JP2011114474A - Imaging apparatus and method for driving solid-state imaging element - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、撮像装置及び固体撮像素子の駆動方法に関する。 The present invention relates to an imaging apparatus and a method for driving a solid-state imaging element.
撮像素子としてCCD(Charge Coupled Device)型イメージセンサを搭載するデジタルカメラやデジタルビデオカメラ等の撮像装置においては、メカニカルシャッタを用いないで撮影を行ったときに、CCD特有の現象であるスミアの発生が問題となる。 In an imaging device such as a digital camera or digital video camera equipped with a CCD (Charge Coupled Device) type image sensor as an imaging device, smear that is a phenomenon peculiar to CCD occurs when shooting is performed without using a mechanical shutter. Is a problem.
スミアを低減する方法としては、特許文献1に開示されているように、間引き駆動を行って電荷を高速転送する方法が知られている。この方法は、電荷を高速転送するため、スミアの発生していない転送路において電荷の転送残りが発生し、画質が劣化してしまう可能性がある。スミアがある程度広範囲に発生していた場合には、この転送残りによる画質劣化よりも、高速転送したことによるスミア低減の効果の方が大きくなるため、最終的な画質は良好なものにすることができる。しかし、スミアが局所的に発生していた場合(例えば、1つの垂直電荷転送路にだけスミアが発生していた場合)には、転送残りによる画質劣化の方が、高速転送したことによるスミア低減の効果よりも大きくなってしまうことがあり、最終的な画質は逆に劣化してしまう。
As a method of reducing smear, as disclosed in
特許文献2に開示されているように、スミア低減駆動は、スミアが発生していると判定された場合にのみ実施する方法が一般的である。しかし、このような方法においてスミア低減駆動として間引き駆動を採用すると、スミアが局所的に発生していた場合に、上述した理由によって画質が劣化してしまう。 As disclosed in Patent Document 2, smear reduction driving is generally performed only when it is determined that smear has occurred. However, when the thinning drive is adopted as the smear reduction drive in such a method, the image quality deteriorates due to the above-described reason when the smear is generated locally.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、スミアを低減したことによる画質劣化を防ぐことが可能な撮像装置及び固体撮像素子の駆動方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide an imaging apparatus and a solid-state imaging element driving method capable of preventing image quality deterioration due to reduction of smear.
本発明の撮像装置は、複数の画素を有するCCD型の固体撮像素子を備えた撮像装置であって、前記複数の画素は、被写体光に応じた電荷を発生する有効画素及びスミアを検出するためのスミア検出用画素を含み、前記固体撮像素子を駆動して前記複数の画素から信号を読み出す駆動部と、前記スミア検出用画素から出力された信号に基づいて、前記有効画素が配置される領域全体に対するスミア発生領域の割合(以下、スミア発生割合という)を算出するスミア発生割合算出部とを備え、前記駆動部は、前記スミア発生割合が閾値以上のときにスミア低減駆動で前記固体撮像素子を駆動して信号を読み出し、前記スミア発生割合が閾値未満のときに通常駆動で前記固体撮像素子を駆動して信号を読み出し、前記スミア低減駆動とは、前記通常駆動時よりも電荷を読み出す画素数を減らした駆動である。 The imaging device of the present invention is an imaging device including a CCD type solid-state imaging device having a plurality of pixels, and the plurality of pixels detect effective pixels and smears that generate charges according to subject light. A drive unit that drives the solid-state imaging device to read signals from the plurality of pixels, and an area in which the effective pixels are arranged based on signals output from the smear detection pixels A smear generation ratio calculation unit that calculates a ratio of a smear generation region to the whole (hereinafter referred to as a smear generation ratio), and the drive unit performs smear reduction driving when the smear generation ratio is equal to or greater than a threshold value. The signal is read out by driving the solid-state imaging device by the normal drive when the smear occurrence ratio is less than the threshold value, and the signal is read out by the solid-state imaging device. A drive with a reduced number of pixels to read out the charge than when driving.
本発明の固体撮像素子の駆動方法は、複数の画素を有するCCD型の固体撮像素子の駆動方法であって、前記複数の画素は、被写体光に応じた電荷を発生する有効画素及びスミアを検出するためのスミア検出用画素を含み、前記スミア検出用画素から出力された信号に基づいて、前記有効画素が配置される領域全体に対するスミア発生領域の割合(以下、スミア発生割合という)を算出するスミア発生割合算出ステップと、前記スミア発生割合が閾値以上のときにスミア低減駆動で前記固体撮像素子を駆動して信号を読み出し、前記スミア発生割合が閾値未満のときに通常駆動で前記固体撮像素子を駆動して信号を読み出す駆動ステップとを備え、前記スミア低減駆動とは、前記通常駆動時よりも電荷を読み出す画素数を減らした駆動である。 The solid-state imaging device driving method of the present invention is a CCD-type solid-state imaging device driving method having a plurality of pixels, and the plurality of pixels detect effective pixels and smears that generate charges according to subject light. And calculating a ratio of the smear generation area to the entire area where the effective pixels are arranged (hereinafter referred to as a smear generation ratio) based on a signal output from the smear detection pixel. A smear occurrence ratio calculating step; when the smear occurrence ratio is equal to or greater than a threshold value, the solid-state image sensor is driven by smear reduction driving to read a signal; and when the smear occurrence ratio is less than the threshold value, the solid-state image sensor is normally driven And the smear reduction drive is a drive in which the number of pixels from which charges are read is reduced as compared with the normal drive.
本発明によれば、スミアを低減したことによる画質劣化を防ぐことが可能な撮像装置及び固体撮像素子の駆動方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an imaging apparatus and a solid-state imaging element driving method capable of preventing image quality deterioration due to reduction of smear.
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、本発明の一実施形態を説明するための撮像装置の概略構成を示す図である。撮像装置としては、デジタルカメラ及びデジタルビデオカメラ等の撮像装置、電子内視鏡及びカメラ付携帯電話機等に搭載される撮像モジュール、等があり、ここではデジタルカメラを例にして説明する。 FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an imaging apparatus for explaining an embodiment of the present invention. Examples of the imaging device include an imaging device such as a digital camera and a digital video camera, an imaging module mounted on an electronic endoscope, a camera-equipped mobile phone, and the like. Here, a digital camera will be described as an example.
