JP2009206824A - 撮像システム - Google Patents

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Abstract

【課題】画像を表示する処理に伴う消費電力量を低減する。
【解決手段】撮像システムは、被写体を撮像して画像信号を生成する撮像センサと、前記撮像センサから出力された画像信号を複数ビットの画像データに変換する変換部と、前記変換部から出力された画像データに応じた画像を表示する表示部とを備え、前記変換部は、前記表示部が画像を表示する第1のモードにおいて、画像信号を第1のビット数の画像データに変換し、前記表示部が画像を表示しない第2のモードにおいて、画像信号を前記第1のビット数より少ない第2のビット数の画像データに変換する。
【選択図】図1

Description

本発明は、撮像システムに関する。
近年、デジタルカメラなどの撮像システムでは、CCDやCMOSセンサなどの撮像センサが多画素化される傾向にある。これにより、1フレームの画像を得るための画像データのビット数が増大しており、これに伴って撮像システムで処理すべきデータ量も増加している。このようなデータ量の増加は、処理に消費される電力量を増加させる一つの要因となっている。特に、画像を表示する処理(EVF表示処理)に消費される電力量が増加すると、撮像システムに搭載されるバッテリの使用可能時間が短くなる。
特許文献1に示された技術では、画像を表示する処理を行うモードにおいて、撮影操作を行わない場合や、バッテリの供給電圧が閾値より低下した場合、画像のフレームレートを低下させる撮像システムが提案されている。これにより、特許文献1によれば、単位時間当たりにおけるEVF表示処理に伴うデータ量を低減できるので、単位時間当たりの消費電力量を低減できるとされている。
特開2004−15595号公報
しかし、特許文献1に示された技術では、撮影操作を行う場合や、バッテリの供給電圧が閾値以上である場合には、画像のフレームレートを低下させないので、画像を表示する処理(EVF表示処理)に伴う消費電力量を低減できない。
本発明の目的は、画像を表示する処理に伴う消費電力量を低減することにある。
本発明の第1側面に係る撮像システムは、被写体を撮像して画像信号を生成する撮像センサと、前記撮像センサから出力された画像信号を複数ビットの画像データに変換する変換部と、前記変換部から出力された画像データに応じた画像を表示する表示部とを備え、前記変換部は、前記表示部が画像を表示しない第1のモードにおいて、画像信号を第1のビット数の画像データに変換し、前記表示部が画像を表示する第2のモードにおいて、画像信号を前記第1のビット数より少ない第2のビット数の画像データに変換することを特徴とする。
本発明の第2側面に係る撮像システムの制御方法は、被写体を撮像して画像信号を生成する撮像センサと、前記撮像センサから出力された画像信号を複数ビットの画像データに変換する変換部と、前記変換部から出力された画像データに応じた画像を表示する表示部とを有する撮像システムの制御方法であって、前記表示部が画像を表示しない第1のモードにおいて、画像信号を第1のビット数の画像データに変換するように、前記変換部を制御する第1のステップと、前記表示部が画像を表示する第2のモードにおいて、画像信号を前記第1のビット数より少ない第2のビット数の画像データに変換するように、前記変換部を制御する第2のステップとを備えたことを特徴とする。
本発明によれば、画像を表示する処理に伴う消費電力量を低減することができる。
以下、本発明の実施形態に係る撮像システム200を、図1を用いて説明する。図1は、本発明の実施形態に係る撮像システム200の構成を示すブロック図であ。
撮像システム200は、例えば、電子カメラ(デジタルカメラ)やビデオカムコーダである。撮像システム200は、撮影光学系201、撮像センサ202、変換部203、プロセス処理回路204、フレームメモリ206、メモリ制御回路205、ワークメモリ207、外部メモリインターフェース208、及びビデオメモリ209を備える。撮像システム200は、モニタ表示装置(表示部)210、操作スイッチ211、全体制御回路212、及び外部インターフェース213を備える。
撮影光学系201は、入射した光を屈折させて、撮像センサ202の撮像面に被写体の像を形成する。
撮像センサ202は、その撮像面(画素配列)に形成された被写体の像を画像信号に変換(生成)する。撮像センサ202は、その画像信号を画素配列から読み出して出力する。撮像センサ202は、例えば、CCDや、CMOSセンサである。撮像センサ202は、撮影光学系201とともに撮像部を構成している。
変換部203は、撮像センサから出力された画像信号(アナログ信号)を複数ビットの画像データ(デジタル信号)に変換する。
プロセス処理回路204は、変換部203から出力された画像データに対して所定の処理を施す。所定の処理は、各画素のデータをもとにRGBの各色信号を生成する処理を含む。
