JP2007329658A - Imaging apparatus and driving method therefor - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an imaging apparatus capable of suppressing flickers in frame in rolling shutter operation by CMOS sensor, and to provide a driving method of the imaging apparatus. <P>SOLUTION: Images of shutter speed 1/100 sec and 1/120 dec are photographed consecutively, and the luminance values are compared in the plurality of regions that are in common; and when values are different from each other, it determines that flickers are being genrated. When flickers are generating, batch reset/batch FD transmission for all line are carried out. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、撮像装置及び撮像装置の駆動方法に関するものである。   The present invention relates to an imaging apparatus and a driving method of the imaging apparatus.

従来より、多くのCMOS型イメージセンサは電子シャッタ機能を備えている。   Conventionally, many CMOS image sensors have an electronic shutter function.

CMOS型イメージセンサは、CCD型イメージセンサと異なり、2次元配列された多数の画素を画素行毎に順次走査して信号のリセットを行うフォーカルプレインシャッタ(ローリングシャッタ)であるため、画面行ごとに露光期間がずれるという課題がある。   Unlike a CCD image sensor, a CMOS type image sensor is a focal plane shutter (rolling shutter) that sequentially scans a number of two-dimensionally arranged pixels for each pixel row and resets the signal. There is a problem that the exposure period is shifted.

この場合、例えば室内など、光源として蛍光灯が使用されている場所で撮影を行った際、交流電源による蛍光灯の明滅のために、1つの画面内において、水平ライン方向の周期的な輝度ムラ(面内フリッカ)が発生する。   In this case, for example, when shooting in a place where a fluorescent lamp is used as a light source such as indoors, periodic luminance unevenness in the horizontal line direction within one screen is caused by the fluorescent lamp blinking by an AC power source. (In-plane flicker) occurs.

図9(a)に示すように、各行のリセット後、所定の露光時間後に転送出力(信号読み出し)する動作を各行で順番に行うことになる。   As shown in FIG. 9A, after each row is reset, an operation of transferring and outputting (signal reading) after a predetermined exposure time is sequentially performed in each row.

この結果、蛍光灯下で撮影した画像では、例えば図9(c)に示すように、垂直方向で周期的な輝度ムラが映ることになる。   As a result, in an image taken under a fluorescent lamp, for example, as shown in FIG. 9C, periodic luminance unevenness appears in the vertical direction.

一方、上記輝度村の発生を防ぐ為に、全行同時にシャッタを切れるCMOSセンサが公知である。   On the other hand, in order to prevent the occurrence of the luminance village, a CMOS sensor is known that can release the shutter simultaneously for all rows.

その場合には、フォトダイオード(PD)をある時点で全行同時に電荷排出することによりリセットし、所定の露光時間後、PDの電荷を全行同時にフローティングディフュージョン(FD)に転送し、このFDの信号を、1行ずつ順番に出力する。   In that case, the photodiodes (PD) are reset by discharging the charges simultaneously for all the rows at a certain point in time, and after a predetermined exposure time, the charges of the PD are transferred to the floating diffusion (FD) simultaneously for all the rows. Signals are output one line at a time.

図9(b)は、その様子を示す説明図であり、全行の一括リセット後、全行同時転送し、その後、行毎に出力を行う。こうすれば、例えば図9(d)に示すように、蛍光灯下で撮影した画像でも、垂直方向の輝度ムラが発生しない。   FIG. 9B is an explanatory diagram showing the situation, after all rows are collectively reset, all rows are transferred simultaneously, and then output is performed for each row. By so doing, as shown in FIG. 9D, for example, even in an image taken under a fluorescent lamp, luminance unevenness in the vertical direction does not occur.

また、CMOS型イメージセンサで全画素のPDの信号電荷を同時リセットするための画素回路構成として、PDの余剰電荷をFDを経由せずに直接ドレインに排出することのできるトランジスタを備えたものも提案されている。(特許文献1)
しかしながら、図9(b)に示す全画素シャッタ方式のCMOS型イメージセンサには、以下のような問題があった。
Also, as a pixel circuit configuration for simultaneously resetting the PD signal charges of all pixels in a CMOS type image sensor, there is also provided a transistor that can discharge the PD surplus charges directly to the drain without going through the FD. Proposed. (Patent Document 1)
However, the all-pixel shutter CMOS image sensor shown in FIG. 9B has the following problems.

(1)全行の情報を出力した後にPDをリセットするので、全行同時に転送してから全行の情報を1行ずつ出力し終えるまでの間は露光を行えず、時間が無駄になる。また、露光時間を長くとることが困難であるため、被写体が暗い場合には適正露光が得られない。   (1) Since the PD is reset after the information of all lines is output, the exposure cannot be performed until the information of all lines is output one line at a time after all lines are simultaneously transferred, and time is wasted. Further, since it is difficult to take a long exposure time, proper exposure cannot be obtained when the subject is dark.

(2)全行同時に転送した後、画素行毎に順番に出力するまでの間に、FDに光が漏れ込み、その量が先に出力する行と後で出力する行で異なり、撮影画像を悪化させる。   (2) The light leaks into the FD after all the lines are transferred at the same time until the pixels are output in order, and the amount of the light is different between the first output line and the later output line. make worse.

(3)全行同時に転送した後、画素行毎に順番に出力するまでの間に、FDで発生する暗電流や、電荷の再結合により、画質に劣化が見られ、かつ、この程度は垂直方向で大きく異なり、遅く読み出される画素ほど大きく劣化していた。   (3) The image quality is deteriorated due to the dark current generated in the FD and the recombination of electric charges between the transfer of all rows at the same time and the sequential output for each pixel row, and this level is vertical. The pixels differ greatly depending on the direction, and the pixels that are read out more slowly deteriorate.

そこで、(1)、(2)を解決し、全行同時にシャッタを切るために、PDの信号電荷を、FDを介さずに排出できるようにし、FDから信号電荷を画素単位で順次読み出す動作の途中からでも、PDの信号電荷リセットして次フレームの露光を開始するように改善されたものも提案されている。(特許文献2)
しかしながら、上記手段においても、FD部に電荷が長時間放置されることによる、暗電流や電荷再結合による信号劣化を避けることは出来ない。
特開2001−238132号公報 特開2004−140149号公報
Therefore, in order to solve (1) and (2) and release the shutter simultaneously for all rows, the PD signal charge can be discharged without going through the FD, and the signal charge is sequentially read out from the FD pixel by pixel. There has been proposed an improvement in which the signal charge of the PD is reset and exposure of the next frame is started even from the middle. (Patent Document 2)
However, even in the above-described means, signal deterioration due to dark current or charge recombination due to charge being left in the FD portion for a long time cannot be avoided.
JP 2001-238132 A JP 2004-140149 A

しかしながら、従来提案されてきた方法では、フリッカ光源下で撮影画像に輝度村を発生させず、かつ、前記(1)、(2)、(3)の課題を全て解決することは出来ない。   However, the conventionally proposed method does not generate a luminance village in a captured image under a flicker light source, and cannot solve all the problems (1), (2), and (3).

