JP2013258546A - Image pick-up device and signal processing method and electronic apparatus - Google Patents

Image pick-up device and signal processing method and electronic apparatus Download PDF

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悠葵 有賀
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To generate an image signal of still image in which occurrence of signal deterioration or aliasing is suppressed in parallel with generation of an image signal of moving image.SOLUTION: A vertical drive section 122 drives each unit pixel of a pixel arrangement part 121 so as to perform charge storage operation in a storage period. A timing control section 125 controls driving operation of unit pixels so that a first signal based on the charges stored in the storage period is read from a first pixel group constituting a moving image in a plurality of pixels when capturing a moving image, and so that a first signal based on the charges stored in the storage period is read from a first pixel group, and a second signal based on the charges stored in the storage period is read from a second pixel group excepting the first pixel group from a plurality of pixels when capturing a still image in parallel with a moving image. The order of reading a second signal from a second pixel group is changed depending on the importance. An image signal generation processing section 127 generates an image signal of still image by compounding the first and second signals thus read.

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 Patent Document 1, the first signal is read from all of the first pixel group in the first frame period. Further, in each of a plurality of consecutive frame periods starting from the first frame period, the second signal is read out from some different pixels in the second pixel group. By synthesizing the first signal and the second signal, an image signal for a still image for one frame is generated.

特開2010−004175号公報JP 2010-004175 A

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.

撮像装置を用いた電子機器の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the electronic device using an imaging device. CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)イメージセンサの構成を例示した図である。It is the figure which illustrated the composition of the CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) image sensor. 単位画素の回路構成を例示した図である。It is the figure which illustrated the circuit structure of the unit pixel. 電子機器の動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating operation | movement of an electronic device. 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た図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a part of a signal supplied from a vertical driving unit 122 to a pixel array unit 121 in a frame F1. 動画の生成時に画素信号が読み出されるラインを示す図である。It is a figure which shows the line from which a pixel signal is read at the time of the production | generation of a moving image. 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た図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a part of a signal supplied from a vertical driving unit 122 to a pixel array unit 121 in a frame F1. 電子機器の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of an electronic device.

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 electronic device 2. Configuration of imaging unit Electronic device operation

<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 electronic device 10 includes a lens unit 11, an imaging unit 12, a signal processing unit 13, a memory unit 14, a display unit 15, a recording / playback processing unit 16, an imaging control unit 17, a lens control unit 18, and a user interface (I / F) unit. 19. A system control unit 20 is provided.

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 imaging unit 12.

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 imaging unit 12 is configured using an imaging device. The imaging unit 12 performs photoelectric conversion, generates an image signal corresponding to the subject optical image, and outputs the image signal to the signal processing unit 13. In addition, the imaging unit 12 performs a noise removal process on the generated image signal, a gain adjustment that makes the signal level of the image signal a desired signal level, a process of converting an analog image signal into a digital image signal, and the like. .

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 signal processing unit 13 performs camera process processing or the like on the digital image signal output from the imaging unit 12. For example, the signal processing unit 13 performs nonlinear processing such as gamma correction and knee correction, color correction processing, and contour enhancement processing on the image signal. The signal processing unit 13 is connected to a memory unit 14 for storage. The signal processing unit 13 performs camera process processing and the like using the memory unit 14.

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 display unit 15 is configured using a liquid crystal display element or an organic EL (Electro Luminescence) display element. The display unit 15 displays a captured image such as a moving image or a still image based on the image signal output from the signal processing unit 13. Further, the display unit 15 performs menu display for setting operations, functions, and the like of the electronic device 10 based on a control signal from the system control unit 20, information display indicating the operation and setting state of the electronic device 10, and the like.

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 / playback processing unit 16 records the image signal output from the signal processing unit 13 on a recording medium. Also, the image signal recorded on the recording medium is read and output to an external device. The recording medium may be detachable like a memory card, an optical disk, a magnetic tape or the like, or may be a fixed type hard disk device or a semiconductor memory module. Further, the recording / playback processing unit 16 may be provided with an encoder or a decoder to perform compression encoding or expansion decoding of the image signal, and record the encoded signal on the recording medium.

