-121306号公報に
記載の CCD駆動装置がある。この公報では、ビデオカメ
ラの回路の中には、低電圧で駆動できる回路と、低電圧
では駆動できない回路があるという理由から、低電圧で
は駆動できない回路を駆動する方法が種々記載されてい
る。

【０００４】上記特開平9-121306号公報では、低電圧で
駆動できない回路と、低電圧で駆動できる回路 (以下で
は、これらを「高電圧回路」および「低電圧回路」と、
それぞれ呼ぶ) の分類方法としていくつかを挙げてい
る。

【０００５】１つの分類は、当該公報の図４に示すもの
であり、高電圧回路として CCD駆動信号( 水平駆動パル
ス、垂直駆動パルス) およびリセットゲート用パルスを
生成する回路、低電圧回路として、その他の信号を生成
する回路に分類している。

【０００６】他の分類は、当該公報の図５に示すもので
あり、高電圧回路として水平駆動パルスおよびリセット
ゲート用パルスを生成する回路、低電圧回路として、垂
直駆動パルスその他の信号を生成する回路に分類してい
る。

【０００７】さらに他の分類は、当該公報の図1,2,3 に
示すものであり、高電圧回路としてリセットゲート用パ
ルスを生成する回路、低電圧回路として、水平駆動パル
ス、垂直駆動パルスおよびその他の信号を生成する回路
に分類している。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような従
来技術とは異なる方法により、省電力化を可能とする固
体撮像装置および固体撮像素子駆動方法を提供すること
を目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は上述の課題を解
決するために、被写界からの入射光を信号電荷に光電変
換する固体撮像素子と、この信号電荷を当該固体撮像素
子内において垂直方向に転送するための垂直駆動信号を
当該固体撮像素子に供給する垂直駆動手段と、この垂直
方向に転送された信号電荷を、さらに当該固体撮像素子
内において水平方向に転送するための水平駆動信号を当
該固体撮像素子に供給する水平駆動手段と、撮影モード
の指示を受け付けるモード設定手段と、垂直駆動手段が
供給する垂直駆動信号の電圧、および水平駆動手段が供
給する水平駆動信号の電圧のうち少なくとも１つを、こ
の指示された撮影モードに応じて変更する電圧変更手段
とを含むことを特徴とする。

【００１０】ここで、電圧変更手段は、指示された撮影
モードに応じて垂直もしくは水平駆動手段に供給する電
源電圧を変更することにより、水平駆動信号の電圧を変
更することが好ましい。

【００１１】さらに、電圧変更手段は、複数の異なる電
源電圧を供給できる電圧供給手段と、撮影モードの指示
に応じて、この複数の異なる電源電圧のうちから電源電
圧を選択して垂直もしくは水平駆動手段に供給する電圧
選択手段とを含むことが望ましい。

【００１２】撮影モードは、自動露出のための撮影を行
う撮影モード、動画撮影を行う撮影モード、および自動
焦点合わせのための撮影を行う撮影モードのうち少なく
とも１つを含み、モード設定手段は、この装置に含まれ
る撮影モードを受け付けることが好ましい。

【００１３】また、本発明は、固体撮像素子によって被
写界からの入射光を信号電荷に光電変換し、この信号電
荷を当該固体撮像素子内において垂直方向に転送するた
めの垂直駆動信号を生成して、この垂直駆動信号を当該
固体撮像素子に供給し、この垂直方向に転送された信号
電荷を、さらに当該固体撮像素子内において水平方向に
転送するための水平駆動信号を生成して、この水平駆動
信号を当該固体撮像素子に供給する固体撮像素子駆動方
法において、撮影モードの指示を受け付け、固体撮像素
子に供給する垂直駆動信号の電圧、および水平駆動信号
の電圧のうち少なくとも１つを、この指示された撮影モ
ードに応じて変更することを特徴とする。

【００１４】

【発明の実施の形態】次に添付図面を参照して本発明に
よる固体撮像装置および固体撮像素子駆動方法の一実施
例を詳細に説明する。

【００１５】本発明の固体撮像装置は、従来技術におい
ては、撮影モードによらず固定されていた垂直駆動信号
および水平駆動信号の電圧を、指示された撮影モードに
応じて変更することに特徴がある。

