JP2004120262A - Image pickup device - Google Patents

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JP2004120262A
JP2004120262A JP2002279994A JP2002279994A JP2004120262A JP 2004120262 A JP2004120262 A JP 2004120262A JP 2002279994 A JP2002279994 A JP 2002279994A JP 2002279994 A JP2002279994 A JP 2002279994A JP 2004120262 A JP2004120262 A JP 2004120262A
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clock
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Yasushi Kodama
児玉 裕史
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the problem wherein a clock mode changes little by little and the luminance of images changes little by little accompanying it in the case that object illuminance is near the threshold of clock mode changeover in an image pickup device which copes with low illuminance photographing by switching the clock of a system and prolonging exposure time. <P>SOLUTION: The threshold Yth_L for judging whether to advance to a step S6 of switching the clock mode from a high clock mode to a low clock mode and the threshold Yth_H for judging whether to shift to a step S10 of switching it from the lock clock mode to the high clock mode on the contrary are respectively and separately set, and the threshold Yth_H is set larger than the threshold Yth_L. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、固体撮像素子を用いたデジタルカメラ装置等の撮像装置に関するものであり、より詳細には、システムクロックの周波数を切り換えることで、低照度での画質の改善を図ることが可能な撮像装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般にデジタルカメラ装置では、電荷結合素子(CCD:Charge Coupled Device)や、C−MOSイメージセンサ等の複数の画素がマトリクス状に配置された固体撮像素子(以下、単に撮像素子)を用い、その前段に、像を撮像面に結像させるためのレンズが配置される。撮像素子の出力は、増幅手段であるAGCアンプによりアナログ増幅され、A/D変換器を介しデジタルデータに変換される。
【0003】
このようなデジタルカメラ装置においては、通常、露光調整、ホワイトバランス調整等を全て自動制御で行うようになっている。また、このような自動制御以外に、シャッタ速度や、AGCアンプゲインの設定、ホワイトバランスの設定をユーザが手動にて行い、シャッタ固定、AGCアンプゲイン固定、ホワイトバランス固定で撮影を行う手動モードを設定できるものもある。
【0004】
自動制御による露光調整は、光電変換出力より得られる撮像画像の輝度(フレーム輝度)が目標輝度となるように、露光を制御する。露光制御では、撮像素子に設けられた電子シャッタの速度を制御して、撮像素子の露光時間を制御する電子シャッタ制御、及び/又は上記AGCアンプのゲイン(増幅率)を制御するAGCアンプゲイン制御が行われる。
【0005】
例えば、暗い環境(低照度環境)での撮影で、被写体の照度が低く、撮像素子からの光電変換出力が低下した場合は、輝度が低下する。輝度を目標輝度まで上げるために、まず、露光時間を長くする電子シャッタ制御が実施される。そして、電子シャッタ制御による露光時間を最長にしても目標の輝度が得られない場合は、次いで、AGCアンプゲイン制御が行われ、AGCアンプゲインが徐々に上げられていく。
【0006】
また、反対に、明るい環境(高照度環境)での撮影で、被写体の照度が高く、撮像素子からの光電変換出力が上昇した場合は、輝度が上昇する。この場合は、輝度を目標輝度まで低下させるために、まず、AGCアンプゲイン制御が行われ、AGCアンプゲインが徐々に下げられていく。そして、AGCアンプゲインを最小値にしても目標の輝度が得られない場合は、次いで、露光時間を長くする電子シャッタ制御が行われる。
【0007】
ところで、低照度環境での撮影においては、露光制御にて電子シャッタを開ききり、かつ、AGCアンプゲインを最大としても、入射光量が今だ不足している場合がある。このような場合、撮像素子の信号対雑音比が低下し、ざらつきや色のノイズが多くなり、画像品質が低下する。
【0008】
この問題に鑑み、従来、暗い環境での撮影において、システムクロック(以下、クロック)の周波数を低下させることで露光時間を長くすることにより、信号対雑音比を改善する技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。これにおいては、被写体の照度が低下すると、高い周波数(第1周波数)の高クロックで動作する高クロックモードから、それより低い周波数(第2周波数)の低クロックで動作する低クロックモードへと移行する。クロックの周波数を例えば1/2とすることで、電子シャッタのシャッタ速度は1/2となり、露光時間を2倍にできる。
【0009】
【特許文献1】
特開平6−98227号公報
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した低クロックモードを採用して露光時間を長くする従来の技術では、被写体の照度に応じてクロックモードを切り換える閾値が一種類である。そのため、被写体の照度がその閾値付近であると、クロックモードが小刻みに切り換わることとなる。低クロックモードでは、露光時間が長くなる分画像が明るくなるが、高クロックモードでは画像は暗い。したがって、被写体の照度が閾値付近となると、明るい画像と暗い撮像が小刻みに交互に出力されるといった問題点がある。
【0011】
なお、この小刻みな明るさの変化を緩和するためには、低クロックと高クロックの周波数差を少なくすればよいが、周波数差が少ないということはつまり、低クロックモードにて対応できる低照度域が狭くなることであり、低照度での画質の改善を図る効果が低減されてしまう。
【0012】
また、従来の技術では、クロックモードの切り換わり時に、何らの輝度調整も行わない構成である。そのため、例えばクロックの周波数が1/2に切り換えられた場合、切り換えの瞬間に、露光時間が2倍となり、輝度が大きく変化する。つまり、これによっても、大きな輝度変化が問題となる。
【0013】
さらに、従来の技術では、通常より周波数の低い低クロックにて各部を機能させる低クロックモードを有する構成でありながら、低クロックモードが実施されるのは、被写体の照度が低い場合のみとなっている。このような構成では、低クロック動作時のさらなるメリットである消費電力削減効果を、十分に引き出すことができない。
【0014】
【問題を解決するための手段】
本発明の第1の撮像装置は、上記課題を解決するために、固体撮像素子を備え、被写体の照度に応じて、第1周波数のクロックで動作する高クロックモードと、上記第1周波数より低い第2周波数のクロックで動作する低クロックモードとを切り換えるクロックモード切り換え手段を有する撮像装置において、上記クロックモード切り換え手段における、高クロックモードから低クロックモードへと移行する第1閾値と、低クロックモードから高クロックモードへと移行する第2閾値とが各々別に設定され、上記第2閾値が第1閾値よりも大きいことを特徴としている。
【0015】
上記構成では、高クロックモードから低クロックモードへと移行する第1閾値と、反対に低クロックモードから高クロックモードへと移行する第2閾値とが各々別に設定され、第2閾値が第1閾値よりも高く設定されているので、クロックモードの切り換わりにヒステリシスを持つようになる。
【0016】
クロックモードの切り換わりにヒステリシスが持たされることで、被写体の照度が高から低へと変化し、第1閾値を超えた時点で、高クロックモードから低クロックモードへと移行し、その後、再び照度が上がって第1閾値より高くなったとしても、照度がさらに高い第2閾値を超えるまでは低クロックモードのままであり、高クロックモードへは移行しない。
【0017】
したがって、高クロックモードから低クロックモードへと移行する閾値と、低クロックモードから高クロックモードへと移行する閾値とが同じで、クロックモードの切り換わりにヒステリシスを持たない場合のように、被写体の照度が閾値付近となっても、クロックモードが小刻みに切り換わるようなことがなく、クロックモードの切り換わりに応じて画像の明るさ(輝度)が小刻みに変化するといったことがおこらない。
【0018】
また、本発明の第2の撮像装置は、上記課題を解決するために、固体撮像素子を備え、被写体の照度に応じて、第1周波数のクロックで動作する高クロックモードと、上記第1周波数より低い第2周波数のクロックで動作する低クロックモードとを切り換えるクロックモード切り換え手段を有する撮像装置において、クロックモードの切り換わりに伴う画像の輝度変化を緩和して徐々に輝度を変化させる輝度変化緩和手段が設けられていることを特徴としている。
【0019】
上記構成では、輝度変化緩和手段が、クロックモードの切り換わりに伴う画像の輝度変化を緩和して徐々に輝度を変化させるようになっている。
【0020】
したがって、クロックモードが切り換えられた瞬間に、輝度が大きく変化するといったことがおこらない。また、クロックモードの切り換わりに伴う急激な輝度変化を緩和することで、上記したように、被写体の照度が閾値付近となって、クロックモードが小刻みに切り換わったとしても、画像の明るさが小刻みに変化する不具合を抑制することができる。
【0021】