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 imaging control unit 17 controls the operation of the imaging unit 12 to generate a still image signal in parallel with a moving image signal or a moving image signal. When generating an image signal of a still image, the imaging control unit 17 generates control information for setting the priority of a line from which the pixel signal is read and supplies the control information to the imaging unit 12, thereby Control is performed so that the imaging unit 12 reads pixel signals from a high line.

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 lens control unit 18 performs drive control of the focus lens of the lens unit 11 so that a focused moving image or still image can be obtained. Further, the angle of view is adjusted by driving the zoom lens of the lens unit 11 in accordance with a user operation.

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 user interface unit 19 includes operation switches, operation buttons, and the like. The user interface unit 19 generates an operation signal corresponding to the user operation and outputs it to the system control unit 20.

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 system control unit 20 includes, for example, a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), and a RAM (Random Access Memory). The CPU reads and executes the control program stored in the ROM as necessary. The ROM stores in advance programs executed by the CPU, data necessary for various processes, and the like. The RAM is a memory used as a so-called work area that temporarily stores intermediate results of processing. The ROM or RAM stores information such as various setting parameters and correction data. The system control unit 20 controls each unit according to an operation signal from the user interface unit 19 and causes the electronic device 10 to perform an operation corresponding to the user operation.

<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 imaging unit 12, for example, a complementary metal oxide semiconductor (CMOS) image sensor.

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 CMOS image sensor 120 includes a pixel array unit 121, a vertical driving unit 122, a column processing unit 123, a horizontal driving unit 124, a timing control unit 125, and a constant current source 126. Further, the CMOS image sensor 120 includes an image signal generation processing unit 127 and an output interface (I / F) unit 128.

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 pixel array unit 121, unit pixels having photoelectric conversion elements, for example, photodiodes, that generate and store charges (light reception signals) according to incident light are two-dimensionally arranged in a matrix. The unit pixel may be simply referred to as “pixel”.

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 vertical drive unit 122 includes a shift register, an address decoder, and the like, and drives each pixel of the pixel array unit 121 so as to perform a charge accumulation operation in the accumulation period based on a control signal from the timing control unit 125. . Further, the vertical drive unit 122 reads out the pixel signal based on the control signal from the timing control unit 125. Further, the vertical drive unit 122 is configured to have two scanning systems, a reading scanning system and a sweeping scanning system, although illustration of a specific configuration thereof is omitted.

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 pixel array unit 121 sequentially in units of rows in order to read out signals from the unit pixels. The sweep-out scanning system performs sweep-out scanning with respect to a readout row in which readout scanning is performed by the readout scanning system.

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 vertical driving unit 122 is supplied to the column processing unit 123. The constant current source 126 supplies a bias current to each pixel and is arranged in each pixel column. The column processing unit 123 performs predetermined signal processing on the pixel signal (light reception signal) output from each unit pixel of the selection line for each pixel column of the pixel array unit 121.

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 column processing unit 123 performs noise removal processing such as CDS (Correlated Double Sampling) processing as signal processing. The CDS processing by the column processing unit 123 removes fixed pattern noise unique to the pixel such as reset noise and threshold variation of the amplification transistor. The column processing unit 123 performs analog-digital conversion, converts an analog pixel signal into a digital pixel signal, and outputs the digital pixel signal.

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 horizontal drive unit 124 includes a shift register, an address decoder, and the like, and sequentially selects unit circuits corresponding to the pixel columns of the column processing unit 123. By the selective scanning by the horizontal drive unit 124, the pixel signals subjected to signal processing by the column processing unit 123 are sequentially output to the image signal generation processing unit 127.

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 timing control unit 125 includes a timing generator that generates various timing signals, and drives the vertical driving unit 122, the column processing unit 123, the horizontal driving unit 124, and the like based on the various timing signals generated by the timing generator. Take control. For example, when capturing a moving image, the timing control unit 125 reads the first signal based on the charge accumulated in the accumulation period from the first pixel group constituting the moving image of the pixel array unit 121, and in parallel with the moving image. When capturing a still image, the first signal based on the charge accumulated from the first pixel group during the accumulation period and the second pixel group excluding the first pixel group in the pixel array unit 121 are accumulated during the accumulation period. The second signal based on the charged charge is read out. In addition, the timing control unit 125 can change the reading order of the second signal from the second pixel group. For example, the timing control unit 125 controls the operation of the vertical drive unit 122 so as to read pixel signals from a line with high priority based on the control information from the imaging control unit 17.

