JP2007036457A - Imaging apparatus - Google Patents

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Hiroshi Chokai
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an imaging apparatus the driving method of the imaging section of which is adjusted in a way that the noise canceling capability of a CDS (correlation double sampling) circuit is enhanced and the image quality can be maintained. <P>SOLUTION: The imaging apparatus changes the phase of sample hold timing or decreases drive frequency of a CCD sensor under a condition wherein imaging drive frequency is high and each block of the imaging section is susceptible to receiving effects of load variations in the other blocks so as to enhance the noise cancel capability of the CDS circuit and to maintain the image quality. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明はデジタルスチルカメラなどの撮像装置に関するものである。   The present invention relates to an imaging apparatus such as a digital still camera.

従来、消費電力を軽減することを目的にした先行出願例は多々ある。本発明の実施例では、固体撮像素子を用いた撮像装置として、CCDセンサを搭載したデジタルカメラを挙げている。CCDセンサは近年、小型化、高画素化が図られており、高画素化に伴い、CCDセンサの駆動周波数が高くなる傾向にある。駆動周波数が高くなると、消費電力は増加してしまう。駆動周波数を高くすると、駆動対象を動作させるための駆動電流値を増やす必要があるからである。   Conventionally, there are many examples of prior applications aimed at reducing power consumption. In the embodiment of the present invention, a digital camera equipped with a CCD sensor is cited as an imaging apparatus using a solid-state imaging device. In recent years, CCD sensors have been reduced in size and increased in pixel count, and the drive frequency of the CCD sensor tends to increase with the increase in pixel count. As the drive frequency increases, the power consumption increases. This is because if the drive frequency is increased, it is necessary to increase the drive current value for operating the drive target.

ここで、先行例として、特許文献1がある。この発明の目的は、ストロボ充電時、メニューモード時、画像再生時、カード書き込み時等CCD出力を利用する必要がない時に、CCD及びその駆動回路をゆっくり駆動させることによって、短い復帰時間と低消費電力を両立させるようにした撮像装置の提供にある。このように、CCDセンサの駆動周波数は、常に一定の周波数を必ずしも必要とせず、所定の動作モードにおいては、駆動周波数を下げることで消費電力の低減を図っている。
特開平2004−23442号公報(図6)
Here, there is Patent Literature 1 as a prior example. The object of the present invention is to provide a short recovery time and low consumption by slowly driving the CCD and its drive circuit when it is not necessary to use the CCD output, such as during flash charging, menu mode, image playback, and card writing. An object of the present invention is to provide an image pickup apparatus that achieves both power. As described above, the drive frequency of the CCD sensor does not always require a constant frequency, and in a predetermined operation mode, power consumption is reduced by lowering the drive frequency.
Japanese Unexamined Patent Publication No. 2004-23442 (FIG. 6)

さて、背景技術で挙げた特許文献1は、所定の動作モードに応じ、CCDセンサの駆動周波数を低下させ、消費電力の低減を図っているが、液晶表示時や本撮影時等CCD出力信号を使用する場合は駆動周波数を下げない。CCDの駆動周波数が高い条件下では、光学系等駆動時に大きな負荷変動が撮像部の電源変動に影響し、CCD出力をCDS回路でサンプルホールドする際、低域ノイズをキャンセルする能力が低下し、画像にノイズが現れてしまう恐れがある。   Patent Document 1 cited in the background art reduces the drive frequency of the CCD sensor in accordance with a predetermined operation mode to reduce the power consumption. When used, the drive frequency is not lowered. Under the condition where the CCD drive frequency is high, a large load fluctuation affects the power supply fluctuation of the image pickup unit when driving the optical system and the like, and the ability to cancel the low frequency noise is lowered when the CCD output is sampled and held by the CDS circuit. Noise may appear in the image.

この問題に対し、本発明は固体撮像素子、画素信号を読み出すため、固体撮像素子へ供給する駆動信号生成回路、駆動周波数可変回路、相関二重サンプリング(CDS)回路、A/D変換回路の動作電源の変動(負荷変動)が大きくなる動作条件において、駆動周波数を低下させたり、サンプル・ホールドタイミングの位相を変えたりすることでCDS回路のノイズキャンセル能力を高め、画像品位を保つことができる撮像装置を提供することを目的とする。   In order to solve this problem, the present invention operates a solid-state imaging device, a drive signal generation circuit, a driving frequency variable circuit, a correlated double sampling (CDS) circuit, and an A / D conversion circuit that are supplied to the solid-state imaging device in order to read out pixel signals. Imaging that can increase the noise cancellation capability of the CDS circuit and maintain image quality by lowering the drive frequency or changing the phase of the sample and hold timing under operating conditions where fluctuations in the power supply (load fluctuation) become large An object is to provide an apparatus.

本発明では、このように撮像部の動作電源変動(負荷変動)が大きくなる動作条件において、サンプル・ホールドタイミングの位相を変えたり、CCDセンサの駆動周波数を下げたりすることで、CDS回路のノイズキャンセル能力を高め、画像品位を保つことができるよう撮像部の駆動方法を調整するものである。   In the present invention, the noise of the CDS circuit is changed by changing the phase of the sample and hold timing or lowering the driving frequency of the CCD sensor under the operating condition in which the fluctuation of the operating power supply (load fluctuation) of the imaging unit becomes large. The driving method of the imaging unit is adjusted so that the canceling ability can be improved and the image quality can be maintained.

前記課題を解決するために、本発明の撮像装置は、
被写体の光学像をアナログ電気信号に変換する固体撮像素子と、前記固体撮像素子より読み出された光電変換後のアナログ電気信号をサンプル/ホールドするサンプル/ホールド回路と、前記固体撮像素子から前記光電変換後のアナログ電気信号を読み出すための駆動パルス、及び、前記サンプル/ホールド回路へ供給するサンプル/ホールドパルスを発生させる駆動信号生成回路と、を備え、
負荷変動の大きい条件下では、前記サンプル/ホールドパルスのタイミングを変えることを特徴とする。
In order to solve the above problems, an imaging apparatus according to the present invention provides:
A solid-state imaging device that converts an optical image of a subject into an analog electrical signal, a sample / hold circuit that samples / holds an analog electrical signal after photoelectric conversion read from the solid-state imaging device, and the photoelectric from the solid-state imaging device A drive pulse for reading out the converted analog electric signal, and a drive signal generation circuit for generating a sample / hold pulse to be supplied to the sample / hold circuit,
Under the condition that the load fluctuation is large, the timing of the sample / hold pulse is changed.

また、本発明の他の特徴とするところは、負荷変動の大きい条件下では、画素読み出しレートを変えることを特徴とする。   Another feature of the present invention is that the pixel readout rate is changed under conditions of large load fluctuations.

また、本発明の他の特徴とするところは、さらに前記駆動信号生成回路の駆動周波数を可変できる周波数可変回路を備え、負荷変動の大きい条件下では、前記駆動信号生成回路の駆動周波数を下げることを特徴とする。   Another feature of the present invention is that a frequency variable circuit capable of varying the drive frequency of the drive signal generation circuit is further provided, and the drive frequency of the drive signal generation circuit is lowered under a large load fluctuation condition. It is characterized by.

また、本発明の他の特徴とするところは、
負荷変動の大きい条件下とは、光学系駆動時であることを特徴とする。
Another feature of the present invention is that
The condition under which the load variation is large is that the optical system is driven.

また、本発明の他の特徴とするところは、
負荷変動の大きい条件下とは、記録媒体アクセス時であることを特徴とする。
Another feature of the present invention is that
The condition under which the load variation is large is that the recording medium is being accessed.

また、本発明の他の特徴とするところは、
負荷変動の大きい条件下とは、ストロボ充電時であることを特徴とする。
Another feature of the present invention is that
The condition with a large load fluctuation is characterized by the fact that the flash is being charged.

さらに本発明の別形態の撮像装置として、
被写体の光学像をアナログ電気信号に変換する固体撮像素子と、前記固体撮像素子より読み出された光電変換後のアナログ電気信号をサンプル/ホールドするサンプル/ホールド回路と、前記サンプル/ホールド出力された信号をアナログ・デジタル変換するA/D変換回路と、前記固体撮像素子から前記光電変換後のアナログ電気信号を読み出すための駆動パルス、及び、前記サンプル/ホールド回路へ供給するサンプル/ホールドパルスを発生させる駆動信号生成回路と、前記固体撮像素子、前記サンプル/ホールド回路、前記A/D変換回路、及び駆動信号生成回路の電源電圧検出手段と、を備え、
前記電源電圧検出手段の結果に応じて、サンプル/ホールドパルスのタイミングを変えることを特徴とする。
Furthermore, as an imaging device of another form of the present invention,
A solid-state image sensor that converts an optical image of a subject into an analog electric signal, a sample / hold circuit that samples / holds an analog electric signal after photoelectric conversion read from the solid-state image sensor, and the sample / hold output Generates an A / D conversion circuit for analog / digital conversion of the signal, a drive pulse for reading out the analog electric signal after photoelectric conversion from the solid-state imaging device, and a sample / hold pulse to be supplied to the sample / hold circuit A drive signal generation circuit, and a solid-state imaging device, the sample / hold circuit, the A / D conversion circuit, and a power supply voltage detection unit of the drive signal generation circuit,
The timing of the sample / hold pulse is changed according to the result of the power supply voltage detecting means.

また、本発明の他の特徴とするところは、
電源電圧検出結果に応じて、画素読み出しレートを変えることを特徴とする。
Another feature of the present invention is that
The pixel readout rate is changed according to the power supply voltage detection result.

また、本発明の他の特徴とするところは、
撮像装置は、さらに前記駆動信号生成回路の駆動周波数を可変できる周波数可変回路を備え、前記電源電圧検出結果に応じて、前記駆動信号生成回路の駆動周波数を下げることを特徴とする。
Another feature of the present invention is that
The imaging apparatus further includes a frequency variable circuit that can vary a drive frequency of the drive signal generation circuit, and lowers the drive frequency of the drive signal generation circuit according to the power supply voltage detection result.

本発明によれば、撮像駆動周波数が高く、撮像部の動作電源変動(負荷変動)の影響を大きく受けてしまう動作条件において、サンプル・ホールドタイミングの位相を変えたり、CCDセンサの駆動周波数を下げたりすることで、CDS回路のノイズキャンセル能力を高め、画像品位を保つことができる。   According to the present invention, the sampling / hold timing phase is changed or the CCD sensor driving frequency is lowered under an operating condition in which the imaging driving frequency is high and the operation power supply fluctuation (load fluctuation) of the imaging unit is greatly affected. As a result, the noise cancellation capability of the CDS circuit can be enhanced and image quality can be maintained.

本発明の実施形態として以下6つを挙げる。   The following six are given as embodiments of the present invention.

第1の実施例を説明する。   A first embodiment will be described.

図1は固体撮像素子にCCDセンサを用いたデジタルカメラの全体構成を示すブロック図である。   FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of a digital camera using a CCD sensor as a solid-state image sensor.

101は被写体を像面に結像するためのレンズ、102はレンズからの像面光量を制御するためのメカニカル絞り、及びズーム機構、103はレンズからの光の像面への入射を必要時間のみ照射するためのメカニカルシャッタ、104は結像された光の像を電気的な信号に変換するための固体撮像素子で、ここではCCDセンサを用いる。   101 is a lens for forming an object on the image plane, 102 is a mechanical diaphragm for controlling the amount of image plane light from the lens, and a zoom mechanism, and 103 is incident on the image plane of light from the lens only for a necessary time. A mechanical shutter 104 for irradiating is a solid-state image sensor for converting an image of the formed light into an electrical signal, and here a CCD sensor is used.