また、上記第2の撮像装置においては、さらに、画像の輝度が目標の明るさとなるように、固体撮像素子の露光時間及び/又は固体撮像素子の出力を増幅する増幅手段の増幅率を制御する露光制御手段が設けられており、上記輝度変化緩和手段は、上記露光時間及び/又は上記増幅率を、クロックモードの切り換わり前後で画像の輝度が同等となるように調整し、その後、上記露光制御手段にて、上記露光時間及び/又は上記増幅率を制御させることで、徐々に輝度を変化させるようになっていることを特徴とすることもできる。
【0022】
通常、撮像装置においては、固体撮像素子の露光時間及び/又は固体撮像素子の出力を増幅する増幅手段の増幅率を制御して、画像の輝度が目標の明るさとなるように露光を制御する露光制御手段が設けられている。
【0023】
上記構成では、輝度変化緩和手段は、この露光制御手段を利用し、上記露光時間及び/又は上記増幅率を、クロックモードの切り換わり前後で画像の輝度が同等となるように調整した後、該露光制御手段にて、上記露光時間及び上記増幅率を制御させることで、輝度を徐々に変化させるようにしている。
【0024】
これにより、通常備えられている露光制御手段を利用して、輝度変化緩和手段を容易に構成することができる。
【0025】
そして、特に、この場合、上記第2周波数は、第1周波数の1/N(Nは自然数)であり、上記輝度変化緩和手段は、高クロックモードから低クロックモードへの切り換わりでは、上記露光時間を最長露光時間の1/Nに設定し、低クロックモードから高クロックモードへの切り換わりでは、上記増幅率をN倍或いは最大とするようになっていることが望ましい。
【0026】
上記露光制御手段は、輝度を上げるに際しては、上記露光時間を最長となるように制御した後、上記増幅率を上げる制御を行い、輝度を低下させるに際しては、上記増幅率を最小値となるように制御した後、上記露光時間を短くする制御を行うようになっているものが多い。
【0027】
したがって、このような手順の露光制御手段においては、上記構成のように、高クロックモードから低クロックモードへの切り換わりでは、上記露光時間を最長露光時間の1/Nに設定し、低クロックモードから高クロックモードへの切り換わりでは、上記増幅率をN倍或いは最大とすることで、制御手順に応じたものとなる。
【0028】
また、低クロックモードのクロック周波数である第2周波数を、高クロックモードのクロック周波数である第1周波数の1/N(Nは自然数)とすることで、上記露光時間或いは上記増幅率の調整にて、容易にクロックモードの切り換わり前後で画像の輝度を同等とできる。
【0029】
また、本発明の第3の撮像装置は、上記課題を解決するために、固体撮像素子を備え、被写体の照度に応じて、第1周波数のクロックで動作する高クロックモードと、上記第1周波数より低い第2周波数のクロックで動作する低クロックモードとを切り換えるクロックモード切り換え手段を有する撮像装置において、上記クロックモード切り換え手段にて低クロックモードを強制的に行わせる強制低クロックモード設定手段が設けられていることを特徴としている。
【0030】
周波数の低いクロックにて各部を機能させる低クロックモードは、被写体の照度が低い場合でも、画像を明るくできるといったメリットに加えて、消費電力を低く抑えることができるといったメリットを有する。
【0031】
そこで、上記構成では、強制低クロックモード設定手段を設けて、被写体の照度に関わりなく、低クロックモードを強制的に実施させ得る構成としている。
【0032】
これにより、充電量が少ない場合などは、この強制低クロックモード設定手段にて低クロックモードを強制的に設定することで、残り少ない電力を有効に生かすことができる。
【0033】
また、本発明は、異なる表現を用いれば、以下のように言い換えることができる。つまり、本発明のデジタルカメラ装置は、固体撮像素子を有し、露光時間制御手段と、撮像素子からの電気的出力の増幅手段と、前記増幅手段出力の1画面分の輝度平均を計算するフレーム輝度計算手段と、撮影される画像が目標の明るさとなるように制御するための露光制御手段と、複数のクロックを出力できる同期クロック発生手段とを有し、撮像素子への入射光量が大きく、前記フレーム輝度が高い場合は、前記同期クロック出力発生手段に高い周波数のクロックを出力させ、前記入射光量が低く、前記フレーム輝度が低い場合は、前記同期クロック出力手段に低い周波数のクロックを出力させ、かつ、入射光量が高い状態から徐々に低くなり、同期クロック出力手段に低い周波数のクロックを発振させるときのフレーム輝度のしきい値と、入射光量が徐々に高くなり、同期クロック出力手段に高い周波数を出力させるときの、フレーム輝度のしきい値との間に一定の差をもたせ、同期クロック切り換わりにヒステリシスをもたせ、低クロック時の同期出力周波数は高クロック時のN分の1(Nは自然数)に設定できることを特徴としている。
【0034】
また、さらに、上記構成に、加えて、撮影モードを設定するための設定手段とを有し、前記撮影モード設定手段によって自動モードが設定されている場合に、撮像素子への入射光量が大きく、前記フレーム輝度が高い場合は、前記同期クロック出力発生手段に高い周波数のクロックを出力させ、前記入射光量が低く、前記フレーム輝度が低い場合は、前記同期クロック出力手段に低い周波数のクロックを出力させ、かつ、入射光量が高い状態から徐々に低くなり、同期クロック出力手段に低い周波数のクロックを発振させるときのフレーム輝度のしきい値と、入射光量が徐々に高くなり、同期クロック出力手段に高い周波数を出力させるときの、フレーム輝度のしきい値との間に一定の差をもたせ、同期クロック切り換わりにヒステリシスをもたせ、低クロック時の同期出力周波数は高クロック時のN分の1(Nは自然数)に設定できることを特徴とすることもできる。
【0035】
さらに、上記構成に加えて、強制的に前記同期クロック発生手段に低クロック出力を行わせる強制低クロックモード設定手段を有することを特徴とすることもできる。
【0036】
さらに、上記構成に加えて、同期クロックの切り換わりにおいて、高クロックから低クロックへの切り換わりにおいては、シャッタ速度を最長露光時間の1/Nに設定し、自動制御を継続し、低クロックから高クロックへの切り換わりにおいては、AGCアンプゲイン(増幅手段の増幅率)をN倍、もしくは、最大に設定し、自動制御を継続する手段を有することを特徴とすることもできる。
【0037】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の一形態を、図1〜図4を用いて以下に説明する。
【0038】
図1は、本実施の形態の撮像装置であるデジタルカメラ装置のブロック図である。ここでは、固体撮像素子として、C−MOSイメージセンサ1を採用している。レンズ20を通過した入射光は、赤外カットフィルタ21で長波長成分が減衰された後、該C−MOSイメージセンサ1によって光電変換される。
【0039】
3は本デジタルカメラ装置のカメラシステム全体の制御を行う制御マイクロコンピュータ(以下、制御マイコンと称する)である。制御マイコン3は、入力された映像信号の輝度平均値(Y)と色信号平均値(I,Q)とにより、電子シャッタ制御、AGCアンプゲイン制御、ホワイトバランス自動調整、同期クロック発生部10の同期クロック設定等を行う。
【0040】
なお、詳細は後述するが、この制御マイコン3が、本発明のクロックモード切り換える手段であって、かつ、露光制御手段、輝度変化緩和手段としての機能を有し、また、強制低クロックモード設定回路23とともに、強制低クロックモード設定手段を構成する。
【0041】
また、制御マイコン3は、制御マイコン3に直結されたEE−PROM19から、各種制御データを読み出し、各信号処理部に設定する役目も担う。なお、EE−PROM19の設定値は、パーソナルコンピュータあるいはPDA等のホスト装置から、外部コネクタ16、ホストインタフェース15、及び制御マイコン3を介して書き換えが可能であり、使用するC−MOSイメージセンサ1に応じてチューニングすることが可能である。
【0042】
2は光電変換されたアナログの映像信号を増幅するAGCアンプ(増幅手段)である。AGCアンプ2は制御マイコン3により、外部コネクタ16に接続されたホスト装置のモニター画面上で適切な明るさとなるようにゲインコントロールされる。4はAGCアンプ2で増幅されたアナログの映像信号をデジタル値に変換するA/D変換器である。
【0043】
5は、カメラ信号処理のうち、A/D変換されたデジタル信号を入力とし、OBオフセットクランプ、輝度信号(Y)、色信号I,Q値を積算するYIQ値積算部、及びホワイトバランスアンプ等から構成されるブロックである。OBオフセットクランプは、黒レベルの再生を行う。YIQ値積算部は、自動露光制御に用いる輝度信号(Y)積算値の計算、画面の白成分を抽出し画面上の白い部分が白く出力されるようにR画素ゲイン及びB画素ゲインを制御するホワイトバランス処理を行うためのI値積算及びQ値積算を行う。ホワイトバランスアンプは、前記I,Qの積算値に基づき、制御マイコン3によって算出されたR画素ゲイン、B画素ゲインを映像信号に乗算する。
【0044】
6は画素補間ブロックである。C−MOSイメージセンサ1上には、1画素につき1色のカラーフィルタが設けられており、前段のブロック5までは、R(赤)カラーフィルタに対応する画素出力、G(緑)カラーフィルタに対応する画素出力、B(青)カラーフィルタに対応する画素出力をそれぞれ〔R〕,[G],[B]とすると、ある水平ラインでは、〔R〕,〔G〕,〔R〕,〔G〕,〔R〕,〔G〕,〔R〕,〔G〕,・・・、また、次のラインでは、[G],[B],[G],[B],[G],[B],[G],[B],・・・というように、一色のカラーフィルタを通過した光による光電変換結果が順次出力されている。該出力をこの補間ブロック6で、RGBのうち足りない2色を周囲画素より補い、1画素につき、RGB1つの組を生成する。
【0045】
7は画像の階調を補正し、明るくコントラストの良い画像を作り出す階調補正ブロックである。階調補正ブロック7では、例えば入力信号に対し、中間調を増幅するような補正曲線を与えることにより、画像の画素値分布の最大値と最小値は変化させずに全体的に明るい出力画像を得ることが可能である。
【0046】
8は、シェーディング補正部で、レンズの周辺光量低下のため生じる画面隅の輝度低下や、赤外カットフィルタにより赤成分が減衰することによって生じる画像の周辺部色むら等を補正する。
【0047】
9はRGBから輝度成分(Y)と色成分(U,V)への変換を行うRGB→YUV変換部である。これにより、メモリーコントローラ14で、色成分を圧縮してフレームメモリ17に画像データを格納したり、Cアンプ11により色の濃さのみの調節をしたり、また、エッジ強調ブロック12で、画像のくっきり感を強調するために輝度信号にのみエッジ強調処理を施すことが可能となる。これらCアンプ11及びエッジ強調ブロック12は、画像品質向上ブロック18に含まれている。
【0048】
10は同期クロック発生部であり、この部分については、図2に詳細図を示す。ここでは、水晶発振子10aにより発振された源クロックが、クロックバッファ10e、1/2分周器10b、及び1/3分周器10cに供給されている。クロックバッファ10e、1/2分周器10b、及び1/3分周器10cからの各クロックは、制御マイコン3の指定により、分周器またはクロックバッファの1つが選択されてタイミング発生器10dに供給される。