フレームメモリ206は、プロセス処理回路204の作業領域として機能し、プロセス処理回路204から供給された画像データを一時的に記憶する。
メモリ制御回路205は、プロセス処理回路204から供給された画像データ、又は、フレームメモリ206から読み出した画像データの圧縮・伸張を行う。
ワークメモリ207は、メモリ制御回路205の作業領域として機能し、メモリ制御回路205から供給された画像データを一時的に記憶する。
外部メモリインターフェース208は、外部記録媒体に接続するためのインターフェースである。外部記録媒体は、例えば、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリである。
ビデオメモリ209は、モニタ表示装置210のためのバッファー領域として機能し、メモリ制御回路205から出力された画像データを一時的に記憶する。
モニタ表示装置210は、ビデオメモリ209から読み出した画像データを表示用の信号(アナログ信号)に変換し、変換した表示用の信号に応じた画像を表示する。
操作スイッチ211は、ユーザから所定の指示を受け付ける。例えば、操作スイッチ211は、モニタ表示装置210が画像を表示しない(EVF表示処理を行わない)第1のモードで動作するように指示する第1の指示を受け付ける。あるいは、例えば、操作スイッチ211は、モニタ表示装置210が画像を表示する(EVF表示処理を行う)第2のモードで動作するように指示する第2の指示を受け付ける。例えば、操作スイッチ211は、被写体を撮影するように指示する撮影指示を受け付ける。例えば、操作スイッチ211は、撮影した画像をモニタ表示装置210が表示するように指示する閲覧指示を受け付ける。操作スイッチ211は、例えば、撮像システムのメインスイッチ、レリーズスイッチ、各種ボタンを含む。
全体制御回路212は、各部を全体的に制御する。全体制御回路212は、例えば、CPU、ROM、RAMを含む。
例えば、全体制御回路212は、ユーザが操作したことによる操作スイッチ211の状態変化を検出し、各部への電源供給を開始する。
例えば、全体制御回路212は、操作スイッチ211から第1の指示を受けた場合、第1のモードにおいて、画像信号を第1のビット数の画像データに変換するように、変換部203を制御する。この場合、全体制御回路212は、第1のモードにおいて、変換した画像データを第1のビット数の信号線を介して出力するように、変換部203を制御する。
例えば、全体制御回路212は、第2のモードにおいて、画像信号を第1のビット数より少ない第2のビット数の画像データに変換するように、変換部203を制御する。この場合、全体制御回路212は、第2のモードにおいて、変換した画像データを第2のビット数の信号線を介して出力するように、変換部203を制御する。第2のビット数の信号線は、第1のビット数の信号線の一部である。
例えば、全体制御回路212は、操作スイッチ211から第1の指示を受けた場合、第2のモードにおいて、ビデオメモリ209を介して画像データに応じた画像をモニタ表示装置210に表示するようにメモリ制御回路205を制御する。これにより、モニタ表示装置210は、定期的(フレーム毎)に転送された画像データに応じた画像を表示する。
例えば、全体制御回路212は、操作スイッチ211から撮影指示を受けた場合、所定フレームの画像データをフレームメモリ206から読み出してその画像データの圧縮・伸張処理を施すようにメモリ制御回路205を制御する。この場合、全体制御回路212は、外部メモリインターフェース208を介して圧縮・伸張処理を施された画像データを外部記録媒体に記録するようにメモリ制御回路205を制御する。
例えば、全体制御回路212は、操作スイッチ211から閲覧指示を受けた場合、外部メモリインターフェース208を介して外部記録媒体に記録された画像データを読み出すようにメモリ制御回路205を制御する。この場合、全体制御回路212は、読み出された画像データに応じた画像をビデオメモリ209を介してモニタ表示装置210に表示するようにメモリ制御回路205を制御する。
外部インターフェース213は、外部機器(例えば、パーソナルコンピュータ)に接続するためのインターフェースである。
このように、本実施形態によれば、撮影操作を行うか否かや、バッテリの供給電圧が閾値以上であるか否かに関わらず、モニタ表示装置210に画像を表示する際に、変換部から出力される画像データのビット数を低減する。これにより、撮影操作を行うか否かや、バッテリの供給電圧が閾値以上であるか否かに関わらず、単位時間当たりにおける処理すべきデータ量を低減できるので、単位時間当たりの消費電力量を低減できる。すなわち、画像を表示する処理に伴う消費電力量を低減できる。
次に、本発明の第1実施例に係る撮像システム200aを、図2を用いて説明する。図2は、撮像システム200aにおける変換部203aの内部の構成を示す図である。