図1に示すデジタルカメラは、撮影レンズ1と、絞り2と、メカニカルシャッタ3と、CCD型の固体撮像素子5と、アナログ信号処理部6と、AD変換部7と、レンズ駆動部1aと、絞り駆動部2aと、シャッタ駆動部3aと、撮像素子駆動部5aと、システム制御部11と、補助光発光部10と、発光駆動部10aと、操作部12と、メインメモリ16と、メインメモリ16に接続されたメモリ制御部15と、デジタル信号処理部17と、スミア発生割合算出部18と、圧縮伸張処理部19と、着脱自在の記録媒体21が接続される外部メモリ制御部20と、カメラ背面等に搭載された液晶表示部23が接続される表示制御部22とを備える。
A digital camera shown in FIG. 1 includes a photographing
絞り2及びメカニカルシャッタ3は、撮影レンズ1と固体撮像素子5との間に、この順番で設けられている。
The diaphragm 2 and the mechanical shutter 3 are provided in this order between the photographing
補助光発光部10は、撮影時に被写体を照明するための補助光を発光するものであり、キセノン管、LED等によって補助光(フラッシュ光)を発光する。
The auxiliary
システム制御部11は、レンズ駆動部1aを制御して撮影レンズ1の位置をフォーカス位置に調整したりズーム調整を行ったりする。システム制御部11は、絞り駆動部2aを介し絞り2の開口量を制御して露光量調整を行ったり、シャッタ駆動部3aを介しメカニカルシャッタ3の開閉制御をしたりする。システム制御部11は、撮像素子駆動部5aを介して固体撮像素子5を駆動し、撮影レンズ1を通して撮像した被写体像を撮像信号として出力させる。システム制御部11は、発光駆動部10aを介し補助光発光部10から補助光を発光させる。システム制御部11には、操作部12を通してユーザからの指示信号が入力される。
The
アナログ信号処理部6は、固体撮像素子5から出力される撮像信号に相関二重サンプリング処理及び信号増幅処理を施す。AD変換部7は、アナログ信号処理部6で処理後の撮像信号をデジタル信号に変換する。デジタル信号処理部17は、AD変換部7から出力された撮像信号にホワイトバランス補正、同時化処理やガンマ補正演算、RGB/YC変換処理等を行って画像データを生成する。デジタル信号処理部17は、生成した感度の異なる2つの画像データを合成してダイナミックレンジを拡大した広DR画像データを生成する処理も行う。
The analog signal processing unit 6 performs correlated double sampling processing and signal amplification processing on the imaging signal output from the solid-state imaging device 5. The AD conversion unit 7 converts the imaging signal processed by the analog signal processing unit 6 into a digital signal. The digital
スミア発生割合算出部18は、このデジタルカメラが実施可能なスミア低減駆動を、撮像時に実施するか否かを判定するためのデータを算出する。
The smear occurrence
圧縮伸張処理部19は、デジタル信号処理部17で生成された画像データをJPEG形式に圧縮したり圧縮画像データを伸張したりする。ここで処理された画像データは、外部メモリ制御部20の制御により、記録媒体21に記録される。
The compression /
メモリ制御部15、デジタル信号処理部17、スミア発生割合算出部18、圧縮伸張処理部19、外部メモリ制御部20、及び表示制御部22は、制御バス24及びデータバス25によって相互に接続され、システム制御部11からの指令によって制御される。
The
図2は、図1に示したデジタルカメラにおける固体撮像素子の概略構成を示す平面模式図である。シリコン等の半導体基板には、受光部51と、水平電荷転送路52と、出力部53とが形成されている。
FIG. 2 is a schematic plan view showing a schematic configuration of the solid-state imaging device in the digital camera shown in FIG. A
受光部51には、フォトダイオード等の光電変換素子からなる画素を水平方向Xに複数並べたラインが、水平方向Xに直交する垂直方向Yに複数配置されている。
In the
受光部51の各画素で発生した電荷は、受光部51内の図示しない垂直電荷転送路に読み出され、ここで垂直方向Yに転送される。垂直電荷転送路を転送されてきた1ライン分の電荷は、水平電荷転送路52によって水平方向Xに転送される。水平電荷転送路52の終端にはフローティングディフュージョアンプ(FDA)等の、電荷をその電荷量に比例した電圧信号(撮像信号)に変換して出力する出力部53が設けられ、水平方向Xに転送されてきた電荷がこの出力部53で電圧信号に変換されて外部に出力される。
The charges generated in each pixel of the
受光部51に配置された複数のラインのうち、水平電荷転送路52に隣接する少なくとも1つのラインは、スミアを検出するために、遮光膜によって光が入射しないようになっている。この遮光されたラインの各画素のことをスミア検出用画素という。また、スミア検出用画素以外の画素は、光が入射するようになっているため、被写体光に応じた電荷を発生する有効画素という。なお、スミアは垂直電荷転送路で主に発生するものであるため、スミア検出用画素は、光電変換素子である必要はなく、光電変換素子を設けずに垂直電荷転送路だけを設けた構成としてもよい。光電変換素子を省略した場合には、光電変換素子を省略した領域に隣接している垂直電荷転送路に存在している電荷を、この領域から読み出した電荷として扱う。
At least one line adjacent to the horizontal
また、受光部51の有効画素の周囲には、黒レベル補正用に黒レベルを検出するための遮光された画素等も存在するが、ここでは図示を省略している。
In addition, there are pixels that are shielded from light for detecting the black level for black level correction around the effective pixels of the
受光部51にある任意の垂直電荷転送路でスミアが発生した場合、その垂直電荷転送路に電荷が読み出されるスミア検出用画素から得られる信号レベルは、スミアが発生していないときのレベル(黒レベル)よりも大きくなる。このため、スミア検出用画素から得られる信号のレベルを検出することにより、有効画素が配置された領域である有効領域において、どの位置の有効画素にスミアが発生しているのかを知ることができる。スミア発生割合算出部18は、このことを利用して、有効領域に対するスミア発生領域の割合であるスミア発生割合を算出する。
When smear occurs in any vertical charge transfer path in the
具体的には、スミア発生割合算出部18は、スミア検出用画素のラインから得られた信号のレベルを検出し、そのレベルがスミアと判断できるレベル(スミアレベル)を超えているか否かを判定する。スミアレベルを超えているスミア検出用画素があった場合には、その画素の水平方向における位置をスミア発生位置とする。有効画素の1ラインにおける水平方向の画素数(スミア検出用画素の1ラインにおける水平方向の画素数と同義)をMとし、検出したスミア発生位置の数をNとすると、スミア発生割合算出部18は、(N/M)をスミア発生割合として算出する。
Specifically, the smear occurrence
図3は、図2に示す固体撮像素子の受光部51に含まれる画素の配列例を示した図である。図3に示す“R1”,“R2”を付したブロックは、赤色のカラーフィルタを受光面上方に持つ画素を示している。“G1”,“G2”を付したブロックは、緑色のカラーフィルタを受光面上方に持つ画素を示している。“B1”,“B2”を付したブロックは、青色のカラーフィルタを受光面上方に持つ画素を示している。
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of the arrangement of pixels included in the
図3に示した例は、水平方向と垂直方向に正方格子状に配列された画素5aと、画素5aと同一のピッチ及び同一数で正方格子状に配列された画素5bとを、各画素の配列ピッチの1/2だけ水平及び垂直方向にずらして配置した構成となっている。図3中、R1,G1,B1を付したブロックが画素5aであり、R2,G2,B2を付したブロックが画素5bである。
In the example shown in FIG. 3, the
図3に示したように、画素5a上方のカラーフィルタ配列はベイヤー配列となっており、画素5b上方のカラーフィルタ配列もベイヤー配列となっている。このような配置により、画素5aの斜め隣には、その画素5aの上方にあるカラーフィルタと同色のカラーフィルタを上方に持つ画素5bが存在するようになっている。
As shown in FIG. 3, the color filter array above the
