JP2013258546A - Image pick-up device and signal processing method and electronic apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
この技術は、撮像装置と信号処理方法および電子機器に関する。詳しくは、動画の画像信号の生成と並行して信号劣化や偽信号の発生が抑制された静止画の画像信号を生成できるようにする。 This technique relates to an imaging device, a signal processing method, and an electronic apparatus. Specifically, it is possible to generate an image signal of a still image in which signal degradation and generation of a false signal are suppressed in parallel with generation of a moving image signal.
従来、デジタルカメラやデジタルビデオカメラといった電子機器において、CMOSイメージセンサなどの撮像装置を用いて静止画と動画とをそれぞれ取得できるものが普及してきている。例えば特許文献1では、第1のフレーム期間で第1画素群の全てから第1の信号を読み出す。また、第1のフレーム期間から始まる連続した複数のフレーム期間のそれぞれにおいて、第2画素群における互いに異なる一部の画素から第2の信号を読み出す。この第1の信号と第2の信号とを合成することにより、1フレーム分の静止画用の画像信号を生成する。
2. Description of the Related Art Conventionally, electronic devices such as digital cameras and digital video cameras that can acquire still images and moving images using an imaging device such as a CMOS image sensor have become widespread. For example, in
ところで、動画の画像信号の生成と並行して静止画の画像信号の生成を行う場合、被写体や撮像条件によって信号劣化や偽信号が発生してしまう。例えば、被写体が高輝度である場合、その被写体や周辺で信号劣化や偽信号が発生する。また、信号劣化や偽信号を抑制するために光量を抑制すると、動画の撮像時に支障をきたす場合がある。例えば、静止画読み出し中に絞り値を変更してしまうと、動画の撮像時に被写界深度が変わってしまう。さらに、動画の明るさも変わってしまうため、最適な明るさを維持するには、露光時間やゲインを変更する必要があり、これらは動画時の画質に支障をきたす。また、撮像装置では、電荷保持部に保持されている時間が長いほど暗信号等による信号劣化が生じることが知られており、暗信号等による信号劣化は温度によって変化する。 When a still image signal is generated in parallel with the generation of a moving image signal, signal degradation or a false signal is generated depending on the subject and imaging conditions. For example, when the subject has high luminance, signal deterioration or a false signal occurs in the subject or the surrounding area. In addition, if the amount of light is suppressed in order to suppress signal deterioration and false signals, there may be a problem in capturing moving images. For example, if the aperture value is changed during readout of a still image, the depth of field changes when a moving image is captured. Furthermore, since the brightness of the moving image also changes, it is necessary to change the exposure time and the gain in order to maintain the optimum brightness, which hinders the image quality during the moving image. Further, in the imaging device, it is known that signal deterioration due to a dark signal or the like occurs as the time held in the charge holding unit is longer, and the signal deterioration due to the dark signal or the like varies depending on temperature.
そこで、この技術では、動画の画像信号の生成と並行して信号劣化や偽信号の発生が抑制された静止画の画像信号を生成できる撮像装置と信号処理方法および電子機器を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present technology is to provide an imaging device, a signal processing method, and an electronic device that can generate a still image signal in which signal degradation and generation of a false signal are suppressed in parallel with generation of a moving image signal. And
この技術の第1の側面は、行方向及び列方向に複数の画素が配列されている画素配列部と、蓄積期間で電荷蓄積動作を行わせるように前記複数の画素を駆動する駆動部と、動画の撮像を行う場合、前記画素配列部の動画を構成する第1画素群から前記蓄積期間に蓄積された電荷に基づく第1の信号を読み出し、動画と並行して静止画の撮像を行う場合、前記第1画素群から前記蓄積期間に蓄積された電荷に基づく第1の信号と、前記画素配列部において前記第1画素群を除いた第2画素群から前記蓄積期間に蓄積された電荷に基づく第2の信号の読み出しを行い、前記第2画素群からの前記第2の信号の読み出し順序を変更可能とする読み出し部とを備える撮像装置にある。 A first aspect of the technology includes a pixel array unit in which a plurality of pixels are arrayed in a row direction and a column direction, a drive unit that drives the plurality of pixels to perform a charge accumulation operation in an accumulation period, When capturing a moving image, when reading a first signal based on the charge accumulated during the accumulation period from the first pixel group constituting the moving image of the pixel array unit, and capturing a still image in parallel with the moving image A first signal based on the charge accumulated in the accumulation period from the first pixel group, and a charge accumulated in the accumulation period from the second pixel group excluding the first pixel group in the pixel array unit. And a readout unit that reads out the second signal based on the second pixel group and changes a readout order of the second signal from the second pixel group.
この技術においては、行方向及び列方向に配列された画素配列部の複数の画素が、駆動部によって、蓄積期間で電荷蓄積動作を行わせるように駆動される。ここで、動画の撮像を行う場合、複数の画素において動画を構成する第1画素群から蓄積期間に蓄積された電荷に基づく第1の信号を読み出し、動画と並行して静止画の撮像を行う場合、第1画素群から蓄積期間に蓄積された電荷に基づく第1の信号と、複数の画素から第1画素群を除いた第2画素群から蓄積期間に蓄積された電荷に基づく第2の信号の読み出しが読み出し部によって行われる。また、第2画素群からの第2の信号の読み出し順序が優先度の高い順から行われる。優先度は、被写体情報例えば被写体の輝度を示す情報や被写体までの距離を示す情報、予め求められている温度分布情報、ユーザ設定情報に基づき設定される。さらに、読み出された第1の信号から動画の1フレーム分の画像信号が生成されるとともに、読み出された第1の信号と第2の信号を合成して静止画の画像信号が生成される。 In this technique, a plurality of pixels in the pixel array unit arranged in the row direction and the column direction are driven by the driving unit so as to perform the charge accumulation operation in the accumulation period. Here, when capturing a moving image, the first signal based on the charge accumulated in the accumulation period is read from the first pixel group constituting the moving image in a plurality of pixels, and a still image is captured in parallel with the moving image. The first signal based on the charge accumulated from the first pixel group during the accumulation period and the second signal based on the charge accumulated during the accumulation period from the second pixel group excluding the first pixel group from the plurality of pixels. Signal reading is performed by the reading unit. In addition, the reading order of the second signal from the second pixel group is performed in descending order of priority. The priority is set based on subject information, for example, information indicating the brightness of the subject, information indicating the distance to the subject, temperature distribution information obtained in advance, and user setting information. Further, an image signal for one frame of the moving image is generated from the read first signal, and a still image signal is generated by synthesizing the read first signal and the second signal. The
この技術の第2の側面は、行方向及び列方向に配列された複数の画素を、蓄積期間で電荷蓄積動作を行わせるように駆動する工程と、動画の撮像を行う場合、前記複数の画素において動画を構成する第1画素群から前記蓄積期間に蓄積された電荷に基づく第1の信号を読み出し、動画と並行して静止画の撮像を行う場合、前記第1画素群から前記蓄積期間に蓄積された電荷に基づく第1の信号と、前記複数の画素から前記第1画素群を除いた第2画素群から前記蓄積期間に蓄積された電荷に基づく第2の信号の読み出しを行い、前記第2画素群からの前記第2の信号の読み出し順序は変更可能とする工程とを含む信号処理方法にある。 According to a second aspect of the present technology, when a plurality of pixels arranged in a row direction and a column direction are driven to perform a charge accumulation operation in an accumulation period, and when a moving image is captured, the plurality of pixels In the case where the first signal based on the electric charge accumulated in the accumulation period is read from the first pixel group constituting the moving image and the still image is picked up in parallel with the moving image, the first pixel group during the accumulation period Reading out a first signal based on the accumulated charge and a second signal based on the charge accumulated in the accumulation period from a second pixel group obtained by removing the first pixel group from the plurality of pixels; A signal processing method including a step of changing a reading order of the second signal from the second pixel group.