変換部(A/D変換用LSI)203aは、入力端子102、相関二重サンプリング回路(以下、CDSとする)103、及びプログラマブルゲインアンプ(以下、PGAとする)104を含む。変換部203aは、A/D変換回路(A/D変換部、以下、ADCとする)105、ビット数変換回路(ビット数変換部)106、制御端子108、出力切り替え回路(出力部)107、出力バッファ109、及び出力端子D0〜D13を含む。
入力端子102には、撮像センサ202から出力された画像信号(アナログ信号)が入力される。
CDS回路103は、入力端子102を介して入力された画像信号にCDS処理を施し、ノイズ信号が除去された画像信号を得る。CDS回路103は、CDS処理を施した画像信号をCDS回路103へ出力する。
PGA104は、CDS回路103から出力された画像信号を増幅する。PGA104は、増幅した画像信号をADC105へ出力する。
ADC105は、PGA104から出力された画像信号(アナログ信号)をA/D変換することにより、14ビット(第1のビット数)の画像データを生成する。
ビット数変換回路106aは、第2のモードにおいて、ADC105から出力された画像データに階調圧縮処理を行うことにより、8ビット(第2のビット数)の画像データを生成する。
制御端子108は、モードに応じた動作を行うための制御信号を全体制御回路212から受ける。
出力切り替え回路107aは、制御端子108が受けた制御信号に応じて、ADC105から出力された14ビットの画像データと、ビット数変換回路106aから出力された8ビットの画像データとのいずれかを選択して出力バッファ109へ出力する。
例えば、出力切り替え回路107aは、第1のモードにおいて、ADC105から供給された14ビットの画像データを出力バッファ109へ出力する。これにより、14ビットの画像データは、出力バッファ109から出力端子D0〜D13を介して出力される。
例えば、出力切り替え回路107aは、第2のモードにおいて、ビット数変換回路106aから供給された8ビットの画像データを出力する。これにより、8ビットの画像データは、出力バッファ109から出力端子D0〜D7を介して出力される。この場合、出力端子D8〜D13は、Lレベルに固定されている。
ここで、出力端子D0〜D13へ出力するための出力バッファ109は、LSIチップ外部のプリント配線などチップ内部に比べて大きな負荷を駆動する必要がある。このため、出力バッファ109は、内部回路を構成する素子に比べて大きなサイズ(10倍以上)のものが使用され、比較的多くの電流が流れるように設計されており、出力信号の論理値H、Lの際には大きな貫通電流が流れることによって電流を消費する。一方、出力切り替え回路107aにより8ビットの画像データが選択された場合、上位6ビット分が論理固定となるため、14ビットデータが選択されたときと比べて、出力バッファ109における消費電力は低くなる。
なお、変換部203aは、PGA104のゲインを制御するための制御回路(図示せず)や、CDS回路103やADC105の動作に必要なクロック信号を生成するクロック生成回路(図示せず)などをさらに含む。
次に、本発明の第1実施例におけるビット数変換回路106aの構成を、図3を用いて説明する。図3は、本発明の第1実施例におけるビット数変換回路106aの内部構成を示す図である。
ビット数変換回路106aは、乗算器301、302、303と、比較器304、305と、レジスタ306〜310と、セレクタ311、312とを含む。
図3において、ADC105から出力された14ビットの画像データは、それぞれ、乗算器301、302、303により、係数401、402、403が乗ぜられる。係数401、402、403は、14ビットの画像データを8ビットの画像データに変換する(階調圧縮処理を行う)ための係数であり(図4参照)、それぞれ、乗算器301、302、303の保持されている。この結果、乗算器301、302、303は、それぞれ、14ビットの画像データにおける下位ビットを実質的に切り捨てることにより、3通りの8ビットの画像データを生成することができる。
また、ADC105から出力された14ビットの画像データは、それぞれ、比較器304、305により、境界値404、405と比較される。境界値404、405は、係数401、402、403のどの係数を使うべきかを判断するための基準となる値であり(図4参照)、それぞれ、比較器304、305に保持されている。比較器304、305は、それぞれ、比較した結果をセレクタ311、312へ出力する。
セレクタ311は、比較器304が比較した結果に応じて、乗算器302から出力された8ビットの画像データと、乗算器303から出力された8ビットの画像データとのいずれかを選択する。
例えば、セレクタ311は、14ビットの画像データの値が境界値404(図4参照)より大きい場合、乗算器302から出力された8ビットの画像データを選択する。セレクタ311は、14ビットの画像データの値が境界値404より小さい場合、乗算器303から出力された8ビットの画像データを選択する。
そして、セレクタ311は、選択した8ビットの画像データをセレクタ312へ出力する。
セレクタ312は、比較器305が比較した結果に応じて、乗算器301から出力された8ビットの画像データと、セレクタ311から出力された8ビットの画像データとのいずれかを選択する。