【0049】
クロックバッファ10eの出力が選択されている状態では、源クロックと同一の周波数がタイミング発生器10dに供給される。また、1/2分周器10bが選択されている状態では、源クロックの1/2の周波数がタイミング発生器10dに供給され、1/3分周器10cが選択されている状態では、源クロックの1/3の周波数がタイミング発生器10dに供給される。タイミング発生器10dは、選択的に供給されるクロックを基に、デジタルカメラシステムで使用される各種クロックを生成しシステムに供給する。
【0050】
画像縮小部13は、任意の画像サイズを得るために画像サイズの縮小処理を行う。例えば、VGA(640×480ピクセル)のC−MOSイメージセンサ1を使用している場合に、ホスト装置(パソコンやPDA等)に対してQVGA(320×240ピクセル)を供給したい場合、画像縮小部13は、制御マイコン3からの指令に基づいて、画像サイズを縦横それぞれ1/2に縮小する。
【0051】
メモリーコントローラ14は、デジタル画像をフレームメモリ17へ格納したり、外部コネクタ16に接続されたパーソナルコンピュータやPDA等のホスト装置からホストインタフェース15を介して与えられる画像読み出しコマンドにより、画像をフレームメモリから読み出しホストインタフェース15に転送したりする等の動作を行う。
【0052】
15はホストインタフェースであり、上述したようにホスト装置からの要求に応じて、メモリーコントローラ14と協調して画像データをホスト装置へ転送する。また、ホスト装置から、信号処理に用いるパラメータを、制御マイコン3を介してEE−PROMに19書き込む際にも利用される。
【0053】
22は撮影モードを設定するための撮影モード設定回路である。本デジタルカメラ装置では、撮影モードとして、露光調整、ホワイトバランス調整を全て自動で行う自動モードの他、シャッタ固定、AGCアンプゲイン固定、ホワイトバランス固定等の手動モードを有している。
【0054】
そして、23は被写体の照度に関わらず、強制的に低クロックモードで動作させることを可能とする強制低クロックモード設定回路である。
【0055】
次に、本デジタルカメラ装置におけるクロックモードが切り換わる動作手順を、図4のフローチャートを用いて説明する。クロックモードの切り換えが行われるのは、上記した撮影モード設定回路22にて、自動モードが設定されている場合であって、かつ、強制低クロックモード設定回路23にて、強制低クロックモードが設定されていない場合である。したがって、ここでは、自動モードが設定され、かつ、強制低クロックモードが設定されていないことを前提として説明する。なお、動作の主語は、制御マイコン3である。
【0056】
被写体照度が図3上部のグラフ1に示すように、徐々に暗くなった後、また、徐々に明るくなるという変化を想定する。
【0057】
まず、自動制御にて電子シャッタ制御及びAGCアンプゲイン制御が施された状態で撮影された1画面分の輝度であるフレーム輝度Yを計算する(S1)。次いで、現在既に低クロックモードであるか否かを判断し(S2)、既に低クロックモードである場合は、S9に進む。
【0058】
S2にて、低クロックモードで無いと判断した場合は、S3に進む。ここで、被写体照度が徐々に低下すると、制御マイコン3は、目標のフレーム輝度が得られるまで電子シャッタを徐々に開き露光量を上昇させるように制御する(S12)。S1〜S3、S12のステップを繰り返し、フレーム輝度を調整するうちに、電子シャッタによる露光時間が最長に達すると、次はAGCアンプゲインを上げ、目的のフレーム輝度が得られるように制御する(S13)。
【0059】
被写体照度がさらに低下し、AGCアンプゲインも最大になると(S4)、電子シャッタ制御及びAGCアンプゲイン制御では、目標のフレーム輝度を得ることが不可能となり、S1で計算されるフレーム輝度Yは、被写体照度と同じく徐々に低下していく。
【0060】
そして、S5において、フレーム輝度Yが、あらかじめ設定された閾値値Yth_L(第1閾値)以下となっているかどうかが判断される。ここで、Y<Yth_Lとなっていると判断した場合、S6に進み、現在のクロックモード、つまり高クロックモードから低クロックモードへと移行する。
【0061】
S6で、低クロックモードに移行すると、制御マイコン3によって、低クロックモードのクロックである、1/2分周或いは1/3分周のどちらかが選択される。高クロックモード時は、分周無しの源クロックの周波数(第1周波数)が選択される。低クロックモードで、1/2分周或いは1/3分周のうち、どちらを低クロックの周波数(第2周波数)として選択するかは、EE−PROM19に書き込まれており、デジタルカメラ装置の電源起動時に制御マイコン3によって読み込まれている。以下においては、低クロックモードでは、1/2分周が選択されているものとして説明を進める。
【0062】
低クロックモードに移行すると、1/2分周が設定されるため、システム全体のクロックが1/2となり、電子シャッタによる最大露光時間が2倍になる。このことにより、2倍の光量をC−MOSイメージセンサ1に供給することができ、光電変換による信号電荷も2倍となるため、信号対雑音比が改善される。また、より暗い場所での撮影も可能となる。
【0063】
ところで、システムクロックを2倍に切り換えた時点で、瞬間的に露光量が2倍になると、外部コネクタ16を介して接続されているホスト機器でリアルタイムにカメラ画像をモニターしている場合は、急にモニター中の画像が明るくなるといった不具合が発生する。
【0064】
そこで、本デジタルカメラ装置では、S6で低クロックモードに移行し、同期クロックを1/2分周に切り換えるのとほぼ同時に、電子シャッタによる露光時間を1/2倍にし、フレーム輝度が同期クロック切り換え前後で極端に変化しないようにしている(S7)。つまり、低クロックモードとして、高クロックモードのクロックを1/N分周(Nは自然数)する場合は、切り換えるのとほぼ同時に、電子シャッタによる露光時間を1/N倍にすればよい。
【0065】
低照度下では、同期クロック切り換え後は、自動制御によって電子シャッタ制御(露光制御)が実施され(S8)、電子シャッタの露光時間が徐々に長くなっていくため、モニター画面もなめらかに明るい方向へ変化していく。
【0066】
そして、低照度撮影において、S6で低クロックモードへ以降した後、入射光量が徐々に上昇する場合は、次のような動作となる。
【0067】
まず、AGCアンプゲインが、目的のフレーム輝度が得られるように、自動制御によって調整され、ある程度入射光量が上昇したところで、AGCアンプゲインは最小値、つまり0dBとなる(図4のフローチャートでは、この自動制御のステップは不図示)。
【0068】
このような状態で、S2にて、低クロックモードが設定されていると判断され、S9に進み、ここで、入射光量が上昇し、フレーム輝度Yが閾値Yth_H(第2閾値)を越えたと判断すると、入射光量が十分であるとして、S10で、低クロックモードから高クロックモードへ移行する。
【0069】
このとき、1/2分周から無分周となり、同期クロックの周波数が2倍になるため、電子シャッタによる露光時間が半分になり、C−MOSイメージセンサ1への入射光量が1/2となる。そのため上述したように、外部コネクタ16を介して接続されているホスト機器でリアルタイムにカメラ画像をモニターしている場合は、急にモニター中の画像が暗くなるといった不具合が発生する
そこで、ここでも、S11において、S10で低クロックモードから高クロックモードに切り換えられるのとほぼ同時に、AGCアンプゲインを2(N)倍もしくは、最大ゲインが2(N)倍に満たない場合はゲインの最大値に設定し、モニター画面な急激な明るさの変化を抑制している。
【0070】
なお、明るさの調整をするためには、S11において、電子シャッタによる露光時間を2(N)倍にすることも方法としては可能であるが、低照度撮影下において、シャッタ速度を最大露光となるように調整した後、AGCアンプゲインを上昇させるという制御となっているため、撮影照度が逆に上昇している場合は、AGCアンプゲインを下げていき、AGCアンプゲインが最小の0dBとなったところで、電子シャッタを制御するという手順になる。
【0071】
つまり、低クロックモードから高クロックモードへの切り換わり時点も、低照度状態から、徐々に入射光量が上昇しているので、自動制御にて、AGCアンプゲインが最大値と最小値である0dBとの間であり、電子シャッタが開ききり、最大露光時間となっている期間がある。
【0072】
したがって、S11では、モニター画面の明るさ変化抑制のため、AGCアンプゲインを操作する。以降は、自動制御により、目標のフレーム輝度が得られるように、AGCアンプゲイン、シャッタ速度(シャッタ露光時間)が自動的に調節される(S8)。
【0073】
上記S5、S9にて用いられる、高クロックモードから低クロックモードへと移行する閾値Yth_Lと、低クロックモードから高クロックモードへと移行する閾値Yth_Hとの関係であるが、Yth_HをYthLよりも十分大きな値に設定している。
【0074】
これにより、クロックモードの切り換わりにヒステリシスが持たされ、クロックモードの切り換わりにヒステリシスが持たされることで、被写体照度が高から低へと変化し、閾値Yth_Lを超えた時点で、高クロックモードから低クロックモードへと移行し、その後、再び照度が上がって閾値Yth_Lより高くなったとしても、照度がさらに大きい閾値Yth_Hを超えるまでは低クロックモードのままであり、高クロックモードへは移行しない。
【0075】
したがって、クロックモードの切り換わりにヒステリシスを持たない場合のように、被写体照度が閾値付近となっても、クロックモードが小刻みに切り換わるようなことがなく、クロックモードの切り換わりに応じてモニター画面の明るさ(輝度)が小刻みに変化するといったことがおこらない。
【0076】
次に、図3を用いて、被写体照度が、徐々に下がり、再び上昇するといった変化をする場合の、本デジタルカメラ装置にて撮影を行ったモニター画面の明るさ変化の様子を説明する。
【0077】
図3の上部に示すグラフ1は、被写体照度変化であり、被写体照度が徐々に低下した後、再び上昇する様子を示している。図3の下部に示すグラフ3は、クロックモードを切り換えた際に、同期クロックの切り換えに伴う輝度変化を抑制する、本デジタルカメラ装置のモニター出力である。
【0078】
そして、図3の中央部に示すグラフ2は、クロックモードを切り換えた際に、同期クロックの切り換えに伴う輝度変化を抑制するための処理、つまり、図4のフローチャートにおけるS7、S11の処理を実施しないことだけが本デジタルカメラ装置と異なり、それ以外は全て同じ構成である、本発明の他の実施の形態のデジタルカメラ装置のモニター出力である。以下、輝度変化を抑制する処理を行う前者のデジタルカメラ装置を第1デジタルカメラ装置、輝度変化を抑制する処理を行わない後者のデジタルカメラ装置を、第2デジタルカメラ装置とする。
【0079】