【００１６】従来は、解像度を維持する( 画質を維持す
る) ために、撮影モードによらず垂直駆動信号および水
平駆動信号の電圧は一定であった。従来技術において
も、駆動信号の低電圧化は行われていたが、当該従来技
術においては、すべての撮影モードにおいて低電圧化を
行うものであり、特定のモードのときにのみ低電圧にす
るわけではなかった。

【００１７】このような設計が、従来採用されていた理
由は以下の通りである。駆動信号の電圧を下げると、解
像度が下がる。なぜならば解像度は、撮像素子の光電変
換機能により得られた信号電荷を撮像素子内で垂直方向
および水平方向に転送する転送路における信号電荷の転
送能力に依存するからである。そして当該転送能力は種
々の要因に依存するが、要因の１つとして、転送路に加
えられる駆動信号の電圧がある。転送能力は当該電圧の
大きさに比例して大きくなる。

【００１８】しかし、転送能力が低下してもよい、すな
わち解像度が低下してもよい場合がある。例えば、自動
露出や自動焦点のための撮影を行う場合や動画撮影を行
う場合は、転送能力が若干低下しても問題はない。そこ
で、本発明では、本撮影 (例えば高解像度が必要な静止
画撮影) 以外のときは、水平駆動信号の電圧を下げて、
消費電力を少なくする。なお、以下の実施例では、水平
駆動信号の電圧を下げた場合について説明するが、垂直
駆動信号の電圧を下げてもよい。

【００１９】ただし省電力のためには以下の理由から、
水平駆動信号の電圧を下げた方が、効果が大きいと考え
る。水平および垂直駆動信号が印可される撮像素子(CC
D) の容量をＣとすると、容量Ｃをパルス駆動するため
に必要な電力Ｐは以下のようになる。

【００２０】

【数１】Ｐ＝ｆ×Ｃ×Ｖ² ここで、ｆは垂直もしくは水平駆動信号の周波数、Ｖは
当該駆動信号の電圧である。数１より、周波数が高いほ
ど消費電力が大きいことがわかる。すなわち周波数が高
いものほど、電圧Ｖを下げた場合の効果が大きいことが
わかる。水平駆動信号は、垂直駆動信号よりも周波数
が、かなり高いため、水平駆動信号の電圧を下げた方が
効果が大きくなる。

【００２１】上述のように、水平駆動電圧を下げた場
合、転送効率が下がる (信号電荷を十分に転送しきれな
い) 結果、画面の左側( 転送開始側) より右側( 転送終
了側)の方が解像度が下がる場合がある。しかし、測光
制御においては、信号電荷の平均操作( 積分操作) が行
われているため、解像度の低下は目立たない。また、動
画撮影モードにおいても間引きが通常行われるため、解
像度の低下は目立たない。

【００２２】なお、本実施例では、水平駆動手段( 後述
のＨドライバ部) に供給する電源電圧を下げることによ
り、水平駆動信号の電圧を下げる方法を採用している
が、水平駆動信号の電圧を下げる方法はこれに限られる
ものではない。水平駆動手段に供給する電源電圧を一定
にしておいて、例えば、水平駆動手段の内部において水
平駆動信号を生成する際に水平駆動信号の電圧を調整す
ることとしてもよい。

【００２３】本発明の固体撮像装置をディジタルスチル
カメラ10に適用した場合について図１〜図５を参照しな
がら説明する。ディジタルスチルカメラ10には、図１に
示すように、撮像系10A 、信号処理系10B 、信号出力系
10C 、駆動信号生成部10D 、システム制御部12、モード
設定部10E および電源部10F が備えられている。撮像系
10A には、撮像レンズ102 、ピント調整( 自動焦点合わ
せ) を実行するためのレンズ駆動系104 、絞り調整( 自
動露出) を行うための絞り駆動系106 および撮像部108
が備えられている。この他、図示しないが撮像部108 の
入射光の側に入射光を完全に遮光するためシャッタ機構
を設けてもよい。

