JP2013146001A5 - - Google Patents

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撮像装置Imaging device

本発明は、動画の撮影中に静止画を撮影することができる撮像装置に関する。   The present invention relates to an imaging apparatus capable of capturing a still image while capturing a moving image.

近年、動画を撮像しながら、同時に静止画を撮影することが可能な撮像装置が普及しつつある。静止画を撮影する前に、ファインダーで被写体を観察しながら構図を決定し、静止画の撮影が開始される。この被写体を観察するための表示技術として、従来は光学式ファインダーが主流であったが、近年、LCD(Liquid Crystal Display)や有機EL(Electroluminescence)を利用した電子ファインダーに移行しつつある。このような技術の流れを背景として、長時間の動画の撮影における電力消費の低減を図りながら、同時に高画質の動画、及び高精細な静止画を撮影する技術が提案されている。   In recent years, imaging devices capable of capturing still images while capturing moving images are becoming widespread. Before shooting a still image, the composition is determined while observing the subject with the viewfinder, and shooting of the still image is started. Conventionally, as a display technique for observing the subject, an optical finder has been mainly used. However, in recent years, an electronic finder using an LCD (Liquid Crystal Display) or an organic EL (Electroluminescence) is being changed. Against the background of such a technical flow, a technology for simultaneously shooting a high-quality moving image and a high-definition still image while reducing power consumption in shooting a long-time moving image has been proposed.

特許文献1には、全画素読出モードで撮像素子を駆動する場合、撮像素子から読み出された全画素の画像データを、画像処理部で間引いて動画とし、動画撮影中に静止画の撮影が指示されると、全画素の画像データを間引かずに静止画として処理する技術が記載されている。 In Patent Document 1, when an image sensor is driven in the all-pixel readout mode, image data of all pixels read from the image sensor is thinned out by an image processing unit to form a moving image, and still image shooting is performed during moving image shooting. When instructed, a technique is described in which image data of all pixels is processed as a still image without being thinned out.

特許文献2は、図11に示すように、動画のみを撮像するときは撮像素子から画素信号を間引いて読み出す。一方、静止画と動画を同時に撮像するときは、撮像素子から全画素の画像信号を読み出して静止画の画像信号とし、撮像素子から読み出した全画素の信号を間引き部で間引くことにより動画の画像信号を生成している。これにより、動画撮影は静止画撮影の間も途切れることなく行なわれるとともに、高画質の静止画を得ることができるとされている。 In Patent Document 2, as shown in FIG. 11, when only moving images are captured, pixel signals are thinned out from the image sensor and read out. On the other hand, when capturing a still image and a moving image at the same time, the image signal of all the pixels is read out from the image sensor as an image signal of the still image, and the image signal of the moving image is obtained by thinning out the signals of all the pixels read out from the image sensor at the thinning unit The signal is generated. As a result, moving image shooting is performed without interruption even during still image shooting, and a high-quality still image can be obtained.

図12は、従来技術における撮像素子の撮像部から画像信号を読み出すタイミングを示す図である。フィールド同期信号に応答して撮像部の1行目の画素ラインからn行目の画素ラインの画像信号を順次読み出す動作が繰り返し実行される。   FIG. 12 is a diagram illustrating the timing of reading an image signal from the imaging unit of the imaging device according to the conventional technique. In response to the field synchronization signal, the operation of sequentially reading out the image signals of the nth pixel line from the first pixel line of the imaging unit is repeatedly executed.

特許第3992659号公報Japanese Patent No. 3992659 特開2007−150439号公報JP 2007-150439 A

特許文献1では、静止画を撮像する場合は、静止画撮影の前後における動画撮影中にも、撮像素子から常に動画用の高フレームの全画素の画像信号を読み出す必要があった。このため、消費電力が大きくなるという問題があった。 In Patent Document 1, when capturing a still image, it is necessary to always read out image signals of all pixels of a high frame for moving images from the image sensor even during moving image shooting before and after still image shooting. For this reason, there has been a problem that power consumption increases.

また、特許文献2においては、電子ローリングシャッタにより撮像素子から画像信号を読み出す場合、間引き読み出しと全画素読み出しでは、撮像部を構成する各画素が属するラインの露光開始や露光終了のタイミングを制御する方式が異なるため、動画撮影モードから静止画撮影モードへスムーズに移行して撮影制御を行うことが難しかった。このため、動画撮影モードから静止画撮影モード、又は静止画撮影モードから動画撮影モードへの移行過程において、無効なフレームが発生し、動画データが途切れてしまうという問題があった。 Further, in Patent Document 2, when reading the more image signals from the imaging device to an electronic rolling shutter motor, the thinning readout and full pixel readout, the timing of the exposure start and exposure end of the line in which each pixel belongs constituting the imaging unit Since the control method is different, it is difficult to smoothly perform the shooting control from the moving image shooting mode to the still image shooting mode. For this reason, in the process of transition from the moving image shooting mode to the still image shooting mode, or from the still image shooting mode to the moving image shooting mode, there is a problem that invalid frames are generated and the moving image data is interrupted.

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、高画質の動画を撮影するとともに高精細な静止画を撮影することができ、さらに、消費電力を低減可能な撮像装置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 it is an object of the present invention to provide an imaging apparatus that can shoot high-quality moving images, can shoot high-definition still images, and can reduce power consumption. And

上述した課題を解決するために、第1の発明に係る撮像装置は、電圧が時間経過に従って階段状に変化するランプ波と画像信号を比較し、該ランプ波の電圧が入力電圧と一致するまでの時間に基づいて該画像信号のアナログデジタル変換を行う機能を有する撮像装置において、 複数の画素を有する画素行が複数配列された撮像素子の撮像部から電子ローリングシャッタ制御により読み出された動画信号に対して、第1の量子化ビット数のアナログデジタル変換を行なって動画データを生成する動画データ生成部と、上記撮像素子の撮像部から上記電子ローリングシャッタ制御により読み出された静止画信号に対して、上記第1の量子化ビット数より多いビット数のアナログデジタル変換を行なって静止画データを生成する静止画データ生成部と、を備えた。 To solve the problems described above, an imaging apparatus according to the first invention, a voltage comparing ramp and an image signal which changes stepwise as time elapses, the voltage of the ramp wave is coincident with the input voltage In an imaging device having a function of performing analog-digital conversion of the image signal based on the time until the moving image read out by the electronic rolling shutter control from the imaging unit of the imaging device in which a plurality of pixel rows having a plurality of pixels are arranged with respect to the signal, the moving image data generating unit that generates moving image data by performing analog-digital conversion of the first number of quantization bits, static read by the electronic rolling shutter control from the imaging unit of the image pickup device Tomega Still image data generation unit for generating still image data by performing analog-digital conversion with a bit number larger than the first quantization bit number on the signal And provided.

上記第1の発明に係る撮像装置によれば、第1の量子化ビット数のアナログデジタル変換を行なう場合は、第2の量子化ビット数のアナログデジタル変換を行なう場合に比べてアナログデジタル変換にかかる時間を短くすることができるので、消費電力を低減することが可能となる。 According to the imaging apparatus according to the first aspect of the invention , when analog-digital conversion with the first number of quantization bits is performed, analog-digital conversion is performed compared to when analog-digital conversion with the second number of quantization bits is performed. Since this time can be shortened, power consumption can be reduced.

また、第2の発明に係る撮像装置は、上記第1の発明に係る撮像装置において、動画及び静止画を撮像するタイミングを制御するための同期信号を所定の時間間隔で出力する撮像素子制御部と、フレームの画像の撮像が終了してから次の同期信号が発生するまでの間、上記撮像素子に供給する電力を低減するための電力制御部を備えた。 The imaging imaging apparatus according to the second invention, the output in the imaging apparatus according to the first invention, a synchronization signal for controlling the timing of imaging a dynamic E及BiShizu Tomega at predetermined time intervals An element control unit and a power control unit for reducing the power supplied to the imaging element from the end of capturing an image of one frame to the generation of the next synchronization signal are provided.

上記第2の発明に係る撮像装置によれば、動画撮影時の消費電力を静止画撮影時に比べて低減することができる。 According to the imaging apparatus according to the second aspect of the present invention , it is possible to reduce power consumption during moving image shooting compared to still image shooting.