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 generation processing unit 127 performs black level offset processing by subtracting a reset level (corresponding to a black level) pixel signal from the read pixel signal. Further, the image signal generation processing unit 127 performs digital clamp processing, gain adjustment, and the like, and outputs the processed pixel signal to the output interface unit 128. In addition, when generating a moving image, the image signal generation processing unit 127 adjusts the number of pixels in the horizontal direction, and performs pixel thinning on pixel signals read out in units of lines from the first pixel group constituting the moving image. Let the number of pixels in the horizontal direction be the number of pixels in the moving image. The image signal generation processing unit 127 outputs the generated moving image signal to the output interface unit 128. Further, when a still image is generated in parallel with the moving image, the image signal generation processing unit 127 stores a pixel signal after pixel signal processing in which pixel thinning of the first pixel group is not performed. Also, the image signal generation processing unit 127 generates a still image signal by rearranging the pixel signals that have not been subjected to pixel thinning of the first pixel group line and the pixel signals of the second pixel group line in the order of the line numbers. To do. The image signal generation processing unit 127 outputs the generated still image signal to the output interface unit 128.

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 output interface unit 128 outputs the moving image signal and the still image signal supplied from the image signal generation processing unit 127.

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 imaging unit 12. In FIG. 3, a circuit configuration within a range surrounded by a dotted line is a circuit configuration example of the unit pixel 300. The unit pixel 300 includes a photodiode 301, a discharge transistor 302, transfer gates 303 and 305 including transistors, a reset transistor 307, an amplification transistor 308, a selection transistor 309, a pixel memory unit 304, and a floating diffusion region 306.

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 photodiode 301 which is a photoelectric conversion element has an anode electrode grounded and a cathode electrode connected to the source electrode of the discharge transistor 302 and the drain electrode of the transfer gate 303.

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 drain transistor 302 has a gate electrode connected to the vertical drive unit 122, a source electrode connected to the cathode of the photodiode 301 and the drain electrode of the transfer gate 303, and a drain electrode connected to the power supply VDDofd.

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 transfer gate 303 has a drain electrode connected to the anode of the photodiode 301 and the source electrode of the discharge transistor 302, and a source electrode connected to one electrode of the pixel memory unit 304 and the source electrode of the transfer gate 305. The transfer gate 303 has a gate electrode connected to the vertical drive unit 122, and the other electrode of the pixel memory unit 304 is grounded.

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 transfer gate 305 has a drain electrode connected to the source electrode of the transfer gate 303 and one electrode of the pixel memory unit 304. The transfer gate 305 has a source electrode connected to the source electrode of the reset transistor 307, the gate electrode of the amplification transistor 308, and one electrode of the floating diffusion region 306. Further, the transfer gate 305 has a gate electrode connected to the vertical drive unit 122 and the other electrode of the floating diffusion region 306 is grounded.

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 reset transistor 307 has a gate electrode connected to the vertical drive unit 122, and a source electrode connected to the source electrode of the transfer gate 305, one electrode of the floating diffusion region 306, and the gate electrode of the amplification transistor 308. The reset transistor 307 has a drain electrode connected to the power supply VDDrst.

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 amplification transistor 308 has a gate electrode connected to the source electrode of the transfer gate 305, one electrode of the floating diffusion region 306, and the source electrode of the reset transistor 307, and a drain electrode connected to the power supply VDDamp. The amplification transistor 308 has a source electrode connected to the drain electrode of the selection transistor 309.

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 selection transistor 309 has a gate electrode connected to the vertical drive unit 122, a drain electrode connected to the source electrode of the amplification transistor 308, and a source electrode connected to the vertical signal line VSL.

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 unit pixel 300, the discharge transistor 302 is turned on when the discharge pulse LOFG is supplied from the vertical driving unit 122, and discharges the charge in the photodiode 301. In this way, by turning on the discharge transistor 302, excessive light is incident on the photodiode 301 and is saturated with the charge, and the charge exceeding the saturation charge amount is prevented from overflowing to the periphery.

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 transfer gate 303 is turned on when the transfer pulse LTRG is supplied from the vertical driving unit 122, and transfers the charge accumulated in the photodiode 301 to the pixel memory unit 304.