垂直方向に並ぶ画素からなる画素列には垂直電荷転送路54が対応して設けられている。垂直電荷転送路54は、対応する画素列の右側部に配置され、対応する画素列の各画素から読み出された電荷を垂直方向に転送する。垂直電荷転送路54と、これに対応する画素列の各画素との間には、画素から垂直電荷転送路54に電荷を読み出すための電荷読み出し領域56(図中では模式的に矢印で示してある)が形成されている。
A vertical
水平方向に並ぶ画素からなる画素行をラインというと、各ラインの間には、撮像素子駆動部5aから駆動パルスが供給される転送電極V1〜V16が水平方向に蛇行して形成されている。
When pixel rows composed of pixels arranged in the horizontal direction are referred to as lines, transfer electrodes V1 to V16 to which drive pulses are supplied from the image
Gフィルタを上方に持つ画素5aとBフィルタを上方に持つ画素5aとが並ぶGBラインのうち、水平電荷転送路52とは反対側から数えて奇数番目のラインの上側部には、転送電極V16が形成され、下側部には転送電極V1が形成されている。画素5aのGBラインのうち、水平電荷転送路52とは反対側から数えて偶数番目のラインの上側部には、転送電極V8が形成され、下側部には転送電極V9が形成されている。
Of the GB line in which the
Rフィルタを上方に持つ画素5aとGフィルタを上方に持つ画素5aとが並ぶRGラインのうち、水平電荷転送路52とは反対側から数えて奇数番目のラインの上側部には、転送電極V4が形成され、下側部には転送電極V5が形成されている。画素5aのRGラインのうち、水平電荷転送路52とは反対側から数えて偶数番目のラインの上側部には、転送電極V12が形成され、下側部には転送電極V13が形成されている。
Of the RG line in which the
画素5bのGBラインのうち、水平電荷転送路52とは反対側から数えて奇数番目のラインの上側部には、転送電極V6が形成され、下側部には転送電極V7が形成されている。画素5bのGBラインのうち、水平電荷転送路52とは反対側から数えて偶数番目のラインの上側部には、転送電極V14が形成され、下側部には転送電極V15が形成されている。
Of the GB line of the
画素5bのRGラインのうち、水平電荷転送路52とは反対側から数えて奇数番目のラインの上側部には、転送電極V2が形成され、下側部には転送電極V3が形成されている。画素5bのRGラインのうち、水平電荷転送路52とは反対側から数えて偶数番目のラインの上側部には、転送電極V10が形成され、下側部には転送電極V11が形成されている。
Of the RG line of the
転送電極V1,V5,V9,V13は、画素5aに隣接する電荷読み出し領域56上方も覆っており、読み出し電極を兼ねている。転送電極V1,V5,V9,V13に読み出しパルスを印加することで、画素5aから垂直電荷転送路54に電荷を読み出すことができる。
The transfer electrodes V1, V5, V9, and V13 also cover the
転送電極V3,V7,V11,V15は、画素5bに隣接する電荷読み出し領域56上方も覆っており、読み出し電極を兼ねている。転送電極V3,V7,V11,V15に読み出しパルスを印加することで、画素5bから垂直電荷転送路54に電荷を読み出すことができる。
The transfer electrodes V3, V7, V11, and V15 also cover the
このように、画素5aの読み出し電極と画素5bの読み出し電極は独立して駆動することができるため、画素5aと画素5bのそれぞれの露光時間を異ならせる制御が可能になっている。このような構成により、画素5aと画素5bを同一構造としながらも、画素5aと画素5bからは、それぞれ感度の異なる信号を出力させることが可能になっている。
Thus, since the readout electrode of the
以下では、図3に示した画素5aを主画素ともいい、画素5bを副画素ともいう。また、隣接する主画素と副画素であって、同一色のカラーフィルタを受光面上方に持つ主画素と副画素の組み合わせをペアという。図3に示した配列は、このペアを複数個規則的に配置したものとも言うことができる。
Hereinafter, the
このデジタルカメラは、通常撮影モードと、高感度撮影モードと、ダイナミックレンジを拡大した撮影を行う広DR撮影モードとを設定可能になっている。 This digital camera can be set to a normal shooting mode, a high-sensitivity shooting mode, and a wide DR shooting mode for shooting with an expanded dynamic range.
通常撮影モードでは、システム制御部11が、主画素と副画素の各々の露光時間を同一とした撮像を実施する。そして、デジタル信号処理部17が、主画素及び副画素から読み出した全ての信号を用いて画像データを生成する。この画像データは圧縮後、記録媒体21に記録される。
In the normal imaging mode, the
高感度撮影モードでは、システム制御部11が、主画素と副画素の各々の露光時間を同一とした撮像を実施する。そして、デジタル信号処理部17が、ペアのうち主画素から得られた信号と副画素から得られた信号を合成し、合成後の信号を用いて高感度の画像データを生成する。この画像データは圧縮後、記録媒体21に記録される。
In the high-sensitivity shooting mode, the
広DR撮影モードでは、システム制御部11が、主画素と副画素の各々の露光時間を異ならせて撮像を実施する。デジタル信号処理部17では、主画素から得られた信号から主画素画像データを生成し、副画素から得られた信号から副画素画像データを生成する。デジタル信号処理部17では、これら主画素画像データと副画素画像データを合成することで、ダイナミックレンジを拡大した広DR画像データを生成する。この広DR画像データは圧縮後、記録媒体21に記録される。
In the wide DR shooting mode, the
システム制御部11は、通常撮影モード時、前のフレームの撮像時にスミア発生割合算出部18で算出されたスミア発生割合に応じて、次のフレームの撮像時の信号読み出し駆動方法を決定する。具体的には、スミア発生割合が閾値(例えば0.1)以上であれば、次のフレームの撮像時の信号読み出し方法としてスミア低減駆動を採用し、スミア発生割合が閾値未満であれば、次のフレームの撮像時の信号読み出し方法として通常駆動を採用する。
In the normal shooting mode, the
なお、図3に示した固体撮像素子の構成例においては、画素のラインのうち、水平電荷転送路52に隣接する少なくとも2つのラインの各画素をスミア検出用画素とする。そして、スミア発生割合算出部18では、この2つのラインの各画素から得られる信号のレベルを検出し、スミアレベルを超えている信号の水平方向の位置をスミア検出位置とする。そして、この2つのラインに含まれる画素の総数をMとし、検出したスミア発生位置の数をNとして、(N/M)をスミア発生割合として算出する。
In the configuration example of the solid-state imaging device illustrated in FIG. 3, each pixel of at least two lines adjacent to the horizontal
画素配列が正方配列の場合、つまり、図3において画素5bを省略した構成の場合には、水平電荷転送路52に隣接する少なくとも1つのラインの各画素をスミア検出用画素とし、この1つのラインに含まれる画素の総数をMとし、検出したスミア発生位置の数をNとして、(N/M)をスミア発生割合として算出すればよい。
When the pixel array is a square array, that is, in the configuration in which the
ここで、“撮像”とは、固体撮像素子5の各画素の露光を開始し、露光終了後、その露光によって固体撮像素子5の一部又は全部の画素に蓄積された電荷を垂直電荷転送路54に読み出し、これを転送して該電荷に応じた信号を固体撮像素子5から出力させる一連の処理のことをいう。 Here, “imaging” refers to the start of exposure of each pixel of the solid-state imaging device 5, and the charge accumulated in a part or all of the pixels of the solid-state imaging device 5 by the exposure after the exposure is completed. This is a series of processing for reading out to 54, transferring this, and outputting a signal corresponding to the charge from the solid-state imaging device 5.
