JP2003179820A - Ｃｍｏｓ型固体撮像素子を用いた撮像システムおよび撮像装置 - Google Patents
Ｃｍｏｓ型固体撮像素子を用いた撮像システムおよび撮像装置Info
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- JP2003179820A JP2003179820A JP2001376668A JP2001376668A JP2003179820A JP 2003179820 A JP2003179820 A JP 2003179820A JP 2001376668 A JP2001376668 A JP 2001376668A JP 2001376668 A JP2001376668 A JP 2001376668A JP 2003179820 A JP2003179820 A JP 2003179820A
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- image pickup
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
- H04N25/71—Charge-coupled device [CCD] sensors; Charge-transfer registers specially adapted for CCD sensors
- H04N25/74—Circuitry for scanning or addressing the pixel array
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
- H04N23/60—Control of cameras or camera modules
- H04N23/65—Control of camera operation in relation to power supply
- H04N23/651—Control of camera operation in relation to power supply for reducing power consumption by affecting camera operations, e.g. sleep mode, hibernation mode or power off of selective parts of the camera
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
- H04N23/40—Circuit details for pick-up tubes
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来のＣＭＯＳ型固体撮像素子などのイメー
ジセンサにおいては、撮影環境の明るさに応じてセンサ
の感度すなわち各画素における電荷蓄積時間を調整する
いわゆる自動アイリス制御やホワイトバランス調整など
の自動制御が行われているので、低消費電力化のために
イメージセンサのフレームレートを遅くすると、自動制
御系の動作も遅くなり、画質が劣化するという課題があ
る。 【解決手段】 ＣＭＯＳ型固体撮像素子を用いた撮像シ
ステムにおいて、ＣＭＯＳ型固体撮像素子（１０）は常
時フルフレームレートで動作させる一方、ＣＭＯＳ型固
体撮像素子からの画像信号を処理する回路（２０）は、
電源投入時や撮影環境の変化時にのみフルフレーム処理
に近い速度で動作させ、アイリス制御などの自動制御が
安定した時点でフレーム処理速度を低レートに切り換え
るようにした。
ジセンサにおいては、撮影環境の明るさに応じてセンサ
の感度すなわち各画素における電荷蓄積時間を調整する
いわゆる自動アイリス制御やホワイトバランス調整など
の自動制御が行われているので、低消費電力化のために
イメージセンサのフレームレートを遅くすると、自動制
御系の動作も遅くなり、画質が劣化するという課題があ
る。 【解決手段】 ＣＭＯＳ型固体撮像素子を用いた撮像シ
ステムにおいて、ＣＭＯＳ型固体撮像素子（１０）は常
時フルフレームレートで動作させる一方、ＣＭＯＳ型固
体撮像素子からの画像信号を処理する回路（２０）は、
電源投入時や撮影環境の変化時にのみフルフレーム処理
に近い速度で動作させ、アイリス制御などの自動制御が
安定した時点でフレーム処理速度を低レートに切り換え
るようにした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＣＭＯＳ型固体撮
像素子を用いた撮像システムに適用して有効な技術さら
には画像フレームの処理速度を下げて低消費電力化を図
る技術に関するものであって、例えば携帯電話機のよう
な通信機能を有する携帯用電子機器に搭載されるカメラ
機能に利用して有効な技術に関するものである。
像素子を用いた撮像システムに適用して有効な技術さら
には画像フレームの処理速度を下げて低消費電力化を図
る技術に関するものであって、例えば携帯電話機のよう
な通信機能を有する携帯用電子機器に搭載されるカメラ
機能に利用して有効な技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ビデオカメラや電子スチールカメラなど
のデジタルカメラに用いられるイメージセンサとして
は、ＣＣＤ型固体撮像素子とＣＭＯＳ型固体撮像素子が
ある。このうちＣＭＯＳ型固体撮像素子は、ＣＣＤ型固
体撮像素子に比べて消費電力が少なく、デジタルカメラ
の小型／軽量化に適しているという利点がある。ＣＣＤ
型固体撮像素子は、画素毎に光電変換して蓄積した電荷
を転送用ＣＣＤに全画素同一タイミングで一斉に並列転
送した後、その転送用ＣＣＤ内を直列転送して出力する
が、ＣＣＤ内での電荷転送効率を高めるためには高い電
位差を作る必要がある。このため、消費電力が大きくな
ってしまう。
のデジタルカメラに用いられるイメージセンサとして
は、ＣＣＤ型固体撮像素子とＣＭＯＳ型固体撮像素子が
ある。このうちＣＭＯＳ型固体撮像素子は、ＣＣＤ型固
体撮像素子に比べて消費電力が少なく、デジタルカメラ
の小型／軽量化に適しているという利点がある。ＣＣＤ
型固体撮像素子は、画素毎に光電変換して蓄積した電荷
を転送用ＣＣＤに全画素同一タイミングで一斉に並列転
送した後、その転送用ＣＣＤ内を直列転送して出力する
が、ＣＣＤ内での電荷転送効率を高めるためには高い電
位差を作る必要がある。このため、消費電力が大きくな
ってしまう。
【０００３】一方、ＣＭＯＳ型固体撮像素子は、画素毎
に光電変換して蓄積した電荷を画素毎に電圧変換して増
幅し、これをマトリックス選択回路で画素毎に順次選択
して読み出す。この方式だと、たとえば＋３．３Ｖ程度
の単一電源だけで動作でき、消費電力はＣＣＤ型に比べ
て数分の一に下げることができる。さらに、ＣＭＯＳプ
ロセスを利用して素子を製造できるので、増幅回路やＡ
／Ｄ変換器などの周辺回路も一緒に集積し、部品点数の
低減を図れる。
に光電変換して蓄積した電荷を画素毎に電圧変換して増
幅し、これをマトリックス選択回路で画素毎に順次選択
して読み出す。この方式だと、たとえば＋３．３Ｖ程度
の単一電源だけで動作でき、消費電力はＣＣＤ型に比べ
て数分の一に下げることができる。さらに、ＣＭＯＳプ
ロセスを利用して素子を製造できるので、増幅回路やＡ
／Ｄ変換器などの周辺回路も一緒に集積し、部品点数の
低減を図れる。
【０００４】以上のような利点があるため、最近は、た
とえば携帯電話機や携帯型データ端末機などのように、
小型／軽量化への要求がとくに高い用途にて、ＣＭＯＳ
型固体撮像素子によるカメラシステムが使用されるよう
になってきた。また、ＮＴＳＣ（National Television
System Committee）方式など各種方式のビデオカメラシ
ステムにも、ＣＭＯＳ型固体撮像素子が使用されるよう
になってきた。これに応えるべく、増幅回路やＡ／Ｄ変
換器などの周辺回路を集積するとともに、１フレームご
とに各画素の電荷蓄積時間を外部から設定できるように
した電子シャッタ機能付のＣＭＯＳ型固体撮像素子が市
場に提供されるようになってきた。
とえば携帯電話機や携帯型データ端末機などのように、
小型／軽量化への要求がとくに高い用途にて、ＣＭＯＳ
型固体撮像素子によるカメラシステムが使用されるよう
になってきた。また、ＮＴＳＣ（National Television
System Committee）方式など各種方式のビデオカメラシ
ステムにも、ＣＭＯＳ型固体撮像素子が使用されるよう
になってきた。これに応えるべく、増幅回路やＡ／Ｄ変
換器などの周辺回路を集積するとともに、１フレームご
とに各画素の電荷蓄積時間を外部から設定できるように
した電子シャッタ機能付のＣＭＯＳ型固体撮像素子が市
場に提供されるようになってきた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】固体撮像素子を用いた
カメラシステムを携帯電話機などに使用する場合、低消
費電力の要求が高いためＣＭＯＳ型固体撮像素子が使用
されることが多い。また、携帯電話機においては、デー
タ転送レートの関係から動画像の転送は困難である。例
えばＷＣＤＭＡ（Wide Band Code Division Multiple A
ccess）方式の電話機において、３８４Ｋｂｐｓの転送
レートで画像データを転送する場合を考えると、ＭＰＥ
Ｇ４と呼ばれる圧縮方式でデータを圧縮しても、毎秒５
〜６枚のフレームを転送するのが限界であり毎秒３０フ
レーム（３０ｆｐｓ）のようなフルフレームの転送は不
可能である。
カメラシステムを携帯電話機などに使用する場合、低消
費電力の要求が高いためＣＭＯＳ型固体撮像素子が使用
されることが多い。また、携帯電話機においては、デー
タ転送レートの関係から動画像の転送は困難である。例
えばＷＣＤＭＡ（Wide Band Code Division Multiple A
ccess）方式の電話機において、３８４Ｋｂｐｓの転送
レートで画像データを転送する場合を考えると、ＭＰＥ
Ｇ４と呼ばれる圧縮方式でデータを圧縮しても、毎秒５
〜６枚のフレームを転送するのが限界であり毎秒３０フ