【００２４】撮像レンズ102 は、被写界からの入射光を
撮像部108 の受光面上に焦点を結ぶように集光する光学
系である。レンズ駆動系104 は、ピントが合った位置に
レンズが来るようにレンズ102 の位置調整を行う。位置
調整は、撮像系10A により得られた映像信号20を信号処
理系10B で処理して生成した画像データ22を用いて行
う。

【００２５】画像データを用いて、ピントがあった位置
を検出する方法は例えば、ピントがあったときに画像デ
ータ22の空間高周波成分が最も大きくなるということを
利用する。すなわち合焦位置で高周波成分の振幅が最大
になり、前ピンでも後ピンでも振幅が小さくなるという
事実を利用する。この方法は、山登りサーボ、もしくは
コントラストAF方式、もしくは山登りAF方式と呼ばれ
る。

【００２６】このときシステム制御部12は、信号出力系
10C のバッファメモリ114 から画像データ22を受けて、
その空間高周波成分を算出して、例えば１フィールド期
間 (１画面分) 積分し、この値が最大になるようにレン
ズ102 の位置を駆動する制御信号をレンズ駆動系104 に
出力する。この結果、供給される制御信号に応じてレン
ズ駆動系104 は、撮像レンズ102 を移動させる。

【００２７】また、絞り駆動系106 は、被写体を含む被
写界の測光値の算出が行われるシステム制御部12内に設
けられる露光制御部( 図示せず) からの制御により絞り
を変えて、入射する光束量を調整する。測光は、画像デ
ータ22の一部を用いている。この場合もシステム制御部
12は、信号出力系10C のバッファメモリ114 から画像デ
ータ22を受けて、画像データ22の一部である輝度信号か
ら画面全体、もしくは画面の中央部等の特定の領域の明
るさ( 測光値) を算出する。そしてシステム制御部12
は、測光値に基づいて目標露光量を決定し、この露光量
になるように絞り値とシャッタ速度値を制御する制御信
号を絞り駆動系106 に供給する。絞り駆動系106 は、こ
の制御信号に応じて絞り機構およびシャッタ機構をそれ
ぞれ調整する。この調整により露出を最適にすることが
できる。

【００２８】撮像部108 は、供給される入射光を光電変
換する受光素子108aで受光面が形成されるように行方向
および列方向に２次元配列されている。その一例を図２
に示す。撮像部108 には、受光素子108aのそれぞれに対
応した色分解フィルタが、たとえば単板で一体的に形成
されている。この色分解フィルタの配設により、受光素
子108aには、三原色RGB というそれぞれの色の属性を有
する入射光が入射することになる。この関係は図２にお
いて受光素子内に記号R, G, B で表している。また、図
２の色RGB の配列は、Ｇ縦ストライプRB完全市松と一般
に呼ばれる色フィルタ配列である。なお、本発明はこの
ような色フィルタ配列に限定されるものではなく、他の
配列を用いることも可能である。

【００２９】撮像部108 は、後述する駆動信号生成部10
D から出力される垂直および水平駆動信号に応動する。
各受光素子108aは、電荷結合素子(CCD) で構成されてい
る。受光素子108aは、受光素子に隣接配設された転送素
子、すなわち垂直転送素子との間に、受光して変換した
信号電荷を漏れないように信号読出しゲート (トランス
ファゲート)108b が形成されている。信号読出しゲート
108bは電極を介して供給されるフィールドシフトパルス
により信号電荷を受光素子108aから垂直転送路108cに転
送する。垂直転送路108cは垂直駆動信号に応動して、読
み出した信号電荷を列方向、すなわち垂直方向に順次転
送する。垂直転送により、信号電荷は行方向の転送素
子、すなわち水平転送路108dに供給される。水平転送路
108dは、水平駆動信号に応動してこの信号電荷（映像信
号）20をアンプ108eを介して、図３に示す信号処理系10
B に出力する。

【００３０】信号処理系10B には、図３に示すように相
関二重サンプリング回路(CDS)90 、前処理部92、A/D 変
換部110 、および信号処理部112 が備えられている。相
関二重サンプリング回路90は、撮像部108 から供給され
る映像信号20に含まれるリセット雑音を除去するもので
あり、駆動信号生成部10D のタイミング信号発生部118
から供給されるサンプルホールドパルスに従って駆動さ
れる。その後、利得制御を行う前処理部92で増幅され
て、A/D 変換部110 に送られる。