また、スミア低減駆動とは、通常駆動よりも電荷を読み出す画素数を減らした駆動である。以下、通常駆動とスミア低減駆動について具体的に説明する。 Further, the smear reduction drive is a drive in which the number of pixels from which charges are read is reduced compared to the normal drive. Hereinafter, the normal drive and the smear reduction drive will be specifically described.
図4は、通常駆動で固体撮像素子から信号を読み出す方法を説明する図である。図5は、通常駆動時に固体撮像素子5の転送電極に供給するパルスのタイミングチャート例を示す図である。図5のFIG5Aは、画素から電荷を読み出し、この電荷を数段転送するまでのタイミングチャートを示している。図5のFIG5Bは、垂直電荷転送路54で電荷を転送するときのタイミングチャートを示している。
FIG. 4 is a diagram for explaining a method of reading a signal from the solid-state imaging device by normal driving. FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a timing chart of pulses supplied to the transfer electrode of the solid-state imaging device 5 during normal driving. FIG. 5A in FIG. 5 shows a timing chart for reading out charges from a pixel and transferring the charges several stages. FIG. 5B in FIG. 5 shows a timing chart when charges are transferred through the vertical
図4,5に示すように、通常駆動時には、システム制御部11が、露光終了後、転送電極V1,V3,V9,V11に読み出しパルスを印加して、全ての画素のラインから2ラインおきに垂直電荷転送路54に電荷を読み出す。そして、この電荷を転送して該電荷に応じた信号を固体撮像素子5から出力させる。図4では、電荷を読み出す対象となる画素に斜線を付してある。
As shown in FIGS. 4 and 5, at the time of normal driving, the
これに対し、スミア低減駆動時には、システム制御部11が、通常駆動時に信号を読み出す対象となる画素(図4で斜線を示した画素)から複数(以下の例では2つ)のフィールドに分けて信号を読み出すようにしている。
On the other hand, at the time of smear reduction driving, the
図6は、スミア低減駆動の第一フィールドで固体撮像素子から信号を読み出す方法を説明する図である。図7は、スミア低減駆動の第一フィールドで固体撮像素子5の転送電極に供給するパルスのタイミングチャート例を示す図である。図7のFIG7Aは、画素から電荷を読み出し、この電荷を数段転送するまでのタイミングチャートを示している。図7のFIG7Bは、垂直電荷転送路54で電荷を転送するときのタイミングチャートを示している。
FIG. 6 is a diagram for explaining a method of reading a signal from the solid-state imaging device in the first field of smear reduction driving. FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a timing chart of pulses supplied to the transfer electrode of the solid-state imaging device 5 in the first field of smear reduction driving. FIG. 7A in FIG. 7 shows a timing chart for reading out charges from a pixel and transferring the charges several stages. FIG. 7B of FIG. 7 shows a timing chart when charges are transferred through the vertical
図8は、スミア低減駆動の第二フィールドで固体撮像素子から信号を読み出す方法を説明する図である。図9は、スミア低減駆動の第二フィールドで固体撮像素子5の転送電極に供給するパルスのタイミングチャート例を示す図である。図9のFIG9Aは、画素から電荷を読み出し、この電荷を数段転送するまでのタイミングチャートを示している。図9のFIG9Bは、垂直電荷転送路54で電荷を転送するときのタイミングチャートを示している。
FIG. 8 is a diagram for explaining a method of reading a signal from the solid-state imaging device in the second field of smear reduction driving. FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a timing chart of pulses supplied to the transfer electrode of the solid-state imaging device 5 in the second field of smear reduction driving. FIG. 9A in FIG. 9 shows a timing chart for reading out charges from a pixel and transferring the charges several stages. FIG. 9B of FIG. 9 shows a timing chart when charges are transferred through the vertical
スミア低減駆動時には、まず、システム制御部11が、露光終了後、転送電極V1,V3に読み出しパルスを印加して、通常駆動時に読み出す対象となるラインの半分のライン(図6で斜線を示した画素)から垂直電荷転送路54に電荷を読み出す。そして、この電荷を転送して該電荷に応じた信号を固体撮像素子5から出力させて、第一フィールドを終了する(図6,7参照)。
At the time of smear reduction driving, first, the
第一フィールド終了後、システム制御部11は、転送電極V9,V11に読み出しパルスを印加して、通常駆動時に読み出す対象となるラインの残り半分のライン(図8で斜線を示した画素)から垂直電荷転送路54に電荷を読み出す。そして、この電荷を転送して該電荷に応じた信号を固体撮像素子5から出力させる(図8,9参照)。
After the end of the first field, the
図10は、通常駆動時に固体撮像素子5から出力される撮像信号を模式的に示した図である。通常駆動時に信号が読み出されるラインのうち、隣接する2ラインから得られた信号を通常ラインと定義すると、通常駆動時には、図10に示すように、n個の通常ライン(1)〜(n)が得られる。 FIG. 10 is a diagram schematically illustrating an imaging signal output from the solid-state imaging device 5 during normal driving. When signals obtained from two adjacent lines among the lines from which signals are read during normal driving are defined as normal lines, n normal lines (1) to (n) are displayed during normal driving, as shown in FIG. Is obtained.
図11は、スミア低減駆動時に固体撮像素子5から出力される撮像信号を模式的に示した図である。図11のFIG11Aは、第一フィールドで読み出された撮像信号を示し、図11のFIG11Bは、第二フィールドで読み出された撮像信号を示している。 FIG. 11 is a diagram schematically illustrating an imaging signal output from the solid-state imaging device 5 during smear reduction driving. FIG. 11A shows the image pickup signal read out in the first field, and FIG. 11B shows the image pickup signal read out in the second field.
スミア低減駆動時に第一フィールドで信号が読み出されるラインのうち、隣接する2ラインから得られた信号を間引きラインAと定義し、スミア低減駆動時に第二フィールドで信号が読み出されるラインのうち、隣接する2ラインから得られた信号を間引きラインBと定義すると、図11に示すように、スミア低減駆動時の各フィールドでは、(n/2)個の間引きラインが得られる。 Of the lines from which signals are read out in the first field during smear reduction driving, signals obtained from two adjacent lines are defined as thinning lines A, and from among the lines from which signals are read out in the second field during smear reduction driving, If the signal obtained from the two lines is defined as a thinning line B, as shown in FIG. 11, (n / 2) thinning lines are obtained in each field during smear reduction driving.
