JP2008028757A - Solid-state image pickup device and camera - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To actualize a sold-state image pickup device which is suitable for real-time live view display for a camera and can quickly read image signals, and the camera. <P>SOLUTION: The solid-state image pickup device acquires image signal components and dark signal components from a plurality of pixels that are two-dimensionally arranged in horizontal and vertical directions, and outputs differential signals between the image signals and dark signals. The solid-state image pickup device acquires only the image signal components for a period of one-line reading when reading real-time live view, and then outputs them. The camera is provided with the solid-state image pickup device. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、デジタルカメラ等に使用される固体撮像装置、及びカメラに関するものである。   The present invention relates to a solid-state imaging device and a camera used for a digital camera or the like.

近年、固体撮像装置を用いたデジタルカメラでは、被写体の構図を決定するために、光学ファインダではなく、被写体像をリアルタイムライブビュー表示する液晶画面が多用されるようになっている。このことは、特にコンパクトタイプのデジタルカメラにおいて既に一般的であるが、昨今は高価で高画質な一眼レフデジタルカメラにおいても求められている。   In recent years, in a digital camera using a solid-state imaging device, a liquid crystal screen that displays a subject image in real-time live view is often used instead of an optical viewfinder in order to determine the composition of the subject. This is already common especially in a compact type digital camera, but recently, it is also demanded for an expensive and high-quality single-lens reflex digital camera.

また、一眼レフデジタルカメラに使用される固体撮像装置は、高画質への要求を満たすために画素数が600万画素から1000万画素以上であるものが主流となってきている。このように高画素な固体撮像装置は、高解像度の画像出力は実現できるものの、その反面、画素数が多いために1秒間に出力できるコマ数は平均して3〜5コマ/秒程度である。また、高速タイプの一眼レフデジタルカメラにおいても1秒間に出力できるコマ数は約8コマ/秒が最高速度となっている。   In addition, solid-state imaging devices used for single-lens reflex digital cameras have become mainstream in which the number of pixels is 6 million pixels to 10 million pixels or more in order to satisfy the demand for high image quality. Although a high-resolution solid-state imaging device can achieve high-resolution image output in this way, on the other hand, the number of pixels that can be output per second on average is about 3 to 5 frames / second because of the large number of pixels. . Also, in a high-speed single-lens reflex digital camera, the maximum number of frames that can be output per second is about 8 frames / second.

これに対し、カメラの液晶画面において被写体のリアルタイムライブビュー表示を実現するためには、少なくとも動画速度同等の30〜60コマ/秒の速度が実現できなければ、撮影者の構図を決定する動作に画像出力が追従できず、被写体像のリアルタイムライブビュー表示を実現することができなくなってしまう。このため一般的には、各画素で得られた全ての信号即ち全画素信号を画像出力に用いるのではなく、画素信号を間引いて用いることで画素数を削減し、1秒間に出力できるコマ数を増加さることでリアルタイムライブビュー表示が行われている。   On the other hand, in order to realize real-time live view display of the subject on the camera's LCD screen, if the speed of 30 to 60 frames / second, which is at least equivalent to the moving image speed, cannot be realized, the operation of determining the composition of the photographer is performed. Image output cannot follow, and real-time live view display of the subject image cannot be realized. Therefore, in general, not all signals obtained at each pixel, that is, all pixel signals are used for image output, but the number of frames that can be output per second is reduced by reducing the number of pixels by using pixel signals. Real-time live view display is performed by increasing.

また一般に、一眼レフデジタルカメラに使用される固体撮像装置では、被写体光を受光して得られる画素信号と、画素をリセットした直後に得られる暗信号とを画素毎に出力し、これらの差分を用いて画像を生成することで、ノイズを除去し高画質化を図ることができる(例えば、特許文献1を参照。)。
特開平1−154678号公報
In general, in a solid-state imaging device used in a single-lens reflex digital camera, a pixel signal obtained by receiving subject light and a dark signal obtained immediately after resetting the pixel are output for each pixel, and a difference between these is output. By using this to generate an image, noise can be removed and image quality can be improved (see, for example, Patent Document 1).
Japanese Patent Laid-Open No. 1-154678

しかしながら、上記特許文献1に開示されているような従来の固体撮像素子においては、上述した画素信号と暗信号とを読み出すための期間を1水平期間に設ける必要がある。このため、1水平期間の短縮には限度があり、リアルタイムライブビュー表示を実現するため1秒間に出力できるコマ数の増加を図ることは困難であるという問題がある。   However, in the conventional solid-state imaging device as disclosed in Patent Document 1, it is necessary to provide a period for reading the above-described pixel signal and dark signal in one horizontal period. For this reason, there is a limit to shortening one horizontal period, and there is a problem that it is difficult to increase the number of frames that can be output per second in order to realize real-time live view display.