レーム（３０ｆｐｓ）のようなフルフレームの転送は不
可能である。
【０００６】従って、固体撮像素子も転送レートに合わ
せて１秒間に５〜６枚のフレームデータを出力すればよ
い。そこで、カメラシステムの動作周波数を下げてフレ
ーム枚数を減らすことが考えられる。これによってイメ
ージセンサおよび信号処理回路における消費電力を減ら
すことができるため、フレーム枚数を減らすことは携帯
電話機のように低消費電力化の要求の高い機器において
は有効な手法である。
せて１秒間に５〜６枚のフレームデータを出力すればよ
い。そこで、カメラシステムの動作周波数を下げてフレ
ーム枚数を減らすことが考えられる。これによってイメ
ージセンサおよび信号処理回路における消費電力を減ら
すことができるため、フレーム枚数を減らすことは携帯
電話機のように低消費電力化の要求の高い機器において
は有効な手法である。
【０００７】しかしながら、ＣＭＯＳ型固体撮像素子な
どのイメージセンサにおいては、撮影環境の明るさに応
じてセンサの感度すなわち各画素における電荷蓄積時間
を調整するいわゆる自動アイリス制御やホワイトバラン
ス調整などの自動制御が行われている。そのため、イメ
ージセンサからのフレームレートが遅いと、自動制御系
の動作も遅くなり、画質が劣化するという問題点があ
る。
どのイメージセンサにおいては、撮影環境の明るさに応
じてセンサの感度すなわち各画素における電荷蓄積時間
を調整するいわゆる自動アイリス制御やホワイトバラン
ス調整などの自動制御が行われている。そのため、イメ
ージセンサからのフレームレートが遅いと、自動制御系
の動作も遅くなり、画質が劣化するという問題点があ
る。
【０００８】本発明は以上のような問題点に鑑みてなさ
れたもので、その目的とするところは、ＣＭＯＳ型固体
撮像素子を用いる撮像システムにおいて、画質を劣化さ
せることなくフレーム処理速度を下げて消費電力を減ら
すことができる技術を提供することにある。本発明の他
の目的は、携帯電話機など電池で動作する携帯電子機器
にカメラ機能を付加するのに好適な撮像システムを提供
することにある。本発明の前記ならびにそのほかの目的
と特徴は、本明細書の記述および添付図面からあきらか
になるであろう。
れたもので、その目的とするところは、ＣＭＯＳ型固体
撮像素子を用いる撮像システムにおいて、画質を劣化さ
せることなくフレーム処理速度を下げて消費電力を減ら
すことができる技術を提供することにある。本発明の他
の目的は、携帯電話機など電池で動作する携帯電子機器
にカメラ機能を付加するのに好適な撮像システムを提供
することにある。本発明の前記ならびにそのほかの目的
と特徴は、本明細書の記述および添付図面からあきらか
になるであろう。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち代表的なものの概要を説明すれば、下記のと
おりである。すなわち、本発明は、ＣＭＯＳ型固体撮像
素子を用いた撮像システムにおいて、ＣＭＯＳ型固体撮
像素子は常時フルフレームレートで動作させる一方、Ｃ
ＭＯＳ型固体撮像素子からの画像信号を処理する回路
は、電源投入時や撮影環境の変化時にのみフルフレーム
処理に近い速度で動作させ、アイリス制御などの自動制
御が安定した時点でフレーム処理速度を低レートに切り
換えるようにしたものである。これにより、画質を劣化
させることなく消費電力を減らすことができる。
発明のうち代表的なものの概要を説明すれば、下記のと
おりである。すなわち、本発明は、ＣＭＯＳ型固体撮像
素子を用いた撮像システムにおいて、ＣＭＯＳ型固体撮
像素子は常時フルフレームレートで動作させる一方、Ｃ
ＭＯＳ型固体撮像素子からの画像信号を処理する回路
は、電源投入時や撮影環境の変化時にのみフルフレーム
処理に近い速度で動作させ、アイリス制御などの自動制
御が安定した時点でフレーム処理速度を低レートに切り
換えるようにしたものである。これにより、画質を劣化
させることなく消費電力を減らすことができる。
【００１０】自動制御の応答性を保持したままフレーム
枚数を下げる一般的な方式としては、撮像素子を通常の
動作周波数で動作させてフルフレームレートで出力さ
せ、そのフレームデータを一旦メモリに格納した後に必
要な枚数のフレームデータを読み出して処理する方式が
考えられる。しかしながら、この方式にあっては、新た
にメモリが必要となるためコストが高くなるとともに、
このメモリは撮像素子の動作速度に合わせてフルフレー
ムレートで動作するためトータルの消費電力を充分に減
少させることができない。
枚数を下げる一般的な方式としては、撮像素子を通常の
動作周波数で動作させてフルフレームレートで出力さ
せ、そのフレームデータを一旦メモリに格納した後に必
要な枚数のフレームデータを読み出して処理する方式が
考えられる。しかしながら、この方式にあっては、新た
にメモリが必要となるためコストが高くなるとともに、
このメモリは撮像素子の動作速度に合わせてフルフレー
ムレートで動作するためトータルの消費電力を充分に減
少させることができない。
【００１１】これに対し、本発明を適用すると、電源投
入時や撮影環境の変化時には例えば１５ｆｐｓのような
フルフレームレートでＣＭＯＳ型固体撮像素子を動作さ
せるため、０．５秒程度でアイリス制御などの自動制御
が収束し、その後は例えば３〜７．５ｆｐｓのような低
レートで動作されることで、消費電力は通常動作時の１
／２〜１／５とすることができる。一方、人間のカメラ
操作は通常数秒〜数１０秒かかるので、撮影環境が変化
するのも数秒〜数１０秒間隔であって自動制御に要する
０．５秒に比べて１０倍以上長くなると考えられるた
め、カメラ操作に必要な画質を劣化させることなくトー
タルの消費電力を大幅に低減することができる。また、
メモリなどの追加デバイスも不要であるため、メモリの
消費電力が増えることがないとともにコストが高くなる
こともない。
入時や撮影環境の変化時には例えば１５ｆｐｓのような
フルフレームレートでＣＭＯＳ型固体撮像素子を動作さ
せるため、０．５秒程度でアイリス制御などの自動制御
が収束し、その後は例えば３〜７．５ｆｐｓのような低
レートで動作されることで、消費電力は通常動作時の１
／２〜１／５とすることができる。一方、人間のカメラ
操作は通常数秒〜数１０秒かかるので、撮影環境が変化
するのも数秒〜数１０秒間隔であって自動制御に要する
０．５秒に比べて１０倍以上長くなると考えられるた
め、カメラ操作に必要な画質を劣化させることなくトー
タルの消費電力を大幅に低減することができる。また、
メモリなどの追加デバイスも不要であるため、メモリの
消費電力が増えることがないとともにコストが高くなる
こともない。
【００１２】画像信号を処理する回路のフレーム処理速
度を低くする方法としては、例えば基準となるクロック
信号を複数段階に分周可能な分周回路を画像信号を処理
する回路と同一の半導体チップ上に設け、該分周回路の
分周比を変えることによって画像信号を処理する回路の
動作クロックの周波数を下げる方法がある。また、ＣＭ
ＯＳ型固体撮像素子の動作クロックは、前記分周回路の
基準となるクロックを供給する。これにより、ＣＭＯＳ
型固体撮像素子と画像信号を処理する回路の同期がとり
易くなる。
度を低くする方法としては、例えば基準となるクロック
信号を複数段階に分周可能な分周回路を画像信号を処理
する回路と同一の半導体チップ上に設け、該分周回路の
分周比を変えることによって画像信号を処理する回路の
動作クロックの周波数を下げる方法がある。また、ＣＭ
ＯＳ型固体撮像素子の動作クロックは、前記分周回路の
基準となるクロックを供給する。これにより、ＣＭＯＳ
型固体撮像素子と画像信号を処理する回路の同期がとり
易くなる。
【００１３】さらに、本発明は、電源投入時や撮影環境
の変化時にはＣＭＯＳ型固体撮像素子を通常レートで動
作させるとともにＣＭＯＳ型固体撮像素子からの画像信
号を処理する回路を撮像素子と同じフレームレートに対
応した速度で動作させ、被写体照度が暗く撮影環境の変
化が少ない場合には、ＣＭＯＳ型固体撮像素子を通常よ
りも低いフレームレートで動作させるとともに画像信号
を処理する回路のフレーム処理速度を低いレートに切り
換えるようにしたものである。これにより、画素の電荷
蓄積時間をすべての水平走査ラインを一通り走査するの
に要する時間よりも長くして明るい画像を得ることがで
きるようになる。
の変化時にはＣＭＯＳ型固体撮像素子を通常レートで動
作させるとともにＣＭＯＳ型固体撮像素子からの画像信
号を処理する回路を撮像素子と同じフレームレートに対
応した速度で動作させ、被写体照度が暗く撮影環境の変
化が少ない場合には、ＣＭＯＳ型固体撮像素子を通常よ
りも低いフレームレートで動作させるとともに画像信号
を処理する回路のフレーム処理速度を低いレートに切り
換えるようにしたものである。これにより、画素の電荷
蓄積時間をすべての水平走査ラインを一通り走査するの
に要する時間よりも長くして明るい画像を得ることがで
きるようになる。
【００１４】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の技術が適用され
たＣＭＯＳ型固体撮像素子用カメラシステムの一実施例
をブロック図で示す。同図に示すカメラシステムは、Ｃ
ＭＯＳ型固体撮像素子（イメージセンサ）１０と、該撮
像素子１０からの画像信号を処理する信号処理回路２０
と、システム全体を制御するコントローラ３０などによ
って構成されている。
たＣＭＯＳ型固体撮像素子用カメラシステムの一実施例
をブロック図で示す。同図に示すカメラシステムは、Ｃ
ＭＯＳ型固体撮像素子（イメージセンサ）１０と、該撮
像素子１０からの画像信号を処理する信号処理回路２０
と、システム全体を制御するコントローラ３０などによ
って構成されている。
【００１５】ＣＭＯＳ型固体撮像素子１０は、フォトダ
イオードと増幅回路などからなる画素がマトリックス状
に配置された撮像領域１１、撮像領域１１から出力され
る画像信号を増幅するアナログ式可変利得アンプ１２、
増幅された画像信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変
