JP2002300589A - Photographing apparatus - Google Patents

Photographing apparatus

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JP2002300589A
JP2002300589A JP2001288587A JP2001288587A JP2002300589A JP 2002300589 A JP2002300589 A JP 2002300589A JP 2001288587 A JP2001288587 A JP 2001288587A JP 2001288587 A JP2001288587 A JP 2001288587A JP 2002300589 A JP2002300589 A JP 2002300589A
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Japan
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pixels
group
pixel
exposure
light
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JP2001288587A
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Japanese (ja)
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Takao Hosaka
隆男 保坂
Tetsushi Takaba
哲史 鷹羽
Kyosei Miyata
京静 宮田
Hiroyuki Kobayashi
宏至 木林
Atsushi Takayama
淳 高山
Koichi Sato
幸一 佐藤
Takekatsu Kitada
壮功 北田
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Konica Minolta Inc
Original Assignee
Konica Minolta Inc
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a photographing apparatus for photographing under more appropriate conditions by maintaining the cost to be low. SOLUTION: Light from a subject passes through color filters FG, FR, and FB, and is received by a first group of pixels 50a. However, since the light does not pass through the color filters but is received by a second group of pixels 50b, a second group of pixels 50b can directly detect light from the actual subject, thus improving the accuracy in data for photometry.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、撮影装置に関し、
さらに詳しくは、固体撮像素子の電子シャッタ機能、光
検出機能を利用して露光量を制御できるようにした電子
スチルカメラ等の静止画撮影装置に関する。
The present invention relates to a photographing device,
More specifically, the present invention relates to a still image photographing apparatus such as an electronic still camera which can control an exposure amount using an electronic shutter function and a light detection function of a solid-state imaging device.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年における電子技術の発達により、光
学像を画像データに変換して記憶できるデジタルスチル
カメラの如き電子スチルカメラが開発され市販されてい
る。ところで、一般的な電子スチルカメラでは、レリー
ズスイッチの半押しで撮像素子を利用して測光を開始
し、全押し時に、前記測光結果に基づいたシャッタ速度
及び絞り径で撮影を行うようになっている。
2. Description of the Related Art With the development of electronic technology in recent years, electronic still cameras such as digital still cameras capable of converting an optical image into image data and storing the image data have been developed and marketed. By the way, in a general electronic still camera, photometry is started by using an image sensor when the release switch is half-pressed, and when the shutter is fully pressed, shooting is performed at a shutter speed and an aperture diameter based on the photometric result. I have.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかし、被写体輝度が
変化するようなシーンでは、レリーズスイッチを半押し
した段階での被写界輝度と、レリーズスイッチを全押し
したときの被写界輝度とが異なってしまい、それにより
不適切な露光が行われるおそれがある。
However, in a scene where the brightness of the subject changes, the brightness of the field when the release switch is half-pressed and the brightness of the field when the release switch is fully pressed are different. And exposure may be inappropriate.

【0004】これに対し、測光用の素子を別個に設けれ
ば、レリーズ時に撮像素子により光電変換を行っている
最中も測光動作を行えるので、被写界輝度の変化に応じ
てシャッタ速度を速めたり、遅くしたりすることがで
き、それにより適正な露光を行うことができる。しか
し、測光素子を別個に設けると、電子スチルカメラのコ
ストが増大し、又大型化するという問題が生じる。
On the other hand, if a photometric element is separately provided, the photometric operation can be performed during the photoelectric conversion by the image pickup element at the time of release, so that the shutter speed can be changed according to the change in the luminance of the field. It can be faster or slower, so that proper exposure can be performed. However, when the photometric element is separately provided, there arises a problem that the cost of the electronic still camera increases and the size of the electronic still camera increases.

【0005】かかる問題に対し、CCDと異なる構成の
CMOS型撮像素子は、特定の画素に蓄積された電荷の
みを取り出すことが可能であるという特性を有している
ので、それを利用して、たとえば2次元状に配置された
画素における中央の画素に蓄積された電荷を取り出し
て、測光用データとして用いるという試みがある。しか
しながら、CMOS型撮像素子には、通常、色フィルタ
が備えられており、特定の画素からの出力を測光用とし
て用いる場合、色フィルタをどのように取り扱うかが問
題である。
[0005] In order to solve such a problem, a CMOS type image pickup device having a configuration different from that of a CCD has a characteristic that it is possible to take out only the electric charge accumulated in a specific pixel. For example, there is an attempt to take out the electric charge accumulated in the central pixel of the two-dimensionally arranged pixels and use it as photometric data. However, a CMOS type image sensor is usually provided with a color filter, and when using an output from a specific pixel for photometry, how to handle the color filter is a problem.

【0006】本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑み
てなされたものであり、コストを低く維持しつつ、より
適正な撮影条件で撮影を行うことが可能な撮影装置を提
供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the related art, and has as its object to provide a photographing apparatus capable of photographing under more appropriate photographing conditions while maintaining a low cost. And

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】第1の本発明の撮影装置
は、被写体画像撮像用の第1群の画素と、測光用の第2
群の画素とを2次元的に配置した撮像素子と、色フィル
タとを有し、被写体からの光は、前記色フィルタを通過
して、前記第1群の画素に受光されるが、前記色フィル
タを通過することなく、前記第2群の画素に受光される
ので、前記第2群の画素は、実際の被写体からの光を直
接検出できるため、測光用データの精度を向上させるこ
とができる。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a photographing apparatus comprising: a first group of pixels for imaging a subject image;
An image sensor in which pixels of a group are two-dimensionally arranged; and a color filter. Light from a subject passes through the color filter and is received by the pixels of the first group. Since light is received by the second group of pixels without passing through a filter, the second group of pixels can directly detect light from an actual subject, so that the accuracy of photometric data can be improved. .

【0008】更に、前記色フィルタは、2行2列の画素
を1ブロックとする各画素を、3色のフィルタのいずれ
かで覆う構造となっており、1ブロックの画素に、前記
第2群の画素を一つ含むときは、残りの前記第1群の画
素は異なる色のフィルタで覆われると好ましい。すなわ
ち、2行2列の画素に対して、3原色の色フィルタを用
いると、たとえば緑色、赤色、青色、緑色というよう
に、一色だけ多くなる。そこで、この場合には、緑色透
明のフィルタを抜く、あるいは無色のフィルタに変更す
ることで、それに対応する画素を第2群の画素とし、残
りの画素を各一色ずつのフィルタを設けた第1群の画素
とすることができ、画質の低下を防止できる。
Further, the color filter has a structure in which each pixel having two rows and two columns of pixels as one block is covered with one of three color filters. When one pixel is included, it is preferable that the remaining pixels of the first group are covered with filters of different colors. That is, if three primary color filters are used for the pixels in two rows and two columns, the number of colors increases by one color, for example, green, red, blue, and green. Therefore, in this case, by removing the green transparent filter or changing the filter to a colorless filter, the corresponding pixels are set as the pixels of the second group, and the remaining pixels are provided with the filters of one color each. A group of pixels can be used, and a decrease in image quality can be prevented.

【0009】第2の本発明の撮影装置は、被写体画像撮
像用の第1群の画素と、測光用の第2群の画素とを2次
元的に配置した撮像素子と、第1色、第2色、第3色の
フィルタを含む色フィルタとを有し、前記第2群の画素
は、前記第1色のフィルタを介して被写体画像を受光す
る第1画素と、前記第2色のフィルタを介して被写体画
像を受光する第2画素と、前記第3色のフィルタを介し
て被写体画像を受光する第3画素とを含み、前記第1,
第2,第3画素の出力値に基づき、測光用データを得る
ので、撮影シーンの色温度やストロボ光の特性に応じた
測光を行うことができる。尚、前記第1,第2,第3画
素の出力値を重み付けすると、例えば主要被写体に対し
て適切な露光を行った測光データが得られることとな
る。
According to a second aspect of the present invention, there is provided an image pickup device in which a first group of pixels for imaging a subject image and a second group of pixels for photometry are two-dimensionally arranged, a first color and a first color, A color filter including two-color and third-color filters, wherein the second group of pixels includes a first pixel that receives a subject image via the first-color filter; and a second-color filter. A second pixel that receives the subject image through the third color filter, and a third pixel that receives the subject image through the third color filter.
Since photometric data is obtained based on the output values of the second and third pixels, photometry can be performed according to the color temperature of the shooting scene and the characteristics of the strobe light. When the output values of the first, second and third pixels are weighted, for example, photometric data obtained by appropriately exposing the main subject can be obtained.

【0010】前記色フィルタは、赤色、緑色、青色のフ
ィルタを含むと好ましいが、これに限られない。
The color filters preferably include red, green and blue filters, but are not limited thereto.

【0011】尚、本発明にかかる撮像素子において、第
2群の画素は、出力信号(蓄積された電荷)が排出され
っ放しの状態、つまり画素が複数の場合、同時にON
(排出状態)にしておくか、または、高速で定期的にア
クセスすることで出力を取り出すことが考えられる。第
2群の画素が複数ある場合は、高速で画素を切り替えな
がらスキャンしていくとよい。これを一箇所または複数
箇所で検出していて、例えばストロボ発光が行われた場
合、発光直後からの短時間の出力変化を、第2群の画素
の電荷を検出することにより観測して、ある閾値を越え
たところでストロボ光の発光を停止させるための信号を
出力する。第2群の画素を露光制御用として用いるなら
ば、あとで欠陥画素と同様に周辺の画素から補間するこ
とができる。
In the image pickup device according to the present invention, the pixels of the second group are simultaneously turned on when the output signal (accumulated charge) is discharged, that is, when there are a plurality of pixels.
(Discharge state), or output may be taken out by periodically accessing at high speed. When there are a plurality of pixels in the second group, it is preferable to scan while switching pixels at high speed. This is detected at one or a plurality of locations. For example, when strobe light emission is performed, a short-term output change immediately after the light emission is observed by detecting the charges of the pixels of the second group. When the threshold value is exceeded, a signal for stopping the emission of strobe light is output. If the second group of pixels is used for exposure control, it can be interpolated later from peripheral pixels in the same manner as a defective pixel.

【0012】2次元に並んだ画素の一部を利用する以外
に、露光制御用データ取得専用の第2群の画素を撮像部
内に設けることも考えられる。例えば画素と画素の間に
受光素子を設けた場合、画質への影響は少なくなるが、
配線領域が増える等の問題がある。撮像部の周囲に画素
又は受光素子を配置することも考えられる。また、単独
の画素の代わりに、ライン状に並んだ受光素子を設ける
ことも考えられる。第2群の画素に蓄積された電荷を、
露光制御用データと画像データとに分けることも考えら
れる。このとき画素の出力は、画像データ取り出し用の
画素の出力より小さくなるが、これを増幅した方が、周
囲の画素から補間して求めるよりも画質の劣化が小さく
なるという利点がある。
In addition to using a part of the two-dimensionally arranged pixels, a second group of pixels dedicated to acquiring exposure control data may be provided in the imaging unit. For example, when a light receiving element is provided between pixels, the effect on image quality is reduced,
There are problems such as an increase in the wiring area. It is also conceivable to arrange a pixel or a light receiving element around the imaging unit. It is also conceivable to provide light receiving elements arranged in a line instead of a single pixel. The charge accumulated in the second group of pixels is
It is also conceivable to divide the data into exposure control data and image data. At this time, the output of the pixel is smaller than the output of the pixel for extracting the image data. However, amplification of the output has the advantage that the deterioration of the image quality is smaller than that obtained by interpolation from surrounding pixels.