この技術の第3の側面は、行方向及び列方向に複数の画素が配列されている画素配列部と、蓄積期間で電荷蓄積動作を行わせるように前記複数の画素を駆動する駆動部と、動画の撮像を行う場合、前記画素配列部の動画を構成する第1画素群から前記蓄積期間に蓄積された電荷に基づく第1の信号を読み出し、動画と並行して静止画の撮像を行う場合、前記第1画素群から前記蓄積期間に蓄積された電荷に基づく第1の信号と、前記画素配列部において前記第1画素群を除いた第2画素群から前記蓄積期間に蓄積された電荷に基づく第2の信号の読み出しを行い、前記第2画素群からの前記第2の信号の読み出し順序を変更可能とする読み出し部と、前記読み出された第1の信号から動画の1フレーム分の画像信号を生成するとともに、前記読み出された第1の信号と第2の信号を合成して静止画の画像信号を生成する生成部と、前記第2画素群からの前記第2の信号の読み出し順序を設定する読み出し設定部とを備える電子機器にある。 A third aspect of the technology includes a pixel array unit in which a plurality of pixels are arrayed in a row direction and a column direction, a drive unit that drives the plurality of pixels so as to perform a charge accumulation operation in an accumulation period, When capturing a moving image, when reading a first signal based on the charge accumulated during the accumulation period from the first pixel group constituting the moving image of the pixel array unit, and capturing a still image in parallel with the moving image A first signal based on the charge accumulated in the accumulation period from the first pixel group, and a charge accumulated in the accumulation period from the second pixel group excluding the first pixel group in the pixel array unit. A readout unit that reads out the second signal based on the second pixel group and changes a readout order of the second signal from the second pixel group; and a frame of a moving image from the read-out first signal Generating an image signal and A generating unit that combines the extracted first signal and the second signal to generate a still image signal, and a reading setting unit that sets the reading order of the second signal from the second pixel group It is in an electronic device provided with.
この技術によれば、行方向及び列方向に配列された複数の画素が、蓄積期間で電荷蓄積動作を行わせるように駆動される。ここで、動画の撮像を行う場合、複数の画素において動画を構成する第1画素群から蓄積期間に蓄積された電荷に基づく第1の信号を読み出し、動画と並行して静止画の撮像を行う場合、第1画素群から蓄積期間に蓄積された電荷に基づく第1の信号と、複数の画素から第1画素群を除いた第2画素群から蓄積期間に蓄積された電荷に基づく第2の信号の読み出しが行われる。また、第2画素群からの第2の信号の読み出し順序は変更可能とされる。さらに、読み出された第1の信号から動画の1フレーム分の画像信号が生成されるとともに、読み出された第1の信号と第2の信号を合成して静止画の画像信号が生成される。したがって、動画の撮像を行いながら、シームレスに静止画の撮像を行うことができる。さらに、信号劣化や偽信号の発生を生じやすい画素の優先度を高くして、優先度の高い順に第2画素群から第2の信号を読み出すことで、良好な画質の静止画を生成できるようになる。 According to this technique, a plurality of pixels arranged in the row direction and the column direction are driven so as to perform the charge accumulation operation in the accumulation period. Here, when capturing a moving image, the first signal based on the charge accumulated in the accumulation period is read from the first pixel group constituting the moving image in a plurality of pixels, and a still image is captured in parallel with the moving image. The first signal based on the charge accumulated from the first pixel group during the accumulation period and the second signal based on the charge accumulated during the accumulation period from the second pixel group excluding the first pixel group from the plurality of pixels. A signal is read out. In addition, the reading order of the second signal from the second pixel group can be changed. Further, an image signal for one frame of the moving image is generated from the read first signal, and a still image signal is generated by synthesizing the read first signal and the second signal. The Therefore, it is possible to seamlessly capture still images while capturing moving images. Furthermore, it is possible to generate still images with good image quality by increasing the priority of pixels that are likely to cause signal degradation and generation of false signals, and reading the second signal from the second pixel group in descending order of priority. become.
以下、本技術を実施するための形態について説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
1.電子機器の構成
2.撮像部の構成
3.電子機器の動作
Hereinafter, embodiments for carrying out the present technology will be described. The description will be given in the following order.
1. 1. Configuration of
<1.電子機器の構成>
図1は、本技術の撮像装置を用いた電子機器例えばカメラの構成を示している。電子機器10は、レンズ部11、撮像部12、信号処理部13、メモリ部14、表示部15、記録再生処理部16、撮像制御部17、レンズ制御部18、ユーザインタフェース(I/F)部19、システム制御部20を備えている。
<1. Configuration of electronic equipment>
FIG. 1 shows a configuration of an electronic device, for example, a camera using the imaging device of the present technology. The
レンズ部11は、フォーカスレンズやズームレンズ等を用いて構成されている。レンズ部11は、被写体光学像を撮像部12の撮像面に結像させる。
The lens unit 11 is configured using a focus lens, a zoom lens, or the like. The lens unit 11 forms a subject optical image on the imaging surface of the
撮像部12は、撮像装置を用いて構成されている。撮像部12は、光電変換を行い被写体光学像に応じた画像信号を生成して信号処理部13に出力する。また、撮像部12は、生成された画像信号に対してノイズ除去処理、画像信号の信号レベルを所望の信号レベルとするゲイン調整、アナログの画像信号をデジタルの画像信号に変換する処理等を行う。
The