本発明は、2次元配列された多数の画素を持つ撮像装置で、画素行毎に順次走査して信号のリセットを行うフォーカルプレインシャッタを持ち、動画撮影又はEVF表示機能を有する。   The present invention is an imaging device having a large number of pixels arranged two-dimensionally, has a focal plane shutter that sequentially scans every pixel row and resets a signal, and has a moving image shooting or EVF display function.

さらに、被写体を照射している光の周期的な光量変化によるフリッカ量を検出するフリッカ検出手段と、前記フリッカ検出により得られたフリッカの量が所定値以上であるかを判定するフリッカ判定手段を有する。   Further, flicker detection means for detecting a flicker amount due to a periodic light quantity change of light illuminating the subject, and flicker determination means for determining whether the flicker amount obtained by the flicker detection is a predetermined value or more. Have.

さらに、撮像素子の所定領域の画素について、同時にPDから電荷排出を行う、一括リセット手段と、撮像素子の所定領域の画素について、同時にPDからFDに電荷転送を行う、一括FD転送手段を有する撮像装置である。   Further, a batch reset unit that discharges charges from the PD at the same time for pixels in a predetermined region of the image sensor, and an image pickup that has a batch FD transfer unit that simultaneously transfers charges from the PD to the FD for pixels in the predetermined region of the image sensor. Device.

また、フリッカ検出により得られたフリッカの量が所定値以上であるかを判定するフリッカ判定を行い、その結果フリッカが発生していると判定された場合、動画の撮影あるいはEVF表示用フレームにおいて一括リセット、一括FD転送を行うことを特徴とする撮像装置およびその駆動方法である。   Also, flicker determination is performed to determine whether or not the amount of flicker obtained by flicker detection is equal to or greater than a predetermined value. If it is determined that flicker has occurred as a result, it is collectively performed during movie shooting or EVF display frames. An imaging apparatus characterized by performing reset and batch FD transfer and a driving method thereof.

この発明に係る撮像装置のフリッカ検出手段は、任意の整数をnとmとして、シャッタースピードn/100secとm/120secで撮影した2枚の画像を用いることを特徴とする。   The flicker detection means of the image pickup apparatus according to the present invention uses two images taken at shutter speeds n / 100 sec and m / 120 sec, where n and m are arbitrary integers.

この発明に係る撮像装置のフリッカ判定手段は、シャッタースピードn/100secとm/120secで撮影した2枚の画像の、共通の複数領域の輝度値を検出して、その差分値が、ある一定値を超えるか否かで、撮像素子の駆動方法を変更するフリッカ量であるか否かを判定する。   The flicker determination means of the imaging apparatus according to the present invention detects a luminance value of a plurality of common areas of two images taken at a shutter speed of n / 100 sec and m / 120 sec, and the difference value is a certain constant value. It is determined whether or not the flicker amount changes the driving method of the image sensor.

この発明に係る撮像装置のフリッカ検出用フレームは、フォーカルプレインシャッタで露光する。   The flicker detection frame of the image pickup apparatus according to the present invention is exposed by a focal plane shutter.

この発明に係る撮像装置のフリッカ検出手段は、フリッカ検出用のフレームを、動画の撮影あるいはEVF表示用のフレームと別に露光を行うことを特徴とする。   The flicker detection means of the imaging apparatus according to the present invention is characterized in that the flicker detection frame is exposed separately from a moving image shooting or EVF display frame.

また、フリッカ検出用のフレームは、動画の撮影あるいはEVF表示用のフレームの前にシャッタースピードn/100secの露光を先に行い、動画の撮影あるいはEVF表示用のフレームを挟んで、シャッタースピードn/120secの露光を行う。   In addition, the flicker detection frame is subjected to exposure at a shutter speed n / 100 sec before a moving image shooting or EVF display frame, and a shutter speed n / 100 is sandwiched between the moving image shooting or EVF display frame. 120 sec exposure is performed.

この発明に係る撮像装置のフリッカ検出用のフレームは、動画の撮影あるいはEVF表示用のフレームの前にシャッタースピードn/120secの露光を先に行い、動画の撮影あるいはEVF表示用のフレームを挟んで、シャッタースピードn/100secの露光を行う。   In the imaging apparatus according to the present invention, the flicker detection frame is first subjected to exposure at a shutter speed of n / 120 sec before the moving image shooting or EVF display frame, and the moving image shooting or EVF display frame is sandwiched between the frames. , Exposure is performed at a shutter speed of n / 100 sec.

この発明に係る撮像装置のフリッカ検出用のフレームは動画の撮影あるいはEVF表示用のフレームの前にシャッタースピードn/120secの露光を先に行い、その直後、または直前にシャッタースピードn/100secの露光を行う。   The flicker detection frame of the image pickup apparatus according to the present invention is subjected to exposure at a shutter speed n / 120 sec before a moving image shooting or EVF display frame, and immediately after or immediately before the exposure at a shutter speed n / 100 sec. I do.

この発明に係る撮像装置のフリッカ検出用のフレームは、動画の撮影あるいはEVF表示用のフレームの後にシャッタースピードn/100secの露光を先に行い、その直後、または直前にシャッタースピードn/120secの露光を行う。   The flicker detection frame of the image pickup apparatus according to the present invention is such that exposure at a shutter speed n / 100 sec is performed first after a moving image shooting or EVF display frame, and an exposure at a shutter speed n / 120 sec immediately after or immediately before. I do.

この発明に係る撮像装置の任意の定数nとmの値は1である。   The values of arbitrary constants n and m of the imaging apparatus according to the present invention are 1.

すなわち、蛍光灯下などの光源が周期的に明滅を繰り返すような条件下におけるフリッカを抑止した撮影を行うために、全画素同時にシャッタ動作と転送動作(一括露光)を行った後、FD部から信号電荷を画素行単位で順次読み出す動作を行う。   In other words, in order to perform shooting while suppressing flicker under a condition where a light source such as a fluorescent lamp periodically blinks, after performing shutter operation and transfer operation (collective exposure) simultaneously for all pixels, from the FD section An operation of sequentially reading signal charges in units of pixel rows is performed.

さらに、一括露光の使用をフリッカ検出を行い、その結果フリッカが発生していると判定された場合に限定することにより、フリッカが発生する光源下以外では、FD部に電荷が長時間放置されることによる、暗電流や電荷再結合による信号劣化を避けられる。   Furthermore, the use of batch exposure is performed only when flicker detection is performed and as a result it is determined that flicker has occurred, so that charges are left in the FD portion for a long time except under a light source where flicker occurs. Therefore, signal degradation due to dark current and charge recombination can be avoided.