【0013】更に、非破壊読み出しができる素子構造を
持った画素(すなわち電荷排出を行わずとも蓄積された
電荷量を求めることができる画素)であれば、露光制御
用データ取得のために設けられた第2群の画素の信号
も、画像データとして利用することができる。この場合
は、例えばストロボ発光前に読み出したデータと発光後
に読み出したデータを比較し、予め設定した調光レべル
を越えたときに露光を終了させると好ましい。
Further, if the pixel has an element structure capable of nondestructive readout (that is, a pixel from which the amount of accumulated electric charge can be obtained without discharging electric charge), it is provided for obtaining exposure control data. The signals of the second group of pixels can also be used as image data. In this case, for example, it is preferable to compare data read before the flash emission with data read after the flash emission, and terminate the exposure when the data exceeds a preset light control level.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本実施の形
態を説明する前に、CMOS型撮像素子の概略について
説明する。図1は、CMOS型撮像素子の等価回路図で
ある。図1において、単一の画素50のみが示されてい
るが、かかる画素50は二次元的に配列されてなるもの
である。画素50の外側に、タイミングジェネレータ5
1、垂直シフトレジスタ52、水平シフトレジスタ5
3、出力アンプ54などの回路が構成されている。垂直
シフトレジスタ52は、走査線を選択するレジスタであ
り、水平シフトレジスタ53は、同一走査線内の画素5
0を選択するレジスタである。タイミングジェネレータ
51は、これらを含めたセンサ全体を制御する。尚、上
記構成以外にも、CDS回路、ADコンバータ、さらに
は信号処理回路等も組み込む事が考えられる。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Before describing the present embodiment with reference to the drawings, an outline of a CMOS type image pickup device will be described. FIG. 1 is an equivalent circuit diagram of a CMOS image sensor. Although only a single pixel 50 is shown in FIG. 1, the pixels 50 are two-dimensionally arranged. A timing generator 5 is provided outside the pixel 50.
1, vertical shift register 52, horizontal shift register 5
3. Circuits such as the output amplifier 54 are configured. The vertical shift register 52 is a register for selecting a scanning line, and the horizontal shift register 53 is a register for selecting pixels 5 in the same scanning line.
This register selects 0. The timing generator 51 controls the entire sensor including these components. In addition, in addition to the above configuration, a CDS circuit, an AD converter, a signal processing circuit, and the like may be incorporated.

【0015】タイミングジェネレータ51内部の設定
は、シリアル通信により外部から行うことができる。図
1では、コマンドの入力のみが矢視されているが、2線
あるいは3線式のシリアル通信を想定している。このシ
リアル通信により、タイミングジェネレータ51内部の
レジスタの設定、変更等を行うことができる。露光制御
信号として、このシリアル通信とは別に専用の端子(T
RG1,TRG2)を設けてあるので、かかる端子を介
して送信されることとなる。
The settings inside the timing generator 51 can be made externally by serial communication. In FIG. 1, only the command input is viewed from the arrow, but it is assumed that two-wire or three-wire serial communication is performed. With this serial communication, it is possible to set and change registers in the timing generator 51. As an exposure control signal, a dedicated terminal (T
RG1, TRG2) are provided, so that the data is transmitted through such terminals.

【0016】撮像素子の制御の方法としては幾つかが考
えられるが、この実施の形態においては、トリガ信号T
RG1のパルスの立ち上がりで露光を開始し、パルスの
立ち下がりで露光を終了するようにしている。そして、
トリガ信号TRG1のパルスの立ち上がり後パルスの立
ち下がり前に適正露光量になってトリガ信号TRG2が
立ち上がると、その時点で露光が終了するようになって
いる。
There are several methods for controlling the image pickup device, but in this embodiment, the trigger signal T
Exposure starts at the rising edge of the pulse of RG1, and ends at the falling edge of the pulse. And
When the trigger signal TRG2 rises after the trigger signal TRG1 rises and the trigger signal TRG2 rises after the rise of the pulse of the trigger signal TRG1 and before the fall of the pulse, the exposure ends.

【0017】より具体的に、各部の動作について説明す
ると、図1において、画素50における掃き出し動作受
光は、MOSトランジスタQ2を介して電源Vrst1
に接続されている光センサ部(すなわちフオトダイオー
ド)D1で行われる。フォトダイオードD1の電荷を掃
き出すときは、タイミングジェネレータ51の出力信号
RG1を制御し、トランジスタQ2をONすることによ
り電源Vrst1に電荷を掃き出すようにする。全画素
のMOSトランジスタQ2をONすることにより、全フ
ォトダイオードの電荷が掃き出され、トランジスタQ2
をOFFした時点から露光が開始される。かかる部分が
電荷排出部に相当する。
More specifically, the operation of each section will be described. In FIG. 1, the light receiving operation for the sweeping operation in the pixel 50 is performed by the power supply Vrst1 via the MOS transistor Q2.
This is performed by an optical sensor unit (that is, a photodiode) D <b> 1 connected to the control unit. When sweeping out the charge of the photodiode D1, the output signal RG1 of the timing generator 51 is controlled and the transistor Q2 is turned on to sweep out the charge to the power supply Vrst1. By turning on the MOS transistors Q2 of all the pixels, the charges of all the photodiodes are swept out, and the transistors Q2
Exposure is started at the point when is turned off. Such a portion corresponds to a charge discharging portion.

【0018】電荷転送のため、更にフォトダイオードD
1は、MOSトランジスタQ1を介してキャパシタC1
に接続されている。この部分が電荷蓄積部に相当する。
タイミングジェネレータ51の出力信号SGを制御し、
全画素のMOSトランジスタQ1をONすることによ
り、フォトダイオードD1の電荷をキャパシタC1に転
送する。更に、トランジスタQ1をOFFすることによ
り露光が終了する。
For charge transfer, a photodiode D
1 is a capacitor C1 via a MOS transistor Q1.
It is connected to the. This portion corresponds to a charge storage unit.
Controlling the output signal SG of the timing generator 51,
By turning on the MOS transistors Q1 of all the pixels, the charge of the photodiode D1 is transferred to the capacitor C1. Further, the exposure is completed by turning off the transistor Q1.

【0019】次に、電荷の読み出しについて説明する。
各画素のキャパシタC1に蓄積した電荷は、MOSトラ
ンジスタQ5をONすることにより、トランジスタQ4
を介して1画素(または1ライン)づつ外部に読み出さ
れる。画素の選択は、垂直シフトレジスタ52、水平シ
フトレジスタ53で(ここではトランジスタQ6をON
して)アドレスを指定することにより行う。すなわち、
アドレス指定された画素のみから電荷を読み出すことが
出来る。このとき電荷をそのまま読み出すことも可能で
あるが、ノイズの影響を受けやすいので、本実施の形態
においては、一旦電圧に変換して出力している。
Next, the reading of charges will be described.
The charge accumulated in the capacitor C1 of each pixel is turned on by turning on the MOS transistor Q5.
, One pixel (or one line) is read out to the outside. The pixel is selected by the vertical shift register 52 and the horizontal shift register 53 (here, the transistor Q6 is turned on).
This is done by specifying an address. That is,
The charge can be read out only from the addressed pixel. At this time, it is possible to read out the charge as it is, but since it is easily affected by noise, in this embodiment, the charge is once converted into a voltage and output.

【0020】その後、電荷蓄積部のリセットが成され
る。より具体的には、読み出しが終了した後、次の撮影
が開始されるまでの間に、MOSトランジスタQ3を同
時にONすることにより、キャパシタC1の電荷を電源
Vrst2に掃き出す(クリアする、すなわち電源Vr
st2にリセットする)ことができる。このとき全画素
同時に行えば、画素間の暗電流ノイズ量を等しくできる
ので望ましいが、ノイズ量発生が十分小さい場合は、読
み出しが終わったあと1画素づつ行っても良い。かかる
電荷は、出力部のアンプ55で電流増幅して出力され
る。
Thereafter, the charge storage section is reset. More specifically, after the reading is completed, the MOS transistor Q3 is simultaneously turned on until the next photographing is started, thereby sweeping out the charge of the capacitor C1 to the power supply Vrst2 (clearing, that is, the power supply Vr2).
reset to st2). At this time, it is preferable that all pixels are simultaneously performed, since the amount of dark current noise between pixels can be equalized. However, when the amount of noise generation is sufficiently small, it may be performed pixel by pixel after reading is completed. The electric charge is amplified by the amplifier 55 of the output unit and output.

【0021】フォトダイオードD1のリセット機能は省
略可能である。その場合、トランジスタQ2を省略する
ことになる。この場合キャパシタC1に電荷を転送する
ことで、フォトダイオードD1をクリアしてそこから露
光を開始することができる。キャパシタC1に転送され
た電荷は、露光期間中に読み出されて捨てられることに
なる。
The reset function of the photodiode D1 can be omitted. In that case, the transistor Q2 will be omitted. In this case, by transferring the electric charge to the capacitor C1, the photodiode D1 can be cleared and the exposure can be started therefrom. The charge transferred to the capacitor C1 is read out during the exposure period and discarded.

【0022】更に変形例として、不揮発性メモリ(電荷
蓄積部)を設けている場合について説明する。不揮発性
でない電荷蓄積部と、不揮発性の電荷蓄積部とを備えた
撮像素子では、まず不揮発性でない電荷蓄積部に光セン
サ部から全画素同時に電荷を転送し、その後1画素ずつ
順次不揮発性の電荷蓄積部に電荷を転送すると良い。こ
れは、一般にフラッシュメモリなどは書き込み速度が遅
く、書き込みに時間がかかるので、書き込みのタイミン
グを合わせるためである。
As a modified example, a case where a nonvolatile memory (charge storage section) is provided will be described. In an image sensor including a non-volatile charge storage unit and a non-volatile charge storage unit, first, all the pixels are simultaneously transferred from the optical sensor unit to the non-volatile charge storage unit, and then the pixels are sequentially transferred to the non-volatile charge storage unit. It is preferable to transfer the charge to the charge storage unit. This is because a flash memory or the like generally has a slow writing speed and takes a long time to write, so that the writing timing is adjusted.

【0023】図2は、図1の撮像素子を含む撮像素子回
路20の概略構成図である。図1に示す画素50を2次
元的に配列してなる撮像部54の各画素50(図1)
は、上述したように、MPU27から制御信号を受ける
撮像素子制御回路23(タイミングジェネレータを含
む)に制御される垂直シフトレジスタ52と水平シフト
レジスタ53とにより、各々制御されて動作するように
なっている。
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of an image sensor circuit 20 including the image sensor of FIG. Each pixel 50 (FIG. 1) of the imaging unit 54 in which the pixels 50 shown in FIG. 1 are two-dimensionally arranged.
Are controlled and operated by the vertical shift register 52 and the horizontal shift register 53 controlled by the image sensor control circuit 23 (including the timing generator) which receives the control signal from the MPU 27, as described above. I have.