そこで本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、カメラのリアルタイムライブビュー表示に好適な、画像信号の読み出しを高速で行うことが可能な固体撮像装置、及びカメラを提供するものである。   Accordingly, the present invention has been made in view of the above problems, and provides a solid-state imaging device and a camera that are suitable for real-time live view display of a camera and capable of reading an image signal at high speed. .

上記課題を解決するために本発明は、水平方向と垂直方向の二次元的に配列された複数の画素から画像信号成分と暗信号成分を取得し、前記画像信号と前記暗信号との差信号を出力する固体撮像装置において、リアルタイムライブビュー読み出し時の1水平読み出し期間中に前記画像信号成分のみを取得し出力することを特徴とする固体撮像装置を提供する。   In order to solve the above problems, the present invention acquires an image signal component and a dark signal component from a plurality of pixels arranged two-dimensionally in a horizontal direction and a vertical direction, and obtains a difference signal between the image signal and the dark signal. A solid-state imaging device that outputs and outputs only the image signal component during one horizontal readout period at the time of real-time live view readout.

また、本発明は、前記固体撮像装置を有することを特徴とするカメラを提供する。   The present invention also provides a camera having the solid-state imaging device.

本発明によれば、カメラのリアルタイムライブビュー表示に好適な、画像信号の読み出しを高速で行うことが可能な固体撮像装置、及びカメラを実現することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the solid-state imaging device and camera which can read the image signal suitable for the real-time live view display of a camera at high speed are realizable.

以下、本発明の実施形態に係る固体撮像装置、及びカメラについて添付図面に基づいて詳細に説明する。   Hereinafter, a solid-state imaging device and a camera according to embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

(第1実施形態)
図1は、本発明の第1実施形態に係る固体撮像装置を備えた一眼レフデジタルカメラの構成を示すブロック図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a single-lens reflex digital camera including a solid-state imaging device according to the first embodiment of the present invention.

図1に示すように、一眼レフデジタルカメラ1は、不図示の被写体側から順に、カメラレンズ2、ハーフミラー3を備え、このハーフミラー3の反射光路上にはファインダ用プリズム4、及びファインダ5が備えられている。また、ハーフミラー3の透過光路上には、後に詳述する固体撮像装置6と、カメラ全体の動作を制御するカメラシステム制御部7が備えられている。   As shown in FIG. 1, the single-lens reflex digital camera 1 includes a camera lens 2 and a half mirror 3 in order from a subject side (not shown), and a finder prism 4 and a finder 5 on a reflected light path of the half mirror 3. Is provided. In addition, a solid-state imaging device 6 that will be described in detail later and a camera system control unit 7 that controls the operation of the entire camera are provided on the transmission optical path of the half mirror 3.

また、一眼レフデジタルカメラ1内には、焦点検出部8、固体撮像装置6から画像信号を読み出して色補正等の画像処理を行う画像処理部9、記憶部10、及びカメラレンズを駆動するレンズ制御部11が備えられている。そして、一眼レフデジタルカメラ1本体背面には、シャッタ操作やフラッシュの設定を行うための操作パネル12、撮影済みの画像を表示したり、撮影に際して構図決定のために被写体像をリアルタイムライブビュー表示するための液晶表示部13、メモリカード14が設けられている。   Further, in the single-lens reflex digital camera 1, a focus detection unit 8, an image processing unit 9 that reads an image signal from the solid-state imaging device 6 and performs image processing such as color correction, a storage unit 10, and a lens that drives a camera lens. A control unit 11 is provided. On the back of the single-lens reflex digital camera 1 main body, an operation panel 12 for performing shutter operation and flash setting, a photographed image, and a subject image in real-time live view are displayed for determining a composition during photographing. A liquid crystal display unit 13 and a memory card 14 are provided.

なお、本一眼レフデジタルカメラ1は、不図示のAF用の専用モジュールを搭載している。また固体撮像装置6は、増幅型固体撮像装置の1つであるCMOS型の固体撮像装置であって、選択した任意の単位画素の信号を読み出すことができるため高速化が可能であるという特徴を有している。   The single-lens reflex digital camera 1 is equipped with a dedicated module for AF (not shown). The solid-state image pickup device 6 is a CMOS solid-state image pickup device that is one of the amplification type solid-state image pickup devices. The solid-state image pickup device 6 can read a signal of an arbitrary selected unit pixel and can be speeded up. Have.