【００３１】A/D変換部110 は、タイミング信号発生部1
18 からのクロック信号を用いて映像信号をディジタル
信号に変換する。変換したディジタル信号は信号処理部
112に供給される。信号処理部112 は、映像信号から輝
度信号と色差信号を生成し、得られた信号に白バランス
調整、ガンマ補正、アパーチャ補正等を行った後、信号
出力系10C の表示部132 およびバッファメモリ114 に、
画像データ22として出力する。

【００３２】信号出力系10C には、表示部132 、バッフ
ァメモリ114 および記録装置130 が備えられている。バ
ッファメモリ114 は、信号処理部112 から供給される画
像データ22を一時的に記憶し、システム制御部12および
記録装置130 に出力する。なお、記録装置130 に出力す
るときは、図示しない圧縮伸長回路を介して出力する。
すなわち圧縮伸長回路によってバッファメモリ114 に記
憶されている画像データを圧縮した後、記録する。ま
た、圧縮伸長回路は記録装置130 に記録されている圧縮
された画像データを伸長し、バッファメモリ114 が、圧
縮伸長回路から供給される伸長された画像データを一時
的に記憶することも行なわれる。

【００３３】記録装置130 は、磁気記録媒体、メモリカ
ード等に用いられる半導体メモリ、光記録媒体、または
光磁気記録媒体等を含み、圧縮後の画像データ22を記録
する。また、記録装置130 は、記録した画像データ22を
出力し、表示部132 は、そのデータを表示する。なお、
この記録装置130 において記録媒体を着脱自在にできる
場合、記録媒体のみを取りはずして、外部の装置を用い
て、記録した画像データを再生表示させたり画像を印刷
させるようにしてもよい。

【００３４】表示部132 は信号処理系10B から供給され
る画像データ22、あるいは記録装置130 からバッファメ
モリ114 を介して供給される伸長された画像データ22を
表示する。

【００３５】バッファメモリ114 からシステム制御部12
には、自動露出や自動焦点合わせを行うときに、画像デ
ータ22が送られる。

【００３６】システム制御部12は、自動露出や自動焦点
合わせその他のカメラ全体の動作を制御するコントロー
ラである。システム制御部12は、モード設定部10E から
の入力信号によりどのモードが選択されたかの判断を行
う。システム制御部12は、この判断結果を基に電源部10
F および駆動信号生成部10D の動作を制御する。

【００３７】モード設定部10E は、レリーズシャッタ14
0 とモード選択部142 とを有し、これらにより３つのモ
ード、細かくは４つのモードが設定される。すなわち、
ここでの３つのモードとは、得られた静止画を信号出力
系10C の記録装置130 に取り込む静止画撮影( 本撮影)
モードと、撮像系10A のAE, AFのための撮影／制御を行
う測光制御( 自動露出および自動焦点合わせ) モード
と、静止画よりも解像度の低い動画撮影モードの３つで
ある。この測光制御モードを細かく分けると、自動露出
モードおよび自動焦点合わせモードに分けることができ
る。

【００３８】モードの認識は以下のように行われる。レ
リーズシャッタ140 は、本実施例において、２段押し機
能を備えている。すなわち、第１段の半押し状態では、
測光制御モードを指定して、システム制御部12にこのモ
ード設定がなされていることを知らせる信号を供給す
る。第２段の全押し状態では、画像の取込みタイミング
をシステム制御部12に提供するとともに、この操作によ
りシステム制御部12に、静止画像の撮影および記録を行
うモード( 静止画撮影モード) が指定されたことを知ら
せる信号を供給する。

【００３９】モード選択部142 は動画撮影モードを指定
するスイッチを有し、このスイッチが押されたときは、
動画撮影モードが指定される。この場合、システム制御
部12は、表示部132 に動画が表示されるようにカメラの
各部を制御する。動画撮影モードでは、表示部132 に動
画を表示する。動画を記録装置に記録することは行わな
い。その後、当該スイッチが押されたときに動画撮影モ
ードが解除される。なお、動画撮影モードが指定されて
いる場合に、ユーザが静止画を撮影したい等の理由から
レリーズシャッタ140 を半押ししたときは、測光制御モ
ードが指定されたと、システム制御部12は判断する。そ
の後全押しされたときは、静止画撮影モードに移行す
る。