換器１３、素子内部を制御したり電荷蓄積時間設定デー
タなどを受信したりする制御回路１４などを一つの半導
体基板上に集積したものであり、フォトダイオードやそ
の周辺回路は公知のＣＭＯＳ半導体プロセスによって形
成される。上記制御回路１４は内部に動作クロックの周
波数や電荷蓄積時間（露光時間）などの設定データを保
持するコントロールレジスタＣＲＧを備えており、この
コントロールレジスタＣＲＧの設定データに応じて素子
内部を制御する。
イオードと増幅回路などからなる画素がマトリックス状
に配置された撮像領域１１、撮像領域１１から出力され
る画像信号を増幅するアナログ式可変利得アンプ１２、
増幅された画像信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変
換器１３、素子内部を制御したり電荷蓄積時間設定デー
タなどを受信したりする制御回路１４などを一つの半導
体基板上に集積したものであり、フォトダイオードやそ
の周辺回路は公知のＣＭＯＳ半導体プロセスによって形
成される。上記制御回路１４は内部に動作クロックの周
波数や電荷蓄積時間（露光時間）などの設定データを保
持するコントロールレジスタＣＲＧを備えており、この
コントロールレジスタＣＲＧの設定データに応じて素子
内部を制御する。
【００１６】信号処理回路２０は、前記ＣＭＯＳ型固体
撮像素子１０から入力される画像データを増幅するデジ
タルゲイン制御回路２１Ａ、画像の輪郭をはっきりさせ
るために１ライン分の画像データを保持するラインメモ
リ２２、撮像素子１０からの画素読出信号に基づいてテ
レビ規格（ＮＴＳＣ規格）のデジタルビデオ信号（色信
号と輝度信号）を生成する色信号処理部２３および輝度
処理部２４、変換された画像信号を例えば液晶パネルの
ような表示装置へ出力するデジタルＩ／Ｆ（インタフェ
ース）２５、信号処理回路２０内部で必要とされる内部
クロック信号φｖやＣＭＯＳ型固体撮像素子１０に対し
て供給するクロック信号ＰＣＬＫ等を生成するクロック
生成回路２６などを備えている。信号処理回路２０も公
知のＣＭＯＳ半導体プロセスによって一つの半導体基板
上に形成される。
撮像素子１０から入力される画像データを増幅するデジ
タルゲイン制御回路２１Ａ、画像の輪郭をはっきりさせ
るために１ライン分の画像データを保持するラインメモ
リ２２、撮像素子１０からの画素読出信号に基づいてテ
レビ規格（ＮＴＳＣ規格）のデジタルビデオ信号（色信
号と輝度信号）を生成する色信号処理部２３および輝度
処理部２４、変換された画像信号を例えば液晶パネルの
ような表示装置へ出力するデジタルＩ／Ｆ（インタフェ
ース）２５、信号処理回路２０内部で必要とされる内部
クロック信号φｖやＣＭＯＳ型固体撮像素子１０に対し
て供給するクロック信号ＰＣＬＫ等を生成するクロック
生成回路２６などを備えている。信号処理回路２０も公
知のＣＭＯＳ半導体プロセスによって一つの半導体基板
上に形成される。
【００１７】上記色信号処理部２３は、入力画像データ
をＲＧＢの３原色のデータに分離する色分離回路２３Ａ
と、分離された各色信号に対して撮影環境でずれた白色
を本来の白色に補正するホワイトバランスなどの色調整
を行う色調整回路２３Ｂと、色調整されたＲＧＢ信号を
γ補正し表示装置に適したＹＵＶ信号に変換するＲＧＢ
−ＹＵＶ変換回路２３Ｃなどにより構成されている。ま
た、上記輝度処理部２４は、入力画像信号から輝度信号
を抽出するフィルタ処理や境界を強調する処理を行うフ
ィルタ＆エンハンサ２４Ａと、生成された輝度レベル信
号に対してγ補正や暗い撮影環境での白補正をする黒補
正回路２４Ｂなどにより構成されている。
をＲＧＢの３原色のデータに分離する色分離回路２３Ａ
と、分離された各色信号に対して撮影環境でずれた白色
を本来の白色に補正するホワイトバランスなどの色調整
を行う色調整回路２３Ｂと、色調整されたＲＧＢ信号を
γ補正し表示装置に適したＹＵＶ信号に変換するＲＧＢ
−ＹＵＶ変換回路２３Ｃなどにより構成されている。ま
た、上記輝度処理部２４は、入力画像信号から輝度信号
を抽出するフィルタ処理や境界を強調する処理を行うフ
ィルタ＆エンハンサ２４Ａと、生成された輝度レベル信
号に対してγ補正や暗い撮影環境での白補正をする黒補
正回路２４Ｂなどにより構成されている。
【００１８】この実施例では、特に制限されるものでな
いが、輝度処理部２４の前段にも画像データの増幅を行
う第２のデジタルゲイン制御回路２１Ｂが設けられてお
り、このデジタルゲイン制御回路２１Ｂは、コントロー
ラ３０により制御されるマルチプレクサＭＰＸによって
ゲイン制御データの切り換えが行われるように構成され
ている。このゲイン制御データは、撮像素子１０から入
力されたデジタル画素読出信号の伝達ゲインを指定す
る。
いが、輝度処理部２４の前段にも画像データの増幅を行
う第２のデジタルゲイン制御回路２１Ｂが設けられてお
り、このデジタルゲイン制御回路２１Ｂは、コントロー
ラ３０により制御されるマルチプレクサＭＰＸによって
ゲイン制御データの切り換えが行われるように構成され
ている。このゲイン制御データは、撮像素子１０から入
力されたデジタル画素読出信号の伝達ゲインを指定す
る。
【００１９】クロック生成回路２６は、発振回路ＯＳＣ
と、該発振回路ＯＳＣの発振信号φ０を１／２、１／
４、１／８、１／１６などに分周する分周回路ＤＶＤ
と、発振回路ＯＳＣの発振信号φ０に基づいてＣＭＯＳ
型固体撮像素子１０に対して供給する基準クロック信号
ＰＣＬＫを生成するとともに、ＣＭＯＳ型固体撮像素子
１０から出力される水平同期信号Ｈｓや垂直同期信号Ｖ
ｓに基づいて信号処理回路２０内部の回路に対するタイ
ミング信号φｔを生成するタイミング生成回路ＴＧＴと
から構成されている。
と、該発振回路ＯＳＣの発振信号φ０を１／２、１／
４、１／８、１／１６などに分周する分周回路ＤＶＤ
と、発振回路ＯＳＣの発振信号φ０に基づいてＣＭＯＳ
型固体撮像素子１０に対して供給する基準クロック信号
ＰＣＬＫを生成するとともに、ＣＭＯＳ型固体撮像素子
１０から出力される水平同期信号Ｈｓや垂直同期信号Ｖ
ｓに基づいて信号処理回路２０内部の回路に対するタイ
ミング信号φｔを生成するタイミング生成回路ＴＧＴと
から構成されている。
【００２０】発振回路ＯＳＣは水晶振動子などが接続さ
れる外部端子を有するとともに、この外部端子に振動子
が接続される代わりに外部から基準となるシステムクロ
ック信号φｃが入力されると、クロック生成回路２６は
このクロック信号φｃに基づいて内部クロック信号φｖ
やＣＭＯＳ型固体撮像素子１０に対する基準クロック信
号ＰＣＬＫを生成するように構成されている。分周回路
ＤＶＤには外部からのリセット信号ＲＥＳが入力可能に
されており、電源投入時やリセット発生時には分周比を
保持するレジスタがリセットされて、初期分周比が１／
２に設定され、内部クロック信号φｖとしてクロック信
号φｃを１／２に分周したクロックを出力するように構
成されている。
れる外部端子を有するとともに、この外部端子に振動子
が接続される代わりに外部から基準となるシステムクロ
ック信号φｃが入力されると、クロック生成回路２６は
このクロック信号φｃに基づいて内部クロック信号φｖ
やＣＭＯＳ型固体撮像素子１０に対する基準クロック信
号ＰＣＬＫを生成するように構成されている。分周回路
ＤＶＤには外部からのリセット信号ＲＥＳが入力可能に
されており、電源投入時やリセット発生時には分周比を
保持するレジスタがリセットされて、初期分周比が１／
２に設定され、内部クロック信号φｖとしてクロック信
号φｃを１／２に分周したクロックを出力するように構
成されている。
【００２１】コントローラ３０は、信号処理回路２０の
動作を制御するとともに、上記分周回路ＤＶＤに対する
分周比の設定を行ったり、システム・インタフェース
（Ｓ−Ｉ／Ｆ）２７を介してＣＭＯＳ型固体撮像素子１
０の制御回路１４内のコントロールレジスタＣＲＧに対
して動作クロックの周波数の設定や電荷蓄積時間（露光
時間）の設定などを行う。
動作を制御するとともに、上記分周回路ＤＶＤに対する
分周比の設定を行ったり、システム・インタフェース
（Ｓ−Ｉ／Ｆ）２７を介してＣＭＯＳ型固体撮像素子１
０の制御回路１４内のコントロールレジスタＣＲＧに対
して動作クロックの周波数の設定や電荷蓄積時間（露光
時間）の設定などを行う。
【００２２】システム・インタフェース（Ｓ−Ｉ／Ｆ）
２７には、ＣＭＯＳ型固体撮像素子１０との間のインタ
フェース（ＩＩＣ−Ｉ／Ｆ）の他、センサの制御のため
のインタフェースやＥＥＰＲＯＭの制御のためのインタ
フェース、ＲＳ２３２Ｃなどのシリアル通信用インタフ
ェースなどを行う回路を設けるようにしてもよい。
２７には、ＣＭＯＳ型固体撮像素子１０との間のインタ
フェース（ＩＩＣ−Ｉ／Ｆ）の他、センサの制御のため
のインタフェースやＥＥＰＲＯＭの制御のためのインタ
フェース、ＲＳ２３２Ｃなどのシリアル通信用インタフ
ェースなどを行う回路を設けるようにしてもよい。
【００２３】この実施例では、ＲＧＢ−ＹＵＶ変換回路
２３Ｃおよび黒補正回路２４Ｂからの白補正信号に基づ
いてホワイトバランス調整量を検出するＷＢ検出回路２
８や、フィルタ＆エンハンサ２４Ａからの輝度信号に基
づいて輝度調整量を検出するＡＥ検出回路２９が設けら
れており、コントローラ３０はこれらの検出回路２８、
２９からの検出信号に基づいて調整量の変化が少ない時
は撮影環境に変化なしと判定し、分周回路ＤＶＤ内のレ
ジスタに設定されている分周比をより大きな分周比に変
更して、分周回路ＤＶＤから出力されるクロックφｖの
周波数を下げるような制御を行う。
２３Ｃおよび黒補正回路２４Ｂからの白補正信号に基づ
いてホワイトバランス調整量を検出するＷＢ検出回路２
８や、フィルタ＆エンハンサ２４Ａからの輝度信号に基
づいて輝度調整量を検出するＡＥ検出回路２９が設けら
れており、コントローラ３０はこれらの検出回路２８、
２９からの検出信号に基づいて調整量の変化が少ない時
は撮影環境に変化なしと判定し、分周回路ＤＶＤ内のレ
ジスタに設定されている分周比をより大きな分周比に変
更して、分周回路ＤＶＤから出力されるクロックφｖの
周波数を下げるような制御を行う。