以上の構成の下、不図示の被写体からの光は、カメラレンズ2を介してハーフミラー3へ入射し、その一部はファインダ用プリズム4へ反射され、当該ハーフミラー3を透過した光は固体撮像装置6に結像される。固体撮像装置6上に結像された光は、電気信号に変換されて画像信号として画像処理部9へ出力される。画像処理部9は色補正や画像圧縮等の適切な画像処理を行いカメラシステム制御部7へ画像信号を出力する。   Under the above configuration, light from a subject (not shown) enters the half mirror 3 via the camera lens 2, a part of the light is reflected to the finder prism 4, and the light transmitted through the half mirror 3 is solid. An image is formed on the imaging device 6. The light imaged on the solid-state imaging device 6 is converted into an electrical signal and output to the image processing unit 9 as an image signal. The image processing unit 9 performs appropriate image processing such as color correction and image compression, and outputs an image signal to the camera system control unit 7.

そして、カメラシステム制御部7は、受け取った画像信号を記憶部10へ出力し、一時的に画像信号を記憶するとともに、必要に応じてメモリカード14に画像信号を保存する。またカメラシステム制御部7は、操作パネル12の操作にしたがい、記憶部10に一時的に記憶された画像信号を読み出し、液晶表示部13に画像を表示する。   Then, the camera system control unit 7 outputs the received image signal to the storage unit 10, temporarily stores the image signal, and stores the image signal in the memory card 14 as necessary. The camera system control unit 7 reads the image signal temporarily stored in the storage unit 10 and displays the image on the liquid crystal display unit 13 in accordance with the operation of the operation panel 12.

次に、本実施形態において最も特徴的である固体撮像装置6の駆動方法について詳細に説明する。   Next, a driving method of the solid-state imaging device 6 that is the most characteristic in the present embodiment will be described in detail.

図2は、本発明の第1実施形態に係る固体撮像装置の構成を示す図である。   FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of the solid-state imaging device according to the first embodiment of the present invention.

図2に示すように、本実施形態に係る固体撮像装置は、n行m列の画素からなる画素部20と、この画素部20の各画素に対して行毎に駆動信号を出力する垂直走査回路22と、列毎に駆動信号を出力する水平走査回路21と、各画素からの出力信号を垂直信号線を介して読み出す信号処理回路23とを有している。   As shown in FIG. 2, the solid-state imaging device according to this embodiment includes a pixel unit 20 composed of pixels of n rows and m columns, and vertical scanning that outputs a drive signal to each pixel of the pixel unit 20 for each row. The circuit 22 includes a horizontal scanning circuit 21 that outputs a drive signal for each column, and a signal processing circuit 23 that reads an output signal from each pixel through a vertical signal line.

はじめに、斯かる構成の固体撮像装置6を備えた本一眼レフデジタルカメラ1において、撮影した被写体画像を液晶表示部13に表示するために、固体撮像装置6から画像信号を読み出す際の該装置6の駆動手順について説明する。   First, in the single-lens reflex digital camera 1 including the solid-state imaging device 6 having such a configuration, the device 6 when reading out an image signal from the solid-state imaging device 6 in order to display the photographed subject image on the liquid crystal display unit 13. The driving procedure will be described.

図3は、本発明の第1実施形態に係る固体撮像装置6において、撮影した被写体画像を液晶表示部13に表示するための画像信号を読み出す際の駆動タイミングを示す図である。   FIG. 3 is a diagram showing drive timings when reading out an image signal for displaying a photographed subject image on the liquid crystal display unit 13 in the solid-state imaging device 6 according to the first embodiment of the present invention.

図3に示すように本固体撮像装置6において、カメラシステム制御部7は、垂直走査回路22に対して制御信号φVnを入力する。これにより、画素部20において何行目の画素群の出力信号を読み出すかが選択される。   As shown in FIG. 3, in the solid-state imaging device 6, the camera system control unit 7 inputs a control signal φVn to the vertical scanning circuit 22. Thereby, the pixel unit 20 selects which row of the pixel group output signals are read out.