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 transfer gate 305 is turned on when the transfer pulse LROG is supplied from the vertical driving unit 122, and transfers the charge accumulated in the pixel memory unit 304 to the floating diffusion region 306.

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 reset transistor 307 is turned on when the reset pulse LRST is supplied from the vertical driving unit 122 and discharges the charge held in the floating diffusion region 306 to reset the pixel.

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 amplification transistor 308 amplifies and outputs a light reception signal that is a charging voltage of the floating diffusion region 306 applied to the gate electrode.

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 selection transistor 309 is turned on when the selection pulse LSEL is supplied from the vertical driving unit 122, and outputs the amplified light reception signal to the vertical signal line VSL. Note that a constant current source 126 is connected to the vertical signal line VSL, and the value of the current flowing through the vertical signal line VSL is kept constant.

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 generation processing unit 127 may be performed by the signal processing unit 13 of the electronic device 10. Alternatively, the readout order of the second signal from the second pixel group may be set by the imaging control unit 17 and the result may be supplied to the timing control unit 125. Further, the imaging apparatus may be a single device by integrating each part into an integrated circuit.

<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 electronic device 10 performs thinning-out reading so as to satisfy the number of lines and the frame rate necessary for the moving image, and generates a moving image signal. In addition, the electronic device 10 generates an image signal of a still image using a portion thinned out in a moving image when capturing a still image. In order to simplify the description, the pixel array unit 121 of the imaging unit 12 has 24 pixels in the horizontal direction and 18 lines in the vertical direction.

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 electronic device 10 generates an image signal of a moving image, the electric charge accumulated in the photodiode 301 in each unit pixel in the line is stored in the pixel memory for each line of the first pixel group used for generating the moving image in each frame. Forward to the unit 304. In addition, the electronic device 10 transfers the charge accumulated in the pixel memory unit 304 to the floating diffusion region 306 and transmits a light reception signal corresponding to the charge accumulated in the floating diffusion region 306 for each line of the first pixel group. Are sequentially output to the vertical signal line VSL. In this way, the electronic device 10 reads out the pixel signal for each line of the first pixel group, and generates a pixel signal whose vertical direction is the number of moving image lines. Furthermore, the electronic device 10 performs pixel thinning for each line with respect to the pixel signal whose vertical direction is the number of lines of the moving image, and the moving image image in which the horizontal direction has the desired number of pixels and the vertical direction has the desired number of lines. Generate a signal.

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 electronic device 10 generates image signals of a moving image and a still image, the electronic device 10 transfers charges accumulated in the photodiode 301 of each unit pixel in the pixel array unit 121 to the pixel memory unit 304.

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 electronic device 10 transfers the charge accumulated in the pixel memory unit 304 to the floating diffusion region 306 as described above. In addition, the electronic device 10 sequentially outputs a light reception signal corresponding to the electric charge accumulated in the floating diffusion region 306 to the vertical signal line VSL for each line, and generates a pixel signal whose vertical direction is the number of moving image lines. To do. Furthermore, the electronic device 10 performs pixel thinning for each line on the generated pixel signal, and generates a moving image signal having a desired number of pixels in the horizontal direction and a desired number of lines in the vertical direction.

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 electronic device 10 uses a period from the end of moving image reading to the start of the next moving image reading, for example, using a blanking period for each line of the second pixel group. Read out the received light signal. That is, for each line of the second pixel group, the electronic device 10 transfers the charge accumulated in the pixel memory unit 304 in each unit pixel in the line to the floating diffusion region 306 and accumulates it in the floating diffusion region 306. The received light signal corresponding to the charged electric charges is sequentially output to the vertical signal line VSL for each line. Further, the electronic device 10 reads the pixel signal of the first pixel group line (pixel signal before thinning) read out during the generation of the moving image and the second pixel group line read out using the blanking period. Are rearranged in the order of line numbers, and a still image signal having a larger number of pixels than a moving image is generated. In addition, the electronic device 10 sets a priority for the line of the second pixel group based on one or a plurality of priority factors, and reads out the received light signal from the high priority line, that is, reads out the pixel signal. .

