JP2003101871A - Image pickup device - Google Patents

Image pickup device

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JP2003101871A
JP2003101871A JP2001288586A JP2001288586A JP2003101871A JP 2003101871 A JP2003101871 A JP 2003101871A JP 2001288586 A JP2001288586 A JP 2001288586A JP 2001288586 A JP2001288586 A JP 2001288586A JP 2003101871 A JP2003101871 A JP 2003101871A
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JP
Japan
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pixels
group
pixel
imaging device
charge
Prior art date
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Application number
JP2001288586A
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Japanese (ja)
Inventor
Kyosei Miyata
京静 宮田
Tetsushi Takaba
哲史 鷹羽
Takao Hosaka
隆男 保坂
Hiroyuki Kobayashi
宏至 木林
Atsushi Takayama
淳 高山
Koichi Sato
幸一 佐藤
Takekatsu Kitada
壮功 北田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Konica Minolta Inc
Original Assignee
Konica Minolta Inc
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image pickup device capable of performing photographing with more appropriate exposure while maintaining a cost low. SOLUTION: Since pixels 50b and 50c of a second group are arranged in a plurality of areas (photographing image center and periphery) and output signals from the pixels 50b and 50c of the second group are obtained for each area and used as data for photometry by performing prescribed weighting, by performing the photometry for each of a plurality of the areas on a photographing image, the more appropriate exposure is performed even for an object whose luminance distribution is extremely biased. Also, since the output signals from the pixels 50b and 50c of the second group are weighted for each area, the exposure of a center area where the possibility of presence of a main object is high is appropriately performed.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】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。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a photographing device, and more particularly, to photographing a still image of an electronic still camera or the like in which an exposure amount can be controlled by utilizing an electronic shutter function and a light detection function of a solid-state image pickup device. Regarding the 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 a digital still camera capable of converting an optical image into image data and storing the image data have been developed and put on the market. By the way, in a general electronic still camera, when the release switch is half-pressed, photometry is started using the image sensor, and when fully pressed, shooting is performed at a shutter speed and an aperture diameter based on the photometry result. There is.

【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 in which the subject brightness changes, the field brightness when the release switch is half-pressed and the field brightness when the release switch is fully pressed. They can be different, resulting in improper exposure.

【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 separate photometric element is 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 adjusted according to the change in the field brightness. It can be speeded up or slowed down so that proper exposure can be achieved. However, if the photometric element is separately provided, 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ようとする試みがある。し
かしながら、たとえば中央の画素のみを用いて測光を行
うのであれば、輝度分布が極端である被写体を撮影する
場合、適正な露光が得られないという問題がある。
In response to this problem, the CMOS type image pickup device having a structure different from that of the 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 extract the electric charge accumulated in the central pixel of the pixels arranged two-dimensionally and use it as photometric data. However, for example, if photometry is performed using only the central pixel, there is a problem that proper exposure cannot be obtained when photographing a subject having an extreme luminance distribution.

【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
適正な露光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。
The present invention has been made in view of the above problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a photographing apparatus capable of photographing with a more appropriate exposure while keeping the cost low. To do.

【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、複数の画素を2次元的に配置した撮像素子を有し、
被写体を撮影するための撮影装置において、前記撮像素
子は、被写体を画像データに変換するために用いられる
第1群の画素と、測光を行うために用いられる第2群の
画素とにより構成されたものであり、前記第2群の画素
は、複数の領域毎に配置され、前記第2群の画素からの
各領域毎の出力信号に基づき、露光時間を制御する制御
手段を有するので、撮影画面上の複数の領域ごとに測光
を行うことで、輝度分布が極端に偏っている被写体で
も、単一の領域を測光する場合に比べ、より適正な露光
を行える。
An image pickup apparatus according to a first aspect of the present invention has an image pickup device in which a plurality of pixels are arranged two-dimensionally,
In a photographing device for photographing a subject, the image pickup device includes a first group of pixels used for converting the subject into image data and a second group of pixels used for performing photometry. The second group of pixels is arranged in each of a plurality of regions, and has a control unit that controls the exposure time based on the output signal of each region from the second group of pixels. By performing photometry for each of the plurality of regions above, even a subject whose brightness distribution is extremely biased can perform more appropriate exposure than when performing photometry for a single region.

【0008】第2の本発明の撮影装置は、複数の画素を
2次元的に配置した撮像素子を有し、被写体を撮影する
ための撮影装置において、前記撮像素子は、被写体を画
像データに変換するために用いられる第1群の画素と、
測光を行うために用いられる第2群の画素とにより構成
されたものであり、前記第2群の画素は、複数の領域毎
に配置され、各領域毎の前記第2群の画素からの出力信
号を増幅する出力アンプが、各領域に応じて設けられ、
前記第2群の画素からの出力信号に基づき、測光用デー
タが得られるので、撮影画面上の複数の領域ごとに測光
を行うことで、輝度分布が極端に偏っている被写体で
も、より適正な露光を行える。又、前記出力アンプによ
り、各領域毎に、前記第2群の画素からの出力信号が増
幅されるため、例えば各領域毎に出力信号の処理を行え
るため、より高度な露光制御を行える。
According to a second aspect of the present invention, there is provided an image pickup device for photographing a subject, wherein the image pickup device has a plurality of pixels arranged two-dimensionally. The image pickup device converts the subject into image data. A first group of pixels used to
And a second group of pixels used for performing photometry, the second group of pixels being arranged in each of a plurality of regions, and the output from the second group of pixels in each region. An output amplifier that amplifies the signal is provided for each area,
Since the photometric data is obtained based on the output signals from the pixels of the second group, by performing photometry for each of a plurality of areas on the photographic screen, it is possible to obtain a more appropriate value even for a subject whose brightness distribution is extremely biased. Can be exposed. Further, since the output signals from the pixels of the second group are amplified for each region by the output amplifier, for example, the output signals can be processed for each region, so that more advanced exposure control can be performed.

【0009】第3の本発明の撮影装置は、複数の画素を
2次元的に配置した撮像素子を有し、被写体を撮影する
ための撮影装置において、前記撮像素子は、被写体を画
像データに変換するために用いられる第1群の画素と、
測光を行うために用いられる第2群の画素とにより構成
されたものであり、前記第2群の画素は、複数の領域毎
に配置され、前記第2群の画素からの出力信号は、各領
域毎に所定の重み付けを行うことで測光用データとして
用いられるので、撮影画面上の複数の領域ごとに測光を
行うことで、輝度分布が極端に偏っている被写体でも、
より適正な露光を行える。又、前記第2群の画素からの
出力信号は、各領域ごとに重み付けされるので、主要被
写体が存在する可能性の高い領域の露光を適正にするこ
とも可能である。
According to a third aspect of the present invention, there is provided an image pickup device in which a plurality of pixels are two-dimensionally arranged, and the image pickup device is for taking an image of a subject. The image pickup device converts the subject into image data. A first group of pixels used to
A second group of pixels used for performing photometry, the second group of pixels are arranged in each of a plurality of regions, and the output signals from the second group of pixels are Since it is used as data for photometry by performing a predetermined weighting for each area, by performing photometry for each of multiple areas on the shooting screen, even for subjects whose brightness distribution is extremely biased,
More appropriate exposure can be performed. Further, since the output signals from the pixels of the second group are weighted for each area, it is possible to properly expose the area where the main subject is likely to exist.