【００２４】一方、コントローラ３０は、上記検出回路
２８、２９からの検出信号に基づいて調整量が大きく変
化した場合には撮影環境が変化したと判定し、分周回路
ＤＶＤ内のレジスタに分周比を小さな分周比に変更し
て、分周回路ＤＶＤから出力されるクロックφｖの周波
数を初期周波数に上げるように制御する。そして、分周
回路ＤＶＤから出力されるクロックφｖの周波数が下が
ると、このクロックφｖによって動作する色信号処理部
２３や輝度信号処理部２４の処理速度が遅くなる。その
ため、例えばＣＭＯ型撮像素子１０から１５ｆｐｓのよ
うな速度で画像データが送られてきても、信号処理回路
２０内で処理されるフレームの枚数は減少される。ま
た、分周回路ＤＶＤから出力されるクロックφｖの周波
数が上がる（元に戻る）と、このクロックφｖによって
動作する色信号処理部２３や輝度信号処理部２４の処理
速度が速くなるため、ＣＭＯ型撮像素子１０から１５ｆ
ｐｓのような速度で送られてきた画像データをすべて処
理することで、信号処理回路２０内で処理されるフレー
ムの枚数は増加し、ホワイトバランスや輝度調整などの
制御が速やかに実行される。
２８、２９からの検出信号に基づいて調整量が大きく変
化した場合には撮影環境が変化したと判定し、分周回路
ＤＶＤ内のレジスタに分周比を小さな分周比に変更し
て、分周回路ＤＶＤから出力されるクロックφｖの周波
数を初期周波数に上げるように制御する。そして、分周
回路ＤＶＤから出力されるクロックφｖの周波数が下が
ると、このクロックφｖによって動作する色信号処理部
２３や輝度信号処理部２４の処理速度が遅くなる。その
ため、例えばＣＭＯ型撮像素子１０から１５ｆｐｓのよ
うな速度で画像データが送られてきても、信号処理回路
２０内で処理されるフレームの枚数は減少される。ま
た、分周回路ＤＶＤから出力されるクロックφｖの周波
数が上がる（元に戻る）と、このクロックφｖによって
動作する色信号処理部２３や輝度信号処理部２４の処理
速度が速くなるため、ＣＭＯ型撮像素子１０から１５ｆ
ｐｓのような速度で送られてきた画像データをすべて処
理することで、信号処理回路２０内で処理されるフレー
ムの枚数は増加し、ホワイトバランスや輝度調整などの
制御が速やかに実行される。
【００２５】なお、コントローラ３０は、ＲＯＭとＲＡ
Ｍを内蔵しＲＯＭに格納させているプログラムを実行す
ることにより、上記のようなフレーム処理速度の変更処
理を行うように構成されている。また、この実施例で
は、ＷＢ検出回路２８およびＡＥ検出回路２９からの検
出信号に基づいてコントローラ３０が撮影環境変化を判
定しているが、環境変化の影響は輝度信号の方により大
きく現われるので、ＡＥ検出回路２９からの検出信号に
のみ基づいて撮影環境変化を判定するようにすることも
可能である。
Ｍを内蔵しＲＯＭに格納させているプログラムを実行す
ることにより、上記のようなフレーム処理速度の変更処
理を行うように構成されている。また、この実施例で
は、ＷＢ検出回路２８およびＡＥ検出回路２９からの検
出信号に基づいてコントローラ３０が撮影環境変化を判
定しているが、環境変化の影響は輝度信号の方により大
きく現われるので、ＡＥ検出回路２９からの検出信号に
のみ基づいて撮影環境変化を判定するようにすることも
可能である。
【００２６】コントローラ３０は、例えば上記ＷＢ検出
回路２８およびＡＥ検出回路２９から出力される前のフ
レームの検出値を内部のＲＡＭに記憶しておいて、次の
フレームの検出値と比較し、その差がＲＯＭに記憶され
ているしきい値よりも大きくなった場合に、撮影環境が
変化したと判定する。例えばＷＢ検出回路２８やＡＥ検
出回路２９により検出された値が３２ビットで表わされ
る場合に、そのうち２／３すなわち下位２４ビットが変
化したならば撮影環境変化と判定するようにすることが
できる。
回路２８およびＡＥ検出回路２９から出力される前のフ
レームの検出値を内部のＲＡＭに記憶しておいて、次の
フレームの検出値と比較し、その差がＲＯＭに記憶され
ているしきい値よりも大きくなった場合に、撮影環境が
変化したと判定する。例えばＷＢ検出回路２８やＡＥ検
出回路２９により検出された値が３２ビットで表わされ
る場合に、そのうち２／３すなわち下位２４ビットが変
化したならば撮影環境変化と判定するようにすることが
できる。
【００２７】なお、この実施例では、特に制限されるも
のでないが、コントローラ３０は、信号処理回路２０と
共に一つの半導体基板上に集積形成され、半導体集積回
路（ＬＳＩ）として構成されている。コントローラ３０
としては、ＲＯＭやＲＡＭのようなメモリ、マイクロプ
ロッサ（ＣＰＵ）などからなるシングルチップマイクロ
コンピュータと同様な構成のものを利用できる。コント
ローラ３０と信号処理回路２０を一つの半導体集積回路
として構成する場合、コントローラ３０としては例えば
ＩＰ（Intellectual Property）データとして提供され
ているものを利用して構成することができる。ＩＰデー
タは、ひとつのまとまりのある回路として設計されてデ
ータベース等に保存されて、同一機能の回路を必要する
ＬＳＩを開発する際に、既に設計されているデータをデ
ータベースから読み出して他の回路と組み合わせること
で所望の機能を実現できるようにされたデータである。
ただし、信号処理回路２０とコントローラ３０は、それ
ぞれ別の半導体集積回路として構成するようにしても良
い。この場合、コントローラ３０としては、汎用のシン
グルチップマイクロコンピュータを利用することができ
る。
のでないが、コントローラ３０は、信号処理回路２０と
共に一つの半導体基板上に集積形成され、半導体集積回
路（ＬＳＩ）として構成されている。コントローラ３０
としては、ＲＯＭやＲＡＭのようなメモリ、マイクロプ
ロッサ（ＣＰＵ）などからなるシングルチップマイクロ
コンピュータと同様な構成のものを利用できる。コント
ローラ３０と信号処理回路２０を一つの半導体集積回路
として構成する場合、コントローラ３０としては例えば
ＩＰ（Intellectual Property）データとして提供され
ているものを利用して構成することができる。ＩＰデー
タは、ひとつのまとまりのある回路として設計されてデ
ータベース等に保存されて、同一機能の回路を必要する
ＬＳＩを開発する際に、既に設計されているデータをデ
ータベースから読み出して他の回路と組み合わせること
で所望の機能を実現できるようにされたデータである。
ただし、信号処理回路２０とコントローラ３０は、それ
ぞれ別の半導体集積回路として構成するようにしても良
い。この場合、コントローラ３０としては、汎用のシン
グルチップマイクロコンピュータを利用することができ
る。
【００２８】さらに、上記ＣＭＯＳ型固体撮像素子１０
と、信号処理回路２０と、コントローラ３０（シングル
チップマイコン）は、例えばプリント配線基板上に実装
してモジュールとして構成されている。この場合、ＣＭ
ＯＳ型固体撮像素子１０のパッケージ上に撮像領域に対
応してさらにレンズを搭載したものをモジュールとする
ことができる。モジュールとして構成することによりＰ
ＤＡ（Personal Digital Assistants）などの携帯型デ
ータ端末や携帯電話機などに撮像機能を組み込むことが
容易となるとともに、小型化を図ることができる。ま
た、信号処理回路２０とコントローラ３０とを１つのＬ
ＳＩとして構成したものを使用することにより、さらに
モジュールの小型化が可能となる。
と、信号処理回路２０と、コントローラ３０（シングル
チップマイコン）は、例えばプリント配線基板上に実装
してモジュールとして構成されている。この場合、ＣＭ
ＯＳ型固体撮像素子１０のパッケージ上に撮像領域に対
応してさらにレンズを搭載したものをモジュールとする
ことができる。モジュールとして構成することによりＰ
ＤＡ（Personal Digital Assistants）などの携帯型デ
ータ端末や携帯電話機などに撮像機能を組み込むことが
容易となるとともに、小型化を図ることができる。ま
た、信号処理回路２０とコントローラ３０とを１つのＬ
ＳＩとして構成したものを使用することにより、さらに
モジュールの小型化が可能となる。
【００２９】図２には、撮像素子１０内の撮像領域１１
の具体的な構成例が示されている。撮像領域１１は、行
（水平）と列（垂直）のマトリックス状に配置された多
数の単位セルいわゆる画素１１０により形成される。各
画素１１０はそれぞれフォトダイオード１１１、増幅回
路１１２および選択スイッチＳＷＶなどによって形成さ
れ、水平転送回路（水平シフトレジスタ）１２１と垂直
転送回路（垂直シフトレジスタ）１２２とにより垂直ア
ドレス線ＶＡＬと水平アドレス線ＨＡＬを介して選択ス
イッチＳＷＶとＳＷＨがオン、オフ制御されることによ
って、各画素の蓄積電荷が信号線ＳＬを介して出力線Ｏ
Ｌへ一つずつ順次読み出されるようになっている。ＣＤ
Ｓ（Correlated Double Sampling）は、選択画素１１０
からの読出信号をノイズ除去しながらサンプリングする
回路である。
の具体的な構成例が示されている。撮像領域１１は、行
（水平）と列（垂直）のマトリックス状に配置された多
数の単位セルいわゆる画素１１０により形成される。各
画素１１０はそれぞれフォトダイオード１１１、増幅回
路１１２および選択スイッチＳＷＶなどによって形成さ
れ、水平転送回路（水平シフトレジスタ）１２１と垂直
転送回路（垂直シフトレジスタ）１２２とにより垂直ア
ドレス線ＶＡＬと水平アドレス線ＨＡＬを介して選択ス
イッチＳＷＶとＳＷＨがオン、オフ制御されることによ
って、各画素の蓄積電荷が信号線ＳＬを介して出力線Ｏ
Ｌへ一つずつ順次読み出されるようになっている。ＣＤ
Ｓ（Correlated Double Sampling）は、選択画素１１０
からの読出信号をノイズ除去しながらサンプリングする
回路である。
【００３０】撮像領域１１の各画素１１０をより詳しく
示すと、図３のような構成となっている。図３に示され
ているように、撮像領域１１には垂直アドレス線ＶＡＬ
と水平アドレス線ＨＡＬに並行して垂直リセット線ＶＲ
Ｌと水平リセット線ＨＲＬが配設されている。また、各