また、第3の発明に係る撮像装置は、上記第1の発明に係る撮像装置において、動画及び静止画を撮像するタイミングを制御するための同期信号を所定の時間間隔で出力する撮像素子制御部を備え、上記静止画信号の全画素のアナログデジタル変換にかかる時間と、上記動画信号の全画素のアナログデジタル変換にかかる時間を略同一とする。 The imaging apparatus according to the third invention, the Te imaging apparatus odor according to the first invention, outputs a synchronization signal for controlling the timing of imaging a dynamic E及BiShizu Tomega at predetermined time intervals An image sensor control unit is provided, and the time required for analog-digital conversion of all the pixels of the still image signal is substantially the same as the time required for analog-digital conversion of all the pixels of the moving image signal.

上記第3の発明に係る撮像装置によれば、静止画又は動画の露光開始のための特別なタイミング調整を行なう必要がなく、動画から静止画の撮影への切り替え、及び静止画から動画の撮影への切り替えが簡単になる。 According to the imaging apparatus of the third aspect, there is no need to perform special timing adjustment for starting exposure of a still image or a moving image, switching from moving image to still image shooting, and shooting of a still image to moving image. Switching to is easier.

また、第4の発明に係る撮像装置は、上記第3の発明に係る撮像装置において、上記静止画信号の1画素のアナログデジタル変換にかかる時間と、上記動画信号の1画素のアナログデジタル変換にかかる時間の差をΔTとするとき、上記動画信号の画素毎のアナログデジタル変換の終了時から上記ΔTが経過するまでの間、上記撮像素子に供給する電力を低減するための電力制御部を備えた。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an imaging apparatus according to the third aspect , wherein the time required for analog-digital conversion of one pixel of the still image signal and the analog-digital conversion of one pixel of the moving image signal are the same. When the time difference is ΔT, a power control unit is provided for reducing the power supplied to the imaging element from the end of analog-digital conversion for each pixel of the moving image signal until the time ΔT elapses. It was.

上記第4の発明に係る撮像装置によれば、動画撮影時の消費電力を静止画撮影時に比べて低減することができる。 According to the imaging apparatus according to the fourth aspect of the present invention , it is possible to reduce power consumption during moving image shooting as compared with still image shooting.

さらに、第5の発明に係る撮像装置は、上記第1の発明、上記第2の発明、および上記第3の発明に係る撮像装置において、静止画の画像データのビット精度を、動画のビット精度にビット変換して動画データに変換する画像処理部を備えた。 Furthermore, an imaging device according to a fifth invention is the imaging device according to the first invention, the second invention, and the third invention , wherein the bit accuracy of the image data of the still image is changed to the bit accuracy of the moving image. And an image processing unit for converting the data into video data by bit conversion.

上記第5の発明に係る撮像装置によれば、静止画の撮影中も動画の撮影が可能になり、静止画撮影中に動画像が欠落することがないので高画質の動画データを得ることができる。 According to the imaging apparatus of the fifth aspect, it is possible to shoot a moving image even during still image shooting, and it is possible to obtain high-quality moving image data because no moving image is lost during still image shooting. it can.

本発明によれば、高画質の動画を撮影するとともに高精細な静止画を撮影することができ、さらに、消費電力を低減可能な撮像装置を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide an imaging apparatus that can shoot a high-quality moving image, shoot a high-definition still image, and reduce power consumption.

本発明の実施形態1〜2に共通の撮像装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the imaging device common to Embodiments 1-2 of this invention. 本発明の実施形態1〜2に共通の、撮像素子の概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows schematic structure of the image pick-up element common to Embodiments 1-2 of this invention. 本発明の実施形態1〜2に共通の、撮像素子の1画素の回路構成を示す図である。It is a figure which shows the circuit structure of 1 pixel of an image pick-up element common to Embodiment 1-2 of this invention. 本発明の実施形態1〜2に共通の、A/D変換器の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the A / D converter common to Embodiment 1-2 of this invention. 本発明の実施形態1における、動画信号読み出し時のフィールド同期信号と画素選択信号との関係を示すタイミングチャートである。4 is a timing chart showing a relationship between a field synchronization signal and a pixel selection signal when reading a moving image signal in Embodiment 1 of the present invention. 本発明の実施形態1における、フィールド同期信号と電子ローリングシャッタによる読み出しとの関係を示すタイミングチャートである。In the embodiment 1 of the present invention is a timing chart showing the relationship between the reading by the field sync signal and the electronic rolling shutter. 本発明の実施形態1における、撮像素子から1画素の信号を読み出して、量子化ビット数が10ビットのA/D変換を行なうときのタイミングチャートである。In the embodiment 1 of the present invention, reads out the signal of one pixel from the image sensor is a timing chart when the number of quantization bits performs A / D conversion of the 1 0-bit. 本発明の実施形態1〜2における、撮像素子から1画素の信号を読み出して 、量子化ビット数が12ビットのA/D変換を行なうときのタイミングチャートである。5 is a timing chart when a signal of one pixel is read from the image sensor and A / D conversion with a quantization bit number of 12 bits is performed in the first and second embodiments of the present invention. 本発明の実施形態2における、フィールド同期信号と電子ローリングシャッタによる読み出しとの関係を示すタイミングチャートである。In the second embodiment of the present invention is a timing chart showing the relationship between the reading by the field sync signal and the electronic rolling shutter. 本発明の実施形態2における、撮像素子から1画素の信号を読み出して、 量子化ビット数が10ビットのA/D変換を行なうときのタイミングチャートである。9 is a timing chart when a signal of one pixel is read from the image sensor and A / D conversion with a quantization bit number of 10 bits is performed in Embodiment 2 of the present invention. 従来の撮像装置における、フィールド同期信号と画素読み出し動作との関係を示すタイミングチャートである。In the conventional image pickup apparatus, a timing croaker chart showing the relationship between the field sync signal and a pixel reading operation. 従来の撮像装置における、動画信号読み出し時のフィールド同期信号と画素選択信号との関係を示すタイミングチャートである。In the conventional image pickup apparatus is a timing chart showing the relationship between the field sync signal and a pixel selection signal at the time of moving image signals read.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
なお、本発明の実施の形態においては、通常の撮像装置と同様の動作及び制御技術については説明を省略、又は詳細な説明を省略する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
In the embodiment of the present invention, description of the same operation and control technique as those of a normal imaging device is omitted, or detailed description thereof is omitted.

[実施形態1]
図1は本発明の撮像装置の構成を示すブロック図である。この撮像装置は、レンズ101と、レンズ101を駆動するモータ102と、フォーカス制御部103と、絞り機構104と、モータ105と、絞り制御部106と、シャッター機構107と、プランジャー108と、プランジャー制御部109と、撮像素子110と、AE処理部112と、AF処理部113と、画像処理部114と、LCDドライバ115と、LCD116と、不揮発性メモリ117と、内蔵メモリ118と、圧縮伸張部119と、着脱メモリ120と、CPU121と、入力部122と、電源部123と、データバス124を有している。
[Embodiment 1]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an imaging apparatus of the present invention. This imaging apparatus includes a lens 101, a motor 102 that drives the lens 101, a focus control unit 103, an aperture mechanism 104, a motor 105, an aperture control unit 106, a shutter mechanism 107, a plunger 108, a plan, Jar control unit 109, image sensor 110, AE processing unit 112, AF processing unit 113, image processing unit 114, LCD driver 115, LCD 116, nonvolatile memory 117, built-in memory 118, and compression / decompression A unit 119, a removable memory 120, a CPU 121, an input unit 122, a power source unit 123, and a data bus 124.

レンズ101は、撮像素子110に被写体の光学像を結像するためのものである。モータ102は、レンズ101を駆動するものである。フォーカス制御部103は、モータ102によりレンズ104を合焦位置に駆動するためのものである。絞り機構104は、レンズ101を透過した被写体光束の開口径を制限するものである。モータ5は絞りが所定の大きさになるように絞り機構104を駆動するものである。絞り制御部106は、モータ105を制御するものである。シャッター機構107は、シャッターを開閉して撮像素子110へ被写体光を通過させたり遮蔽したりするためのものである。プランジャー108は、シャッター機構107を駆動するためのものである。プランジャー制御部109は、プランジャー108を駆動制御するためのものである。 The lens 101 is for forming an optical image of a subject on the image sensor 110 . The motor 102 drives the lens 101. The focus control unit 103 is for driving the lens 104 to the in-focus position by the motor 102. The aperture mechanism 104 limits the aperture diameter of the subject light beam that has passed through the lens 101. The motor 5 drives the diaphragm mechanism 104 so that the diaphragm has a predetermined size. The aperture control unit 106 controls the motor 105. The shutter mechanism 107 is for or shielded or passed through a subject light to the imaging element 110 by opening and closing the shutter. The plunger 108 is for driving the shutter mechanism 107. The plunger control unit 109 is for driving and controlling the plunger 108.