105はタイミングパルス発生回路であり、生成されるパルスの種類には、CCDセンサに対し、CCDセンサを駆動するために必要な読み出し駆動パルス、また、CDS回路106に対し、CCD出力を相関二重サンプリングするためのサンプル・ホールドパルス、また、クランプ回路108に対し、画像の黒基準となるOB(オプティカルブラック)画素を基準の電圧にクランプするためのクランプパルス、また、AD変換回路109に対し、PGA回路107から出力されるアナログ撮像信号をデジタル信号に変換するためのパルス、等を発生させる。   Reference numeral 105 denotes a timing pulse generation circuit. The types of generated pulses include a read drive pulse necessary for driving the CCD sensor with respect to the CCD sensor, and a CCD output with respect to the CDS circuit 106. Sample / hold pulse for sampling, clamp pulse for clamping the OB (optical black) pixel serving as the black reference of the image to the reference voltage for the clamp circuit 108, and for the AD conversion circuit 109, A pulse for converting the analog imaging signal output from the PGA circuit 107 into a digital signal, and the like are generated.

106はCCD出力を相関二重サンプリングするCDS回路である。107はCDS回路の出力信号を増幅するためのPGA回路である。108はOB電圧値を基準の電圧にクランプするためのクランプ回路である。109はPGA回路107から出力されるアナログ撮像信号をデジタル信号に変換するAD変換回路である。   A CDS circuit 106 performs correlated double sampling on the CCD output. Reference numeral 107 denotes a PGA circuit for amplifying the output signal of the CDS circuit. A clamp circuit 108 clamps the OB voltage value to a reference voltage. Reference numeral 109 denotes an AD conversion circuit that converts an analog imaging signal output from the PGA circuit 107 into a digital signal.

110は映像処理回路であり、デジタル信号に変換された撮像信号を輝度と色の映像信号に処理する映像信号処理回路111、入力されるCCD信号のレベルから測光量を測定する測光回路112、また、図示されていないが、入力されるCCD信号から被写体の色温度を測定して上記映像信号処理回路のホワイトバランスに必要な情報を引き出すWB回路などにより構成される。   Reference numeral 110 denotes a video processing circuit, a video signal processing circuit 111 that processes an imaging signal converted into a digital signal into a luminance and color video signal, a photometric circuit 112 that measures a photometric amount from the level of an input CCD signal, Although not shown in the drawing, it is constituted by a WB circuit that measures the color temperature of a subject from an input CCD signal and extracts information necessary for white balance of the video signal processing circuit.

114はカメラを制御するCPUで、上記の測光回路の情報に基づき、感度、露光を制御すべく、上記のPGA回路のゲインを変える命令を出したり、光学系制御回路116に露出をどのようにするかの命令を出したり、ROM117からカメラセット用に調整された値を読み出し、デジタルカメラ各部に各々の条件下で設定を行う機能などを有する。   Reference numeral 114 denotes a CPU that controls the camera. Based on the information of the photometry circuit, a command for changing the gain of the PGA circuit is issued in order to control sensitivity and exposure, and how the exposure is given to the optical system control circuit 116. And a function for reading out a value adjusted for the camera set from the ROM 117 and setting each part of the digital camera under each condition.

117はデジタルカメラの各種設定情報、または演算等に使用するメモリ(ROM)である。123は、映像信号処理回路111からの映像出力を表示させるための媒体である液晶(LCD)。124は、同様に映像出力を表示させるための媒体であり本撮像装置の外部出力として使用するビデオモニタである。115は、撮像装置の電源スイッチである。   Reference numeral 117 denotes a memory (ROM) used for various setting information of the digital camera or calculation. A liquid crystal (LCD) 123 is a medium for displaying the video output from the video signal processing circuit 111. Similarly, reference numeral 124 denotes a medium for displaying video output, and a video monitor used as an external output of the imaging apparatus. Reference numeral 115 denotes a power switch of the imaging apparatus.

119、120はシャッタースイッチであり、通常、このスイッチは2段階になっており、半押し状態で検出されるスイッチをSW1 119、最後まで押したところで検知されるスイッチをSW2 120とする。SW1まで押された段階で、デジタルカメラはピントの追い込みと本露光時のシャッター秒時と絞り開口を決める。露光条件はSW1が押された時点でのファインダー駆動時のCCD出力から判断される。SW2が押されると本露光撮影がされるが、そのときの露光条件はSW1押し時点で決定された絞り値とシャッター秒時で決まり、絞り値はメカニカル絞り102の絞り開口径、シャッター秒時は、CCDの電子シャッターパルスを露光開始時間とし、メカニカルシャッタ103閉で終了するシャッター秒時とによって決定される。   Reference numerals 119 and 120 denote shutter switches, which are normally in two stages. SW1 119 is a switch detected in the half-pressed state, and SW2 120 is a switch detected when the switch is pressed to the end. When the switch is pushed to SW1, the digital camera determines the focus, the shutter time for the main exposure, and the aperture opening. The exposure condition is determined from the CCD output when the finder is driven when SW1 is pressed. When SW2 is pressed, actual exposure shooting is performed. The exposure condition at that time is determined by the aperture value and shutter time determined at the time of pressing SW1, and the aperture value is the aperture diameter of the mechanical aperture 102 and the shutter time. The exposure time is determined by the electronic shutter pulse of the CCD, and is determined by the shutter time that ends when the mechanical shutter 103 is closed.

121は、本撮像装置を動作させるための供給電源の電池である。同様に他の動作方法として、122は、本撮像装置をさせるためのAC電源である。125は、被写体の輝度が低い時、本撮影時に明るさを補うために発光させるストロボである。113は、映像信号処理回路111で画像処理された画像を記憶させておくためのメモリ、118は、記録媒体であり、メモリ113に記憶された画像データを出力する。例として、コンパクトフラッシュ(登録商標)、スマートメディア等が挙げられる。   Reference numeral 121 denotes a power supply battery for operating the imaging apparatus. Similarly, as another operation method, 122 is an AC power source for causing the imaging apparatus to operate. Reference numeral 125 denotes a strobe that emits light to compensate for brightness when the subject is low in luminance. Reference numeral 113 denotes a memory for storing the image processed by the video signal processing circuit 111, and reference numeral 118 denotes a recording medium that outputs the image data stored in the memory 113. Examples include compact flash (registered trademark) and smart media.

ここで、発明が解決しようとする課題でも述べたが、CCDセンサから画素信号を読み出し、読み出されたアナログ電気信号をサンプリングするまでの動作説明をする。   Here, as described in the problem to be solved by the invention, the operation from reading out the pixel signal from the CCD sensor and sampling the read out analog electric signal will be described.

まず、図2、図3、図4を用いて、例として、4相駆動のインターライン型全フォトダイオード読出し固体撮像素子を用いた固体撮像装置について説明する。   First, a solid-state imaging device using a four-phase drive interline type all-photodiode readout solid-state imaging device will be described as an example with reference to FIGS. 2, 3, and 4.

図2にインターライン型全フォトダイオード読み出し固体撮像素子の概略図を示す。   FIG. 2 shows a schematic diagram of an interline type all-photodiode readout solid-state imaging device.

201が、フォトダイオード、202が、垂直電荷転送路、203が、水平電荷転送路、204が、出力部、205が信号出力端子となっている。フォトダイオード201で光電変換された信号電荷は、読み出しパルスにより垂直電荷転送路202に送られ、4相駆動パルスφV1、φV2、φV3およびφV4により水平電荷転送路203の方向へ順に転送される。水平電荷転送路203は、垂直電荷転送路202から転送されて来た1行分の信号電荷を2相駆動パルスφH1およびφH2により出力部204に転送し、一画素基準で生成されるリセットゲート信号RGを出力部204で加えた後、電圧に変換され信号出力端子205から出力される。   Reference numeral 201 denotes a photodiode, 202 denotes a vertical charge transfer path, 203 denotes a horizontal charge transfer path, 204 denotes an output unit, and 205 denotes a signal output terminal. The signal charge photoelectrically converted by the photodiode 201 is sent to the vertical charge transfer path 202 by a read pulse, and sequentially transferred in the direction of the horizontal charge transfer path 203 by four-phase drive pulses φV1, φV2, φV3, and φV4. The horizontal charge transfer path 203 transfers the signal charges for one row transferred from the vertical charge transfer path 202 to the output unit 204 by the two-phase drive pulses φH1 and φH2, and a reset gate signal generated on the basis of one pixel. After adding RG at the output unit 204, it is converted into a voltage and output from the signal output terminal 205.

図3は、図2の固体撮像素子で使用した色フィルタアレイの一部を示している。   FIG. 3 shows a part of the color filter array used in the solid-state imaging device of FIG.

第1の色フィルタを赤(R)、第2の色フィルタを緑(G)、第3の色フィルタを緑(G)、第4の色フィルタを青(B)とした場合を示している。この色フィルタアレイの配列は、原色の色フィルタ配列のなかでも、とくに、ベイヤ配列と呼ばれるもので、高い解像度と優れた色再現性を備えた色フィルタ配列である。   A case is shown in which the first color filter is red (R), the second color filter is green (G), the third color filter is green (G), and the fourth color filter is blue (B). . This array of color filter arrays is called a Bayer array, among the primary color filter arrays, and is a color filter array having high resolution and excellent color reproducibility.

図4は、図2の固体撮像素子の一部を模式的に示したもので、フォトダイオード201には、図2に示した色フィルタアレイを配置している。   FIG. 4 schematically shows a part of the solid-state imaging device of FIG. 2, and the color filter array shown in FIG. 2 is arranged in the photodiode 201.

垂直電荷転送路202は、それぞれ、4相駆動パルスφV1、φV2、φV3およびφV4の加わる転送電極を電極V1、V2、V3およびV4で示し、水平電荷転送路203は、それぞれ、2相駆動パルスφH1およびφH2の加わる転送電極を電極H1およびH2で示している。ここで、垂直電荷転送路202の転送方向は、下方向、水平電荷転送路203の転送方向は、左方向である。さらに、フォトダイオード1で光電変換された信号電荷を垂直電荷転送路202に読み出すパルスは、垂直電荷転送電極と読み出し電極を兼ねているV1に印加している。   In the vertical charge transfer path 202, transfer electrodes to which four-phase drive pulses φV1, φV2, φV3, and φV4 are applied are indicated by electrodes V1, V2, V3, and V4, respectively, and in the horizontal charge transfer path 203, a two-phase drive pulse φH1 is provided. And φH2 transfer electrodes are indicated by electrodes H1 and H2. Here, the transfer direction of the vertical charge transfer path 202 is downward, and the transfer direction of the horizontal charge transfer path 203 is leftward. Further, a pulse for reading the signal charge photoelectrically converted by the photodiode 1 to the vertical charge transfer path 202 is applied to V1 which serves as both the vertical charge transfer electrode and the read electrode.

上記がCCDセンサ等固体撮像素子の駆動方法の一例であるが、ここで、固体撮像素子の駆動周波数は、2相駆動パルスφH1およびφH2の駆動周波数である。この周波数は、1画素サイクルの周波数であるので、φH1およびφH2の駆動周波数でフレームレートは決まることになる。2相駆動パルスφH1およびφH2を高くすれば、フレームレートは上がり、低くすればフレームレートは下がることになる。   The above is an example of a method for driving a solid-state imaging device such as a CCD sensor. Here, the driving frequency of the solid-state imaging device is the driving frequency of the two-phase driving pulses φH1 and φH2. Since this frequency is a frequency of one pixel cycle, the frame rate is determined by the driving frequencies of φH1 and φH2. If the two-phase drive pulses φH1 and φH2 are increased, the frame rate is increased, and if it is decreased, the frame rate is decreased.

次に、CCDセンサより、光電変換されたアナログ電気信号をサンプリングするCDS回路の説明をする。   Next, a CDS circuit that samples an analog electrical signal photoelectrically converted from a CCD sensor will be described.

