JP2007295082A - Imaging apparatus - Google Patents

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寿昭 中平
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an imaging apparatus with an inexpensive circuit configuration and reduced power consumption, capable of realizing a smear reduction effect during imaging and displaying a moving picture, without giving a sense of incongruity to a user by having only to revise an interleaving rate. <P>SOLUTION: The imaging apparatus provided with an imaging element 1, capable of carrying out reading by revising the interleaving rate in the vertical direction; a clock generator 5 connected to a driving means of the imaging element 1 and capable of outputting an optional clock frequency, in response to the setting from a controller; and a signal processing means 4, including the controller and a smear component detection means for processing an output signal from the imaging element 1 and detecting smear components contained in the output signal from the imaging element 1, includes a control function of controlling revision of the interleaving rate and revision of the output clock frequency from the clock generator 5, when a change takes place in the presence/absence of the detection of the smear components. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、動画像の撮像中に生成するスミアを低減するディジタルカメラ、デジタルスチルカメラ等のCCDを用いた撮像装置に関するものである。   The present invention relates to an imaging apparatus using a CCD, such as a digital camera or a digital still camera, which reduces smear generated during moving image capturing.

近年、デジタルスチルカメラなどの固体撮像素子を備えるカメラでは、撮像素子としてIT型(インターライン転送方式)のCCDが多く使用されている。しかし、CCDの中でもIT型のCCDは、FIT型(フレームインターライン転送方式)CCD等に比べて、太陽などの高輝度被写体を撮影する場合、その高輝度被写体の上下方向に帯状の輝線が発生するスミア成分のレベルが悪く、問題となることがある。
スミアは、固体撮像素子の受光部を構成するフォトダイオードへの光が多重反射して垂直転送路に到達したり、フォトダイオードにて生成された電荷が垂直転送路に拡散したり、入射光が垂直転送路上の遮光膜を透過して垂直転送路に到達するなどして、生成されたスミア成分の電荷が、垂直転送路を電荷転送中の他画素の信号電荷に混入することによって、発生する偽信号である。
In recent years, cameras equipped with a solid-state image sensor such as a digital still camera often use an IT type (interline transfer system) CCD as the image sensor. However, compared to FIT (frame interline transfer method) CCDs, IT-type CCDs, when shooting high-intensity subjects such as the sun, generate strip-like bright lines in the vertical direction of the high-intensity subjects. The level of smearing components is poor and may cause problems.
A smear is a multiple reflection of light to the photodiode that constitutes the light-receiving part of the solid-state image sensor and reaches the vertical transfer path, or the charge generated by the photodiode diffuses into the vertical transfer path, or incident light is The generated smear component charges are generated by mixing the signal charges of other pixels in the charge transfer through the vertical transfer path by passing through the light shielding film on the vertical transfer path and reaching the vertical transfer path. It is a false signal.

静止画撮影時は、露光期間の終了時にメカニカルシャッタを閉じて固体撮像素子への入射光を遮断後、露光期間に垂直転送路に溜まったスミア成分を掃き出すべく、垂直転送路の高速掃き出しを行い、その後フォトダイオードから垂直転送路へ信号電荷を読み出す。このようにすることでスミアの影響を受けないようにすることができる。
しかし、動画像を撮像し、撮像画像をモニタ表示し、また、撮像画像を記録媒体に記録する動画撮影時には、固体撮像素子の撮像面に被写体像を継続して結像させて撮像するために、メカニカルシャッタを閉成することができない。従って、固体撮像素子の撮像面には常時光が入射されてスミアが発生し、動画像の撮像中にスミアを低減することが困難であった。
When shooting still images, close the mechanical shutter at the end of the exposure period to shut off the incident light to the solid-state image sensor, and then sweep out the vertical transfer path at high speed to sweep out smear components accumulated in the vertical transfer path during the exposure period Thereafter, the signal charge is read from the photodiode to the vertical transfer path. By doing so, it can be prevented from being affected by smear.
However, to capture a moving image, display the captured image on a monitor, and record a captured image on a recording medium, in order to capture the subject image continuously on the imaging surface of the solid-state imaging device The mechanical shutter cannot be closed. Accordingly, light is always incident on the imaging surface of the solid-state imaging device and smear is generated, and it has been difficult to reduce smear while capturing a moving image.

このように、常時、固体撮像素子の撮像面に光が入射されてスミアが発生する動画像の撮像中のスミアを低減するために、従来から、種々の技術が提案されている(例えば、特許文献1乃至5参照)。
特許文献1は、動画像を表示する動画モニタや動画像を記録媒体に記録する動画像記録を行う際の動画撮影モード時に、固体撮像素子から出力される撮像信号に含まれるスミア成分を検出し、スミア成分のレベルに応じて動画撮影モード時の画素の間引き量を変更するとともに、この画素間引き量の変更に応じて、固体撮像素子を高速駆動して垂直転送路の信号電荷を高速転送するという技術を開示している。
As described above, various techniques have been proposed in the past in order to reduce smear during moving image capturing in which light is always incident on the imaging surface of a solid-state imaging device and smear occurs (for example, patents). References 1 to 5).
Patent Document 1 detects a smear component included in an imaging signal output from a solid-state imaging device in a moving image monitor for displaying a moving image or a moving image recording mode for recording a moving image on a recording medium. The pixel thinning amount in the moving image shooting mode is changed according to the smear component level, and the solid-state imaging device is driven at high speed to transfer the signal charge of the vertical transfer path at high speed according to the change in the pixel thinning amount. This technology is disclosed.