撮像素子110は、撮像面に受けた光学像を電気信号に変換し画像信号を生成するためのものである。撮像素子110は、画素列ごとに配置されたA/D変換器203(図2参照)を内蔵しており、撮像素子110の各画素から読み出されたアナログ画像信号はA/D変換器203によりデジタル信号に変換され、撮像素子110からデジタル画像データ(以下、アナログの「画像信号」に対応したデジタル信号を、単に、「画像データ」とよぶ)が出力される。AE処理部112は、露出レベルが適正になるような露出時間や絞り値を演算する。   The image sensor 110 is for generating an image signal by converting an optical image received on the imaging surface into an electrical signal. The image sensor 110 includes an A / D converter 203 (see FIG. 2) arranged for each pixel column, and an analog image signal read from each pixel of the image sensor 110 is an A / D converter 203. The digital image data (hereinafter, a digital signal corresponding to an analog “image signal” is simply referred to as “image data”) is output from the image sensor 110. The AE processing unit 112 calculates an exposure time and an aperture value so that the exposure level is appropriate.

AF処理部113は、撮像素子110から出力された画像データの高周波成分に基づいて、被写体のピント状態を検出する。画像処理部114は、撮像素子110から読み出された画像データの同時化処理、諧調変換処理、ホワイトバランス調整、エッジ処理等の各種画像処理を行なう。また、画像処理部114は、撮像素子110から読み出された画像データをリサイズして動画データを生成する処理も行なう。LCD116は、撮像された画像その他の情報を表示するためのものである。LCDドライバ115は、LCD116を駆動するためのものである。不揮発性メモリ117は、種々のプログラム及びユーザの設定データ等を格納するためのものである。内蔵メモリ118は、高速書き込み/読み出しが可能なメモリであり、撮像素子110から読み出された画像データを一時的に格納する。また、内蔵メモリ118は、画像処理部114における各種処理のワークメモリとして利用される。 The AF processing unit 113 detects the focus state of the subject based on the high frequency component of the image data output from the image sensor 110. The image processing unit 114 performs various types of image processing such as synchronization processing of image data read from the image sensor 110, gradation conversion processing, white balance adjustment, and edge processing. The image processing unit 114 also performs processing for resizing the image data read from the image sensor 110 to generate moving image data. The LCD 116 is for displaying a captured image and other information. The LCD driver 115 is for driving the LCD 116. The nonvolatile memory 117 is for storing various programs and user setting data. The built-in memory 118 is a memory capable of high-speed writing / reading, and temporarily stores image data read from the image sensor 110 . The built-in memory 118 is used as a work memory for various processes in the image processing unit 114.

圧縮伸張部119は、画像データを圧縮し、この圧縮した画像データを圧縮前の画像データに戻す伸張処理を行なうためのものである。着脱メモリ120は、画像データを記録するためのカードメモリ等の不揮発性のメモリであり、カメラに対して着脱可能となっている。CPU121は、撮像装置全体を統括的に制御するためのものである。CPU121は、動画や静止画の撮像タイミングを制御するための同期信号を発生する撮像素子制御部、動画撮影部、静止画撮影部、電力制御部としての機能も有する。入力部122は、撮像装置の各種モード設定やレリーズ操作等の各種操作を指示入力するためのものである。電源部123は撮像装置全体に電源を供給するためのものである。データバス124は各種データの送受信を行なうためのバスラインである。 Decompression unit 119 compresses the image data, and for performing expansion processing to return the image data this compressed image data before compression. The detachable memory 120 is a non-volatile memory such as a card memory for recording image data, and is detachable from the camera. The CPU 121 is for overall control of the entire imaging apparatus. CPU121 has the imaging element control unit for generating a synchronization signal for controlling the imaging timing of the moving image or still image, moving image photographing unit, the still image shooting part, a function as a power control unit. The input unit 122 is for inputting instructions for various operations such as various mode settings and release operations of the imaging apparatus. The power supply unit 123 is for supplying power to the entire imaging apparatus. The data bus 124 is a bus line for transmitting / receiving various data.

図2は、撮像素子110の概略構成を示すブロック図である。撮像部201には、n行m列の画素P11〜Pmnが配列されている。各画素列に対応して列並列A/D変換方式のA/D変換器203(A/D1〜A/Dm)が配置されている。垂直走査回路204は、各画素行に接続され、画素行1から画素行nまで行毎に順次に画素を選択して、この選択した画素の信号をA/D変換器に出力するための垂直走査信号(φS,φR、φT)を出力する回路である。垂直走査回路制御部205は、垂直走査回路204に接続され、各画素行に対して垂直走査信号を出力するタイミングを制御するための制御回路である。なお、垂直走査回路制御部205は、その機能の一部、又は全部をCPU121にもたせてもよい。 FIG. 2 is a block diagram illustrating a schematic configuration of the image sensor 110. In the imaging unit 201, pixels P11 to Pmn of n rows and m columns are arranged. A column parallel A / D conversion type A / D converter 203 (A / D1 to A / Dm) is arranged corresponding to each pixel column. The vertical scanning circuit 204 is connected to each pixel row, select sequentially pixel for each row from row 1 pixels to the pixel rows n, vertical for outputting a signal of the selected pixel to the A / D converter This is a circuit for outputting scanning signals (φS, φR, φT). The vertical scanning circuit control unit 205 is a control circuit that is connected to the vertical scanning circuit 204 and controls the timing at which a vertical scanning signal is output to each pixel row. Note that the vertical scanning circuit control unit 205 may cause the CPU 121 to have part or all of the functions.

ランプ波生成回路206は、列並列デジタルCDS方式A/D変換に必要な階段状のランプ波を出力する回路である。A/D変換器203は水平読み出し回路207に接続されている。水平読み出し回路207は、A/D変換器203から画素行毎にパラレルに出力された画像データを、シリアル信号に変換して撮像素子110の外部に出力するための回路である。A/D変換器203、及びランプ波生成回路206は動画データ生成部、及び静止画データ生成部の一部を構成する。なお、A/D変換の詳細については後述する。 The ramp wave generation circuit 206 is a circuit that outputs a stepped ramp wave necessary for column-parallel digital CDS A / D conversion. The A / D converter 203 is connected to the horizontal readout circuit 207. The horizontal readout circuit 207 is a circuit for converting the image data output from the A / D converter 203 in parallel for each pixel row into a serial signal and outputting the serial signal to the outside of the image sensor 110. The A / D converter 203 and the ramp wave generation circuit 206 constitute part of a moving image data generation unit and a still image data generation unit. Details of the A / D conversion will be described later.

図3は、図2に示した撮像素子110における1画素の回路構成を示す図である。図3において、PD(Photo Diode)は光電変換部であり、FD(Floating Diffusion)は、光電変換部PDの信号を一時的に保持する信号蓄積部である。ここで、信号蓄積部FDは遮光されており、画素部202に光が入射されていても、信号蓄積部FDに保持されている信号は変化しないようになっている。   FIG. 3 is a diagram showing a circuit configuration of one pixel in the image sensor 110 shown in FIG. In FIG. 3, PD (Photo Diode) is a photoelectric conversion unit, and FD (Floating Diffusion) is a signal storage unit that temporarily holds a signal of the photoelectric conversion unit PD. Here, the signal storage unit FD is shielded from light so that the signal held in the signal storage unit FD does not change even when light is incident on the pixel unit 202.

Tr1は、光電変換部PDをリセットするリセット部、及び光電変換部PDに蓄積した電荷を信号蓄積部FDに転送するゲート部としての機能を併用するトランジスタであり、電荷転送信号φTにより制御される。   The transistor Tr1 is a transistor that also functions as a reset unit that resets the photoelectric conversion unit PD and a gate unit that transfers charges accumulated in the photoelectric conversion unit PD to the signal storage unit FD, and is controlled by the charge transfer signal φT. .