【００４０】ディジタルスチルカメラ10全体は、現在い
ずれのモードが選択されているかに応じてシステム制御
部12からの制御信号により制御される。この制御によ
り、静止画撮影モードでは所定の処理、たとえば圧縮処
理等が施される。一方、測光制御モードおよび動画撮影
モードではシステム制御部12の制御により、電源部10F
から駆動信号生成部10D のＨドライバ部へ供給される電
源電圧を5Vから3.3Vに下げる。さらに動画撮影モードで
は表示速度を上げるために、撮像部108 において撮像信
号を垂直に間引いて読み出しを行なってもよい。

【００４１】静止画撮影モードにおいては、画像データ
22はバッファメモリ114 に出力され、その後記録装置13
0 に記録する。なお、動画撮影モードにおいては、画像
データ22はバッファメモリ114 に出力されるが、記録装
置130 には記録されない。ただし、所定時間のみ記録装
置130 に出力して記録することとしてもよい。

【００４２】ここで、動画撮影モードでの垂直間引きの
方法を、いくつか説明する。図４は動画撮影モードにお
ける信号電荷の読み出しの１つの方法を示している。図
中、左側の列はCCD108の信号電荷をライン単位で示して
おり、右側の列は実際に読み出される信号電荷をライン
単位で示している。また、奇数番目のラインはOLと表記
し、偶数番目のラインはELと表記してある。

【００４３】図４に示されるように、CCD108は２ライン
置きに１ラインの信号電荷を順番に出力する。すなわ
ち、最初に３ライン目の信号電荷の出力し、３ライン目
の信号電荷の出力が終了したら６ライン目の信号電荷を
出力し、６ライン目の信号電荷の出力が終了したら９ラ
イン目の信号電荷を出力し、以降、同じ処理を繰り返
し、最後にＬライン目の信号電荷を出力する。

【００４４】一般にCCD では、水平転送に要する時間が
信号電荷の読み出しに要する時間に大きく寄与する。言
い換えれば、水平転送の回数が信号電荷の読み出しに要
する時間を決定する。図４の動画撮影モードでは、実際
に信号電荷が読み出されるラインの数は全体の三分の一
である。従って、すべてのラインを読み出す静止画撮影
モードに比べて、水平転送の回数は三分の一であり、信
号電荷は実質的に三分の一の時間で読み出される。この
モードでは、３ライン毎にホトダイオードから垂直転送
路に信号電荷を転送するように、駆動信号生成部10D か
らシフトパルスがCCD108に送られる。

【００４５】なお、図４において、市松配列の色フィル
ターに対して、２ライン置きに１ラインの信号電荷を読
み出している理由は、読み出された信号電荷すなわち図
４の右側の列において、奇数番目のライン(OL)と偶数番
目のライン(EL)を垂直方向に交互に並べるためである。
この結果、読み出された画素の配列が図２と一致するた
め、撮像系10A に後続する信号処理系10B 以下におい
て、静止画撮影モードと同様に処理を行うことができ
る。

【００４６】図４では、垂直方向の３ライン毎に１ライ
ンの信号電荷を読み出しているが、ライン数はこれに限
らない。例えば、垂直方向に５ライン毎に１ラインを読
み出してもよい。あるいは、７ライン毎に１または３ラ
インの信号電荷を読み出してもよい。

【００４７】図５は動画撮影モードにおける信号電荷の
読み出しの２つ目の方法を示している。図面の意味およ
びOLとELの表記の意味は図４と同じである。図５に示さ
れるように、この動画撮影モードでは、CCD108は２ライ
ン置きに２ラインの信号電荷を順番に出力する。すなわ
ち、最初に１ライン目の信号電荷の出力し、１ライン目
の信号電荷の出力が終了したら２ライン目の信号電荷を
出力し、２ライン目の信号電荷の出力が終了したら５ラ
イン目の信号電荷を出力し、５ライン目の信号電荷の出
力が終了したら６ライン目の信号電荷を出力し、以降、
同じ処理を繰り返し、最後にＬ−３ライン目の信号電荷
の出力を出力し、これに続けてＬ−２ライン目の信号電
荷を出力する。図５では、便宜上、Ｌが４の倍数である
ように描かれているが、Ｌが４の倍数である必要はな
い。