画素１１０には、フォトダイオード１１１の蓄積ノード
と接地点との間に直列形態のリセットスイッチＲＳＷ１
とＲＳＷ２が接続されている。
示すと、図３のような構成となっている。図３に示され
ているように、撮像領域１１には垂直アドレス線ＶＡＬ
と水平アドレス線ＨＡＬに並行して垂直リセット線ＶＲ
Ｌと水平リセット線ＨＲＬが配設されている。また、各
画素１１０には、フォトダイオード１１１の蓄積ノード
と接地点との間に直列形態のリセットスイッチＲＳＷ１
とＲＳＷ２が接続されている。
【００３１】各画素１１０の読出しは、まずＶアドレス
線ＶＡＬによってライン（行）選択されてスイッチＳＷ
Ｖがオンされ画素の蓄積電荷は信号線ＳＬへ出力され
る。次にＨアドレス線ＨＡＬによって列選択されてスイ
ッチＳＷＨがオンされることにより、信号線ＳＬに読み
出された信号は出力線ＯＬを経て出力される。この動作
を順次繰り返すことにより、撮像素子の全画素の蓄積電
荷が読み出される。読出しが終了すると、水平リセット
回路１２３と垂直リセット回路１２４からのリセット信
号ＨＲＳとＶＲＳによりリセットスイッチＲＳＷ１，Ｒ
ＳＷ２がオンされることによって、フォトダイオード１
１１に蓄積されていた電荷が放電される。このリセット
スイッチＲＳＷ１，ＲＳＷ２がオフされている期間が、
フォトダイオードＰＤの電荷蓄積時間である。このリセ
ットスイッチＲＳＷ１，ＲＳＷ２のオン、オフ制御は、
垂直同期信号と水平同期信号に同期して行われる。
線ＶＡＬによってライン（行）選択されてスイッチＳＷ
Ｖがオンされ画素の蓄積電荷は信号線ＳＬへ出力され
る。次にＨアドレス線ＨＡＬによって列選択されてスイ
ッチＳＷＨがオンされることにより、信号線ＳＬに読み
出された信号は出力線ＯＬを経て出力される。この動作
を順次繰り返すことにより、撮像素子の全画素の蓄積電
荷が読み出される。読出しが終了すると、水平リセット
回路１２３と垂直リセット回路１２４からのリセット信
号ＨＲＳとＶＲＳによりリセットスイッチＲＳＷ１，Ｒ
ＳＷ２がオンされることによって、フォトダイオード１
１１に蓄積されていた電荷が放電される。このリセット
スイッチＲＳＷ１，ＲＳＷ２がオフされている期間が、
フォトダイオードＰＤの電荷蓄積時間である。このリセ
ットスイッチＲＳＷ１，ＲＳＷ２のオン、オフ制御は、
垂直同期信号と水平同期信号に同期して行われる。
【００３２】また、ＣＭＯＳ型固体撮像素子１０では、
電荷蓄積時間が外部の前記コントローラ３０から制御回
路１４内のレジスタＣＲＧへの設定により指定される。
指定する蓄積時間は、カウンタ回路簡略化のため垂直転
送駆動用パルスを単位とした値が利用される。つまり、
水平走査ラインを単位とする電荷蓄積ライン数を外部か
ら指定することにより、各画素の電荷蓄積時間を設定す
るようになっている。
電荷蓄積時間が外部の前記コントローラ３０から制御回
路１４内のレジスタＣＲＧへの設定により指定される。
指定する蓄積時間は、カウンタ回路簡略化のため垂直転
送駆動用パルスを単位とした値が利用される。つまり、
水平走査ラインを単位とする電荷蓄積ライン数を外部か
ら指定することにより、各画素の電荷蓄積時間を設定す
るようになっている。
【００３３】特に制限されるものではないが、この実施
例のＣＭＯＳ型固体撮像素子１０は、マスタクロックの
周波数が１２ＭＨｚとされ、マスタクロックの６周期ご
とに１画素を読み出すものとなっている。従って、１水
平走査ラインの画素数を２８８とした場合、１０ｍ秒の
電荷蓄積時間を水平走査ラインに換算すると、１０ｍ秒
／（８３．３ｎ秒×６×２８８）＝６９．４ラインにな
る。つまり、電荷蓄積ライン数を７０ラインに設定する
ことにより、各画素の電荷蓄積時間を約１０ｍ秒に設定
することができる。
例のＣＭＯＳ型固体撮像素子１０は、マスタクロックの
周波数が１２ＭＨｚとされ、マスタクロックの６周期ご
とに１画素を読み出すものとなっている。従って、１水
平走査ラインの画素数を２８８とした場合、１０ｍ秒の
電荷蓄積時間を水平走査ラインに換算すると、１０ｍ秒
／（８３．３ｎ秒×６×２８８）＝６９．４ラインにな
る。つまり、電荷蓄積ライン数を７０ラインに設定する
ことにより、各画素の電荷蓄積時間を約１０ｍ秒に設定
することができる。
【００３４】この実施例の撮像システムにおいては、被
写体照度が明るくてセンサが検出可能な最大の明るさを
８ビットのコードで表現した場合に、１０進数に換算し
た明るさが２５５〜１９２のときは、電荷蓄積ライン数
の切り換えで明るさの調整を行う。一方、被写体照度が
暗くて１０進数に換算した明るさが１９２〜０のとき
は、信号処理回路２０内のデジタル式ゲイン制御部２１
ＡとＣＭＯＳ型固体撮像素子１０内のアナログ式ゲイン
制御部１３にて信号の増幅率を変えることで明るさの調
整を行うようにされている。
写体照度が明るくてセンサが検出可能な最大の明るさを
８ビットのコードで表現した場合に、１０進数に換算し
た明るさが２５５〜１９２のときは、電荷蓄積ライン数
の切り換えで明るさの調整を行う。一方、被写体照度が
暗くて１０進数に換算した明るさが１９２〜０のとき
は、信号処理回路２０内のデジタル式ゲイン制御部２１
ＡとＣＭＯＳ型固体撮像素子１０内のアナログ式ゲイン
制御部１３にて信号の増幅率を変えることで明るさの調
整を行うようにされている。
【００３５】なお、この明るさが１９２〜０の範囲にお
いても、電荷蓄積ライン数の切り換えとゲイン制御とを
併用して調整を行うことも可能である。つまり、電荷蓄
積ライン数を大きく切り換えて電荷蓄積量を段階的に変
化させるともに、その間をゲイン制御でリニアに補間す
るようにすることができる。ただし、このように場合に
はデジタル式ゲイン制御部２１Ａでゲイン制御を行うの
が望ましい。電荷蓄積ライン数の切り換えに合わせた離
散的なゲイン制御（ゲインの急激な変化）は、アナログ
回路で行うとノイズが発生しやすいからである。
いても、電荷蓄積ライン数の切り換えとゲイン制御とを
併用して調整を行うことも可能である。つまり、電荷蓄
積ライン数を大きく切り換えて電荷蓄積量を段階的に変
化させるともに、その間をゲイン制御でリニアに補間す
るようにすることができる。ただし、このように場合に
はデジタル式ゲイン制御部２１Ａでゲイン制御を行うの
が望ましい。電荷蓄積ライン数の切り換えに合わせた離
散的なゲイン制御（ゲインの急激な変化）は、アナログ
回路で行うとノイズが発生しやすいからである。
【００３６】次に、上記コントローラ３０による具体的
なフレーム処理速度の変更の仕方の一例を、図４のフロ
ーチャートを用いて説明する。なお、フレーム処理速度
の変更はＷＢ検出回路２８とＡＥ検出回路２９からの検
出信号に基づいてそれぞれ行われるが、図４にはそのう
ち、ＡＥ検出回路２９からの検出信号に基づく変更制御
の手順を示す。
なフレーム処理速度の変更の仕方の一例を、図４のフロ
ーチャートを用いて説明する。なお、フレーム処理速度
の変更はＷＢ検出回路２８とＡＥ検出回路２９からの検
出信号に基づいてそれぞれ行われるが、図４にはそのう
ち、ＡＥ検出回路２９からの検出信号に基づく変更制御
の手順を示す。
【００３７】先ず、ステップＳ１でシステムの電源が投
入されると、パワーオンリセット信号により分周回路Ｄ
ＶＤ内のレジスタがリセットされて分周回路ＤＶＤの分
周比Ｒが１／２にされ、発振回路ＯＳＣで生成された例
えば１２ＭＨｚの発振信号φ０を１／２に分周した６Ｍ
Ｈｚのようなクロックφｖがコントローラ３０や色信号
処理部２３、輝度信号処理部２４に供給される。また、
ＣＭＯＳ型固体撮像素子１０には１２ＭＨｚの発振信号
φ０がそのまま基準クロックＰＣＬＫとして供給され
る。６ＭＨｚのようなクロックφｖによって信号処理用
ＬＳＩ内部が動作するときのフレーム処理速度はＣＭＯ
Ｓ型固体撮像素子１０から１秒間に出力されるフレーム
の枚数と同じ例えば１５ｆｐｓとされる。
入されると、パワーオンリセット信号により分周回路Ｄ
ＶＤ内のレジスタがリセットされて分周回路ＤＶＤの分
周比Ｒが１／２にされ、発振回路ＯＳＣで生成された例
えば１２ＭＨｚの発振信号φ０を１／２に分周した６Ｍ
Ｈｚのようなクロックφｖがコントローラ３０や色信号
処理部２３、輝度信号処理部２４に供給される。また、
ＣＭＯＳ型固体撮像素子１０には１２ＭＨｚの発振信号
φ０がそのまま基準クロックＰＣＬＫとして供給され
る。６ＭＨｚのようなクロックφｖによって信号処理用
ＬＳＩ内部が動作するときのフレーム処理速度はＣＭＯ
Ｓ型固体撮像素子１０から１秒間に出力されるフレーム
の枚数と同じ例えば１５ｆｐｓとされる。
【００３８】ＣＭＯＳ型固体撮像素子１０からの画像信
号が信号処理用ＬＳＩに入力されると、色信号処理部２
３と輝度信号処理部２４が信号を処理するとともに、Ｗ
Ｂ検出回路２８とＡＥ検出回路２９が色信号処理部２３
と輝度信号処理部２４におけるホワイトバランス調整量
や輝度調整量の検出を開始する。そして、コントローラ
３０はＡＥ検出回路２９からの検出信号をチェックして
検出信号が所定値以上変化したか否か判定する（ステッ
プＳ２）。
号が信号処理用ＬＳＩに入力されると、色信号処理部２
３と輝度信号処理部２４が信号を処理するとともに、Ｗ
Ｂ検出回路２８とＡＥ検出回路２９が色信号処理部２３
と輝度信号処理部２４におけるホワイトバランス調整量
や輝度調整量の検出を開始する。そして、コントローラ
３０はＡＥ検出回路２９からの検出信号をチェックして
検出信号が所定値以上変化したか否か判定する（ステッ
プＳ２）。
【００３９】ここで、検出信号が所定値以上変化したと
判定すると、ステップＳ３へ移行して分周回路ＤＶＤの
分周比Ｒを１／２に、またタイマカウンタの値Ｎを
「０」にそれぞれ設定してから、自動アイリス制御（ス
テップＳ４）を行う。この自動アイリス制御には、デジ
タルゲイン制御回路２１Ａや２１Ｂに対するゲインの調
整と、ＣＭＯＳ型固体撮像素子１０に対する電荷蓄積時
間（露光時間）の設定が含まれる。自動アイリス制御が
終了するとステップＳ２へ戻る。
判定すると、ステップＳ３へ移行して分周回路ＤＶＤの
分周比Ｒを１／２に、またタイマカウンタの値Ｎを
「０」にそれぞれ設定してから、自動アイリス制御（ス
テップＳ４）を行う。この自動アイリス制御には、デジ