図1の撮像装置において、固体撮像素子104、CDS回路106、PGA回路107、クランプ回路108、タイミング発生回路105の部分を詳細に示したものが図5である。   FIG. 5 shows details of the solid-state imaging device 104, the CDS circuit 106, the PGA circuit 107, the clamp circuit 108, and the timing generation circuit 105 in the imaging apparatus of FIG.

まず、CCDから出力されるアナログ電気信号501が、CDS(相関2重サンプリング)回路と呼ばれる回路502に入力されてリセットノイズが除去された後に、オフセット加算回路503に入力されて所定のオフセット電圧が加算されて、そのオフセット加算出力が可変増幅器504に入力される。   First, an analog electrical signal 501 output from a CCD is input to a circuit 502 called a CDS (correlated double sampling) circuit to remove reset noise, and then input to an offset addition circuit 503 to generate a predetermined offset voltage. After the addition, the offset addition output is input to the variable amplifier 504.

CDS回路502の動作を詳細に説明する。   The operation of the CDS circuit 502 will be described in detail.

図6はCCD_out501でのCCD出力信号を模式的に示したものであり、2画素分表している。   FIG. 6 schematically shows a CCD output signal from the CCD_out 501 and represents two pixels.

CCD出力信号は、リセットゲート信号RGにより加えられたリセット部601、画像の黒基準となるフィードスルー部602、被写体の輝度レベルを表す信号部603とからなる。BLK_SH、SIG_SHは負極性のパルス信号とする。BLK_SHは、フィードスルー部、SIG_SHは信号部でアクティブとなっている。   The CCD output signal includes a reset unit 601 added by a reset gate signal RG, a feed-through unit 602 that serves as a black reference for an image, and a signal unit 603 that represents the luminance level of the subject. BLK_SH and SIG_SH are negative pulse signals. BLK_SH is active in the feedthrough section, and SIG_SH is active in the signal section.

図5に戻り、この動作を当てはめてみると、CCD_out501でのCCD出力信号は、タイミングジェネレータTG510より、出力されるサンプル・ホールドパルスBLK_SH、SIG_SHにより、次の動作をする。BLK_SHが入力されるとスイッチ511が入り、コンデンサ512にCCD画素信号の黒基準となるフィードスルー部の電圧がチャージされる。このレベルと後述する基準電圧VREF506とがBLK_AMP515により比較され、画像黒レベルが決められる。   Returning to FIG. 5, when this operation is applied, the CCD output signal from the CCD_out 501 performs the following operation by the sample and hold pulses BLK_SH and SIG_SH output from the timing generator TG510. When BLK_SH is input, the switch 511 is turned on, and the capacitor 512 is charged with the voltage of the feed-through portion serving as the black reference for the CCD pixel signal. This level and a reference voltage VREF 506 described later are compared by BLK_AMP 515 to determine the image black level.

一方、SIG_SHが入力されるとスイッチ513が入り、コンデンサ514にCCD画素信号の信号レベルの電圧がチャージされる。このレベルと前述の画像黒レベルの差分をとり、信号成分とする。この働きをCDS_AMP516で行う。CDS_AMP516では、画像の黒基準となるフィードスルー部と信号部の差分をとることで、信号成分としているため、CCD_outに重畳されている低域のノイズは理想的には除去される。   On the other hand, when SIG_SH is input, the switch 513 is turned on, and the capacitor 514 is charged with the voltage of the signal level of the CCD pixel signal. The difference between this level and the aforementioned image black level is taken as a signal component. This function is performed by CDS_AMP 516. In CDS_AMP 516, since the signal component is obtained by taking the difference between the feed-through portion serving as the black reference of the image and the signal portion, the low-frequency noise superimposed on CCD_out is ideally removed.

CDS回路502は、506より入力された所定の基準電圧VREFによって撮像信号のフィードスルー部の基準とするCDS回路を成しており、同様に、可変増幅器504は、基準電圧VREFを撮像信号の直流増幅の基準とする直流増幅器を成している。   The CDS circuit 502 forms a CDS circuit that uses the predetermined reference voltage VREF input from the reference numeral 506 as a reference for the feedthrough portion of the imaging signal. Similarly, the variable amplifier 504 uses the reference voltage VREF as a direct current of the imaging signal. It constitutes a DC amplifier that is used as a reference for amplification.

可変増幅器504は、CCD_out501の出力感度ばらつきを補正したり、撮像装置の感度設定を切り換えるためのゲイン可変手段である。   The variable amplifier 504 is a gain variable means for correcting the output sensitivity variation of the CCD_out 501 and switching the sensitivity setting of the imaging apparatus.

可変増幅器504からの増幅出力信号は、一方で、不図示の画像処理・記録・表示回路に入力されるとともに、他方で、サンプルホールド回路507に入力され、509より入力されたOB画素の読み出しタイミングに同期するOBクランプパルスによって、サンプルホールドされたOBレベルが、積分アンプ505aに入力される。OB画素とは、OBとは、撮像素子の受光画素部の中で遮光されて入射光に依存しない画素出力のことを指す。   On the one hand, the amplified output signal from the variable amplifier 504 is input to an image processing / recording / display circuit (not shown), and on the other hand, input to the sample hold circuit 507 and read timing of the OB pixel input from 509. The OB level sampled and held by the OB clamp pulse synchronized with the OB is input to the integrating amplifier 505a. The OB pixel refers to a pixel output that is shielded from light in the light receiving pixel portion of the image sensor and does not depend on incident light.

積分アンプ505aは、コンデンサ505b、抵抗505cにより所定の積分時定数を成しており、前記サンプルホールドされたOBレベルと、506より入力される所定の基準電圧VREFとの差分電圧(クランプ誤差電圧)が前記積分時定数にて積分されるとともに、その出力(電圧VREFからのずれ量)が、オフセット加算回路503に入力されて減算されるネガティブフィードバック制御の構成になっている。   The integrating amplifier 505a has a predetermined integration time constant by a capacitor 505b and a resistor 505c, and a differential voltage (clamp error voltage) between the sampled and held OB level and a predetermined reference voltage VREF input from the 506. Is integrated with the integration time constant, and the output (deviation amount from the voltage VREF) is input to the offset addition circuit 503 and subtracted by negative feedback control.

以上が固体撮像素子からの画素信号の読み出し、及び、相関二重サンプリング(CDS)回路での信号成分抽出動作である。理想的には、CDS_AMP516では、画像の黒基準となるフィードスルー部と信号部の差分をとることで、信号成分としているため、CCD_outに重畳されている低域のノイズは理想的には除去される。   The above is the readout of the pixel signal from the solid-state imaging device and the signal component extraction operation in the correlated double sampling (CDS) circuit. Ideally, the CDS_AMP 516 uses the difference between the feed-through part that is the black reference of the image and the signal part to produce a signal component, so the low-frequency noise superimposed on the CCD_out is ideally removed. The

ここで、CDS回路でのノイズキャンセル能力は、図6のサンプル・ホールドパルスBLK_SH、SIG_SHのアクティブ期間の時間が長い程、高くなる。CCDセンサ等固体撮像素子の駆動周波数が高くなると、同様の周波数でサンプルホールドすることになるため、BLK_SH、SIG_SHのアクティブ期間の時間が短くなり、CDSのノイズキャンセル能力にとって、厳しい条件となる。併せて、サンプル・ホールドパルスの位相設計もタイミング余裕がなくなり、設定できるタイミングも限られてくる。サンプル・ホールドパルスがフィードスルー部、信号部をきちんと設定できていない場合、信号成分のピークを拾えていなかったり、信号成分の階調性を損なうことになる。   Here, the noise cancellation capability in the CDS circuit becomes higher as the active period of the sample and hold pulses BLK_SH and SIG_SH in FIG. 6 becomes longer. When the driving frequency of a solid-state imaging device such as a CCD sensor is increased, the sample and hold is performed at the same frequency. Therefore, the active period of BLK_SH and SIG_SH is shortened, which is a severe condition for the noise canceling capability of CDS. In addition, there is no timing margin in the phase design of the sample and hold pulse, and the settable timing is limited. If the sample and hold pulse cannot properly set the feedthrough part and the signal part, the peak of the signal component is not picked up, or the gradation of the signal component is impaired.

こうした背景に加え、固体撮像素子の供給電源、タイミング発生回路、相関二重サンプリング(CDS)回路、A/D変換回路等、撮像ブロックの動作電源がその他外部の電源変動の影響を受けた場合は、その電源変動で撮像部の各ブロックが駆動され、いづれかの電源変動により、CCD画素信号のDCレベルが大きく乱れた場合、CDS回路106でノイズキャンセルすることは不可能となってしまう。   In addition to this background, when the power supply for the imaging block, such as the power supply for the solid-state image sensor, the timing generation circuit, the correlated double sampling (CDS) circuit, and the A / D conversion circuit, is affected by other external power fluctuations When the power supply fluctuation drives each block of the imaging unit, and the DC level of the CCD pixel signal is greatly disturbed by any of the power supply fluctuations, the CDS circuit 106 cannot perform noise cancellation.

図7は、実施例1を示すフローチャートである。   FIG. 7 is a flowchart illustrating the first embodiment.

タイミングパルス発生回路105は、CDS回路106に対して、CCDの出力信号のフィードスルー部にBLK_SH、被写体の輝度レベルを表す信号部にSIG_SHのサンプル・ホールドパルスを供給する。サンプル・ホールドパルスの位相は、CCD出力信号がきちんと拾えていて、ノイズキャンセルも有効なタイミングで供給しているものとする(ステップ701)。   The timing pulse generation circuit 105 supplies a sample / hold pulse of BLK_SH to the feed-through portion of the output signal of the CCD and SIG_SH to the signal portion representing the luminance level of the subject to the CDS circuit 106. As for the phase of the sample and hold pulse, it is assumed that the CCD output signal is properly picked up and noise cancellation is supplied at an effective timing (step 701).

ここで、ユーザは電源SW115を押下し、カメラ動作を終了しないものとする(ステップ702)。   Here, it is assumed that the user presses the power SW 115 and does not end the camera operation (step 702).

ここで、メカニカル絞り・ズーム102、メカニカルシャッタ103、を駆動させているかを検知する(ステップ703)。光学系が動作しているときは、光学系の電源負荷変動が大きく、撮像ブロックを含めた他のブロックへの電源変動の影響が大きい。よって、光学系制御回路116に対し、CPU114が制御信号を出しているときは、撮像ブロックの各電源変動が大きい条件とみなし、CDS回路106に対して、サンプル・ホールドパルスの位相を電源変動によるノイズを緩和できるよう位相設定を切り換える(ステップ704)。   Here, it is detected whether the mechanical aperture / zoom 102 and the mechanical shutter 103 are driven (step 703). When the optical system is operating, the power load fluctuation of the optical system is large, and the influence of the power fluctuation on other blocks including the imaging block is large. Therefore, when the CPU 114 outputs a control signal to the optical system control circuit 116, it is regarded as a condition in which each power supply fluctuation of the imaging block is large, and the phase of the sample and hold pulse is determined by the power supply fluctuation to the CDS circuit 106. The phase setting is switched so that noise can be reduced (step 704).

光学系制御回路116に対し、CPU114が制御信号を停止したとき、光学系が停止したことを検知したものとし(ステップ705)、再度光学系停止時のサンプル・ホールドパルスタイミングを設定する。以降、カメラ動作を続け、かつ光学系が動作している条件下では、繰り返し、本フローチャートの動作を繰り返すものとする。   When the CPU 114 stops the control signal to the optical system control circuit 116, it is assumed that the optical system has been stopped (step 705), and the sample / hold pulse timing when the optical system is stopped is set again. Thereafter, the operation of this flowchart is repeated under the condition that the camera operation is continued and the optical system is operating.