Tr2は、増幅部として機能する増幅用トランジスタでありソースフォロアンプを構成する。信号蓄積部FDの画素信号VSFは、増幅用トランジスタTr2により増幅され、信号読出部として機能する選択トランジスタTr3を介して垂直信号線Lに出力される。選択トランジスタTr3は、画素選択信号φSにより制御される。 Tr2 is an amplifying transistor which functions as an amplifying unit constitute a source Roman follower amplifier. Pixel signal V SF of the signal storage section FD is amplified by the amplifying transistor Tr2, is output to the vertical signal line L V through the selection transistor Tr3, which functions as a signal readout section. The selection transistor Tr3 is controlled by a pixel selection signal φS.

Tr4は、光電変換部PDおよび信号蓄積部FDをリセットするリセット部として機能するトランジスタであり、画素リセット信号φRにより制御されるようになっている。   Tr4 is a transistor that functions as a reset unit that resets the photoelectric conversion unit PD and the signal storage unit FD, and is controlled by a pixel reset signal φR.

次に、図4を参照してA/D変換器203の構成の概要を説明する。このA/D変換器203の基本構成は、列並列デジタルCDS(Correlated Double Sampling)方式として公知のものである(例えば、技術文献:CX−PAL71号、ソニー株式会社に掲載されている)。   Next, an outline of the configuration of the A / D converter 203 will be described with reference to FIG. The basic configuration of the A / D converter 203 is known as a column parallel digital CDS (Correlated Double Sampling) system (for example, published in technical document: CX-PAL71, Sony Corporation).

A/D変換器203は、比較器401とラッチ回路402とカウンタ403を有している。比較器401の入力には、図2の画素信号VSFを伝送する垂直信号線Lと、この垂直信号線Lの画素信号VSFと比較するための参照信号VRAMPを出力する信号線に接続される。ラッチ回路402には、カウンタ403の計数値を出力するためのカウンタ出力部、及び比較器401の出力部が接続される。カウンタ403には、カウンタクロック信号φCTCKを供給するための信号線、カウンタ403をリセットするためのカウンタリセット信号φCRを供給するための信号線、及びカウンタ403をアップカウンタ、又はダウンカウンタのいずれかに切り替えるためのカウント方向信号φUDを供給するための信号線が接続される。 The A / D converter 203 includes a comparator 401, a latch circuit 402, and a counter 403. The input of the comparator 401, and the vertical signal line L V for transmitting a pixel signal V SF in FIG. 2, the signal line for outputting a reference signal V RAMP to be compared with the pixel signal V SF of the vertical signal line L V Connected to. The latch circuit 402 is connected to a counter output unit for outputting the count value of the counter 403 and an output unit of the comparator 401. The counter 403, a signal line for supplying a counter clock signal phi signal CTCK, counter 403 signal line for supplying a counter reset signal phi CR for reset the and the up-counter the counter 403, or the down counter signal lines are connected for supplying a count direction signal phi UD for switching to either.

参照信号VRAMPはランプ波生成回路206(図2)によって生成される。また、カウンタクロック信号φCTCK、カウンタリセット信号φCR、カウント方向信号φUDは、垂直操作回路制御部205、及び垂直走査回路204によって生成される。 The reference signal V RAMP is generated by the ramp wave generation circuit 206 (FIG. 2). The counter clock signal φ CTCK , the counter reset signal φ CR , and the count direction signal φ UD are generated by the vertical operation circuit control unit 205 and the vertical scanning circuit 204.

次に、実施形態1の動作を説明する。   Next, the operation of the first embodiment will be described.

実施形態1においては、動画信号、及び静止画信号を一定周期のフィールド同期信号に同期して読み出しを開始するとともに、動画信号のA/D変換のビット精度を10ビット、静止画信号のA/D変換のビット精度を12ビットにする。ビット精度が10ビットの動画信号のA/D変換は、ビット精度が12ビットの静止画信号のA/D変換に比べて高速化が可能であるので(この理由については、図7、8を参照して後述する)、動画信号の全画素の読み出し時間は、静止画信号の全画素の読み出し時間より短くなる。そこで、実施形態1においては、静止画信号の全画素の読み出し完了から、次の同期信号発生までの所定期間、消費電力を低減する。   In the first embodiment, reading of a moving image signal and a still image signal is started in synchronization with a field synchronization signal having a fixed period, the A / D conversion bit accuracy of the moving image signal is 10 bits, and the A / D of the still image signal is The bit precision of D conversion is set to 12 bits. A / D conversion of a moving picture signal having a bit accuracy of 10 bits can be performed at a higher speed than an A / D conversion of a still picture signal having a bit precision of 12 bits (for this reason, refer to FIGS. The readout time of all pixels of the moving image signal is shorter than the readout time of all pixels of the still image signal. Therefore, in the first embodiment, power consumption is reduced for a predetermined period from the completion of reading of all the pixels of the still image signal to the generation of the next synchronization signal.

図5は、実施形態1における動画信号読み出し時(A/D変換のビット精度が10ビットのとき)の、フィールド同期信号と画素選択信号φSとの関係を示すタイミングチャートである。1行目の画素行の画素データから順次読み出しが実行される。上述したように、動画信号全画素の読み出し時間は、静止画信号の全画素の読み出し時間より短くなるので、最後のn行目の画素データの読み出し完了から次のフィールド同期信号が発生するまでTlpの時間がある。そこで、1フィールドの画像信号のA/D変換が完了するタイミングは既知であるので、この1フィールドの画像信号のA/D変換完了時から、次のフィールド同期信号が発生するまでのTlpの期間は、CPU121から電源部123に対して、消費電力を低減するための信号を送信する。消費電力の低減の方法としては、Tlpの期間に必用のない機能を有するブロックのみ低消費電力にすればよい。少なくとも、必要の無い機能を有するブロックの電源を停止する等して、撮像素子の消費電力を低減する。   FIG. 5 is a timing chart showing the relationship between the field synchronization signal and the pixel selection signal φS when the moving image signal is read (when the bit accuracy of A / D conversion is 10 bits) in the first embodiment. Reading is sequentially performed from the pixel data of the first pixel row. As described above, since the readout time of all pixels of the moving image signal is shorter than the readout time of all pixels of the still image signal, Tlp until the next field synchronization signal is generated from the completion of readout of the pixel data of the last n-th row. Have time. Therefore, since the timing for completing the A / D conversion of the image signal of one field is known, the period of Tlp from the completion of the A / D conversion of the image signal of one field to the generation of the next field synchronization signal. Transmits a signal for reducing power consumption from the CPU 121 to the power supply unit 123. As a method for reducing power consumption, only a block having a function that is not necessary in the Tlp period may be reduced in power consumption. At least, the power consumption of the image sensor is reduced by stopping the power supply of the block having unnecessary functions.

図6は、実施形態1における、フィールド同期信号と電子ローリングシャッタによる読み出しの関係を示すタイミングチャートである。動画記録中はフィールド同期信号に同期して、1フィールドの画像データが撮像素子110から繰り返し読み出される。ここで、動画記録中におけるA/D変換器203のビット精度は10ビットである。動画記録中に、撮影者が入力部122を介して静止画記録のためのレリーズ操作を行なうと、CPU121はこのレリーズ操作に伴うレリーズ信号を受けて、次々回のフィールドの画像信号を12ビットのビット精度でA/D変換するための切り替え信号を撮像素子制御部11に送信するための準備を行なう。すると、次のフィールド同期信号に同期して、10ビットのビット精度による動画信号のA/D変換及び動画の画像データの読み出しが行なわれる。次に、予め決められたタイミングで、1行目画素行から順次、静止画の露光開始のために、画素リセット信号φR、及び電荷転送信号φTの順序でパルスが印加され、静止画の露光が開始される(図6の電子ローリングシャッタによる読み出しのチャート中、斜め点線参照)。 FIG. 6 is a timing chart showing the relationship between the field synchronization signal and readout by the electronic rolling shutter in the first embodiment. During moving image recording, image data of one field is repeatedly read from the image sensor 110 in synchronization with the field synchronization signal. Here, the bit accuracy of the A / D converter 203 during moving image recording is 10 bits. If a photographer performs a release operation for recording a still image via the input unit 122 during moving image recording, the CPU 121 receives a release signal associated with the release operation and converts the image signal of the next field into a 12-bit bit. Preparation for transmitting a switching signal for A / D conversion with accuracy to the image sensor control unit 11 is performed. Then, in synchronization with the next field synchronization signal, A / D conversion of the moving image signal and reading of the image data of the moving image are performed with a bit accuracy of 10 bits. Next, pulses are applied in order of the pixel reset signal φR and the charge transfer signal φT in order to start still image exposure sequentially from the first pixel row at a predetermined timing, and still image exposure is performed. The process is started (see the oblique dotted line in the chart of reading by the electronic rolling shutter in FIG. 6).