タルゲイン制御回路２１Ａや２１Ｂに対するゲインの調
整と、ＣＭＯＳ型固体撮像素子１０に対する電荷蓄積時
間（露光時間）の設定が含まれる。自動アイリス制御が
終了するとステップＳ２へ戻る。
【００４０】一方、ステップＳ２でＡＥ検出回路２９か
らの検出信号が所定値以上変化していないと判定する
と、ステップＳ５へ移行して、タイマカウンタの値Ｎを
インクリメント（＋１）する。そして、次のステップＳ
６でカウンタの値Ｎが設定値Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３（Ｎ３＞
Ｎ２＞Ｎ１）のいずれかを越えたか判定し、いずれも越
えていないときはステップＳ４へ移行して自動アイリス
制御を行ってからステップＳ２へ戻り、再びＡＥ検出回
路２９からの検出信号が所定値以上変化していないか判
定する。
らの検出信号が所定値以上変化していないと判定する
と、ステップＳ５へ移行して、タイマカウンタの値Ｎを
インクリメント（＋１）する。そして、次のステップＳ
６でカウンタの値Ｎが設定値Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３（Ｎ３＞
Ｎ２＞Ｎ１）のいずれかを越えたか判定し、いずれも越
えていないときはステップＳ４へ移行して自動アイリス
制御を行ってからステップＳ２へ戻り、再びＡＥ検出回
路２９からの検出信号が所定値以上変化していないか判
定する。
【００４１】撮影環境が大きく変化しない間は、ステッ
プＳ２−Ｓ５−Ｓ６−Ｓ４を繰り返し、そのうちにカウ
ンタの値Ｎが増加して設定値Ｎ１を越えると、ステップ
Ｓ６からステップＳ７へ移行する。ステップＳ７では分
周回路ＤＶＤの分周比Ｒを１／４に設定する。これによ
り、信号処理用ＬＳＩ内部の動作クロックφｖの周波数
が６ＭＨｚから３ＭＨｚに変更され、フレーム処理速度
が１／２の７．５ｆｐｓに減少される。
プＳ２−Ｓ５−Ｓ６−Ｓ４を繰り返し、そのうちにカウ
ンタの値Ｎが増加して設定値Ｎ１を越えると、ステップ
Ｓ６からステップＳ７へ移行する。ステップＳ７では分
周回路ＤＶＤの分周比Ｒを１／４に設定する。これによ
り、信号処理用ＬＳＩ内部の動作クロックφｖの周波数
が６ＭＨｚから３ＭＨｚに変更され、フレーム処理速度
が１／２の７．５ｆｐｓに減少される。
【００４２】このようにフレーム処理速度が１／２に減
少されてもＡＥ検出回路２９からの検出信号が所定値以
上変化しないときはタイマカウンタの値Ｎがさらに更新
され続け、ステップＳ７でカウント値Ｎが設定値Ｎ２を
越えた判定すると、ステップＳ６からステップＳ８へ移
行する。ステップＳ８では分周回路ＤＶＤの分周比Ｒを
さらに小さくして１／８に設定する。これにより、信号
処理用ＬＳＩ内部の動作クロックφｖの周波数が３ＭＨ
ｚから１．５ＭＨｚに変更され、フレーム処理速度が１
／４の３．７５ｆｐｓに減少される。
少されてもＡＥ検出回路２９からの検出信号が所定値以
上変化しないときはタイマカウンタの値Ｎがさらに更新
され続け、ステップＳ７でカウント値Ｎが設定値Ｎ２を
越えた判定すると、ステップＳ６からステップＳ８へ移
行する。ステップＳ８では分周回路ＤＶＤの分周比Ｒを
さらに小さくして１／８に設定する。これにより、信号
処理用ＬＳＩ内部の動作クロックφｖの周波数が３ＭＨ
ｚから１．５ＭＨｚに変更され、フレーム処理速度が１
／４の３．７５ｆｐｓに減少される。
【００４３】さらに、フレーム処理速度が１／４に減少
されてもＡＥ検出回路２９からの検出信号が所定値以上
変化しないときはタイマカウンタの値Ｎがさらに更新さ
れ続け、ステップＳ６でカウント値Ｎが設定値Ｎ３を越
えた判定すると、ステップＳ６からステップＳ９へ移行
する。ステップＳ９では分周回路ＤＶＤの分周比Ｒをさ
らに小さくして１／１６に設定する。これにより、信号
処理用ＬＳＩ内部の動作クロックφｖの周波数が１．５
ＭＨｚから０．７５ＭＨｚに変更され、フレーム処理速
度が１／８の１．３２５ｆｐｓに減少される。このよう
に、フレーム速度が下げられている間は信号処理用ＬＳ
Ｉ内部の動作クロックφｖの周波数が低くなることによ
って消費電力が低減されることとなる。
されてもＡＥ検出回路２９からの検出信号が所定値以上
変化しないときはタイマカウンタの値Ｎがさらに更新さ
れ続け、ステップＳ６でカウント値Ｎが設定値Ｎ３を越
えた判定すると、ステップＳ６からステップＳ９へ移行
する。ステップＳ９では分周回路ＤＶＤの分周比Ｒをさ
らに小さくして１／１６に設定する。これにより、信号
処理用ＬＳＩ内部の動作クロックφｖの周波数が１．５
ＭＨｚから０．７５ＭＨｚに変更され、フレーム処理速
度が１／８の１．３２５ｆｐｓに減少される。このよう
に、フレーム速度が下げられている間は信号処理用ＬＳ
Ｉ内部の動作クロックφｖの周波数が低くなることによ
って消費電力が低減されることとなる。
【００４４】上記のようにして、フレーム処理速度が低
減されて画像信号の処理が行われている途中で、撮影環
境が変わりステップＳ２で検出信号が所定値以上変化し
たと判定すると、ステップＳ３で分周回路ＤＶＤの分周
比Ｒを初期の１／２に戻すと共に、またタイマカウンタ
の値Ｎを「０」にリセットする。これにより、フレーム
処理速度が１５ｆｐｓに戻されてステップＳ３の自動ア
イリス制御が行われるため、通常の応答速度で撮影環境
に応じてホワイトバランスや輝度調整がなされた画像信
号が得られるようになる。
減されて画像信号の処理が行われている途中で、撮影環
境が変わりステップＳ２で検出信号が所定値以上変化し
たと判定すると、ステップＳ３で分周回路ＤＶＤの分周
比Ｒを初期の１／２に戻すと共に、またタイマカウンタ
の値Ｎを「０」にリセットする。これにより、フレーム
処理速度が１５ｆｐｓに戻されてステップＳ３の自動ア
イリス制御が行われるため、通常の応答速度で撮影環境
に応じてホワイトバランスや輝度調整がなされた画像信
号が得られるようになる。
【００４５】図５には、上記コントローラ３０による制
御の他の例がフローチャートで示されている。この実施
例の制御は、図４の制御フローの途中に、輝度信号があ
る値よりも小さいか否かを判定するステップＳ１０と、
輝度信号が小さい時はＣＭＯＳ型固体撮像素子１０内の
コントロールレジスタＣＲＧの制御データを書き換えて
画素における最大電荷蓄積時間を、１フレーム周期すな
わち総ライン数の２倍に設定するとともに出力されるフ
レーム枚数を通常の１／２にさせるステップＳ１１とを
設け、ステップＳ３には分周比Ｒの設定とカウンタの値
Ｎのリセットの他に画素の最大電荷蓄積時間をＣＭＯＳ
撮像素子の総ライン数に設定する処理を追加したもので
ある。
御の他の例がフローチャートで示されている。この実施
例の制御は、図４の制御フローの途中に、輝度信号があ
る値よりも小さいか否かを判定するステップＳ１０と、
輝度信号が小さい時はＣＭＯＳ型固体撮像素子１０内の
コントロールレジスタＣＲＧの制御データを書き換えて
画素における最大電荷蓄積時間を、１フレーム周期すな
わち総ライン数の２倍に設定するとともに出力されるフ
レーム枚数を通常の１／２にさせるステップＳ１１とを
設け、ステップＳ３には分周比Ｒの設定とカウンタの値
Ｎのリセットの他に画素の最大電荷蓄積時間をＣＭＯＳ
撮像素子の総ライン数に設定する処理を追加したもので
ある。
【００４６】なお、一般には、ＣＭＯＳ型固体撮像素子
１０の最大電荷蓄積時間は１フレーム周期すなわち総ラ
イン数であるため、この実施例による制御が適用可能な
システムは、ＣＭＯＳ型固体撮像素子１０として、各画
素の最大電荷蓄積時間が２フレーム周期すなわち総ライ
ン数の２倍に設定可能であるとともに、このように蓄積
時間が設定されたときはフレーム枚数を通常の１／２に
して出力する機能を有するものを使用したシステムであ
るという条件が必要とされる。
１０の最大電荷蓄積時間は１フレーム周期すなわち総ラ
イン数であるため、この実施例による制御が適用可能な
システムは、ＣＭＯＳ型固体撮像素子１０として、各画
素の最大電荷蓄積時間が２フレーム周期すなわち総ライ
ン数の２倍に設定可能であるとともに、このように蓄積
時間が設定されたときはフレーム枚数を通常の１／２に
して出力する機能を有するものを使用したシステムであ
るという条件が必要とされる。
【００４７】図５の制御フローに従うと、被写体照度が
特に暗い場合であって撮影環境に大きな変化がないとき
には、ステップＳ１０とＳ１１が実行されてＣＭＯＳ型
固体撮像素子１０が通常よりも低いフレームレートで動
作されるようになり、これによってＣＭＯＳ型固体撮像
素子１０における消費電力も減少するようになる。しか
も、このように撮影照度が暗くしかも撮影環境変化が小
さい場合にＣＭＯＳ型固体撮像素子１０の動作速度を下
げたとしても、この実施例の撮像システムにおいては、
ＣＭＯＳ型固体撮像素子１０からの画像信号を処理する
回路も撮影環境に大きな変化がないことによってフレー
ム処理速度が遅くなっているので、画質が劣化すること
がない。一方、この実施例の制御のように、電荷蓄積時
間を２倍にすると画像信号の輝度を高くすることがで
き、これによって表示画面を約２倍明るくすることがで
きるという利点がある。
特に暗い場合であって撮影環境に大きな変化がないとき
には、ステップＳ１０とＳ１１が実行されてＣＭＯＳ型
固体撮像素子１０が通常よりも低いフレームレートで動
作されるようになり、これによってＣＭＯＳ型固体撮像
素子１０における消費電力も減少するようになる。しか
も、このように撮影照度が暗くしかも撮影環境変化が小
さい場合にＣＭＯＳ型固体撮像素子１０の動作速度を下
げたとしても、この実施例の撮像システムにおいては、
ＣＭＯＳ型固体撮像素子１０からの画像信号を処理する
回路も撮影環境に大きな変化がないことによってフレー
ム処理速度が遅くなっているので、画質が劣化すること
がない。一方、この実施例の制御のように、電荷蓄積時
間を２倍にすると画像信号の輝度を高くすることがで
き、これによって表示画面を約２倍明るくすることがで
きるという利点がある。
【００４８】図６は、前記実施例の撮像システムを応用
した携帯電話機の全体構成を示すブロック図である。こ
の実施例の携帯電話機は、イメージセンサとしてのＣＭ