なお、カメラ動作を終了させた場合は本フローチャートを抜け(ステップ702)、光学系を動作させない場合は、サンプル・ホールドパルス設定は変わらないものとする(ステップ703)。   When the camera operation is terminated, the process exits from this flowchart (step 702). When the optical system is not operated, the sample / hold pulse setting is not changed (step 703).

実施例1は、撮像部が光学系の電源変動(負荷変動)の影響を大きく受けてしまう動作条件において、サンプル・ホールドタイミングの位相を変えることで、CDS回路のノイズキャンセル能力を高め、画像品位を保つことを目的とする。   In the first embodiment, the noise canceling capability of the CDS circuit is improved by changing the phase of the sample and hold timing under the operating condition in which the imaging unit is greatly affected by the power supply fluctuation (load fluctuation) of the optical system, and the image quality is improved. The purpose is to keep.

実施例2の撮像装置は、図8を用いる。実施例1で用いた図1とで異なる点は、タイミングパルス発生回路105が固体撮像素子104、CDS回路106へ供給する駆動パルスの周波数を切り換える機能を持たせた点である。   The imaging apparatus according to the second embodiment uses FIG. The difference from FIG. 1 used in the first embodiment is that the timing pulse generation circuit 105 has a function of switching the frequency of drive pulses supplied to the solid-state imaging device 104 and the CDS circuit 106.

801は被写体を像面に結像するためのレンズ、802はレンズからの像面光量を制御するためのメカニカル絞り、及びズーム機構、803はレンズからの光の像面への入射を必要時間のみ照射するためのメカニカルシャッタ、804は結像された光の像を電気的な信号に変換するための固体撮像素子で、ここではCCDンサを用いる。   Reference numeral 801 denotes a lens for forming an object on the image plane, 802 denotes a mechanical aperture for controlling the amount of image plane light from the lens, and a zoom mechanism, and 803 denotes incidence of light from the lens on the image plane only for a necessary time. A mechanical shutter 804 for irradiating is a solid-state image sensor for converting an image of the imaged light into an electrical signal. Here, a CCD sensor is used.

805はタイミングパルス発生回路であり、生成されるパルスの種類には、CCDセンサに対し、CCDセンサを駆動するために必要な読み出し駆動パルス、また、CDS回路806に対し、CCD出力を相関二重サンプリングするためのサンプル・ホールドパルス、また、クランプ回路808に対し、画像の黒基準となるOB(オプティカルブラック)画素を基準の電圧にクランプするためのクランプパルス、また、AD変換回路809に対し、PGA回路807から出力されるアナログ撮像信号をデジタル信号に変換するためのパルス、等を発生させる。   Reference numeral 805 denotes a timing pulse generation circuit. The types of pulses generated include a read drive pulse necessary for driving the CCD sensor with respect to the CCD sensor, and a CCD output with respect to the CDS circuit 806. Sample / hold pulse for sampling, clamp pulse for OB (optical black) pixel serving as a black reference of the image to the reference voltage for the clamp circuit 808, and for AD conversion circuit 809, A pulse for converting the analog imaging signal output from the PGA circuit 807 into a digital signal, and the like are generated.

826はタイミングパルス発生回路805が固体撮像素子804、CDS回路806、クランプ回路808、AD変換回路809へ供給する駆動パルスの周波数を切り換える機能を持つ駆動周波数可変回路である。806はCCD出力を相関二重サンプリングするCDS回路である。807はCDS回路の出力信号を増幅するためのPGA回路である。808はOB電圧値を基準の電圧にクランプするためのクランプ回路である。809はPGA回路807から出力されるアナログ撮像信号をデジタル信号に変換するAD変換回路である。   Reference numeral 826 denotes a drive frequency variable circuit having a function of switching the frequency of drive pulses supplied from the timing pulse generation circuit 805 to the solid-state imaging device 804, the CDS circuit 806, the clamp circuit 808, and the AD conversion circuit 809. A CDS circuit 806 performs correlated double sampling on the CCD output. Reference numeral 807 denotes a PGA circuit for amplifying the output signal of the CDS circuit. Reference numeral 808 denotes a clamp circuit for clamping the OB voltage value to a reference voltage. Reference numeral 809 denotes an AD conversion circuit that converts an analog imaging signal output from the PGA circuit 807 into a digital signal.

810は映像処理回路であり、デジタル信号に変換された撮像信号を輝度と色の映像信号に処理する映像信号処理回路811、入力されるCCD信号のレベルから測光量を測定する測光回路812、また、図示されていないが、入力されるCCD信号から被写体の色温度を測定して上記映像信号処理回路のホワイトバランスに必要な情報を引き出すWB回路などにより構成される。   Reference numeral 810 denotes a video processing circuit, a video signal processing circuit 811 that processes an imaging signal converted into a digital signal into a luminance and color video signal, a photometric circuit 812 that measures a photometric amount from the level of an input CCD signal, Although not shown in the drawing, it is constituted by a WB circuit that measures the color temperature of a subject from an input CCD signal and extracts information necessary for white balance of the video signal processing circuit.

814はカメラを制御するCPUで、上記の測光回路の情報に基づき、感度、露光を制御すべく、上記のPGA回路のゲインを変える命令を出したり、光学系制御回路816に露出をどのようにするかの命令を出したり、ROM817からカメラセット用に調整された値を読み出し、デジタルカメラ各部に各々の条件下で設定を行う機能などを有する。   A CPU 814 controls the camera, and issues a command to change the gain of the PGA circuit to control sensitivity and exposure based on the information of the photometry circuit, and how to set the exposure to the optical system control circuit 816. And a function for reading out the value adjusted for the camera set from the ROM 817 and setting each part of the digital camera under each condition.

817はデジタルカメラの各種設定情報、または演算等に使用するメモリ(ROM)である。823は、映像信号処理回路811からの映像出力を表示させるための媒体である液晶(LCD)。824は、同様に映像出力を表示させるための媒体であり本撮像装置の外部出力として使用するビデオモニタである。815は、撮像装置の電源スイッチである。   Reference numeral 817 denotes a memory (ROM) used for various setting information of the digital camera or calculation. Reference numeral 823 denotes a liquid crystal (LCD) that is a medium for displaying a video output from the video signal processing circuit 811. 824 is a medium for displaying a video output in the same manner, and is a video monitor used as an external output of the imaging apparatus. Reference numeral 815 denotes a power switch of the imaging apparatus.

819、820はシャッタースイッチであり、通常、このスイッチは2段階になっており、半押し状態で検出されるスイッチをSW1 819、最後まで押したところで検知されるスイッチをSW2 820とする。SW1まで押された段階で、デジタルカメラはピントの追い込みと本露光時のシャッター秒時と絞り開口を決める。露光条件はSW1が押された時点でのファインダー駆動時のCCD出力から判断される。SW2が押されると本露光撮影がされるが、そのときの露光条件はSW1押し時点で決定された絞り値とシャッター秒時で決まり、絞り値はメカニカル絞り802の絞り開口径、シャッター秒時は、CCDの電子シャッターパルスを露光開始時間とし、メカニカルシャッタ803閉で終了するシャッター秒時とによって決定される。   Reference numerals 819 and 820 denote shutter switches, which are normally in two stages. SW1 819 is a switch detected in the half-pressed state, and SW2 820 is a switch detected when the switch is pressed to the end. When the switch is pushed to SW1, the digital camera determines the focus, the shutter time for the main exposure, and the aperture opening. The exposure condition is determined from the CCD output when the finder is driven when SW1 is pressed. When SW2 is pressed, actual exposure shooting is performed. The exposure condition at that time is determined by the aperture value and shutter time determined when SW1 is pressed, and the aperture value is the aperture diameter of the mechanical aperture 802 and the shutter time. The exposure time is determined by the electronic shutter pulse of the CCD, and is determined by the shutter time that ends when the mechanical shutter 803 is closed.

821は、本撮像装置を動作させるための供給電源の電池である。同様に他の動作方法として、822は、本撮像装置をさせるためのAC電源である。825は、被写体の輝度が低い時、本撮影時に明るさを補うために発光させるストロボである。813は、映像信号処理回路811で画像処理された画像を記憶させておくためのメモリ、818は、記録媒体であり、メモリ813に記憶された画像データを出力する。例として、コンパクトフラッシュ(登録商標)、スマートメディア等が挙げられる。   Reference numeral 821 denotes a power supply battery for operating the imaging apparatus. Similarly, as another operation method, reference numeral 822 denotes an AC power source for causing the imaging apparatus to operate. Reference numeral 825 denotes a strobe that emits light to compensate for brightness when the subject is low in brightness. Reference numeral 813 denotes a memory for storing an image processed by the video signal processing circuit 811. Reference numeral 818 denotes a recording medium, which outputs image data stored in the memory 813. Examples include compact flash (registered trademark) and smart media.

実施例2において、実施例1と異なる点は、撮像部が光学系の電源変動(負荷変動)の影響を大きく受けてしまう動作条件において、画像品位を保つためにとり得る手段である。その他のカメラ動作は、実施例1と同様であるので省略する。   In the second embodiment, the difference from the first embodiment is a means that can be taken to maintain the image quality under the operating condition in which the imaging unit is greatly affected by the power supply fluctuation (load fluctuation) of the optical system. The other camera operations are the same as those in the first embodiment, and are therefore omitted.

図9は、実施例2を示すフローチャートである。   FIG. 9 is a flowchart illustrating the second embodiment.

タイミングパルス発生回路805は、CCDセンサに対し、CCDセンサを駆動するために必要な読み出し駆動パルス、また、CDS回路806に対し、CCD出力を相関二重サンプリングするためのサンプル・ホールドパルス、また、クランプ回路808に対し、画像の黒基準となるOB(オプティカルブラック)画素を基準の電圧にクランプするためのクランプパルス、また、AD変換回路809に対し、PGA回路807から出力されるアナログ撮像信号をデジタル信号に変換するためのパルス、等を基準クロック(例として30MHz)を基に生成しているものとする。この基準クロックをHigh_clockとする(ステップ901)。   The timing pulse generation circuit 805 is a readout drive pulse necessary for driving the CCD sensor with respect to the CCD sensor, a sample hold pulse for correlated double sampling of the CCD output with respect to the CDS circuit 806, and A clamp pulse for clamping an OB (optical black) pixel serving as a black reference of an image to a reference voltage to the clamp circuit 808, and an analog imaging signal output from the PGA circuit 807 to the AD conversion circuit 809 It is assumed that pulses for conversion to a digital signal, etc. are generated based on a reference clock (for example, 30 MHz). This reference clock is set to High_clock (step 901).

CDS回路806に対して、CCDの出力信号のフィードスルー部にBLK_SH、被写体の輝度レベルを表す信号部にSIG_SHのサンプル・ホールドパルスを供給する。サンプル・ホールドパルスの位相は、CCD出力信号がきちんと拾えていて、ノイズキャンセルも有効なタイミングで供給しているものとする(ステップ902)。   The CDS circuit 806 is supplied with a sample / hold pulse of BLK_SH for the feedthrough portion of the output signal of the CCD and SIG_SH for the signal portion representing the luminance level of the subject. As for the phase of the sample and hold pulse, it is assumed that the CCD output signal is properly picked up and noise cancellation is supplied at an effective timing (step 902).