このように、スミア低減駆動時には、各フィールドにおいて垂直電荷転送路54に読み出される電荷の数が、通常駆動時の半分になる。このため、図5と図7及び図9とを比較して分かるように、スミア低減駆動時の方が、全ての信号を読み出すまでの時間は通常駆動時より長くなるものの、各フィールドにおける垂直電荷転送路54での電荷転送時間は短くすることができる。スミアの発生量は、垂直電荷転送路54での電荷転送時間に依存するため、電荷転送時間を短くすることで、スミアの低減を図ることができる。
Thus, at the time of smear reduction driving, the number of charges read out to the vertical
このデジタルカメラでは、デジタル信号処理部17が、スミア低減駆動時の第一フィールドで得られた撮像信号と、スミア低減駆動時の第二フィールドで得られた撮像信号とを合成することにより、これら2つの撮像信号を1フレームデータ(1つの画像を生成するためのデータ)として記録媒体21に記録するようにしている。
In this digital camera, the digital
つまり、図12に示すように、間引きラインAの間に間引きラインBを補間する処理を行うことで、通常駆動時に得られる信号配列と同じ撮像信号を得るようにしている。このようにすることで、通常駆動時と解像度を同じにすることができ、スミア低減しながら解像度も維持することができる。 That is, as shown in FIG. 12, by performing the process of interpolating the thinning line B between the thinning lines A, the same imaging signal as the signal array obtained during normal driving is obtained. By doing so, the resolution can be made the same as that during normal driving, and the resolution can be maintained while reducing smear.
なお、第一フィールドと第二フィールドのいずれも、単独でRGB3色の色データを取得できるため、どちらか一方から得られる撮像信号のみを、1フレームデータとして記録するようにしてもよい。この場合には、第一フィールド又は第二フィールドを省略することができ、通常駆動時とほぼ同じ時間で信号の読み出しが可能となる。 Since both the first field and the second field can independently acquire color data of three colors of RGB, only the imaging signal obtained from either one may be recorded as one frame data. In this case, the first field or the second field can be omitted, and the signal can be read out in substantially the same time as in normal driving.
また、以上の説明では、通常駆動時に、全てのラインの半分から信号を読み出すものとしたが、信号読み出す対象となるラインは、記録する画像データの解像度や撮像モードに応じて決めればよい。例えば、静止画撮像モードのときは、設定された解像度となるように、ラインの全部又は一部から信号を読み出せばよい。また、動画撮像モードのときは、高速撮像が必要となるため、ラインの一部から信号を読み出せばよい。 In the above description, signals are read from half of all the lines during normal driving. However, the lines to be read may be determined according to the resolution of the image data to be recorded and the imaging mode. For example, in the still image capturing mode, signals may be read from all or part of the line so that the set resolution is obtained. In the moving image capturing mode, high-speed image capturing is required, so that a signal may be read from a part of the line.
以上のように構成されたデジタルカメラの動作について説明する。 The operation of the digital camera configured as described above will be described.
図13は、図1に示すデジタルカメラが記録媒体に画像データを記録するための記録用の撮像を実施するときの動作フローを示した図である。図13では、動画記録用の撮像を行うときの動作を例にしている。 FIG. 13 is a diagram showing an operation flow when the digital camera shown in FIG. 1 performs recording imaging for recording image data on a recording medium. FIG. 13 illustrates an example of an operation when capturing an image for recording a moving image.
操作部12に含まれるレリーズボタンが押されて動画撮像指示がなされると、システム制御部11は、固体撮像素子5により1フレーム目の撮像を実施する。この撮像では、システム制御部11は、通常駆動で固体撮像素子5を駆動して信号を読みだす(ステップS1)。
When a release button included in the
1フレーム目の撮像が終了すると、スミア発生割合算出部18が、この撮像で固体撮像素子5から出力された撮像信号を取得し、その撮像信号に基づいてスミア発生位置を検出する(ステップS2)。スミア発生割合算出部18は、検出したスミア発生位置に基づき、スミア発生割合を算出する(ステップS3)。
When the imaging of the first frame is completed, the smear occurrence
次に、システム制御部11は、ステップS3で算出されたスミア発生割合を閾値と比較し、スミア発生割合が閾値以上であった場合(ステップS4:YES)は、次フレームの撮像時の信号読み出し方法としてスミア低減駆動を設定し(ステップS5)、スミア発生割合が閾値未満であった場合(ステップS4:NO)は、次フレームの撮像時の信号読み出し方法として通常駆動を設定する(ステップS6)。
Next, the
ステップS5,S6の後、システム制御部11は、次フレームの撮像を開始する(ステップS7)。この撮像では、ステップS5、S6で設定した駆動で信号を読み出す。
After steps S5 and S6, the
ステップS7の撮像が終了すると、デジタル信号処理部17が、この撮像で固体撮像素子5から出力された撮像信号からフレームデータを生成し、このフレームデータを記録媒体21に記録する(ステップS8)。デジタル信号処理部17は、通常駆動で信号が読み出されたときは、固体撮像素子5から得られた撮像信号にデジタル信号処理を施してフレームデータを生成する。また、デジタル信号処理部17は、スミア低減駆動で信号が読み出されたときは、各フィールドで得られた撮像信号を合成処理して通常駆動時に得られる撮像信号と同配列の撮像信号を生成してから、その撮像信号にデジタル信号処理を施してフレームデータを生成する。また、ステップS8の処理と並行して、スミア発生割合算出部18が、この撮像で固体撮像素子5から出力された撮像信号を取得してスミア位置を検出する(ステップS9)。
When the imaging in step S7 is completed, the digital
ステップS9の後、撮像を継続する場合(ステップS10:NO)には、ステップS3に処理を移行し、ステップS9で取得した撮像信号に基づいて、スミア発生割合算出部18が、ステップS7の撮像におけるスミア発生割合を算出する。そして、このスミア発生割合に基づいて、次のフレームの撮像時の信号読み出し方法が設定される。ステップS9の後、撮像を終了する場合(ステップS10:YES)には、システム制御部11は撮像動作を終了する。
When imaging is continued after step S9 (step S10: NO), the process proceeds to step S3, and the smear occurrence
ここでは、動画撮像を例にしたが、静止画撮像のときは、操作部12に含まれるレリーズボタンが半押しされて、AE(自動露出)・AF(自動焦点調節)処理の指示がなされた時点で、ステップS1の撮像を仮撮像として実施し、この仮撮像によって得られる撮像信号に基づいてシステム制御部11がAE・AF処理を実施すると共に、ステップS2〜S6の処理を実施する。そして、レリーズボタンが全押しされた時点で、ステップS7の撮像(本撮像)を実施する。静止画撮像においては、ステップS9の後、ステップS10を省略して、撮像動作を終了する。
Here, moving image imaging is taken as an example, but at the time of still image imaging, the release button included in the
以上のように、このデジタルカメラによれば、局所的にスミアが発生していた場合には、通常駆動が実施され、広範囲にスミアが発生していた場合には、スミア低減駆動が実施される。このため、局所的にスミアが発生していた場合、広範囲にスミアが発生していた場合のいずれの場合でも、画質劣化を防ぐことができる。 As described above, according to this digital camera, when smear occurs locally, normal driving is performed, and when smear occurs over a wide area, smear reduction driving is performed. . For this reason, image quality deterioration can be prevented in both cases where smear has occurred locally and smear has occurred in a wide range.
また、このデジタルカメラによれば、通常駆動時に信号を読み出す対象となる光電変換素子から複数フィールドに分けて信号を読み出すことで、スミア低減駆動を実現している。また、スミア低減駆動の各フィールドで得られた信号は、通常駆動時に得られる信号配列と同じとなるように処理されるため、解像度を低下させることなく、スミアを低減することができる。また、スミアの低減と共に、暗電流、暗時の垂直シェーディングを抑制することもできる。 In addition, according to this digital camera, smear reduction driving is realized by reading a signal into a plurality of fields from a photoelectric conversion element that is a target for reading a signal during normal driving. Further, since the signals obtained in each field of the smear reduction drive are processed so as to be the same as the signal arrangement obtained during the normal drive, it is possible to reduce the smear without reducing the resolution. In addition to reducing smear, dark current and dark vertical shading can also be suppressed.