ＯＳ撮像素子１０と、撮像素子からの画像信号を処理す
る画像信号処理ＬＳＩ２００、表示部としての液晶パネ
ル３２０、送受信用のアンテナ３２１、音声出力用のス
ピーカ３２２、音声入力用のマイクロホン３２３、上記
液晶パネル３２０を駆動して表示を行わせる液晶コント
ロールドライバ３１１、スピーカ３２２やマイクロホン
の信号の入出力を行う音声インタフェース３３０、アン
テナ３２１を介してＷＣＤＭＡ方式等で携帯電話通信を
行う高周波インタフェース３４０、音声信号や送受信信
号に係る信号処理を行うＤＳＰ（Digital Signal Proce
ssor）３５１、カスタム機能（ユーザ論理）を提供する
ＡＳＩＣ（Application Specific IntegratedCircuit
s）３５２、通信制御を含めた装置全体の制御を行うマ
イクロプロセッサもしくはマイクロコンピュータなどか
らなるシステム制御装置３５３およびデータやプログラ
ムの記憶用メモリ３６０、システムクロックφｃを生成
する発振回路（ＯＳＣ）３７０等を備えてなる。上記Ｄ
ＳＰ３５１、ＡＳＩＣ３５２およびシステム制御装置と
してのマイコン３５３により、ベースバンド回路３５０
が構成される。
した携帯電話機の全体構成を示すブロック図である。こ
の実施例の携帯電話機は、イメージセンサとしてのＣＭ
ＯＳ撮像素子１０と、撮像素子からの画像信号を処理す
る画像信号処理ＬＳＩ２００、表示部としての液晶パネ
ル３２０、送受信用のアンテナ３２１、音声出力用のス
ピーカ３２２、音声入力用のマイクロホン３２３、上記
液晶パネル３２０を駆動して表示を行わせる液晶コント
ロールドライバ３１１、スピーカ３２２やマイクロホン
の信号の入出力を行う音声インタフェース３３０、アン
テナ３２１を介してＷＣＤＭＡ方式等で携帯電話通信を
行う高周波インタフェース３４０、音声信号や送受信信
号に係る信号処理を行うＤＳＰ（Digital Signal Proce
ssor）３５１、カスタム機能（ユーザ論理）を提供する
ＡＳＩＣ（Application Specific IntegratedCircuit
s）３５２、通信制御を含めた装置全体の制御を行うマ
イクロプロセッサもしくはマイクロコンピュータなどか
らなるシステム制御装置３５３およびデータやプログラ
ムの記憶用メモリ３６０、システムクロックφｃを生成
する発振回路（ＯＳＣ）３７０等を備えてなる。上記Ｄ
ＳＰ３５１、ＡＳＩＣ３５２およびシステム制御装置と
してのマイコン３５３により、ベースバンド回路３５０
が構成される。
【００４９】画像信号処理ＬＳＩ２００は、前記実施例
における信号処理回路２０とコントローラ３０とを１つ
の半導体基板上に半導体集積回路として構成したもので
ある。前述したように、画像信号処理ＬＳＩ２００とＣ
ＭＯＳ撮像素子１０とを１つのプリント配線基板上に実
装してモジュールとして構成したものを使用することも
可能である。また、画像信号処理ＬＳＩ２００として前
記実施例におけるコントローラ３０を含まない信号処理
回路２０のみを集積した半導体集積回路を使用し、前記
実施例のコントローラ３０とベースバンド回路３５０を
構成するマイコン３５３と兼用させるように構成するこ
とも可能である。
における信号処理回路２０とコントローラ３０とを１つ
の半導体基板上に半導体集積回路として構成したもので
ある。前述したように、画像信号処理ＬＳＩ２００とＣ
ＭＯＳ撮像素子１０とを１つのプリント配線基板上に実
装してモジュールとして構成したものを使用することも
可能である。また、画像信号処理ＬＳＩ２００として前
記実施例におけるコントローラ３０を含まない信号処理
回路２０のみを集積した半導体集積回路を使用し、前記
実施例のコントローラ３０とベースバンド回路３５０を
構成するマイコン３５３と兼用させるように構成するこ
とも可能である。
【００５０】以上、本発明者によってなされた発明を実
施態様にもとづき具体的に説明したが、本発明は上記実
施態様に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しな
い範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。た
とえば、実施例では分周回路ＤＶＤに分周比を設定する
レジスタを設けてこのレジスタへの設定で分周比を変更
するように構成したものを説明したが、分周回路ＤＶＤ
に分周比を設定するレジスタを設ける代わりに、コント
ローラ３０から分周回路ＤＶＤの分周を切り換える制御
信号を直接供給する構成とすることも可能である。
施態様にもとづき具体的に説明したが、本発明は上記実
施態様に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しな
い範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。た
とえば、実施例では分周回路ＤＶＤに分周比を設定する
レジスタを設けてこのレジスタへの設定で分周比を変更
するように構成したものを説明したが、分周回路ＤＶＤ
に分周比を設定するレジスタを設ける代わりに、コント
ローラ３０から分周回路ＤＶＤの分周を切り換える制御
信号を直接供給する構成とすることも可能である。
【００５１】また、実施例では、コントローラ３０をシ
ングルチップマイコンで構成すると説明したが、専用の
制御回路であってもよい。また、その場合、プログラム
処理で画像信号が大きく変化したことを判定する代わり
に専用の判定回路を設けてハードウェアで処理するよう
にしてもよい。さらに、画像信号の変化を輝度調整量や
ホワイトバランス調整量に基づいて判定する代わりに色
処理部２３内の任意の信号や輝度処理部２４内の任意の
信号に基づいて判定することができる。
ングルチップマイコンで構成すると説明したが、専用の
制御回路であってもよい。また、その場合、プログラム
処理で画像信号が大きく変化したことを判定する代わり
に専用の判定回路を設けてハードウェアで処理するよう
にしてもよい。さらに、画像信号の変化を輝度調整量や
ホワイトバランス調整量に基づいて判定する代わりに色
処理部２３内の任意の信号や輝度処理部２４内の任意の
信号に基づいて判定することができる。
【００５２】以上の説明では主として、本発明者によっ
てなされた発明をその背景となった利用分野である携帯
電話器のような携帯用電子機器に搭載される撮像システ
ムに適用した場合について説明したが、それに限定され
るものではなく、たとえば動画像撮影専用のビデオカメ
ラにも適用できる。また、本発明は、携帯電話器以外の
ＰＤＡやノートパソコンなど電池で動作し撮影機能を有
する電子機器に広く利用することができる。
てなされた発明をその背景となった利用分野である携帯
電話器のような携帯用電子機器に搭載される撮像システ
ムに適用した場合について説明したが、それに限定され
るものではなく、たとえば動画像撮影専用のビデオカメ
ラにも適用できる。また、本発明は、携帯電話器以外の
ＰＤＡやノートパソコンなど電池で動作し撮影機能を有
する電子機器に広く利用することができる。
【００５３】
【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば下記
のとおりである。 すなわち、本発明に従うと、ＣＭＯ
Ｓ型固体撮像素子を用いた撮像システムにおいて、撮影
環境の変化を監視し、撮影環境があまり変化していない
ときは徐々にフレーム処理速度を下げ撮影環境がある程
度変化したときはフレーム処理速度を通常速度に戻すよ
うにしたので、画質を劣化させることなくフレーム処理
速度を下げて消費電力を減らすことができる。特に、携
帯電話器のような電池で動作する携帯端末装置に適用し
た場合には、ＣＣＤに比べて消費電力の少ないＣＭＯＳ
型固体撮像素子を用いるとともに、撮影環境の変化に応
じてフレーム処理速度を制御するため、画質を劣化させ
ることなく消費電力を減らすことができ、これによって
一回の充電により動作可能な時間をより長くすることが
できるという効果がある。
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば下記
のとおりである。 すなわち、本発明に従うと、ＣＭＯ
Ｓ型固体撮像素子を用いた撮像システムにおいて、撮影
環境の変化を監視し、撮影環境があまり変化していない
ときは徐々にフレーム処理速度を下げ撮影環境がある程
度変化したときはフレーム処理速度を通常速度に戻すよ
うにしたので、画質を劣化させることなくフレーム処理
速度を下げて消費電力を減らすことができる。特に、携
帯電話器のような電池で動作する携帯端末装置に適用し
た場合には、ＣＣＤに比べて消費電力の少ないＣＭＯＳ
型固体撮像素子を用いるとともに、撮影環境の変化に応
じてフレーム処理速度を制御するため、画質を劣化させ
ることなく消費電力を減らすことができ、これによって
一回の充電により動作可能な時間をより長くすることが
できるという効果がある。
【図１】本発明に係るＣＭＯＳ型固体撮像素子を用いた
撮像システムの一実施例を示すブロック図である。
撮像システムの一実施例を示すブロック図である。
【図２】ＣＭＯＳ型固体撮像素子の撮像領域の構成を部
分的に示す回路図である。
分的に示す回路図である。
【図３】ＣＭＯＳ型固体撮像素子の任意の１画素を拡大
して画素の内部構成を示した回路構成図である。
して画素の内部構成を示した回路構成図である。
【図４】実施例の撮像システムにおけるクロックの周波
数の切り換え制御の手順の一例を示すフローチャートで
ある。
数の切り換え制御の手順の一例を示すフローチャートで
ある。
【図５】実施例の撮像システムにおけるクロックの周波
数の切り換えおよび撮像素子の電荷蓄積時間変更制御の
手順の一例を示すフローチャートである。
数の切り換えおよび撮像素子の電荷蓄積時間変更制御の
手順の一例を示すフローチャートである。
【図６】実施例の撮像システムを応用した携帯電話器の
構成を示すブロック図である。
構成を示すブロック図である。
１０ ＣＭＯＳ型固体撮像素子（イメージセンサ）
１１ 撮像領域
１２ アナログ式利得可変アンプ
１３ Ａ／Ｄ変換器
１４ 制御回路