信号処理部13は、撮像部12から出力されたデジタルの画像信号に対してカメラプロセス処理等を行う。例えば、信号処理部13は、画像信号に対してガンマ補正やニー補正等の非線形処理、色補正処理、輪郭強調処理等を行う。また、信号処理部13には記憶するメモリ部14が接続されており、信号処理部13はメモリ部14を利用してカメラプロセス処理等を行う。
The
表示部15は、液晶表示素子や有機EL(Electro Luminescence)表示素子を用いて構成されている。表示部15は、信号処理部13から出力された画像信号に基づき動画や静止画等の撮像画を表示する。また、表示部15は、システム制御部20からの制御信号に基づき、電子機器10の動作や機能等を設定するためのメニュー表示、電子機器10の動作や設定状態を示す情報表示等を行う。
The
記録再生処理部16は、信号処理部13から出力された画像信号を記録媒体に記録する。また、記録媒体に記録されている画像信号を読み出して、外部機器に出力する。記録媒体としては、メモリカードや光ディスク、磁気テープ等のように着脱可能であってもよく、固定タイプのハードディスク装置や半導体メモリモジュール等であってもよい。また、記録再生処理部16に、エンコーダやデコーダを設けて画像信号の圧縮符号化や伸張復号化を行い、記録媒体には符号化信号を記録するようにしてもよい。
The recording /
撮像制御部17は、撮像部12における動作を制御して、動画の画像信号や動画の画像信号と並行して静止画の画像信号を生成させる。撮像制御部17は、静止画の画像信号を生成する場合に、画素信号の読み出しを行うラインの優先度を設定するための制御情報を生成して撮像部12に供給することで、優先度の高いラインから画素信号の読み出しが撮像部12で行われるように制御する。
The
レンズ制御部18は、焦点のあった動画や静止画を得られるように、レンズ部11のフォーカスレンズの駆動制御を行う。また、ユーザ操作に応じてレンズ部11のズームレンズを駆動して画角の調整を行う。
The
ユーザインタフェース部19は、操作スイッチや操作ボタン等で構成されている。ユーザインタフェース部19は、ユーザ操作に応じた操作信号を生成してシステム制御部20に出力する。
The
システム制御部20は、例えばCPU(Central Processing Unit)と、ROM(Read Only Memory)と、RAM(Random Access Memory)を備えている。CPUは、ROMに格納されている制御プログラムを必要に応じて読み出して実行する。ROMには、CPUにおいて実行されるプログラムや各種の処理において必要となるデータ等が予め記憶されている。RAMは、処理の途中結果などを一時記憶するいわゆる作業領域として用いられるメモリである。また、ROMまたはRAMは、各種の設定パラメータ等の情報や補正データ等を記憶する。システム制御部20は、ユーザインタフェース部19からの操作信号等に応じて各部の制御を行い、ユーザ操作に応じた動作を電子機器10で行わせる。
The
<2.撮像部の構成>
図2は、撮像部12で用いられている撮像装置、例えばCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)イメージセンサの構成を例示している。
<2. Configuration of imaging unit>
FIG. 2 illustrates a configuration of an imaging device used in the
CMOSイメージセンサ120は、画素配列部121、垂直駆動部122、カラム処理部123、水平駆動部124、およびタイミング制御部125、定電流源126を有している。さらに、CMOSイメージセンサ120は、画像信号生成処理部127、出力インタフェース(I/F)部128を有している。
The
画素配列部121には、入射光に応じて電荷(受光信号)を発生して蓄積する光電変換素子例えばフォトダイオードを有する単位画素が行列状に2次元配置されている。なお、単位画素を単に「画素」と記述する場合もある。
In the
垂直駆動部122は、シフトレジスタやアドレスデコーダなどによって構成されており、タイミング制御部125からの制御信号に基づき、蓄積期間で電荷蓄積動作を行わせるように画素配列部121の各画素を駆動する。また、垂直駆動部122は、タイミング制御部125からの制御信号に基づき画素信号の読み出しを行う。さらに、垂直駆動部122は、その具体的な構成については図示を省略するが、読み出し走査系と掃き出し走査系の2つの走査系を有する構成となっている。
The
読み出し走査系は、単位画素から信号を読み出すために、画素配列部121の単位画素を行単位で順に選択走査する。掃き出し走査系は、読み出し走査系によって読み出し走査が行われる読み出し行に対して掃き出し走査を行う。
The readout scanning system selectively scans the unit pixels of the
この掃き出し走査系による掃き出し走査により、読み出し行の単位画素の光電変換素子から不要な電荷が掃き出される。そして、掃き出し走査系による不要電荷の掃き出しにより、いわゆる電子シャッタ動作が行われる。ここで、電子シャッタ動作とは、光電変換素子の光電荷を捨てて、新たに露光を開始する(光電荷の蓄積を開始する)動作のことを言う。 By the sweep scanning by the sweep scanning system, unnecessary charges are swept from the photoelectric conversion elements of the unit pixels in the readout row. A so-called electronic shutter operation is performed by sweeping out unnecessary charges by the sweep-out scanning system. Here, the electronic shutter operation refers to an operation in which the photoelectric charge of the photoelectric conversion element is discarded and a new exposure is started (photocharge accumulation is started).
読み出し走査系による読み出し動作によって読み出される信号は、その直前の読み出し動作または電子シャッタ動作以降に入射した光量に対応するものである。そして、直前の読み出し動作による読み出しタイミングまたは電子シャッタ動作による掃き出タイミングから、今回の読み出し動作による読み出しタイミングまでの期間が、単位画素における光電荷の蓄積時間(露光時間)となる。 The signal read by the reading operation by the reading scanning system corresponds to the amount of light incident after the immediately preceding reading operation or electronic shutter operation. The period from the read timing by the previous read operation or the sweep timing by the electronic shutter operation to the read timing by the current read operation is the photocharge accumulation time (exposure time) in the unit pixel.
垂直駆動部122によって選択走査されたラインの各単位画素から出力される画素信号は、カラム処理部123に供給される。定電流源126は、各画素にバイアス電流を供給するものであり、各画素列に配置される。カラム処理部123は、画素配列部121の画素列毎に、選択ラインの各単位画素から出力される画素信号(受光信号)に対して所定の信号処理を行う。
The pixel signal output from each unit pixel of the line selectively scanned by the
具体的には、カラム処理部123は、信号処理としてノイズ除去処理例えばCDS(Correlated Double Sampling;相関二重サンプリング)処理を行う。このカラム処理部123によるCDS処理により、リセットノイズや増幅トランジスタの閾値ばらつき等の画素固有の固定パターンノイズが除去される。また、カラム処理部123は、アナログ−デジタル変換を行いアナログの画素信号をデジタルの画素信号に変換して出力する。
Specifically, the
水平駆動部124は、シフトレジスタやアドレスデコーダなどによって構成されており、カラム処理部123の画素列に対応する単位回路を順番に選択する。この水平駆動部124による選択走査により、カラム処理部123で信号処理された画素信号が順番に画像信号生成処理部127に出力される。
The
タイミング制御部125は、各種のタイミング信号を生成するタイミングジェネレータ等によって構成され、タイミングジェネレータで生成された各種のタイミング信号を基に垂直駆動部122、カラム処理部123および水平駆動部124などの駆動制御を行う。例えば、タイミング制御部125は、動画の撮像を行う場合、画素配列部121の動画を構成する第1画素群から蓄積期間に蓄積された電荷に基づく第1の信号を読み出し、動画と並行して静止画の撮像を行う場合、第1画素群から蓄積期間に蓄積された電荷に基づく第1の信号と、画素配列部121において第1画素群を除いた第2画素群から蓄積期間に蓄積された電荷に基づく第2の信号の読み出しを行う。また、タイミング制御部125は、第2画素群からの第2の信号の読み出し順序を変更可能とする。例えば、タイミング制御部125は、撮像制御部17からの制御情報に基づき、優先度の高いラインから画素信号の読み出しを行うように垂直駆動部122の動作を制御する。
The