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 electronic device 10 supplies the transfer pulse LTRG to the transfer gate 303 of each unit pixel in the readout target line at the head of the frame to turn it on, so that the charge accumulated in the photodiode 301 during the exposure period. Is transferred to the pixel memory unit 304. Note that the readout target line corresponds to the line of the first pixel group when generating the image signal of the moving image, and the line of the first pixel group and the second pixel group when generating the image signal of the moving image and the still image. Equivalent to.

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 vertical drive unit 122 to the pixel array unit 121 in the frame F1. In the frame F1, the electronic device 10 transmits a transfer pulse LTRG to the transfer gate 303 of each unit pixel in the first pixel group line (first line, fourth line, seventh line,...) At the head of the frame. Then, the charge accumulated in the photodiode 301 during the exposure period is transferred to the pixel memory unit 304.

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 electronic device 10 sequentially selects the lines of the first pixel group as shown in FIG. 4 and reads out the pixel signals of the selected lines. For example, as shown in FIG. 5, the pixel is reset by supplying a reset pulse LRST to the reset transistor 307 of each unit pixel in the first line that is a line of the first pixel group. Thereafter, by supplying a transfer pulse LROG to the transfer gate 305 of each unit pixel in the first line, the charge accumulated in the pixel memory unit 304 is transferred to the floating diffusion region 306. Further, by supplying the selection pulse LSEL to the selection transistor 309 of each unit pixel in the first line, the light reception signal corresponding to the electric charge accumulated in the floating diffusion region 306 is vertically transmitted in each unit pixel in the first line. Output to the signal line VSL. In this way, the pixel signal of the first line is read out. The electronic device 10 reads the pixel signal of the fourth line in the same manner after reading the pixel signal of the first line. Similarly, by sequentially selecting the lines of the first pixel group and reading the pixel signals, the pixel signals of the lines of the first pixel group are read and the vertical direction is set as shown in FIG. Pixel signals for the number of lines of moving images can be generated.

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 electronic device 10 discharges the charges in the photodiode 301 by supplying the discharge pulse LOFG to the discharge transistor 302 of each unit pixel in the first pixel group line immediately before the start of exposure. Then, the exposure operation is performed.

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 electronic device 10 performs the processing as described above to generate a frame image “F1m” of the moving image. In addition, the electronic device 10 performs the same process on the frame F2 and generates a frame image “F2m” of the moving image.

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 vertical drive unit 122 to the pixel array unit 121 in the frame F3.

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 electronic device 10 starts generating a still image signal based on the charge accumulated in the exposure period in the frame F2. The electronic device 10 includes a first pixel group line (first line, fourth line, seventh line,...) And a second pixel group line (second line, third line, fifth line) at the head of the frame. , Sixth line,...), A transfer pulse LTRG is supplied to the transfer gate 303 of each unit pixel, and the charge accumulated in the photodiode 301 during the exposure period is transferred to the pixel memory unit 304.

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 electronic device 10 sequentially selects the lines of the first pixel group as shown in FIG. 4 and reads out the pixel signals of the selected lines. That is, as shown in FIG. 7, the pixel is reset by supplying the reset pulse LRST to the reset transistor 307 of each unit pixel in the first line which is the line of the first pixel group. Thereafter, by supplying a transfer pulse LROG to the transfer gate 305 of each unit pixel in the first line, the charge accumulated in the pixel memory unit 304 is transferred to the floating diffusion region 306. Further, by supplying the selection pulse LSEL to the selection transistor 309 of each unit pixel in the first line, the light reception signal corresponding to the electric charge accumulated in the floating diffusion region 306 is vertically transmitted in each unit pixel in the first line. Output to the signal line VSL. In this way, the pixel signal of the first line is read out. The electronic device 10 reads the pixel signal of the fourth line in the same manner after reading the pixel signal of the first line. Similarly, pixel signals corresponding to the number of lines of moving images can be generated by sequentially selecting the lines of the first pixel group and reading out the pixel signals.

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 electronic device 10 discharges the charge in the photodiode 301 by supplying the discharge pulse LOFG to the discharge transistor 302 of each unit pixel in the first pixel group line immediately before the start of exposure. Then, the exposure operation is performed. The electronic device 10 performs the processing as described above to generate the frame images “F3m”, “F4m”,.