このようにして、フリッカの検出を行い、かつ、フリッカ検出を動画の撮影あるいはEVFの表示用のフレームとは別のフレームを用いて行うことにより、必要なときのみ、フリッカ抑止の為の一括露光を行い、それ以外では、ノイズの少ないライン露光を行う。   In this way, flicker detection is performed, and flicker detection is performed using a frame other than a frame for shooting a moving image or displaying an EVF, so that batch exposure for flicker suppression is performed only when necessary. Otherwise, line exposure with less noise is performed.

これによって、フリッカが発生していないときはノイズを減らせ、蛍光灯下等のフリッカの発生する光源下では、その発生を抑止することが出来る。   As a result, noise can be reduced when flicker is not generated, and can be suppressed under a light source that generates flicker such as under a fluorescent lamp.

(実施例1)
以下において、本発明の実施例1を示す。
Example 1
In the following, Example 1 of the present invention is shown.

図1は、固体撮像素子を用いたデジタルスチルカメラおよびデジタルカムコーダーの撮像信号処理系と感度・露光制御系の構成とを説明するための回路ブロック図である。   FIG. 1 is a circuit block diagram for explaining the configuration of an imaging signal processing system and a sensitivity / exposure control system of a digital still camera and a digital camcorder using a solid-state imaging device.

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絞り、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ーである。   Reference numeral 101 denotes a lens for forming an object on the image plane, 102 denotes a stop for controlling the amount of image plane light from the lens, and 103 denotes a mechanical for irradiating light from the lens on the image plane only for a necessary time. It is a shutter.

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、おもにCCDエリアセンサが用いられるが、近年、X−Yアドレス方式のCMOSエリアセンサが用いられる事も増えている。   Reference numeral 104 denotes a solid-state imaging device for converting an imaged light image into an electrical signal. A CCD area sensor is mainly used, but in recent years, an XY address type CMOS area sensor is increasingly used. ing.

そこで、以下の説明はCMOSエリアセンサで説明する。   Therefore, the following description will be made using a CMOS area sensor.

105はCMOSエリアセンサを駆動するための必要な振幅のパルスを供給する撮像素子駆動回路、106はCMOSエリアセンサの出力を二重相関サンプリングするCDS回路である。   Reference numeral 105 denotes an image sensor driving circuit that supplies a pulse having a necessary amplitude for driving the CMOS area sensor. Reference numeral 106 denotes a CDS circuit that performs double correlation sampling on the output of the CMOS area sensor.

107はCDS回路の出力信号を増幅するためのAGC回路であり、使用者が好みでカメラの感度設定を変える場合、あるいは、低輝度時にカメラが自動的にゲインアップする場合、この回路のゲイン設定が変えられることとなる。   Reference numeral 107 denotes an AGC circuit for amplifying the output signal of the CDS circuit. When the user changes the sensitivity setting of the camera as desired, or when the camera automatically increases the gain at low luminance, the gain setting of this circuit is set. Will be changed.

108はAGC回路の出力信号のうち、後記するOB電位を基準の電位にクランプするためのクランプ回路、109はクランプ回路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 108 denotes a clamp circuit for clamping an OB potential, which will be described later, to a reference potential among the output signals of the AGC circuit, and reference numeral 109 denotes an AD conversion circuit that converts an analog imaging signal output from the clamp circuit 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(R−Y、B−Yの色差信号か、R、G、B信号)の映像信号に処理する映像信号処理回路111、CMOSエリアセンサの信号のレベルから測光量を測定する測光回路112で構成される。   Reference numeral 110 denotes a video processing circuit, which processes an imaging signal converted into a digital signal into a video signal of luminance and color (R-Y, BY color difference signals or R, G, B signals). 111, a photometric circuit 112 that measures the photometric amount from the signal level of the CMOS area sensor.

また、図示されていないが、入力されるCMOSエリアセンサの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。   Although not shown in the drawing, it is constituted by a WB circuit that measures the color temperature of a subject from an input CMOS area sensor signal and extracts information necessary for white balance of the video signal processing circuit.

113はカメラ各部の回路に必要なタイミングパルスを発生するタイミングパルス発生回路である。   Reference numeral 113 denotes a timing pulse generation circuit that generates a timing pulse necessary for circuits in each part of the camera.

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AGC回路のゲインを変える命令を出したり、露光制御回路116に露出をどのようにするかの命令を出したりする機能などを有する。   A CPU 114 controls the camera. Based on the information of the photometry circuit, a command for changing the gain of the AGC circuit is issued or the exposure control circuit 116 is exposed to control sensitivity and exposure. It has a function to issue such commands.

また、図2は、従来のCMOSエリアセンサを用いた従来の固体撮像装置を示す回路構成図である。   FIG. 2 is a circuit configuration diagram showing a conventional solid-state imaging device using a conventional CMOS area sensor.

フォトダイオード201の信号電荷をフローティング・ディフュージョン(FD)203に転送するための転送トランジスタ204と、検出信号を増幅する増幅トランジスタ202、信号を読み出すラインを選択する垂直選択トランジスタ205、信号電荷をリセットするリセットトランジスタ206からなる単位セルが行列2次元状に配列されている。   A transfer transistor 204 for transferring the signal charge of the photodiode 201 to the floating diffusion (FD) 203, an amplification transistor 202 for amplifying the detection signal, a vertical selection transistor 205 for selecting a signal readout line, and resetting the signal charge Unit cells composed of reset transistors 206 are arranged in a two-dimensional matrix.

なお、図では3×3個のセルが配列されているが、実際にはこれより多くの単位セルが配列されている。   In the figure, 3 × 3 cells are arranged, but actually more unit cells are arranged.

垂直シフトレジスタ207から水平方向に配線されている水平アドレス線208は垂直選択トランジスタ205のゲートに接続され、信号を読み出すラインを決めている。   A horizontal address line 208 wired in the horizontal direction from the vertical shift register 207 is connected to the gate of the vertical selection transistor 205 to determine a line for reading a signal.

同様に、垂直シフトレジスタ207から水平方向に配線されているリセット線209は、リセットトランジスタ206のゲートに接続されている。   Similarly, the reset line 209 wired in the horizontal direction from the vertical shift register 207 is connected to the gate of the reset transistor 206.

増幅トランジスタ202のソースは列方向に配置された垂直信号線210に接続され、その一端には負荷トランジスタ211が設けられている。   The source of the amplification transistor 202 is connected to a vertical signal line 210 arranged in the column direction, and a load transistor 211 is provided at one end thereof.

垂直信号線210の他端は、水平シフトレジスタ212の選択パルスにより駆動される水平選択トランジスタ212を介して水平信号線213に接続されている。   The other end of the vertical signal line 210 is connected to the horizontal signal line 213 via a horizontal selection transistor 212 driven by a selection pulse of the horizontal shift register 212.

続いて、本発明における、フリッカの検出方法について説明する。   Next, a flicker detection method in the present invention will be described.