特許文献2乃至4は、発生したスミア成分や暗電流成分を後段の信号処理回路や撮像素子中で、減算処理や排出するなどして抑制する技術を開示しているが、また、特殊なCCDを使用しなければならず、特別な信号処理回路が必要になるなど、機器のコストアップを招く恐れがある。
特許文献5は、動画撮影時に撮像素子の駆動を、スミア成分の発生有無によって間引き読み出しか加算読み出しかを切り換える技術を開示している。また、この特許文献5の段落0055では、電子シャッタが所定の本数以上になった時(シャッタースピードが一定以上拘束になると)、加算読み出しモードから間引き読み出しモードへと切り換える技術が開示されている。
特開2003−234964公報 特開2005−39727公報 特開2000−299817公報 特開2002−271699公報 特開2003−189183公報
Patent Documents 2 to 4 disclose techniques for suppressing generated smear components and dark current components by performing subtraction processing or discharging in a subsequent signal processing circuit or imaging device. And a special signal processing circuit is required, which may increase the cost of the device.
Patent Document 5 discloses a technique for switching between driving of an image pickup element during thin-film reading or thinning-out reading depending on whether smear components are generated during moving image shooting. Further, paragraph 0055 of Patent Document 5 discloses a technique for switching from the addition readout mode to the thinning readout mode when the number of electronic shutters exceeds a predetermined number (when the shutter speed becomes more than a fixed value).
JP 2003-234964 A JP 2005-39727 A JP 2000-299817 A JP 2002-271699 A JP 2003-189183 A

しかしながら、特許文献1の技術について言えば、まず、間引き量の変更を頻繁に行うと、出力画像の更新レートが頻繁に変わってしまうために、ユーザーが違和感を受けてしまうことになる。
また、間引き量を細かくスムーズに変更できるようにし、スミアの減少効果を徐々に出すようにするには、撮像素子の読み出し線を独立に何本も用意する必要があり、撮像素子の製造上困難である他、撮像素子を駆動する回路も複雑になってしまう。
逆に、あまり離散的な間引き量の変化だと、間引き量が少ない時はスミアが発生、間引き量が多いときはスミアが測定限界以下となった場合に、ハンチングを起こしてしまう可能性がある。
However, regarding the technique of Patent Document 1, first, if the thinning amount is frequently changed, the update rate of the output image is frequently changed, so that the user feels uncomfortable.
In addition, in order to be able to change the thinning amount finely and smoothly and to gradually bring out the effect of reducing smear, it is necessary to prepare a number of readout lines for the image sensor independently, which is difficult in manufacturing the image sensor. In addition, the circuit for driving the image sensor is also complicated.
Conversely, if the amount of thinning is too discrete, smearing may occur when the amount of thinning is small, and hunting may occur when the smear is below the measurement limit when the amount of thinning is large. .

また、特許文献5に関連して、同じ被写体輝度の条件下で、加算読み出しモードから間引き読み出しモードへモードを切り換えても、スミア成分の発生量は変化しないことと、適正信号量は加算するか否かに関係なく同じレベルにすることが一般的であるため、結果として信号対スミアの比率は変化しないので、意味が無いと考えられる。
そこで、本発明の目的は、上述した実情を考慮して、動画像の撮像中、表示中におけるスミアの低減効果を、間引き率を変更するだけで、ユーザーに違和感を与えることなく、安価な回路構成で、かつ消費電力を抑えて実現することのできる撮像装置を提供することにある。
In addition, in relation to Patent Document 5, whether the amount of smear components generated does not change and the appropriate signal amount is added even if the mode is switched from the addition readout mode to the thinning readout mode under the same subject luminance condition. Since it is common to set the same level regardless of whether or not, the signal-to-smear ratio does not change as a result, so it is considered meaningless.
Therefore, an object of the present invention is to reduce the smear reduction effect during moving image capturing and display in consideration of the above-described situation, by changing the thinning rate, and without causing discomfort to the user. An object of the present invention is to provide an imaging device that has a configuration and can be realized with reduced power consumption.