ここで、ユーザは電源SW115を押下し、カメラ動作を終了しないものとする(ステップ903)。ここで、メカニカル絞り・ズーム802、メカニカルシャッタ803、を駆動させているかを検知する(ステップ904)。光学系が動作しているときは、光学系の電源負荷変動が大きく、撮像ブロックを含めた他のブロックへの電源変動の影響が大きい。よって、光学系制御回路816に対し、CPU814が制御信号を出しているときは、撮像ブロックの各電源変動が大きい条件とみなし、タイミングパルス発生回路805の基準クロックを低くする(例として15MHz)。   Here, it is assumed that the user does not end the camera operation by pressing the power SW 115 (step 903). Here, it is detected whether the mechanical aperture / zoom 802 and the mechanical shutter 803 are driven (step 904). When the optical system is operating, the power load fluctuation of the optical system is large, and the influence of the power fluctuation on other blocks including the imaging block is large. Therefore, when the CPU 814 outputs a control signal to the optical system control circuit 816, it is regarded as a condition that each power supply fluctuation of the imaging block is large, and the reference clock of the timing pulse generation circuit 805 is lowered (for example, 15 MHz).

この基準クロックをLow_clockとする。基準クロックを下げる機能は、駆動周波数可変回路826が持つものとする。基準クロックが低くなることでCCDセンサの2相駆動パルスφH1およびφH2の駆動周波数が低くなる。この周波数は、1画素サイクルの周波数であるので、フレームレートは下がることになる。   This reference clock is set to Low_clock. It is assumed that the drive frequency variable circuit 826 has a function of lowering the reference clock. As the reference clock is lowered, the drive frequency of the two-phase drive pulses φH1 and φH2 of the CCD sensor is lowered. Since this frequency is a frequency of one pixel cycle, the frame rate is lowered.

CCDセンサの駆動周波数が低くなることで、CDS回路806に対してのサンプル・ホールドパルスの周波数も下がることになり、サンプル・ホールドパルスの位相を電源変動によるノイズを緩和できるよう改めて位相設定を切り換える(ステップ906)。CDS回路でのノイズキャンセル能力は、図6に示すようにサンプル・ホールドパルスBLK_SH、SIG_SHのアクティブ期間の時間が長い程、高くなる。   As the drive frequency of the CCD sensor decreases, the frequency of the sample and hold pulse for the CDS circuit 806 also decreases, and the phase setting is switched again so that the noise of the sample and hold pulse can be mitigated by power supply fluctuations. (Step 906). As shown in FIG. 6, the noise cancellation capability in the CDS circuit increases as the active period of the sample / hold pulses BLK_SH and SIG_SH increases.

光学系制御回路816に対し、CPU814が制御信号を停止したとき、光学系が停止したことを検知したものとし(ステップ907)、再度光学系停止時の駆動周波数(High_clock)でタイミングパルス発生回路805を駆動させ、光学系停止時(High_clock)のサンプル・ホールドパルスタイミングを設定する。以降、カメラ動作を続け、かつ光学系が動作している条件下では、繰り返し、本フローチャートの動作を繰り返すものとする。   When the CPU 814 stops the control signal to the optical system control circuit 816, it is detected that the optical system has stopped (step 907), and the timing pulse generation circuit 805 again at the drive frequency (High_clock) when the optical system is stopped. To set the sample and hold pulse timing when the optical system is stopped (High_clock). Thereafter, the operation of this flowchart is repeated under the condition that the camera operation is continued and the optical system is operating.

なお、カメラ動作を終了させた場合は本フローチャートを抜け(ステップ903)、光学系を動作させない場合は、タイミングパルス発生回路805の駆動周波数および、サンプル・ホールドパルス設定は変わらないものとする(ステップ904)。   If the camera operation is terminated, the process exits this flowchart (step 903). If the optical system is not operated, the driving frequency and sample / hold pulse setting of the timing pulse generation circuit 805 are not changed (step). 904).

実施例2は、撮像部が光学系の電源変動(負荷変動)の影響を大きく受けてしまう動作条件において、CCDセンサの画素読み出しレートを低くすることで、サンプル・ホールドパルスの周波数を下げ、サンプル・ホールドアクティブ区間を広くし、かつ位相を切り換えることで、CDS回路のノイズキャンセル能力を高め、画像品位を保つことを目的とする。   The second embodiment lowers the frequency of the sample-and-hold pulse by lowering the pixel reading rate of the CCD sensor under the operating condition in which the imaging unit is greatly affected by the power supply fluctuation (load fluctuation) of the optical system. The purpose is to increase the noise canceling ability of the CDS circuit and maintain the image quality by widening the hold active section and switching the phase.

実施例3において、実施例2と異なる点は、撮像部が電源変動(負荷変動)の影響を大きく受けてしまう動作条件である。実施例3で用いる撮像装置、及びカメラ動作は、実施例2と同様であるので省略する。   The third embodiment is different from the second embodiment in an operating condition in which the imaging unit is greatly affected by power supply fluctuation (load fluctuation). Since the imaging apparatus and camera operation used in the third embodiment are the same as those in the second embodiment, the description thereof is omitted.

図10は、実施例3を示すフローチャートである。   FIG. 10 is a flowchart illustrating the third embodiment.

タイミングパルス発生回路805は、CCDセンサに対し、CCDセンサを駆動するために必要な読み出し駆動パルス、また、CDS回路806に対し、CCD出力を相関二重サンプリングするためのサンプル・ホールドパルス、また、クランプ回路808に対し、画像の黒基準となるOB(オプティカルブラック)画素を基準の電圧にクランプするためのクランプパルス、また、AD変換回路809に対し、PGA回路807から出力されるアナログ撮像信号をデジタル信号に変換するためのパルス、等を基準クロック(例として30MHz)を基に生成しているものとする。   The timing pulse generation circuit 805 is a readout drive pulse necessary for driving the CCD sensor with respect to the CCD sensor, a sample hold pulse for correlated double sampling of the CCD output with respect to the CDS circuit 806, and A clamp pulse for clamping an OB (optical black) pixel serving as a black reference of an image to a reference voltage to the clamp circuit 808, and an analog imaging signal output from the PGA circuit 807 to the AD conversion circuit 809 It is assumed that pulses for conversion to a digital signal, etc. are generated based on a reference clock (for example, 30 MHz).

この基準クロックをHigh_clockとする(ステップ10a)。   This reference clock is set to High_clock (step 10a).

CDS回路806に対して、CCDの出力信号のフィードスルー部にBLK_SH、被写体の輝度レベルを表す信号部にSIG_SHのサンプル・ホールドパルスを供給する。サンプル・ホールドパルスの位相は、CCD出力信号がきちんと拾えていて、ノイズキャンセルも有効なタイミングで供給しているものとする(ステップ10b)。   The CDS circuit 806 is supplied with a sample / hold pulse of BLK_SH for the feedthrough portion of the output signal of the CCD and SIG_SH for the signal portion representing the luminance level of the subject. As for the phase of the sample and hold pulse, it is assumed that the CCD output signal is properly picked up and noise cancellation is also supplied at an effective timing (step 10b).

ここで、ユーザは電源SW115を押下し、カメラ動作を終了しないものとする(ステップ10c)。ここで、記録媒体にアクセスしているかを検知する(ステップ10d)。記録媒体アクセス時は、記録媒体の動作電源負荷変動が大きく、撮像ブロックを含めた他のブロックへの電源変動の影響が大きい。よって、記録媒体818に対し、CPU814がメモリ813が記憶している画像データ等を出力するよう制御信号を出しているときは、撮像ブロックの各電源変動が大きい条件とみなし、タイミングパルス発生回路805の基準クロックを低くする(例として15MHz)。   Here, it is assumed that the user does not end the camera operation by pressing the power SW 115 (step 10c). Here, it is detected whether the recording medium is accessed (step 10d). When the recording medium is accessed, the operating power load fluctuation of the recording medium is large, and the influence of the power fluctuation on other blocks including the imaging block is large. Therefore, when the CPU 814 outputs a control signal to the recording medium 818 so as to output the image data stored in the memory 813 or the like, the timing pulse generation circuit 805 considers that each power fluctuation of the imaging block is large. The reference clock is reduced (for example, 15 MHz).

この基準クロックをLow_clockとする(ステップ10e)。基準クロックを下げる機能は、駆動周波数可変回路826が持つものとする。基準クロックが低くなることでCCDセンサの2相駆動パルスφH1およびφH2の駆動周波数が低くなる。この周波数は、1画素サイクルの周波数であるので、フレームレートは下がることになる。   This reference clock is set to Low_clock (step 10e). It is assumed that the drive frequency variable circuit 826 has a function of lowering the reference clock. As the reference clock is lowered, the drive frequency of the two-phase drive pulses φH1 and φH2 of the CCD sensor is lowered. Since this frequency is a frequency of one pixel cycle, the frame rate is lowered.

CCDセンサの駆動周波数が低くなることで、CDS回路806に対してのサンプル・ホールドパルスの周波数も下がることになり、サンプル・ホールドパルスの位相を電源変動によるノイズを緩和できるよう改めて位相設定を切り換える(ステップ10f)。   As the drive frequency of the CCD sensor decreases, the frequency of the sample and hold pulse for the CDS circuit 806 also decreases, and the phase setting is switched again so that the noise of the sample and hold pulse can be mitigated by power supply fluctuations. (Step 10f).

CDS回路でのノイズキャンセル能力は、図6に示すようにサンプル・ホールドパルスBLK_SH、SIG_SHのアクティブ期間の時間が長い程、高くなる。記録媒体818に対し、CPU814が制御信号を停止したとき、記録媒体アクセスが停止したことを検知したものとし(ステップ10g)、再度停止時の駆動周波数(High_clock)でタイミングパルス発生回路805を駆動させ、記録媒体アクセス停止時(High_clock)のサンプル・ホールドパルスタイミングを設定する。以降、カメラ動作を続け、かつ記録媒体にアクセスしている条件下では、繰り返し、本フローチャートの動作を繰り返すものとする。   As shown in FIG. 6, the noise cancellation capability in the CDS circuit increases as the active period of the sample / hold pulses BLK_SH and SIG_SH increases. When the CPU 814 stops the control signal for the recording medium 818, it is assumed that the recording medium access has been stopped (step 10g), and the timing pulse generation circuit 805 is driven again at the driving frequency (High_clock) at the time of the stop. The sample / hold pulse timing when the recording medium access is stopped (High_clock) is set. Thereafter, the operation of this flowchart is repeated under the condition that the camera operation is continued and the recording medium is accessed.

なお、カメラ動作を終了させた場合は本フローチャートを抜け(ステップ10c)、記録媒体にアクセスしない場合は、タイミングパルス発生回路805の駆動周波数および、サンプル・ホールドパルス設定は変わらないものとする(ステップ10d)。   If the camera operation is terminated, the process exits this flowchart (step 10c). If the recording medium is not accessed, the driving frequency and sample / hold pulse setting of the timing pulse generation circuit 805 are not changed (step). 10d).

実施例3は、撮像部が記録媒体アクセス時の電源変動(負荷変動)の影響を大きく受けてしまう動作条件において、CCDセンサの画素読み出しレートを低くすることで、サンプル・ホールドパルスの周波数を下げ、サンプル・ホールドアクティブ区間を広くし、かつ位相を切り換えることで、CDS回路のノイズキャンセル能力を高め、画像品位を保つことを目的とする。   In the third embodiment, the frequency of the sample and hold pulse is lowered by lowering the pixel reading rate of the CCD sensor under the operating condition in which the imaging unit is greatly affected by power supply fluctuation (load fluctuation) when accessing the recording medium. An object is to increase the noise canceling ability of the CDS circuit and maintain the image quality by widening the sample-and-hold active section and switching the phase.

また、実施例3は、実施例1で挙げたサンプル・ホールドパルスの位相を切り換える実施例も当てはまる。   The third embodiment is also applicable to the embodiment in which the phase of the sample and hold pulse described in the first embodiment is switched.

実施例4において、実施例2と異なる点は、撮像部が電源変動(負荷変動)の影響を大きく受けてしまう動作条件である。実施例4で用いる撮像装置、及びカメラ動作は、実施例2と同様であるので省略する。   The fourth embodiment is different from the second embodiment in operating conditions in which the imaging unit is greatly affected by power supply fluctuation (load fluctuation). Since the imaging apparatus and camera operation used in the fourth embodiment are the same as those in the second embodiment, the description thereof is omitted.