【0010】又、前記複数の領域とは、撮影画面の中央
に対応する中央領域と、その周辺に対応する周辺領域と
を含むと好ましい。主要被写体は、撮影画面の中央に位
置することが多いからである。
It is preferable that the plurality of areas include a central area corresponding to the center of the photographing screen and a peripheral area corresponding to the periphery thereof. This is because the main subject is often located in the center of the shooting screen.

【0011】更に、前記中央の領域に対応する前記第2
群の画素の出力信号は、前記周辺の領域に対応する出力
信号よりも、重み付けを大きくすると好ましい。主要被
写体に対する露光を適正にするためである。
Further, the second portion corresponding to the central region
The output signals of the pixels in the group are preferably weighted more than the output signals corresponding to the peripheral region. This is to properly expose the main subject.

【0012】又、前記第2群の画素の位置に対応する画
像データを、前記第2群の画素の周囲に位置する前記第
1群の画素の画像データに基づいて求めると、撮影によ
り得られる画像の画質を高く維持できる。
If the image data corresponding to the position of the pixel of the second group is obtained based on the image data of the pixel of the first group located around the pixel of the second group, it is obtained by photographing. Image quality can be maintained high.

【0013】更に、前記第2群の画素が、前記第1群の
画素の一部である、すなわち前記第2群の画素からも画
像データを取得できると、より高画質な画像を形成する
ことができる。
Further, if the pixels of the second group are a part of the pixels of the first group, that is, the image data can be obtained from the pixels of the second group, a higher quality image can be formed. You can

【0014】更に、前記撮像素子が、前記第2群の画素
に蓄積された電荷が閾値を超えたか否か判断する判断部
を有すると、ワンチップで撮像素子を構成できるため、
設計の自由度が向上する。このときの閾値は、外部より
設定が可能であると好ましい。
Further, if the image pickup device has a judging section for judging whether the charge accumulated in the pixels of the second group exceeds the threshold value, the image pickup device can be constructed by one chip.
The degree of freedom in design is improved. The threshold value at this time is preferably settable from the outside.

【0015】又、前記撮像素子が、前記第2群の画素に
蓄積された電荷を外部に出力する出力端子を有すると好
ましい。
Further, it is preferable that the image pickup device has an output terminal for outputting the electric charge accumulated in the pixels of the second group to the outside.

【0016】更に、一つの領域に前記第2群の画素が3
つ以上ある場合、そのうち一つの画素に蓄積された電荷
の値が、他の画素に蓄積された電荷の平均値に対して、
所定値以上高かった場合には、電荷の値が高かった画素
の電荷を除外して、前記閾値と比較すると、ライトのよ
うな発光する被写体による高輝度のデータを除外して、
露光制御を行えるので、より精度の高い露光制御が可能
となる。
Further, the pixels of the second group are 3 in one area.
If there are two or more, the value of the charge accumulated in one pixel is the average of the charges accumulated in other pixels,
When the value is higher than a predetermined value, the charge of the pixel having a high charge value is excluded, and when compared with the threshold value, the high-brightness data of a light-emitting subject such as a light is excluded,
Since the exposure control can be performed, more accurate exposure control can be performed.

【0017】又、前記第2群の画素に蓄積された電荷
は、同時に排出されると、露光制御を迅速に行え、又制
御がシンプルになるので好ましい。
Further, it is preferable that the charges accumulated in the pixels of the second group are discharged at the same time because the exposure control can be performed quickly and the control can be simplified.

【0018】更に、前記第2群の画素に蓄積された電荷
は、クロックに応じて排出されると、排出用の配線を少
なくすることができ、コスト低減を図れる。
Further, when the charges accumulated in the pixels of the second group are discharged in response to the clock, the number of wirings for discharging can be reduced and the cost can be reduced.

【0019】又、前記第2群の画素に蓄積された電荷
は、排出されることなく、その量が検出できるようにな
っていると、リアルタイムで被写体輝度を検出できるた
め好ましい。
Further, it is preferable that the amount of electric charge accumulated in the pixels of the second group can be detected without being discharged, because the subject brightness can be detected in real time.

【0020】更に、前記第2群の画素に対し、順次トリ
ガ信号を付与することによって、前記トリガ信号を付与
した順に、蓄積された電荷を排出すると、任意の順序で
電荷を排出できる。
Further, by sequentially applying a trigger signal to the pixels of the second group, and discharging the accumulated charges in the order in which the trigger signal is applied, the charges can be discharged in an arbitrary order.

【0021】又、前記第2群の画素は、電荷蓄積部を少
なくとも2つ有すると好ましい。
The second group of pixels preferably has at least two charge storage portions.

【0022】又、前記第2群の画素に蓄積された電荷
は、撮影画面に対応する中央側の画素から順に排出され
ると、中央に位置することが多い主要被写体に関して、
迅速に露光制御を行うことができる。
Further, when the charges accumulated in the pixels of the second group are sequentially discharged from the pixels on the center side corresponding to the photographing screen, with respect to the main subject often located at the center,
Exposure control can be performed quickly.

【0023】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、つまり画素画幅数の場合、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。
In the image pickup device according to the present invention, the pixels of the second group are turned on at the same time when the output signals (charges accumulated) are being discharged, that is, when the pixel image width is the number of pixels.
It is conceivable that the output is taken out by keeping (discharged state) or by accessing at high speed periodically. When there are a plurality of pixels in the second group, it is advisable to switch the pixels at high speed while scanning.

【0024】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 pixels arranged two-dimensionally, it is conceivable to provide a second group of pixels dedicated to acquisition of exposure control data in the image pickup section. For example, if a light receiving element is provided between pixels, it will have less effect on the image quality,
There is a problem that the wiring area increases. It is also conceivable to arrange pixels or light-receiving elements around the image pickup section. Further, it is conceivable to provide light-receiving elements arranged in a line in place of a single pixel. The charges accumulated in the pixels of the second group are
It may be considered to separate the exposure control data and the image data. At this time, the output of the pixel is smaller than the output of the pixel for extracting the image data, but amplification of this has an advantage that deterioration of the image quality is smaller than that obtained by interpolating from surrounding pixels.

【0025】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、予め設定した測光レべル
を越えたときに露光を終了させると好ましい。
Further, a pixel having a device structure capable of nondestructive read (that is, a pixel capable of obtaining the accumulated charge amount without discharging the charge) is provided for obtaining the exposure control data. The signals of the pixels of the second group can also be used as image data. In this case, for example, it is preferable to compare the data read before the flash emission with the data read after the flash emission and terminate the exposure when the preset photometric level is exceeded.