ここで、図6の電子ローリングシャッタによる読み出しのチャート中、静止画の露光開始を表す点線の傾き、又は静止画データの読み出しを表す線の傾きが、動画の露光開始、又は動画データの読み出しを表す実線の傾きに比べて緩やかなのは、既述のとおり、静止画の画像信号のA/D変換のビット精度が、動画の画像信号のそれに比べて高いために、A/D変換に時間がかかることによる。 Here, in the chart of the electronic rolling shutter by reading 6, the slope of the dashed line representing a still image exposure start, or the inclination of the solid line representing the reading of still image data, moving image exposure start, or the video data read As described above, since the bit accuracy of the A / D conversion of the still image signal is higher than that of the moving image signal, the A / D conversion takes time. Because of this.

1フィールド期間の静止画の露光が終了すると、次のフィールド同期信号に同期して、1行目の画素の画像信号が12ビットのビット精度でA/D変換されて撮像素子110から読み出される。同様にして、2〜n行目の画素列の画素の画素信号がA/D変換される。この静止画の全画素の画像データの読み出し時間は、略1フィールド期間に設定されている。この、読み出された動画の画像データと等しい画素数の静止画の画像データは、画像処理部114により、同時化処理、諧調処理、ホワイトバランス処理等のさまざまな画像処理が施された後、圧縮伸張部119で圧縮処理が施され、静止画データとして着脱メモリ120に記録される。また、この静止画データは、画像処理部114にて10ビットのデータにビット変換された後に、それまでに読み出された動画データとともに、着脱メモリ120に記録される。   When the exposure of the still image in one field period is completed, the image signal of the pixel in the first row is A / D converted with a bit accuracy of 12 bits and read out from the image sensor 110 in synchronization with the next field synchronization signal. Similarly, the pixel signals of the pixels in the 2nd to nth pixel columns are A / D converted. The readout time for image data of all the pixels of the still image is set to approximately one field period. The image data of the still image having the same number of pixels as the read moving image image data is subjected to various image processing such as synchronization processing, gradation processing, and white balance processing by the image processing unit 114. The compression / decompression unit 119 performs compression processing and records the still image data in the removable memory 120. Further, the still image data is bit-converted into 10-bit data by the image processing unit 114 and then recorded in the removable memory 120 together with the moving image data read so far.

図6において、静止画の画像データの読み出しが終了した画素は、1行目画素から順次、次の動画の露光開始のために、画素リセット信号φR、及び電荷転送信号φTの順序でパルスが印加され、動画の露光が開始される(図の電子ローリングシャッタによる読み出しのチャート中、一点鎖線参照)。そして、次のフィールド同期信号に同期して、1行目画素から順次動画データの読み出しが開始される。この動画データの露光時間は、1フィールド期間よりも短いので、画像処理部114にて、この動画データに1以上の所定の係数を掛けて、1フィールド期間の露光に対応した動画データに変換し、圧縮処理を施して動画データとして着脱メモリ120に記録する。 In FIG. 6, pixels for which still image data has been read out are sequentially pulsed from the first row pixel in order of pixel reset signal φR and charge transfer signal φT in order to start exposure of the next moving image. Then, the exposure of the moving image is started (refer to the alternate long and short dash line in the reading chart by the electronic rolling shutter in FIG. 6 ). Then, reading of moving image data is started sequentially from the first row pixel in synchronization with the next field synchronization signal. Since the exposure time of this moving image data is shorter than one field period, the image processing unit 114 multiplies this moving image data by a predetermined coefficient of 1 or more to convert it into moving image data corresponding to the exposure of one field period. Then, it is compressed and recorded in the removable memory 120 as moving image data.

次に、10ビットのビット精度によるA/D変換器203の動作を、図7のタイミングチャートを参照して詳細に説明する。 画素選択信号φSが”H”の期間、信号蓄積部FDの電圧が画素信号VSFとして信号出力線Lに出力され、比較器401の一方の入力に供給される。画素リセット信号φRのパルスがトランジスタTr4のゲートに印加されると、信号蓄積部FDの電圧は、電圧VDDにリセットされる。図7の画素信号VSFはφRの印加と同時にリセット電圧まで上昇していることがわかる。 Next, the operation of the A / D converter 203 with 10-bit bit accuracy will be described in detail with reference to the timing chart of FIG. Period of the pixel selection signal φS is "H", the voltage of the signal storage section FD is outputted to the signal output line L V as a pixel signal V SF, is supplied to one input of a comparator 401. When the pulse of the pixel reset signal φR is applied to the gate of the transistor Tr4, the voltage of the signal storage unit FD is reset to the voltage VDD. It can be seen that the pixel signal V SF in FIG. 7 rises to the reset voltage simultaneously with the application of φR.

次に、A/D変換器203にカウンタリセット信号φCRが印加されると、カウンタ403はリセットされる。このとき、カウント方向信号φUDはダウンカウントに設定されている。次にカウンタクロック信号φCTCKがカウンタ403に出力されると同時に、参照信号VRAMPとしての階段状のランプ波が比較器401の他方の入力に供給される。カウンタ403はカウントを開始し、そのカウント数を表すデジタルデータ(カウンタ出力)がラッチ回路402に出力される。続いて、参照信号VRAMPが時間経過とともに低下し、このVRAMPと画素信号VSFが一致すると、比較器401の出力φ COUTが反転し、このφ COUTの変化を受けて、カウンタ403のカウント動作がストップする。ここでカウンタ403には最終的に計数されたカウント値が保持されている。このカウンタに保持されているデジタルデータは、リセット信号VRSTに相当する。 Then, when the counter reset signal phi CR is applied to the A / D converter 203, the counter 403 is reset. At this time, the count direction signal φ UD is set to the down count. Next, the counter clock signal φ CTCK is output to the counter 403, and at the same time, a stepped ramp wave as the reference signal V RAMP is supplied to the other input of the comparator 401. The counter 403 starts counting, and digital data (counter output) representing the count number is output to the latch circuit 402. Subsequently, when the reference signal V RAMP decreases with time and the V RAMP and the pixel signal V SF coincide with each other, the output φ COUT of the comparator 401 is inverted, and the counter 403 counts in response to the change of φ COUT. Operation stops. Here, the counter 403 holds the count value finally counted. The digital data held in this counter corresponds to the reset signal VRST .

カウンタクロックφCTCKは、Nrst個のパルスが出力されるとパルス出力が停止されて一定の定常値になる。このパルス数Nrstは、リセット電圧VRSTより若干大きなアナログ電圧をデジタルデータに変換可能なビット数であればよい。このNrstの値はA/D変換の量子化ビット数(以下「ビット精度」と称する)が10ビットの場合は、後述する12ビットの場合に比べてほぼ1/4の値にする。例えば、A/D変換のビット精度が10ビットの場合はNrst=256としA/D変換のビット精度が後述する12ビットの場合は1024とする。 When Nrst number of pulses are output, the counter clock φ CTCK is stopped to have a constant steady value. The number of pulses Nrst may if slightly larger analog voltage the number of bits that can be converted into digital data from the reset voltage V RST. The value of Nrst is approximately ¼ when the number of quantization bits for A / D conversion (hereinafter referred to as “bit precision”) is 10 bits, compared to the case of 12 bits described later. For example, the bit precision of the A / D conversion in the case of 10-bit and NRST = 256, in the case of 12-bit bit precision of the A / D conversion will be described later and 1024.