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 electronic device 10 reads the pixel signal of the line selected from the second pixel group using a period from the end of the moving image reading to the start of the next moving image reading. In addition, the electronic device 10 selects a line of the second pixel group so that a still image with good image quality can be generated. For example, when the subject has high luminance, if the transfer gates 303 and 305 and the like malfunction due to high luminance light, signal deterioration and false signals are generated due to discharge of charges stored in the pixel memory unit 304. In addition, as the time for which the pixel memory unit 304 holds charges is longer, signal degradation due to a dark signal or the like occurs. Since such signal degradation depends on temperature, the degree of signal degradation is large when the imaging unit 12 is provided close to a component or circuit that generates a large amount of heat.

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 electronic device 10 sets the priority of the reading order with respect to the lines of the second pixel group, and increases the priority of the lines including the subject with high brightness, the lines in the high temperature region, and the like. By reading out the pixel signal from the line with a high degree, a still image with good image quality can be generated. In addition, since the importance of the subject close to the subject far away is often higher, the priority of the subject close to the subject is increased.

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 electronic device 10 generates a detection value by detecting the luminance of the subject with the signal processing unit 13 when capturing a moving image, for example. When distance information is used as the priority factor, the electronic device 10 generates a detection value by measuring the distance to the subject using a distance measuring sensor or the like. When temperature-related information is used as a priority factor, a detection value is generated in advance according to the heat generation status of components and circuits that are close to each other at the development and design stage of the electronic device.

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 electronic device 10 performs weighting for each priority factor. For example, the detection value of the priority factor (PFa) on the n line is “Xna”, and the detection value of the priority factor (PFb) on the n line is “Xnb”. Further, the weighting value of the priority factor (PFa) on the n line is “Yna”, and the weighting value of the priority factor (PFb) on the n line is “Ynb”. The detection value is a large value as the brightness increases, a large value as the distance is shortened, and a large value as the temperature is increased. Furthermore, the weighting value is increased as the weighting is increased.

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 electronic device 10 calculates Equation (1) using the detection value and the weighting value corresponding to the priority factor, and calculates the priority “Zn” of the n line.

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 electronic device 10 compares the priority calculated for each line of the second pixel group, selects the lines in descending order of priority in the second pixel group, and selects the pixel signal of the selected line. Is read out.

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 reset transistor 307 of each unit pixel in the fifth line which is the highest priority line in the second pixel group. Thereafter, by supplying a transfer pulse LROG to the transfer gate 305 of each unit pixel in the fifth line, the charge accumulated in the pixel memory unit 304 is transferred to the floating diffusion region 306. Further, by supplying the selection pulse LSEL to the selection transistor 309 of each unit pixel in the fifth line, the light reception signal corresponding to the electric charge accumulated in the floating diffusion region 306 is vertically applied to each unit pixel in the fifth line. Output to the signal line VSL.

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 reset transistor 307 of each unit pixel in the sixth line. Thereafter, by supplying a transfer pulse LROG to the transfer gate 305 of each unit pixel in the sixth line, the charges accumulated in the pixel memory unit 304 are transferred to the floating diffusion region 306. Further, by supplying the selection pulse LSEL to the selection transistor 309 of each unit pixel in the sixth line, the light reception signal corresponding to the electric charge accumulated in the floating diffusion region 306 is vertically transmitted in each unit pixel in the sixth line. Output to the signal line VSL.

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 column processing unit 123 are not in line order. Therefore, the image signal generation processing unit 127 rearranges the pixel signals in line units selected according to the priority into the pixel signals in the line order based on the priority calculated for each line. Further, the image signal generation processing unit 127 has more pixels than moving images by rearranging the pixel signals of the first pixel group line and the image signals of the second pixel group line rearranged in the line order. An image signal of a still image is generated.

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 electronic device 10 determines whether a still image is generated. If a still image generation instruction has not been issued during the generation of a moving image, the electronic device 10 proceeds to step ST2, and if a still image generation instruction has been issued, for example, the user interface unit 19 performs a shutter operation. If yes, the process proceeds to step ST5.

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 electronic device 10 performs charge transfer in the first pixel group. In the unit pixel of the first pixel group, the electronic device 10 transfers the charge generated by the photodiode 301 to the pixel memory unit 304 and proceeds to step ST3.

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 electronic device 10 reads a signal for each line from the first pixel group. For each line in the first pixel group, the electronic device 10 reads out a pixel signal corresponding to the electric charge accumulated in the pixel memory unit 304 by a unit pixel in the line. Further, the electronic device 10 performs signal processing such as noise removal and black level adjustment on the signal read from the first pixel group for each line, and proceeds to step ST4.