図3において、時間a〜bは、被写体照度が十分高く、制御マイコン3がシャッタ速度及びAGCアンプゲインを自動制御し、目標のフレーム輝度が得られている状態である。時間b〜cは、被写体照度が低下し、シャッタ速度による露光時間最長かつAGCアンプゲイン最大でも目標のフレーム輝度が得られない状態を示している。
【0080】
時間cにおいて、フレーム輝度Yが閾値Yth_L以下となり、低クロックモードに切り換わる。このとき、グラフ2にて示す第2デジタルカメラ装置では、システムクロックが1/2となり、露光時間が2倍なっているため、段階的にフレーム輝度が2倍となっている。
【0081】
これに対し、第1デジタルカメラ装置では、グラフ3に示すように、低クロックモード切り換わりとほぼ同時に、シャッタ速度による露光時間を1/2にし、急激なフレーム輝度変化が抑制され、フレーム輝度Yが目標輝度に近づくように徐々にシャッタが開かれフレーム輝度が上昇する。
【0082】
そして、その後、被写体照度が上昇に転じ、時間dにおいて、フレーム輝度が、低クロックモードから高クロックモードに切り換わるフレーム輝度の閾値Yth_Hを越えると、制御マイコン3はシステムクロックを分周無しに戻す。
グラフ2にて示す第2デジタルカメラ装置では、クロックの切り換わりによって、フレーム輝度が2倍になるが、グラフ3に示す第1デジタルカメラ装置では、クロックの切り換えとほぼ同時にAGCアンプゲインを2倍、または、2倍に満たない場合は最大にしているので、急激なフレーム輝度変化が抑制されている。
【0083】
なお、ここでは、クロックモードの切り換わり直後のフレーム輝度の変化を緩和し、フレーム輝度を自動制御の露光調整にて徐々に変化させる機能を備えた第1デジタルカメラ装置が、該機能を備えていない第2デジタルカメラ装置よりも輝度変化の点で優れていることを説明したが、第2デジタルカメラ装置においても、クロックモードの切り換わりにヒステリシスが持たされていることで、被写体照度が閾値付近となった場合の、モニター画面の小刻みな明るさ変化を防止できるといった効果を具備するものである。
【0084】
さらに、第1デジタルカメラ装置として、クロックモードの切り換わりにヒステリシスを持たせる構成と、クロックモードの切り換わり直後の輝度変化を抑制する構成とを両方備えた場合を例示したが、クロックモードの切り換わり直後の輝度変化を抑制する構成のみを備えた構成のデジタルカメラ装置としてもよく、これを、第3デジタルカメラ装置と称する。
【0085】
つまり、第3デジタルカメラ装置は、高クロックモードから低クロックモードへと移行する閾値Yth_Lと、低クロックモードから高クロックモードへと移行する閾値Yth_Hとが同じ値であって、クロックモードの切り換わりにヒステリシスを持たない点のみが第1デジタルカメラ装置と異なり、それ以外は全て同じ構成である。
【0086】
このような第3デジタルカメラ装置では、クロックモードの切り換わりに伴う画像の輝度変化を緩和して徐々に輝度を変化させる構成となっているので、クロックモードが切り換えられた瞬間に、輝度が大きく変化するといったことがおこらない。したがって、上記したように、被写体照度が閾値付近となって、クロックモードが小刻みに切り換わったとしても、画像の明るさが小刻みに変化する不具合を抑制することができる。
【0087】
最後に、上記した強制低クロックモードについて説明する。該モードでは、強制的に低クロックで動作するため、低消費電力駆動が可能である。
【0088】
強制低クロックモードは、図1に示す強制低クロックモード設定回路23により設定される。強制低クロックモードが設定されると、制御マイコン3による、同期クロック発生部10における分周器、或いはクロックバッファの選択が、低クロックモードの分周器、ここでは、1/2分周器に固定される。その結果、被写体の照度に関わらず、強制的に低クロックで動作することとなり、強制低クロックモードが強制低クロックモード設定回路23を用いて解除されるまでは、システムに1/2分周クロックが供給される。
【0089】
周波数の低いクロックにて各部を機能させる低クロックモードは、消費電力を低く抑えることができるといったメリットを有する。そこで、充電量が少ない場合などは、強制低クロックモードを設定することで、残り少ない電力を有効に生かすことができる。
【0090】
なお、このような強制的に低クロックモードを実施させる構成は、クロックモードの切り換わりにヒステリシスを持たせる構成、及び/又はクロックモードの切り換わりにおける輝度変化を緩和して徐々に変化させる構成と、必ずしも組み合わせる必要はなく、例えば、前述の従来技術に記載した公報の構成に組み合わせてもよい。
【0091】
さらに、ここでは、撮影モードとして、自動モードと手動モードを選択できる構成を例示したが、手動モードを設定できない構成であってもよいことは言うまでもない。
【0092】
【発明の効果】
本発明の第1の撮像装置は、以上のように、固体撮像素子を備え、被写体の照度に応じて、第1周波数のクロックで動作する高クロックモードと、上記第1周波数より低い第2周波数のクロックで動作する低クロックモードとを切り換えるクロックモード切り換え手段を有する撮像装置において、クロックモード切り換え手段における高クロックモードから低クロックモードへと移行する第1閾値と、低クロックモードから高クロックモードへと移行する第2閾値とが各々別に設定され、上記第2閾値が第1閾値よりも大きいことを特徴としている。
【0093】
上記構成では、クロックモードの切り換わりにヒステリシスを持つようになるので、被写体の照度が閾値付近となっても、クロックモードが小刻みに切り換わるようなことがなく、クロックモードの切り換わりに応じて画像の明るさ(輝度)が小刻みに変化するといったことがおこらないといった効果を奏する。
【0094】
また、本発明の第2の撮像装置は、以上のように、固体撮像素子を備え、被写体の照度に応じて、第1周波数のクロックで動作する高クロックモードと、上記第1周波数より低い第2周波数のクロックで動作する低クロックモードと切り換えるクロックモード切り換え手段を有する撮像装置において、クロックモードの切り換わりに伴う画像の輝度変化を緩和して徐々に輝度を変化させる輝度変化緩和手段が設けられていることを特徴としている。
【0095】
上記構成では、輝度変化緩和手段が、クロックモードの切り換わりに伴う画像の輝度変化を緩和して徐々に輝度を変化させるようになっているので、クロックモードが切り換えられた瞬間に、輝度が大きく変化するといったことがおこらない。したがって、クロックモードの切り換わりに伴う急激な輝度変化を緩和することで、上記したように、被写体の照度が閾値付近となって、クロックモードが小刻みに切り換わったとしても、画像の明るさが小刻みに変化する不具合を抑制することができるという効果を奏する。
【0096】
また、上記第2の撮像装置においては、さらに、画像の輝度が目標の明るさとなるように、固体撮像素子の露光時間及び/又は固体撮像素子の出力を増幅する増幅手段の増幅率を制御する露光制御手段が設けられており、上記輝度変化緩和手段は、上記露光時間及び/又は上記増幅率を、クロックモードの切り換わり前後で画像の輝度が同等となるように調整し、その後、上記露光制御手段にて、上記露光時間及び/又は上記増幅率を制御させることで、徐々に輝度を変化させるようになっていることを特徴とすることもできる。
【0097】
通常、撮像装置においては、固体撮像素子の露光時間及び/又は固体撮像素子の出力を増幅する増幅手段の増幅率を制御して、画像の輝度が目標の明るさとなるように露光を制御する露光制御手段が設けられているので、これにより、通常備えられている露光制御手段を利用して、輝度変化緩和手段を容易に構成することができるという効果を併せて奏する。
【0098】
そして、特に、この場合、上記第2周波数は、第1周波数の1/N(Nは自然数)であり、上記輝度変化緩和手段は、高クロックモードから低クロックモードへの切り換わりでは、上記露光時間を最長露光時間の1/Nに設定し、低クロックモードから高クロックモードへの切り換わりでは、上記増幅率をN倍或いは最大とするようになっていることが望ましい。
【0099】
これにより、輝度を上げるに際しては、上記露光時間を最長となるように制御した後、上記増幅率を上げる制御を行い、輝度を低下させるに際しては、上記増幅率を最小値となるように制御した後、上記露光時間を短くする制御を行うといった、従来よりある露光制御の制御手順に応じたものとなる。
【0100】
また、低クロックモードのクロック周波数である第2周波数を、高クロックモードのクロック周波数である第1周波数の1/N(Nは自然数)とすることで、上記露光時間或いは上記増幅率の調整にて、容易にクロックモードの切り換わり前後で画像の輝度を同等とできるという効果を併せて奏する。
【0101】
また、本発明の第3の撮像装置は、以上のように、固体撮像素子を備え、被写体の照度に応じて、第1周波数のクロックで動作する高クロックモードと、上記第1周波数より低い第2周波数のクロックで動作する低クロックモードと切り換えるクロックモード切り換え手段を有する撮像装置において、上記クロックモード切り換え手段にて低クロックモードを強制的に行わせる強制低クロックモード設定手段が設けられていることを特徴としている。
【0102】
周波数の低いクロックにて各部を機能させる低クロックモードは、消費電力を低く抑えることができるといったメリットを有するので、これにより、充電量が少ない場合などは、この強制低クロックモード設定手段にて低クロックモードを強制的に設定することで、残り少ない電力を有効に生かすことができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の一形態を示すもので、固体撮像素子としてC−MOSイメージセンサを用いたデジタルカメラ装置のシステムブロック図である。
【図2】上記デジタルカメラ装置に備えられた同期クロック発生回路の構成を示すブロック図である。
【図3】被写体照度変化に伴う、上記デジタルカメラ装置、及び本発明のその他の実施の形態のデジタルカメラ装置における、フレーム輝度変化を示す説明図である。
【図4】上記デジタルカメラ装置における、クロックモードを切り換える動作手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
1  C−MOSイメージセンサ(固体撮像素子)
2  AGCアンプ(増幅手段)
3  制御マイクロコンピュータ(クロックモード切り換え手段、輝度変化緩和手段、露光制御手段、強制クロックモード設定手段)
23 強制低クロックモード設定回路(強制クロックモード設定手段)
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an imaging device such as a digital camera device using a solid-state imaging device, and more particularly, to an imaging device capable of improving image quality at low illuminance by switching the frequency of a system clock. Equipment related.