次に、トランジスタTr1のゲートに電荷転送信号φTが印加されると、1フィールド期間、光電変換部PDに蓄積された信号電荷が、信号蓄積部FDに転送される。図7に示すVSIGがこの転送された信号電荷に相当する。φTのパルス出力に同期して、参照信号VRAMPがリセットされる。また、φTの出力に同期して、カウント方向φUDはアップカウンタに切り替えられる。また、比較器401の出力φ COUTはφRにほぼ同期して反転して”H”レベルになる。続いて、参照信号VRAMPが時間経過とともに低下し、このVRAMPと画素信号VSFが一致すると、比較器401の出力φ COUTが反転し、この信号の変化を受けて、ラッチ回路402は、カウンタ403のカウント数を表すデジタルデータをラッチするとともに、カウンタ402のカウント動作がストップする。ここでラッチ回路402にラッチされたデジタルデータは、画素信号VSIGと画素信号に重畳しているリセット信号VRSTの加算データに相当する。 Next, when the charge transfer signal φT is applied to the gate of the transistor Tr1, the signal charge stored in the photoelectric conversion unit PD for one field period is transferred to the signal storage unit FD. V SIG shown in FIG. 7 corresponds to the transferred signal charge. The reference signal V RAMP is reset in synchronization with the pulse output of φT. Further, in synchronization with the output of .phi.T, counting direction phi UD is switched to the up counter. Further, the output φ COUT of the comparator 401 is inverted in synchronization with φR and becomes “H” level. Subsequently, when the reference signal V RAMP decreases with time and the V RAMP and the pixel signal V SF coincide with each other, the output φ COUT of the comparator 401 is inverted. The digital data representing the count number of the counter 403 is latched, and the count operation of the counter 402 is stopped. Here, the digital data latched by the latch circuit 402 corresponds to the addition data of the pixel signal V SIG and the reset signal V RST superimposed on the pixel signal.

カウンタクロックφCTCKは、N(sig+rst)個のパルスが出力されるとパルス出力が停止されて一定の定常値になる。上記パルス数N(sig+rst)は、リセット電圧VRSTと画素信号の電圧VSIGを加算した電圧より若干大きなアナログ電圧をデジタルデータに変換可能なビット数であればよい。そしてこの値はA/D変換のビット精度が10ビットの場合は、12ビットの場合に比べてほぼ4倍の値にする。例えば、A/D変換のビット精度が10ビットの場合はNrst=1380とし、A/D変換のビット精度が12ビットの場合は5520とする。したがって、図7のランプ波の周期を一定とすると、10ビットのビット精度でA/D変換を行なう場合は、12ビットでA/D変換を行なう場合に比べて高速にA/D変換を終了させるこいとができる。また、ビット精度が10ビットの場合は、ビット精度が12ビットの場合に比べて、カウンタクロックφCTCKのクロック数やカウンタ403のカウント数が少ないので消費電力が低減される。最近、撮像素子の画素数が多くなり、それに伴いカウンタクロックφCTCKの周波数は非常に高くなってきているので、撮像素子の全体に占める消費電力は非常に大きく、上記消費電力の低減効果は大きい。 When N (sig + rst) pulses are output, the counter clock φ CTCK is stopped and becomes a constant steady value. The number of pulses N (sig + rst) may be any number of bits that can convert an analog voltage slightly larger than a voltage obtained by adding the reset voltage V RST and the pixel signal voltage V SIG into digital data. This value is almost four times as large as that of 12 bits when the bit precision of A / D conversion is 10 bits. For example, Nrst = 1380 when the bit precision of A / D conversion is 10 bits, and 5520 when the bit precision of A / D conversion is 12 bits. Therefore, assuming that the period of the ramp wave in FIG. 7 is constant, when A / D conversion is performed with bit accuracy of 10 bits, A / D conversion is completed faster than when A / D conversion is performed with 12 bits. I can do it. Further, when the bit accuracy is 10 bits, the power consumption is reduced because the number of counter clocks φCTCK and the count number of the counter 403 are smaller than when the bit accuracy is 12 bits. Recently, the number of pixels of the image sensor has increased, and the frequency of the counter clock φCTCK has become very high accordingly. Therefore, the power consumption of the entire image sensor is very large, and the effect of reducing the power consumption is large. .

以上説明したA/D変換動作の結果、最終的にラッチ回路402にラッチされたカウント結果は、画素信号VSIGと画素信号に重畳しているリセット信号VRSTの加算データから、VRSTを減算した画素信号VSIGに相応したデジタルの画素データに等しい。そして、このラッチ回路402にラッチされた画素データは、撮像素子の水平読み出し回路207(図1参照)を介して、他の列の同一ラインの画素データとともに撮像素子110から、シリアルデータに変換されて読み出される。 As a result of the A / D conversion operation described above, the count result finally latched in the latch circuit 402 is obtained by subtracting V RST from the addition data of the pixel signal V SIG and the reset signal V RST superimposed on the pixel signal. It is equal to digital pixel data corresponding to the pixel signal V SIG . Then, the pixel data latched by the latch circuit 402 is converted into serial data from the image sensor 110 together with pixel data of the same line in other columns via the horizontal readout circuit 207 (see FIG. 1) of the image sensor. Read out.

なお、図7は所定の画素行に属する1画素のA/D変換動作を示すが、この所定の画素行に属するすべての画素について、画素列毎に配置されたA/D変換器により同時並列的に同様のA/D変換動作が実行される。そして所定行の画素信号VSIGのA/D変換が終了すると、次の画素行について同様のA/D変換が実行される。以上の動作がすべての画素の画素信号VSIGの読み出しが完了するまで行なわれる。このよう画素読み出しによる露光制御の方式は、一般に電子ローリングシャッタ制御と称されるものである。 FIG. 7 shows an A / D conversion operation of one pixel belonging to a predetermined pixel row. All pixels belonging to the predetermined pixel row are simultaneously parallelized by A / D converters arranged for each pixel column. Therefore, the same A / D conversion operation is executed. When the A / D conversion of the pixel signal V SIG in the predetermined row is completed, the same A / D conversion is executed for the next pixel row. The above operation is performed until the reading of the pixel signal V SIG of all the pixels is completed. Such a method of exposure control by pixel readout is generally referred to as electronic rolling shutter control.

実施形態1においては、図7のランプ波の周期を一定とすると、10ビットのビット精度でA/D変換を行なう場合のダウンカウント時間、及びアップカウント時間は、12ビットのビット精度の場合に比べて短くなる。既述の通り、実施形態1においては、この短くなった分だけA/D変換にかかる時間を短くする。したがって、12ビットのビット精度でA/D変換する場合の全画素の画像データの読み出し時間を、フィールド同期信号の1周期に略等しくなるように設定すると、10ビットのビット精度でA/D変換する場合の全画素の画像データの読み出し時間は、フィールド同期信号の1周期よりも短くなる。   In the first embodiment, assuming that the period of the ramp wave in FIG. 7 is constant, the down-count time and the up-count time when performing A / D conversion with 10-bit bit accuracy are as follows when the bit accuracy is 12 bits. It is shorter than that. As described above, in the first embodiment, the time required for A / D conversion is shortened by this shortening. Therefore, if the readout time of image data of all pixels when A / D conversion is performed with 12-bit bit accuracy is set to be substantially equal to one period of the field synchronization signal, A / D conversion is performed with 10-bit bit accuracy. In this case, the readout time of the image data of all the pixels is shorter than one period of the field synchronization signal.

図8は、静止画信号を12ビットのビット精度でA/D変換する場合のA/D変換の動作を示すタイミングチャートである。基本的な動作は図7と同様であるので、図7と異なるところのみ説明する。   FIG. 8 is a timing chart showing an A / D conversion operation when A / D conversion is performed on a still image signal with a bit accuracy of 12 bits. Since the basic operation is the same as in FIG. 7, only the differences from FIG. 7 will be described.

静止画信号を12ビットのビット精度でA/D変換する場合は、動画信号を10ビットのビット精度でA/D変換する場合に比べて、ランプは波VRAMPの1周期あたりの電圧の変化は、10ビットのビット精度でA/D変換する場合に比べて1/4になる。画像信号をA/D変換可能なアナログ電圧のレンジは、ビット精度が10ビットでも12ビットでも同じであるので、12ビット精度でA/D変換を行なう場合のダウンカウント期間、およびアップカウント期間のカウンタクロックφCTCKのカウント数は、10ビット精度でA/D変換を行なう場合の約4倍になる。したがって、同じ値のアナログ信号をA/D変換するにも、12ビットのビット精度でA/D変換を行なう場合は、約4倍の時間がかかることになる。 When A / D conversion is performed on a still image signal with 12-bit bit accuracy, the ramp changes the voltage per cycle of the wave V RAMP compared to when A / D conversion is performed on a moving image signal with 10-bit bit accuracy. Is 1/4 compared to the case of A / D conversion with a bit precision of 10 bits. The range of the analog voltage capable of A / D converting the image signal is the same regardless of whether the bit accuracy is 10 bits or 12 bits. Therefore, the down-count period and the up-count period when A / D conversion is performed with 12-bit precision. The count number of the counter clock φ CTCK is about four times that when A / D conversion is performed with 10-bit accuracy. Therefore, even if A / D conversion is performed on an analog signal having the same value, it takes about four times as long when A / D conversion is performed with a bit precision of 12 bits.