上記の課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、垂直方向の間引き率を変更して読み出すことが可能な撮像素子と、該撮像素子の駆動手段に接続され、且つ、コントローラからの設定に応じて任意のクロック周波数を出力することのできるクロックジェネレータと、前記撮像素子の出力信号を処理し、且つ、前記撮像素子の出力信号に含まれるスミア成分を検出するスミア成分検出手段と、前記コントローラを含む信号処理手段とを備える撮像装置において、前記スミア成分検出の有無に変化が生じた場合に前記間引き率の変更と前記クロックジェネレータの出力クロック周波数の変更とを併せて制御する制御手段を備えることを特徴とする。   In order to solve the above-described problem, the invention according to claim 1 is an image sensor that can read by changing the thinning rate in the vertical direction, and is connected to a drive unit of the image sensor, and from the controller. A clock generator that can output an arbitrary clock frequency in accordance with the setting of the image sensor, a smear component detection unit that processes an output signal of the image sensor and detects a smear component included in the output signal of the image sensor And an image pickup apparatus including a signal processing unit including the controller, wherein the change of the decimation rate and the change of the output clock frequency of the clock generator are controlled together when a change occurs in the presence or absence of the smear component detection. Means are provided.

また請求項2に記載の発明は、前記制御手段は、前記スミア成分が検出されない状態から前記スミア成分が検出された場合は前記間引き率の変更を先行して行い、前記スミア成分が検出されている状態から前記スミア成分が検出されない状態になった場合は、前記クロックジェネレータの出力クロック周波数の変更を先行して行うことを特徴とする。
また請求項3に記載の発明は、撮像画像を表示するための表示装置を備えている場合に、前記クロックジェネレータの出力クロック周波数の切り換えタイミングは、前記表示装置に表示される画像の更新周期が一定になるように制御されることを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, when the smear component is detected from a state in which the smear component is not detected, the control means performs the change of the thinning rate in advance, and the smear component is detected. When the smear component is not detected from the existing state, the output clock frequency of the clock generator is changed in advance.
According to a third aspect of the present invention, in the case where a display device for displaying a captured image is provided, the switching timing of the output clock frequency of the clock generator is such that the update period of the image displayed on the display device is It is controlled to be constant.

また請求項4に記載の発明は、撮像画像を外部の表示装置に表示するためのインターフェースを備えている場合に、前記クロックジェネレータの出力クロック周波数の切り換えタイミングは、前記表示装置に表示される画像の更新周期が一定になるように制御されることを特徴とする。
また請求項5に記載の発明は、動画撮影モードを有している場合に、前記クロックジェネレータの出力クロック周波数の切り換えタイミングは、動画記録を行う際にも、画像の更新周期が一定になるように制御されることを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, when an interface for displaying a captured image on an external display device is provided, the output clock frequency switching timing of the clock generator is an image displayed on the display device. The update period is controlled to be constant.
According to a fifth aspect of the present invention, when the moving image shooting mode is provided, the output clock frequency switching timing of the clock generator is such that the image update cycle is constant even when moving image recording is performed. It is characterized by being controlled.

本発明によれば、スミアの発生の有無によって撮像素子の間引き率と駆動周波数を同時に切り換えることで、スムーズにスミアを抑えていくことができ、かつ撮像装置で消費される電力も抑えることができる。   According to the present invention, it is possible to suppress smear smoothly by simultaneously switching the thinning rate and the drive frequency of the image sensor depending on whether smear occurs, and it is also possible to suppress power consumed by the image pickup apparatus. .

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図1は本発明による撮像装置の制御を実現するために一般的な回路を例として示すブロック回路図である。
被写体は、撮像レンズ(図示せず)を通してCCD1面に結像される。CCD1では受光した光が光電変換され、画像ノイズ除去用相関二重サンプリング(CDS)・自動利得制御(AGC)・アナログ/デジタル(A/D)変換等を含んでいる変換部2に送られる。
タイミングジェネレータ(TG)3は、CCD1の駆動のために必要なICである。CDS・AGC・A/D変換部2に送られた撮像信号は、CDS部で相関二重サンプリングをし、必要な利得をAGC回路で掛けられ、A/D変換部で逐次デジタルデータに変換され、DSP(データ信号処理)部4に送られる。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a block circuit diagram illustrating an example of a general circuit for realizing control of an imaging apparatus according to the present invention.
The subject is imaged on the CCD 1 surface through an imaging lens (not shown). In the CCD 1, the received light is photoelectrically converted and sent to a conversion unit 2 that includes correlated double sampling (CDS) for image noise removal, automatic gain control (AGC), analog / digital (A / D) conversion, and the like.
The timing generator (TG) 3 is an IC necessary for driving the CCD 1. The imaging signal sent to the CDS / AGC / A / D converter 2 is subjected to correlated double sampling in the CDS unit, multiplied by a necessary gain by the AGC circuit, and sequentially converted into digital data by the A / D converter. , And sent to a DSP (data signal processing) unit 4.