【0024】本実施の形態においては、画素50の一部
は、露光制御のために被写体からの光を検出する測光を
行うための画素(第2群の画素)であり、残りの画素
(第1群の画素)が、被写体像を画像データに変換する
機能を有する。従って、第1群の画素からの出力信号
は、出力端子55aを経て出力アンプ55により増幅さ
れて、撮像素子回路20の外部へと出力され、第2群の
画素からの出力信号は、出力端子56aを経て出力アン
プ56により増幅され、コンパレータ7で、所定の測光
レベル(閾値)と比較され、その結果が撮像素子制御回
路23へと出力されるようになっている。図2に示すよ
うに、撮像部54、垂直シフトレジスタ52,水平シフ
トレジスタ53,撮像素子制御回路23,出力アンプ5
5,56,及びコンパレータ7は、ワンチップ化されて
いる。又、ワンチップ化された回路は、図示していない
が、測光レベルを設定するためのレジスタ及びDAコン
バータも内蔵しており、更に、外部からこのレジスタを
書き換えて測光レベルを変えるための通信機能も有して
いる。
In the present embodiment, some of the pixels 50 are pixels (second group of pixels) for performing photometry for detecting light from a subject for exposure control, and the remaining pixels (second group of pixels) are used. (A group of pixels) has a function of converting a subject image into image data. Therefore, an output signal from the first group of pixels is amplified by the output amplifier 55 via the output terminal 55a and output to the outside of the image sensor circuit 20, and an output signal from the second group of pixels is output from the output terminal 55a. The signal is amplified by the output amplifier 56 via 56a, compared with a predetermined photometric level (threshold) by the comparator 7, and the result is output to the image sensor control circuit 23. As shown in FIG. 2, the imaging unit 54, the vertical shift register 52, the horizontal shift register 53, the image sensor control circuit 23, and the output amplifier 5
5, 56 and the comparator 7 are made into one chip. Although not shown, the one-chip circuit has a built-in register for setting the photometric level and a D / A converter, and further has a communication function for externally rewriting this register to change the photometric level. Also have.

【0025】図3は、撮像部54における画素の配列を
示す概略構成図である。2次元に配列された第1群の画
素50a内に、所定の間隔で第2群の画素50b(ハッ
チングで示している)が配置されている。本実施の形態
においては、汎用のCMOS型撮像素子において、画像
データを得るための画素の一部を、露光制御用の画素と
して用いることで、低コストな構成とできる。尚、本構
成によれば、画像データの一部を露光制御用データとし
て用いることとなるため、第2群の画素の位置に、画素
欠陥(いわゆる黒キズ)と同等の状態が生じることとな
るが、かかる画素欠陥は、通常生じうる黒キズと同様
に、周囲画素の画像データより補正することができるた
め、大きな問題は生じないと考えられる。又、第2群の
画素50bの数としては、第1群の画素50aが1Mピ
クセルあるとすると、30〜100程度あると好まし
い。第2群の画素50bは、アドレスにより特定され、
常に出力している状態であると良い。かかる場合、複数
個ある画素の出力を合わせて、一つの出力とできる。第
2群の画素50bは、中央のみに配置されても良く、撮
像部50全体にわたって所定間隔で配置されても良い。
FIG. 3 is a schematic diagram showing the arrangement of pixels in the image pickup section 54. The second group of pixels 50b (shown by hatching) are arranged at predetermined intervals in the first group of pixels 50a arranged two-dimensionally. In this embodiment, a low-cost configuration can be achieved by using a part of pixels for obtaining image data as exposure control pixels in a general-purpose CMOS image sensor. According to this configuration, a part of the image data is used as exposure control data, so that a state equivalent to a pixel defect (a so-called black defect) occurs at the position of the second group of pixels. However, since such a pixel defect can be corrected from the image data of the surrounding pixels as in the case of a black defect that can usually occur, it is considered that no major problem occurs. The number of pixels 50b in the second group is preferably about 30 to 100, assuming that the pixels 50a in the first group have 1M pixels. The second group of pixels 50b is specified by an address,
It is good to be in the state of always outputting. In such a case, the outputs of a plurality of pixels can be combined into one output. The pixels 50b of the second group may be arranged only at the center, or may be arranged at predetermined intervals over the entire imaging unit 50.

【0026】図4は、図3の撮像部を用いた場合におけ
る、信号取り出し用の配線図である。図4に示すよう
に、第1群の画素50aと、第2群の画素50bとは、
それぞれ独立の配線W2,W1により出力アンプ55,
56に対して接続されている。
FIG. 4 is a wiring diagram for extracting signals when the image pickup unit of FIG. 3 is used. As shown in FIG. 4, the first group of pixels 50a and the second group of pixels 50b
The output amplifier 55,
56.

【0027】図5は、本実施の形態の変形例にかかる撮
像部54における画素の配列を示す概略構成図である。
2次元に配列された第1群の画素50aの間に、第2群
の画素50b(ハッチングで示している)が配置されて
いる。本実施の形態においては、CMOS型撮像素子を
専用に(第2群の画素50b専用の配線を含む)製作す
る必要があるものの、図3の構成と異なり、画素欠陥は
生じないため、画質を高く維持することができる。
FIG. 5 is a schematic configuration diagram showing an array of pixels in the image pickup section 54 according to a modification of the present embodiment.
A second group of pixels 50b (shown by hatching) is arranged between the first group of pixels 50a arranged two-dimensionally. In the present embodiment, although it is necessary to manufacture the CMOS type imaging device exclusively (including the wiring dedicated to the second group of pixels 50b), unlike the configuration of FIG. Can be kept high.

【0028】図6は、図5の撮像部を用いた場合におけ
る、信号取り出し用の配線図である。図6に示すよう
に、第1群の画素50aと、第2群の画素50bとは、
それぞれ独立の配線W2,W1により出力アンプ55,
56に対して接続されている。
FIG. 6 is a wiring diagram for extracting signals when the image pickup section of FIG. 5 is used. As shown in FIG. 6, the first group of pixels 50a and the second group of pixels 50b
The output amplifier 55,
56.

【0029】図7は、画素とフィルタとの配置関係を示
す図である。2次元的に並んだ多行多列の画素のうち、
2行2列を1画素ブロックとして取り扱い、これらから
1画素分の画像データを取り出している。測光用画素を
含む1画素ブロックは、図7に示すように配置する。こ
こでは、図で上の2つ及び左の1つが第1群の画素50
a、残りの1つが第2群の画素50bとなっている。色
フィルタは、第1群の画素50aに対して、緑色のフィ
ルタFG、赤色のフィルタFR、青色のフィルタFBで
覆う(被写体側に配置する)ようにしている。第2群の
画素50bは、いかなる色のフィルタでも覆われていな
い。尚、他の画素ブロックでは、第2群の画素50bの
代わりに第1群の画素50aが配置されているので、こ
れに対応する位置には緑色のフィルタFG(不図示)が
配置されている。
FIG. 7 is a diagram showing an arrangement relationship between pixels and filters. Of the multi-row and multi-column pixels arranged two-dimensionally,
Two rows and two columns are treated as one pixel block, and image data for one pixel is extracted from these. One pixel block including the photometric pixels is arranged as shown in FIG. Here, the upper two and the left one in the figure are the pixels 50 of the first group.
a, the remaining one is a second group of pixels 50b. The color filters cover the first group of pixels 50a with a green filter FG, a red filter FR, and a blue filter FB (disposed on the subject side). The second group of pixels 50b is not covered with any color filters. In the other pixel blocks, the first group of pixels 50a is arranged instead of the second group of pixels 50b, so that a green filter FG (not shown) is arranged at a position corresponding to the first group of pixels 50a. .

【0030】このように、第2群の画素50bを、いか
なる色のフィルタでも覆わないことで、被写体からの光
を、直接第2群の画素50aで受光することができ、精
度の高い測光用データを形成することができる。尚、上
述したように、第2群の画素50bに対応する位置のフ
ィルタを抜く代わりに、無色透明なフィルタを取り付け
てもよい。
As described above, by not covering the second group of pixels 50b with a filter of any color, light from a subject can be directly received by the second group of pixels 50a, and a highly accurate photometric Data can be formed. As described above, a colorless and transparent filter may be attached instead of removing the filter at the position corresponding to the pixel 50b of the second group.

【0031】図8は、画素とフィルタとの別な配置関係
を示す図である。本例では、1画素ブロックの画素すべ
てを第2群の画素50bとしている。図で上から右に、
緑色のフィルタFG、赤色のフィルタFR、青色のフィ
ルタFB、緑色のフィルタFGの順で配置している。
FIG. 8 is a diagram showing another arrangement relationship between pixels and filters. In this example, all the pixels in one pixel block are set as the second group of pixels 50b. From top to right in the diagram,
A green filter FG, a red filter FR, a blue filter FB, and a green filter FG are arranged in this order.

【0032】このように、1画素ブロックすべてを第2
群の画素50bとし、且つ異なる色のフィルタで覆うこ
とで、各色のフィルタを通過した光の量を、第2群の画
素50bにより個々に求めることができる。このとき各
画素の出力値の比率(重み付け)を変えることで、たと
えば撮影シーンの色温度や、ストロボ特性に応じて、受
光素子の分光感度特性を変えることもできる。
As described above, the entirety of one pixel block is
By forming the group of pixels 50b and covering them with filters of different colors, the amount of light that has passed through the filters of each color can be determined individually by the pixels 50b of the second group. At this time, by changing the ratio (weighting) of the output value of each pixel, the spectral sensitivity characteristics of the light receiving element can be changed according to, for example, the color temperature of the shooting scene or the strobe characteristics.

【0033】第2群の画素から信号を読み出す方法とし
ては、以下のものがある。 1)全受光素子に同時にアクセスして、同時に信号を読
出して、それを加算して取り出す方法。この場合、全受
光素子の出力トランジスタがONするようにXYアドレ
スを指定して、信号を読み出す。 2)高速で1画素づつ切り替えて読み出す方法。この場
合は、ストロボを使用する場合も考慮しストロボ光の発
光時間に対して十分早い時間間隔で信号を読み出す必要
がある。1画素づつ読み出された信号は外部で加算され
る。 3)上記を組み合わせた方法。受光素子をいくつかのグ
ループに分けて、グループごとに読み出す方法である。
There are the following methods for reading out signals from the pixels of the second group. 1) A method in which all light receiving elements are accessed simultaneously, signals are read out at the same time, and the signals are added and taken out. In this case, the XY address is specified so that the output transistors of all the light receiving elements are turned on, and the signal is read. 2) A method of switching and reading out one pixel at a time at high speed. In this case, it is necessary to read out the signal at a time interval sufficiently earlier than the emission time of the strobe light in consideration of the use of the strobe. The signals read out pixel by pixel are added externally. 3) A method combining the above. In this method, the light receiving elements are divided into several groups and read out for each group.