次にカメラシステム制御部7は、信号処理回路23に対して制御信号φDarkを入力する。これにより、先に選択した行の各画素から暗信号が読み出され、信号処理回路23における不図示の暗信号用ホールド回路(例えば、コンデンサ等)に一旦蓄積される。なお、暗信号とは、画素部20をリセットした際に各画素で得られる固定パターンノイズ等を含んだ信号をいう。   Next, the camera system control unit 7 inputs a control signal φDark to the signal processing circuit 23. As a result, a dark signal is read from each pixel in the previously selected row, and is temporarily stored in a dark signal hold circuit (not shown) in the signal processing circuit 23 (for example, a capacitor). Note that the dark signal is a signal including fixed pattern noise obtained in each pixel when the pixel unit 20 is reset.

さらにカメラシステム制御部7は、信号処理回路23に対して制御信号φSigを入力する。これにより、暗信号と同様、先に選択した行の各画素から画素信号が読み出され、信号処理回路23における不図示の画素信号用ホールド回路(例えば、コンデンサ等)に一旦蓄積される。   Further, the camera system control unit 7 inputs a control signal φSig to the signal processing circuit 23. As a result, like the dark signal, the pixel signal is read from each pixel in the previously selected row, and is temporarily stored in a pixel signal hold circuit (for example, a capacitor) (not shown) in the signal processing circuit 23.

そしてカメラシステム制御部7は、水平走査回路21を駆動するためのスタート信号φSTHを当該水平走査回路21に入力する。これに基づき水平走査回路21は、信号処理回路23に対して制御信号φHnを、H1からHnまで順に入力する。これにより信号処理回路23は、画素信号用ホールド回路と暗信号用ホールド回路に蓄積された画素信号と暗信号を順に読み出し、これらの差分を取って画像信号Voutとして出力する。即ちこの画像信号Voutは、固定パターンノイズ等を除去した高品質の画像信号となる。   Then, the camera system control unit 7 inputs a start signal φSTH for driving the horizontal scanning circuit 21 to the horizontal scanning circuit 21. Based on this, the horizontal scanning circuit 21 inputs the control signal φHn to the signal processing circuit 23 in order from H1 to Hn. As a result, the signal processing circuit 23 sequentially reads out the pixel signal and the dark signal accumulated in the pixel signal hold circuit and the dark signal hold circuit, takes the difference between them, and outputs it as an image signal Vout. That is, the image signal Vout is a high-quality image signal from which fixed pattern noise and the like are removed.

以上の画像信号Voutの読み出しを、垂直走査回路22によって垂直方向へずらしながら繰り返し行うことで、1フレーム分の画像信号を読み出すことができる。この1フレーム分の画像信号は、上述のように画像処理部9とカメラシステム制御部7を介して液晶表示部13へ入力されることで、撮影した被写体画像は液晶表示部13に表示されることとなる。また、この信号は、静止画として記憶部10を介してメモリカード14に記憶される。なお、撮影した被写体画像は液晶表示部13に表示することを、以下、被写体画像の通常表示という。   By repeatedly reading the image signal Vout as described above while being shifted in the vertical direction by the vertical scanning circuit 22, the image signal for one frame can be read. The image signal for one frame is input to the liquid crystal display unit 13 via the image processing unit 9 and the camera system control unit 7 as described above, so that the photographed subject image is displayed on the liquid crystal display unit 13. It will be. This signal is stored in the memory card 14 via the storage unit 10 as a still image. The display of the captured subject image on the liquid crystal display unit 13 is hereinafter referred to as normal display of the subject image.

次に、本一眼レフデジタルカメラ1において、被写体像を液晶表示部13にリアルタイムライブビュー表示するために、固体撮像装置6から画像信号を高速で読み出す際の該装置6の駆動手順について説明する。   Next, in order to display a subject image on the liquid crystal display unit 13 in the real-time live view display in the single-lens reflex digital camera 1, a driving procedure of the device 6 when reading out an image signal from the solid-state imaging device 6 at high speed will be described.

図4は、本発明の第1実施形態に係る固体撮像装置において、被写体像のリアルタイムライブビュー表示を行うための画像信号を高速で読み出す場合の駆動タイミングを示す図である。   FIG. 4 is a diagram illustrating drive timings when the image signal for performing the real-time live view display of the subject image is read at high speed in the solid-state imaging device according to the first embodiment of the present invention.

本固体撮像装置6において、カメラシステム制御部7は、垂直走査回路22に対して制御信号φVnを入力する。これにより、画素部20において何行目の画素群の出力信号を読み出すかが選択される。   In the solid-state imaging device 6, the camera system control unit 7 inputs a control signal φVn to the vertical scanning circuit 22. Thereby, the pixel unit 20 selects which row of the pixel group output signals are read out.