また、撮影画像中のスミア成分発生有無の判定もDSP部4で行う。実際にどのようにスミアの発生有無を判定するかについては、後で説明する。クロックジェネレータ(CLK_GEN)5は、第1発振回路(OSC)6を原振として、任意の周波数を出力することができるICである。出力周波数の設定は、DSP部4からの設定によって行われるものとする。
DSP部4に送られたデジタルデータは、DSP部4で補間処理、エッジ強調処理、AWB(オートホワイトバランス)処理、RGB−YUV変換などをされた後、SDRAM7及びROM14に送られる。
The DSP unit 4 also determines whether or not smear components are generated in the captured image. How to actually determine whether smear has occurred will be described later. The clock generator (CLK_GEN) 5 is an IC that can output an arbitrary frequency using the first oscillation circuit (OSC) 6 as a source oscillation. The output frequency is set by setting from the DSP unit 4.
The digital data sent to the DSP unit 4 is subjected to interpolation processing, edge enhancement processing, AWB (auto white balance) processing, RGB-YUV conversion, and the like by the DSP unit 4 and then sent to the SDRAM 7 and the ROM 14.

モニタリングは、SDRAM7のデータが再度DSP部4に送られ、ビデオエンコーダで所定のフォーマットに変換後、D/A変換出力部から、カメラ内蔵の表示装置(一般的にはLCD)8又は外部表示I/F(一般的にはテレビ出力)9に送られる。なお、ビデオエンコーダ部(図示せず)は、撮像系と異なる第2発振回路(OSC)10を原振としており、撮像系とは非同期で動作しているものとする。
動画記録の際は、圧縮するために、スケールファクタを計算し、DSP部4内のJPEG部(図示せず)で圧縮され、メモリーカードインターフェイス(メモリーカードI/F)11へ送られ、メモリーカードに記録される。以上が、一般的なデジタルスチルカメラの構成、及び信号の流れである。
For monitoring, the data in the SDRAM 7 is sent again to the DSP unit 4 and converted into a predetermined format by the video encoder, and then from the D / A conversion output unit, the display device (generally an LCD) 8 built in the camera or the external display I / F (generally television output) 9. It is assumed that the video encoder unit (not shown) uses the second oscillation circuit (OSC) 10 different from the imaging system as the original oscillation and operates asynchronously with the imaging system.
When recording a moving image, the scale factor is calculated for compression, compressed by a JPEG unit (not shown) in the DSP unit 4, and sent to the memory card interface (memory card I / F) 11 to be stored in the memory card. To be recorded. The above is the configuration of a general digital still camera and the signal flow.

図2は被写体を撮影した場合にスミアがどのように画像に現れるかを表した概略図である。次に、実際の動作について説明する。まず、どのようにしてスミア成分が生まれ、どのようにしてスミアが発生しているか否かを判断するかについて説明する。
図2には、一番左に示すような被写体を撮影した場合にどのようにスミアが画像に現れるかを表している。図2の画像は、CCD1(図1)上のイメージで表現しているため、天地が逆の絵になっている。
FIG. 2 is a schematic diagram showing how smear appears in an image when a subject is photographed. Next, the actual operation will be described. First, how to determine whether a smear component is born and how smear has occurred will be described.
FIG. 2 shows how smear appears in an image when a subject as shown on the left is photographed. Since the image of FIG. 2 is represented by an image on the CCD 1 (FIG. 1), the top and bottom of the image is reversed.

撮像画像15内の丸16は、スポットライトのような高輝度被写体とし、斜線部17はCCD(撮像素子)1上に配置されたOB(オプティカルブラック、Optical Black)領域を表している。
OB領域17の画素は、図示してないフォトダイオードの上部をアルミ遮光膜で覆い、光が入らないようにされているので、通常はOB領域17の画素から信号電荷が出力されることはなく、ほぼ「0」になる。
撮像画像15の右側に示したその他すべての画像は垂直転送路の様子を時間の経過とともに表したものである。1画面は1つ右側の状態になるまでに1/90秒経った状態を表し、この例では1/30秒(3/90秒)で一画面の転送が完了するものとする。
A circle 16 in the captured image 15 is a high-luminance subject such as a spotlight, and a hatched portion 17 represents an OB (Optical Black) area arranged on the CCD (imaging device) 1.
The pixels in the OB region 17 are covered with an aluminum light-shielding film so that light does not enter the photodiode (not shown), so that signal charges are not normally output from the pixels in the OB region 17. It becomes almost “0”.
All other images shown on the right side of the captured image 15 represent the state of the vertical transfer path over time. One screen represents a state in which 1/90 seconds have elapsed before reaching the right one state. In this example, transfer of one screen is completed in 1/30 seconds (3/90 seconds).