また、このデジタルカメラによれば、一般的な固体撮像素子の構成で解像度を維持したスミア低減を図ることができるため、低コスト化が可能となる。 In addition, according to this digital camera, it is possible to reduce smear while maintaining the resolution with the configuration of a general solid-state imaging device, so that the cost can be reduced.
なお、固体撮像素子5の画素配列は、図3に示したものに限らない。例えば、図14に示したように、正方格子状に配列した光電変換素子PDの上にベイヤー配列のカラーフィルタを設けた一般的な構成であってもよい。図14に示した構成の場合、例えば、通常駆動時には図中にハッチングを付した2ラインおきに信号を読み出し、スミア低減駆動時には、図中にハッチングを付したラインから複数フィールドに分けて信号を読み出すようにすればよい。 Note that the pixel arrangement of the solid-state imaging element 5 is not limited to that shown in FIG. For example, as shown in FIG. 14, a general configuration in which Bayer array color filters are provided on photoelectric conversion elements PD arrayed in a square lattice pattern may be used. In the case of the configuration shown in FIG. 14, for example, during normal driving, signals are read every two lines with hatching in the figure, and during smear reduction driving, signals are divided into a plurality of fields from the hatched lines in the figure. What is necessary is just to read.
以上説明したように、本明細書には以下の事項が開示されている。 As described above, the following items are disclosed in this specification.
開示された撮像装置は、複数の画素を有するCCD型の固体撮像素子を備えた撮像装置であって、前記複数の画素は、被写体光に応じた電荷を発生する有効画素及びスミアを検出するためのスミア検出用画素を含み、前記固体撮像素子を駆動して前記複数の画素から信号を読み出す駆動部と、前記スミア検出用画素から出力された信号に基づいて、前記有効画素が配置される領域全体に対するスミア発生領域の割合(以下、スミア発生割合という)を算出するスミア発生割合算出部とを備え、前記駆動部は、前記スミア発生割合が閾値以上のときにスミア低減駆動で前記固体撮像素子を駆動して信号を読み出し、前記スミア発生割合が閾値未満のときに通常駆動で前記固体撮像素子を駆動して信号を読み出し、前記スミア低減駆動とは、前記通常駆動時よりも電荷を読み出す画素数を減らした駆動である。 The disclosed imaging device is an imaging device including a CCD type solid-state imaging device having a plurality of pixels, and the plurality of pixels detect effective pixels and smears that generate charges according to subject light. A drive unit that drives the solid-state imaging device to read signals from the plurality of pixels, and an area in which the effective pixels are arranged based on signals output from the smear detection pixels A smear generation ratio calculation unit that calculates a ratio of a smear generation region to the whole (hereinafter referred to as a smear generation ratio), and the drive unit performs smear reduction driving when the smear generation ratio is equal to or greater than a threshold value. To read the signal, and when the smear occurrence rate is less than a threshold value, the solid-state image sensor is driven by normal driving to read the signal. Than during normal driving is a drive with reduced number of pixels to read out the charge.
この構成により、局所的にスミアが発生していた場合には、通常駆動が実施され、広範囲にスミアが発生していた場合には、スミア低減駆動が実施される。このため、局所的にスミアが発生していた場合、広範囲にスミアが発生していた場合のいずれの場合でも、画質劣化を防ぐことができる。 With this configuration, when smear is locally generated, normal driving is performed, and when smear is generated in a wide range, smear reduction driving is performed. For this reason, image quality deterioration can be prevented in both cases where smear has occurred locally and smear has occurred in a wide range.
開示された撮像装置は、前記駆動部が、前記スミア発生割合が閾値以上のときには、前記通常駆動時に信号を読み出す対象となる画素から複数のフィールドに分けて信号を読み出すと共に、前記複数のフィールドの各々において、それぞれ信号を読み出す対象となる画素が異なる前記スミア低減駆動で信号を読み出し、前記複数のフィールドに分けて読み出された信号を合成して、前記通常駆動時に信号を読み出す対象となる画素から読み出される信号配列と同じ信号配列の信号を生成する信号合成部を備える。 In the disclosed imaging device, when the smear occurrence ratio is equal to or greater than a threshold value, the drive unit reads a signal from a pixel that is a target for reading a signal during the normal drive in a plurality of fields, and In each of the pixels from which signals are to be read out, the pixels from which the signals are read out by the smear reduction drive, the signals read out by dividing into the plurality of fields are combined, and the signals from which the signals are read out during the normal drive A signal synthesizer that generates signals having the same signal arrangement as the signal arrangement read out from.
この構成により、スミア低減駆動を行った場合でも、通常駆動時と同じ解像度のフレームデータを得ることができる。 With this configuration, even when smear reduction driving is performed, frame data having the same resolution as that during normal driving can be obtained.
開示された撮像装置は、本撮像の前に仮撮像を実施する制御を行う制御部を備え、前記仮撮像時には、前記駆動部が、前記通常駆動で前記固体撮像素子から信号を読み出し、前記スミア発生割合算出部は、前記仮撮像において前記スミア検出用画素から出力された信号に基づいて前記スミア発生割合を算出し、前記駆動部は、前記本撮像時に、前記スミア発生割合が閾値以上のときはスミア低減駆動で前記固体撮像素子から信号を読み出し、前記スミア発生割合が閾値未満のときは通常駆動で前記固体撮像素子から信号を読み出す。 The disclosed imaging apparatus includes a control unit that performs control to perform provisional imaging before actual imaging, and at the time of the provisional imaging, the driving unit reads a signal from the solid-state imaging device by the normal driving, and the smear The generation ratio calculation unit calculates the smear generation ratio based on a signal output from the smear detection pixel in the provisional imaging, and the driving unit is configured to detect the smear generation ratio at a threshold value or more during the main imaging. Reads out a signal from the solid-state imaging device by smear reduction driving, and reads out a signal from the solid-state imaging device by normal driving when the smear generation ratio is less than a threshold.
開示された撮像装置は、前記駆動部が、nフレーム目の撮像時には、(n−1)フレーム目の撮像によって得られる信号に基づいて算出された前記スミア発生割合が閾値以上のときはスミア低減駆動で前記固体撮像素子から信号を読み出し、(n−1)フレーム目の撮像によって得られる信号に基づいて算出された前記スミア発生割合が閾値未満のときは通常駆動で前記固体撮像素子から信号を読み出す。 In the disclosed imaging apparatus, when the driving unit captures the nth frame, the smear reduction ratio is calculated when the smear occurrence ratio calculated based on a signal obtained by imaging the (n−1) th frame is equal to or greater than a threshold. A signal is read from the solid-state image sensor by driving, and when the smear occurrence ratio calculated based on a signal obtained by imaging of the (n−1) th frame is less than a threshold value, the signal is output from the solid-state image sensor by normal driving. read out.