画像信号生成処理部127は、読み出された画素信号からリセットレベル(黒レベルに相当)の画素信号を減算して黒レベルオフセット処理を行う。さらに、画像信号生成処理部127は、デジタルクランプ処理やゲイン調整等を行い、処理後の画素信号を出力インタフェース部128へ出力する。また、動画を生成する場合、画像信号生成処理部127は、水平方向の画素数調整を行い、動画を構成する第1画素群からライン単位で読み出された画素信号に対して画素間引きを行い、水平方向の画素数を動画の画素数とする。画像信号生成処理部127は、生成した動画の画像信号を出力インタフェース部128へ出力する。さらに、動画と並行して静止画を生成する場合、画像信号生成処理部127は、第1画素群の画素間引きが行われていない画素信号処理後の画素信号を記憶する。また、画像信号生成処理部127は、第1画素群のラインの画素間引きが行われていない画素信号と第2画素群のラインの画素信号をライン番号順に並べ替えて静止画の画像信号を生成する。画像信号生成処理部127は、生成した静止画の画像信号を出力インタフェース部128へ出力する。
The image signal
出力インタフェース部128は、画像信号生成処理部127から供給された動画の画像信号および静止画の画像信号を出力する。
The
図3は、撮像部12の単位画素の回路構成を例示している。図3において、点線で囲まれた範囲内の回路構成が単位画素300の回路構成例である。単位画素300は、フォトダイオード301、排出トランジスタ302、トランジスタからなる転送ゲート303,305、リセットトランジスタ307、増幅トランジスタ308、選択トランジスタ309、および画素メモリ部304と浮遊拡散領域306を含む。
FIG. 3 illustrates a circuit configuration of a unit pixel of the
光電変換素子であるフォトダイオード301は、アノード電極が接地されており、カソード電極が排出トランジスタ302ソース電極と転送ゲート303のドレイン電極に接続されている。
The
排出トランジスタ302は、ゲート電極が垂直駆動部122に接続され、ソース電極がフォトダイオード301のカソードと転送ゲート303のドレイン電極に接続され、ドレイン電極が電源VDDofdに接続されている。
The
転送ゲート303は、ドレイン電極がフォトダイオード301のアノードと排出トランジスタ302のソース電極に接続され、ソース電極が画素メモリ部304の一方の電極と転送ゲート305のソース電極に接続されている。また、転送ゲート303は、ゲート電極が垂直駆動部122に接続されており、画素メモリ部304の他方の電極は接地されている。
The
転送ゲート305は、ドレイン電極が転送ゲート303のソース電極と画素メモリ部304の一方の電極に接続されている。また、転送ゲート305は、ソース電極がリセットトランジスタ307のソース電極と増幅トランジスタ308のゲート電極および浮遊拡散領域306の一方の電極に接続されている。また、転送ゲート305は、ゲート電極が垂直駆動部122に接続されており、浮遊拡散領域306の他方の電極は接地されている。
The
リセットトランジスタ307は、ゲート電極が垂直駆動部122に接続されており、ソース電極が転送ゲート305のソース電極と浮遊拡散領域306の一方の電極および増幅トランジスタ308のゲート電極に接続されている。また、リセットトランジスタ307は、ドレイン電極が電源VDDrstに接続されている。
The
増幅トランジスタ308は、ゲート電極が、転送ゲート305のソース電極と浮遊拡散領域306の一方の電極、およびリセットトランジスタ307のソース電極に接続されており、ドレイン電極が電源VDDampに接続されている。また、増幅トランジスタ308は、ソース電極が選択トランジスタ309のドレイン電極に接続されている。
The
選択トランジスタ309は、ゲート電極が垂直駆動部122に接続され、ドレイン電極が増幅トランジスタ308のソース電極に接続され、ソース電極が垂直信号線VSLに接続されている。
The
単位画素300において、排出トランジスタ302は、垂直駆動部122から排出パルスLOFGが供給されることによりオン状態となり、フォトダイオード301内の電荷を排出する。このように、排出トランジスタ302をオン状態することで、過剰な光がフォトダイオード301に入射して電荷で飽和し、飽和電荷量を超えた電荷が周辺へ溢れ出すのを回避する。
In the
転送ゲート303は、垂直駆動部122から転送パルスLTRGが供給されることによりオン状態となり、フォトダイオード301内に蓄積されている電荷を画素メモリ部304に転送する。
The
転送ゲート305は、垂直駆動部122から転送パルスLROGが供給されることによりオン状態となり、画素メモリ部304に蓄積されている電荷を浮遊拡散領域306に転送する。
The
リセットトランジスタ307は、垂直駆動部122からリセットパルスLRSTが供給されることによりオン状態となり、浮遊拡散領域306の保持電荷を排出することで、画素のリセットを行う。
The
増幅トランジスタ308は、ゲート電極に印加される浮遊拡散領域306の充電電圧である受光信号を増幅して出力する。
The
選択トランジスタ309は、垂直駆動部122から選択パルスLSELが供給されることによりオン状態となり、増幅された受光信号を垂直信号線VSLに出力する。なお、垂直信号線VSLには定電流源126が接続されており、垂直信号線VSLに流れる電流値が一定の状態とされる。
The
なお、撮像装置は、図2に示す構成に限られるものではない。例えば画像信号生成処理部127で行われる合成処理を、電子機器10の信号処理部13で行うようにしてもよい。また、第2画素群からの第2の信号の読み出し順序を撮像制御部17で設定して、その結果をタイミング制御部125に供給するようにしてもよい。また、撮像装置は、各部の集積回路化等を行うことで1つのデバイスとしてもよい。
Note that the imaging apparatus is not limited to the configuration shown in FIG. For example, the synthesis processing performed by the image signal
<3.電子機器の動作>
次に、電子機器の動作について説明する。電子機器10は、動画撮像時において、動画に必要なライン数やフレームレートを満たすために間引き読み出しを行い、動画の画像信号を生成する。また、電子機器10は、静止画撮像時において、動画に間引かれた部分も用いて静止画の画像信号を生成する。なお、説明を簡略化するため、撮像部12の画素配列部121は水平方向が24画素で垂直方向が18ラインとする。
<3. Operation of electronic equipment>
Next, the operation of the electronic device will be described. When capturing a moving image, the
電子機器10は、動画の画像信号を生成する場合、各フレームにおいて動画の生成に用いられる第1画素群のライン毎に、ライン内の各単位画素でフォトダイオード301に蓄積された電荷を画素メモリ部304に転送する。また、電子機器10は、画素メモリ部304に蓄積されている電荷を浮遊拡散領域306に転送して、浮遊拡散領域306に蓄積された電荷に応じた受光信号を、第1画素群のライン毎に順次垂直信号線VSLに出力する。このようにして、電子機器10は、第1画素群のライン毎に画素信号の読み出しを行い、垂直方向が動画のライン数分である画素信号を生成する。さらに、電子機器10は、垂直方向が動画のライン数分である画素信号に対してライン毎に画素間引きを行い、水平方向が所望の画素数で垂直方向が所望のライン数である動画の画像信号を生成する。
When the
電子機器10は、動画と静止画の画像信号を生成する場合、画素配列部121における各単位画素のフォトダイオード301で蓄積された電荷を画素メモリ部304に転送する。
When the
電子機器10は、動画の画像信号を生成する場合、上述したように画素メモリ部304に蓄積されている電荷を浮遊拡散領域306に転送する。また、電子機器10は、浮遊拡散領域306に蓄積された電荷に応じた受光信号を、ライン毎に順次垂直信号線VSLに出力して、垂直方向が動画のライン数分である画素信号を生成する。さらに、電子機器10は、生成された画素信号に対してライン毎に画素間引きを行い、水平方向が所望の画素数で垂直方向が所望のライン数である動画の画像信号を生成する。
When generating an image signal of a moving image, the
電子機器10は、静止画の画像信号を生成する場合、動画読み出しの終了から次の動画読み出しの開始までの期間を利用して、例えばブランキング期間を利用して、第2画素群のライン毎に受光信号の読み出しを行う。すなわち、電子機器10は、第2画素群のライン毎に、ライン内の各単位画素において画素メモリ部304に蓄積されている電荷を浮遊拡散領域306に転送して、浮遊拡散領域306に蓄積された電荷に応じた受光信号を、ライン毎に順次垂直信号線VSLに出力する。さらに、電子機器10は、動画の生成で読み出されている第1画素群のラインの画素信号(間引き前の画素信号)とブランキング期間を利用して読みだされた第2画素群のラインの画素信号を、ライン番号順に並べ替えて、動画よりも画素数の多い静止画の画像信号を生成する。また、電子機器10は、1または複数の優先度因子に基づき第2画素群のラインに対して優先度を設定して、優先度の高いラインから受光信号の読み出し、すなわち画素信号の読み出しを行う。
When generating an image signal of a still image, the
図4は、電子機器の動作を説明するための図である。なお、図4は、フレームF1〜F7は動画の画像信号の生成を行い、フレームF2における露光期間で蓄積された電荷に基づき静止画の画像信号を生成する場合を例示している。 FIG. 4 is a diagram for explaining the operation of the electronic apparatus. FIG. 4 illustrates the case where frames F1 to F7 generate moving image signals, and generate still image signals based on the charges accumulated during the exposure period in frame F2.