【0034】1)の方法は、信号を加算して一度に検出
するので、応答速度の早い測光を行うことができると共
に、複雑な回路や複雑な測光アルゴリズムを用いること
なく測光を行うことができる。2)の方法は、ストロボ
光の発光時間が、数百μs程度なので、受光素子の数に
も依存するが、第2群の画素を百個程度とすると、数1
0ns以下、できれば10ns程度以下のアクセススピ
ードが必要となるが、後述するようなきめ細やかな測光
制御を行うことができる。3)の方法は、その中間で、
両方の長所、短所を併せ持つ。例えば、1カラム分の受
光素子の信号を同時に読み出し、それを全カラムにわた
って順に切り替えて読みだしていくような形になる。
In the method 1), since signals are added and detected at once, photometry with a high response speed can be performed, and photometry can be performed without using a complicated circuit or a complicated photometric algorithm. . The method 2) depends on the number of light receiving elements because the emission time of the strobe light is about several hundred μs.
An access speed of 0 ns or less, preferably about 10 ns or less is required, but fine photometric control described later can be performed. Method 3) is in between
It has both advantages and disadvantages. For example, signals of the light receiving elements for one column are simultaneously read, and the signals are sequentially switched and read over all columns.

【0035】個別に読み出す場合は、適応的に信号を利
用することができる。CMOS型撮像素子の場合、各画
素ごとに信号が読み出せるので、例えば、ストロボ撮影
時においては、ストロボ発光後に変化の大きい画素に注
目して、信号を利用することができる。最初は全ての第
2群の画素から信号を読み出すが、ストロボ発光後変化
の大きい画素があれば、そのうちの幾つか或いは全部を
選び、その画素からの信号のみを読み出す。つまり、例
えば人物を撮影したときに、顔や、体等の反射光量を測
りたい部分に注目して測光することになる。また、この
場合においては使用する第2群の画素数が減る分、読出
しサイクルが短くなり、時間軸方向の分解能が高くな
り、より精度の高い測光が可能となる。又、専用の第2
群の画素を設ける場合は、読出し回路も専用に設けるこ
とができる。出力回路も専用に設けることもできるが、
画像信号の出力と共通にすることもできる。
In the case of individual reading, signals can be used adaptively. In the case of a CMOS image sensor, a signal can be read for each pixel, so that, for example, at the time of flash photography, a signal can be used by focusing on a pixel that changes greatly after the flash emission. At first, signals are read out from all the pixels of the second group. If there are pixels whose change is large after the strobe light emission, some or all of them are selected and only the signals from the pixels are read out. In other words, for example, when a person is photographed, photometry is performed by focusing on a portion of the face, body, or the like where the amount of reflected light is to be measured. Further, in this case, the readout cycle is shortened, the resolution in the time axis direction is increased, and more accurate photometry is possible, as the number of pixels of the second group used is reduced. Also, a dedicated second
When a group of pixels is provided, a readout circuit can also be provided exclusively. An output circuit can also be provided for exclusive use,
It can be common with the output of the image signal.

【0036】図9は、本実施の形態にかかる撮影装置の
一例である電子スチルカメラの概略構成を示す図であ
る。図9において、27は、絞りやシャッタ速度を決定
したり、各種回路に制御信号を出力するMPUであり,
120はMPU27からのトリガ信号(発光スタート信
号)を受けて発光装置であるストロボ2を発光させる発
光回路であり、21は被写体3からの反射光を集光する
撮影レンズであり、22は図1に示すCMOS型撮像素
子である。23は判断部であるコンパレータ7からのス
トップ信号を受けて撮像素子22の露光量制御を行う撮
像素子制御回路である。このように構成された電子スチ
ルカメラの動作は、以下の通りである。
FIG. 9 is a diagram showing a schematic configuration of an electronic still camera which is an example of the photographing apparatus according to the present embodiment. In FIG. 9, an MPU 27 determines an aperture and a shutter speed, and outputs a control signal to various circuits.
Reference numeral 120 denotes a light-emitting circuit that receives a trigger signal (light-emission start signal) from the MPU 27 and emits light from the strobe 2 as a light-emitting device. Reference numeral 21 denotes a photographing lens that collects reflected light from the subject 3; Is a CMOS type imaging device shown in FIG. Reference numeral 23 denotes an image sensor control circuit that controls a light exposure of the image sensor 22 in response to a stop signal from the comparator 7 serving as a determination unit. The operation of the electronic still camera configured as described above is as follows.

【0037】図10に示すストロボ発光特性図を参照し
ながら、本実施の形態の動作について説明する。図10
に示す曲線fがストロボ2をフル発光させた時のストロ
ボ発光曲線である。本実施の形態では、予め設定されて
いるストロボモード時のシャッタ秒時(例えば1/60
秒で図のt1〜tsに相当)に基づいて、シャッターが
閉じる時刻tsよりストロボ2の最長発光時間T2(通
常50μs〜500μs)だけ短かい時刻txにストロ
ボ2を発光させる(発光量はコントロールせず、フル発
光でよい。)。尚、本実施の形態では、通常のAEモー
ドの場合においては、先ず、撮影レンズ21を通して撮
像素子22の第2群の画素50b(図3)に入射した光
により、被写体の明るさを測定し、MPU27によって
絞りとシャッタ秒時を決めており、シャッタ秒時が1/
60秒を超える場合に、ストロボモードが自動的に選択
されるようになっている。今、時刻t1において撮像素
子制御回路23がタイミングジェネレータ51に信号T
RG1を与えることによって、その光センサ部(図1の
フォトダイオードD1)内の電荷を掃き出すことで露光
を開始する。
The operation of this embodiment will be described with reference to the strobe light emission characteristic diagram shown in FIG. FIG.
Is a strobe light emission curve when the strobe light 2 is fully emitted. In the present embodiment, the shutter speed (for example, 1/60) in the preset flash mode is set.
Based on (t1 to ts in seconds) in the drawing, the strobe 2 is caused to emit light at the time tx shorter than the time ts when the shutter is closed by the longest emission time T2 of the strobe 2 (normally 50 μs to 500 μs) (the amount of light emission is controlled). And full light emission may be used.). In the present embodiment, in the case of the normal AE mode, first, the brightness of the subject is measured by the light that has entered the second group of pixels 50 b (FIG. 3) of the imaging device 22 through the imaging lens 21. , The MPU 27 determines the aperture and the shutter time, and the shutter time is 1 /
When the time exceeds 60 seconds, the strobe mode is automatically selected. At time t1, the image sensor control circuit 23 sends the signal T to the timing generator 51.
Exposure is started by applying RG1 to sweep out the charges in the photosensor unit (photodiode D1 in FIG. 1).

【0038】次に所定時間経過後、時刻txにおいてM
PU27からトリガが入ると、発光回路120はストロ
ボ2を発光させる。ストロボ発光により被写体3が照射
される。被写体3からの反射光は、撮影レンズ21を介
して撮像素子22に入射する。この間、ストロボ発光量
は図10に示すように急激に増加する。又、時刻txに
おいて、MPU27からのストロボ発光信号と同時に、
積分開始信号が積分回路(不図示)に入る。これによ
り、ストロボ光の積分がスタートする。
Next, after a lapse of a predetermined time, at time tx, M
When a trigger is input from the PU 27, the light emitting circuit 120 makes the strobe light emit. The subject 3 is illuminated by strobe light emission. The reflected light from the subject 3 enters the image sensor 22 via the photographing lens 21. During this time, the amount of strobe light increases rapidly as shown in FIG. At time tx, at the same time as the strobe light emission signal from MPU 27,
An integration start signal enters an integration circuit (not shown). Thus, the integration of the strobe light starts.

【0039】積分回路は、第2群の画素50bの出力を
積分し、その出力は時間と共に増加する。そして、その
出力が予め定められた基準の調光レベルに達した時刻t
s′でコンパレータ7が動作し、ストップ信号を出力す
る。ストップ信号はコンパレータ7からMPU27を通
して出力してもよい。
The integration circuit integrates the output of the second group of pixels 50b, and the output increases with time. Then, the time t when the output reaches a predetermined reference dimming level
At s', the comparator 7 operates and outputs a stop signal. The stop signal may be output from the comparator 7 through the MPU 27.

【0040】撮像素子制御回路23は、このストップ信
号を受けると、タイミングジェネレータ51(図1)に
信号TRG2を出力することにより、撮像素子22の露
光動作を終了する。これにより、最適な露光状態におけ
る被写体3の画像情報が、各画素内の電荷蓄積部に記憶
される。この時、撮像素子22の積分時間はt1〜t
s′となり最初の設定(t1〜ts)より(ts−t
s′)だけ短くなるが、この量は非常に短く、(ts−
t1≫ts−ts′)であるため問題にならないし、も
ともとストロボモード時のシャッタ秒時(例えば1/6
0秒t1〜ts)も、特に意味のある数字ではないため
全く問題にならない。
Upon receiving this stop signal, the image sensor control circuit 23 outputs a signal TRG2 to the timing generator 51 (FIG. 1), thereby terminating the exposure operation of the image sensor 22. Thereby, the image information of the subject 3 in the optimal exposure state is stored in the charge storage unit in each pixel. At this time, the integration time of the image sensor 22 is from t1 to t.
s' and (ts-t) from the first setting (t1 to ts).
s'), but this quantity is very short, (ts-
Since t1≫ts−ts ′), there is no problem, and the shutter speed originally in the flash mode (for example, 1/6
0 seconds t1 to ts) is not a problem since it is not a particularly significant number.

【0041】一方、ストロボ2は時刻ts′経過後も発
光を続け、時刻tsで消光する(ストロボ2が発光して
いる時間はT2である)。領域Aは撮像素子22に積分
されて画像となった分の露光量、領域Bは画像形成には
寄与しなかった分の露光量である。このように、本実施
の形態によれば精密な発光量の制御が困難なストロボ発
光を途中で停止することなく、最適露光量に達した時点
のチャージ電荷量を記憶部に記憶することができる。こ
の結果、簡単な構成でストロボ発光時に露光量を高精度
にコントロールすることができる。
On the other hand, the flash 2 continues to emit light even after the time ts' has elapsed, and is extinguished at the time ts (the time during which the flash 2 emits light is T2). An area A is an exposure amount for integrating into the image by the image sensor 22 and an area B is an exposure amount for not contributing to image formation. As described above, according to the present embodiment, the charge amount at the time when the optimum exposure amount is reached can be stored in the storage unit without stopping the strobe light emission in which it is difficult to precisely control the light emission amount. . As a result, the exposure amount can be controlled with high accuracy at the time of flash emission with a simple configuration.

【0042】前述の露光制御の考え方は、日中シンクロ
時(被写体が逆光の時などストロボを発光させること
で、適切な露出の被写体像がとれる)にも適用でき、こ
の時は、最初設定するシャッタ秒時(前記例の1/60
秒に相当)が被写体の明るさにより変わる点を除けば、
前述の例と同じである。但し、この時あまりシャッタ秒
時が短くなると前記ts−t1≫ts−ts′が成り立
たなくなり露光精度に影響を与えるので、この時は絞り
を小さくし、シャッタ秒時がある程度長くなるようにす
る等の工夫が必要である。例をあげて説明する。例え
ば、ストロボが発光した直後に設定された露光量に達し
て、シャッタが閉じたとする。つまりほぼ、ストロボの
最長発光時間だけシャッタ秒時のずれ(ts−ts′)
があったとする。
The above-described concept of exposure control can be applied to daytime synchronization (an object image with an appropriate exposure can be obtained by emitting a strobe light when the object is backlit, etc.). Shutter time (1/60 of the above example)
Seconds), depending on the brightness of the subject,
This is the same as the previous example. However, if the shutter time is too short at this time, the above-mentioned ts-t1≫ts-ts' does not hold and affects the exposure accuracy. Therefore, at this time, the aperture is made small and the shutter time is made somewhat longer. Ingenuity is required. This will be described with an example. For example, suppose that the set exposure amount is reached immediately after the strobe light is emitted and the shutter is closed. In other words, the shift of the shutter time by almost the longest light emission time of the strobe (ts-ts')
Suppose there was.