開示された固体撮像素子の駆動方法は、複数の画素を有するCCD型の固体撮像素子の駆動方法であって、前記複数の画素は、被写体光に応じた電荷を発生する有効画素及びスミアを検出するためのスミア検出用画素を含み、前記スミア検出用画素から出力された信号に基づいて、前記有効画素が配置される領域全体に対するスミア発生領域の割合(以下、スミア発生割合という)を算出するスミア発生割合算出ステップと、前記スミア発生割合が閾値以上のときにスミア低減駆動で前記固体撮像素子を駆動して信号を読み出し、前記スミア発生割合が閾値未満のときに通常駆動で前記固体撮像素子を駆動して信号を読み出す駆動ステップとを備え、前記スミア低減駆動とは、前記通常駆動時よりも電荷を読み出す画素数を減らした駆動である。 The disclosed method for driving a solid-state imaging device is a method for driving a CCD solid-state imaging device having a plurality of pixels, and the plurality of pixels detect effective pixels and smears that generate charges according to subject light. And calculating a ratio of the smear generation area to the entire area where the effective pixels are arranged (hereinafter referred to as a smear generation ratio) based on a signal output from the smear detection pixel. A smear occurrence ratio calculating step; when the smear occurrence ratio is equal to or greater than a threshold value, the solid-state image sensor is driven by smear reduction driving to read a signal; and when the smear occurrence ratio is less than the threshold value, the solid-state image sensor is normally driven And the smear reduction drive is a drive in which the number of pixels from which charges are read is reduced as compared with the normal drive. .
開示された固体撮像素子の駆動方法は、前記駆動ステップでは、前記スミア発生割合が閾値以上のときには、前記通常駆動時に信号を読み出す対象となる画素から複数のフィールドに分けて信号を読み出すと共に、前記複数のフィールドの各々において、それぞれ信号を読み出す対象となる画素が異なる前記スミア低減駆動で信号を読み出し、前記複数のフィールドに分けて読み出された信号を合成して、前記通常駆動時に信号を読み出す対象となる画素から読み出される信号配列と同じ信号配列の信号を生成する信号合成ステップを備える。 In the driving method of the disclosed solid-state imaging device, in the driving step, when the smear generation ratio is equal to or higher than a threshold value, the signal is read out from a pixel to be read out during the normal driving in a plurality of fields, In each of the plurality of fields, the signal is read by the smear reduction driving in which the pixel from which the signal is to be read is different, and the signals read by dividing into the plurality of fields are combined to read the signal at the time of the normal driving. A signal synthesis step of generating a signal having the same signal arrangement as the signal arrangement read from the target pixel;
開示された固体撮像素子の駆動方法は、本撮像の前に仮撮像を実施する制御を行う制御ステップを備え、前記仮撮像時には、前記通常駆動で前記固体撮像素子から信号を読み出し、前記スミア発生割合算出ステップでは、前記仮撮像において前記スミア検出用画素から出力された信号に基づいて前記スミア発生割合を算出し、前記駆動ステップでは、前記本撮像時に、前記スミア発生割合が閾値以上のときはスミア低減駆動で前記固体撮像素子から信号を読み出し、前記スミア発生割合が閾値未満のときは通常駆動で前記固体撮像素子から信号を読み出す。 The disclosed method for driving a solid-state imaging device includes a control step for performing control to perform provisional imaging before the main imaging, and reading the signal from the solid-state imaging device by the normal driving during the provisional imaging, and generating the smear In the ratio calculation step, the smear generation ratio is calculated based on a signal output from the smear detection pixel in the temporary imaging, and in the driving step, when the smear generation ratio is equal to or greater than a threshold value during the main imaging. A signal is read from the solid-state imaging device by smear reduction driving, and a signal is read from the solid-state imaging device by normal driving when the smear generation ratio is less than a threshold value.
開示された固体撮像素子の駆動方法は、前記駆動ステップでは、nフレーム目の撮像時に、(n−1)フレーム目の撮像によって得られる信号に基づいて算出された前記スミア発生割合が閾値以上のときはスミア低減駆動で前記固体撮像素子から信号を読み出し、(n−1)フレーム目の撮像によって得られる信号に基づいて算出された前記スミア発生割合が閾値未満のときは通常駆動で前記固体撮像素子から信号を読み出す。 In the driving method of the disclosed solid-state imaging device, in the driving step, the smear occurrence ratio calculated based on a signal obtained by imaging of the (n−1) th frame is greater than or equal to a threshold value when imaging the nth frame. When the smear reduction drive reads out the signal from the solid-state imaging device, and the smear occurrence ratio calculated based on the signal obtained by imaging of the (n-1) th frame is less than the threshold, the solid-state imaging with normal drive Read the signal from the element.
5 固体撮像素子
5a 撮像素子駆動部
11 システム制御部
18 スミア発生割合算出部
5 Solid-
Claims (8)
前記複数の画素は、被写体光に応じた電荷を発生する有効画素及びスミアを検出するためのスミア検出用画素を含み、
前記固体撮像素子を駆動して前記複数の画素から信号を読み出す駆動部と、
前記スミア検出用画素から出力された信号に基づいて、前記有効画素が配置される領域全体に対するスミア発生領域の割合(以下、スミア発生割合という)を算出するスミア発生割合算出部とを備え、
前記駆動部は、前記スミア発生割合が閾値以上のときにスミア低減駆動で前記固体撮像素子を駆動して信号を読み出し、前記スミア発生割合が閾値未満のときに通常駆動で前記固体撮像素子を駆動して信号を読み出し、
前記スミア低減駆動とは、前記通常駆動時よりも電荷を読み出す画素数を減らした駆動である撮像装置。 An imaging device including a CCD type solid-state imaging device having a plurality of pixels,
The plurality of pixels include an effective pixel that generates an electric charge according to subject light and a smear detection pixel for detecting smear,
A driving unit that drives the solid-state imaging device and reads signals from the plurality of pixels;
A smear occurrence ratio calculation unit that calculates a ratio of a smear occurrence area to an entire area where the effective pixels are arranged (hereinafter referred to as a smear occurrence ratio) based on a signal output from the smear detection pixel;
The drive unit reads the signal by driving the solid-state image sensor with smear reduction driving when the smear occurrence ratio is equal to or greater than a threshold value, and drives the solid-state image sensor with normal drive when the smear occurrence ratio is less than the threshold value. Read out the signal,
The smear reduction drive is an image pickup device in which the number of pixels from which charges are read is reduced compared to the normal drive.
前記駆動部が、前記スミア発生割合が閾値以上のときには、前記通常駆動時に信号を読み出す対象となる画素から複数のフィールドに分けて信号を読み出すと共に、前記複数のフィールドの各々において、それぞれ信号を読み出す対象となる画素が異なる前記スミア低減駆動で信号を読み出し、
前記複数のフィールドに分けて読み出された信号を合成して、前記通常駆動時に信号を読み出す対象となる画素から読み出される信号配列と同じ信号配列の信号を生成する信号合成部を備える撮像装置。 The imaging apparatus according to claim 1,
When the smear occurrence ratio is equal to or greater than a threshold value, the driving unit reads signals in a plurality of fields from a pixel from which signals are read during the normal driving, and reads signals in each of the plurality of fields. Read out the signal with the smear reduction drive with different target pixels,
An imaging apparatus comprising: a signal synthesis unit that synthesizes signals read out in a plurality of fields and generates a signal having the same signal arrangement as a signal arrangement read from a pixel from which signals are read out during the normal driving.