今、スミアのない状態から撮像した画像に対応した信号電荷を垂直転送路へ読み出した瞬間をt=0とおく。次に、垂直転送路へ電荷が読み出されると1水平ライン分の垂直転送を行い、垂直転送によりOB部を含む撮像部の最下段は図示しない水平転送路へ送られる。
水平転送路へ送られた電荷は、逐次、図示してない出力アンプに送られ、CCD1の出力として次段のCDS部2(図1)に送られる。この動作を垂直段数分繰り返すことで、一画面分の電荷を読み出す。
このように1水平ライン分の電荷が出力されるまでには、水平画素数×1画素分を水平転送する時間が掛かる。その間、前述の高輝度被写体16により、垂直転送路にスミア成分が生成されることになる。その結果、1/90秒後として記載した図のように高輝度被写体16の垂直転送の方向とは逆側に尾を引いたような、所謂、スミアが画像に現れることになる。
Now, let t = 0 be the moment when the signal charge corresponding to the image captured from the smear-free state is read out to the vertical transfer path. Next, when the charge is read out to the vertical transfer path, vertical transfer for one horizontal line is performed, and the lowermost stage of the imaging unit including the OB portion is sent to a horizontal transfer path (not shown) by vertical transfer.
The charges sent to the horizontal transfer path are sequentially sent to an output amplifier (not shown), and sent to the CDS section 2 (FIG. 1) at the next stage as an output of the CCD 1. By repeating this operation for the number of vertical stages, the charge for one screen is read out.
In this way, it takes time to horizontally transfer the number of horizontal pixels × 1 pixel before the charge for one horizontal line is output. Meanwhile, a smear component is generated in the vertical transfer path by the high brightness subject 16 described above. As a result, a so-called smear appears in the image as if the tail of the high-brightness subject 16 is pulled in the direction opposite to the vertical transfer direction as shown in the drawing described after 1/90 seconds.

1/30秒(3/90秒)後、一画面分読み出しが終わると、次のフレームの読み出しが行われる。その際、図2から明らかなように前フレームの転送中に生成されたスミア成分が垂直転送路に残っているため、今度は高輝度被写体16から垂直転送する方向にスミア成分が信号電荷に加えられることになる。
このようにして高輝度被写体16を中心に上下に尾を引いたように現れるスミアが形成される。また、そのスミア成分は、通常出力が「0」であるはずの有効画素の上下に備えられた垂直OB領域においても、有効領域と同じ量のスミア成分を元とする信号を出力する。従って、スミアが発生しているか否かは、垂直OB領域の出力信号量が「0」であるか否かを判断するようにすれば検出することができる。
When reading for one screen is completed after 1/30 seconds (3/90 seconds), the next frame is read. At this time, as apparent from FIG. 2, since the smear component generated during the transfer of the previous frame remains in the vertical transfer path, this time the smear component is added to the signal charge in the direction of vertical transfer from the high brightness subject 16. Will be.
In this way, a smear that appears as if the tail of the high-brightness subject 16 is pulled up and down is formed. In addition, the smear component outputs a signal based on the same amount of smear component as that of the effective region even in the vertical OB region provided above and below the effective pixel whose normal output should be “0”. Therefore, whether or not smear has occurred can be detected by determining whether or not the amount of output signal in the vertical OB area is “0”.

また、ここでは、OB領域17の出力はほぼ「0」としたが、実際は暗電流などのスミアとは異なる要因によって「0」とならない場合もあるので、他の垂直OB領域に対し、或る値以上大きな信号量になっているか判断するようにすれば、より正確にスミア発生の有無を検出することができる。また、周辺と比較することでどれほどのスミアレベルかも容易に知ることもできる。以上のようにスミア検出機能は達成される。   In this example, the output of the OB area 17 is almost “0”. However, since the output may not be “0” due to factors different from smear such as dark current, there is a certain difference with respect to other vertical OB areas. If it is determined whether the signal amount is larger than the value, it is possible to detect the presence or absence of smear more accurately. In addition, you can easily know how much smear level is by comparing with the surrounding area. As described above, the smear detection function is achieved.

図3は本発明の制御タイミングを示すタイミングチャートである。次にこのスミア検出機能を使ってどのように制御してスミアの発生を抑えるかについて説明する。
図3のCCD出力の行は、CCD1(図1)の一画面を読み出す期間を表し、表示出力は、例えば、LCD(液晶ディスプレイ)の画面更新レートを表している。それぞれに付加された数字が同じところは同じ画面内容であることを意味している。
図3から明らかなように、CCD出力と表示出力間にはディレーがある。これはCCD1の信号を読み出しながら所定の処理を施し、SDRAM7(図1)に逐次格納して行き、一画面分溜まったところでその画像データをビデオエンコーダに送るようにしているためである。
FIG. 3 is a timing chart showing the control timing of the present invention. Next, how to control the smear detection using this smear detection function will be described.
The row of CCD output in FIG. 3 represents a period for reading out one screen of the CCD 1 (FIG. 1), and the display output represents, for example, the screen update rate of an LCD (liquid crystal display). The same number added to each means the same screen content.
As is apparent from FIG. 3, there is a delay between the CCD output and the display output. This is because a predetermined process is performed while reading the signal of the CCD 1, and it is sequentially stored in the SDRAM 7 (FIG. 1), and when one screen is accumulated, the image data is sent to the video encoder.