【0043】シャッタ秒時のずれを−0.2EV以内に
するには、ストロボ発光時間をyms、ストロボ撮影可
能なシャッタ速度x msとすれば、y<(1−2
−0. )xとなる。よってシャッタ秒時1/250ま
でを可能にするにはストロボ発光時間は517μs以
下、1/500までを可能にするにはストロボ発光時間
は258μs以下、1/1000までを可能にするには
ストロボ発光時間は129μs以下となる。又、シャッ
タ秒時のずれを−0.4EV以内にするには、同様にy
<(1−2−0.4)xであるから、シャッタ秒時1/
250までなら968μs以下、1/500までなら4
84μs以下、1/1000までなら242μs以下、
1/2000までなら121μs以下となり、シャッタ
秒時のずれが大きいと、ストロボがあたっている被写体
は適正露光であるが、ストロボ光がとどかない部分は露
光不足、又は露光オーバーになってしまう。
In order to make the shift of the shutter time within -0.2 EV, assuming that the flash emission time is yms and the shutter speed xms at which flash photography is possible, y <(1-2)
-0. 2 ) x Therefore, the strobe light emission time is 517 μs or less to enable shutter speeds up to 1/250, the strobe light emission time is 258 μs or less to enable shutter speeds up to 1/500, and the strobe light emission is possible up to 1/1000. The time is 129 μs or less. Similarly, to make the shift at the shutter time within -0.4 EV, y
<( 1-2−0.4 ) x, the shutter speed 1 /
968 μs or less for up to 250, 4 for up to 1/500
84 μs or less, up to 1/1000, 242 μs or less,
If it is up to 1/2000, it is 121 μs or less, and if the shift in shutter time is large, the subject to which the strobe light strikes is properly exposed, but the portion where the strobe light does not reach will be underexposed or overexposed.

【0044】又、ストロボ最長発光時間(50μs〜5
00μs)を固定ではなく、図示しないAF(オートフ
ォーカス)システムからの距離情報に連動させることが
できる。例えば、設定絞りと考えあわせて(被写体距
離)×(絞り)が小さければ、発光量が少なくてすむの
で、ts−txを小さく見積もることができる。これと
逆に(被写体距離)×(絞り)が大きければ発光量は多
く必要になり、ts−txを長く見積もることができ
る。
Also, the longest light emission time of the strobe (50 μs to 5
00 μs) is not fixed, but can be linked to distance information from an AF (auto focus) system (not shown). For example, if (subject distance) × (aperture) is small in consideration of the set aperture, the amount of light emission is small, and ts−tx can be estimated to be small. Conversely, if (subject distance) × (aperture) is large, a large light emission amount is required, and ts−tx can be estimated long.

【0045】図11は、(被写体距離)×(絞り)が小
の時のストロボ発光特性を、図12は、(被写体距離)
×(絞り)が大の時のストロボ発光特性をそれぞれ示し
た図である。前述したように、(被写体距離)×(絞
り)が小さい時には発光量は少なくてすむので、図11
に示すようにA領域は小さくなる。これに対し、(被写
体距離)×(絞り)が大きい場合には発光量が多く必要
になり、図12に示すようにA領域は大きくなる。
FIG. 11 shows the flash emission characteristics when (subject distance) × (aperture) is small, and FIG. 12 shows (subject distance)
FIG. 6 is a diagram illustrating strobe light emission characteristics when x (aperture) is large. As described above, when (subject distance) × (aperture) is small, the amount of light emission can be small.
As shown in FIG. On the other hand, when (subject distance) × (aperture) is large, a large amount of light emission is required, and the area A becomes large as shown in FIG.

【0046】このような方法を用いれば、前述したよう
な日中シンクロの時にシャッタ秒時が短くなっても、t
s′−txを見積もってあるのでts−ts′を短くす
ることができ、前記例よりも誤差を少なくすることがで
きる。従って、より高速の日中シンクロが可能となる。
勿論、tsよりもts′が後になった場合には、最初に
設定されたtsは無視され、ts′まで、つまりストッ
プ信号が出力されるまで固体撮像素子の積分は続行され
る。但し、図では示されていないが、発光量が足りなく
てストップ信号が出ない場合には、tsかts′のどち
らかで光センサ部の蓄積された電荷を排出する。つまり
シャッタを閉じる。又はtsかts′よりも更に長い時
間が経過した後手ぶれ限界のシャッタ秒時(例えば1/
60秒)、或いは、最も遅いシャッタ秒時(例えば1/
8秒)などで強制的に光センサ部の蓄積された電荷を転
送して露光を終了するようにしてもよい。
By using such a method, even if the shutter speed becomes short at the time of the daytime synchronization as described above, t
Since s'-tx is estimated, ts-ts' can be shortened, and the error can be reduced as compared with the above example. Accordingly, faster daytime synchronization is possible.
Of course, when ts 'is later than ts, the initially set ts is ignored, and integration of the solid-state imaging device is continued until ts', that is, until a stop signal is output. However, although not shown in the figure, when the amount of light emission is insufficient and no stop signal is output, the charge accumulated in the optical sensor unit is discharged at either ts or ts'. That is, the shutter is closed. Alternatively, after a longer time than ts or ts' elapses, the shutter speed at the camera shake limit (for example, 1 /
60 seconds) or the slowest shutter time (for example, 1 /
Exposure may be terminated by forcibly transferring the charge stored in the optical sensor unit (for example, 8 seconds).

【0047】次に、図13に示す本実施の形態の撮影制
御フローについて説明する。図13のステップS101
で、撮影者がメインスイッチをオン操作すると、ステッ
プS102で電力が各部に供給され、ステップS103
でストロボ発光回路120におけるコンデンサ(不図
示)が充電される。ストロボ充電は必要なときだけ行う
ようにしても良い。更に、ステップS104で撮影者が
レリーズボタン(不図示)を押すのを待ち、レリーズボ
タンが押されたときに、ステップS105で、MPU2
7は、第2群の画素50b(又は第1群の画素50a、
或いは双方)の出力を用いて露出制御のための露出制御
を開始し、ステップS106で露出制御が完了した後、
ステップS107でストロボ発光が必要か否か判断す
る。露出制御の態様としては色々と考えられるが、第2
群の画素50bから連続して読み出したデータ(あるい
はフィルタの色毎に重み付けされたデータ)に基づき、
最適な露出条件を決定できる。
Next, the photographing control flow of this embodiment shown in FIG. 13 will be described. Step S101 in FIG.
Then, when the photographer turns on the main switch, power is supplied to each unit in step S102, and step S103 is performed.
This charges a capacitor (not shown) in the strobe light emitting circuit 120. Strobe charging may be performed only when necessary. Furthermore, the process waits for the photographer to press a release button (not shown) in step S104, and when the release button is pressed, the MPU2 is pressed in step S105.
7 denotes a second group of pixels 50b (or a first group of pixels 50a,
Alternatively, exposure control for exposure control is started using the outputs of the two), and after the exposure control is completed in step S106,
In step S107, it is determined whether strobe light emission is necessary. There are various possible modes of exposure control.
Based on data (or data weighted for each filter color) read continuously from the group of pixels 50b,
Optimal exposure conditions can be determined.

【0048】この際に、被写体照度が低いためストロボ
発光が必要だと判断した場合、MPU27は、ステップ
S108で露光を開始し、ステップS109で発光回路
120にトリガ信号を送ってストロボ2を発光させる。
At this time, if it is determined that strobe light emission is necessary because the illuminance of the subject is low, the MPU 27 starts exposure in step S108, and sends a trigger signal to the light emitting circuit 120 in step S109 to cause the strobe light 2 to emit light. .

【0049】露光開始後、または発光直前から、第2群
の画素50bからの信号読出しを開始する。クロックご
とに出力を読み出して、その出力値をチェックする。各
第2群の画素50bは画素信号をそのまま使う。クロッ
クごとに各画素からの信号を同時に読み出す。つまり各
画素の出力を加算して読み出すことになる。ストロボ発
光前から読出しを始めることは、すなわち発光前に各画
素のリセットを行っていることに相当する。
After the start of the exposure or immediately before the light emission, the signal reading from the pixels 50b of the second group is started. The output is read every clock and the output value is checked. Each second group of pixels 50b uses the pixel signal as it is. The signals from each pixel are read out simultaneously for each clock. That is, the outputs of the respective pixels are added and read. Starting readout before the strobe light emission corresponds to resetting each pixel before the light emission.

【0050】ステップS110で、第2群の画素50b
からの出力に基づいて、ストロボ発光量が所定値をオー
バーしていないか判断する。ストロボ発光量が所定値を
オーバーしたと判断すれば、MPU27は発光回路12
0に中止信号を送ることにより、ストロボ発光を強制的
に終了、又は露光を終了(第1群の画素50aの電荷蓄
積の中止又は電荷排出を)させる。一方、ストロボ発光
量がオーバーしていないと判断すれば、MPU27は、
ステップS113で予定の露光時間が終了するまで待
ち、ステップS114で露光動作を完了する。
In step S110, the second group of pixels 50b
It is determined whether or not the amount of strobe light emission exceeds a predetermined value based on the output from. If the MPU 27 determines that the strobe light emission amount exceeds the predetermined value, the MPU 27
By sending a stop signal to 0, the strobe light emission is forcibly terminated, or the exposure is terminated (the charge accumulation of the first group of pixels 50a is stopped or the charge is discharged). On the other hand, if the MPU 27 determines that the flash emission amount has not exceeded,
In step S113, the process waits until the scheduled exposure time ends, and the exposure operation is completed in step S114.

【0051】これに対し、被写体照度が高いためストロ
ボ発光が不要だと判断した場合、MPU27は、ストロ
ボ発光を行うことなく、ステップS112で露光を開始
し、ステップS113で予定の露光時間が終了するまで
待ち、ステップS114で露光動作を完了する。
On the other hand, if the MPU 27 determines that strobe light emission is unnecessary because the subject illuminance is high, the MPU 27 starts exposure in step S112 without performing strobe light emission, and ends the scheduled exposure time in step S113. The exposure operation is completed in step S114.

【0052】その後、ステップS115で、MPU27
は、第1群の画素50aから画像信号を読み出して、ス
テップS16で不図示のメモリに記憶させるようになっ
ている。必要に応じて電源の供給が遮断される(ステッ
プS117)。
Thereafter, in step S115, the MPU 27
Reads an image signal from the first group of pixels 50a and stores it in a memory (not shown) in step S16. The power supply is cut off as necessary (step S117).