そしてカメラシステム制御部7は、信号処理回路23に対して制御信号φSigを入力する。これにより、先に選択した行の各画素から画素信号が読み出され、信号処理回路23における不図示の画素信号用ホールド回路に一旦蓄積される。   Then, the camera system control unit 7 inputs a control signal φSig to the signal processing circuit 23. As a result, the pixel signal is read from each pixel in the previously selected row and temporarily stored in a pixel signal hold circuit (not shown) in the signal processing circuit 23.

またカメラシステム制御部7は、水平走査回路21を駆動するためのスタート信号φSTHを当該水平走査回路21に入力する。これに基づき水平走査回路21は、信号処理回路23に対して制御信号φHnを、H1からHnまで順に入力する。これにより信号処理回路23は、画素信号用ホールド回路に蓄積された画素信号を順に読み出し、画像信号Voutとして出力する。   Further, the camera system control unit 7 inputs a start signal φSTH for driving the horizontal scanning circuit 21 to the horizontal scanning circuit 21. Based on this, the horizontal scanning circuit 21 inputs the control signal φHn to the signal processing circuit 23 in order from H1 to Hn. As a result, the signal processing circuit 23 sequentially reads out the pixel signals accumulated in the pixel signal hold circuit and outputs them as an image signal Vout.

以上の画像信号Voutの読み出しを、垂直走査回路22によって垂直方向へずらしながら繰り返し行うことで、1フレーム分の画像信号を読み出すことができる。以上のように、画素部20における任意の行の画素群の画像信号を読み出す期間、即ち1水平期間に暗信号を読み出さず画素信号のみを読み出すことにより、被写体画像の通常表示の場合に比して1水平期間を大幅に短縮することができる。このため、画素信号の高速な読み出しを行うことが可能となり、1秒間に出力できるコマ数の向上を達成できる。したがって、前述した1フレーム分の画像信号の読み出しを高速で繰り返し行い液晶表示部13へ入力することで、被写体像のよりスムーズなリアルタイムライブビュー表示を実現することができる。   By repeatedly reading the image signal Vout as described above while being shifted in the vertical direction by the vertical scanning circuit 22, the image signal for one frame can be read. As described above, by reading out only the pixel signal without reading out the dark signal in the period of reading out the image signal of the pixel group in an arbitrary row in the pixel unit 20, that is, in one horizontal period, compared to the case of normal display of the subject image. 1 horizontal period can be greatly shortened. For this reason, it is possible to read out pixel signals at high speed, and it is possible to improve the number of frames that can be output per second. Therefore, it is possible to realize smoother real-time live view display of a subject image by repeatedly reading out the image signal for one frame described above and inputting it to the liquid crystal display unit 13 at high speed.

(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態に係る固体撮像装置を備えた一眼レフデジタルカメラについて説明する。
(Second Embodiment)
Next, a single-lens reflex digital camera including a solid-state imaging device according to a second embodiment of the present invention will be described.

本実施形態に係る固体撮像装置を備えた一眼レフデジタルカメラの基本的な構成は上記第1実施形態と同様であるため、同様部分の説明及び図面を省略し、最も特徴的な固体撮像装置の構成と駆動方法について詳細に説明する。なお、本固体撮像装置において上記第1実施形態と同様の部分には同じ符号を付して説明を省略する。   Since the basic configuration of the single-lens reflex digital camera provided with the solid-state imaging device according to the present embodiment is the same as that of the first embodiment, the description of the same parts and the drawings are omitted, and the most characteristic solid-state imaging device The configuration and driving method will be described in detail. In the solid-state imaging device, the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

図5は、本発明の第2実施形態に係る固体撮像装置の構成を示す図である。   FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration of a solid-state imaging apparatus according to the second embodiment of the present invention.

図5に示すように、本固体撮像装置106は、画素部20から画素信号Vsigと暗信号VDarkを取得し、暗信号VDarkの出力側には当該暗信号VDarkを格納するための記憶部24が備えられている。そして、画素信号Vsigの出力側には減算回路25が備えられており、記憶部24からの暗信号VDarkが入力され、画素信号Vsigと暗信号VDarkの差信号(Vout)を出力するように構成されている。   As shown in FIG. 5, the solid-state imaging device 106 acquires the pixel signal Vsig and the dark signal VDark from the pixel unit 20, and a storage unit 24 for storing the dark signal VDark is provided on the output side of the dark signal VDark. Is provided. A subtraction circuit 25 is provided on the output side of the pixel signal Vsig so that the dark signal VDark from the storage unit 24 is input and a difference signal (Vout) between the pixel signal Vsig and the dark signal VDark is output. Has been.