図4はSDRAMの格納領域の例を示す概略図である。SDRAM7は、実際には、上述の画像データを格納する領域を少なくとも2つA、B用意し、その領域を切り換えながら画面が途切れることのないように制御される。その様子を表したものが図4であり、図4の(1)では、Aに溜まった画像データをBから、図4の(2)では、Bに溜まった画像データをAから送る。
図3に戻り、3段目はクロックジェネレータ5(図1)の出力周波数の変化を表し、4段目はCCD1の間引き率を表している。CCD1の出力1の画像を読み出したところ、スミアが検出されたとする。
すると、そのフレームを読み出し終わったVD(垂直同期信号)の休止期間において、間引き率を高くするようにTG3(図1)の駆動モードが変更され、それと同時にクロックジェネレータ5の出力周波数を半分にするように制御される。
このようにすることで、CCD1の読み出し周期は変わらないため、スミアのレベルに変化はない(間引き率、クロックジェネレータ5の切り換え前後で画像は“1”のまま)。その後、徐々にクロックジェネレータ5の出力周波数を上げていくことで、スミアの影響が次第に少なくなった画像を得ることができるようになる。
FIG. 4 is a schematic diagram showing an example of the storage area of the SDRAM. The SDRAM 7 is actually controlled so that at least two areas A and B for storing the above-described image data are prepared, and the screen is not interrupted while switching the areas. FIG. 4 shows this state. In FIG. 4A, the image data accumulated in A is sent from B, and in FIG. 4B, the image data accumulated in B is sent from A.
Returning to FIG. 3, the third row represents the change in the output frequency of the clock generator 5 (FIG. 1), and the fourth row represents the thinning rate of the CCD 1. Assume that smear is detected when an image of the output 1 of the CCD 1 is read out.
Then, in the pause period of VD (vertical synchronization signal) after reading the frame, the driving mode of TG3 (FIG. 1) is changed so as to increase the thinning rate, and at the same time, the output frequency of the clock generator 5 is halved. To be controlled.
In this way, since the reading cycle of the CCD 1 does not change, the smear level does not change (the image remains “1” before and after the thinning rate and the clock generator 5 is switched). Thereafter, by gradually increasing the output frequency of the clock generator 5, it is possible to obtain an image in which the influence of smear is gradually reduced.

図5はクロックジェネレータの出力周波数を制御した際の、表示装置に表示される画像のイメージを示す図である。図5には、上述のような制御をした際、表示装置に表示される画像のイメージを示している。
図5の(A)〜(I)において、白抜きの部分12が高輝度被写体で、この領域内は均一な輝度とする。また、網掛けの部分13がスミアを意味する。スミアは画面高さ当たりに占める大きさに影響する。
このため、例えば、スミアは、図3の(1)である画像が図5の(A)とすると、図3の(2)が図5の(B)、図3の(3)が図5の(C)・・図3の(6)が図5の(F)というように、画面高さ当たりに占める大きさが大きい方から徐々に問題のないレベルになって行く。引き続き同じ制御をしていけば、(G)→(H)→(I)とすることができることは言うまでも無い。
また、上述した例では、間引き率を切り換えた瞬間にクロックジェネレータ5の出力周波数をそれまでの半分の12MHzとしたが、15MHzとしてもよい。
FIG. 5 is a diagram showing an image displayed on the display device when the output frequency of the clock generator is controlled. FIG. 5 shows an image of an image displayed on the display device when the above control is performed.
In FIGS. 5A to 5I, the white portion 12 is a high-brightness subject, and this region has a uniform luminance. A shaded portion 13 means smear. Smear affects the size of the screen per screen height.
Therefore, for example, if the smear is the image (1) in FIG. 3 is (A) in FIG. 5, (2) in FIG. 3 is (B) in FIG. 5, and (3) in FIG. (C)... (6) in FIG. 3 gradually becomes a problem-free level from the larger size per screen height as (F) in FIG. It goes without saying that (G) → (H) → (I) can be achieved if the same control is continued.
In the above-described example, the output frequency of the clock generator 5 is set to 12 MHz, which is half of the output frequency at the moment when the thinning rate is switched, but may be 15 MHz.