【００４８】図５の動画撮影モードでは、実際に信号電
荷が読み出されるラインの数は全体の二分の一である。
従って、静止画撮影モードに比べて、水平転送の回数は
二分の一であり、信号電荷は実質的に二分の一の時間で
読み出される。

【００４９】なお、図５において、市松配列の色フィル
ターに対して、２ライン置きに２ラインの信号電荷を読
み出している理由は、読み出された信号電荷すなわち図
５の右側の列が、奇数番目のライン(OL)と偶数番目のラ
イン(EL)が垂直方向に交互に並んだ状態にするためであ
る。図５では、垂直方向の４ライン毎に２ラインの信号
電荷を読み出しているが、ライン数はこれに限らない。
例えば、垂直方向に６ライン毎に２ラインの信号電荷を
読み出してもよい。あるいは、８ライン毎に４ラインの
信号電荷を読み出してもよい。

【００５０】図４および図５の読み出し方法の特徴は、
連続する偶数本のラインを間引くということである。図
４および図５の場合は、連続する２本のラインを間引い
ている。連続する偶数本のラインを間引くという手法
は、色フィルタが２種類のラインから構成されていて、
この２種類のラインが交互に配列している場合に適用で
きるものである。例えば、原色フィルタ配列が、Ｇスト
ライプRB完全市松、ＧストライプRB市松、インタライ
ン、ベイヤーであるとき、または補色フィルタ配列が、
フレーム色差順次、フレームインタリーブ、フィールド
インタリーブの場合に適用することができる。なお、一
種類のラインから色フィルタが構成されている場合、例
えば、原色フィルタ配列や補色フィルタ配列がストライ
プである場合にも、この読み出し方法は適用できる。

【００５１】なお、動画撮影モードでは、自動露出や自
動焦点合わせは、例えば１フレーム毎に行うこととすれ
ばよい。１フレーム毎すなわち1/60秒毎に、測光制御モ
ードに移行し、オートフォーカス調節機構(AF)、自動露
出調節機構(AE)のための制御データを生成する。AF、 AE
のための制御データの生成は、システム制御部12によ
り、各フレーム毎に間引いてバッファメモリ114 に記憶
される画像データ22に基づいて行なわれる。

【００５２】具体的には、システム制御部12は、１フレ
ーム毎すなわち1/60秒毎に、バッファメモリ114 に一時
的に動画撮影のために記憶されている画像データ22を取
り込み、演算処理を行ない、AF、 AEのための制御データ
のいずれかを算出する。AF、AEのための制御データは１
フレーム毎に順番に算出され、この算出は、動画撮影モ
ードが指定されている間は繰り返し行なわれる。

【００５３】CCD108に対して垂直および水平駆動信号を
供給する駆動信号生成部10D には、同期信号発生部116
、タイミング信号発生部118 、Ｈドライバ部122 およ
びＶドライバ部120 が含まれる。駆動信号生成部10D は
当該駆動信号以外にも、カメラ全体の同期を取るための
種々の信号も生成する。

【００５４】同期信号発生部116 は、たとえば、現行の
放送方式(NTSC/PAL)でディジタルスチルカメラ10が動作
するように発生させた原発振のクロックを基に同期信号
を生成して信号処理部112 に供給する。図示していない
が同期信号発生部116 は、信号処理系10B の各部(A/D変
換部110 等) やバッファメモリ114 にもサンプリング信
号や書込み／読出し信号のクロックとして使われる信号
を供給する。

【００５５】タイミング信号発生部118 は、同期信号発
生部116 からの同期信号を受けて、撮像部108 で得られ
た信号電荷の読出しに用いられるタイミング信号を生成
する。このタイミング信号には、垂直転送路を駆動する
垂直タイミング信号、水平転送路を駆動する水平タイミ
ング信号、垂直転送路へのシフトや水平転送路へのライ
ンシフトを行わせるタイミング信号等がある。また、レ
ンズ駆動系104 、絞り駆動系106 の動作を制御する際に
もタイミング信号発生部118 からの信号を用いている(
信号線を図示せず) 。このような各種の信号を前述した
各部に出力する。特に、タイミング信号発生部118 は、
垂直タイミング信号と水平タイミング信号とをＶドライ
バ部120 とＨドライバ部122 とにそれぞれ供給する。