図11は、実施例4を示すフローチャートである。   FIG. 11 is a flowchart illustrating the fourth embodiment.

タイミングパルス発生回路805は、CCDセンサに対し、CCDセンサを駆動するために必要な読み出し駆動パルス、また、CDS回路806に対し、CCD出力を相関二重サンプリングするためのサンプル・ホールドパルス、また、クランプ回路808に対し、画像の黒基準となるOB(オプティカルブラック)画素を基準の電圧にクランプするためのクランプパルス、また、AD変換回路809に対し、PGA回路807から出力されるアナログ撮像信号をデジタル信号に変換するためのパルス、等を基準クロック(例として30MHz)を基に生成しているものとする。この基準クロックをHigh_clockとする(ステップ11a)。   The timing pulse generation circuit 805 is a readout drive pulse necessary for driving the CCD sensor with respect to the CCD sensor, a sample hold pulse for correlated double sampling of the CCD output with respect to the CDS circuit 806, and A clamp pulse for clamping an OB (optical black) pixel serving as a black reference of an image to a reference voltage to the clamp circuit 808, and an analog imaging signal output from the PGA circuit 807 to the AD conversion circuit 809 It is assumed that pulses for conversion to a digital signal, etc. are generated based on a reference clock (for example, 30 MHz). This reference clock is set to High_clock (step 11a).

CDS回路806に対して、CCDの出力信号のフィードスルー部にBLK_SH、被写体の輝度レベルを表す信号部にSIG_SHのサンプル・ホールドパルスを供給する。サンプル・ホールドパルスの位相は、CCD出力信号がきちんと拾えていて、ノイズキャンセルも有効なタイミングで供給しているものとする(ステップ11b)。   The CDS circuit 806 is supplied with a sample / hold pulse of BLK_SH for the feedthrough portion of the output signal of the CCD and SIG_SH for the signal portion representing the luminance level of the subject. As for the phase of the sample and hold pulse, it is assumed that the CCD output signal is properly picked up and noise cancellation is supplied at an effective timing (step 11b).

ここで、ユーザは電源SW115を押下し、カメラ動作を終了しないものとする(ステップ11c)。ここで、ストロボが充電中であるかを検知する(ステップ11d)。ストロボ充電中は動作電源負荷変動が大きく、撮像ブロックを含めた他のブロックへの電源変動の影響が大きい。よって、ストロボ825に対し、CPU814が充電するよう制御信号を出しているときは、撮像ブロックの各電源変動が大きい条件とみなし、タイミングパルス発生回路805の基準クロックを低くする(例として15MHz)。   Here, it is assumed that the user does not end the camera operation by pressing the power SW 115 (step 11c). Here, it is detected whether the strobe is being charged (step 11d). During strobe charging, the operating power supply load fluctuation is large, and the influence of power supply fluctuation on other blocks including the imaging block is large. Therefore, when the CPU 814 outputs a control signal to the strobe 825 so that the power supply fluctuation of each imaging block is large, the reference clock of the timing pulse generation circuit 805 is lowered (for example, 15 MHz).

この基準クロックをLow_clockとする(ステップ11e)。基準クロックを下げる機能は、駆動周波数可変回路826が持つものとする。基準クロックが低くなることでCCDセンサの2相駆動パルスφH1およびφH2の駆動周波数が低くなる。この周波数は、1画素サイクルの周波数であるので、フレームレートは下がることになる。   This reference clock is set to Low_clock (step 11e). It is assumed that the drive frequency variable circuit 826 has a function of lowering the reference clock. As the reference clock is lowered, the drive frequency of the two-phase drive pulses φH1 and φH2 of the CCD sensor is lowered. Since this frequency is a frequency of one pixel cycle, the frame rate is lowered.

CCDセンサの駆動周波数が低くなることで、CDS回路806に対してのサンプル・ホールドパルスの周波数も下がることになり、サンプル・ホールドパルスの位相を電源変動によるノイズを緩和できるよう改めて位相設定を切り換える(ステップ11f)。   As the drive frequency of the CCD sensor decreases, the frequency of the sample and hold pulse for the CDS circuit 806 also decreases, and the phase setting is switched again so that the noise of the sample and hold pulse can be mitigated by power supply fluctuations. (Step 11f).

CDS回路でのノイズキャンセル能力は、図6に示すようにサンプル・ホールドパルスBLK_SH、SIG_SHのアクティブ期間の時間が長い程、高くなる。ストロボ825に対し、CPU814が制御信号を停止したとき、ストロボの充電が完了したことを検知したものとし(ステップ11g)、再度ストロボ充電停止時の駆動周波数(High_clock)でタイミングパルス発生回路805を駆動させ、High_clock時のサンプル・ホールドパルスタイミングを設定する。以降、カメラ動作を続け、かつストロボを充電している条件下では、繰り返し、本フローチャートの動作を繰り返すものとする。   As shown in FIG. 6, the noise cancellation capability in the CDS circuit increases as the active period of the sample / hold pulses BLK_SH and SIG_SH increases. When the CPU 814 stops the control signal for the strobe 825, it is assumed that the charging of the strobe is completed (step 11g), and the timing pulse generation circuit 805 is driven again at the driving frequency (High_clock) when the strobe charging is stopped. And set the sample-and-hold pulse timing during High_clock. Thereafter, the operation of this flowchart is repeated under the condition that the camera operation is continued and the strobe is charged.

なお、カメラ動作を終了させた場合は本フローチャートを抜け(ステップ11c)、ストロボの充電を行っていない場合は、タイミングパルス発生回路805の駆動周波数および、サンプル・ホールドパルス設定は変わらないものとする(ステップ10d)。   If the camera operation is terminated, the process exits this flowchart (step 11c). If the strobe is not charged, the drive frequency and sample / hold pulse setting of the timing pulse generation circuit 805 are not changed. (Step 10d).

実施例4は、撮像部がストロボ充電時の電源変動(負荷変動)の影響を大きく受けてしまう動作条件において、CCDセンサの画素読み出しレートを低くすることで、サンプル・ホールドパルスの周波数を下げ、サンプル・ホールドアクティブ区間を広くし、かつ位相を切り換えることで、CDS回路のノイズキャンセル能力を高め、画像品位を保つことを目的とする。   The fourth embodiment lowers the frequency of the sample and hold pulse by lowering the pixel reading rate of the CCD sensor under the operating condition in which the imaging unit is greatly affected by power supply fluctuation (load fluctuation) during strobe charging. An object is to increase the noise canceling ability of the CDS circuit and maintain the image quality by widening the sample and hold active section and switching the phase.

また、実施例4は、実施例1で挙げたサンプル・ホールドパルスの位相を切り換える実施例も当てはまる。   The fourth embodiment is also applicable to the embodiment in which the phase of the sample and hold pulse described in the first embodiment is switched.

実施例4は実施例1の撮像装置を用いるものとする。実施例1では、撮像部が電源変動(負荷変動)の影響を大きく受けてしまう動作条件を光学系駆動時と設定していたのに対し、本実施例では、撮像部の電源変動をCPUが検知し、所定の閾値との比較結果により、サンプル・ホールドパルスの位相を変える点が異なる。   In the fourth embodiment, the imaging apparatus of the first embodiment is used. In the first embodiment, the operating condition in which the imaging unit is greatly influenced by the power supply fluctuation (load fluctuation) is set to the time when the optical system is driven. In this embodiment, the CPU controls the power fluctuation of the imaging section. The difference is that the phase of the sample and hold pulse is changed depending on the result of detection and comparison with a predetermined threshold.

また、実施例4で用いる撮像装置において、実施例1の機能の他に次の機能を持つものとする。   In addition to the functions of the first embodiment, the imaging apparatus used in the fourth embodiment has the following functions.

図1の撮像装置において、CPU114は固体撮像素子104、タイミング発生回路105、CDS回路106、PGA回路107、クランプ回路108、AD変換回路109の動作電源電圧を検知できるものとする。   In the image pickup apparatus of FIG. 1, the CPU 114 can detect the operation power supply voltages of the solid-state image pickup element 104, the timing generation circuit 105, the CDS circuit 106, the PGA circuit 107, the clamp circuit 108, and the AD conversion circuit 109.

具体的には、図12に示すように固体撮像素子12a、タイミング発生回路12b、CDS回路12c、PGA回路12d、AD変換回路12e、クランプ回路12fの電源ラインを順に、AD[0]、AD[1]、AD[2]、AD[3]、AD[4]、AD[5]と割り振られたADポートに入力される形となっている。   Specifically, as shown in FIG. 12, the power supply lines of the solid-state imaging device 12a, the timing generation circuit 12b, the CDS circuit 12c, the PGA circuit 12d, the AD conversion circuit 12e, and the clamp circuit 12f are sequentially connected to AD [0], AD [ 1], AD [2], AD [3], AD [4], and AD [5] are input to assigned AD ports.

図13に上記電源電圧値[V]と、各ADのポート、AD[x](x=0〜5)[LSB]の対応表を示す。例として、各ADのポートは分解能8ビットとし、最大入力電圧は4[V]とする。   FIG. 13 shows a correspondence table between the power supply voltage value [V] and each AD port, AD [x] (x = 0 to 5) [LSB]. As an example, each AD port has a resolution of 8 bits and a maximum input voltage of 4 [V].

ここで、タイミング発生回路105、CDS回路106、PGA回路107、クランプ回路108、AD変換回路109の動作電源電圧はtyp3.0V駆動、固体撮像素子104はtyp12V駆動であるとする。固体撮像素子の動作電源電圧がtyp12VであるからAD[0]へ入力するために抵抗器12gを300kΩ、抵抗器12hを100kΩに設計すると、他のポートと同様に動作電源値を検出できる。当然、AD[1]〜AD[4]のポートも仮に動作電源電圧がADポートの最大入力電圧を越える場合には、抵抗分割することで動作電源を検出できる。この場合、抵抗器の精度、抵抗分割された電圧と分解能の関係を吟味しながら設計する必要がある。   Here, it is assumed that the operation power supply voltage of the timing generation circuit 105, the CDS circuit 106, the PGA circuit 107, the clamp circuit 108, and the AD conversion circuit 109 is type 3.0V drive, and the solid-state imaging device 104 is type 12V drive. Since the operating power supply voltage of the solid-state imaging device is typ12V, when the resistor 12g is designed to be 300 kΩ and the resistor 12h is designed to be 100 kΩ to input to AD [0], the operating power supply value can be detected in the same manner as other ports. Of course, if the operating power supply voltage of the ports AD [1] to AD [4] exceeds the maximum input voltage of the AD port, the operating power supply can be detected by resistance division. In this case, it is necessary to design while examining the accuracy of the resistor, the relationship between the resistance divided voltage and the resolution.

その他、カメラ動作は、実施例1と同様であるので省略する。   In addition, since the camera operation is the same as that of the first embodiment, a description thereof will be omitted.

図14は、実施例5を示すフローチャートである。   FIG. 14 is a flowchart illustrating the fifth embodiment.

タイミングパルス発生回路105は、CDS回路106に対して、CCDの出力信号のフィードスルー部にBLK_SH、被写体の輝度レベルを表す信号部にSIG_SHのサンプル・ホールドパルスを供給する。サンプル・ホールドパルスの位相は、CCD出力信号がきちんと拾えていて、ノイズキャンセルも有効なタイミングで供給しているものとする(ステップ14a)。   The timing pulse generation circuit 105 supplies a sample / hold pulse of BLK_SH to the feed-through portion of the output signal of the CCD and SIG_SH to the signal portion representing the luminance level of the subject to the CDS circuit 106. As for the phase of the sample and hold pulse, it is assumed that the CCD output signal is properly picked up and noise cancellation is supplied at an effective timing (step 14a).