斯かる構成の固体撮像装置106において被写体画像の通常表示を行う場合には、画像信号を読み出すための該装置106の駆動手順は上記第1実施形態と同様であるため、被写体像のリアルタイムライブビュー表示を行う場合に画像信号を高速で読み出すための該装置106の駆動手順について以下に説明する。   When performing normal display of the subject image in the solid-state imaging device 106 having such a configuration, the driving procedure of the device 106 for reading out the image signal is the same as that in the first embodiment, and thus the real-time live view of the subject image is displayed. A driving procedure of the device 106 for reading out an image signal at high speed when performing display will be described below.

図6は、本発明の第2実施形態に係る固体撮像装置において、被写体像のリアルタイムライブビュー表示を行うための画像信号を高速で読み出す場合の駆動タイミングを示す図である。   FIG. 6 is a diagram showing drive timings when reading out an image signal for performing real-time live view display of a subject image at high speed in the solid-state imaging device according to the second embodiment of the present invention.

上記第1実施形態は1水平期間で画素信号のみを読み出す構成であったのに対し、本固体撮像装置106は、図6に示すように画素信号のみを読み出す1水平期間Aと、暗信号のみを読み出す1水平期間Bとを設け、画素信号のみの読み出し(1水平期間A)を繰り返す過程で周期的に暗信号の読み出し(1水平期間B)を行う構成である。   While the first embodiment is configured to read out only pixel signals in one horizontal period, the solid-state imaging device 106 has only one horizontal period A in which only pixel signals are read and only dark signals as shown in FIG. 1 horizontal period B is read out, and dark signal readout (1 horizontal period B) is periodically performed in the process of repeating readout of only pixel signals (1 horizontal period A).

ここで、1水平期間Aにおいて画素信号のみを読み出す際の本固体撮像装置106の駆動手順について以下に述べる。   Here, a driving procedure of the solid-state imaging device 106 when only the pixel signal is read in one horizontal period A will be described below.

図6に示すように、カメラシステム制御部7が、垂直走査回路22に対して制御信号φVnを入力する。これにより、画素部20において何行目の画素群の出力信号を読み出すかが選択される。   As shown in FIG. 6, the camera system control unit 7 inputs a control signal φVn to the vertical scanning circuit 22. Thereby, the pixel unit 20 selects which row of the pixel group output signals are read out.

そしてカメラシステム制御部7は、信号処理回路21に対して制御信号φSigを入力する。これにより、先に選択した行の各画素から画素信号が読み出され、信号処理回路23における不図示の画素信号用ホールド回路に一旦蓄積される。   Then, the camera system control unit 7 inputs a control signal φSig to the signal processing circuit 21. As a result, the pixel signal is read from each pixel in the previously selected row and temporarily stored in a pixel signal hold circuit (not shown) in the signal processing circuit 23.

またカメラシステム制御部7は、水平走査回路21を駆動するためのスタート信号φSTHを当該水平走査回路21に入力する。これに基づき水平走査回路21は、信号処理回路23に対して制御信号φHnを、H1からHnまで順に入力する。これにより信号処理回路23は、画素信号用ホールド回路に蓄積された画素信号を順に読み出し、画素信号VSigとして出力する。   Further, the camera system control unit 7 inputs a start signal φSTH for driving the horizontal scanning circuit 21 to the horizontal scanning circuit 21. Based on this, the horizontal scanning circuit 21 inputs the control signal φHn to the signal processing circuit 23 in order from H1 to Hn. As a result, the signal processing circuit 23 sequentially reads out the pixel signals accumulated in the pixel signal hold circuit and outputs them as the pixel signal VSig.

また、1水平期間Bにおいて暗信号のみを読み出す際の本固体撮像装置106の駆動手順を以下に述べる。   A driving procedure of the solid-state imaging device 106 when only a dark signal is read in one horizontal period B will be described below.

図6に示すように、カメラシステム制御部7が、垂直走査回路106に対して制御信号φVnを入力する。これにより、画素部20において何行目の画素群の出力信号を読み出すかが選択される。   As shown in FIG. 6, the camera system control unit 7 inputs a control signal φVn to the vertical scanning circuit 106. Thereby, the pixel unit 20 selects which row of the pixel group output signals are read out.