後に述べるように、本発明では、フリッカ発生時には、動画の撮影あるいはEVF表示用フレームの露光方法をローリングシャッタから全画素同時露光に切り替える。   As will be described later, in the present invention, when flicker occurs, the exposure method of the moving image shooting or EVF display frame is switched from the rolling shutter to the all-pixel simultaneous exposure.

図3(a)は通常のCMOSにおけるローリングシャッタ駆動の様子である。垂直方向が、各水平ラインの読み出しタイミング、水平方向が経過時間となる。図3(b)および図3(c)は本発明の駆動の様子である。   FIG. 3A shows a rolling shutter drive in a normal CMOS. The vertical direction is the readout timing of each horizontal line, and the horizontal direction is the elapsed time. FIG. 3B and FIG. 3C show the driving state of the present invention.

図3(a)では、表示または記録用のフレームのみで駆動されるのに対し、本発明、図3(b)では動画の撮影あるいはEVF表示用のフレームの間に、フリッカ検出用フレームを挿入する。   In FIG. 3 (a), only the display or recording frame is driven, whereas in the present invention, in FIG. 3 (b), a flicker detection frame is inserted between the frames for moving image shooting or EVF display. To do.

これにより、記録用フレームは、フリッカ検出に通常伴う様々な制約を受けない。   As a result, the recording frame is not subject to various restrictions normally associated with flicker detection.

具体的には、通常のフリッカ検出では、60Hzの電源によるフリッカを検出する際では、露光時間を1/120sの倍数以外にする。同様に、50Hzの電源によるフリッカを検出する際では、露光時間を1/100sの倍数以外にするなど、画面の明るさに制約が出来る。   Specifically, in normal flicker detection, when detecting flicker by a 60 Hz power supply, the exposure time is set to a value other than a multiple of 1/120 s. Similarly, when detecting flicker by a power source of 50 Hz, the brightness of the screen can be restricted, for example, by setting the exposure time to other than a multiple of 1/100 s.

また、フリッカを起こす要因が無い場合、通常のローリングシャッターを使用する、図3(b)のほうがノイズの面で有利である。そこで、図3(c)のように駆動している最中に、フリッカ判定により、所定量よりもフリッカが小さくなった場合には、駆動を図3(b)に切り替える。   Further, when there is no cause of flicker, FIG. 3B using a normal rolling shutter is advantageous in terms of noise. Therefore, when the flicker is smaller than a predetermined amount due to the flicker determination during the driving as shown in FIG. 3C, the driving is switched to FIG.

つぎに、このフリッカ検出用フレームについてさらに詳しく説明する。   Next, the flicker detection frame will be described in more detail.

フリッカ検出用フレームは2回の読み出しによって構成される。   The flicker detection frame is constituted by reading twice.

話を簡単にする為、1度目の露光時間を1/100secとし、その直後に露光時間を1/120secで2回目の読み出しを行う。ただし、この順番は逆となってもかまわない。   For the sake of simplicity, the first exposure time is set to 1/100 sec, and immediately after that, the second reading is performed at an exposure time of 1/120 sec. However, this order may be reversed.

図4は、輝度量を測定する仕組みを持つフリッカ検出方法の説明図であり、図4(a)はフリッカ検波枠の構成を示し、図4(b)、(c)は画面に現れるフリッカと輝度の変化を示している。なお、図4ではフリッカ検波枠の総数が32個であるが、この数は一例であり、限定するものではない。   FIG. 4 is an explanatory diagram of a flicker detection method having a mechanism for measuring a luminance amount. FIG. 4A shows a configuration of a flicker detection frame, and FIGS. 4B and 4C show flickers appearing on the screen. It shows the change in brightness. In FIG. 4, the total number of flicker detection frames is 32, but this number is an example and is not limited.

続いて、フリッカ成分の抽出について説明する。   Next, extraction of flicker components will be described.

1度目の露光で得られたフリッカ検波枠それぞれのデータと2度目の露光で得られたフリッカ検波枠それぞれのデータとの差分を取ることにより、フリッカ成分のみを抽出することが出来る。   By calculating the difference between each data of the flicker detection frame obtained by the first exposure and each data of the flicker detection frame obtained by the second exposure, only the flicker component can be extracted.

図5は、この抽出処理の様子を示す説明図である。   FIG. 5 is an explanatory diagram showing the state of this extraction process.

図5(a)に示す1度目の露光と、図5(b)に示す2度目の露光とで、フリッカが50Hzまたは、60Hzの電源により発生している場合、どちらかの画面上にのみフリッカ成分が現れることから、その差分をとることによりフリッカの成分だけを抽出できる。   When flicker is generated by a power source of 50 Hz or 60 Hz in the first exposure shown in FIG. 5A and the second exposure shown in FIG. 5B, the flicker is only on one of the screens. Since the components appear, it is possible to extract only the flicker components by taking the difference.

ただし、露光時間の違う二つの画像の差分を撮る為、露光時間の短い画像を露光時間の差分(6/5倍)だけゲインアップして、露光時間の長いものと同等の露光量にする必要がある。   However, in order to take the difference between two images with different exposure times, it is necessary to increase the gain of the image with a short exposure time by the difference (6/5 times) in the exposure time so that the exposure amount is the same as that with the long exposure time. There is.

または、露光時間の長い画像をその差分(5/6倍)だけゲインダウンすることにより、純粋にフリッカによる交流成分のみを抽出することができる。   Alternatively, by reducing the gain of an image having a long exposure time by the difference (5/6 times), only the AC component due to flicker can be extracted.

図5(c)が差分の画像となり、フリッカによる周期的な成分のみが残る。
このときの輝度は図5(d)のように、一定の周期で変化し、この周期より電源周波数を特定することが出来る。
FIG. 5C shows a difference image, and only a periodic component due to flicker remains.
The luminance at this time changes at a constant cycle as shown in FIG. 5D, and the power supply frequency can be specified from this cycle.

次に、以上のようにして抽出されたフリッカ成分より、フリッカの周波数を割り出す。   Next, the flicker frequency is determined from the flicker component extracted as described above.

まず、画面全体の枠の数で等分割するので、設定値の計算式は以下のようになる。   First, since it is equally divided by the number of frames of the entire screen, the setting value calculation formula is as follows.

枠の間隔/幅=有効水平ライン数÷枠の個数
例えば、枠の数を32個とし、画面全体の有効水平ライン数を288ラインとした場合の枠の間隔/幅は9となる。なお、単位はラインである。
For example, when the number of frames is 32 and the number of effective horizontal lines of the entire screen is 288 lines, the frame interval / width is 9. The unit is a line.

枠の間隔/幅=288÷32=9〔ライン〕
次に、画面上に何個のフリッカ成分の山(谷)が発生するかを計算する。
Frame interval / width = 288 ÷ 32 = 9 [line]
Next, how many flicker component peaks (valleys) occur on the screen is calculated.

山(谷)が発生する個数の計算式は以下のようになる。   The formula for calculating the number of peaks (valleys) is as follows.