ここで、ユーザは電源SW115を押下し、カメラ動作を終了しないものとする(ステップ14b)。ここで、固体撮像素子104、タイミング発生回路105、CDS回路106、PGA回路107、クランプ回路108、AD変換回路109の動作電源電圧をADのポートにより検知する。一例として、CDS回路106の電源電圧変動の値をサンプル・ホールドパルスの位相を変える条件とする。   Here, it is assumed that the user presses the power SW 115 and does not end the camera operation (step 14b). Here, the operation power supply voltages of the solid-state imaging device 104, the timing generation circuit 105, the CDS circuit 106, the PGA circuit 107, the clamp circuit 108, and the AD conversion circuit 109 are detected by an AD port. As an example, the value of the power supply voltage fluctuation of the CDS circuit 106 is set as a condition for changing the phase of the sample and hold pulse.

図12のポートAD[2]により、V_det=230[LSB]と検知したとする。すなわち、CDS回路106の電圧値は3.984375[V]であったことになる(ステップ14c)。ここで、CPU114は予め、ROM117にCDS回路106の許容電源電圧値の閾値範囲として、V_ref=160[LSB]〜224[LSB]までの範囲を持っているものとする。すなわち、CDS回路106の許容電圧値は2.5[V]〜3.5[V]であったことになる。先に検知された値はV_det=230[LSB]であるので、CDS回路106の許容電源電圧範囲外と見なし、何らかの大きな電源変動を受けているものとする(ステップ14d)。   Assume that V_det = 230 [LSB] is detected by the port AD [2] in FIG. That is, the voltage value of the CDS circuit 106 is 3.984375 [V] (step 14c). Here, it is assumed that the CPU 114 has in advance a range of V_ref = 160 [LSB] to 224 [LSB] as the threshold range of the allowable power supply voltage value of the CDS circuit 106 in the ROM 117. That is, the allowable voltage value of the CDS circuit 106 is 2.5 [V] to 3.5 [V]. Since the previously detected value is V_det = 230 [LSB], it is assumed that it is outside the allowable power supply voltage range of the CDS circuit 106, and is subject to some large power supply fluctuation (step 14d).

この場合、CDS回路106に対して、サンプル・ホールドパルスの位相を電源変動によるノイズを緩和できるよう位相設定を切り換える(ステップ14e)。以降、カメラ動作を続け、繰り返し、本フローチャートの動作を繰り返すものとする。   In this case, the phase setting of the sample / hold pulse is switched with respect to the CDS circuit 106 so that noise due to power supply fluctuation can be reduced (step 14e). Thereafter, the camera operation is continued and repeated, and the operation of this flowchart is repeated.

なお、カメラ動作を終了させた場合は本フローチャートを抜け(ステップ14b)、許容電源電圧範囲を超えない場合は、サンプル・ホールドパルス設定は変わらないものとする(ステップ14d)。   If the camera operation is terminated, the process exits this flowchart (step 14b). If the allowable power supply voltage range is not exceeded, the sample / hold pulse setting is not changed (step 14d).

なお、本実施例では、CDS回路106の電源変動のみサンプル・ホールドパルスの位相切り換え条件に用いたが、固体撮像素子104、タイミング発生回路105、CDS回路106、PGA回路107、クランプ回路108、AD変換回路109の電源変動も含め、どの組み合わせをもって位相切り換え条件に設定するかは自由である。   In this embodiment, only the power fluctuation of the CDS circuit 106 is used as the sample / hold pulse phase switching condition. However, the solid-state imaging device 104, timing generation circuit 105, CDS circuit 106, PGA circuit 107, clamp circuit 108, AD It is free to determine which combination is set as the phase switching condition including the power supply fluctuation of the conversion circuit 109.

実施例5は、撮像部が何らかの大きな電源変動(負荷変動)の影響を受けているか状態検知した後、電源変動を受けていると判断されたとき、サンプル・ホールドタイミングの位相を変え、CDS回路のノイズキャンセル能力を高めることで、画像品位を保つことを目的とする。   In the fifth embodiment, after detecting whether or not the imaging unit is affected by some large power supply fluctuation (load fluctuation), when it is determined that the imaging section is affected by the power supply fluctuation, the phase of the sample and hold timing is changed, and the CDS circuit The purpose is to maintain image quality by enhancing the noise canceling ability.

実施例6は実施例2の撮像装置を用いるものとする。実施例2では、撮像部が電源変動(負荷変動)の影響を大きく受けてしまう動作条件を光学系駆動時と設定していたのに対し、本実施例では、撮像部の電源変動をCPUが検知し、所定の閾値との比較結果により、タイミングパルス発生回路805が固体撮像素子804、CDS回路806へ供給する駆動パルスの周波数を切り換える機能を持たせた点が異なる。   In the sixth embodiment, the imaging apparatus of the second embodiment is used. In the second embodiment, the operating condition in which the imaging unit is greatly affected by the power supply fluctuation (load fluctuation) is set to the time when the optical system is driven. In this embodiment, the CPU controls the power fluctuation of the imaging section. The difference is that the timing pulse generation circuit 805 has a function of switching the frequency of the drive pulse supplied to the solid-state imaging device 804 and the CDS circuit 806 depending on the result of detection and comparison with a predetermined threshold value.

その他カメラ動作は、実施例5と同様であるので省略する。   Other camera operations are the same as those in the fifth embodiment, and are therefore omitted.

図15は、実施例6を示すフローチャートである。   FIG. 15 is a flowchart illustrating the sixth embodiment.

タイミングパルス発生回路805は、CCDセンサに対し、CCDセンサを駆動するために必要な読み出し駆動パルス、また、CDS回路806に対し、CCD出力を相関二重サンプリングするためのサンプル・ホールドパルス、また、クランプ回路808に対し、画像の黒基準となるOB(オプティカルブラック)画素を基準の電圧にクランプするためのクランプパルス、また、AD変換回路809に対し、PGA回路807から出力されるアナログ撮像信号をデジタル信号に変換するためのパルス、等を基準クロック(例として30MHz)を基に生成しているものとする。この基準クロックをHigh_clockとする(ステップ15a)。   The timing pulse generation circuit 805 is a readout drive pulse necessary for driving the CCD sensor with respect to the CCD sensor, a sample hold pulse for correlated double sampling of the CCD output with respect to the CDS circuit 806, and A clamp pulse for clamping an OB (optical black) pixel serving as a black reference of an image to a reference voltage to the clamp circuit 808, and an analog imaging signal output from the PGA circuit 807 to the AD conversion circuit 809 It is assumed that pulses for conversion to a digital signal, etc. are generated based on a reference clock (for example, 30 MHz). This reference clock is set to High_clock (step 15a).

タイミングパルス発生回路805は、CDS回路806に対して、CCDの出力信号のフィードスルー部にBLK_SH、被写体の輝度レベルを表す信号部にSIG_SHのサンプル・ホールドパルスを供給する。サンプル・ホールドパルスの位相は、CCD出力信号がきちんと拾えていて、ノイズキャンセルも有効なタイミングで供給しているものとする(ステップ15b)。   The timing pulse generation circuit 805 supplies a sample / hold pulse of BLK_SH to the feedthrough portion of the output signal of the CCD and SIG_SH to the signal portion representing the luminance level of the subject to the CDS circuit 806. As for the phase of the sample and hold pulse, it is assumed that the CCD output signal is properly picked up and noise cancellation is supplied at an effective timing (step 15b).

ここで、ユーザは電源SW115を押下し、カメラ動作を終了しないものとする(ステップ15c)。ここで、固体撮像素子804、タイミング発生回路805、CDS回路806、PGA回路807、クランプ回路808、AD変換回路809の動作電源電圧をADのポートにより検知する。一例として、CDS回路806の電源電圧変動の値をサンプル・ホールドパルスの位相を変える条件とする。   Here, it is assumed that the user presses the power SW 115 and does not end the camera operation (step 15c). Here, the operation power supply voltages of the solid-state imaging device 804, the timing generation circuit 805, the CDS circuit 806, the PGA circuit 807, the clamp circuit 808, and the AD conversion circuit 809 are detected by the AD port. As an example, the value of the power supply voltage fluctuation of the CDS circuit 806 is set as a condition for changing the phase of the sample and hold pulse.

図12のポートAD[2]により、V_det=230[LSB]と検知したとする。すなわち、CDS回路806の電圧値は3.984375[V]であったことになる(ステップ15d)。ここで、CPU814は予め、ROM817にCDS回路806の許容電源電圧値の閾値範囲として、V_ref=160[LSB]〜224[LSB]までの範囲を持っているものとする。すなわち、CDS回路806の許容電圧値は2.5[V]〜3.5[V]であったことになる。先に検知された値はV_det=230[LSB]であるので、CDS回路806の許容電源電圧範囲外と見なし、何らかの大きな電源変動を受けているものとする(ステップ15e)。   Assume that V_det = 230 [LSB] is detected by the port AD [2] in FIG. That is, the voltage value of the CDS circuit 806 is 3.984375 [V] (step 15d). Here, it is assumed that the CPU 814 previously has a range of V_ref = 160 [LSB] to 224 [LSB] as the threshold range of the allowable power supply voltage value of the CDS circuit 806 in the ROM 817. That is, the allowable voltage value of the CDS circuit 806 is 2.5 [V] to 3.5 [V]. Since the previously detected value is V_det = 230 [LSB], it is assumed that the value is outside the allowable power supply voltage range of the CDS circuit 806, and is assumed to have undergone some large power supply fluctuation (step 15e).

この場合、電源変動が大きい条件とみなし、タイミングパルス発生回路805の基準クロックを低くする(例として15MHz)。この基準クロックをLow_clockとする(ステップ15f)。基準クロックを下げる機能は、駆動周波数可変回路826が持つものとする。基準クロックが低くなることでCCDセンサの2相駆動パルスφH1およびφH2の駆動周波数が低くなる。この周波数は、1画素サイクルの周波数であるので、フレームレートは下がることになる。   In this case, it is considered that the power supply fluctuation is large, and the reference clock of the timing pulse generation circuit 805 is lowered (for example, 15 MHz). This reference clock is set to Low_clock (step 15f). It is assumed that the drive frequency variable circuit 826 has a function of lowering the reference clock. As the reference clock is lowered, the drive frequency of the two-phase drive pulses φH1 and φH2 of the CCD sensor is lowered. Since this frequency is a frequency of one pixel cycle, the frame rate is lowered.

CCDセンサの駆動周波数が低くなることで、CDS回路806に対してのサンプル・ホールドパルスの周波数も下がることになり、サンプル・ホールドパルスの位相を電源変動によるノイズを緩和できるよう改めて位相設定を切り換える(ステップ15g)。   As the drive frequency of the CCD sensor decreases, the frequency of the sample and hold pulse for the CDS circuit 806 also decreases, and the phase setting is switched again so that the noise of the sample and hold pulse can be mitigated by power supply fluctuations. (Step 15g).

CDS回路でのノイズキャンセル能力は、図6に示すようにサンプル・ホールドパルスBLK_SH、SIG_SHのアクティブ期間の時間が長い程、高くなる。   As shown in FIG. 6, the noise cancellation capability in the CDS circuit increases as the active period of the sample / hold pulses BLK_SH and SIG_SH increases.

以降、カメラ動作を続け、繰り返し、本フローチャートの動作を繰り返すものとする。   Thereafter, the camera operation is continued and repeated, and the operation of this flowchart is repeated.