[0002]
[Prior art]
In general, a digital camera device uses a charge coupled device (CCD: Charge Coupled Device) or a solid-state imaging device (hereinafter simply referred to as an imaging device) in which a plurality of pixels such as a C-MOS image sensor are arranged in a matrix. , A lens for forming an image on the imaging surface is arranged. The output of the image sensor is analog-amplified by an AGC amplifier serving as an amplifying unit, and is converted into digital data via an A / D converter.
[0003]
In such a digital camera device, normally, exposure adjustment, white balance adjustment, and the like are all performed by automatic control. In addition to the automatic control, a manual mode in which a user manually sets a shutter speed, an AGC amplifier gain, and a white balance, and performs shooting with a fixed shutter, a fixed AGC amplifier gain, and a fixed white balance. Some can be set.
[0004]
In the exposure adjustment by automatic control, the exposure is controlled so that the brightness (frame brightness) of the captured image obtained from the photoelectric conversion output becomes the target brightness. In the exposure control, an electronic shutter control for controlling an exposure time of the image sensor by controlling a speed of an electronic shutter provided in the image sensor, and / or an AGC amplifier gain control for controlling a gain (amplification factor) of the AGC amplifier. Is performed.
[0005]
For example, in shooting in a dark environment (low illuminance environment), when the illuminance of the subject is low and the photoelectric conversion output from the image sensor is reduced, the brightness is reduced. In order to increase the brightness to the target brightness, first, electronic shutter control for increasing the exposure time is performed. If the target luminance cannot be obtained even when the exposure time by the electronic shutter control is set to be long, then the AGC amplifier gain control is performed, and the AGC amplifier gain is gradually increased.
[0006]
Conversely, in a bright environment (high illuminance environment), when the illuminance of the subject is high and the photoelectric conversion output from the image sensor increases, the luminance increases. In this case, in order to reduce the luminance to the target luminance, first, the AGC amplifier gain control is performed, and the AGC amplifier gain is gradually reduced. If the target brightness cannot be obtained even when the AGC amplifier gain is set to the minimum value, electronic shutter control for increasing the exposure time is performed.
[0007]
By the way, in photographing in a low illuminance environment, the amount of incident light may still be insufficient even when the electronic shutter is fully opened by exposure control and the AGC amplifier gain is maximized. In such a case, the signal-to-noise ratio of the image sensor is reduced, and roughness and color noise are increased, and image quality is reduced.
[0008]
In view of this problem, there has been conventionally proposed a technique for improving a signal-to-noise ratio by lowering the frequency of a system clock (hereinafter referred to as a clock) in a dark environment to increase the exposure time (see, for example). For example, see Patent Document 1). In this case, when the illuminance of the subject decreases, the mode shifts from a high clock mode operating with a high clock of a high frequency (first frequency) to a low clock mode operating with a low clock of a lower frequency (second frequency). I do. By setting the clock frequency to, for example, 1 /, the shutter speed of the electronic shutter becomes と な り, and the exposure time can be doubled.
[0009]
[Patent Document 1]
JP-A-6-98227
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the related art in which the exposure time is lengthened by employing the above-described low clock mode, there is one type of threshold for switching the clock mode according to the illuminance of the subject. Therefore, when the illuminance of the subject is near the threshold, the clock mode is switched in small increments. In the low clock mode, the image becomes brighter as the exposure time becomes longer, but in the high clock mode, the image becomes darker. Therefore, when the illuminance of the subject is near the threshold, there is a problem that a bright image and a dark image are alternately output in small increments.
[0011]
In order to alleviate this small change in brightness, the frequency difference between the low clock and the high clock may be reduced. However, the fact that the frequency difference is small means that the low illuminance range that can be handled in the low clock mode is used. And the effect of improving the image quality at low illuminance is reduced.
[0012]
Further, in the conventional technique, no luminance adjustment is performed when the clock mode is switched. Therefore, for example, when the clock frequency is changed to 1 /, the exposure time is doubled at the moment of the change, and the luminance changes greatly. That is, this also causes a large change in luminance.
[0013]
Furthermore, in the related art, the low clock mode is implemented only when the illuminance of the subject is low, even though the configuration has a low clock mode in which each unit functions at a low clock frequency lower than usual. I have. In such a configuration, the power consumption reduction effect, which is a further advantage at the time of low clock operation, cannot be sufficiently obtained.
[0014]
[Means to solve the problem]
In order to solve the above-described problems, a first imaging device of the present invention includes a solid-state imaging device, and operates in a high clock mode in which a clock of a first frequency operates according to illuminance of a subject. An image pickup apparatus having a clock mode switching means for switching between a low clock mode and a low clock mode operated by a clock of a second frequency, wherein the clock mode switching means includes a first threshold value for shifting from a high clock mode to a low clock mode; And a second threshold value for shifting to the high clock mode is set separately, and the second threshold value is larger than the first threshold value.
[0015]
In the above configuration, the first threshold for shifting from the high clock mode to the low clock mode and the second threshold for shifting from the low clock mode to the high clock mode are set separately, and the second threshold is set to the first threshold. Since it is set higher than this, the switching of the clock mode has a hysteresis.
[0016]
Hysteresis is provided for switching the clock mode, so that the illuminance of the subject changes from high to low, and when the first threshold is exceeded, the mode shifts from the high clock mode to the low clock mode, and then again. Even if the illuminance rises and becomes higher than the first threshold, the low clock mode is maintained until the illuminance exceeds the second threshold which is higher, and the mode does not shift to the high clock mode.
[0017]
Therefore, the threshold for shifting from the high clock mode to the low clock mode is the same as the threshold for shifting from the low clock mode to the high clock mode, and the switching of the clock mode has no hysteresis as in the case where there is no hysteresis. Even if the illuminance is close to the threshold, the clock mode does not change little by little, and the brightness (luminance) of the image does not change little by little according to the switching of the clock mode.
[0018]
According to another embodiment of the present invention, there is provided a second imaging device including a solid-state imaging device, a high-clock mode in which a first frequency clock is operated according to an illuminance of a subject, and a first clock mode. In an image pickup apparatus having a clock mode switching unit that switches between a low clock mode and a low clock mode that operates with a lower second frequency clock, a luminance change mitigation in which a luminance change of an image accompanying a switch of a clock mode is reduced to gradually change the luminance. Means are provided.
[0019]
In the above-described configuration, the luminance change alleviating means reduces the luminance change of the image accompanying the switching of the clock mode and gradually changes the luminance.
[0020]
Therefore, the luminance does not greatly change at the moment when the clock mode is switched. In addition, as described above, the brightness of the image can be reduced even if the illuminance of the subject becomes close to the threshold value and the clock mode is switched in small increments, as described above, by mitigating a sudden change in luminance accompanying the switching of the clock mode. It is possible to suppress a problem that changes little by little.
[0021]
Further, in the second imaging device, the exposure time of the solid-state imaging device and / or the amplification factor of the amplification unit that amplifies the output of the solid-state imaging device are controlled so that the brightness of the image becomes the target brightness. Exposure control means is provided, and the luminance change alleviating means adjusts the exposure time and / or the amplification factor so that the luminance of the image becomes equal before and after the switching of the clock mode. The brightness may be gradually changed by controlling the exposure time and / or the amplification factor by the control means.
[0022]
Normally, in an imaging apparatus, an exposure time for controlling an exposure time of a solid-state imaging device and / or an amplification factor of an amplifying means for amplifying an output of the solid-state imaging device so as to control exposure so that the brightness of an image becomes a target brightness. Control means is provided.
[0023]
In the above configuration, the luminance change reducing unit uses the exposure control unit to adjust the exposure time and / or the amplification factor so that the luminance of the image becomes equal before and after the switching of the clock mode. The brightness is gradually changed by controlling the exposure time and the amplification factor by the exposure control means.
[0024]
This makes it possible to easily configure the brightness change alleviating means using the normally provided exposure control means.
[0025]
In particular, in this case, the second frequency is 1 / N (N is a natural number) of the first frequency, and the brightness change mitigation means performs the above-described exposure at the time of switching from the high clock mode to the low clock mode. It is desirable that the time is set to 1 / N of the longest exposure time, and that the amplification factor is N times or the maximum when switching from the low clock mode to the high clock mode.
[0026]
When increasing the brightness, the exposure control means controls the exposure time to be the longest, then performs control to increase the amplification factor, and when decreasing the brightness, sets the amplification factor to a minimum value. In many cases, the control for shortening the exposure time is performed after the above control.
[0027]
Therefore, in the exposure control means of such a procedure, when switching from the high clock mode to the low clock mode as in the above configuration, the exposure time is set to 1 / N of the longest exposure time, and the low clock mode is set. When the mode is switched to the high clock mode, the amplification factor is set to N times or the maximum, so that the gain is in accordance with the control procedure.
[0028]
Further, by adjusting the second frequency which is the clock frequency in the low clock mode to 1 / N (N is a natural number) of the first frequency which is the clock frequency in the high clock mode, the exposure time or the amplification factor can be adjusted. Thus, the brightness of the image can be easily equalized before and after the switching of the clock mode.
[0029]
According to another embodiment of the present invention, there is provided a third imaging device including a solid-state imaging device, a high-clock mode in which a first frequency clock is operated in accordance with an illuminance of a subject, and a first clock mode. In an imaging apparatus having a clock mode switching means for switching between a low clock mode operating with a lower second frequency clock, a forced low clock mode setting means for forcibly performing the low clock mode by the clock mode switching means is provided. It is characterized by being done.
[0030]
The low clock mode in which each unit functions with a clock having a low frequency has a merit that, even when the illuminance of a subject is low, an image can be brightened and power consumption can be suppressed low.
[0031]
Therefore, in the above configuration, the forced low clock mode setting means is provided so that the low clock mode can be forcibly executed regardless of the illuminance of the subject.
[0032]
Thus, when the charge amount is small, the low clock mode is forcibly set by the forced low clock mode setting means, so that the remaining low power can be effectively used.