２０ 画像信号処理回路
２１Ａ，２１Ｂ デジタル式利得可変アンプ
２２ ラインメモリ
２３ 色信号処理部
２４ 輝度処理部
２５ デジタルＩ／Ｆ（インタフェース）
２６ クロック生成回路
３０ システム制御回路
１１０ 画素
１１１ フォトダイオード
１１２ 増幅器
１２１ 水平シフトレジスタ（水平転送回路）
１２２ 垂直シフトレジスタ（垂直転送回路）
ＳＷＶ 選択スイッチ
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１４年９月２０日（２００２．９．２
０）
０）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 高橋 隆
東京都小平市上水本町５丁目22番１号 株
式会社日立超エル・エス・アイ・システム
ズ内
(72)発明者 松本 宏之
東京都小平市上水本町５丁目22番１号 株
式会社日立超エル・エス・アイ・システム
ズ内
(72)発明者 尾高 照明
千葉県茂原市早野3681番地 日立デバイス
エンジニアリング株式会社内
(72)発明者 中村 雅志
千葉県茂原市早野3681番地 日立デバイス
エンジニアリング株式会社内
(72)発明者 志田 光司
東京都小平市上水本町五丁目20番１号 株
式会社日立製作所半導体グループ内
Ｆターム(参考） 4M118 AA04 AB01 BA14 CA02 DB09
DB16 DD10 DD12 FA06 FA34
FA42
5C024 BX01 CX54 CX65 CY42 DX01
GX03 GY31 HX18 HX29 HX58
Claims (13)
- 【請求項１】 ＣＭＯＳ型固体撮像素子と該ＣＭＯＳ型
固体撮像素子からの画像信号を処理する信号処理用半導
体集積回路とを備えた撮像システムであって、 前記信号処理用半導体集積回路は、前記ＣＭＯＳ型固体
撮像素子からの画像信号の変化が所定の値よりも大きい
場合に当該信号処理用半導体集積回路内部の動作クロッ
クの周波数を下げるように構成されていることを特徴と
する撮像システム。 - 【請求項２】 前記信号処理用半導体集積回路は、前記
ＣＭＯＳ型固体撮像素子からの画像信号を色信号と輝度
信号に分離し、分離された輝度信号の変化が所定の値よ
りも大きい場合に当該信号処理用半導体集積回路内部の
動作クロックの周波数を下げるように構成されているこ
とを特徴とする請求項１に記載の撮像システム。 - 【請求項３】 前記信号処理用半導体集積回路は、前記
ＣＭＯＳ型固体撮像素子からの画像信号を色信号と輝度
信号に分離し、分離された輝度信号または色信号のいず
れかの変化が所定の値よりも大きい場合に当該信号処理
用半導体集積回路内部の動作クロックの周波数を下げる
ように構成されていることを特徴とする請求項１に記載
の撮像システム。 - 【請求項４】 前記信号処理用半導体集積回路は、前記
ＣＭＯＳ型固体撮像素子からの画像信号を色信号と輝度
信号に分離し、分離された輝度信号の変化と色信号の変
化がそれぞれ所定の値よりも大きい場合に当該信号処理
用半導体集積回路内部の動作クロックの周波数を下げる
ように構成されていることを特徴とする請求項１に記載
の撮像システム。 - 【請求項５】 前記信号処理用半導体集積回路は、前記
ＣＭＯＳ型固体撮像素子から供給される画像信号を色信
号と輝度信号に分離する信号分離回路と、分離された輝
度信号を補正する輝度補正回路と、分離された色信号を
補正する色補正回路と、上記輝度補正回路における補正
量を検出する第１検出回路と、当該信号処理用半導体集
積回路および前記前記ＣＭＯＳ型固体撮像素子を制御す
る制御回路とを備え、該制御回路が前記第１検出回路の
検出信号に基づいて画像信号の変化が所定の値よりも大
きい場合に当該信号処理用半導体集積回路内部の動作ク
ロックの周波数を下げるように構成されていることを特
徴とする請求項１に記載の撮像システム。 - 【請求項６】 前記信号処理用半導体集積回路は、前記
色補正回路における補正量を検出する第２検出回路を備
え、前記制御回路は前記第１検出回路の検出信号と前記
第２検出回路の検出信号に基づいて画像信号の輝度成分
の変化が所定の値よりも大きい場合または画像信号の色
成分の変化が所定の値よりも大きい場合に当該信号処理
用半導体集積回路内部の動作クロックの周波数を下げる
ように構成されていることを特徴とする請求項５に記載
の撮像システム。 - 【請求項７】 前記制御回路は、プログラムの命令を実
行することにより制御を行うデータ処理ユニットと、該
データ処理ユニットが実行するプログラムを格納するメ
モリとを備え、前記動作クロックの周波数を下げる制御
を、前記データ処理ユニットのプログラム処理によって
行うように構成されていることを特徴とする請求項５ま
たは６に記載の撮像システム。 - 【請求項８】 基準となるクロック信号を複数段階に分
周可能な分周回路を備え、前記制御回路は、前記分周回
路の分周比を変えることによって前記動作クロックの周
波数を下げるように構成されていることを特徴とする請
求項５〜７のいずれかに記載の撮像システム。 - 【請求項９】 前記ＣＭＯＳ型固体撮像素子は各画素の
最大電荷蓄積時間をすべての水平走査ラインを一通り走
査するのに要する時間よりも長い時間に設定可能に構成
され、 通常の動作では前記ＣＭＯＳ型固体撮像素子の最大電荷
蓄積時間はすべての水平走査ラインを一通り走査するの
に要する時間よりも短い時間に設定され、 前記制御回路が前記動作クロックの周波数を下げる制御
を行なっている状態で上記輝度信号もしくは輝度成分が
所定の値よりも小さい場合には、前記ＣＭＯＳ型固体撮
像素子の最大電荷蓄積時間はすべての水平走査ラインを
一通り走査するのに要する時間よりも長い時間に設定さ
れるように構成されていることを特徴とする請求項１〜
８のいずれかに記載の撮像システム。 - 【請求項１０】 前記最大電荷蓄積時間を、前記制御回
路によるＣＭＯＳ型固体撮像素子への設定にて行うこと
を特徴とする請求項９記載の撮像システム。 - 【請求項１１】 ＣＭＯＳ型固体撮像素子が形成された
第１の半導体チップと、前記ＣＭＯＳ型固体撮像素子か
ら出力される画像信号を処理する画像信号処理回路と前
記ＣＭＯＳ型固体撮像素子および画像信号処理回路を制
御する制御回路とが形成された第２の半導体チップと、
が１つのプリント配線基板上に実装されてなる撮像装置
であって、 前記ＣＭＯＳ型固体撮像素子からの画像信号の変化が所
定の値よりも大きいと前記制御回路が判定した場合に前
記画像信号処理回路の動作クロックの周波数を下げるよ
うに構成されていることを特徴とする撮像装置。 - 【請求項１２】 ＣＭＯＳ型固体撮像素子が形成された
第１の半導体チップと、前記ＣＭＯＳ型固体撮像素子か
ら出力される画像信号を処理する画像信号処理回路が形
成された第２の半導体チップと、前記ＣＭＯＳ型固体撮
像素子および画像信号処理回路を制御する制御回路とが
形成された第３の半導体チップと、が１つのプリント配
線基板上に実装されてなる撮像装置であって、 前記ＣＭＯＳ型固体撮像素子からの画像信号の変化が所
定の値よりも大きいと前記制御回路が判定した場合に前
記画像信号処理回路の動作クロックの周波数を下げるよ
うに構成されていることを特徴とする撮像装置。 - 【請求項１３】 前記制御回路は、プログラムの命令を
実行することにより制御を行うデータ処理ユニットと、
該データ処理ユニットが実行するプログラムを格納する
メモリとを備え、前記動作クロックの周波数を下げる制
御を、前記データ処理ユニットのプログラム処理によっ
て行うように構成されていることを特徴とする請求項１
１または１２に記載の撮像装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001376668A JP2003179820A (ja) | 2001-12-11 | 2001-12-11 | Ｃｍｏｓ型固体撮像素子を用いた撮像システムおよび撮像装置 |
| US10/291,531 US7230649B2 (en) | 2001-12-11 | 2002-11-12 | Image sensor system using CMOS image sensor and image sensor apparatus using CMOS image sensor |
| KR1020020069917A KR20030047730A (ko) | 2001-12-11 | 2002-11-12 | Ｃｍｏｓ형 고체 촬상소자를 이용한 촬상시스템 및 촬상장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001376668A JP2003179820A (ja) | 2001-12-11 | 2001-12-11 | Ｃｍｏｓ型固体撮像素子を用いた撮像システムおよび撮像装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003179820A true JP2003179820A (ja) | 2003-06-27 |
Family
ID=19184812
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001376668A Pending JP2003179820A (ja) | 2001-12-11 | 2001-12-11 | Ｃｍｏｓ型固体撮像素子を用いた撮像システムおよび撮像装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7230649B2 (ja) |
| JP (1) | JP2003179820A (ja) |
| KR (1) | KR20030047730A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007097043A (ja) * | 2005-09-30 | 2007-04-12 | Casio Comput Co Ltd | 撮影画像出力装置、同装置の撮影制御方法及びプログラム |
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