電子機器10は、例えばフレーム先頭で、読み出し対象ラインにおける各単位画素の転送ゲート303に対して転送パルスLTRGを供給してオン状態とすることにより、露光期間中にフォトダイオード301で蓄積された電荷を画素メモリ部304に転送する。なお、読み出し対象ラインは、動画の画像信号を生成する場合に第1画素群のラインに相当し、動画と静止画の画像信号を生成する場合に第1画素群と第2画素群のラインに相当する。
For example, the
図5は、フレームF1において、垂直駆動部122から画素配列部121に供給される信号の一部を示している。フレームF1において、電子機器10は、フレーム先頭で、第1画素群のライン(第1ライン,第4ライン,第7ライン・・・)における各単位画素の転送ゲート303に対して転送パルスLTRGを供給して、露光期間中にフォトダイオード301で蓄積された電荷を画素メモリ部304に転送する。
FIG. 5 shows a part of signals supplied from the
電子機器10は、図4に示すように第1画素群のラインを順次選択して、選択したラインの画素信号の読み出しを行う。例えば、図5に示すように、第1画素群のラインである第1ラインにおける各単位画素のリセットトランジスタ307にリセットパルスLRSTを供給することで、画素のリセットを行う。その後、第1ラインにおける各単位画素の転送ゲート305に転送パルスLROGを供給することで、画素メモリ部304に蓄積されている電荷を浮遊拡散領域306に転送する。また、第1ラインにおける各単位画素の選択トランジスタ309に選択パルスLSELを供給しておくことで、第1ラインにおける各単位画素で、浮遊拡散領域306に蓄積された電荷に応じた受光信号を垂直信号線VSLに出力させる。このようにして、第1ラインの画素信号の読み出しを行う。電子機器10は、第1ラインの画素信号の読み出し後に、第4ラインの画素信号の読み出しを同様にして行う。以下同様に、第1画素群のラインを順次選択して画素信号の読み出しを行うことで、図6に示すように、第1画素群のラインの画素信号の読み出しが行われて、垂直方向が動画のライン数分の画素信号を生成できる。
The
また、電子機器10は、図5に示すように、露光開始直前に第1画素群のラインにおける各単位画素の排出トランジスタ302に排出パルスLOFGを供給することで、フォトダイオード301内の電荷を排出してから露光動作を行うようにする。
Further, as shown in FIG. 5, the
電子機器10は、以上のような処理を行い動画のフレーム画像「F1m」を生成する。また、電子機器10は、フレームF2においても同様な処理を行い動画のフレーム画像「F2m」を生成する。
The
次に、動画と静止画を生成する場合について説明する。図7は、フレームF3において、垂直駆動部122から画素配列部121に供給される信号の一部を示している。
Next, a case where a moving image and a still image are generated will be described. FIG. 7 shows a part of the signal supplied from the
フレームF3において、電子機器10は、フレームF2における露光期間で蓄積された電荷に基づき静止画の画像信号の生成を開始する。電子機器10は、フレーム先頭で、第1画素群のライン(第1ライン,第4ライン,第7ライン・・・)と第2画素群のライン(第2ライン,第3ライン,第5ライン,第6ライン・・・)における各単位画素の転送ゲート303に対して転送パルスLTRGを供給して、露光期間中にフォトダイオード301で蓄積された電荷を画素メモリ部304に転送する。
In the frame F3, the
電子機器10は、図4に示すように第1画素群のラインを順次選択して、選択したラインの画素信号の読み出しを行う。すなわち、図7に示すように、第1画素群のラインである第1ラインにおける各単位画素のリセットトランジスタ307にリセットパルスLRSTを供給することで、画素のリセットを行う。その後、第1ラインにおける各単位画素の転送ゲート305に転送パルスLROGを供給することで、画素メモリ部304に蓄積されている電荷を浮遊拡散領域306に転送する。また、第1ラインにおける各単位画素の選択トランジスタ309に選択パルスLSELを供給しておくことで、第1ラインにおける各単位画素で、浮遊拡散領域306に蓄積された電荷に応じた受光信号を垂直信号線VSLに出力させる。このようにして、第1ラインの画素信号の読み出しを行う。電子機器10は、第1ラインの画素信号の読み出し後に、第4ラインの画素信号の読み出しを同様にして行う。以下同様に、第1画素群のラインを順次選択して画素信号の読み出しを行うことで、垂直方向が動画のライン数分の画素信号を生成できる。
The
また、電子機器10は、図7に示すように、露光開始直前に第1画素群のラインにおける各単位画素の排出トランジスタ302に排出パルスLOFGを供給することで、フォトダイオード301内の電荷を排出してから露光動作を行うようにする。電子機器10は、以上のような処理を行い動画のフレーム画像「F3m」「F4m」・・・を生成する。
Further, as shown in FIG. 7, the
さらに、電子機器10は、動画読み出しの終了から次の動画読み出しの開始までの期間を利用して、第2画素群から選択したラインの画素信号の読み出しを行う。また、電子機器10は、良好な画質の静止画を生成できるように、第2画素群のラインの選択を行う。例えば被写体が高輝度である場合、高輝度光によって転送ゲート303,305等が誤動作を生じると、画素メモリ部304に記憶されている電荷の放電により信号劣化や偽信号を生じてしまう。また、画素メモリ部304で電荷を保持している時間が長いほど暗信号等による信号劣化が発生する。このような信号劣化は温度に依存するため、発熱量の大きい部品や回路等に近接して撮像部12が設けられていると、信号劣化度合いが大きい。
Furthermore, the
そこで、電子機器10は、第2画素群のラインに対して読み出し順序の優先度を設定して、輝度が高い被写体を含むラインや温度の高い領域のライン等の優先度を高くして、優先度の高いラインから画素信号を読み出すことで、良好な画質の静止画を生成できるようにする。また、離れている被写体よりも近接している被写体の重要度が高いことが多いことから、近接している被写体の優先度を高くする。
Therefore, the
優先度は、1または複数の優先度因子に関する検波値を用いて設定する。優先度因子は、被写体情報例えば被写体の輝度に関する情報(輝度情報)や被写体までの距離に関する情報(距離情報)、発熱量の大きい部品や回路等に対する位置関係の情報(温度分布情報)、ユーザによって設定された優先度を示す情報(ユーザ設定情報)等を用いる。 The priority is set using a detection value relating to one or more priority factors. The priority factor includes subject information, for example, information on the luminance of the subject (luminance information), information on the distance to the subject (distance information), information on the positional relationship with a component or circuit that generates a large amount of heat (temperature distribution information), Information (user setting information) indicating the set priority is used.