なお、無効水平ラインとは画面に表れない水平ライン数、即ち、読み出しの行われないダミーの時間を、1ラインを読み出す時間で割ったものである。   The invalid horizontal line is the number of horizontal lines that do not appear on the screen, that is, the dummy time during which reading is not performed divided by the time for reading one line.

山(谷)が発生する個数=読み出し時間÷フリッカ周期÷(無効ライン数+有効ライン数)×有効ライン数
例えば、読み出し時間が1/15secの場合で有効ライン数が288ラインで無効ライン数が42ラインとすると、50Hzのフリッカの場合、
1/15÷1/100÷(288+42)×288=5.8個
となる。また、例えば、上記の条件で60Hzのフリッカの場合、
1/15÷1/120÷(288+42)×288=6.9個となる。
Number of peaks (valleys) generated = read time ÷ flicker cycle ÷ (number of invalid lines + number of valid lines) x number of valid lines For example, when the read time is 1/15 sec, the number of valid lines is 288 lines and the number of invalid lines is Assuming 42 lines, in the case of 50Hz flicker,
1/15 ÷ 1/100 ÷ (288 + 42) × 288 = 5.8. For example, in the case of 60 Hz flicker under the above conditions,
1/15 ÷ 1/120 ÷ (288 + 42) × 288 = 6.9.

次に、フリッカの山(谷)が発生する枠間隔の計算を行う。   Next, a frame interval at which a flicker peak (valley) occurs is calculated.

山(谷)が発生する枠間隔は、以下の計算式になる。   The frame interval in which the peaks (valleys) are generated is as follows.

山(谷)が発生する枠間隔=枠の数÷画面上に現れる山(谷)の個数
上述した例をそのまま使用すると、50Hzの場合は、32÷5.8で5.5となり、山(谷)は検波枠で見て5個ないしは6個おきに発生することになる。
Frame interval at which peaks (valleys) occur = number of frames / number of peaks (valleys) appearing on the screen If the above example is used as it is, 32 ÷ 5.8 becomes 5.5 in the case of 50 Hz. Tani) occurs every 5 or 6 when viewed in the detection frame.

また、60Hzの場合は、32÷7で4.5となり、山(谷)は検波枠で見て4個ないしは5個おきに発生することになる。   In the case of 60 Hz, 32 ÷ 7 is 4.5, and peaks (valleys) are generated every 4 or 5 when viewed in the detection frame.

次に、フリッカ判定回路による、フリッカの判定方法について述べる。   Next, a flicker determination method by the flicker determination circuit will be described.

これまでの説明を元に判別論理を以下に示す。   The discrimination logic is shown below based on the above description.

なお、以下の各判定で(例)を付した説明は、前記の各例を利用して説明している。判別a=山(谷)の数からフリッカがあるか/ないか判定する。   In addition, the description which attached | subjected (example) by each following determination is demonstrated using each said example. Discrimination a = It is determined whether or not there is flicker from the number of peaks (valleys).

(例)フリッカが存在する場合は、山(谷)の数が5〜7個現れるはずなので多少マージンを持たせて山(谷)の数が4〜8個現れた時に、フリッカがある(ありそうだ)と判断する。   (Example) When flicker exists, the number of peaks (valleys) should appear 5-7, so when there are 4-8 peaks (valleys) with some margin (there is flicker) Yes)

次に、山部と谷部があると判断された場合、それぞれの信号値の差分値を基に、フリッカ判定を行う。   Next, when it is determined that there is a peak and a valley, flicker determination is performed based on the difference value of each signal value.

例えば、蛍光灯のみの光源下で、露光期間がフリッカ周期の整数倍となる場合、すなわち、フリッカ周期で割ったときの余りが0になる場合では、山部と谷部の信号値の差分値は0となり,フリッカは発生してないと判定される。   For example, when the exposure period is an integer multiple of the flicker cycle under a light source of only a fluorescent lamp, that is, when the remainder when divided by the flicker cycle is 0, the difference value between the signal values of the peaks and valleys Becomes 0, and it is determined that no flicker occurs.

つぎに、例えば、露光期間が、フリッカ周期の1/10の場合(例えば、フリッカ周期1/100secに対し、1/1000sec)では、山部の信号値は谷部の約10倍の大きさとなる。   Next, for example, when the exposure period is 1/10 of the flicker cycle (for example, 1/1000 sec with respect to 1/100 sec of the flicker cycle), the signal value of the peak is about 10 times as large as the valley. .

露光期間が、フリッカ周期より長くなった場合では、山部と谷部の信号値の差分は、露光期間をフリッカ周期で割ったときの余りの時間に依存し、この時間が小さい時ほど山部と谷部の差分値は大きくなる。   When the exposure period is longer than the flicker cycle, the difference between the peak and valley signal values depends on the remaining time when the exposure period is divided by the flicker cycle. And the difference value of the valley becomes large.

ただし、フリッカ周期で割ったときの余りの時間が同じ場合でも、露光期間が長くなるほど、この余りの時間に依存する、フリッカによる信号値の差分値はトータルの信号値に比べ、相対的に小さくなる。   However, even if the remaining time when divided by the flicker cycle is the same, as the exposure period becomes longer, the difference value of the signal value due to flicker, which depends on the remaining time, is relatively smaller than the total signal value. Become.

即ち、フリッカが発生しているか否かを、山部と谷部の平均値と、山部と谷部の差分値の、二つの値で、判定する。   That is, whether or not the flicker has occurred is determined based on two values, that is, an average value between the peak and the valley and a difference value between the peak and the valley.

このときの判定式は、(1)差分値が設定された閾値を超えるかで判断される。   The determination formula at this time is determined by whether (1) the difference value exceeds a set threshold value.

例えば、信号値の最大値を255LSBとしたとき、フリッカによる信号値の山部と谷部の差分値の閾値をその2%程度である、5LSBとした場合について述べる。   For example, when the maximum value of the signal value is 255 LSB, a case where the threshold value of the difference value between the peak portion and the valley portion of the signal value due to flicker is 5 LSB, which is about 2%, will be described.

前記検出方法より50Hzないし60Hzの光源下では検波枠で見て4個ないし5個ないしは6個の何れかの数の山が見られる。   According to the detection method, under the light source of 50 Hz to 60 Hz, any number of 4 to 5 or 6 peaks can be seen in the detection frame.

山または谷の数が4個、5個ないし6個だった場合、図4に見られるような、信号値の垂直写像より、フリッカによる信号値の山部と谷部の差分値の閾値を求める。   When the number of peaks or valleys is 4, 5 to 6, the threshold value of the difference value between the peak and valley of the signal value by flicker is obtained from the vertical mapping of the signal value as shown in FIG. .

具体的には、複数の山部の最大値と谷部の最低値をそれぞれ平均し、そのサ分値を求める。この値が閾値となり、5LSB以上であった場合、フリッカが発生していると判定する。   Specifically, the maximum value of the plurality of peaks and the minimum value of the valleys are averaged, and the sum value is obtained. If this value is a threshold value and is 5LSB or more, it is determined that flicker has occurred.