以上説明した実施形態1においては、動画の画像信号を10ビットのビット精度でA/D変換し、静止画の画像信号を12ビットのビット精度でA/D変換したが、動画の画像信号のA/D変換のビット精度を、静止画の画像信号のそれに比べて低く設定すれば、これ以外の組み合わせであっても、もちろん構わない。   In the first embodiment described above, the moving image signal is A / D converted with 10-bit bit accuracy, and the still image signal is A / D converted with 12-bit bit accuracy. Of course, other combinations are possible as long as the bit accuracy of the A / D conversion is set lower than that of the still image signal.

実施形態1においては、動画の画像信号のA/D変換中の消費電力が、静止画の画像信号のA/D変換中の消費電力に比べて低減される。また、実施形態1においては、一定周期のフィールド同期信号に同期して、動画データ、及び静止画データを読み出すとともに、動画の画像信号のA/D変換のビット精度を、静止画の画像信号のそれに比べて低く設定するとともに、動画の1フィードあたりの画像データの読み出し時間を、静止画の画像データの読み出し時間よりも短く設定し、動画の画像データの1フィードの読み出し完了時から、次のフィールド同期信号の読み出しまでの期間中、少なくとも撮像素子に供給する消費電力を低減するようにした。また、画像処理部114により静止画の画像データのビット精度を、動画のビット精度にビット変換して動画データとするので、静止画の撮影中も動画の撮影が可能になり、高画質の動画データを得ることができる。   In the first embodiment, power consumption during A / D conversion of a moving image signal is reduced compared to power consumption during A / D conversion of a still image signal. In the first embodiment, the moving image data and the still image data are read out in synchronization with the field synchronization signal having a fixed period, and the bit accuracy of the A / D conversion of the moving image signal is set to be equal to that of the still image signal. In addition to setting it lower, the readout time of image data per feed of moving images is set to be shorter than the readout time of image data of still images. During the period until the reading of the field synchronization signal, at least power consumption supplied to the image sensor is reduced. In addition, the image processing unit 114 converts the bit accuracy of still image data to the bit accuracy of moving images to obtain moving image data, so that it is possible to shoot moving images even during still image shooting. Data can be obtained.

[実施形態2]
次に、本発明の実施形態2について説明する。
図9、図10は実施形態2に係る図面である。本実施形態の説明においては、主に実施形態1と異なるところを説明する。
[Embodiment 2]
Next, Embodiment 2 of the present invention will be described.
9 and 10 are drawings according to the second embodiment. In the description of the present embodiment, differences from the first embodiment will be mainly described.

実施形態2においても、実施形態1と同様に、動画の画像信号及び静止画の画像信号を一定周期のフィールド同期信号に同期して露光、及び読み出しを開始するとともに、動画の画像信号のA/D変換のビット精度を10ビット、静止画の画像信号のA/D変換のビット精度を12ビットにする。実施形態1においては、1フィールド期間のうち、ビット精度が10ビットの全画素の画像データの読み出し時間を除いた時間を低消費電力にした。これに対して、実施形態2においては、10ビットのビット精度で1画素のA/D変換を行なうのにかかる時間を、12ビットのビット精度で1画素のA/D変換を行なうのにかかる時間と略等しくすることにより、ビット精度が10ビットの全画素の画像データの読み出し時間を、ビット精度が12ビットの全画素の画像データの読み出し時間と略等しくする。   In the second embodiment, similarly to the first embodiment, exposure and readout of a moving image signal and a still image signal are started in synchronization with a field synchronization signal of a fixed period, and the A / The bit precision of D conversion is 10 bits, and the bit precision of A / D conversion of still image signal is 12 bits. In the first embodiment, the time excluding the readout time of image data of all the pixels having a bit accuracy of 10 bits in one field period is reduced in power consumption. On the other hand, in the second embodiment, it takes time to perform A / D conversion of one pixel with 10-bit bit accuracy, and to perform A / D conversion of one pixel with 12-bit bit accuracy. By making it substantially equal to the time, the reading time of image data of all pixels having a bit accuracy of 10 bits is made substantially equal to the reading time of image data of all pixels having a bit accuracy of 12 bits.

図7、8を参照して説明したように、ビット精度が10ビットの動画信号のA/D変換におけるダウンカウント期間、およびアップカウント期間は、ビット精度が12ビットの静止画の画像信号のA/D変換に比べて、約4倍の高速化が可能である。そこで、実施形態2においては、10ビットのビット精度でA/D変換を行なう場合、ダウンカウント、及びアップカウント(図7、8参照)の終了後、所定時間、低消費電力にする。消費電力を低減する方法としては、Tlpの期間に必用のない機能を有するブロックのみ低消費電力にすればよい。少なくとも、必要の無い機能を有するブロックの電源を停止する等して、撮像素子の消費電力を低減する。   As described with reference to FIGS. 7 and 8, the down-count period and the up-count period in A / D conversion of a moving picture signal having a bit precision of 10 bits are A of the still picture image signal having a bit precision of 12 bits. Compared with / D conversion, the speed can be increased by about 4 times. Therefore, in the second embodiment, when A / D conversion is performed with a bit accuracy of 10 bits, the power consumption is reduced for a predetermined time after the end of the down-count and the up-count (see FIGS. 7 and 8). As a method for reducing power consumption, only a block having a function that is not necessary in the Tlp period may be reduced in power consumption. At least, the power consumption of the image sensor is reduced by stopping the power supply of the block having unnecessary functions.

図9は、実施形態2における、フィールド同期信号と電子ローリングシャッタによる読み出しの関係を示すタイミングチャートである。実施形態2においては、1ラインあたりの画像データの読み出し時間が動画と静止画で同じになる。したがって、図9の電子ローリングシャッタによる読み出しのチャート中、動画データの露光開始、及び読み出し開始を表す斜線の傾きが、静止画データの露光開始、及び読み出し開始を表す斜線の傾きと同じになる。このため、実施形態1で説明したように、静止画撮影の露光開始や、静止画撮影直後の動画の露光開始のためのリセット動作、および静止画データ読み出し直後の動画データの増幅処理が不要になる。   FIG. 9 is a timing chart showing the relationship between the field synchronization signal and readout by the electronic rolling shutter in the second embodiment. In the second embodiment, the readout time of image data per line is the same for moving images and still images. Accordingly, in the chart of reading by the electronic rolling shutter in FIG. 9, the slope of the hatched line indicating the start of exposure of moving image data and the start of reading is the same as the slope of the hatched line indicating the start of exposure of still image data and the start of reading. For this reason, as described in the first embodiment, it is unnecessary to start exposure for still image shooting, reset operation for starting exposure of moving images immediately after still image shooting, and amplification processing of moving image data immediately after reading still image data. Become.

図10は、実施形態2における、撮像素子から1画素の信号を読み出して、量子化ビット数が10ビットのA/D変換を行なうときのタイミングチャートである。基本的な動作は、実施形態1にかかる図7と同様である。既述の通り、本実施形態においては、10ビットのビット精度で1画素のA/D変換時間を行なうのにかかる時間を、12ビットのビット精度で1画素のA/D変換にかかる時間に略等しくする。そして、ダウンカウント終了後の所定時間TPS1、及びアップカウント終了後の所定時間TPS2の時間、消費電力を低減する制御を行う。   FIG. 10 is a timing chart when a signal of one pixel is read from the image sensor and A / D conversion with a quantization bit number of 10 bits is performed in the second embodiment. The basic operation is the same as that of FIG. 7 according to the first embodiment. As described above, in the present embodiment, the time taken to perform A / D conversion time of one pixel with 10-bit bit accuracy is set to the time taken to perform A / D conversion of one pixel with 12-bit bit accuracy. Make approximately equal. Then, control is performed to reduce power consumption for a predetermined time TPS1 after the end of the down-count and a predetermined time TPS2 after the end of the up-count.

静止画の画像信号を12ビットのビット精度でA/D変換する動作は、図8を参照して実施形態1で説明したのと同様である。   The operation of A / D converting a still image signal with 12-bit bit accuracy is the same as that described in the first embodiment with reference to FIG.