[0033]
In addition, the present invention can be rephrased as follows using different expressions. That is, the digital camera device of the present invention has a solid-state imaging device, an exposure time control unit, an amplification unit for an electrical output from the imaging device, and a frame for calculating an average brightness of one screen of the amplification unit output. Brightness calculation means, exposure control means for controlling a captured image to have a target brightness, and a synchronous clock generation means capable of outputting a plurality of clocks, the amount of light incident on the image sensor is large, When the frame luminance is high, a high frequency clock is output to the synchronous clock output generating means, and when the incident light amount is low, and when the frame luminance is low, a low frequency clock is output to the synchronous clock output means. And the threshold of the frame brightness when the low-frequency clock is oscillated by the synchronous clock output means when the amount of incident light gradually decreases from a high state. When the amount of incident light gradually increases, a certain difference is made between the threshold value of the frame luminance when the synchronous clock output means outputs a high frequency, and a hysteresis is provided for switching the synchronous clock, and the low clock The synchronous output frequency at the time can be set to 1 / N (N is a natural number) at the time of the high clock.
[0034]
Further, in addition to the above configuration, further comprising setting means for setting a shooting mode, when the automatic mode is set by the shooting mode setting means, the amount of light incident on the image sensor is large, When the frame luminance is high, a high frequency clock is output to the synchronous clock output generating means, and when the incident light amount is low, and when the frame luminance is low, a low frequency clock is output to the synchronous clock output means. And the incident light quantity gradually decreases from the high state, and the threshold value of the frame luminance when the low frequency clock is oscillated by the synchronous clock output means, and the incident light quantity gradually increases, and the synchronous clock output means Gives a certain difference to the frame luminance threshold when outputting high frequencies, and provides hysteresis for switching the synchronous clock. Myself understood, synchronous output frequency in the low clock 1 divided by N at high clock (N is a natural number) can also be characterized by their ability to set.
[0035]
Further, in addition to the above-mentioned configuration, it is possible to have a forced low clock mode setting means for forcibly causing the synchronous clock generating means to output a low clock.
[0036]
Further, in addition to the above configuration, in switching the synchronous clock, in switching from the high clock to the low clock, the shutter speed is set to 1 / N of the longest exposure time, the automatic control is continued, and the switching from the low clock is performed. When switching to a higher clock, the AGC amplifier gain (amplification factor of the amplifying means) may be set to N times or to the maximum, and a means for continuing automatic control may be provided.
[0037]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
[0038]
FIG. 1 is a block diagram of a digital camera device that is an imaging device according to the present embodiment. Here, a C-MOS image sensor 1 is employed as a solid-state imaging device. The incident light passing through the lens 20 is photoelectrically converted by the C-MOS image sensor 1 after the long wavelength component is attenuated by the infrared cut filter 21.
[0039]
Reference numeral 3 denotes a control microcomputer (hereinafter, referred to as a control microcomputer) for controlling the entire camera system of the digital camera device. The control microcomputer 3 controls the electronic shutter control, the AGC amplifier gain control, the white balance automatic adjustment, and the synchronization clock generation unit 10 based on the average luminance value (Y) and the average color signal values (I, Q) of the input video signals. Set synchronous clock, etc.
[0040]
As will be described later in detail, the control microcomputer 3 is a means for switching the clock mode of the present invention, and has a function as an exposure control means and a luminance change reducing means. 23 together with compulsory low clock mode setting means.
[0041]
Further, the control microcomputer 3 has a role of reading various control data from the EE-PROM 19 directly connected to the control microcomputer 3 and setting the control data in each signal processing unit. The set value of the EE-PROM 19 can be rewritten from a host device such as a personal computer or a PDA via the external connector 16, the host interface 15, and the control microcomputer 3, and can be stored in the C-MOS image sensor 1 to be used. It is possible to tune accordingly.
[0042]
Reference numeral 2 denotes an AGC amplifier (amplifying means) for amplifying the photoelectrically converted analog video signal. The gain of the AGC amplifier 2 is controlled by the control microcomputer 3 so that the brightness becomes appropriate on the monitor screen of the host device connected to the external connector 16. Reference numeral 4 denotes an A / D converter for converting an analog video signal amplified by the AGC amplifier 2 into a digital value.
[0043]
Reference numeral 5 denotes an A / D-converted digital signal in the camera signal processing, an OB offset clamp, a luminance signal (Y), a YIQ value accumulator for accumulating color signals I and Q values, a white balance amplifier, and the like. Is a block composed of The OB offset clamp performs black level reproduction. The YIQ value accumulator calculates an integrated value of a luminance signal (Y) used for automatic exposure control, extracts a white component of the screen, and controls the R pixel gain and the B pixel gain such that a white portion on the screen is output as white. I value integration and Q value integration for performing white balance processing are performed. The white balance amplifier multiplies the video signal by the R pixel gain and the B pixel gain calculated by the control microcomputer 3 based on the integrated values of I and Q.
[0044]
Reference numeral 6 denotes a pixel interpolation block. On the C-MOS image sensor 1, a color filter of one color is provided for each pixel, and up to the preceding block 5, a pixel output corresponding to an R (red) color filter and a G (green) color filter are provided. Assuming that the corresponding pixel output and the pixel output corresponding to the B (blue) color filter are [R], [G], and [B], respectively, on a certain horizontal line, [R], [G], [R], [ G], [R], [G], [R], [G],..., And in the next line, [G], [B], [G], [B], [G], As shown in [B], [G], [B],..., The results of photoelectric conversion by light passing through one color filter are sequentially output. The output is interpolated by this interpolation block 6 to supplement two missing colors of RGB from surrounding pixels, and one set of RGB is generated for each pixel.
[0045]
Reference numeral 7 denotes a gradation correction block that corrects the gradation of an image and creates a bright and high-contrast image. In the gradation correction block 7, for example, by giving a correction curve for amplifying a halftone to an input signal, a bright output image as a whole is obtained without changing the maximum value and the minimum value of the pixel value distribution of the image. It is possible to get.
[0046]
Reference numeral 8 denotes a shading correction unit that corrects a decrease in luminance at a corner of a screen caused by a decrease in peripheral light amount of a lens, and a color unevenness in a peripheral part of an image caused by attenuating a red component by an infrared cut filter.
[0047]
Reference numeral 9 denotes an RGB → YUV conversion unit for converting RGB into a luminance component (Y) and a color component (U, V). Thus, the memory controller 14 compresses the color components and stores the image data in the frame memory 17, the C amplifier 11 adjusts only the color depth, and the edge enhancement block 12 Edge emphasis processing can be performed only on the luminance signal in order to enhance the sharpness. The C amplifier 11 and the edge enhancement block 12 are included in an image quality improvement block 18.
[0048]
Reference numeral 10 denotes a synchronous clock generator, which is shown in detail in FIG. Here, the source clock oscillated by the crystal oscillator 10a is supplied to the clock buffer 10e, the 1/2 frequency divider 10b, and the 1/3 frequency divider 10c. Each clock from the clock buffer 10e, the 1/2 frequency divider 10b, and the 1/3 frequency divider 10c is supplied to the timing generator 10d by selecting one of the frequency divider or the clock buffer according to the specification of the control microcomputer 3. Supplied.
[0049]
When the output of the clock buffer 10e is selected, the same frequency as the source clock is supplied to the timing generator 10d. When the 分 frequency divider 10b is selected, the frequency of 源 of the source clock is supplied to the timing generator 10d, and when the 3 frequency divider 10c is selected, The frequency of 1/3 of the clock is supplied to the timing generator 10d. The timing generator 10d generates various clocks used in the digital camera system based on the clocks selectively supplied and supplies the generated clocks to the system.
[0050]
The image reducing unit 13 performs an image size reduction process to obtain an arbitrary image size. For example, when a VGA (640 × 480 pixel) C-MOS image sensor 1 is used and a QVGA (320 × 240 pixel) is to be supplied to a host device (a personal computer, a PDA, or the like), an image reduction unit is required. Reference numeral 13 reduces the image size in both the vertical and horizontal directions based on a command from the control microcomputer 3.
[0051]
The memory controller 14 stores the digital image in the frame memory 17, and outputs the image from the frame memory by an image read command given via the host interface 15 from a host device such as a personal computer or a PDA connected to the external connector 16. An operation such as transfer to the read host interface 15 is performed.
[0052]
Reference numeral 15 denotes a host interface, which transfers image data to the host device in cooperation with the memory controller 14 in response to a request from the host device as described above. It is also used when writing parameters used for signal processing from the host device to the EE-PROM 19 via the control microcomputer 3.
[0053]
Reference numeral 22 denotes a shooting mode setting circuit for setting a shooting mode. The digital camera apparatus has, as shooting modes, an automatic mode in which exposure adjustment and white balance adjustment are all automatically performed, and a manual mode such as fixed shutter, fixed AGC amplifier gain, and fixed white balance.
[0054]
Reference numeral 23 denotes a forced low clock mode setting circuit that enables forced operation in the low clock mode regardless of the illuminance of the subject.
[0055]
Next, an operation procedure of switching the clock mode in the digital camera device will be described with reference to a flowchart of FIG. The clock mode is switched when the automatic mode is set by the above-described shooting mode setting circuit 22 and the forced low clock mode is set by the forced low clock mode setting circuit 23. If not. Therefore, the following description is based on the premise that the automatic mode is set and the forced low clock mode is not set. The subject of the operation is the control microcomputer 3.
[0056]
As shown in graph 1 at the top of FIG. 3, it is assumed that the subject illuminance gradually becomes darker and then gradually becomes brighter.
[0057]
First, a frame luminance Y, which is the luminance of one screen photographed in a state where the electronic shutter control and the AGC amplifier gain control are performed by the automatic control, is calculated (S1). Next, it is determined whether the current mode is the low clock mode (S2). If the current mode is the low clock mode, the process proceeds to S9.
[0058]
If it is determined in S2 that the mode is not the low clock mode, the process proceeds to S3. Here, when the subject illuminance gradually decreases, the control microcomputer 3 controls to gradually open the electronic shutter and increase the exposure amount until the target frame luminance is obtained (S12). If the exposure time by the electronic shutter reaches the longest while adjusting the frame luminance while repeating the steps S1 to S3 and S12, then the AGC amplifier gain is increased and control is performed so that the target frame luminance is obtained (S13). ).