以上のように、フリッカの判定は、検波枠内の山または谷の数と山部と谷部の信号値の差分値によって決定される。   As described above, flicker determination is determined by the number of peaks or valleys in the detection frame and the difference value between the peak and valley signal values.

続いて、フリッカが発生していると判定されたときの具体的な補正方法について述べる。   Next, a specific correction method when it is determined that flicker has occurred will be described.

図6は、本例における固体撮像素子のPDとその周辺部の構造を示す断面図である。   FIG. 6 is a cross-sectional view showing the structure of the PD of the solid-state imaging device and its peripheral portion in this example.

この固体撮像素子は、シリコン基板601に設けたPウェル領域602に各素子を形成したものであり、図6では、PD603、FD608、転送トランジスタ604、リセットトランジスタ605を形成した領域を示している。   This solid-state imaging element is obtained by forming each element in a P well region 602 provided on a silicon substrate 601, and FIG. 6 shows a region where a PD 603, an FD 608, a transfer transistor 604, and a reset transistor 605 are formed.

Pウェル602は、シリコン基板300の最表面に形成されたp+領域606と、その下層に形成されたn領域607とを有する埋め込み型のPDとなっている。   The P well 602 is a buried PD having a p + region 606 formed on the outermost surface of the silicon substrate 300 and an n region 607 formed below the p + region 606.

FD608は、PD603の側方に転送ゲート部(転送トランジスタ604)を介して形成されたn+領域より構成されている。   The FD 608 includes an n + region formed on the side of the PD 603 via a transfer gate portion (transfer transistor 604).

転送トランジスタ604は、PD603とFD608の中間領域を転送ゲート部とし、そのシリコン基板601の上面にゲート絶縁膜610を介してポリシリコン膜よりなる転送電極を形成したものである。   The transfer transistor 604 is obtained by forming an intermediate region between the PD 603 and the FD 608 as a transfer gate portion and forming a transfer electrode made of a polysilicon film on the upper surface of the silicon substrate 601 with a gate insulating film 610 interposed therebetween.

リセットトランジスタ605は、FD608の転送トランジスタ604と反対側の領域をリセットゲート部とし、そのシリコン基板300の上面にゲート絶縁膜610を介してポリシリコン膜よりなるリセット電極を形成したものであり、FD608の信号電荷をドレイン609に排出する。   The reset transistor 605 has a region opposite to the transfer transistor 604 of the FD 608 as a reset gate portion, and a reset electrode made of a polysilicon film is formed on the upper surface of the silicon substrate 300 via a gate insulating film 610. The FD 608 Are discharged to the drain 609.

このドレイン609が図示しないコンタクト等を介して電源Vddの配線に接続されている。   The drain 609 is connected to the wiring of the power supply Vdd through a contact or the like (not shown).

なお、各電極の上層には、ゲート絶縁膜610を介してさらに上層の積層物が設けられているが、説明は省略する。   An upper layer stack is provided above each electrode with a gate insulating film 610 interposed therebetween, but the description thereof is omitted.

図3(c)は、本例の固体撮像素子のフリッカを抑止した駆動時の露光状態を示すタイミングチャートである。   FIG. 3C is a timing chart showing an exposure state at the time of driving in which flicker of the solid-state imaging device of this example is suppressed.

まず、全行同時にFD608のリセットと、PD603の光電子のFD608への転送を行う。   First, the FD 608 is reset and the photoelectrons of the PD 603 are transferred to the FD 608 simultaneously for all the rows.

具体的には、例えば全行のリセット配線にパルスを入れて全画素のFD608をリセットし、さらに全行の転送配線にパルスを入れて全画素のPD603の光電子をFD608に転送する。   Specifically, for example, a pulse is input to the reset wiring of all rows to reset the FD 608 of all pixels, and a pulse is further applied to the transfer wiring of all rows to transfer the photoelectrons of the PD 603 of all pixels to the FD 608.

それから、図には示さないが、FD608の信号を1行ずつ読み出す。   Then, although not shown in the figure, the signal of the FD 608 is read line by line.

次に各ラインの読み出しを行った直後に、該ラインのリセットを行い、フリッカ検出の為の1度目の露光(ここでは、1/100sec)を開始する。   Next, immediately after each line is read out, the line is reset, and the first exposure (in this case, 1/100 sec) for flicker detection is started.

さらに、1度目の露光が終了し、画素の電荷がFD608へ転送された後、露光時間を変えた2度目の露光(ここでは、1/120sec)が開始される。   Further, after the first exposure is completed and the charge of the pixel is transferred to the FD 608, the second exposure (in this case, 1/120 sec) with a different exposure time is started.

このとき、フリッカ検出用のフレームでは、ライン毎に露光の開始時間がずれることになり、フリッカをもたらす50Hzや、60Hzの光源の下では、面内フリッカが検出される。   At this time, in the flicker detection frame, the exposure start time is shifted for each line, and in-plane flicker is detected under a light source of 50 Hz or 60 Hz that causes flicker.

ここで、1フレームの期間は1/30秒等、ある一定期間に決まっているので、フリッカ検出の為の2度目の露光を行った後は、ダミー出力などで時間を調整する。   Here, since the period of one frame is determined to be a certain fixed period such as 1/30 second, after the second exposure for flicker detection, the time is adjusted by a dummy output or the like.

また、ここでは、露光の順番を、記録用フレーム、フリッカ検出用1/100sec露光、フリッカ検出用1/120sec露光としたが、順番はこれに限定されるものではない。   In this example, the exposure order is a recording frame, flicker detection 1/100 sec exposure, and flicker detection 1/120 sec exposure. However, the order is not limited to this.

図7は、このような固体撮像素子における電荷読み出し時のポテンシャル遷移を示す説明図であり、下方向に正電位を示している。   FIG. 7 is an explanatory diagram showing potential transition at the time of charge reading in such a solid-state imaging device, and shows a positive potential in the downward direction.

図7(a)は全画素リセット直後のポテンシャルであり、PD603に徐々に光電荷が蓄積されていく。   FIG. 7A shows the potential immediately after all pixels are reset, and photocharges are gradually accumulated in the PD 603.

図7(b)では転送トランジスタ604をONして転送ゲートのチャネル電圧をVaとし、PD603の光電荷をFD608に移動する。   In FIG. 7B, the transfer transistor 604 is turned on to set the channel voltage of the transfer gate to Va, and the photocharge of the PD 603 is moved to the FD 608.

図7(c)では転送後の非露光時間の状態を示しており、PD603に徐々に光電荷が蓄積されていく。また、このとき、FD608に移動した電荷量に応じた、画素の信号値を電圧として得ることが出来る。   FIG. 7C shows the state of the non-exposure time after transfer, and photocharge is gradually accumulated in the PD 603. At this time, the signal value of the pixel corresponding to the amount of charge moved to the FD 608 can be obtained as a voltage.