なお、静止画データ、及び動画データは、実施形態1と同様に着脱メモリ120に記録される。また、12ビット精度の静止画データは、画像処理部114にて10ビット精度の画像データにビット変換された後、所定の画像処理が施されて、動画データとして着脱メモリ120に記録される。   The still image data and the moving image data are recorded in the removable memory 120 as in the first embodiment. Further, the 12-bit precision still image data is bit-converted into 10-bit precision image data by the image processing unit 114, subjected to predetermined image processing, and recorded in the removable memory 120 as moving image data.

以上説明したように、実施形態2においては、一定周期のフィールド同期信号に同期して、動画データ、及び静止画データを読み出すとともに、動画の画像信号のA/D変換のビット精度を、静止画の画像信号のそれに比べて低く設定するとともに、動画の画像信号の1フィードあたりの画像データの読み出し時間を、静止画の画像信号のそれと略同じく設定し、動画の画像信号の1画素のA/D変換中は、静止画の1画素の画像信号のA/D変換に要する時間と動画の1画素の画像信号のA/D変換に要する時間の差に相当する時間だけ、少なくとも撮像素子に供給する消費電力を低減するようにした。また、図7の説明で詳述したように、10ビットのビット精度でA/D変換を行なう場合は、12ビットのビット精度でA/D変換を行なう場合に比べて、A/D変換中(図5のTlpを除いた時間区間)の消費電力も低減することができる。 As described above, in the second embodiment, the moving image data and the still image data are read in synchronization with the field synchronization signal having a fixed period, and the bit accuracy of the A / D conversion of the moving image signal is set to the still image. The image data read-out time per feed of the moving image signal is set substantially the same as that of the still image signal, and the A / B of one pixel of the moving image signal is set. During D conversion, at least the image sensor is supplied with a time corresponding to the difference between the time required for A / D conversion of the image signal of one pixel of the still image and the time required for A / D conversion of the image signal of one pixel of the moving image. Reduced power consumption. Further, as described in detail with reference to FIG. 7, when A / D conversion is performed with 10-bit bit accuracy, A / D conversion is being performed compared to when A / D conversion is performed with 12-bit bit accuracy. It is also possible to reduce the power consumption during the time interval (excluding Tlp in FIG. 5).

また、画像処理部114により、静止画の画像データのビット精度を、動画のビット精度にビット変換して動画データとするので、静止画の撮影中も動画の撮影が可能になり、高画質の動画データを得ることができる。   In addition, the image processing unit 114 converts the bit accuracy of the still image data into the moving image bit accuracy to convert it into moving image data, so that it is possible to shoot a moving image even during still image shooting. Movie data can be obtained.

さらに、動画の画像信号の1フィードあたりの画像データの読み出し時間を、静止画の画像信号のそれと同じく設定するので、静止画又は動画の露光開始のための特別なタイミング調整を行なう必要がなく、動画から静止画の撮影への切り替え、及び静止画から動画の撮影への切り替えが簡単になる。   Furthermore, since the readout time of the image data per feed of the moving image signal is set to be the same as that of the still image signal, it is not necessary to perform a special timing adjustment for starting the exposure of the still image or the moving image. Switching from moving image to still image shooting and switching from still image to moving image shooting become easy.

なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化することもできる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成することもできる。さらに異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。このように、発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変形や応用が可能である。   Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and the constituent elements can be modified and embodied without departing from the spirit of the invention in the implementation stage. Various inventions can also be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the embodiment. Furthermore, constituent elements over different embodiments may be appropriately combined. Thus, various modifications and applications are possible without departing from the spirit of the invention.

101…レンズ
102…モータ
103…フォーカス制御部
104…絞り機構
105…モータ
106…絞り制御部
107…シャッター機構
108…プランジャー
109…プランジャー制御部
110…撮像素子
112…AE処理部
113…AF処理部
114…画像処理部
115…LCDドライバ
116…LCD
117…不揮発性メモリ
118…内蔵メモリ
119…圧縮伸張部
120…着脱メモリ
121…CPU
122…入力部
123… 電源部
124… データバス
DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 ... Lens 102 ... Motor 103 ... Focus control part 104 ... Aperture mechanism 105 ... Motor 106 ... Aperture control part 107 ... Shutter mechanism 108 ... Plunger 109 ... Plunger control part 110 ... Imaging element 112 ... AE process part 113 ... AF process Part 114: Image processing part 115 ... LCD driver 116 ... LCD
117: Non-volatile memory 118 ... Internal memory 119 ... Compression / decompression unit 120 ... Detachable memory 121 ... CPU
122 ... Input unit 123 ... Power supply unit 124 ... Data bus

Claims (5)

電圧が時間経過に従って階段状に変化するランプ波と画像信号を比較し、該ランプ波の電圧が入力電圧と一致するまでの時間に基づいて該画像信号のアナログデジタル変換を行う機能を有する撮像装置において、
複数の画素を有する画素行が複数配列された撮像素子の撮像部から電子ローリングシャッタ制御により読み出された動画信号に対して、第1の量子化ビット数のアナログデジタル変換を行なって動画データを生成する動画データ生成部と、
上記撮像素子の撮像部から上記電子ローリングシャッタ制御により読み出された静止画信号に対して、上記第1の量子化ビット数より多いビット数のアナログデジタル変換を行なって静止画データを生成する静止画データ生成部と、
備えたこと特徴とする撮像装置。
Comparing the ramp and the image signal changes stepwise voltage as time elapses, the image pickup having a function of analog-to-digital conversion of the image signal based on the time until the voltage of the ramp wave is coincident with the input voltage In the device
Moving image data is obtained by performing analog-digital conversion of the first number of quantization bits on a moving image signal read out by an electronic rolling shutter control from an imaging unit of an imaging element in which a plurality of pixel rows having a plurality of pixels are arranged. A video data generation unit to be generated;
Against still image signal read out by the electronic rolling shutter control from the imaging unit of the imaging device, and generates still image data by performing analog-digital conversion of the first number of bits greater than the number of quantization bits A still image data generation unit ;
Imaging apparatus characterized by comprising a.
画及び静止画を撮像するタイミングを制御するための同期信号を所定の時間間隔で出力する撮像素子制御部と、
フレームの画像の撮像が終了してから次の同期信号が発生するまでの間、上記撮像素子に供給する電力を低減するための電力制御部を備えたことを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
And imaging element control unit for outputting a synchronization signal for controlling the timing of imaging a dynamic E及BiShizu Tomega at predetermined time intervals,
2. The apparatus according to claim 1, further comprising a power control unit configured to reduce power supplied to the image sensor from the end of capturing an image of one frame until a next synchronization signal is generated. Imaging device.
画及び静止画を撮像するタイミングを制御するための同期信号を所定の時間間隔で出力する撮像素子制御部を備え、
上記静止画信号の全画素のアナログデジタル変換にかかる時間と、上記動画信号の全画素のアナログデジタル変換にかかる時間を略同一とすることを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
An imaging element control unit for outputting a synchronization signal for controlling the timing of imaging a dynamic E及BiShizu Tomega at predetermined time intervals,
The imaging apparatus according to claim 1, wherein a time required for analog-digital conversion of all pixels of the still image signal is substantially the same as a time required for analog-digital conversion of all pixels of the moving image signal.
上記静止画信号の1画素のアナログデジタル変換にかかる時間と、上記動画信号の1画素のアナログデジタル変換にかかる時間の差をΔTとするとき、上記動画信号の画素毎のアナログデジタル変換の終了時から上記ΔTが経過するまでの間、上記撮像素子の消費電力を低減するための電力制御部を備えたことを特徴とする請求項3に記載の撮像装置。   When the difference between the time required for analog-digital conversion of one pixel of the still image signal and the time required for analog-digital conversion of one pixel of the moving image signal is ΔT, when the analog-digital conversion for each pixel of the moving image signal is completed The imaging apparatus according to claim 3, further comprising: a power control unit configured to reduce power consumption of the imaging element until ΔT elapses from the time point. 静止画の画像データのビット精度を、動画のビット精度にビット変換して動画データに変換する画像処理部を備えたことを特徴とする請求項1、請求項2、および請求項3に記載の撮像装置。 The bit precision of the still image data, according to claim 1, characterized in that it comprises an image processing unit for converting the video data to bit conversion in bit precision video, according to claim 2, and claim 3 Imaging device.
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