[0059]
When the subject illuminance further decreases and the AGC amplifier gain becomes maximum (S4), it is impossible to obtain the target frame luminance by the electronic shutter control and the AGC amplifier gain control, and the frame luminance Y calculated in S1 is: It gradually decreases like the subject illuminance.
[0060]
Then, in S5, it is determined whether or not the frame luminance Y is equal to or less than a preset threshold value Yth_L (first threshold). Here, if it is determined that Y <Yth_L, the process proceeds to S6, and the mode shifts from the current clock mode, that is, the high clock mode to the low clock mode.
[0061]
In S6, when the mode shifts to the low clock mode, the control microcomputer 3 selects either the 1/2 frequency or the 1/3 frequency, which is the clock in the low clock mode. In the high clock mode, the frequency (first frequency) of the source clock without frequency division is selected. In the low clock mode, which one of 1/2 frequency division and 1/3 frequency division is selected as the low clock frequency (second frequency) is written in the EE-PROM 19, It is read by the control microcomputer 3 at startup. In the following, description will be made assuming that 1/2 frequency division is selected in the low clock mode.
[0062]
When the mode shifts to the low clock mode, 1/2 frequency division is set, so that the clock of the entire system is halved, and the maximum exposure time by the electronic shutter is doubled. As a result, twice the amount of light can be supplied to the C-MOS image sensor 1, and the signal charge due to photoelectric conversion is also doubled, so that the signal-to-noise ratio is improved. Also, shooting in a darker place becomes possible.
[0063]
By the way, when the exposure amount doubles momentarily when the system clock is doubled, if the camera image is monitored in real time by a host device connected via the external connector 16, the exposure may be abrupt. The problem that the image being monitored becomes brighter occurs.
[0064]
Therefore, in the present digital camera device, the shift to the low clock mode is performed in S6, and at the same time as the synchronous clock is switched to 分 frequency division, the exposure time by the electronic shutter is halved, and the frame luminance is switched to the synchronous clock. It does not change extremely before and after (S7). That is, when the clock in the high clock mode is divided by 1 / N (N is a natural number) as the low clock mode, the exposure time by the electronic shutter may be increased by 1 / N at almost the same time as the switching.
[0065]
Under the low illuminance, after the synchronous clock is switched, the electronic shutter control (exposure control) is performed by the automatic control (S8), and the exposure time of the electronic shutter gradually increases, so that the monitor screen is also smoothly brightened. It changes.
[0066]
Then, in the low illuminance shooting, if the incident light amount gradually increases after the low clock mode is switched in S6, the following operation is performed.
[0067]
First, the AGC amplifier gain is adjusted by automatic control so as to obtain a target frame luminance. When the incident light amount increases to some extent, the AGC amplifier gain becomes the minimum value, that is, 0 dB (in the flowchart of FIG. Automatic control steps are not shown).
[0068]
In such a state, in S2, it is determined that the low clock mode is set, and the process proceeds to S9, where it is determined that the amount of incident light has increased and the frame luminance Y has exceeded the threshold Yth_H (second threshold). Then, assuming that the amount of incident light is sufficient, the mode shifts from the low clock mode to the high clock mode in S10.
[0069]
At this time, since the frequency is changed from 1/2 frequency division to no frequency division and the frequency of the synchronous clock is doubled, the exposure time by the electronic shutter is halved and the amount of light incident on the C-MOS image sensor 1 is reduced to 1/2. Become. Therefore, as described above, when a camera image is monitored in real time by a host device connected via the external connector 16, a problem occurs in which the image being monitored suddenly becomes dark.
Therefore, here, in S11, almost simultaneously with switching from the low clock mode to the high clock mode in S10, if the AGC amplifier gain is 2 (N) times or the maximum gain is less than 2 (N) times, Is set to the maximum value to suppress sudden changes in brightness on the monitor screen.
[0070]
In order to adjust the brightness, it is possible to increase the exposure time by the electronic shutter to 2 (N) times in S11. However, under low-illuminance shooting, the shutter speed is set to the maximum exposure. After the adjustment, the AGC amplifier gain is increased. Therefore, when the illuminance of photography is increased, the AGC amplifier gain is decreased, and the AGC amplifier gain becomes the minimum 0 dB. Now, the procedure is to control the electronic shutter.
[0071]
In other words, even at the point of switching from the low clock mode to the high clock mode, the incident light amount gradually increases from the low illuminance state, so that the AGC amplifier gain is set to the maximum value and the minimum value of 0 dB by automatic control. And there is a period in which the electronic shutter is fully opened and the maximum exposure time is reached.
[0072]
Therefore, in S11, the AGC amplifier gain is operated to suppress a change in the brightness of the monitor screen. Thereafter, the AGC amplifier gain and the shutter speed (shutter exposure time) are automatically adjusted by automatic control so that the target frame luminance is obtained (S8).
[0073]
The relationship between the threshold value Yth_L for shifting from the high clock mode to the low clock mode and the threshold value Yth_H for shifting from the low clock mode to the high clock mode used in S5 and S9, where Yth_H is more than YthL. It is set to a large value.
[0074]
Accordingly, the switching of the clock mode has hysteresis, and the switching of the clock mode has hysteresis. As a result, when the illuminance of the subject changes from high to low and exceeds the threshold Yth_L, the high clock mode is set. To the low clock mode, and thereafter, even if the illuminance rises again and becomes higher than the threshold Yth_L, the low clock mode is maintained until the illuminance exceeds the larger threshold Yth_H, and the mode does not shift to the high clock mode. .
[0075]
Therefore, even when the illuminance of the subject is close to the threshold value, as in the case where there is no hysteresis in the clock mode switching, the clock mode does not switch little by little, and the monitor screen changes according to the clock mode switching. The brightness (luminance) does not change little by little.
[0076]
Next, with reference to FIG. 3, a description will be given of how the brightness of the monitor screen photographed by the present digital camera device changes when the subject illuminance gradually decreases and then increases again.
[0077]
Graph 1 shown in the upper part of FIG. 3 is a change in the illuminance of the subject, and shows that the illuminance of the subject gradually decreases and then increases again. Graph 3 shown in the lower part of FIG. 3 is a monitor output of the present digital camera device that suppresses a change in luminance due to switching of the synchronous clock when the clock mode is switched.
[0078]
Graph 2 shown in the center of FIG. 3 illustrates processing for suppressing a change in luminance due to switching of the synchronous clock when the clock mode is switched, that is, the processing of S7 and S11 in the flowchart of FIG. This is a monitor output of a digital camera device according to another embodiment of the present invention, which is different from the present digital camera device only in that it is not performed, and is otherwise the same in configuration. Hereinafter, the former digital camera device that performs the process of suppressing the luminance change is referred to as a first digital camera device, and the latter digital camera device that does not perform the process of suppressing the luminance change is referred to as a second digital camera device.
[0079]
In FIG. 3, during the time periods a and b, the illuminance of the subject is sufficiently high, the control microcomputer 3 automatically controls the shutter speed and the AGC amplifier gain, and the target frame luminance is obtained. Times b to c indicate a state where the subject illuminance is reduced and the target frame luminance cannot be obtained even with the longest exposure time based on the shutter speed and the maximum AGC amplifier gain.
[0080]
At time c, the frame luminance Y becomes equal to or less than the threshold Yth_L, and the mode switches to the low clock mode. At this time, in the second digital camera device shown in Graph 2, the system clock is halved and the exposure time is doubled, so that the frame luminance is doubled stepwise.
[0081]
On the other hand, in the first digital camera device, as shown in the graph 3, almost at the same time as the switching of the low clock mode, the exposure time by the shutter speed is halved, and the rapid change in the frame luminance is suppressed. , The shutter is gradually opened so as to approach the target luminance, and the frame luminance increases.
[0082]
Then, after that, when the subject illuminance starts to increase and the frame luminance exceeds the threshold Yth_H of the frame luminance at which the low clock mode is switched to the high clock mode at time d, the control microcomputer 3 returns the system clock to no frequency division. .
In the second digital camera device shown in graph 2, the frame switching is doubled by the clock switching, but in the first digital camera device shown in graph 3, the AGC amplifier gain is doubled almost simultaneously with the clock switching. Or less than twice, the maximum is set, so that a sudden change in frame luminance is suppressed.
[0083]
Here, the first digital camera device having the function of relaxing the change of the frame luminance immediately after the clock mode switching and gradually changing the frame luminance by the exposure control of the automatic control has the function. It has been described that the second digital camera device is superior in terms of luminance change compared to the second digital camera device. However, the second digital camera device also has a hysteresis for switching the clock mode, so that the illuminance of the subject is close to the threshold value. In this case, it is possible to prevent the brightness of the monitor screen from changing little by little.
[0084]
In addition, the first digital camera device has a configuration in which both a configuration in which the clock mode switching has hysteresis and a configuration in which the luminance change immediately after the clock mode switching is suppressed are provided. A digital camera device having only a configuration for suppressing a change in luminance immediately after switching may be used, and this is referred to as a third digital camera device.
[0085]
That is, in the third digital camera device, the threshold value Yth_L for shifting from the high clock mode to the low clock mode is the same as the threshold value Yth_H for shifting from the low clock mode to the high clock mode, and the switching of the clock mode is performed. The first digital camera device differs from the first digital camera device only in that it has no hysteresis, and all other components have the same configuration.
[0086]
In such a third digital camera device, the luminance is gradually changed by alleviating the luminance change of the image accompanying the switching of the clock mode. Therefore, the luminance becomes large at the moment when the clock mode is switched. It does not change. Therefore, as described above, even if the illuminance of the subject becomes close to the threshold value and the clock mode is switched in small increments, it is possible to suppress the problem that the brightness of the image is changed in small increments.
[0087]
Finally, the above-described forced low clock mode will be described. In this mode, since the operation is forcibly performed at a low clock, low power consumption driving is possible.