【0026】又、第1群の画素の一部を、第2群の画素
として利用する場合、特定の第1群の画素を固定して利
用する場合と、任意の第1群の画素を選んで、適応的に
第2群の画素として用いる場合とがある。特定の第1群
の画素に固定する場合、または専用に第2群の画素を設
ける場合は、色フィルタを載せない、或いはストロボ光
源等に適したフィルタを載せることができる。色フィル
タに関しては、RGBフィルタを採用した画素であれ
ば、RGBフィルタをそれぞれある一定の割合になるよ
うに受光素子を選ぶことにより、受光素子としての分光
感度特性を確保できる。例えば、隣接する4画素を受光
素子として利用する手法がある。このときRGB画素の
比率を変えることで、受光素子の分光感度特性を変える
こともできる。
Further, when a part of the pixels of the first group is used as the pixels of the second group, when a specific pixel of the first group is fixedly used, and when an arbitrary pixel of the first group is selected. Therefore, it may be adaptively used as a pixel of the second group. When fixing to a specific first group of pixels or when providing a second group of pixels exclusively, it is possible to mount no color filter or mount a filter suitable for a strobe light source or the like. Regarding the color filters, if the pixels adopt the RGB filter, the spectral sensitivity characteristics as the light receiving element can be secured by selecting the light receiving elements so that the RGB filters have a certain fixed ratio. For example, there is a method of using four adjacent pixels as a light receiving element. At this time, the spectral sensitivity characteristic of the light receiving element can be changed by changing the ratio of the RGB pixels.

【0027】[0027]

【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 below. FIG. 1 is an equivalent circuit diagram of a CMOS image sensor. Although only a single pixel 50 is shown in FIG. 1, the pixel 50 is arranged two-dimensionally. The 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 pixels 5 in the same scanning line.
This is a register for selecting 0. The timing generator 51 controls the entire sensor including these. In addition to the above configuration, it is possible to incorporate a CDS circuit, an AD converter, a signal processing circuit, and the like.

【0028】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 internal setting of the timing generator 51 can be performed externally by serial communication. In FIG. 1, only command input is viewed from the arrow, but 2-wire or 3-wire serial communication is assumed. By this serial communication, it is possible to set and change the registers inside the timing generator 51. As an exposure control signal, a dedicated terminal (T
Since RG1 and TRG2) are provided, they are transmitted via this terminal.

【0029】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 conceivable methods for controlling the image pickup device, but in this embodiment, the trigger signal T
The exposure is started at the rising edge of the pulse of RG1 and is ended at the falling edge of the pulse. And
When the trigger signal TRG2 rises after the pulse of the trigger signal TRG1 rises and before the pulse falls and the pulse amount of the trigger signal TRG1 rises, the exposure is finished at that point.

【0030】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 part will be described. In FIG. 1, the light-receiving operation for the sweeping operation in the pixel 50 is performed by the power source Vrst1 via the MOS transistor Q2.
Is performed by the photosensor section (that is, the photodiode) D1 connected to the. When sweeping out the charges of the photodiode D1, the output signal RG1 of the timing generator 51 is controlled to turn on the transistor Q2 so that the charges are swept out to the power supply Vrst1. By turning on the MOS transistors Q2 of all pixels, the charges of all the photodiodes are swept out, and the transistors Q2
Exposure is started from the point when is turned off. This part corresponds to the charge discharging part.

【0031】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。
A photodiode D is further provided for charge transfer.
1 is a capacitor C1 via a MOS transistor Q1
It is connected to the. This part corresponds to the charge storage part.
The output signal SG of the timing generator 51 is controlled,
By turning on the MOS transistors Q1 of all pixels, the charges of the photodiode D1 are transferred to the capacitor C1. Further, the exposure is completed by turning off the transistor Q1.

【0032】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 electric charge accumulated in the capacitor C1 of each pixel is turned on by turning on the MOS transistor Q5.
Is read out one pixel (or one line) to the outside via the. Pixels are selected by the vertical shift register 52 and the horizontal shift register 53 (transistor Q6 is turned on here).
By specifying the address. That is,
The charge can be read out only from the addressed pixel. At this time, it is possible to read out the electric charges as they are, but since they are easily affected by noise, in the present embodiment, they are once converted into a voltage and output.

【0033】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。
After that, the charge storage section is reset. More specifically, by turning on the MOS transistor Q3 at the same time after the reading is completed and before the next photographing is started, the charge of the capacitor C1 is swept out to the power source Vrst2 (cleared, that is, the power source Vr).
reset to st2). At this time, it is desirable to perform all pixels at the same time because the dark current noise amount between the pixels can be equalized. However, if the noise amount is sufficiently small, it may be performed pixel by pixel after reading. This charge is current-amplified and output by the amplifier 55 of the output section.

【0034】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 is omitted. In this case, by transferring the charge to the capacitor C1, the photodiode D1 can be cleared and the exposure can be started from there. The charges transferred to the capacitor C1 are read out and discarded during the exposure period.

【0035】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 non-volatile memory (charge storage section) is provided will be described. In an image pickup device including a non-volatile charge storage unit and a non-volatile charge storage unit, first, charges are transferred from the photosensor unit to the non-volatile charge storage unit at the same time for all pixels, and then one pixel at a time. It is preferable to transfer the charges to the charge storage section. This is because a flash memory or the like generally has a low writing speed and takes a long time to write, so that the writing timing is adjusted.

【0036】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、露光時間を制御する制御手段とし
ての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.
As described above, the vertical shift register 52 and the horizontal shift register 53, which are controlled by the image sensor control circuit 23 (including a timing generator) that receives a control signal from the MPU 27 as the control unit for controlling the exposure time, respectively, It is controlled and works.

【0037】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56Aa、56Baを
経て出力アンプ56A,56Bにより増幅され、重み付
け回路57により重み付けされた信号が、コンパレータ
7に入力されて、所定の基準値Vref(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55,56A、56B,
及び判断部であるコンパレータ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、測光レベルもしくは露光レベルに対応する基準値
Vref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Vrefを変えるための通信機能も有している。
In the present embodiment, a part of the pixel 50 is a pixel (second group of pixels) for performing photometry for detecting light from the subject for exposure control, and the remaining pixels (second group). One group of pixels) has a function of converting a subject image into image data. Therefore, the output signal from the pixel of the first group is amplified by the output amplifier 55 via the output terminal 55a and is output to the outside of the image sensor circuit 20, and the output signal from the pixel of the second group is output terminal. The signal amplified by the output amplifiers 56A and 56B via 56Aa and 56Ba and weighted by the weighting circuit 57 is input to the comparator 7 and compared with a predetermined reference value Vref (threshold value), and the result is obtained. It is designed to be output to 23. As shown in FIG. 2, the image pickup unit 54, the vertical shift register 52, the horizontal shift register 53, the image pickup device control circuit 23, the output amplifiers 55, 56A and 56B,
Also, the comparator 7, which is the determination unit, is integrated into one chip. Although not shown, the one-chip circuit also has a built-in register and a DA converter for setting the reference value Vref corresponding to the photometric level or the exposure level, and further rewriting this register from the outside. It also has a communication function for changing Vref.

【0038】ただし、図3に示す変形例のように、撮像
素子制御回路23からの比較基準となるデジタル信号
を、D/A変換回路58を介してアナログ信号に変換し
た後に、基準値としてVrefの代わりにコンパレータ
7に入力し、重み付けされた信号を比較するようにして
もよい。
However, as in the modified example shown in FIG. 3, after converting the digital signal as the comparison reference from the image sensor control circuit 23 into an analog signal through the D / A conversion circuit 58, Vref is used as the reference value. Alternatively, the weighted signals may be compared by inputting them to the comparator 7.