例えば、セレクタ311は、14ビットの画像データの値が境界値405(図4参照)より大きい場合、乗算器301から出力された8ビットの画像データを選択する。セレクタ311は、14ビットの画像データの値が境界値405より小さい場合、セレクタ311から出力された8ビットの画像データを選択する。
そして、セレクタ312は、選択した8ビットの画像データを後段(出力切り替え回路107a)へ出力する。
次に、本発明の第1実施例における出力切り替え回路107aの構成を、図5を用いて説明する。図5は、本発明の第1実施例における出力切り替え回路107aの内部構成を示す図である。
出力切り替え回路107aは、入力端子510、入力端子520、バス信号線501、バス信号線502、及びセレクタ群530(5300〜5313)を含む。
入力端子510には、ADC105から出力された14ビットの画像データが入力される。14ビットのバス信号線501は、14ビットの画像データを入力端子510からセレクタ5300〜5313へ伝達する。セレクタ5300〜5313は、14ビットの画像データにおける各ビットのデータを受ける。
入力端子520には、ビット数変換回路106aから出力された8ビットの画像データが入力される。8ビットのバス信号線502は、8ビットの画像データを入力端子520からセレクタ5300〜5307へ伝達する。セレクタ5300〜5307は、8ビットの画像データにおける各ビットのデータを受ける。
制御端子504は、モードに応じた動作を行うための制御信号を全体制御回路212から受ける。
セレクタ群530(5300〜5313)は、制御端子504が受けた制御信号に応じて、所定の動作を行う。
セレクタ5300〜5307は、制御端子504が受けた制御信号に応じて、入力端子510から伝達されたデータと、入力端子520から伝達されたデータとのいずれかを選択する。セレクタ5300〜5307は、選択したデータを8ビットの信号線5400〜5407経由で出力端子D0〜D7へ出力する。
また、セレクタ5308〜5313は、制御端子504が受けた制御信号に応じて、入力端子510から伝達されたデータと、Lレベルに固定されたデータとのいずれかを選択する。すなわち、セレクタ5308〜5313は、入力端子510から伝達されたデータをセレクタ5300〜5307が選択した場合、入力端子510から伝達されたデータを選択する。セレクタ5308〜5313は、入力端子520から伝達されたデータをセレクタ5300〜5307が選択した場合、Lレベルに固定されたデータを選択する。セレクタ5300〜5307は、選択したデータを6ビットの信号線5408〜5413経由で出力端子D8〜D13へ出力する。
このようにして、セレクタ群530(5300〜5313)は、第1のモードにおいて、ADC105から供給された14ビットの画像データを14ビットの信号線5400〜5413経由で出力バッファ109へ出力する。また、セレクタ群530(5300〜5313)は、第2のモードにおいて、ビット数変換回路106aから供給された8ビットの画像データを8ビットの信号線5400〜5407経由で出力する。
なお、セレクタ群530(5300〜5313)は、第2のモードにおいて、上位6ビット分の出力端子D8〜D13を介してLレベルに固定された論理値(データ)を出力している。
次に、本発明の第2実施例に係る撮像システム200bを、図6を用いて説明する。図6は、本発明の第2実施例における変換部203bの内部の構成を示す図である。以下では、第1実施例と異なる部分を中心に説明し、同様の部分の説明を省略する。
変換部(A/D変換用LSI)203bの出力は、シリアル差動出力(LVDS)方式にしたがっている。変換部203bは、出力切り替え回路(出力部)607,609、パラレル・シリアル変換回路610、611、出力バッファ612、613、614、及び出力端子D0P、D1P、D2P、D0N、D1N、D2Nを含む。
制御端子608は、モードに応じた動作を行うための制御信号を全体制御回路212から受ける。
出力切り替え回路607は、制御端子608が受けた制御信号に応じて、ADC105から出力された14ビットの画像データのうちの上位6ビットのデータと、Lレベルに固定された6ビットのデータとのいずれかを選択する。出力切り替え回路607は、選択した6ビットのデータをパラレル・シリアル変換回路610へ出力する。
出力切り替え回路609は、制御端子608が受けた制御信号に応じて、ADC105から出力された14ビットの画像データのうちの下位8ビットのデータと、ビット数変換回路106aから出力された8ビットのデータとのいずれかを選択する。出力切り替え回路609は、選択した8ビットのデータをパラレル・シリアル変換回路611へ出力する。
パラレル・シリアル変換回路610は、出力切り替え回路607から出力された6ビット幅のパラレルデータを、図示していないADC105の変換周期よりも高速な内部クロックにより1ビットづつのシリアルデータに変換する。パラレル・シリアル変換回路610は、変換したシリアルデータを出力バッファ612へ出力する。