【００５６】そして、タイミング信号発生部118 にシス
テム制御部12から動画撮影モードであることを示す制御
信号が供給されたとき、タイミング信号発生部118 は、
たとえば、図４に示したような２ライン置きに信号電荷
を読み出すように駆動信号を生成する。

【００５７】本実施例では、Ｈドライバ部122 に供給さ
れる電源電圧がモードに応じて変わる点に特徴がある。
このような電源電圧を供給する電源部10F は、図１に示
すように、電源ユニット150 と切替スイッチ152 とを有
する。電源ユニット150 は、カメラ10の各部に電力を供
給する。図１には、Ｈドライバ部122 に電力を供給する
電源線のみを図示する。電源部10F はＶドライバ部120
に5Vを供給しており、Ｈドライバ部122 に、切替スイッ
チ152 を介して5Vもしくは3.3Vを供給している。なお、
本実施例では、モードに応じて２通りの電源電圧(5V と
3.3V) を供給することとしたが、本発明は２通りに限ら
れるものではなく、３通り以上の電源電圧をモードに応
じて供給することとしてもよい。

【００５８】切替スイッチ152 は、システム制御部12か
らの信号により切り換え動作を行う。システム制御部12
は、静止画撮影モードのときは、5Vを供給するように切
替スイッチ152 を切り替え、測光制御モードおよび動画
撮影モードのときは、3.3Vを供給するように切替スイッ
チ152 を切り替える。

【００５９】次に、このように構成したディジタルスチ
ルカメラ10の動作について説明する。以下の説明では、
モード選択部142 による動画撮影モードの選択は行われ
ていないとする。

【００６０】ディジタルスチルカメラ10は、被写界の撮
像の際にレリーズシャッタ140 が半押し状態になると、
測光制御モードになる。この場合、システム制御部12
は、切替スイッチ152 を切り替えることによりＨドライ
バ部122 に3.3Vを供給する。こうして本撮影のときより
も低い水平駆動電圧で撮像系10A の撮像部108 を駆動す
る。

【００６１】撮像系10A で得られた映像信号20は、シス
テム制御部12の制御により信号処理系10B に供給され
る。信号処理系10B では、供給された映像信号20をディ
ジタル信号に変換し、さらに輝度データと色差データか
らなる画像データ22に変換する。この変換により得られ
た画像データ22は、バッファメモリ114 に蓄積された後
に、システム制御部12に送られる。システム制御部12
は、画像データ22のうち輝度データを測光情報として用
いて演算を行う。この演算により、システム制御部12
は、AF, AEの調整用の制御信号を生成してそれぞれレン
ズ駆動系104 、絞り駆動系106 に出力する。レンズ駆動
系104 、絞り駆動系106 は、それぞれ供給される制御信
号に応じた調整を行う。この調整は、このモードにおい
て繰り返し行われる。

【００６２】この後、ユーザは所望の撮影タイミングで
レリーズシャッタ140 を全押し状態にする。このとき、
システム制御部12は静止画撮影モードに移行したことを
認識し、切替スイッチ152 を切り替えることによりＨド
ライバ部122 に5.0Vを供給する。こうして本撮影用の水
平駆動電圧で、撮像系10A の撮像部108 の水平転送路を
駆動する。

【００６３】そして、測光制御モードと同様に撮像系10
A で被写界からの入射光の撮像が行われる。撮像した映
像信号20は、信号処理系10B の A/D変換部110 でディジ
タル信号にされた後、信号処理部112 に供給される。信
号処理部112 では、輝度信号、色差信号に対応する画像
データ22が生成される。そして、バッファメモリ114を
介して、得られた画像データ22に圧縮信号処理等を施し
て記録装置130 に出力する。記録装置130 から、記録し
た画像データ22をシステム制御部12の制御により読み出
すこともできる。