優先度因子として輝度情報を用いる場合、電子機器10は、例えば動画の撮像時に被写体の輝度を信号処理部13で検波することで検波値を生成する。また、優先度因子として距離情報を用いる場合、電子機器10は、被写体までの距離を測距センサ等によって計測することで検波値を生成する。優先度因子として温度関連情報を用いる場合、電子機器の開発設計段階等で、予め近接した部品や回路等の発熱状況に応じて検波値を生成しておく。
When luminance information is used as the priority factor, the
電子機器10は、ライン毎に複数の優先度因子から優先度を算出する場合、優先度因子毎に重み付けを行う。例えば優先度因子(PFa)のnラインにおける検波値を「Xna」、優先度因子(PFb)のnラインにおける検波値を「Xnb」とする。また、優先度因子(PFa)のnラインにおける重み付け値を「Yna」、優先度因子(PFb)のnラインにおける重み付け値を「Ynb」とする。なお、検波値は、輝度が高くなるに伴い大きな値とし、距離が短くなるに伴い大きな値とし、温度が高くなるに伴い大きな値とする。さらに、重み付け値は、重み付けを高くするに伴い大きな値とする。
When calculating the priority from a plurality of priority factors for each line, the
電子機器10は、優先度因子に応じた検波値と重み付け値を用いて式(1)の演算を行い、nラインの優先度「Zn」を算出する。
The
Zn=(Xna×Yna)+(Xnb×Ynb)・・・(1)
電子機器10は、第2画素群のラインについて、ライン毎に算出された優先度を比較して、第2画素群における優先度の大きいラインから順にラインを選択して、選択したラインの画素信号の読み出しを行う。
Zn = (Xna × Yna) + (Xnb × Ynb) (1)
The
例えば優先度が、第5ライン>第6ライン>第3ライン>第2ライン>第8ライン>第9ライン>第11ライン>第12ライン>第14ライン>第15ライン>第17ライン>第18ラインの順に低くなるとする。この場合、図4に示すように第2画素群のラインを優先度の順に選択して、選択したラインの画素信号の読み出しを行う。すなわち、図7に示すように、第2画素群において最も優先度の高いラインである第5ラインにおける各単位画素のリセットトランジスタ307にリセットパルスLRSTを供給することで、画素のリセットを行う。その後、第5ラインにおける各単位画素の転送ゲート305に転送パルスLROGを供給することで、画素メモリ部304に蓄積されている電荷を浮遊拡散領域306に転送する。また、第5ラインにおける各単位画素の選択トランジスタ309に選択パルスLSELを供給しておくことで、第5ラインにおける各単位画素で、浮遊拡散領域306に蓄積された電荷に応じた受光信号を垂直信号線VSLに出力させる。
For example, the priority is 5th line> 6th line> 3rd line> 2nd line> 8th line> 9th line> 11th line> 12th line> 14th line> 15th line> 17th line> 17th line It is assumed that the order decreases in the order of 18 lines. In this case, as shown in FIG. 4, the lines of the second pixel group are selected in order of priority, and the pixel signals of the selected lines are read out. That is, as shown in FIG. 7, the pixel is reset by supplying the reset pulse LRST to the
次に、第6ラインにおける各単位画素のリセットトランジスタ307にリセットパルスLRSTを供給することで、画素のリセットを行う。その後、第6ラインにおける各単位画素の転送ゲート305に転送パルスLROGを供給することで、画素メモリ部304に蓄積されている電荷を浮遊拡散領域306に転送する。また、第6ラインにおける各単位画素の選択トランジスタ309に選択パルスLSELを供給しておくことで、第6ラインにおける各単位画素で、浮遊拡散領域306に蓄積された電荷に応じた受光信号を垂直信号線VSLに出力させる。
Next, the pixel is reset by supplying the reset pulse LRST to the
以下同様に、優先度の高い順から第2画素群のラインを順次選択して、画素信号の読み出しを行う。また、フレームF3の期間内で第2画素群のラインの画素信号の読み出しが完了しない場合には次のフレームで残りの第2画素群のラインの画素信号の読み出しを行う。なお、図4では、フレームF4で第2画素群のラインである第8,9,11,12ラインの画素信号の読み出し、フレームF5で第2画素群のラインである第14,15,17,18ラインの画素信号の読み出しが行われている。 Similarly, the lines of the second pixel group are sequentially selected in descending order of priority, and pixel signals are read out. If the readout of the pixel signals of the second pixel group line is not completed within the period of the frame F3, the pixel signals of the remaining lines of the second pixel group are read out in the next frame. In FIG. 4, pixel signals of the eighth, ninth, eleventh, and twelfth lines that are the lines of the second pixel group are read out in the frame F4, and the fourteenth, fifteenth, seventeenth, and the lines of the second pixel group are displayed in the frame F5. 18 line pixel signals are read out.
第2画素群のラインの画素信号の読み出しが行われるフレーム数は、例えば動画の読み出しライン数やブランキング期間、静止画で出力するライン数等に応じて設定される。 The number of frames from which the pixel signals of the lines of the second pixel group are read out is set according to, for example, the number of moving image readout lines, the blanking period, the number of lines output in a still image, and the like.
また、優先度に応じて第2画素群のラインを選択する場合、カラム処理部123に供給される画素信号はライン順序でない。したがって、画像信号生成処理部127は、ライン毎に算出された優先度に基づき、優先度に応じて選択されたライン単位の画素信号をライン順の画素信号に並べ替える。さらに、画像信号生成処理部127は、第1画素群のラインの画素信号とライン順に並べ替えられた第2画素群のラインの画像信号を、ライン順に並べ替えることで動画よりも多画素である静止画の画像信号を生成する。
Further, when selecting the line of the second pixel group according to the priority, the pixel signals supplied to the
以上のような処理を行うと、フレームF3〜F5の期間で第2画素群のラインの画素信号を読み出すことができる。したがって、フレームF3で読み出された第1画素群のラインの画素信号とフレームF3〜F5の期間で読み出された第2画素群のラインの画素信号を、ライン順に並べ替えることで、図4に示すように、動画よりも多画素である静止画のフレーム画像「SP」を生成できる。さらに、優先度の高いラインから画素信号の読み出しが行われるので、ライン順に画素信号を読み出す場合に比べて信号劣化や色偽信号の発生を軽減することが可能となり、良好な画質の静止画を生成できる。 When the processing as described above is performed, the pixel signals of the lines of the second pixel group can be read during the periods of the frames F3 to F5. Therefore, the pixel signals of the lines of the first pixel group read out in the frame F3 and the pixel signals of the lines of the second pixel group read out in the periods of the frames F3 to F5 are rearranged in line order, so that FIG. As shown in FIG. 5, a still image frame image “SP” having more pixels than a moving image can be generated. Furthermore, since pixel signals are read out from high priority lines, it is possible to reduce signal deterioration and color false signal generation compared to reading out pixel signals in line order, and still images with good image quality can be obtained. Can be generated.
図8は、上述の電子機器の動作をフローチャートで示している。ステップST1で電子機器10は、静止画の生成であるか判別する。電子機器10は、動画の生成中に静止画の生成指示が行われていない場合には、ステップST2に進み、静止画の生成指示が行われた場合、例えばユーザインタフェース部19でシャッタ操作が行われた場合にステップST5に進む。
FIG. 8 is a flowchart showing the operation of the electronic device described above. In step ST1, the
ステップST2で電子機器10は、第1画素群で電荷転送を行う。電子機器10は第1画素群の単位画素において、フォトダイオード301で生成された電荷を画素メモリ部304に転送してステップST3に進む。
In step ST2, the
ステップST3で電子機器10は、第1画素群からライン毎に信号読み出しを行う。電子機器10は、第1画素群においてライン毎に、ライン内の単位画素で画素メモリ部304に蓄積されている電荷に応じた画素信号を読み出す。また、電子機器10は、第1画素群からライン毎に読み出した信号に対してノイズ除去や黒レベル調整等の信号処理を行いステップST4に進む。
In step ST3, the
ステップST4で電子機器10は、動画1フレームの画像信号を生成する。電子機器10は、第1画素群からライン毎に読み出した信号に対して画素間引きを行い、動画の1フレームの画像信号を生成してステップST1に戻る。
In step ST4, the
静止画の生成指示が行われてステップST1からステップST5に進むと、電子機器10は、第1および第2画素群で電荷転送を行う。電子機器10は第1および第2画素群の単位画素において、フォトダイオード301で生成された電荷を画素メモリ部304に転送してステップST6に進む。
When a still image generation instruction is issued and the process proceeds from step ST1 to step ST5, the
ステップST6で電子機器10は、第1画素群からライン毎に信号読み出しを行う。電子機器10は、第1画素群においてライン毎に、ライン内の単位画素で画素メモリ部304に蓄積されている電荷に応じた画素信号を読み出す。また、電子機器10は、第1画素群からライン毎に読み出した信号に対してノイズ除去や黒レベル調整等の信号処理を行いステップST7に進む。
In step ST6, the
ステップST7で電子機器10は、画素信号を記憶する。電子機器10は、静止画の画像信号を生成するために、第1画素群から読み出した画素信号を記憶してステップST8に進む。
In step ST7, the
ステップST8で電子機器10は、動画1フレームの画像信号を生成する。電子機器10は、第1画素群からライン毎に読み出した信号に対して画素間引きを行い、動画の1フレームの画像信号を生成してステップST9に進む。
In step ST8, the