【0053】以上の制御を補足説明すると、ストロボ発
光後は、発光をトリガにして発光後に読み出された第2
群の画素50bの画素信号をクロックごとに積分してい
くようにしている。積分した値をコンパレータ7におい
て予め設定した閾値(調光レベル)と比較し、閾値に達
したときに、撮像素子制御回路にストップ信号を出し、
撮像素子の電子シャッタを閉じることにより露光を終了
させる。
A supplementary explanation of the above control is as follows. After the flash is fired, the second flash read out after the flash is triggered.
The pixel signals of the group of pixels 50b are integrated for each clock. The integrated value is compared with a preset threshold (light control level) in the comparator 7, and when the threshold is reached, a stop signal is output to the image sensor control circuit.
The exposure is terminated by closing the electronic shutter of the image sensor.

【0054】信号の取り出し方としてはクロックごとに
読み出す以外に一度リセッ卜してクリアした画素から信
号線を直結した状態で出力を取り出しても良い。この場
合画素でストロボ光を積分することになる。各画素(受
光素子)の出力を加算した信号をコンパレータ7で比較
すると良い。図14を参照して後述するが、場合によっ
ては、第2群の画素50bを選別することもできる。例
えば高輝度な被写体からの光を受光している画素を第2
群の画素とした場合、ストロボ光の強度に対して無視で
きない場合もありうる。このような画素の出力を調光制
御用として用いた場合、ストロボ光の光量検出に誤差が
生じる可能性がある。これを排除するためにあらかじめ
第2群の画素をスキャンして高輝度被写体光を受光して
いないかどうかを検出し、受光している場合はこの画素
を受光素子として用いないように除外するものである。
ただし、ストロボ光は短時間に相対的に強い光を発する
ので、発光時間内での通常光の影響は無視できる可能性
があり、その場合には選択作業は省略してもかまわな
い。
As a method of extracting a signal, an output may be extracted in a state where a signal line is directly connected from a pixel that has been reset and cleared once, instead of reading the signal every clock. In this case, the strobe light is integrated by the pixel. A signal obtained by adding the outputs of the pixels (light receiving elements) is preferably compared by the comparator 7. As will be described later with reference to FIG. 14, in some cases, the second group of pixels 50b can be selected. For example, a pixel receiving light from a high-luminance subject is referred to as a second pixel.
In the case of a group of pixels, the intensity of strobe light may not be negligible. When the output of such a pixel is used for dimming control, an error may occur in the detection of the amount of strobe light. In order to eliminate this, the second group of pixels is scanned in advance to detect whether or not the high-luminance object light is received, and if so, the pixel is excluded so as not to be used as a light receiving element. It is.
However, since the strobe light emits relatively strong light in a short time, the influence of normal light within the light emission time may be negligible, and in that case, the selection operation may be omitted.

【0055】本実施の形態では予め設定した調光レベル
に、第2群の画素の出力が達するとコンパレータ7から
ストップ信号が出力され、撮像素子制御回路23に入力
される。これにより撮像素子制御回路は撮像素子の露光
を終了させる。上記機能を撮像素子22上に集積させる
こともできる。調光レべル等の設定は外部から行っても
良い。
In this embodiment, when the output of the pixels of the second group reaches a preset dimming level, a stop signal is output from the comparator 7 and input to the image sensor control circuit 23. Thereby, the image sensor control circuit ends the exposure of the image sensor. The above functions can be integrated on the image sensor 22. The setting of the dimming level and the like may be performed from outside.

【0056】カラー撮像素子の画素を第2群の画素とし
て使う場合、BGRのフィルタにおいては、グリーンの
画素で代表させる方法と、BGRそれぞれの画素をバラ
ンスよく選んで代表させる方法がある。第2群の画素だ
け別の色フィルタを載せることも可能であり、或いは載
せないことも可能である。
When the pixels of the color image sensor are used as the second group of pixels, the BGR filter includes a method of representing green pixels and a method of selecting each BGR pixel in a well-balanced manner. It is possible to mount another color filter only on the second group of pixels, or it is also possible not to mount another color filter.

【0057】図14は、図13のストロボ露光制御の変
形例について、詳細に説明する撮影制御フローを示す図
である。本変形例については、例えばライトのごとき発
光体などの高輝度被写体からの光が、第2群の画素に入
射した際における制御を示している。図13のステップ
S106で、露光制御が終了した後、図14のステップ
S201で、MPU27は、高輝度被写体からの光を受
けた第2群の画素50bを分けるべきか判断する。画素
を分けるべきと判断した場合、MPU27は、第2群の
画素50bを高速でスキャンする(各画素の出力を調べ
る)。いずれかの画素の出力が、規定値(閾値)より低
ければ高輝度被写体からの光でないと判断し、MPU2
7は、かかる画素を登録する。一方、いずれかの画素の
出力が、規定値(閾値)以上であれば高輝度被写体から
の光であると判断し、MPU27は、かかる画素を除外
して、ストロボ調光を行う。閾値は固定値であっても良
いが、3つ以上の画素信号があった場合、その平均値を
求め、平均値よりかけ離れた画素信号を除外することも
考えられる。
FIG. 14 is a diagram showing a photographing control flow for explaining a modification of the flash exposure control of FIG. 13 in detail. This modification shows control when light from a high-brightness object such as a light-emitting body such as a light enters the second group of pixels. After the exposure control is completed in step S106 in FIG. 13, the MPU 27 determines in step S201 in FIG. 14 whether the second group of pixels 50b that has received light from the high-luminance subject should be divided. When determining that the pixels should be divided, the MPU 27 scans the second group of pixels 50b at high speed (checks the output of each pixel). If the output of any of the pixels is lower than a specified value (threshold), it is determined that the light is not from a high-luminance subject, and MPU2
7 registers such a pixel. On the other hand, if the output of any of the pixels is equal to or more than a specified value (threshold), it is determined that the light is from a high-luminance object, and the MPU 27 excludes such pixels and performs strobe light control. The threshold value may be a fixed value. However, when there are three or more pixel signals, an average value may be obtained and pixel signals far from the average value may be excluded.

【0058】ステップS206で全ての第2群の画素5
0bのスキャンが終了した場合、又は、ステップS20
1で、高輝度被写体からの光を受けた第2群の画素50
bを分ける必要はないと判断した場合、MPU27は、
ステップS207で露光を開始し、ステップS208
で、第2群の画素50bをリセットし、ステップS20
9でストロボ発光回路120を介してストロボ2を発光
させる。その後、ステップS210で、MPU27は、
第2群の画素50aから出力される信号を読み出して、
ステップS211で、かかる信号を積分し、積分値を規
定値(閾値)と比較して、それを超えていればステップ
S214でストロボ発光を中止し、又は露光を終了(第
1群の画素50aの電荷蓄積の中止又は電荷排出)し、
超えなければ、ステップS213で予定時間が過ぎるの
を待った上で、図13のステップS114で露光を終了
する。
In step S206, all the second group pixels 5
0b is completed, or in step S20
1, a second group of pixels 50 receiving light from a high-brightness subject
When it is determined that there is no need to divide b, the MPU 27
Exposure is started in step S207, and step S208
Then, the pixels 50b of the second group are reset, and Step S20
In step 9, the strobe 2 is caused to emit light via the strobe light emitting circuit 120. Then, in step S210, the MPU 27
By reading out the signal output from the second group of pixels 50a,
In step S211, the signal is integrated, and the integrated value is compared with a specified value (threshold value). If the integrated value is exceeded, the strobe light emission is stopped in step S214, or the exposure is completed (the first group of pixels 50a). Stop charge accumulation or discharge)
If not, after waiting for the scheduled time to elapse in step S213, the exposure ends in step S114 in FIG.

【0059】以上述べた本実施の形態では、画像データ
取得用の第1群の画素50aと、露光制御用のデータ取
得用の第2群の画素50bとを独立させている。しかし
ながら、第2群の画素50bを、いわゆる非破壊読み出
し可能な画素とすれば、蓄積された電荷を取り出すこと
なく、その量を確認できるため、第2群の画素50bに
蓄積された電荷を画像データの一部として用いることが
でき、それにより画質の向上を図ることができる。又、
積分開始を、第2群の画素50bの電荷を排出し終った
後、第1群の画素50aの電荷を出力できる状態にして
から行ってもよい。
In the present embodiment described above, the first group of pixels 50a for acquiring image data and the second group of pixels 50b for acquiring data for exposure control are made independent. However, if the second group of pixels 50b is a so-called non-destructive readable pixel, the amount of the accumulated charges can be confirmed without taking out the accumulated charges. It can be used as a part of data, thereby improving image quality. or,
The integration may be started after the discharge of the charges of the pixels 50b of the second group is completed and after the charges of the pixels 50a of the first group can be output.

【0060】このように、CMOS型撮像素子を用いれ
ば、任意の画素の電荷を読み出すことができるので、本
実施の形態のごとく、撮像素子22の画素の一部を、露
光制御用データ取得のために用いることができ、それに
よって従来技術で設けていたような被写界輝度を測定す
るための受光素子が不要となり、コスト低減や、外観デ
ザインの自由度を高めることができる。る。
As described above, since the charge of an arbitrary pixel can be read out by using the CMOS type image pickup device, a part of the pixel of the image pickup device 22 is replaced with the exposure control data acquisition data as in this embodiment. This eliminates the need for a light-receiving element for measuring the luminance of the field, which is provided in the prior art, thereby reducing costs and increasing the degree of freedom in external design. You.

【0061】次に、図15,16を参照してCMOS型
撮像素子の別な実施の形態について説明する。図15
は、本実施の形態におけるCMOS型撮像素子の回路構
成図である。図15に示すように、このCMOS型撮像
素子は、2次元アレーセンサの構成を採っており、上記
した構造の単位画素が列方向及び行方向にマトリクス状
に並ぶように配置されている。
Next, another embodiment of the CMOS type image pickup device will be described with reference to FIGS. FIG.
1 is a circuit configuration diagram of a CMOS image sensor according to the present embodiment. As shown in FIG. 15, this CMOS image sensor has a two-dimensional array sensor configuration, in which unit pixels having the above-described structure are arranged in a matrix in the column direction and the row direction.

【0062】また、垂直走査信号(VSCAN)の発生
回路である垂直シフトレジスタ102が画素領域の左側
に配置されている。行ごとに行方向に並ぶ単位画素10
0内のMOSトランジスタQxxaのゲートに、垂直シ
フトレジスタ102から行うごとに一つずつ出ている垂
直走査信号供給線v1、v2がそれぞれ接続されてい
る。
A vertical shift register 102, which is a circuit for generating a vertical scanning signal (VSCAN), is disposed on the left side of the pixel area. Unit pixels 10 arranged in the row direction for each row
To the gate of the MOS transistor Qxxa in 0, the vertical scanning signal supply lines v1 and v2 that are output one by one from the vertical shift register 102 are respectively connected.