【００６４】なお、本発明では、低電圧にするモードと
して、測光制御と静止画撮影を挙げたが、これらのモー
ドに限らず、他のモードのときに低電圧としてもよい。
例えば、ホワイトバランスのための撮影を行うときに低
電圧としてもよい。

【００６５】また、上記実施例では動画撮影モードの場
合に測光制御を行うとき、間引きした画像データを利用
したが、静止画撮影モードの前段階の測光制御モードの
ときに間引きした撮影を行って測光制御のための画像デ
ータを得ることとしてもよい。

【００６６】

【発明の効果】このように本発明の固体撮像装置によれ
ば、本撮影以外のときは、低い電圧を有する水平もしく
は垂直駆動信号で信号電荷を読み出すことにより、省電
力化が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る固体撮像装置をディジタルスチル
カメラに適用した際の概略的な構成を示すブロック図で
ある。

【図２】図１のディジタルスチルカメラの撮像部におい
て各撮像素子に対して配置される色フィルタおよび撮像
部の概略的な構成を示す模式図である。

【図３】図１のディジタルスチルカメラにおける信号処
理系の概略的な構成を示す回路図である。

【図４】動画撮影モードにおける信号電荷の読み出し方
法の一例を説明する模式図である。

【図５】動画撮影モードにおける信号電荷の読み出し方
法の他の例を説明する模式図である。

【符号の説明】

10 ディジタルスチルカメラ 12 システム制御部 10A 撮像系 10B 信号処理系 10C 信号出力系 10D 駆動信号生成部 10E モード設定部 10F 電源部 116 同期信号発生部 118 タイミング信号発生部 120 Ｖドライバ部 122 Ｈドライバ部 140 レリーズシャッタ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被写界からの入射光を信号電荷に光電変
換する固体撮像素子と、該信号電荷を該固体撮像素子内において垂直方向に転送
するための垂直駆動信号を該固体撮像素子に供給する垂
直駆動手段と、該垂直方向に転送された信号電荷を、さらに該固体撮像
素子内において水平方向に転送するための水平駆動信号
を該固体撮像素子に供給する水平駆動手段と、撮影モードの指示を受け付けるモード設定手段と、前記垂直駆動手段が供給する前記垂直駆動信号の電圧、
および前記水平駆動手段が供給する前記水平駆動信号の
電圧のうち少なくとも１つを、該指示された撮影モード
に応じて変更する電圧変更手段とを含むことを特徴とす
る固体撮像装置。
【請求項２】請求項１に記載の装置において、前記電
圧変更手段は、前記指示された撮影モードに応じて前記
垂直駆動手段もしくは水平駆動手段に供給する電源電圧
を変更することにより、前記垂直もしくは水平駆動信号
の電圧を変更することを特徴とする固体撮像装置。
【請求項３】請求項２に記載の装置において、前記電
圧変更手段は、複数の異なる電源電圧を供給できる電圧
供給手段と、前記撮影モードの指示に応じて、該複数の異なる電源電
圧のうちから電源電圧を選択して前記垂直もしくは水平
駆動手段に供給する電圧選択手段とを含むことを特徴と
する固体撮像装置。
【請求項４】請求項１から３までのいずれかに記載の
装置において、該装置は、前記撮影モードとして、自動
露出のための撮影を行う撮影モード、動画撮影を行う撮
影モード、および自動焦点合わせのための撮影を行う撮
影モードのうち少なくとも１つを含み、前記モード設定手段は、該装置に含まれる前記撮影モー
ドを受け付けることを特徴とする固体撮像装置。
【請求項５】固体撮像素子によって被写界からの入射
光を信号電荷に光電変換し、該信号電荷を該固体撮像素子内において垂直方向に転送
するための垂直駆動信号を該固体撮像素子に供給し、該垂直方向に転送された信号電荷を、さらに該固体撮像
素子内において水平方向に転送するために水平駆動信号
を該固体撮像素子に供給する固体撮像素子駆動方法にお
いて、撮影モードの指示を受け付け、前記固体撮像素子に供給する前記垂直駆動信号の電圧お
よび水平駆動信号の電圧のうち少なくとも１つを、該指
示された撮影モードに応じて変更することを特徴とする
固体撮像素子駆動方法。