ステップST9で電子機器10は、重要度の高い順に第2画素群からライン毎に信号読み出しを行う。電子機器10は、第2画素群において重要度の高いラインから、1ライン内の単位画素で画素メモリ部304に蓄積されている電荷に応じた画素信号を読み出す。また、電子機器10は、第2画素群から読み出した信号に対してノイズ除去や黒レベル調整等の信号処理を行いステップST10に進む。
In step ST <b> 9, the
ステップST10で電子機器10は、第2画素群の信号読み出しが完了したか判別する。電子機器10は、第2画素群において信号の読み出しが行われていないラインが残っている場合はステップST11に進み、第2画素群の全ラインで信号の読み出しが終了した場合はステップST14に進む。
In step ST10, the
ステップST11で電子機器10は、次フレームであるか判別する。電子機器10は、第2画素群から1ラインの信号読み出しが完了する前に次のフレーム期間となる場合にステップST12に進み、次のフレーム期間となる前に第2画素群から1ラインの信号読み出しが完了する場合にステップST9に戻る。
In step ST11, the
ステップST12で電子機器10は、第1画素群で電荷転送を行う。電子機器10は第1画素群の単位画素において、フォトダイオード301で生成された電荷を画素メモリ部304に転送してステップST13に進む。
In step ST12, the
ステップST13で電子機器10は、第1画素群からライン毎に信号読み出しを行う。電子機器10は、第1画素群においてライン毎に、ライン内の単位画素で画素メモリ部304に蓄積されている電荷に応じた画素信号を読み出す。また、電子機器10は、第1画素群からライン毎に読み出した信号に対してノイズ除去や黒レベル調整等の信号処理を行いステップST8に戻る。
In step ST13, the
ステップST10で第2画素群の全ラインで信号の読み出しが終了したと判別されてステップST14に進むと、電子機器10は、静止画の画像信号を生成する。電子機器10は、記憶されている第1画素群のライン単位の画素信号と、第2画素群から重要度の高いライン順に読み出したライン単位の画素信号を、ライン番号順に並べ替えて、静止画の画像信号を生成してステップST1に戻る。
When it is determined in step ST10 that signal readout has been completed for all the lines of the second pixel group and the process proceeds to step ST14, the
以上のような処理を行うことで、動画の画像信号の生成と並行して静止画の画像信号を生成できる。また、静止画の生成では優先度の高いラインから画素信号が読み出されるので、例えば、輝度が高いラインや発熱量の大きい部品等に近接したラインの重要度を高くする。このようにすれば、ライン順に画素信号を読み出す場合に比べて信号劣化や偽信号の発生が軽減されて、良好な画質の静止画を生成できるようになる。また、信号劣化や偽信号の発生を軽減できることから、電子機器に信号劣化や偽信号を補正する回路等を搭載する必要がなく、処理時間の短縮、補正回路増加による消費電力増加、消費電力増加による温度上昇等を防ぐことができる。 By performing the processing as described above, a still image signal can be generated in parallel with the generation of the moving image signal. In addition, since the pixel signal is read from a line with high priority in the generation of a still image, for example, the importance of a line close to a line with high luminance or a component with a large amount of heat generation is increased. In this way, signal degradation and generation of false signals are reduced as compared with the case where pixel signals are read in line order, and a still image with good image quality can be generated. In addition, since signal degradation and generation of false signals can be reduced, there is no need to install a circuit that corrects signal degradation or false signals in electronic devices, shortening processing time, increasing power consumption due to increased correction circuits, and increasing power consumption It is possible to prevent a temperature rise due to.
なお、本技術は、上述した技術の実施の形態に限定して解釈されるべきではない。この技術の実施の形態は、例示という形態で本技術を開示しており、本技術の要旨を逸脱しない範囲で当業者が実施の形態の修正や代用をなし得ることは自明である。すなわち、本技術の要旨を判断するためには、特許請求の範囲を参酌すべきである。 Note that the present technology should not be construed as being limited to the embodiments of the technology described above. The embodiments of this technology disclose the present technology in the form of examples, and it is obvious that those skilled in the art can make modifications and substitutions of the embodiments without departing from the gist of the present technology. In other words, in order to determine the gist of the present technology, the claims should be taken into consideration.
なお、本技術の撮像装置は以下のような構成も取ることができる。
(1) 行方向及び列方向に複数の画素が配列されている画素配列部と、
蓄積期間で電荷蓄積動作を行わせるように前記複数の画素を駆動する駆動部と、
動画の撮像を行う場合、前記画素配列部の動画を構成する第1画素群から前記蓄積期間に蓄積された電荷に基づく第1の信号を読み出し、動画と並行して静止画の撮像を行う場合、前記第1画素群から前記蓄積期間に蓄積された電荷に基づく第1の信号と、前記画素配列部において前記第1画素群を除いた第2画素群から前記蓄積期間に蓄積された電荷に基づく第2の信号の読み出しを行い、前記第2画素群からの前記第2の信号の読み出し順序を変更可能とする読み出し部と、
を備える撮像装置。
(2) 前記読み出し部は、前記第2画素群に対して優先度を設定して、優先度の高い画素から前記蓄積期間に蓄積された電荷に基づく第2の信号の読み出しを行う(1)に記載の撮像装置。
(3) 前記読み出し部は、被写体情報に応じて前記優先度を設定する(2)に記載の撮像装置。
(4) 前記被写体情報は、被写体の輝度を示す情報である(3)に記載の撮像装置。
(5) 前記被写体情報は、被写体までの距離を示す情報である(3)または(4)に記載の撮像装置。
(6) 前記読み出し部は、予め求められている温度分布情報に応じて前記優先度を設定する(2)乃至(5)のいずれかに記載の撮像装置。
(7) 前記読み出し部は、ユーザ設定情報に基づき前記優先度を設定する(2)乃至(6)のいずれかに記載の撮像装置。
(8) 前記読み出された第1の信号から動画の1フレーム分の画像信号を生成するとともに、前記読み出された第1の信号と第2の信号を合成して静止画の画像信号を生成する画像信号生成処理部をさらに備える(2)乃至(7)のいずれかに記載の撮像装置。
In addition, the imaging device of this technique can also take the following structures.
(1) a pixel array unit in which a plurality of pixels are arrayed in the row direction and the column direction;
A driving unit that drives the plurality of pixels to perform a charge accumulation operation in an accumulation period;
When capturing a moving image, when reading a first signal based on the charge accumulated during the accumulation period from the first pixel group constituting the moving image of the pixel array unit, and capturing a still image in parallel with the moving image A first signal based on the charge accumulated in the accumulation period from the first pixel group, and a charge accumulated in the accumulation period from the second pixel group excluding the first pixel group in the pixel array unit. A readout unit that performs readout of the second signal based on the second pixel group, and enables the readout order of the second signal from the second pixel group to be changed;
An imaging apparatus comprising:
(2) The readout unit sets a priority for the second pixel group, and reads out a second signal based on charges accumulated in the accumulation period from a pixel having a high priority (1). The imaging device described in 1.
(3) The imaging device according to (2), wherein the reading unit sets the priority according to subject information.
(4) The imaging apparatus according to (3), wherein the subject information is information indicating luminance of the subject.
(5) The imaging device according to (3) or (4), wherein the subject information is information indicating a distance to the subject.
(6) The imaging device according to any one of (2) to (5), wherein the reading unit sets the priority according to temperature distribution information obtained in advance.
(7) The imaging device according to any one of (2) to (6), wherein the reading unit sets the priority based on user setting information.
(8) An image signal for one frame of a moving image is generated from the read first signal, and a still image signal is generated by combining the read first signal and the second signal. The imaging device according to any one of (2) to (7), further including an image signal generation processing unit to be generated.