そしてカメラシステム制御部7は、信号処理回路23に対して制御信号φDarkを入力する。これにより、先に選択した行の各画素から暗信号が読み出され、信号処理回路23における不図示の暗信号用ホールド回路に一旦蓄積される。   Then, the camera system control unit 7 inputs a control signal φDark to the signal processing circuit 23. As a result, a dark signal is read from each pixel in the previously selected row and is temporarily stored in a dark signal hold circuit (not shown) in the signal processing circuit 23.

またカメラシステム制御部7は、水平走査回路21を駆動するためのスタート信号φSTHを当該水平走査回路21に入力する。これに基づき水平走査回路21は、信号処理回路23に対して制御信号φHnを、H1からHnまで順に入力する。これにより信号処理回路23は、暗信号用ホールド回路に蓄積された暗信号を順に読み出し、暗信号VDarkとして出力する。   Further, the camera system control unit 7 inputs a start signal φSTH for driving the horizontal scanning circuit 21 to the horizontal scanning circuit 21. Based on this, the horizontal scanning circuit 21 inputs the control signal φHn to the signal processing circuit 23 in order from H1 to Hn. As a result, the signal processing circuit 23 sequentially reads out the dark signals accumulated in the dark signal hold circuit and outputs them as the dark signal VDark.

以上の駆動手順に基づき、画素信号VSigの読み出しは、垂直走査回路22によって垂直方向へずらしながら繰り返し行われ、この画素信号VSigの読み出しの途中、所定の周期で暗信号VDarkの読み出しが行われる。そして読み出された暗信号VDarkは、記憶部24に一時的に格納され、画素信号VSigが読み出される度に減算回路25に出力されることとなる。これにより減算回路25は、画素信号VSigと暗信号VDarkの差分を求め、画像信号VSig−VDarkを出力することとなる。このようにして画像信号VSig−VDarkを繰り返し読み出すことで、1フレーム分の画像信号を得ることができ、この画像信号VSig−VDarkは、固定パターンノイズ等を除去した高品質の画像信号となる。なお、記憶部24に格納される暗信号VDarkは、暗信号VDarkの読み出しが行われる度に更新される。   Based on the above driving procedure, the readout of the pixel signal VSig is repeatedly performed while being shifted in the vertical direction by the vertical scanning circuit 22, and during the readout of the pixel signal VSig, the dark signal VDark is read out at a predetermined cycle. The read dark signal VDark is temporarily stored in the storage unit 24 and is output to the subtraction circuit 25 every time the pixel signal VSig is read. As a result, the subtraction circuit 25 obtains the difference between the pixel signal VSig and the dark signal VDark and outputs the image signal VSig−VDark. By repeatedly reading out the image signal VSig-VDark in this way, an image signal for one frame can be obtained. The image signal VSig-VDark becomes a high-quality image signal from which fixed pattern noise and the like are removed. The dark signal VDark stored in the storage unit 24 is updated every time the dark signal VDark is read.

以上のように、本実施形態に係る固体撮像装置106では、1水平期間Aにおいて暗信号を読み出さず画素信号のみを読み出すことで、第1実施形態と同様に1水平期間Aを大幅に短縮することができる。そして、周期的に1水平期間Bにおいて暗信号を読み出し、画素信号毎に差分を取ることで、画像信号の高品質化を図ることができる。これらにより、固体撮像装置106によれば、良好な画質で被写体像のリアルタイムライブビュー表示を実現することができる。なお、上記の説明では、一行分の暗信号を取得する場合に付いて述べたが、一画素分の暗信号を代表として記憶部24記憶して用いることもできるし、全画素分の暗信号を記憶部24に記憶しておき、対応する画素信号との差分を取り出力するようにすることも可能である。   As described above, in the solid-state imaging device 106 according to the present embodiment, by reading out only the pixel signal without reading out the dark signal in one horizontal period A, the one horizontal period A is significantly shortened as in the first embodiment. be able to. Then, the quality of the image signal can be improved by periodically reading out the dark signal in one horizontal period B and taking the difference for each pixel signal. Thus, according to the solid-state imaging device 106, real-time live view display of a subject image can be realized with good image quality. In the above description, the case of acquiring a dark signal for one row has been described. However, the dark signal for one pixel can be stored and used as a representative, or the dark signal for all pixels can be used. Can be stored in the storage unit 24, and a difference from the corresponding pixel signal can be obtained and output.