【0039】図4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、50
c(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、50c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、50c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。本実施の形態では、第2群の画素5
0cは、撮影画面中央に対応する領域(すなわち撮像素
子の受光部中央)に配置され、第2群の画素50bは、
撮影画面の周辺に対応する領域(すなわち撮像素子の受
光部周辺)に配置されている。
FIG. 4 is a schematic configuration diagram showing an array of pixels in the image pickup section 54. The pixels 50b, 50 of the second group are arranged at a predetermined interval in the pixels 50a of the first group which are two-dimensionally arranged.
c (shown by hatching) is arranged. In the present embodiment, in a general-purpose CMOS image sensor, a part of pixels for obtaining image data is used as pixels for exposure control, so that a low cost structure can be obtained.
According to this configuration, a part of the image data is used as the exposure control data, so that a state equivalent to a pixel defect (so-called black defect) occurs at the position of the pixel of the second group. However, it is considered that such a pixel defect does not cause a big problem because it can be corrected from the image data of the surrounding pixels, like a black defect that may occur normally. The number of pixels 50b and 50c in the second group is preferably about 30 to 100, assuming that the pixels 50a in the first group are 1M pixels. The pixels 50b and 50c of the second group are specified by the address and are preferably in a state of always outputting. In such a case, the outputs of a plurality of pixels can be combined to form one output. In the present embodiment, the second group of pixels 5
0c is arranged in a region corresponding to the center of the photographing screen (that is, the center of the light receiving portion of the image sensor), and the second group of pixels 50b is
It is arranged in a region corresponding to the periphery of the photographing screen (that is, in the periphery of the light receiving portion of the image sensor).

【0040】図5は、図4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5に示すよう
に、第1群の画素50aと、第2群の画素50b、50
cとは、それぞれ独立の配線W2,W1、W3により出
力アンプ55,56A、56Bに対して接続されてい
る。
FIG. 5 is a wiring diagram for signal extraction when the image pickup section of FIG. 4 is used. As shown in FIG. 5, the first group of pixels 50a and the second group of pixels 50b, 50
c is connected to the output amplifiers 55, 56A, 56B by independent wirings W2, W1, W3.

【0041】撮影画面の中央には、人物などの主要被写
体が存在することが多いので、かかる被写体に対してよ
り適正な露光が行われるよう、重み付け回路57で重み
付け処理が行われる。より具体的には、中央の画素50
cからの出力信号値をVcとし、周辺の画素50bから
の出力信号値をVb1〜Vb8としたときに、重み付け
信号値Vは、以下の式で与えられる。 V=(3×Vc+Vb1+Vb2+Vb3+Vb4+Vb5+Vb6+Vb7 +Vb8)/11 (1) 尚、重み付けの態様は、これ以外にも考えられる。
Since a main subject such as a person is often present in the center of the photographing screen, the weighting circuit 57 performs a weighting process so that the subject is more appropriately exposed. More specifically, the central pixel 50
When the output signal value from c is Vc and the output signal values from the peripheral pixels 50b are Vb1 to Vb8, the weighted signal value V is given by the following equation. V = (3 × Vc + Vb1 + Vb2 + Vb3 + Vb4 + Vb5 + Vb6 + Vb7 + Vb8) / 11 (1) The weighting mode may be other than this.

【0042】図6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及び結線を示す図である。
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、50c、50d(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、撮影
画面中央に対応する領域に2つの画素50cを配置し、
撮影画面上方に対応する領域に4つの画素50bを配置
し、画素50cの両側及び下側に6つの画素50dを配
置している。
FIG. 6 is a diagram showing the pixel arrangement and connection in the image pickup section 54 according to the modification of the present embodiment.
The second group of pixels 50b, 50c, and 50d (shown by hatching) are arranged between the first group of pixels 50a that are two-dimensionally arranged. In the present embodiment, two pixels 50c are arranged in the area corresponding to the center of the shooting screen,
Four pixels 50b are arranged in a region corresponding to the upper part of the photographing screen, and six pixels 50d are arranged on both sides and a lower side of the pixel 50c.

【0043】撮影画面の上方は空であり、下方は地面で
あるシーンも多い。従って露光をより適正にするのは、
撮影画面下方の方が好ましい。従って、重み付け回路5
7で重み付け処理は、以下のように行われる。中央の画
素50cからの出力信号値をVc1,Vc2とし、上方
の画素50bからの出力信号値をVb1〜Vb4とし、
下方の画素50dからの出力信号値をVd1〜Vd6と
したときに、重み付け信号値Vは、以下の式で与えられ
る。 V=(5×(Vc1+Vc2)+3×(Vd1+Vd2+Vd3+Vd4+V d5+Vd6)+Vb1+Vb2+Vb3+Vb4)/32 (2) 尚、重み付けの態様は、これ以外にも考えられる。中央
の領域の画素50cを3つ以上としてもよい。又、一つ
の領域に3つ以上の画素50cを配置したときは、その
平均値からかけ離れた画素の出力信号値を、異常値とし
て除外してもよい。
There are many scenes in which the upper part of the photographing screen is the sky and the lower part is the ground. Therefore, to make the exposure more appropriate,
The lower part of the shooting screen is preferable. Therefore, the weighting circuit 5
The weighting process in 7 is performed as follows. The output signal values from the central pixel 50c are Vc1 and Vc2, the output signal values from the upper pixel 50b are Vb1 to Vb4,
When the output signal value from the lower pixel 50d is Vd1 to Vd6, the weighting signal value V is given by the following equation. V = (5 × (Vc1 + Vc2) + 3 × (Vd1 + Vd2 + Vd3 + Vd4 + Vd5 + Vd6) + Vb1 + Vb2 + Vb3 + Vb4) / 32 (2) The weighting mode may be other than this. The number of pixels 50c in the central region may be three or more. Further, when three or more pixels 50c are arranged in one region, the output signal value of a pixel far from the average value thereof may be excluded as an abnormal value.

【0044】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 second group of pixels. 1) A method of simultaneously accessing all the light receiving elements, reading signals at the same time, adding them, and taking them out. In this case, the signals are read by designating the XY addresses so that the output transistors of all the light receiving elements are turned on. 2) A method of reading at high speed by switching pixel by pixel. In this case, it is necessary to consider the case of using a strobe and read out the signal at a time interval sufficiently short with respect to the emission time of the strobe light. The signals read out pixel by pixel are added externally. 3) A method combining the above. This is a method in which the light receiving elements are divided into several groups and read out for each group.

【0045】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, it is possible to perform photometry with a fast response speed, and it is possible to perform photometry without using a complicated circuit or a complicated photometry algorithm. . The method 2) depends on the number of light receiving elements because the flash light emission time is about several hundred μs, but if the number of pixels of the second group is about 100, then
An access speed of 0 ns or less, preferably about 10 ns or less is required, but fine metering control as described later can be performed. The method of 3) is in the middle,
It has both advantages and disadvantages. For example, the signal of the light receiving element for one column is read out simultaneously, and the signal is sequentially read over all the columns and read out.