図6は図3に対する第1の比較例を示すタイミングチャートである。図7は図3に対する第2の比較例を示すタイミングチャートである。図6は間引き率の変更だけでスミアを低減しようとしており、図7はクロックジェネレータ5の出力周波数を変更するだけでスミアを低減しようとするものである。
図6の比較例の場合、CCD1(図1)からの1の画像とCCD1からの2の画像は、図5の(A)と(F)のようなイメージになる。このようにスミアの変化が大きいため、ユーザーが画面を見ていて違和感を受けることとなる。
また、このように変化が大きいシステムの場合、ハンチングを起こしてしまう可能性がある。具体的には、CCD1の2の画像でスミアがなくなってしまうか、スミア成分がスミア検出手段の検出限界以下になってしまった場合、間引き率を戻すとCCD1の1の画像となり、今度はスミア成分が検出され、間引き率を上げる。この制御を繰り返すとスミアが出たり消えたりを繰り返すことになり、非常に違和感のあるものになってしまう。
FIG. 6 is a timing chart showing a first comparative example with respect to FIG. FIG. 7 is a timing chart showing a second comparative example with respect to FIG. 6 is intended to reduce smear only by changing the thinning rate, and FIG. 7 is intended to reduce smear only by changing the output frequency of the clock generator 5.
In the case of the comparative example of FIG. 6, the image 1 from the CCD 1 (FIG. 1) and the image 2 from the CCD 1 are images as shown in FIGS. Thus, since the smear changes greatly, the user feels uncomfortable while looking at the screen.
Further, in the case of such a system with a large change, hunting may occur. Specifically, if the smear disappears in the image 2 of the CCD 1 or the smear component falls below the detection limit of the smear detection means, the image of the CCD 1 becomes 1 when the thinning rate is returned, and this time the smear Components are detected and the decimation rate is increased. Repeating this control will cause smears to appear and disappear, which can be very uncomfortable.

また、消費電力の観点では、図6はスミア低減制御前後で大きな消費電力の変化は生じない。しかし、図7の場合は、スミア低減のためにクロックジェネレータ5(図1)の出力周波数を高くする必要があるために、スミア低減制御を行うと消費電力が上昇してしまうことになってしまう。
これに対し図3ではスミアを軽減して行く段階で、クロックジェネレータ5の出力周波数を通常使用する周波数よりも下げているため低消費電力の効果も得ることができる。
Also, from the viewpoint of power consumption, FIG. 6 shows no significant change in power consumption before and after smear reduction control. However, in the case of FIG. 7, since it is necessary to increase the output frequency of the clock generator 5 (FIG. 1) in order to reduce smear, if smear reduction control is performed, power consumption will increase. .
On the other hand, in FIG. 3, at the stage of reducing the smear, the output frequency of the clock generator 5 is lowered from the frequency that is normally used, so that the effect of low power consumption can be obtained.

図8は表示装置に同じ画像を表示する回数を示すタイミングチャートである。図8では、さらに表示品質を向上させるために、表示装置(図1)に同じ画像を表示する回数(表示の更新レート)は、CCD1(図1)側のVD周期がスミア低減制御のために変化するとしても、変化しないようにした場合の例を表している。
このように、表示装置(図1)、又は外部の表示装置に同じ画像を表示する場合、又は動画撮影モードを有している場合に、回数(表示の更新レート)は、表示の更新レートや、動画記録の際のフレームレートを一定に保つように制御されるので、表示品質の向上となる。
FIG. 8 is a timing chart showing the number of times the same image is displayed on the display device. In FIG. 8, in order to further improve the display quality, the number of times the same image is displayed on the display device (FIG. 1) (display update rate) is set so that the VD cycle on the CCD 1 (FIG. 1) side is for smear reduction control. Even if it changes, the example at the time of making it not change is shown.
As described above, when the same image is displayed on the display device (FIG. 1) or an external display device, or when the moving image shooting mode is provided, the number of times (display update rate) is the display update rate or Since the control is performed so that the frame rate at the time of moving image recording is kept constant, the display quality is improved.

図9はスミア低減制御から通常駆動に戻す場合を示すタイミングチャートである。この場合は、図3の場合とは逆に、まず、クロックジェネレータ5(図1)の出力周波数を下げてから間引き率を下げるようにした方がよい。
なぜならば、間引き率を下げてからクロックジェネレータ5でスミアレベルの変化が少ないようにするには、クロックジェネレータ5の出力周波数を高くする必要があるので、消費電力の観点で不利になるからである。
このように、スミア低減制御から通常制御に戻す際に、クロックジェネレータ5の周波数切り換えを間引き率の変更の前に先行して行うことで、撮像装置で消費される電力を抑えることが可能となる。
FIG. 9 is a timing chart showing a case where the smear reduction control is returned to the normal drive. In this case, contrary to the case of FIG. 3, it is better to first lower the output frequency of the clock generator 5 (FIG. 1) and then lower the thinning rate.
This is because it is disadvantageous from the viewpoint of power consumption because it is necessary to increase the output frequency of the clock generator 5 in order to reduce the smear level change by the clock generator 5 after reducing the thinning rate. .
As described above, when the smear reduction control is returned to the normal control, the frequency switching of the clock generator 5 is performed prior to the change of the thinning rate, so that the power consumed by the imaging apparatus can be suppressed. .