以上、各実施形態によれば、画像信号の高速な読み出しが可能な固体撮像装置を実現できる。また、この画像信号の高速な読み出しを利用して、リアルタイムライブビュー表示が可能なデジタルカメラを実現することができる。このリアルタイムライブビュー表示は、写真を撮影する前段階の構図決定の際に特に有用である。   As described above, according to each embodiment, a solid-state imaging device capable of reading an image signal at high speed can be realized. In addition, a digital camera capable of real-time live view display can be realized by using high-speed reading of the image signal. This real-time live view display is particularly useful when determining a composition before taking a picture.

本発明の第1実施形態に係る固体撮像装置を備えた一眼レフデジタルカメラの構成を示すブロック図である。1 is a block diagram illustrating a configuration of a single-lens reflex digital camera including a solid-state imaging device according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第1実施形態に係る固体撮像装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the solid-state imaging device which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態に係る固体撮像装置において、撮影した被写体画像を液晶表示部に表示するための画像信号を読み出す際の駆動タイミングを示す図である。In the solid-state imaging device which concerns on 1st Embodiment of this invention, it is a figure which shows the drive timing at the time of reading the image signal for displaying the image | photographed subject image on a liquid crystal display part. 本発明の第1実施形態に係る固体撮像装置において、被写体像のリアルタイムライブビュー表示を行うための画像信号を高速で読み出す場合の駆動タイミングを示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating drive timings when an image signal for performing real-time live view display of a subject image is read at high speed in the solid-state imaging device according to the first embodiment of the present invention. 本発明の第2実施形態に係る固体撮像装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the solid-state imaging device which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態に係る固体撮像装置において、被写体像のリアルタイムライブビュー表示を行うための画像信号を高速で読み出す場合の駆動タイミングを示す図である。It is a figure which shows the drive timing in the case of reading the image signal for performing the real-time live view display of a to-be-photographed image at high speed in the solid-state imaging device which concerns on 2nd Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 一眼レフデジタルカメラ
2 カメラレンズ
3 ハーフミラー
4 ファインダ用プリズム
5 ファインダ
6、106 固体撮像装置
7 カメラシステム制御部
8 焦点検出部
9 画像処理部
10 記憶部
11 レンズ制御部
12 操作パネル
13 液晶表示部
14 メモリカード
20 画素部
21 水平走査回路
22 垂直走査回路
23 信号処理回路
24 記憶部
25 減算回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Single lens reflex digital camera 2 Camera lens 3 Half mirror 4 Finder prism 5 Finder 6, 106 Solid-state imaging device 7 Camera system control part 8 Focus detection part 9 Image processing part 10 Memory | storage part 11 Lens control part 12 Operation panel 13 Liquid crystal display part DESCRIPTION OF SYMBOLS 14 Memory card 20 Pixel part 21 Horizontal scanning circuit 22 Vertical scanning circuit 23 Signal processing circuit 24 Memory | storage part 25 Subtraction circuit

Claims (4)

水平方向と垂直方向の二次元的に配列された複数の画素から画像信号成分と暗信号成分を取得し、前記画像信号と前記暗信号との差信号を出力する固体撮像装置において、
リアルタイムライブビュー読み出し時の1水平読み出し期間中に前記画像信号成分のみを取得し出力することを特徴とする固体撮像装置。
In a solid-state imaging device that obtains an image signal component and a dark signal component from a plurality of pixels arranged two-dimensionally in a horizontal direction and a vertical direction, and outputs a difference signal between the image signal and the dark signal.
A solid-state imaging device, wherein only the image signal component is acquired and output during one horizontal readout period at the time of real-time live view readout.
前記リアルタイムライブビュー読み出し時の1水平読み出し期間中に前記画像信号成分のみ取得を繰り返す間に、所定の間隔で前記1水平読み出し期間中に前記暗信号成分のみを更に取得し、前記画像信号成分と前記暗信号成分の差信号を出力することを特徴とする請求項1に記載の固体撮像装置。   While only acquiring the image signal component during one horizontal readout period during the real-time live view readout, further acquiring only the dark signal component during the one horizontal readout period at a predetermined interval, The solid-state imaging device according to claim 1, wherein a difference signal of the dark signal component is output. 所定間隔で取得した前記暗信号成分を記憶する記憶部を有することを特徴とする請求項2に記載の固体撮像装置。   The solid-state imaging device according to claim 2, further comprising a storage unit that stores the dark signal component acquired at a predetermined interval. 請求項1から3のいずれか1項に記載の固体撮像装置を有することを特徴とするカメラ。   A camera comprising the solid-state imaging device according to claim 1.
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