【0046】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。
When individually reading, signals can be used adaptively. In the case of a CMOS type image pickup device, a signal can be read out for each pixel, so that, for example, during stroboscopic photography, the signal can be used by paying attention to a pixel that changes largely after strobe light emission. Initially, signals are read from all the pixels of the second group, but if there is a pixel having a large change after stroboscopic light emission, some or all of them are selected and only the signal from that pixel is read. That is, for example, when a person is photographed, the portion where the amount of reflected light such as the face or body is desired to be measured is focused and the light is measured. Further, in this case, the number of pixels of the second group to be used is reduced, so that the read cycle is shortened and the resolution in the time axis direction is increased,
More accurate photometry becomes possible. Further, when the dedicated second group of pixels is provided, the readout circuit can also be provided exclusively. Although the output circuit can be provided exclusively, it can be shared with the output of the image signal.

【0047】図7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7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,
20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. 7 is a diagram showing a schematic structure of an electronic still camera which is an example of the image pickup apparatus according to the present embodiment. In FIG. 7, 27 is an MPU that determines the aperture and shutter speed, and outputs control signals to various circuits.
Reference numeral 20 denotes a light emitting circuit that receives a trigger signal (light emission start signal) from the MPU 27 and causes the strobe 2, which is a light emitting device, to emit light, 21 denotes a photographing lens that collects reflected light from the subject 3, and 22 denotes FIG. It is a CMOS image sensor shown in FIG. An image sensor control circuit 23 controls the exposure amount of the image sensor 22 in response to a stop signal from the comparator 7 which is a determination unit. The operation of the electronic still camera configured as described above is as follows.

【0048】図8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8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5
0μs〜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。)。但し本実施の形態では、先ず、通常のAEモ
ードの場合においては、撮影レンズ21を通して撮像素
子22の第2群の画素50b、50c(図4)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秒以上の場合には、ストロボモードが自動的に
設定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TRG1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 the present embodiment will be described with reference to the strobe emission characteristic diagram shown in FIG. A curve f shown in FIG. 8 is a strobe emission curve when the strobe 2 is fully emitted. In the present embodiment, the longest light emission time T2 of the strobe 2 from the time ts when the shutter is closed is set on the basis of the preset shutter speed (for example, 1/60 second corresponds to t1 to ts) in the strobe mode. (Usually 5
Strobe 2 at time tx, which is only 0 μs to 500 μs)
Light is emitted (the light emission amount is not controlled, and full light emission is sufficient). However, in the present embodiment, first, in the case of the normal AE mode, the brightness of the object is measured by the light incident on the pixels 50b and 50c (FIG. 4) of the second group of the image sensor 22 through the taking lens 21. The aperture and shutter time are determined by the MPU 27, and the strobe mode is automatically set when the shutter time is 1/60 seconds or more. Now, at time t1, the image sensor control circuit 23 gives a signal TRG1 to the timing generator 51, thereby sweeping out the charges in the photosensor section (photodiode D1 of FIG. 1) to start the exposure.

【0049】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8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 the PU 27 triggers, the light emitting circuit 120 causes the strobe 2 to emit light. The subject 3 is illuminated by strobe light emission. The reflected light from the subject 3 enters the image sensor 22 via the taking lens 21. During this time, the flash emission amount increases rapidly as shown in FIG. At time tx, the integration start signal enters the integration circuit (not shown) at the same time as the strobe light emission signal from the MPU 27. This allows
Integration of strobe light starts.

【0050】積分回路は、第2群の画素50b、50c
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測光レベルに達し
た時刻ts′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MPU
27を通して出力してもよい。
The integrator circuit includes a second group of pixels 50b and 50c.
The output of is integrated and its output increases with time. Then, at time ts' when the output reaches a predetermined standard photometric level, the comparator 7 operates and outputs a stop signal. Stop signal from comparator 7 to MPU
It may be output through 27.

【0051】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 pickup device control circuit 23 outputs the signal TRG2 to the timing generator 51 (FIG. 1), thereby ending the exposure operation of the image pickup device 22. As a result, the image information of the subject 3 in the optimal exposure state is stored in the charge storage section in each pixel. At this time, the integration time of the image sensor 22 is t1 to t
becomes s', and from the first setting (t1 to ts), (ts-t
s'), but this quantity is very short, (ts-
Since t1 >>ts-ts'), there is no problem, and the shutter speed (for example, 1/6) in the flash mode is originally set.
0 seconds t1 to ts) is not a particularly meaningful number, so there is no problem.

【0052】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 strobe 2 continues to emit light even after the time ts' has elapsed, and is extinguished at the time ts (the time during which the strobe 2 emits light is T2). A region A is an exposure amount for an image integrated by the image sensor 22, and a region B is an exposure amount for not contributing to image formation. As described above, according to the present embodiment, it is possible to store the charge charge amount at the time when the optimum exposure amount is reached in the storage unit without stopping the stroboscopic light emission in which precise control of the light emission amount is difficult. . As a result, the exposure amount can be controlled with high accuracy with a simple configuration when the flash fires.

【0053】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-mentioned concept of exposure control can be applied to daytime synchronization (a subject image with an appropriate exposure can be obtained by causing a strobe to emit light when the subject is backlit), and at this time, it is initially set. Shutter speed (1/60 of the above example
Except that (equivalent to seconds) changes depending on the brightness of the subject,
This is the same as the above example. However, if the shutter time becomes too short at this time, the above-mentioned ts-t1 >>ts-ts' will not hold and the exposure accuracy will be affected. At this time, therefore, the aperture will be made small, and the shutter time will be lengthened to some extent. It is necessary to devise. An example will be described. For example, it is assumed that the set exposure amount is reached immediately after the strobe emits light and the shutter is closed. That is, the shutter time shift (ts-ts') is almost equal to the longest flash emission time.
There was.

【0054】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 keep the shutter speed deviation within -0.2 EV, if the strobe light emission time is yms and the shutter speed at which stroboscopic photography is possible is x ms, then y <(1-2
-0. 2 ) x. Therefore, to enable shutter speed up to 1/250, strobe light emission time is 517 μs or less, and up to 1/500 is strobe light emission time is 258 μs or less, and strobe light emission is possible to up to 1/1000. The time is 129 μs or less. Similarly, to keep the shutter speed deviation within -0.4 EV, y
<(1-2 −0.4 ) x, so shutter speed 1 /
Up to 250 968μs or less, up to 1/500 4
84 μs or less, up to 1/1000 242 μs or less,
If it is up to 1/2000, it will be 121 μs or less, and if the shutter-second deviation is large, the subject hit by the strobe will be properly exposed, but the part where the strobe light cannot reach will be underexposed or overexposed.

【0055】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 strobe emission time (50 μs to 5 μs)
00 μs) is not fixed but can be linked to distance information from an AF (autofocus) system (not shown). For example, if (subject distance) × (aperture) is small considering the set aperture, the amount of light emission can be small, and thus ts−tx can be estimated to be small. On the contrary, if (subject distance) × (diaphragm) is large, a large amount of light emission is required, and ts−tx can be estimated long.