[0088]
The forced low clock mode is set by the forced low clock mode setting circuit 23 shown in FIG. When the forced low clock mode is set, the selection of the frequency divider or the clock buffer in the synchronous clock generation unit 10 by the control microcomputer 3 is changed to the frequency divider in the low clock mode, here, the 1/2 frequency divider. Fixed. As a result, regardless of the illuminance of the subject, the system is forcibly operated at the low clock, and the system is forced to divide the ク ロ ッ ク frequency clock until the forced low clock mode is canceled using the forced low clock mode setting circuit 23. Is supplied.
[0089]
The low clock mode in which each unit functions with a clock having a low frequency has an advantage that power consumption can be reduced. Therefore, when the amount of charge is small, by setting the forced low clock mode, the remaining low power can be used effectively.
[0090]
Note that such a configuration in which the low clock mode is forcibly implemented includes a configuration in which hysteresis is provided in the switching of the clock mode and / or a configuration in which the luminance change in the switching of the clock mode is gradually changed by relaxing the change. It is not always necessary to combine them, and for example, they may be combined with the configuration of the above-mentioned prior art publication.
[0091]
Further, here, the configuration in which the automatic mode and the manual mode can be selected as the photographing mode has been described as an example, but it is needless to say that the configuration may be such that the manual mode cannot be set.
[0092]
【The invention's effect】
As described above, the first imaging device of the present invention includes the solid-state imaging device, and operates in accordance with the illuminance of the subject with the high clock mode operating with the clock of the first frequency, and the second frequency lower than the first frequency. A first threshold for shifting from the high clock mode to the low clock mode in the clock mode switching means in the imaging device having the clock mode switching means for switching between the low clock mode and the low clock mode operated by the clock And a second threshold value to be shifted is set separately, and the second threshold value is larger than the first threshold value.
[0093]
In the above configuration, since the clock mode switching has a hysteresis, even if the illuminance of the subject is near the threshold value, the clock mode does not switch little by little, and the clock mode switching does not occur. This has the effect that the brightness (luminance) of the image does not change little by little.
[0094]
Further, as described above, the second imaging device of the present invention includes the solid-state imaging device, and operates in accordance with the illuminance of the subject with the high clock mode operating with the clock of the first frequency. In an imaging apparatus having a clock mode switching unit for switching between a low clock mode and a clock mode operating with two frequency clocks, a luminance change alleviating unit is provided for alleviating a luminance change of an image associated with switching between clock modes and gradually changing luminance. It is characterized by having.
[0095]
In the above-described configuration, the luminance change reducing unit reduces the luminance change of the image accompanying the switching of the clock mode and gradually changes the luminance, so that the luminance is increased at the moment when the clock mode is switched. It does not change. Therefore, by mitigating a sudden change in luminance due to the switching of the clock mode, as described above, even if the illuminance of the subject becomes close to the threshold and the clock mode is switched in small increments, the brightness of the image is reduced. This has the effect that the inconvenience that changes little by little can be suppressed.
[0096]
Further, in the second imaging device, the exposure time of the solid-state imaging device and / or the amplification factor of the amplification unit that amplifies the output of the solid-state imaging device are controlled so that the brightness of the image becomes the target brightness. Exposure control means is provided, and the luminance change alleviating means adjusts the exposure time and / or the amplification factor so that the luminance of the image becomes equal before and after the switching of the clock mode. The brightness may be gradually changed by controlling the exposure time and / or the amplification factor by the control means.
[0097]
Normally, in an imaging apparatus, an exposure time for controlling an exposure time of a solid-state imaging device and / or an amplification factor of an amplifying means for amplifying an output of the solid-state imaging device so as to control exposure so that an image has a target brightness is obtained. Since the control means is provided, this also has an effect that the luminance change alleviating means can be easily configured using the normally provided exposure control means.
[0098]
In particular, in this case, the second frequency is 1 / N (N is a natural number) of the first frequency, and the brightness change mitigation means performs the above-described exposure at the time of switching from the high clock mode to the low clock mode. It is desirable that the time is set to 1 / N of the longest exposure time, and that the amplification factor is N times or the maximum when switching from the low clock mode to the high clock mode.
[0099]
Thereby, when increasing the luminance, after controlling the exposure time to be the longest, control to increase the amplification rate was performed, and when decreasing the luminance, the amplification rate was controlled to be the minimum value. Thereafter, the control is performed in accordance with a conventional control procedure of exposure control, such as performing control for shortening the exposure time.
[0100]
Further, by adjusting the second frequency which is the clock frequency in the low clock mode to 1 / N (N is a natural number) of the first frequency which is the clock frequency in the high clock mode, the exposure time or the amplification factor can be adjusted. In addition, the brightness of the image can be easily equalized before and after the switching of the clock mode.
[0101]
Further, as described above, the third imaging device of the present invention includes the solid-state imaging device, and operates in accordance with the illuminance of the subject with the high clock mode operating with the clock of the first frequency. In an image pickup apparatus having a clock mode switching means for switching between a low clock mode operating with two frequency clocks, a forced low clock mode setting means for forcibly performing the low clock mode by the clock mode switching means is provided. It is characterized by.
[0102]
The low-clock mode in which each unit functions with a low-frequency clock has an advantage that power consumption can be suppressed low. Therefore, when the charge amount is small, the low-clock mode setting means uses the low-clock mode setting means. By forcibly setting the clock mode, there is an effect that the remaining power can be effectively used.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 illustrates an embodiment of the present invention, and is a system block diagram of a digital camera device using a C-MOS image sensor as a solid-state imaging device.
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a synchronous clock generation circuit provided in the digital camera device.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a change in frame luminance in the digital camera device and a digital camera device according to another embodiment of the present invention, which are caused by a change in subject illuminance.
FIG. 4 is a flowchart showing an operation procedure for switching a clock mode in the digital camera device.
[Explanation of symbols]
1 C-MOS image sensor (solid-state imaging device)
2 AGC amplifier (amplification means)
3. Control microcomputer (clock mode switching means, luminance change mitigation means, exposure control means, forced clock mode setting means)
23 Forced low clock mode setting circuit (forced clock mode setting means)

Claims (5)

固体撮像素子を備え、被写体の照度に応じて、第1周波数のクロックで動作する高クロックモードと、上記第1周波数より低い第2周波数のクロックで動作する低クロックモードとを切り換えるクロックモード切り換え手段を有する撮像装置において、
クロックモード切り換え手段における、高クロックモードから低クロックモードへと移行する第1閾値と、低クロックモードから高クロックモードへと移行する第2閾値とが各々別に設定され、上記第2閾値が第1閾値よりも大きいことを特徴とする撮像装置。
Clock mode switching means including a solid-state imaging device and switching between a high clock mode operating with a clock of a first frequency and a low clock mode operating with a clock of a second frequency lower than the first frequency according to the illuminance of a subject In the imaging device having
In the clock mode switching means, a first threshold for shifting from the high clock mode to the low clock mode and a second threshold for shifting from the low clock mode to the high clock mode are separately set, and the second threshold is set to the first threshold. An imaging device characterized by being larger than a threshold value.
固体撮像素子を備え、被写体の照度に応じて、第1周波数のクロックで動作する高クロックモードと、上記第1周波数より低い第2周波数のクロックで動作する低クロックモードとを切り換えるクロックモード切り換え手段を有する撮像装置において、
クロックモードの切り換わりに伴う画像の輝度変化を緩和して徐々に輝度を変化させる輝度変化緩和手段が設けられていることを特徴とする撮像装置。
Clock mode switching means including a solid-state imaging device and switching between a high clock mode operating with a clock of a first frequency and a low clock mode operating with a clock of a second frequency lower than the first frequency according to the illuminance of a subject In the imaging device having
An image pickup apparatus, comprising: a luminance change alleviating unit configured to alleviate a luminance change of an image due to switching of a clock mode and gradually change luminance.
画像の輝度が目標の明るさとなるように、固体撮像素子の露光時間及び/又は固体撮像素子の出力を増幅する増幅手段の増幅率を制御する露光制御手段が設けられており、
上記輝度変化緩和手段は、上記露光時間及び/又は上記増幅率を、クロックモードの切り換わり前後で画像の輝度が同等となるように調整し、その後、上記露光制御手段にて、上記露光時間及び/又は上記増幅率を制御させることで、徐々に輝度を変化させるようになっていることを特徴とする請求項2に記載の撮像装置。
Exposure control means for controlling the exposure time of the solid-state imaging device and / or the amplification factor of the amplification means for amplifying the output of the solid-state imaging device is provided so that the brightness of the image becomes the target brightness.
The brightness change reducing unit adjusts the exposure time and / or the amplification factor so that the brightness of the image becomes equal before and after the switching of the clock mode. The imaging apparatus according to claim 2, wherein the brightness is gradually changed by controlling the amplification factor.
上記第2周波数は、第1周波数の1/N(Nは自然数)であり、
上記輝度変化緩和手段は、高クロックモードから低クロックモードへの切り換わりでは、上記露光時間を最長露光時間の1/Nに設定し、低クロックモードから高クロックモードへの切り換わりでは、上記増幅率をN倍或いは最大とするようになっていることを特徴とする請求項3に記載の撮像装置。
The second frequency is 1 / N of the first frequency (N is a natural number),
The brightness change mitigation means sets the exposure time to 1 / N of the longest exposure time when switching from the high clock mode to the low clock mode, and sets the amplification time when switching from the low clock mode to the high clock mode. The imaging apparatus according to claim 3, wherein the rate is set to be N times or the maximum.
固体撮像素子を備え、被写体の照度に応じて、第1周波数のクロックで動作する高クロックモードと、上記第1周波数より低い第2周波数のクロックで動作する低クロックモードとを切り換えるクロックモード切り換え手段を有する撮像装置において、
上記クロックモード切り換え手段にて低クロックモードを強制的に行わせる強制低クロックモード設定手段が設けられていることを特徴とする撮像装置
Clock mode switching means including a solid-state imaging device and switching between a high clock mode operating with a clock of a first frequency and a low clock mode operating with a clock of a second frequency lower than the first frequency according to the illuminance of a subject In the imaging device having
An image pickup apparatus comprising a forced low clock mode setting means for forcibly performing a low clock mode by the clock mode switching means.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100558522B1 (en) 2004-06-26 2006-03-07 주식회사 팬택앤큐리텔 Apparatus and method for adjusting a camera clock
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