本撮像の前に仮撮像を実施する制御を行う制御部を備え、
前記仮撮像時には、前記駆動部が、前記通常駆動で前記固体撮像素子から信号を読み出し、
前記スミア発生割合算出部は、前記仮撮像において前記スミア検出用画素から出力された信号に基づいて前記スミア発生割合を算出し、
前記駆動部は、前記本撮像時に、前記スミア発生割合が閾値以上のときはスミア低減駆動で前記固体撮像素子から信号を読み出し、前記スミア発生割合が閾値未満のときは通常駆動で前記固体撮像素子から信号を読み出す撮像装置。 The imaging apparatus according to claim 1 or 2,
A control unit that performs control to perform provisional imaging before the main imaging;
At the time of the provisional imaging, the driving unit reads a signal from the solid-state imaging device by the normal driving,
The smear occurrence ratio calculation unit calculates the smear occurrence ratio based on a signal output from the smear detection pixel in the temporary imaging,
The driving unit reads signals from the solid-state image sensor by smear reduction driving when the smear occurrence ratio is equal to or greater than a threshold value during the main imaging, and performs normal driving when the smear occurrence ratio is less than the threshold value. An imaging device that reads signals from.
前記駆動部が、nフレーム目の撮像時には、(n−1)フレーム目の撮像によって得られる信号に基づいて算出された前記スミア発生割合が閾値以上のときはスミア低減駆動で前記固体撮像素子から信号を読み出し、(n−1)フレーム目の撮像によって得られる信号に基づいて算出された前記スミア発生割合が閾値未満のときは通常駆動で前記固体撮像素子から信号を読み出す撮像装置。 The imaging apparatus according to claim 1 or 2,
When the drive unit picks up the nth frame, when the smear occurrence ratio calculated based on the signal obtained by the (n-1) th frame image pickup is equal to or greater than a threshold value, smear reduction driving is performed from the solid-state image sensor. An imaging apparatus that reads out a signal and reads out the signal from the solid-state imaging device by normal driving when the smear occurrence ratio calculated based on the signal obtained by imaging of the (n−1) th frame is less than a threshold.
前記複数の画素は、被写体光に応じた電荷を発生する有効画素及びスミアを検出するためのスミア検出用画素を含み、
前記スミア検出用画素から出力された信号に基づいて、前記有効画素が配置される領域全体に対するスミア発生領域の割合(以下、スミア発生割合という)を算出するスミア発生割合算出ステップと、
前記スミア発生割合が閾値以上のときにスミア低減駆動で前記固体撮像素子を駆動して信号を読み出し、前記スミア発生割合が閾値未満のときに通常駆動で前記固体撮像素子を駆動して信号を読み出す駆動ステップとを備え、
前記スミア低減駆動とは、前記通常駆動時よりも電荷を読み出す画素数を減らした駆動である固体撮像素子の駆動方法。 A method for driving a CCD type solid-state imaging device having a plurality of pixels,
The plurality of pixels include an effective pixel that generates an electric charge according to subject light and a smear detection pixel for detecting smear,
A smear occurrence ratio calculating step for calculating a ratio of a smear occurrence area to the entire area where the effective pixels are arranged (hereinafter referred to as a smear occurrence ratio) based on a signal output from the smear detection pixel;
When the smear occurrence ratio is equal to or higher than a threshold value, the solid-state image sensor is driven to read out signals by smear reduction drive, and when the smear occurrence ratio is less than the threshold value, the solid-state image sensor is driven to read signals from the normal drive. A driving step,
The smear reduction driving is a driving method of a solid-state imaging device, which is driving in which the number of pixels from which charges are read is reduced compared to the normal driving.
前記駆動ステップでは、前記スミア発生割合が閾値以上のときには、前記通常駆動時に信号を読み出す対象となる画素から複数のフィールドに分けて信号を読み出すと共に、前記複数のフィールドの各々において、それぞれ信号を読み出す対象となる画素が異なる前記スミア低減駆動で信号を読み出し、
前記複数のフィールドに分けて読み出された信号を合成して、前記通常駆動時に信号を読み出す対象となる画素から読み出される信号配列と同じ信号配列の信号を生成する信号合成ステップを備える固体撮像素子の駆動方法。 A method for driving a solid-state imaging device according to claim 5,
In the driving step, when the smear occurrence ratio is equal to or greater than a threshold value, the signal is read into a plurality of fields from a pixel from which a signal is read during the normal driving, and the signal is read out in each of the plurality of fields. Read out the signal with the smear reduction drive with different target pixels,
A solid-state imaging device comprising a signal combining step of combining signals read out in a plurality of fields and generating a signal having the same signal arrangement as a signal arrangement read from a pixel from which signals are read out during the normal driving Driving method.
本撮像の前に仮撮像を実施する制御を行う制御ステップを備え、
前記仮撮像時には、前記通常駆動で前記固体撮像素子から信号を読み出し、
前記スミア発生割合算出ステップでは、前記仮撮像において前記スミア検出用画素から出力された信号に基づいて前記スミア発生割合を算出し、
前記駆動ステップでは、前記本撮像時に、前記スミア発生割合が閾値以上のときはスミア低減駆動で前記固体撮像素子から信号を読み出し、前記スミア発生割合が閾値未満のときは通常駆動で前記固体撮像素子から信号を読み出す固体撮像素子の駆動方法。 A method for driving a solid-state imaging device according to claim 5 or 6,
Including a control step for performing control to perform provisional imaging before main imaging;
At the time of the provisional imaging, a signal is read from the solid-state imaging device by the normal driving,
In the smear occurrence ratio calculation step, the smear occurrence ratio is calculated based on a signal output from the smear detection pixel in the temporary imaging,
In the driving step, when the smear occurrence ratio is equal to or greater than a threshold value during the main imaging, a signal is read from the solid-state image sensor by smear reduction drive, and when the smear occurrence ratio is less than the threshold value, the solid-state image sensor is normally driven. For driving a solid-state imaging device for reading out a signal from an image.
前記駆動ステップでは、nフレーム目の撮像時に、(n−1)フレーム目の撮像によって得られる信号に基づいて算出された前記スミア発生割合が閾値以上のときはスミア低減駆動で前記固体撮像素子から信号を読み出し、(n−1)フレーム目の撮像によって得られる信号に基づいて算出された前記スミア発生割合が閾値未満のときは通常駆動で前記固体撮像素子から信号を読み出す固体撮像素子の駆動方法。 A method for driving a solid-state imaging device according to claim 5 or 6,
In the driving step, when the smear occurrence ratio calculated based on a signal obtained by imaging of the (n−1) th frame is greater than or equal to a threshold during imaging of the nth frame, smear reduction driving is performed from the solid-state imaging device. A method of driving a solid-state imaging device that reads out a signal and reads out the signal from the solid-state imaging device by normal driving when the smear occurrence ratio calculated based on the signal obtained by imaging of the (n-1) th frame is less than a threshold value .
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