パラレル・シリアル変換回路611は、出力切り替え回路609から出力された8ビット幅のパラレルデータを、図示していないADC105の変換周期よりも高速な内部クロックにより1ビットづつのシリアルデータに変換する。パラレル・シリアル変換回路611は、変換したシリアルデータを出力バッファ613へ出力し、高速な内部クロックを外部同期クロックとして出力バッファ614へ出力する。
出力バッファ612は、パラレル・シリアル変換回路610から出力された1ビットづつのデータを正転データ・反転データで表される差動方式(LVDS方式)により出力する。
出力バッファ613は、パラレル・シリアル変換回路611から出力された1ビットづつのデータを正転データ、反転データで表される差動方式(LVDS方式)により出力する。また、出力バッファ613は、パラレル・シリアル変換回路611から出力された高速な内部クロックを正転データ・反転データで表される差動方式により出力する。
このようにして、第1のモードにおいて、ビット数変換回路106から出力された8ビットの画像データをLVDS方式で出力することができる。また、第2のモードにおいて、ADC105から出力される14ビットの画像データをLVDS方式で出力することができる。この場合、第2のモードにおいて、出力バッファ612からLレベルに固定された論理値(データ)のみが出力されるため、その出力駆動電流を低減でき、または、出力駆動電流をOFFすることができる。これにより、画像を表示する処理に伴う消費電力量を低減できる。
本発明の実施形態に係る撮像システム200の構成を示すブロック図。 撮像システム200aにおける変換部203aの内部の構成を示す図。 本発明の第1実施例におけるビット数変換回路106aの内部構成を示す図。 係数値の概念を示す図。 本発明の第1実施例における出力切り替え回路107aの内部構成を示す図。 本発明の第2実施例における変換部203bの内部の構成を示す図。
符号の説明
200,200a,200b 撮像システム
203,203a,203b 変換部

Claims (5)

  1. 被写体を撮像して画像信号を生成する撮像センサと、
    前記撮像センサから出力された画像信号を複数ビットの画像データに変換する変換部と、
    前記変換部から出力された画像データに応じた画像を表示する表示部と、
    を備え、
    前記変換部は、前記表示部が画像を表示しない第1のモードにおいて、画像信号を第1のビット数の画像データに変換し、前記表示部が画像を表示する第2のモードにおいて、画像信号を前記第1のビット数より少ない第2のビット数の画像データに変換する
    ことを特徴とする撮像システム。
  2. 前記変換部は、前記第1のモードにおいて、変換した画像データを前記第1のビット数の信号線を介して出力し、前記第2のモードにおいて、変換した画像データを前記第1のビット数の信号線の一部である前記第2のビット数の信号線を介して出力する
    ことを特徴とする請求項1に記載の撮像システム。
  3. 前記変換部は、
    前記撮像センサから出力された画像信号をA/D変換することにより、前記第1のビット数の画像データを生成するA/D変換部と、
    前記第2のモードにおいて、前記A/D変換部から出力された画像データに階調圧縮処理を行うことにより、前記第2のビット数の画像データを生成するビット数変換部と、
    前記第1のモードにおいて、前記A/D変換部から供給された前記第1のビット数の画像データを出力し、前記第2のモードにおいて、前記ビット数変換部から供給された前記第2のビット数の画像データを出力する出力部と、
    を含む
    ことを特徴とする請求項1に記載の撮像システム。
  4. 前記出力部は、前記第1のモードにおいて、前記A/D変換部から供給された画像データを前記第1のビット数の信号線を介して出力し、前記第2のモードにおいて、前記A/D変換部から供給された画像データを前記第1のビット数の信号線の一部である前記第2のビット数の信号線を介して出力する
    ことを特徴とする請求項3に記載の撮像システム。
  5. 被写体を撮像して画像信号を生成する撮像センサと、前記撮像センサから出力された画像信号を複数ビットの画像データに変換する変換部と、前記変換部から出力された画像データに応じた画像を表示する表示部とを有する撮像システムの制御方法であって、
    前記表示部が画像を表示しない第1のモードにおいて、画像信号を第1のビット数の画像データに変換するように、前記変換部を制御する第1のステップと、
    前記表示部が画像を表示する第2のモードにおいて、画像信号を前記第1のビット数より少ない第2のビット数の画像データに変換するように、前記変換部を制御する第2のステップと、
    を備えたことを特徴とする撮像システムの制御方法。
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