【0063】また、水平走査信号(HSCAN)の発生
回路である水平シフトレジスタ103が画素領域の下側
に配置されている。列ごとに列方向に並ぶ単位画素10
0内のMOSトランジスタQxxaのソースが列ごとに
異なる垂直出力線h1、h2に接続されている。各垂直
出力線h1、h2は列ごとに異なるスイッチとしてのM
OSトランジスタQ01、Q02のドレインに一つずつ
接続されている。各スイッチQ01、Q02のゲートは
水平走査信号(HSCAN)の発生回路である水平シフ
トレジスタ103に接続されている。
A horizontal shift register 103, which is a circuit for generating a horizontal scanning signal (HSCAN), is arranged below the pixel area. Unit pixels 10 arranged in the column direction for each column
The source of the MOS transistor Qxxa in 0 is connected to different vertical output lines h1 and h2 for each column. Each of the vertical output lines h1 and h2 is a switch M which is different for each column.
The drains of the OS transistors Q01 and Q02 are connected one by one. The gates of the switches Q01 and Q02 are connected to a horizontal shift register 103 which is a circuit for generating a horizontal scanning signal (HSCAN).

【0064】また、シャッタ信号(VSHT)とドレイ
ン電圧(VDD)の発生回路であるタイミングジェネレ
ータ101が画像領域の右側に配置されている。二次元
的に配置された全ての単位画素100内のMOSトラン
ジスタのドレインに、ドレイン電圧(VDD)の発生回
路であるタイミングジェネレータ101から出ているド
レイン電圧供給線がそれぞれ接続されている。さらに、
二次元的に配置された全ての単位画素100内のMOS
トランジスタのゲートに、シャッタ信号(VSHT)の
発生回路であるタイミングジェネレータ101から出て
いるシャッタ信号供給線がそれぞれ接続されている。
Further, a timing generator 101 which is a circuit for generating a shutter signal (VSHT) and a drain voltage (VDD) is arranged on the right side of the image area. Drain voltage supply lines from a timing generator 101, which is a drain voltage (VDD) generation circuit, are connected to drains of MOS transistors in all the two-dimensionally arranged unit pixels 100. further,
MOS in all unit pixels 100 arranged two-dimensionally
A shutter signal supply line from a timing generator 101 which is a circuit for generating a shutter signal (VSHT) is connected to a gate of the transistor.

【0065】また、各スイッチQ01、Q02のソース
は共通の定電流源104を通してアンプ105に接続さ
れており、さらにアンプの出力は出力106に接続され
ている。即ち、各単位画素100内のMOSトランジス
タQxxbのソースは、トランジスタQxxa、Q01
及びQ02を介して定電流源104に接続され、画素単
位のソースフォロア回路を形成する。従って、各MOS
トランジスタQxxbのゲート−ソース間の電位差、及
びバルク−ソース間の電位差は接続された定電流源(負
荷回路)104により決定される。
The sources of the switches Q 01 and Q 02 are connected to an amplifier 105 through a common constant current source 104, and the output of the amplifier is connected to an output 106. That is, the source of the MOS transistor Qxxb in each unit pixel 100 is connected to the transistors Qxxa and Q01.
, And Q02 to the constant current source 104 to form a pixel-based source follower circuit. Therefore, each MOS
The potential difference between the gate and the source and the potential difference between the bulk and the source of the transistor Qxxb are determined by the connected constant current source (load circuit) 104.

【0066】垂直走査信号(VSCAN)及び水平走査
信号(HSCAN)により、逐次、各単位画素のMOS
トランジスタQxxbを駆動して光の入射量に比例した
映像信号(Vout)が読み出される。上記のように、
単位画素100は受光ダイオードDxx及びMOSトラ
ンジスタQxxb、Qxxaで構成されるので、画素の
部分をCMOS技術を用いて作成することができる。従
って、上記画素部分を、走査回路101〜103及び定
電流源104等周辺回路とを同じ半導体基板に作成する
ことができる。
The vertical scanning signal (VSCAN) and the horizontal scanning signal (HSCAN) are used to sequentially turn on the MOS of each unit pixel.
By driving the transistor Qxxb, a video signal (Vout) proportional to the amount of incident light is read. As described above,
Since the unit pixel 100 includes the light receiving diode Dxx and the MOS transistors Qxxb and Qxxa, the pixel portion can be created by using the CMOS technology. Therefore, the pixel portion can be formed on the same semiconductor substrate as the peripheral circuits such as the scanning circuits 101 to 103 and the constant current source 104.

【0067】この素子構造の特長はプログレッシブスキ
ャン型CCD撮像素子の様に全画素同時に露光を開始
し、終了することができる点にある。これはストロボの
ような短時問しか発光しない光源を用いて正確な露光制
御を行うときに有効である。通常のCMOS型撮像素子
では一画素づつ順に読み出していくか、または一ライン
づつ読み出していくことになる。この場合、通常の露光
においては問題ないが、ストロボ光の様な短時間の発光
による露光を行う場合に、露光条件が限定される。つま
り、全画素が露光を行っている間に発光開始し、発光終
了しなければならない。本素子の様に電荷の転送を中止
することによる露光終了を行うことはできない。
The feature of this element structure is that exposure can be started and ended for all pixels at the same time as in a progressive scan type CCD image pickup element. This is effective when performing accurate exposure control using a light source such as a strobe that emits light only for a short time. In a normal CMOS type image pickup device, reading is performed sequentially one pixel at a time or one line at a time. In this case, there is no problem in ordinary exposure, but when performing exposure by short-time light emission such as strobe light, exposure conditions are limited. That is, light emission must be started while all pixels are performing exposure, and light emission must be terminated. Exposure cannot be terminated by stopping the transfer of charges as in the case of this element.

【0068】図16は、図15のセンサを用い、D11
を第2群の画素として用いた例に関わり、本実施の形態
のCMOS型撮像素子を動作させるための各入力信号の
タイミングチャートである。p型のウェル領域を用い、
かつ光信号検出用トランジスタQxxbがnMOSの場
合に適用する。素子動作は掃き出し期間(初期化)−蓄
積期間(露光期間)−読み出し期間−掃き出し期間(初
期化)−・・・・というように繰り返し行うことができ
る。
FIG. 16 shows a case where the sensor of FIG.
9 is a timing chart of each input signal for operating the CMOS image sensor according to the present embodiment in relation to an example in which is used as a second group of pixels. Using a p-type well region,
In addition, it is applied when the optical signal detection transistor Qxxb is an nMOS. The element operation can be repeatedly performed in the order of a sweeping period (initialization), an accumulation period (exposure period), a reading period, a sweeping period (initialization), and so on.

【0069】かかる構成の動作について詳細に述べる。
電圧値として0V、VL(例えば1V位)、VM(例え
ば3V位)、VH(例えば5V位)の4つの値がある。
掃き出し期間はVDD、VSHにVHを加える(t
0)。これによりフォトダイオードDxx及びMOSト
ランジスタQxxbのゲート下のキャリアポケットに蓄
積された電荷を掃き出すことができる。初期化が完了し
た後、VDDをVMに、VSHをVLにする(t1)。
これにより、フォトダイオードに入射した光量に応じて
電荷が発生し、発生した電荷はMOSトランジスタのゲ
ート下に形成されたキャリアポケットに流れ込む。ここ
から露光が開始される。露光期間の後半にストロボを発
光させる(t3)。時刻t3の少し前の時刻t2で、I
11、D11からの信号の読み出しを開始する。h1を
用いて、一定時間間隔毎にD11から信号を読み出し積
分して行く。積分値がある閾値に達したとき、すなわち
ストロボの発光量が適正値になったところで露光を終了
させる。このときVSHをVLからVMにすることによ
りそれを実現する(t4)。これにより露光期間中にフ
ォトダイオードDxxからMOSトランジスタQxxb
のゲート下のキャリアポケットに流れ込んでいた電荷の
流れが止まり、露光が終了する。このあと水平シフトレ
ジスタ、垂直シフトレジスタを動作させることにより読
み出しが開始される。例えばH1、V1をそれぞれ0V
からHにすることにより(t5)、Q11bからの信号
を読み出すことができる。同様にHx、Vxの組み合わ
せにより全ての画素の信号を読み出すことができる。全
ての信号を読み出した後、再びVDDとVSHをVHと
することにより初期化を行い、次の露光に備える。この
あと一定時間置いて、あるいはストロボ発光が終了した
後、各画素からの信号を読み出す。このとき、D11を
含む画素からの信号は、すでに読み出されてしまってい
るので、電荷はあまり残っていない。上記例は4画素の
センサを用い、このうちの1画素を受光素子として利用
したものである。画素数が増えても基本的には同じであ
る。ただ第2群の画素が複数個になるので、これらの画
素からの信号が同時に読み出せるように、各画素の読出
しトランジスタがONするようにアドレスを設定する。
読み出した信号は加算され読み出される。加算したとき
の出力信号が大きくなりすぎて、出力アンプのダイナミ
ックレンジを越えてしまうような場合も想定される。こ
の場合は読出しのためのクロックを早くして、第2群の
画素を1画素づつ、またはいくつかずつにまとめて全部
同時でなく、分割して1画面分の信号を読み出すことも
可能である。出力信号は外部で加算、積分されることに
なる。以上のべたCMOS型撮像素子の基本的構造に関
しては、例えば特開平11‐195778号公報に開示
されているので、以下に詳細は記載しない。
The operation of the above configuration will be described in detail.
There are four voltage values: 0 V, VL (for example, about 1 V), VM (for example, about 3 V), and VH (for example, about 5 V).
In the sweeping period, VH is added to VDD and VSH (t
0). This makes it possible to sweep out charges accumulated in the carrier pocket below the gate of the photodiode Dxx and the MOS transistor Qxxb. After the initialization is completed, VDD is set to VM and VSH is set to VL (t1).
As a result, charges are generated in accordance with the amount of light incident on the photodiode, and the generated charges flow into a carrier pocket formed below the gate of the MOS transistor. The exposure is started from here. The strobe light is emitted in the latter half of the exposure period (t3). At time t2 slightly before time t3, I
11, reading of signals from D11 is started. Using h1, a signal is read from D11 at regular time intervals and integrated. When the integrated value reaches a certain threshold, that is, when the amount of light emission of the strobe light reaches an appropriate value, the exposure is terminated. At this time, this is realized by changing VSH from VL to VM (t4). As a result, during the exposure period, the MOS transistor Qxxb
The flow of charges flowing into the carrier pocket below the gate of the gate stops, and the exposure ends. Thereafter, reading is started by operating the horizontal shift register and the vertical shift register. For example, H1 and V1 are each set to 0V
, The signal from Q11b can be read. Similarly, signals of all pixels can be read out by a combination of Hx and Vx. After reading out all the signals, VDD and VSH are set to VH again to perform initialization to prepare for the next exposure. After a certain period of time, or after the strobe light emission ends, a signal from each pixel is read. At this time, since the signal from the pixel including D11 has already been read, little charge remains. The above example uses a four-pixel sensor, and uses one pixel as a light receiving element. This is basically the same even if the number of pixels increases. However, since there are a plurality of pixels in the second group, an address is set so that the read transistor of each pixel is turned on so that signals from these pixels can be read simultaneously.
The read signals are added and read. It is also conceivable that the output signal after the addition becomes too large and exceeds the dynamic range of the output amplifier. In this case, it is possible to read out a signal for one screen by dividing the second group of pixels one by one or several pixels, not all at the same time, but by increasing the clock for reading. . The output signals are externally added and integrated. The basic structure of the above-mentioned CMOS image sensor is disclosed in, for example, JP-A-11-195778, and will not be described in detail below.