図7(d)ではPD603とFD608をリセットしている状態を示しており、転送ゲートとリセットゲートへ電圧印加することにより、電荷を排出することが出来る。電荷排出後、ゲート電圧をOFF状態にすることにより、図7(a)の状態へ戻る。   FIG. 7D shows a state in which the PD 603 and the FD 608 are reset, and charges can be discharged by applying a voltage to the transfer gate and the reset gate. After discharging the charge, the gate voltage is turned off to return to the state shown in FIG.

しかし、このような一括露光による、フリッカの抑止方法では、確実に面内フリッカを消すことが出来る反面、信号電荷を長時間FDに放置することによる暗電流や、電荷再結合による画質の劣化を免れる事は出来ない。   However, the flicker suppression method by such batch exposure can surely eliminate the in-plane flicker, but the dark charge caused by leaving the signal charge in the FD for a long time and the deterioration of image quality due to charge recombination. There is no escape.

そこで、フリッカが起きていると判断され、駆動モードが変更された後にも、フリッカ検出を続け、フリッカがないと判断された場合には、通常の駆動モードに戻すことにより、画質の劣化を最小限に抑えることが出来る。   Therefore, even after it is determined that flicker has occurred and the drive mode has been changed, flicker detection continues, and if it is determined that there is no flicker, the normal drive mode is restored to minimize image quality degradation. It can be suppressed to the limit.

本発明の、動作のフローチャートを図8に示す。   FIG. 8 shows a flowchart of the operation of the present invention.

動画撮影開始後、動画の撮影あるいはEVFの表示用フレームと、次フレームの間に、2枚の画像を撮影する(801)。   After starting the moving image shooting, two images are shot between the moving image shooting or EVF display frame and the next frame (801).

2枚の画像の明るさを、片側の画像をゲインアップすることにより合わせ、その後、差分をとりフリッカ成分を抽出(802)。   The brightness of the two images is matched by increasing the gain of one image, and then the difference is taken to extract the flicker component (802).

差分ファイルの垂直方向の輝度に周波数成分が存在し、その周波数が、フリッカによるものと思われる場合は、フリッカ発生と判断(803)。   If a frequency component exists in the luminance in the vertical direction of the difference file and the frequency is considered to be caused by flicker, it is determined that flicker has occurred (803).

フリッカが発生している場合は、全画素を一括でFDに転送する駆動モードに変更。   If flicker occurs, change to a drive mode that transfers all pixels to the FD at once.

発生していないときは、通常のローリングシャッタ撮影の駆動モードで動作(804)。   If not, the operation is performed in the normal rolling shutter shooting drive mode (804).

801に戻り、スイッチがOFFされるまで繰り返す。   Return to 801 and repeat until the switch is turned off.

このようにして、フリッカが起きていると判断され、駆動モードが変更された後にも、フリッカ検出を続け、フリッカがないと判断された場合には、通常の駆動モードに戻すことにより、画質の劣化を最小限に抑えることが出来る。   In this way, even after it is determined that flicker has occurred and the drive mode has been changed, flicker detection is continued. If it is determined that there is no flicker, the image quality is improved by returning to the normal drive mode. Degradation can be minimized.

また、この動作の内容は、プログラムコードとしてデジタルカメラ内の図示していない任意の記憶媒体に格納されており、デジタルカメラ内のCPU等によって読み出されて実行される。   The content of this operation is stored as a program code in an arbitrary storage medium (not shown) in the digital camera, and is read and executed by a CPU or the like in the digital camera.

本発明の目的は前述したように、実施例の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体をシステム或は装置に提供し、そのシステム或は装置のコンピュータ(又はCPUやMPU)が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行することによっても達成される。   As described above, the object of the present invention is to provide a system or apparatus with a storage medium storing software program codes for realizing the functions of the embodiments, and the system or apparatus computer (or CPU or MPU) stores the storage medium. It is also achieved by reading and executing the program code stored on the medium.

この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。   In this case, the program code itself read from the storage medium realizes the functions of the above-described embodiments, and the storage medium storing the program code constitutes the present invention.

このようなプログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フロッピィ(登録商標)ディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、CD−ROM,CD−R、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ROMなどを用いることができる。   As a storage medium for supplying such a program code, for example, a floppy (registered trademark) disk, hard disk, optical disk, magneto-optical disk, CD-ROM, CD-R, magnetic tape, nonvolatile memory card, ROM Etc. can be used.

また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施の形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているOS(オペレーティングシステム)などが実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって前述した実施例の機能が実現される場合も含まれる。   Further, by executing the program code read by the computer, not only the functions of the above-described embodiments are realized, but also an OS (operating system) running on the computer based on the instruction of the program code Includes a case where part or all of the actual processing is performed and the functions of the above-described embodiments are realized by the processing.

更に、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書きこまれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるCPUなどが実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって前述した実施例の機能が実現される場合も含む。   Furthermore, after the program code read from the storage medium is written in the memory provided in the function expansion board inserted into the computer or the function expansion unit connected to the computer, the function is determined based on the instruction of the program code. This includes a case where the CPU or the like provided in the expansion board or function expansion unit performs part or all of the actual processing, and the functions of the above-described embodiments are realized by the processing.

実施例1における固体撮像素子の概略図。FIG. 2 is a schematic diagram of a solid-state imaging device according to Embodiment 1. 実施例1における固体撮像素子の画素の概略図。1 is a schematic diagram of a pixel of a solid-state image sensor in Embodiment 1. FIG. 従来のローリングシャッタと本発明におけるフリッカ検出を行う場合の動画撮影方法。A moving image shooting method when performing conventional rolling shutter and flicker detection according to the present invention. 本発明におけるフリッカの検出方法。The flicker detection method in the present invention. 本発明におけるフリッカの判別方法。The flicker discrimination method in the present invention. CMOSの断面構造。Cross-sectional structure of CMOS. CMOSの電荷転送原理。CMOS charge transfer principle. 本発明の撮影フローチャート。The imaging | photography flowchart of this invention. CMOSにおける、ローリング露光と一括露光。Rolling exposure and batch exposure in CMOS.