なお、カメラ動作を終了させた場合は本フローチャートを抜け(ステップ15c)、許容電源電圧範囲を超えない場合は、サンプル・ホールドパルス設定は変わらないものとする(ステップ15e)。   If the camera operation is terminated, the process exits this flowchart (step 15c). If the allowable power supply voltage range is not exceeded, the sample / hold pulse setting is not changed (step 15e).

実施例6は、撮像部が何らかの大きな電源変動(負荷変動)の影響を受けているか状態検知した後、電源変動を受けていると判断されたとき、CCDセンサの画素読み出しレートを低くすることで、サンプル・ホールドパルスの周波数を下げ、サンプル・ホールドアクティブ区間を広くし、かつ位相を切り換えることで、CDS回路のノイズキャンセル能力を高め、画像品位を保つことを目的とする。   In the sixth embodiment, after detecting whether the imaging unit is affected by some large power supply fluctuation (load fluctuation) and then determining that the power supply fluctuation has occurred, the pixel reading rate of the CCD sensor is lowered. An object of the present invention is to increase the noise canceling capability of the CDS circuit and maintain image quality by lowering the frequency of the sample and hold pulse, widening the sample and hold active period, and switching the phase.

本発明の第1、第5の実施例に係る撮像装置全体図を説明する図である。It is a figure explaining the imaging device whole view concerning the 1st, 5th Example of this invention. 本発明の全ての実施例に係るCCDセンサの読み出し方法を説明する図である。It is a figure explaining the reading method of the CCD sensor which concerns on all the Examples of this invention. 本発明の全ての実施例に係るCCDセンサの読み出し方法を説明する図である。It is a figure explaining the reading method of the CCD sensor which concerns on all the Examples of this invention. 本発明の全ての実施例に係るCCDセンサの読み出し方法を説明する図である。It is a figure explaining the reading method of the CCD sensor which concerns on all the Examples of this invention. 本発明の全ての実施例に係るCDS動作を説明する図である。It is a figure explaining CDS operation concerning all the examples of the present invention. 本発明の全ての実施例に係るCDS動作を説明する図である。It is a figure explaining CDS operation concerning all the examples of the present invention. 本発明の第1の実施例に係るフローチャートである。It is a flowchart which concerns on the 1st Example of this invention. 本発明の第2、第3、第4、第6の実施例に係る撮像装置全体図を説明する図である。It is a figure explaining the imaging device whole view concerning the 2nd, 3rd, 4th, 6th Example of this invention. 本発明の第2の実施例に係るフローチャートである。It is a flowchart which concerns on the 2nd Example of this invention. 本発明の第3の実施例に係るフローチャートである。It is a flowchart which concerns on the 3rd Example of this invention. 本発明の第4の実施例に係るフローチャートである。It is a flowchart which concerns on the 4th Example of this invention. 本発明の第5、第6の実施例に係る電源検知手段を説明する図である。It is a figure explaining the power supply detection means which concerns on the 5th, 6th Example of this invention. 本発明の第5、第6の実施例に係る電源検知手段を説明する図である。It is a figure explaining the power supply detection means which concerns on the 5th, 6th Example of this invention. 本発明の第5の実施例に係るフローチャートである。It is a flowchart which concerns on the 5th Example of this invention. 本発明の第6の実施例に係るフローチャートである。It is a flowchart which concerns on the 6th Example of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

101 レンズ
102 メカニカル絞り・ズーム
103 メカニカルシャッタ
104 固体撮像素子
105 タイミングパルス発生回路
106 CDS回路
107 PGA回路
108 クランプ回路
109 AD変換回路
110 映像処理回路
111 映像信号処理回路
112 測光回路
113 メモリ
114 CPU
115 電源SW
116 光学系制御回路
117 ROM
118 記録媒体
119 シャッタースイッチ(SW1)
120 シャッタースイッチ(SW2)
121 電池
122 AC電源
123 LCD
124 Video OUT
125 ストロボ
201 フォトダイオード
202 垂直電荷転送路
203 水平電荷転送路
204 出力部
205 信号出力端子
501 CCD出力
502 CDS回路
503 オフセット加算回路
504 可変増幅器
505 クランプ回路
505a 積分アンプ
505b コンデンサ
505c 抵抗
506 基準電圧VREF
507 サンプルホールド回路
508 不図示の不図示の画像処理・記録・表示回路
509 OBクランプパルス
510 タイミングジェネレータ(TG)
511 スイッチ
512 コンデンサ
513 スイッチ
514 コンデンサ
515 BLK_AMP
516 CDS_AMP
601 リセット部
602 フィードスルー部
603 信号部
801 レンズ
802 メカニカル絞り・ズーム
803 メカニカルシャッタ
804 固体撮像素子
805 タイミングパルス発生回路
806 CDS回路
807 PGA回路
808 クランプ回路
809 AD変換回路
810 映像処理回路
811 映像信号処理回路
812 測光回路
813 メモリ
814 CPU
815 電源SW
816 光学系制御回路
817 ROM
818 記録媒体
819 シャッタースイッチ(SW1)
820 シャッタースイッチ(SW2)
821 電池
822 AC電源
823 LCD
824 Video OUT
825 ストロボ
826 駆動周波数可変回路
12a 固体撮像素子
12b タイミング発生回路
12c CDS回路
12d PGA回路
12e AD変換回路
12f クランプ回路
12g CPU
DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 Lens 102 Mechanical aperture / zoom 103 Mechanical shutter 104 Solid-state image sensor 105 Timing pulse generation circuit 106 CDS circuit 107 PGA circuit 108 Clamp circuit 109 AD conversion circuit 110 Video processing circuit 111 Video signal processing circuit 112 Photometry circuit 113 Memory 114 CPU
115 Power switch
116 Optical system control circuit 117 ROM
118 Recording medium 119 Shutter switch (SW1)
120 Shutter switch (SW2)
121 battery 122 AC power supply 123 LCD
124 Video OUT
125 Strobe 201 Photodiode 202 Vertical charge transfer path 203 Horizontal charge transfer path 204 Output unit 205 Signal output terminal 501 CCD output 502 CDS circuit 503 Offset addition circuit 504 Variable amplifier 505 Clamp circuit 505a Integration amplifier 505b Capacitor 505c Resistance 506 Reference voltage VREF
507 Sample hold circuit 508 Image processing / recording / display circuit 509 (not shown) OB clamp pulse 510 Timing generator (TG)
511 switch 512 capacitor 513 switch 514 capacitor 515 BLK_AMP
516 CDS_AMP
601 Reset unit 602 Feedthrough unit 603 Signal unit 801 Lens 802 Mechanical aperture / zoom 803 Mechanical shutter 804 Solid-state imaging device 805 Timing pulse generation circuit 806 CDS circuit 807 PGA circuit 808 Clamp circuit 809 AD conversion circuit 810 Video processing circuit 811 Video signal processing Circuit 812 Photometry circuit 813 Memory 814 CPU
815 Power SW
816 Optical system control circuit 817 ROM
818 Recording medium 819 Shutter switch (SW1)
820 Shutter switch (SW2)
821 Battery 822 AC power supply 823 LCD
824 Video OUT
825 Strobe 826 Drive frequency variable circuit 12a Solid-state imaging device 12b Timing generation circuit 12c CDS circuit 12d PGA circuit 12e AD conversion circuit 12f Clamp circuit 12g CPU

Claims (9)

被写体の光学像をアナログ電気信号に変換する固体撮像素子と、前記固体撮像素子より読み出された光電変換後のアナログ電気信号をサンプル/ホールドするサンプル/ホールド回路と、前記固体撮像素子から前記光電変換後のアナログ電気信号を読み出すための駆動パルス、及び、前記サンプル/ホールド回路へ供給するサンプル/ホールドパルスを発生させる駆動信号生成回路と、を備え、
負荷変動の大きい条件下では、前記サンプル/ホールドパルスのタイミングを変えることを特徴とする撮像装置。
A solid-state imaging device that converts an optical image of a subject into an analog electrical signal, a sample / hold circuit that samples / holds an analog electrical signal after photoelectric conversion read from the solid-state imaging device, and the photoelectric from the solid-state imaging device A drive pulse for reading out the converted analog electric signal, and a drive signal generation circuit for generating a sample / hold pulse to be supplied to the sample / hold circuit,
An image pickup apparatus, wherein the timing of the sample / hold pulse is changed under a condition with a large load fluctuation.
前記負荷変動の大きい条件下では、画素読み出しレートを変えることを特徴とする請求項1記載の撮像装置。   The imaging apparatus according to claim 1, wherein a pixel readout rate is changed under a condition where the load fluctuation is large. 前記撮像装置は、さらに前記駆動信号生成回路の駆動周波数を可変できる周波数可変回路を備え、負荷変動の大きい条件下では、前記駆動信号生成回路の駆動周波数を下げることを特徴とする請求項1記載の撮像装置。   The image pickup apparatus further includes a frequency variable circuit capable of changing a drive frequency of the drive signal generation circuit, and lowers the drive frequency of the drive signal generation circuit under a condition with a large load fluctuation. Imaging device. 前記負荷変動の大きい条件下とは、光学系駆動時であることを特徴とする請求項1から3のいずれか記載の撮像装置。   The imaging apparatus according to claim 1, wherein the condition with a large load fluctuation is when an optical system is driven. 前記負荷変動の大きい条件下とは、記録媒体アクセス時であることを特徴とする請求項1から3のいずれか記載の撮像装置。   The imaging apparatus according to claim 1, wherein the condition under which the load fluctuation is large is when a recording medium is accessed. 前記負荷変動の大きい条件下とは、ストロボ充電時であることを特徴とする請求項1から3のいずれか記載の撮像装置。   The imaging apparatus according to claim 1, wherein the condition under which the load fluctuation is large is during strobe charging. 被写体の光学像をアナログ電気信号に変換する固体撮像素子と、前記固体撮像素子より読み出された光電変換後のアナログ電気信号をサンプル/ホールドするサンプル/ホールド回路と、前記サンプル/ホールド出力された信号をアナログ・デジタル変換するA/D変換回路と、前記固体撮像素子から前記光電変換後のアナログ電気信号を読み出すための駆動パルス、及び、前記サンプル/ホールド回路へ供給するサンプル/ホールドパルスを発生させる駆動信号生成回路と、前記固体撮像素子、前記サンプル/ホールド回路、前記A/D変換回路、及び駆動信号生成回路の電源電圧検出手段と、を備え、
前記電源電圧検出手段の結果に応じて、サンプル/ホールドパルスのタイミングを変えることを特徴とする撮像装置。
A solid-state image sensor that converts an optical image of a subject into an analog electric signal, a sample / hold circuit that samples / holds an analog electric signal after photoelectric conversion read from the solid-state image sensor, and the sample / hold output Generates an A / D conversion circuit for analog / digital conversion of the signal, a drive pulse for reading out the analog electric signal after photoelectric conversion from the solid-state imaging device, and a sample / hold pulse to be supplied to the sample / hold circuit A drive signal generation circuit, and a solid-state imaging device, the sample / hold circuit, the A / D conversion circuit, and a power supply voltage detection unit of the drive signal generation circuit,
An image pickup apparatus, wherein the timing of the sample / hold pulse is changed according to the result of the power supply voltage detection means.
前記電源電圧検出結果に応じて、画素読み出しレートを変えることを特徴とする請求項7記載の撮像装置。   8. The imaging apparatus according to claim 7, wherein a pixel readout rate is changed according to the power supply voltage detection result. 前記撮像装置は、さらに前記駆動信号生成回路の駆動周波数を可変できる周波数可変回路を備え、前記電源電圧検出結果に応じて、前記駆動信号生成回路の駆動周波数を下げることを特徴とする請求項7記載の撮像装置。   The image pickup apparatus further includes a frequency variable circuit capable of changing a drive frequency of the drive signal generation circuit, and lowers the drive frequency of the drive signal generation circuit according to the power supply voltage detection result. The imaging device described.
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