この技術の撮像装置と信号処理方法および電子機器では、行方向及び列方向に配列された複数の画素が、蓄積期間で電荷蓄積動作を行わせるように駆動される。ここで、動画の撮像を行う場合、複数の画素において動画を構成する第1画素群から蓄積期間に蓄積された電荷に基づく第1の信号を読み出し、動画と並行して静止画の撮像を行う場合、第1画素群から蓄積期間に蓄積された電荷に基づく第1の信号と、複数の画素から第1画素群を除いた第2画素群から蓄積期間に蓄積された電荷に基づく第2の信号の読み出しが行われる。また、第2画素群からの第2の信号の読み出し順序は変更可能とされる。さらに、読み出された第1の信号から動画の1フレーム分の画像信号が生成されるとともに、読み出された第1の信号と第2の信号を合成して静止画の画像信号が生成される。したがって、動画の撮像を行いながら、シームレスに静止画の撮像を行うことができる。さらに、信号劣化や偽信号の発生を生じやすい画素の優先度を高くして、優先度の高い順に第2画素群から第2の信号を読み出すことで、良好な画質の静止画を生成できるようになる。このため、被写体の撮影を行うことができる電子機器、例えばカメラや携帯電話、携帯端末装置等の電子機器に適している。 In the imaging apparatus, the signal processing method, and the electronic apparatus according to this technique, a plurality of pixels arranged in the row direction and the column direction are driven so as to perform the charge accumulation operation in the accumulation period. Here, when capturing a moving image, the first signal based on the charge accumulated in the accumulation period is read from the first pixel group constituting the moving image in a plurality of pixels, and a still image is captured in parallel with the moving image. The first signal based on the charge accumulated from the first pixel group during the accumulation period and the second signal based on the charge accumulated during the accumulation period from the second pixel group excluding the first pixel group from the plurality of pixels. A signal is read out. In addition, the reading order of the second signal from the second pixel group can be changed. Further, an image signal for one frame of the moving image is generated from the read first signal, and a still image signal is generated by synthesizing the read first signal and the second signal. The Therefore, it is possible to seamlessly capture still images while capturing moving images. Furthermore, it is possible to generate still images with good image quality by increasing the priority of pixels that are likely to cause signal degradation and generation of false signals, and reading the second signal from the second pixel group in descending order of priority. become. For this reason, it is suitable for an electronic device capable of shooting a subject, for example, an electronic device such as a camera, a mobile phone, or a mobile terminal device.
10・・・電子機器、11・・・レンズ部、12・・・撮像部、13・・・信号処理部、14・・・メモリ部、15・・・表示部、16・・・記録再生処理部、17・・・撮像制御部、18・・・レンズ制御部、19・・・ユーザインタフェース部、20・・・システム制御部、120・・・CMOSイメージセンサ、121・・・画素配列部、122・・・垂直駆動部、123・・・カラム処理部、124・・・水平駆動部、125・・・タイミング制御部、126・・・定電流源、127・・・画像信号生成処理部、128・・・出力インタフェース部、300・・・単位画素、301・・・フォトダイオード、302・・・排出トランジスタ、303,305・・・転送ゲート、304・・・画素メモリ部、305・・・転送ゲート、306・・・浮遊拡散領域、307・・・リセットトランジスタ、308・・・増幅トランジスタ、309・・・選択トランジスタ
DESCRIPTION OF
Claims (10)
蓄積期間で電荷蓄積動作を行わせるように前記複数の画素を駆動する駆動部と、
動画の撮像を行う場合、前記画素配列部の動画を構成する第1画素群から前記蓄積期間に蓄積された電荷に基づく第1の信号を読み出し、動画と並行して静止画の撮像を行う場合、前記第1画素群から前記蓄積期間に蓄積された電荷に基づく第1の信号と、前記画素配列部において前記第1画素群を除いた第2画素群から前記蓄積期間に蓄積された電荷に基づく第2の信号の読み出しを行い、前記第2画素群からの前記第2の信号の読み出し順序を変更可能とする読み出し部と、
を備える撮像装置。 A pixel array section in which a plurality of pixels are arrayed in the row direction and the column direction;
A driving unit that drives the plurality of pixels to perform a charge accumulation operation in an accumulation period;
When capturing a moving image, when reading a first signal based on the charge accumulated during the accumulation period from the first pixel group constituting the moving image of the pixel array unit, and capturing a still image in parallel with the moving image A first signal based on the charge accumulated in the accumulation period from the first pixel group, and a charge accumulated in the accumulation period from the second pixel group excluding the first pixel group in the pixel array unit. A readout unit that performs readout of the second signal based on the second pixel group, and enables the readout order of the second signal from the second pixel group to be changed;
An imaging apparatus comprising:
請求項1記載の撮像装置。 2. The imaging according to claim 1, wherein the readout unit sets a priority for the second pixel group, and reads out a second signal based on charges accumulated in the accumulation period from a pixel having a high priority. apparatus.
請求項2記載の撮像装置。 The imaging apparatus according to claim 2, wherein the reading unit sets the priority according to subject information.
請求項3記載の撮像装置。 The imaging device according to claim 3, wherein the subject information is information indicating luminance of the subject.
請求項3記載の撮像装置。 The imaging device according to claim 3, wherein the subject information is information indicating a distance to the subject.
請求項2記載の撮像装置。 The imaging device according to claim 2, wherein the reading unit sets the priority according to temperature distribution information obtained in advance.
請求項2記載の撮像装置。 The imaging apparatus according to claim 2, wherein the reading unit sets the priority based on user setting information.
請求項1記載の撮像装置。 An image that generates an image signal for one frame of a moving image from the read first signal and combines the read first signal and the second signal to generate a still image signal. The imaging apparatus according to claim 1, further comprising a signal generation processing unit.
動画の撮像を行う場合、前記複数の画素において動画を構成する第1画素群から前記蓄積期間に蓄積された電荷に基づく第1の信号を読み出し、動画と並行して静止画の撮像を行う場合、前記第1画素群から前記蓄積期間に蓄積された電荷に基づく第1の信号と、前記複数の画素から前記第1画素群を除いた第2画素群から前記蓄積期間に蓄積された電荷に基づく第2の信号の読み出しを行い、前記第2画素群からの前記第2の信号の読み出し順序は変更可能とする工程と
を含む信号処理方法。 Driving a plurality of pixels arranged in a row direction and a column direction so as to perform a charge accumulation operation in an accumulation period;
When capturing a moving image, the first signal based on the charge accumulated during the accumulation period is read from the first pixel group constituting the moving image in the plurality of pixels, and a still image is captured in parallel with the moving image. A first signal based on the charge accumulated in the accumulation period from the first pixel group, and a charge accumulated in the accumulation period from the second pixel group excluding the first pixel group from the plurality of pixels. A signal processing method including: reading a second signal based on the second signal group, and changing a reading order of the second signal from the second pixel group.
動画の撮像を行う場合、前記画素配列部の動画を構成する第1画素群から前記蓄積期間に蓄積された電荷に基づく第1の信号を読み出し、動画と並行して静止画の撮像を行う場合、前記第1画素群から前記蓄積期間に蓄積された電荷に基づく第1の信号と、前記画素配列部において前記第1画素群を除いた第2画素群から前記蓄積期間に蓄積された電荷に基づく第2の信号の読み出しを行い、前記第2画素群からの前記第2の信号の読み出し順序を変更可能とする読み出し部と、
前記読み出された第1の信号から動画の1フレーム分の画像信号を生成するとともに、前記読み出された第1の信号と第2の信号を合成して静止画の画像信号を生成する画像信号生成処理部と、
前記第2画素群からの前記第2の信号の読み出し順序を設定する読み出し設定部と
を備える電子機器。 A pixel array section in which a plurality of pixels are arrayed in a row direction and a column direction; a drive section that drives the plurality of pixels so as to perform a charge accumulation operation in an accumulation period;
When capturing a moving image, when reading a first signal based on the charge accumulated during the accumulation period from the first pixel group constituting the moving image of the pixel array unit, and capturing a still image in parallel with the moving image A first signal based on the charge accumulated in the accumulation period from the first pixel group, and a charge accumulated in the accumulation period from the second pixel group excluding the first pixel group in the pixel array unit. A readout unit that performs readout of the second signal based on the second pixel group, and enables the readout order of the second signal from the second pixel group to be changed;
An image that generates an image signal for one frame of a moving image from the read first signal and combines the read first signal and the second signal to generate a still image signal. A signal generation processing unit;
An electronic apparatus comprising: a read setting unit that sets a read order of the second signal from the second pixel group.
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JP2012133028A JP2013258546A (en) | 2012-06-12 | 2012-06-12 | Image pick-up device and signal processing method and electronic apparatus |
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