【0056】図9は、(被写体距離)×(絞り)が小の
時のストロボ発光特性を、図10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9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10に示すようにA領域は大きくなる。
FIG. 9 shows stroboscopic light emission characteristics when (subject distance) × (aperture) is small, and FIG. 10 shows (subject distance) ×
FIG. 6 is a diagram showing strobe emission characteristics when the (aperture) is large. As mentioned above, (subject distance) x (aperture)
When is small, the amount of light emission is small, so that the area A becomes small as shown in FIG. On the other hand, when (subject distance) × (diaphragm) is large, a large amount of light emission is required, and the area A becomes large as shown in FIG.

【0057】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。
If such a method is used, even if the shutter speed becomes short during 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. Therefore, faster daytime synchronization becomes possible.
Of course, when ts 'comes after ts, the initially set ts is ignored, and the integration of the solid-state image sensor continues until ts', that is, until the stop signal is output. However, although not shown in the figure, when the amount of light emission is insufficient and the stop signal is not output, the charge accumulated in the photosensor unit is discharged at either ts or ts'. That is, the shutter is closed. Alternatively, after a lapse of a time longer than ts or ts', the shutter speed at the limit of camera shake (for example, 1 /
60 seconds) or the slowest shutter speed (eg 1 /
The exposure may be completed by forcibly transferring the electric charge accumulated in the photosensor portion for 8 seconds).

【0058】次に、図11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113のステップS10
1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S10
3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、50cの重み付けした出力
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、50
cから連続して読み出したデータを重み付けした値に基
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. 11 will be described. Step S10 in FIG. 113
In step 1, when the photographer turns on the main switch, electric power is supplied to each unit in step S102.
At 3, a capacitor (not shown) in the flash light emitting circuit 120 is charged. Strobe charging may be performed only when necessary. Furthermore, in step S104, the photographer waits for the release button (not shown) to be pressed. When the release button is pressed, in step S105, the MPU2
7 starts exposure control for exposure control using the weighted outputs of the pixels 50b and 50c of the second group, and after exposure control is completed in step S106, it is determined in step S107 whether strobe light emission is necessary. To do. Although various modes of exposure control can be considered, the pixels 50b, 50 of the second group
The optimum exposure condition can be determined based on the value obtained by weighting the data continuously read from c.

【0059】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, when it is determined that the stroboscopic light emission is necessary because the illuminance of the subject is low, the MPU 27 starts the exposure in step S108 and sends a trigger signal to the light emitting circuit 120 in step S109 to cause the strobe 2 to emit light. .

【0060】露光開始後、または発光直前から、第2群
の画素50b、50c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、50c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。
The signal reading from the pixels 50b and 50c of the second group is started after the exposure is started or immediately before the light emission. Read the output every clock and check the output value. The pixel signals are used as they are for the pixels 50b and 50c of each second group. The signals from each pixel are read simultaneously for each clock. That is, the output of each pixel is added and read. Starting reading out before strobe light emission corresponds to resetting each pixel before light emission.

【0061】ステップS110で、第2群の画素50
b、50c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120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50
a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、MP
U27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 50
Based on the outputs from b and 50c, it is determined whether or not the strobe light emission amount exceeds a predetermined value. If the MPU 27 determines that the strobe light emission amount has exceeded the predetermined value, the MPU 27 sends a stop signal to the light emission circuit 120 to forcibly end the strobe light emission or end the exposure (the first group of pixels 50).
a) stop the charge accumulation or discharge the charge). On the other hand, if it is determined that the flash emission amount has not exceeded, MP
The U 27 waits until the scheduled exposure time ends in step S113, and completes the exposure operation in step S114.

【0062】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, when it is determined that the stroboscopic light emission is unnecessary because the illuminance of the subject is high, the MPU 27 starts the exposure in step S112 without performing the stroboscopic light emission, and ends the scheduled exposure time in step S113. Waits until the exposure operation is completed in step S114.

【0063】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
The image signal is read from the first group of pixels 50a and stored in a memory (not shown) in step S16. The power supply is cut off as necessary (step S117).

【0064】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、50c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(測光レベル)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 will be given. After the strobe light emission, the second light read after the light emission is triggered by the light emission.
The pixel signals of the pixels 50b and 50c of the group are integrated every clock. The integrated value is compared with a preset threshold value (photometric level) in the comparator 7,
When the threshold value is reached, a stop signal is output to the image sensor control circuit, and the electronic shutter of the image sensor is closed to end the exposure.

【0065】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12を参照して後述するが、場合によっ
ては、第2群の画素50b、50c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
を測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, in addition to reading every clock, an output may be taken out in a state where a signal line is directly connected from a pixel which has been reset and cleared once. In this case, the strobe light is integrated by the pixel. It is recommended that the signal obtained by adding the outputs of the respective pixels (light receiving elements) be compared by the comparator 7. As will be described later with reference to FIG. 12, the pixels 50b and 50c of the second group can be selected in some cases. For example, when the pixels that receive light from a high-luminance subject are the pixels of the second group, it may not be possible to ignore the intensity of the strobe light. When the output of such a pixel is used for photometry control, an error may occur in the detection of the amount of strobe light. In order to eliminate this, the pixel of the second group is scanned in advance to detect whether or not the high-intensity subject light is received, and when it is received, this pixel is excluded so as not to be used as a light-receiving element. Is. However, since the strobe light emits relatively strong light in a short time, the influence of the normal light within the light emission time may be negligible, and in that case, the selection work may be omitted.

【0066】本実施の形態では予め設定した測光レベル
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。測光レべル等の設定は外部から行っても
良い。
In the present embodiment, when the output of the pixels of the second group reaches the preset photometric level, the stop signal is output from the comparator 7 and input to the image sensor control circuit 23. As a result, the image sensor control circuit ends the exposure of the image sensor. The above functions can be integrated on the image sensor 22. The photometric level and the like may be set externally.

【0067】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 pickup device are used as the second group of pixels, in the BGR filter, there are a method in which the pixels are represented by green pixels and a method in which the BGR pixels are selected and represented in a well-balanced manner. It is possible to mount another color filter only on the pixels of the second group, or not to mount it.

【0068】図12は、図11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11のステップ
S106で、露光制御が終了した後、図12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、50c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、50c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、MPU27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、ストロボ反射光の測光を行う。
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. 12 is a diagram showing a photographing control flow for explaining in detail the modified example of the strobe exposure control of FIG. The present modification shows control when light from a high-luminance subject such as a light emitter such as a light enters a pixel of the second group. After the exposure control ends in step S106 in FIG. 11, the MPU 27 determines in step S201 in FIG. 12 whether the second group of pixels 50b and 50c that have received the light from the high-luminance subject should be divided. If the MPU 27 determines that the pixels should be divided,
The pixels 50b and 50c of the second group are scanned at high speed (the output of each pixel is checked). If the output of any of the pixels is lower than the specified value (threshold value), it is determined that the light is not from the high-luminance subject, and the MPU 27 registers the pixel. on the other hand,
If the output of any of the pixels is equal to or greater than the specified value (threshold value), it is determined that the light is from a high-luminance subject, and the MPU 27 determines
Excluding such pixels, the photometry of the strobe reflected light is performed.
The threshold value may be a fixed value, but when there are three or more pixel signals, it is possible to find the average value and exclude the pixel signals that are far from the average value.