本発明による撮像装置の制御を実現するために一般的な回路を例として示すブロック回路図である。FIG. 2 is a block circuit diagram illustrating, as an example, a general circuit for realizing control of the imaging apparatus according to the present invention. 被写体を撮影した場合にスミアがどのように画像に現れるかを表した概略図である。It is the schematic showing how a smear appears in an image, when a subject is photoed. 本発明の制御タイミングを示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the control timing of this invention. SDRAMの格納領域の例を示す概略図である。It is the schematic which shows the example of the storage area of SDRAM. クロックジェネレータの出力周波数を制御した際の、表示装置に表示される画像のイメージを示す図である。It is a figure which shows the image of the image displayed on a display apparatus when controlling the output frequency of a clock generator. 図3に対する第1の比較例を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the 1st comparative example with respect to FIG. 図3に対する第2の比較例を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the 2nd comparative example with respect to FIG. 表示装置に同じ画像を表示する回数を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the frequency | count of displaying the same image on a display apparatus. スミア低減制御から通常駆動に戻す場合を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the case where it returns to normal drive from smear reduction control.

符号の説明Explanation of symbols

1 撮像素子(CCD)、2 変換部、3 タイミングジェネレータ(TG)、4 信号処理手段(DSP部、コントローラ)、5 クロックジェネレータ(CLK−GEN)、7 SDRAM、8 表示装置(LCD)、9 外部表示I/F(一般的にはテレビ出力)、11 メモリーカードインターフェイス(メモリーカードI/F)、12 白抜きの部分(高輝度被写体)、13 網掛けの部分(スミア)、15 撮像画像、16 撮像画像内の丸、17 斜線部(OB領域)   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Image pick-up element (CCD), 2 Conversion part, 3 Timing generator (TG), 4 Signal processing means (DSP part, controller), 5 Clock generator (CLK-GEN), 7 SDRAM, 8 Display apparatus (LCD), 9 External Display I / F (generally TV output), 11 Memory card interface (memory card I / F), 12 White part (high brightness subject), 13 Shaded part (smear), 15 Captured image, 16 Circle, 17 shaded area (OB area) in the captured image

Claims (5)

垂直方向の間引き率を変更して読み出すことが可能な撮像素子と、該撮像素子の駆動手段に接続され、且つ、コントローラからの設定に応じて任意のクロック周波数を出力することのできるクロックジェネレータと、前記撮像素子の出力信号を処理し、且つ、前記撮像素子の出力信号に含まれるスミア成分を検出するスミア成分検出手段と、前記コントローラを含む信号処理手段とを備える撮像装置において、前記スミア成分検出の有無に変化が生じた場合に前記間引き率の変更と前記クロックジェネレータの出力クロック周波数の変更とを併せて制御する制御手段を備えることを特徴とする撮像装置。   An image sensor that can read out by changing the thinning rate in the vertical direction, and a clock generator that is connected to the drive unit of the image sensor and can output an arbitrary clock frequency according to the setting from the controller An image pickup apparatus comprising: a smear component detection unit that processes an output signal of the image pickup device and detects a smear component included in the output signal of the image pickup device; and a signal processing unit that includes the controller. An image pickup apparatus comprising: control means for controlling the change of the decimation rate and the change of the output clock frequency of the clock generator when there is a change in the presence or absence of detection. 前記制御手段は、前記スミア成分が検出されない状態から前記スミア成分が検出された場合は前記間引き率の変更を先行して行い、前記スミア成分が検出されている状態から前記スミア成分が検出されない状態になった場合は、前記クロックジェネレータの出力クロック周波数の変更を先行して行うことを特徴とする請求項1記載の撮像装置。   When the smear component is detected from the state where the smear component is not detected, the control means performs the change of the thinning rate in advance, and the smear component is not detected from the state where the smear component is detected The imaging apparatus according to claim 1, wherein the output clock frequency of the clock generator is changed in advance. 撮像画像を表示するための表示装置を備えている場合に、前記クロックジェネレータの出力クロック周波数の切り換えタイミングは、前記表示装置に表示される画像の更新周期が一定になるように制御されることを特徴とする請求項1記載の撮像装置。   When a display device for displaying a captured image is provided, the switching timing of the output clock frequency of the clock generator is controlled so that the update period of the image displayed on the display device is constant. The imaging apparatus according to claim 1, wherein: 撮像画像を外部の表示装置に表示するためのインターフェースを備えている場合に、前記クロックジェネレータの出力クロック周波数の切り換えタイミングは、前記表示装置に表示される画像の更新周期が一定になるように制御されることを特徴とする請求項1記載の撮像装置。   When an interface for displaying captured images on an external display device is provided, the output clock frequency switching timing of the clock generator is controlled so that the update period of the image displayed on the display device is constant. The imaging apparatus according to claim 1, wherein: 動画撮影モードを有している場合に、前記クロックジェネレータの出力クロック周波数の切り換えタイミングは、動画記録を行う際にも、画像の更新周期が一定になるように制御されることを特徴とする請求項1記載の撮像装置。   The switching timing of the output clock frequency of the clock generator is controlled so that an image update cycle is constant even when recording a moving image when the moving image shooting mode is provided. Item 2. The imaging device according to Item 1.
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