符号の説明Explanation of symbols

101 レンズ
102 絞り
103 メカニカルシャッター
104 固体撮像素子
105 撮像素子駆動回路
106 CDS回路
107 AGC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 タイミングパルス発生回路
114 CPU
115 感度、露光制御部
116 露光制御回路
117 OB積分回路
118 OBレベルブロック比較回路
201 フォトダイオード
202 増幅トランジスタ
203 フローティングディフュージョン(FD)
204 転送トランジスタ
205 垂直選択トランジスタ
206 リセットトランジスタ
207 垂直シフトレジスタ
208 水平アドレス線
209 リセット線
210 垂直信号線
211 負荷トランジスタ
212 水平シフトレジスタ
213 水平信号線
601 Si基板
602 Pウェル領域
603 フォトダイオード(PD)
604 転送トランジスタ
605 リセットトランジスタ
606 p+領域
607 n領域
608 フローティングディフュージョン(FD)
609 リセットドレイン
610 ゲート絶縁膜
DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 Lens 102 Diaphragm 103 Mechanical shutter 104 Solid-state image sensor 105 Image sensor drive circuit 106 CDS circuit 107 AGC circuit 108 Clamp circuit 109 AD conversion circuit 110 Video processing circuit 111 Video signal processing circuit 112 Photometry circuit 113 Timing pulse generation circuit 114 CPU
115 Sensitivity and Exposure Control Unit 116 Exposure Control Circuit 117 OB Integration Circuit 118 OB Level Block Comparison Circuit 201 Photodiode 202 Amplification Transistor 203 Floating Diffusion (FD)
204 Transfer Transistor 205 Vertical Selection Transistor 206 Reset Transistor 207 Vertical Shift Register 208 Horizontal Address Line 209 Reset Line 210 Vertical Signal Line 211 Load Transistor 212 Horizontal Shift Register 213 Horizontal Signal Line 601 Si Substrate 602 P Well Region 603 Photodiode (PD)
604 Transfer transistor 605 Reset transistor 606 p + region 607 n region 608 Floating diffusion (FD)
609 Reset drain 610 Gate insulating film

Claims (10)

2次元配列された光信号を電気信号に変換し、多数の画素を持ち、画素行毎に順次走査して信号のリセットを行うフォーカルプレインシャッタと、動画の撮影あるいはEVF表示手段と、被写体を照射している光の周期的な光量変化によるフリッカ量を検出するフリッカ検出手段と、前記フリッカ検出により得られたフリッカの量が所定値以上であるかを判定するフリッカ判定手段と、光情報を電気信号に変換するフォトダイオードを有し、撮像素子の所定領域の画素について、同時にフォトダイオード部から電荷排出を行う、一括リセット手段と、撮像素子の所定領域の画素について、同時にフォトダイオード部からフローティング・ディフュージョン部に電荷転送を行う、一括FD転送手段を有する撮像装置で、フリッカ検出を行い、フリッカが発生していると判定された場合、動画撮影又はEVF表示用フレームにおいて前記一括リセット、前記一括FD転送を行うことを特徴とする撮像装置。   A two-dimensional array of optical signals is converted into an electrical signal, it has a large number of pixels, sequentially scans every pixel row to reset the signal, moving image shooting or EVF display means, and irradiation of the subject Flicker detection means for detecting the amount of flicker caused by a periodic change in the amount of light being flickered, flicker determination means for judging whether the amount of flicker obtained by the flicker detection is a predetermined value or more, and electric information Collective resetting means that discharges charges from the photodiode portion at the same time for pixels in a predetermined area of the image sensor, and a floating region from the photodiode section for pixels in the predetermined area of the image sensor simultaneously. Flicker detection is performed by an imaging apparatus having batch FD transfer means for transferring charges to the diffusion portion, and the If Tsu mosquito is determined to have occurred, the imaging device and performs the bulk reset at frame for moving image shooting or EVF display, the batch FD transfer. 請求項1におけるフリッカ検出手段は、任意の整数をnとmとして、シャッタースピードn/100secとm/120secで撮影した2枚の画像を用いることを特徴とする撮像装置。   2. The imaging apparatus according to claim 1, wherein the flicker detection means uses two images taken at shutter speeds n / 100 sec and m / 120 sec, where n and m are arbitrary integers. 請求項1におけるフリッカ判定手段は、シャッタースピードn/100secとm/120secで撮影した2枚の画像の、共通の複数領域の輝度値を検出して、その差分値が、ある一定値を超えるか否かで、フリッカが発生しているか否かを判定することを特徴とする撮像装置。   The flicker determination unit according to claim 1 detects a luminance value of a plurality of common areas of two images taken at a shutter speed of n / 100 sec and m / 120 sec, and whether the difference value exceeds a certain value. An image pickup apparatus that determines whether or not flicker has occurred depending on whether or not flicker has occurred. 請求項1におけるフリッカ検出用フレームは、フォーカルプレインシャッタで露光することを特徴とする撮像装置。   2. The imaging apparatus according to claim 1, wherein the flicker detection frame is exposed by a focal plane shutter. 請求項1におけるフリッカ検出手段は、フリッカ検出用のフレームを、動画の撮影あるいはEVF表示用のフレームと別に露光を行うことを特徴とする撮像装置。   2. The image pickup apparatus according to claim 1, wherein the flicker detection means performs exposure of a flicker detection frame separately from a moving image shooting or EVF display frame. 請求項2におけるフリッカ検出用のフレームは、動画の撮影あるいはEVF表示用のフレームの前にシャッタースピードn/100secの露光を先に行い、動画の撮影あるいはEVF表示用のフレームを挟んで、シャッタースピードn/120secの露光を行うことを特徴とする撮像装置。   The flicker detection frame according to claim 2 is such that exposure at a shutter speed of n / 100 sec is performed first before a moving image shooting or EVF display frame, and a moving image shooting or EVF display frame is sandwiched between the shutter speed. An imaging apparatus that performs n / 120 sec exposure. 請求項2におけるフリッカ検出用のフレームは、動画の撮影あるいはEVF表示用のフレームの前にシャッタースピードn/120secの露光を先に行い、動画の撮影あるいはEVF表示用のフレームを挟んで、シャッタースピードn/100secの露光を行うことを特徴とする撮像装置。   The flicker detection frame according to claim 2 is a shutter speed n / 120 sec exposure first before a moving image shooting or EVF display frame, and a moving image shooting or EVF display frame is sandwiched between the shutter speed. An imaging apparatus that performs n / 100 sec exposure. 請求項2におけるフリッカ検出用のフレームは、動画の撮影あるいはEVF表示用のフレームの前にシャッタースピードn/120secの露光を先に行い、その直後、または直前にシャッタースピードn/100secの露光を行うことを特徴とする撮像装置。   The flicker detection frame according to claim 2 is subjected to exposure at a shutter speed of n / 120 sec before a moving image shooting or EVF display frame, and exposure at a shutter speed of n / 100 sec immediately after or immediately before. An imaging apparatus characterized by that. 請求項2におけるフリッカ検出用のフレームは、動画の撮影あるいはEVF表示用のフレームの後にシャッタースピードn/100secの露光を先に行い、その直後、または直前にシャッタースピードn/120secの露光を行うことを特徴とする撮像装置。   The flicker detection frame according to claim 2 is such that exposure at a shutter speed of n / 100 sec is performed first after a moving image shooting or EVF display frame, and exposure at a shutter speed of n / 120 sec is performed immediately after or immediately before. An imaging apparatus characterized by the above. 請求項2、3におけるnとmの値は1であることを特徴とする撮像装置。   4. An imaging apparatus according to claim 2, wherein the values of n and m are 1.
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