【0069】ステップS206で全ての第2群の画素5
0b、50cのスキャンが終了した場合、又は、ステッ
プS201で、高輝度被写体からの光を受けた第2群の
画素50b、50c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、50cをリ
セットし、ステップS209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S
210で、MPU27は、第1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S2
13で予定時間が過ぎるのを待った上で、図11のステ
ップS114で露光を終了する。
In step S206, all the pixels 5 of the second group
When the scan of 0b and 50c is completed, or when it is determined in step S201 that it is not necessary to divide the pixels 50b and 50c of the second group that received the light from the high-brightness subject, the MPU 27 performs exposure in step S207. Start
In step S208, the pixels 50b and 50c of the second group are reset, and in step S209, the flash light emitting circuit 120 is
Strobe light 2 is emitted via. After that, step S
In 210, the MPU 27 reads the signal output from the pixel 50a of the first group, in step S211, integrates the signal, compares the integrated value with a specified value (threshold value), and if it exceeds the specified value. In step S214, the stroboscopic light emission is stopped, or the exposure is ended (the charge accumulation in the pixel 50a of the first group is stopped or the charge is discharged).
After waiting for the scheduled time to pass in step 13, the exposure is ended in step S114 in FIG.

【0070】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、50cとを独立させてい
る。しかしながら、第2群の画素50b、50c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、50c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 image data acquisition and the second group of pixels 50b, 50c for exposure control data acquisition are independent. However, if the pixels 50b and 50c of the second group are so-called non-destructive readable pixels, the amount of the accumulated charges can be confirmed without being taken out, so that the pixels are accumulated in the pixels 50b and 50c of the second group. The charged electric charges can be used as a part of the image data, whereby the image quality can be improved. Alternatively, the integration may be started after the charge of the pixels 50b of the second group is completely discharged and then the charge of the pixels 50a of the first group can be output.

【0071】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。
As described above, since the charge of any pixel can be read out by using the CMOS type image pickup device, a part of the pixels of the image pickup device 22 can be used for acquiring exposure control data as in the present embodiment. Therefore, the light receiving element for measuring the field brightness, which is provided in the prior art, becomes unnecessary, and the cost can be reduced and the degree of freedom in appearance design can be increased.

【0072】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、ストロボ反射光の測光に限ら
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, the present invention should not be construed as being limited to the above embodiments, and it goes without saying that appropriate modifications and improvements are possible. is there. For example, the present invention can be used for general exposure control, not limited to photometry of strobe reflected light. or,
The present invention is not limited to the electronic still camera, but can be applied to various imaging devices such as a radiation imaging device.

【0073】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 possible to use only the pixels on which the G filter is mounted as the second group of pixels for acquiring the 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 photometry, the pixel of the second group is selected from the pixel in the center of the image pickup section, and in the case of average photometry, the second group of pixels is selected from the entire image pickup section. It is also possible to select a group of pixels.

【0074】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。
The terminal for acquiring image data and the terminal for acquiring exposure data may be shared, or a separate strobe light amount integration output terminal may be provided. When scanning and reading the signals from the pixels of the second group, the signals can be read separately for each part. For example, since an important subject is often located in the center, it is possible to read from the center, read it in columns or rows, or read it in a spiral shape. By providing two memories (charge storage units) in one pixel and separately recording the image charge before strobe light emission and the image charge after light emission, the data before light emission can be acquired without damage. In order to control the strobe light emission time, it is possible to estimate an appropriate amount of light in advance and make the light emission earlier by the amount corresponding to the exposure end time.

【0075】[0075]

【発明の効果】本発明の画像処理システムによれば、必
要な部品数や調整工数を減少させることにより、コスト
が低く、デザイン的にも制約の少ない又誤差の小さい測
光の可能な撮影装置及びそれに用いる撮像素子を提供す
ることができる。
According to the image processing system of the present invention, the number of necessary parts and the number of adjustment steps are reduced, so that the cost is low, the design is not restricted, and the photometry is possible with a small error. It is possible to provide an image sensor used for that purpose.

【図面の簡単な説明】[Brief description of 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 the present 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】図1の撮像素子を含む撮像素子回路の変形例の
概略構成図である。
FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a modified example of an image sensor circuit including the image sensor of FIG.

【図4】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. 4 is a schematic configuration diagram showing an array of pixels in an image pickup section.

【図5】図4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。
5 is a wiring diagram for signal extraction when the image pickup unit in FIG. 4 is used.

【図6】変形例にかかる撮像部の、画素配置及び信号取
り出し用の配線図である。
FIG. 6 is a wiring diagram for pixel arrangement and signal extraction of an image pickup unit according to a modification.

【図7】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. 7 is a diagram showing a schematic configuration of an electronic still camera which is an example of an image capturing apparatus according to the present embodiment.

【図8】ストロボ発光特性図である。FIG. 8 is a strobe emission characteristic diagram.

【図9】(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. 9 is a diagram showing stroboscopic light emission characteristics when (subject distance) × (aperture) is small.

【図10】(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. 10 is a diagram showing strobe emission characteristics when (subject distance) × (aperture) is large.

【図11】本実施の形態の撮影制御フローを示す図であ
る。
FIG. 11 is a diagram showing a shooting control flow of the present embodiment.

【図12】図11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. 12 is a diagram illustrating a shooting control flow for describing in detail a modified example of the flash exposure control in FIG.

【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(周辺または上部領域) 50c 第2群の画素(中央領域) 50d 第2群の画素(下部領域) 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 57 重み付け回路 2 Strobe 7 comparator 22 CMOS image sensor 23 Image sensor control circuit 27 MPU 50 Imaging unit 50a First group of pixels 50b Second group of pixels (peripheral or upper area) 50c Second group of pixels (central region) 50d Second group of pixels (lower area) 51 Timing generator 52 Vertical shift register 53 Horizontal shift register 57 Weighting circuit

───────────────────────────────────────────────────── 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 5/335 H04N 5/335 Q (72)発明者 保坂 隆男 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 DB04 DB06 DB11 DB15 DB19 DB23 DB24 DB26 DB27 DB29 DB30 DB31 GA24 HA04 JA07 5C022 AA13 AB06 AC42 AC69 5C024 BX01 CY17 DX04 EX11 GX03 GY31 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) H04N 5/335 H04N 5/335 Q (72) Inventor Takao Hosaka 1 Sakura-cho, Hino-shi, Tokyo Konica Stock Company (72) Inventor Hiroshi Kobayashi 1 Sakura-cho, Hino City, Tokyo Konica stock company (72) Inventor Atsushi Takayama 2970 Ishikawa-cho, Hachioji-shi, Tokyo Konica stock company (72) Inventor Koichi Sato Tokyo 2970 Ishikawa-cho, Hachioji-shi Konica stock company (72) Inventor Sogo Kitada 2970 Ishikawa-cho, Hachioji-shi Tokyo Konica stock company F-term (reference) 2H002 DB01 DB04 DB06 DB11 DB15 DB19 DB23 DB24 DB26 DB27 DB29 DB30 DB31 GA24 HA04 JA07 5C022 AA13 AB06 AC42 AC69 5C024 BX01 CY17 DX04 EX11 GX03 GY31