【0070】以上、本発明を実施の形態を参照して説明
してきたが、本発明は上記実施の形態に限定して解釈さ
れるべきではなく、適宜変更・改良が可能であることは
もちろんである。例えば、ストロボ調光に限らず、本発
明は露光制御全般に用いることができる。又、本発明は
電子スチルカメラに限らず、放射線撮影装置など、各種
の撮影装置に適用できる。
Although the present invention has been described with reference to the embodiments, it should be understood that the present invention should not be construed as being limited to the above embodiments, and that modifications and improvements can be made as appropriate. is there. For example, the present invention can be used not only for strobe light control but also for general exposure control. In addition, the present invention is not limited to an electronic still camera, and can be applied to various imaging apparatuses such as a radiation imaging apparatus.

【0071】また、Gフィルタの載った画素のみを、露
光制御データ取得用の第2群の画素として利用すること
も考えられる。更に、第2群の画素の位置を固定する必
要はなく、例えば中央重点測光の場合、撮像部の中央の
画素から第2群の画素を選択し、平均測光の場合、撮像
部全体から第2群の画素を選択することもできる。
It is also conceivable to use only the pixels on which the G filter is mounted as a second group of pixels for acquiring exposure control data. Further, it is not necessary to fix the positions of the pixels of the second group. For example, in the case of center-weighted metering, the pixels of the second group are selected from the center pixel of the image pickup unit, and in the case of average photometry, the second group of pixels is selected from the entire image pickup unit. A group of pixels can also be selected.

【0072】画像データ取得用の端子と、露光データ取
得用の端子を共用しても良いし、別にストロボ光量積分
出力端子を設けても良い。第2群の画素からの信号をス
キャンして読み出すときに、部分ごとに分けて読み出す
こともできる。例えば、重要な被写体は中心部にあるこ
とが多いので、中心から読み出していったり、列または
行ごとに読み出したり、らせん状に読み出すことも考え
られる。一つの画素内にメモリ(電荷蓄積部)を2つ設
け、ストロボ発光前の画像電荷と、発光後の画像電荷を
別々に記録することで、発光前のデータは無傷で取得で
きる。ストロボ発光時刻の制御のため、予め適正光量を
見積もっておき、露光終了時刻よりもその分、以前に発
光させることができる。
A terminal for acquiring image data and a terminal for acquiring exposure data may be shared, or a strobe light intensity integration output terminal may be separately provided. When scanning and reading out the signals from the pixels of the second group, the signals can be read out separately for each part. For example, since an important subject is often located at the center, it may be read out from the center, read out by column or row, or read in a spiral. By providing two memories (charge storage units) in one pixel and separately recording the image charge before the flash emission and the image charge after the flash emission, the data before the light emission can be acquired intact. In order to control the strobe light emission time, an appropriate amount of light can be estimated in advance, and the light emission can be performed earlier than the exposure end time.

【0073】[0073]

【発明の効果】本発明の画像処理システムによれば、コ
ストを低く維持しつつ、より適正な撮影条件で撮影を行
うことが可能な撮影装置を提供することができる。
According to the image processing system of the present invention, it is possible to provide a photographing apparatus capable of photographing under more appropriate photographing conditions while keeping costs low.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本実施の形態にかかるCMOS型撮像素子の等
価回路図である。
FIG. 1 is an equivalent circuit diagram of a CMOS image sensor according to an embodiment.

【図2】図1の撮像素子を含む撮像素子回路20の概略
構成図である。
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of an image sensor circuit 20 including the image sensor of FIG.

【図3】撮像部54における画素の配列を示す概略構成
図である。
FIG. 3 is a schematic configuration diagram illustrating an arrangement of pixels in an imaging unit;

【図4】図3の撮像部を用いた場合における、信号取り
出し用の配線図である。
FIG. 4 is a wiring diagram for extracting signals when the imaging unit of FIG. 3 is used.

【図5】本実施の形態の変形例にかかる撮像部54にお
ける画素の配列を示す概略構成図である。
FIG. 5 is a schematic configuration diagram illustrating an arrangement of pixels in an imaging unit according to a modification of the present embodiment.

【図6】図5の撮像部を用いた場合における、信号取り
出し用の配線図である。
FIG. 6 is a wiring diagram for extracting a signal when the imaging unit of FIG. 5 is used.

【図7】画素とフィルタとの配置関係を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing an arrangement relationship between pixels and filters.

【図8】画素とフィルタとの配置関係の別な例を示す図
である。
FIG. 8 is a diagram showing another example of the arrangement relationship between pixels and filters.

【図9】本実施の形態にかかる撮影装置の一例である電
子スチルカメラの概略構成を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing a schematic configuration of an electronic still camera which is an example of a photographing apparatus according to the present embodiment.

【図10】ストロボ発光特性図である。FIG. 10 is a strobe light emission characteristic diagram.

【図11】(被写体距離)×(絞り)が小の時のストロ
ボ発光特性を示す図である。
FIG. 11 is a diagram illustrating strobe light emission characteristics when (subject distance) × (aperture) is small.

【図12】(被写体距離)×(絞り)が大の時のストロ
ボ発光特性をそれぞれ示した図である。
FIG. 12 is a diagram illustrating strobe light emission characteristics when (subject distance) × (aperture) is large.

【図13】本実施の形態の撮影制御フローを示す図であ
る。
FIG. 13 is a diagram illustrating a photographing control flow according to the present embodiment.

【図14】図13のストロボ露光制御の変形例につい
て、詳細に説明する撮影制御フローを示す図である。
FIG. 14 is a diagram showing a shooting control flow for explaining a modification of the flash exposure control of FIG. 13 in detail.

【図15】本実施の形態におけるCMOS型撮像素子の
回路構成図である。
FIG. 15 is a circuit configuration diagram of a CMOS image sensor according to the present embodiment.

【図16】本実施の形態のタイミングチャート図であ
る。
FIG. 16 is a timing chart of the present embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 ストロボ 7 コンパレータ 22 CMOS型撮像素子 23 撮像素子制御回路 27 MPU 50 撮像部 50a 第1群の画素 50b 第2群の画素 51 タイミングジェネレータ 52 垂直シフトレジスタ 53 水平シフトレジスタ 2 Strobe 7 Comparator 22 CMOS image sensor 23 Image sensor control circuit 27 MPU 50 Imager 50a First group of pixels 50b Second group of pixels 51 Timing generator 52 Vertical shift register 53 Horizontal shift register

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H04N 5/235 H01L 27/14 A 5/335 D (72)発明者 宮田 京静 東京都日野市さくら町1番地 コニカ株式 会社内 (72)発明者 木林 宏至 東京都日野市さくら町1番地 コニカ株式 会社内 (72)発明者 高山 淳 東京都八王子市石川町2970番地 コニカ株 式会社内 (72)発明者 佐藤 幸一 東京都八王子市石川町2970番地 コニカ株 式会社内 (72)発明者 北田 壮功 東京都八王子市石川町2970番地 コニカ株 式会社内 Fターム(参考) 2H002 DB01 HA04 4M118 AA10 AB01 BA14 CA02 FA06 FA34 FA42 FA44 GC09 GC14 5C022 AB03 AB15 AC42 AC55 AC78 5C024 BX01 CY17 EX12 EX52 GX02 GX21 GY31 5C065 AA01 AA03 BB08 BB30 BB41 BB43 CC03 DD15 DD17 EE05 EE06 GG15 GG32 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification FI FI Theme Court ゛ (Reference) H04N 5/235 H01L 27/14 A 5/335 D (72) Inventor Kyozushi Miyata Sakuracho, Hino City, Tokyo 1 Konica Corporation (72) Inventor Hiroshi Kibayashi 1 Sakuracho, Hino-shi, Tokyo 1 Konica Corporation (72) Inventor Jun Takayama 2970 Ishikawacho, Hachioji-shi, Tokyo Konica Corporation (72) Invention Person Koichi Sato 2970 Ishikawa-cho, Hachioji-shi, Tokyo Inside Konica Corporation (72) Inventor Takeshi Kitada 2970 Ishikawa-cho, Hachioji-shi, Tokyo Inside Konica Corporation F-term (reference) 2H002 DB01 HA04 4M118 AA10 AB01 BA14 CA02 FA06 FA34 FA42 FA44 GC09 GC14 5C022 AB03 AB15 AC42 AC55 AC78 5C024 BX01 CY17 EX12 EX52 GX02 GX21 GY31 5C065 AA01 AA03 BB08 BB30 BB41 BB43 CC03 DD15 DD17 EE05 EE06 GG15 GG32

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 被写体画像撮像用の第1群の画素と、測
光用の第2群の画素とを2次元的に配置した撮像素子
と、 色フィルタとを有し、 被写体からの光は、前記色フィルタを通過して、前記第
1群の画素に受光されるが、前記色フィルタを通過する
ことなく、前記第2群の画素に受光されることを特徴と
する撮影装置。
An image pickup device in which a first group of pixels for imaging a subject image, a second group of pixels for photometry are two-dimensionally arranged, and a color filter, wherein light from the subject is An imaging device, wherein the light passes through the color filter and is received by the first group of pixels, but is received by the second group of pixels without passing through the color filter.
【請求項2】 前記色フィルタは、2行2列の画素を1
ブロックとする各画素を、3色のフィルタのいずれかで
覆う構造となっており、1ブロックの画素に、前記第2
群の画素を一つ含むときは、残りの前記第1群の画素は
異なる色のフィルタで覆われることを特徴とする請求項
1に記載の撮影装置。
2. The color filter according to claim 1, wherein a pixel in two rows and two columns is one pixel.
Each pixel to be a block is structured to be covered with one of the three color filters.
2. The imaging apparatus according to claim 1, wherein when one group of pixels is included, the remaining pixels of the first group are covered with filters of different colors. 3.
【請求項3】 被写体画像撮像用の第1群の画素と、測
光用の第2群の画素とを2次元的に配置した撮像素子
と、 第1色、第2色、第3色のフィルタを含む色フィルタと
を有し、 前記第2群の画素は、前記第1色のフィルタを介して被
写体画像を受光する第1画素と、前記第2色のフィルタ
を介して被写体画像を受光する第2画素と、前記第3色
のフィルタを介して被写体画像を受光する第3画素とを
含み、 前記第1,第2,第3画素の出力値に基づき、測光用デ
ータを得ることを特徴とする撮影装置。
3. An image sensor in which a first group of pixels for capturing an image of a subject and a second group of pixels for photometry are two-dimensionally arranged, and a filter of a first color, a second color, and a third color. Wherein the second group of pixels receives a subject image via the first color filter, and receives the subject image via the second color filter. And a third pixel that receives a subject image through the third color filter, and obtains photometric data based on output values of the first, second, and third pixels. Photographing device.
【請求項4】 前記第1,第2,第3画素の出力値に重
み付けを行って、測光用データを得ることを特徴とする
請求項3に記載の撮影装置。
4. The photographing apparatus according to claim 3, wherein the output values of the first, second, and third pixels are weighted to obtain photometric data.
【請求項5】 前記色フィルタは、赤色、緑色、青色の
フィルタを含むことを特徴とする請求項1乃至4のいず
れかに記載の撮影装置。
5. The photographing apparatus according to claim 1, wherein the color filters include red, green, and blue filters.
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