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 electronic device 10 generates an image signal of one frame of moving image. The electronic device 10 performs pixel thinning on the signal read for each line from the first pixel group, generates an image signal of one frame of the moving image, and returns to step ST1.

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 electronic device 10 performs charge transfer in the first and second pixel groups. In the unit pixels of the first and second pixel groups, the electronic device 10 transfers the charge generated by the photodiode 301 to the pixel memory unit 304 and proceeds to step ST6.

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 electronic device 10 reads a signal for each line from the first pixel group. For each line in the first pixel group, the electronic device 10 reads out a pixel signal corresponding to the electric charge accumulated in the pixel memory unit 304 by a unit pixel in the line. Further, the electronic device 10 performs signal processing such as noise removal and black level adjustment on the signal read from the first pixel group for each line, and proceeds to step ST7.

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 electronic device 10 stores the pixel signal. The electronic device 10 stores the pixel signal read from the first pixel group in order to generate the image signal of the still image, and proceeds to step ST8.

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 electronic device 10 generates an image signal of one frame of moving images. The electronic device 10 performs pixel thinning on the signal read for each line from the first pixel group, generates an image signal of one frame of the moving image, and proceeds to step ST9.

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 electronic device 10 performs signal readout for each line from the second pixel group in descending order of importance. The electronic device 10 reads out a pixel signal corresponding to the electric charge accumulated in the pixel memory unit 304 by a unit pixel in one line from a line having high importance in the second pixel group. Further, the electronic device 10 performs signal processing such as noise removal and black level adjustment on the signal read from the second pixel group, and proceeds to step ST10.

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 electronic device 10 determines whether the signal reading of the second pixel group is completed. The electronic device 10 proceeds to step ST11 when there remains a line from which signals are not read in the second pixel group, and proceeds to step ST14 when signal reading is completed for all lines of the second pixel group. .

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 electronic device 10 determines whether it is the next frame. The electronic device 10 proceeds to step ST12 when the next frame period is completed before the signal reading of one line from the second pixel group is completed, and the signal of one line is output from the second pixel group before the next frame period. When the reading is completed, the process returns to step ST9.

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 electronic device 10 performs charge transfer using the first pixel group. In the unit pixel of the first pixel group, the electronic device 10 transfers the charge generated by the photodiode 301 to the pixel memory unit 304, and proceeds to step ST13.

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 electronic device 10 reads a signal for each line from the first pixel group. For each line in the first pixel group, the electronic device 10 reads out a pixel signal corresponding to the electric charge accumulated in the pixel memory unit 304 by a unit pixel in the line. In addition, the electronic device 10 performs signal processing such as noise removal and black level adjustment on the signal read from the first pixel group for each line, and returns to step ST8.

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 electronic device 10 generates a still image signal. The electronic device 10 rearranges the stored pixel signals of the first pixel group in line units and the line-by-line pixel signals read out from the second pixel group in the order of the most important lines in the order of the line numbers. The image signal is generated and the process returns to step ST1.

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 SYMBOLS 10 ... Electronic device, 11 ... Lens part, 12 ... Imaging part, 13 ... Signal processing part, 14 ... Memory part, 15 ... Display part, 16 ... Recording / reproducing process 17, imaging control unit, 18 lens control unit, 19 user interface unit, 20 system control unit, 120 CMOS image sensor, 121 pixel array unit, 122: Vertical drive unit, 123: Column processing unit, 124: Horizontal drive unit, 125 ... Timing control unit, 126 ... Constant current source, 127 ... Image signal generation processing unit, 128: output interface unit, 300: unit pixel, 301: photodiode, 302 ... discharge transistor, 303, 305 ... transfer gate, 304 ... pixel memory unit, 305 ... Transfer gate, 06 ... floating diffusion region, 307 ... reset transistor, 308 ... amplifier transistor, 309 ... selection transistor

Claims (10)

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。
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:
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
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.
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
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.
前記被写体情報は、被写体の輝度を示す情報である
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.
前記被写体情報は、被写体までの距離を示す情報である
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.
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
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.
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
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.
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
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.
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。
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.
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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