Claims (16)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 複数の画素を2次元的に配置した撮像素
子を有し、被写体を撮影するための撮影装置において、 前記撮像素子は、被写体を画像データに変換するために
用いられる第1群の画素と、測光を行うために用いられ
る第2群の画素とにより構成されたものであり、 前記第2群の画素は、複数の領域毎に配置され、前記第
2群の画素からの各領域毎の出力信号に基づき、露光時
間を制御する制御手段を有することを特徴とする撮影装
置。
1. An imaging device for imaging an object, comprising an imaging element having a plurality of pixels arranged two-dimensionally, wherein the imaging element is a first group used for converting the object into image data. And pixels of a second group used for performing photometry, the pixels of the second group are arranged in each of a plurality of regions, and each pixel from the pixels of the second group is arranged. An image pickup apparatus comprising: a control unit that controls an exposure time based on an output signal for each area.
【請求項2】 複数の画素を2次元的に配置した撮像素
子を有し、被写体を撮影するための撮影装置において、 前記撮像素子は、被写体を画像データに変換するために
用いられる第1群の画素と、測光を行うために用いられ
る第2群の画素とにより構成されたものであり、 前記第2群の画素は、複数の領域毎に配置され、各領域
毎の前記第2群の画素からの出力信号を増幅する出力ア
ンプが、各領域に応じて設けられ、前記第2群の画素か
らの出力信号に基づき、測光用データが得られることを
特徴とする撮影装置。
2. An imaging device for imaging a subject, comprising an imaging device having a plurality of pixels arranged two-dimensionally, wherein the imaging device is a first group used for converting the subject into image data. And a second group of pixels used for performing photometry, the second group of pixels are arranged in each of a plurality of regions, and the second group of pixels in each region are arranged. An imaging device, wherein an output amplifier for amplifying an output signal from a pixel is provided for each area, and photometric data is obtained based on the output signal from the pixel of the second group.
【請求項3】 複数の画素を2次元的に配置した撮像素
子を有し、被写体を撮影するための撮影装置において、 前記撮像素子は、被写体を画像データに変換するために
用いられる第1群の画素と、測光を行うために用いられ
る第2群の画素とにより構成されたものであり、 前記第2群の画素は、複数の領域毎に配置され、前記第
2群の画素からの出力信号は、各領域毎に所定の重み付
けを行うことで測光用データとして用いられることを特
徴とする撮影装置。
3. An imaging device for imaging a subject, comprising an imaging device having a plurality of pixels arranged two-dimensionally, wherein the imaging device is a first group used for converting the subject into image data. And pixels of a second group used for performing photometry, the pixels of the second group are arranged in each of a plurality of regions, and output from the pixels of the second group. The signal is used as photometric data by performing a predetermined weighting for each area.
【請求項4】 前記複数の領域とは、撮影画面の中央に
対応する中央領域と、その周辺に対応する周辺領域とを
含むことを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載
の撮影装置。
4. The photographing according to claim 1, wherein the plurality of regions include a central region corresponding to the center of the photographing screen and a peripheral region corresponding to the periphery thereof. apparatus.
【請求項5】 前記中央の領域に対応する前記第2群の
画素の出力信号は、前記周辺の領域に対応する出力信号
よりも、重み付けを大きくすることを特徴とする請求項
3又は4に記載の撮影装置。
5. The output signal of the pixel of the second group corresponding to the central area is weighted more than the output signal corresponding to the peripheral area. The imaging device described.
【請求項6】 前記第2群の画素の位置に対応する画像
データは、前記第2群の画素の周囲に位置する前記第1
群の画素の画像データに基づいて求められることを特徴
とする請求項1乃至5のいずれかに記載の撮影装置。
6. The image data corresponding to the positions of the pixels of the second group is the first data located around the pixels of the second group.
The photographing apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein the photographing device is obtained based on image data of pixels of the group.
【請求項7】 前記第2群の画素は、前記第1群の画素
の一部であることを特徴とする請求項1乃至6のいずれ
かに記載の撮影装置。
7. The image pickup apparatus according to claim 1, wherein the pixels of the second group are a part of the pixels of the first group.
【請求項8】 前記撮像素子は、前記第2群の画素に蓄
積された電荷が閾値を超えたか否か判断する判断部を有
することを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載
の撮影装置。
8. The image pickup device according to claim 1, further comprising a determination unit that determines whether or not the charge accumulated in the pixels of the second group exceeds a threshold value. Imaging device.
【請求項9】 前記撮像素子は、前記第2群の画素に蓄
積された電荷を外部に出力する出力端子を有することを
特徴とする請求項1乃至8のいずれかに記載の撮影装
置。
9. The image pickup apparatus according to claim 1, wherein the image pickup device has an output terminal that outputs the electric charge accumulated in the pixels of the second group to the outside.
【請求項10】 一つの領域に前記第2群の画素が3つ
以上ある場合、そのうち一つの画素に蓄積された電荷の
値が、他の画素に蓄積された電荷の平均値に対して、所
定値以上高かった場合には、電荷の値が高かった画素の
電荷を除外して、前記閾値と比較することを特徴とする
請求項1乃至9のいずれかに記載の撮影装置。
10. When there are three or more pixels of the second group in one region, the value of the electric charge accumulated in one of the pixels is relative to the average value of the electric charges accumulated in other pixels. 10. The image capturing apparatus according to claim 1, wherein, when the charge value is higher than a predetermined value, the charge of the pixel having a high charge value is excluded and compared with the threshold value.
【請求項11】 前記第2群の画素に蓄積された電荷
は、同時に排出されることを特徴とする請求項1乃至1
0のいずれかに記載の撮影装置。
11. The charge accumulated in the pixels of the second group is discharged at the same time.
0. The imaging device according to any one of 0.
【請求項12】 前記第2群の画素に蓄積された電荷
は、クロックに応じて排出されることを特徴とする請求
項1乃至11のいずれかに記載の撮影装置。
12. The imaging device according to claim 1, wherein the charges accumulated in the pixels of the second group are discharged according to a clock.
【請求項13】 前記第2群の画素に蓄積された電荷
は、排出されることなく、その量が検出できるようにな
っていることを特徴とする請求項1乃至12のいずれか
に記載の撮影装置。
13. The charge accumulated in the pixels of the second group can be detected without being discharged, and the charge of the second group of pixels can be detected. Imaging device.
【請求項14】 前記第2群の画素に対し、順次トリガ
信号を付与することによって、前記トリガ信号を付与し
た順に、蓄積された電荷を排出することを特徴とする請
求項1乃至13のいずれかに記載の撮影装置。
14. The accumulated charge is discharged in the order in which the trigger signal is applied by sequentially applying a trigger signal to the pixels of the second group. The imaging device according to claim 1.
【請求項15】 前記第2群の画素は、電荷蓄積部を少
なくとも2つ有することを特徴とする請求項1乃至14
のいずれかに記載の撮影装置。
15. The pixel of the second group has at least two charge storage units.
The imaging device according to any one of 1.
【請求項16】 前記第2群の画素に蓄積された電荷
は、撮影画面に対応する中央側の画素から順に排出され
ることを特徴とする請求項1乃至15のいずれかに記載
の撮影装置。
16. The image capturing apparatus according to claim 1, wherein the charges accumulated in the pixels of the second group are sequentially discharged from the pixel on the center side corresponding to the image capturing screen. .
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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