JP2014075644A - Imaging element and driving method of the same - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent deterioration of dynamic resolution and a drop of an S/N ratio, which occur when a driving method of an imaging element is changed from a regular shutter mode to a draft slow shutter mode.SOLUTION: In a driving method of an imaging element where a plurality of pixels are two-dimensionally arranged, the imaging element can be driven with first driving (t1 to t2) for controlling accumulation and reading of charge signals of the plurality of pixels at a previously determined period, second driving (t3 and thereafter) for controlling the accumulation and reading of the charge signals of the plurality of pixels divided into a plurality of regions at the plurality of periods of the period by shifting one period for each region, and third driving (t2 to t4) for sequentially controlling the accumulation and reading of the charge signals of the plurality of pixels divided into the plurality of regions at the period for each region. When the first driving is changed to the second driving, the third driving is performed for at least a period shorter than the plurality of periods by one period. The number of regions is equal to that of the plurality of periods.

Description

本発明は撮像装置における撮像素子及びその駆動方法に関するものである。   The present invention relates to an image pickup element in an image pickup apparatus and a driving method thereof.

従来、ビデオカメラ等の撮像装置において、露光時間を制御するシャッターモードには、1フィールド以下の時間で露光時間を制御する通常のシャッターモードと、1フィールド以上の時間で露光時間を制御するスローシャッターモードがある。通常のシャッターモードでは1フィールドの更新タイミングはNTSC方式では1/60秒毎、PAL方式では1/50秒毎となっている。しかし、スローシャッターモードでは、1フィールド期間以上の露光を行うため、それに伴ってその更新タイミングも遅くなる。例えばシャッタースピードが1フィールド期間以上、2フィールド期間以下の時間だった場合、その更新タイミングはNTSC方式では1/30秒毎、PAL方式では1/25秒毎となる。このためスローシャッターモードで撮影を行うと通常のシャッターモードに比べ、動解像度が落ちた不自然な動きの映像となってしまう。   Conventionally, in an imaging apparatus such as a video camera, the shutter mode for controlling the exposure time includes a normal shutter mode for controlling the exposure time with a time of one field or less and a slow shutter for controlling the exposure time with a time of one field or more. There is a mode. In the normal shutter mode, the update timing of one field is every 1/60 seconds in the NTSC system and every 1/50 seconds in the PAL system. However, in the slow shutter mode, exposure for one field period or more is performed, and accordingly, the update timing is also delayed. For example, when the shutter speed is one field period or more and two field periods or less, the update timing is every 1/30 seconds in the NTSC system and every 1/25 seconds in the PAL system. For this reason, when shooting in the slow shutter mode, an image with an unnatural motion with a reduced dynamic resolution is generated as compared with the normal shutter mode.

これを改善するために、奇数ラインと偶数ラインをそれぞれ別々のタイミングで露光し、1フィールド期間以上の露光時間を確保したまま、通常のシャッターモードと同じタイミングで映像の更新を行うことができるドラフトスローシャッターモードがある。ドラフトスローシャッターモードでは、奇数ラインは1フィールド目で蓄積を開始し、2フィールド目で蓄積された電荷を読みだす。そして、3フィールド目でまた蓄積を開始し、4フィールド目で電荷を読みだす。偶数ラインにおいては、2フィールド目で蓄積を開始し、3フィールド目で蓄積された電荷を読みだす。そして、4フィールド目でまた蓄積を開始し、5フィールド目で電荷を読みだす。このようにすると、露光時間を1フィールド以上2フィールド以下の時間を確保することができるとともに、偶数ラインと奇数ラインを交互に毎フィールド読みだすことができる。ドラフトスローシャッターモードは、特に、インターレースで映像を出力する撮像装置においては、垂直解像度の劣化も伴わないため有効な手法である。   In order to improve this, the odd line and the even line are exposed at different timings, and the draft can be updated at the same timing as the normal shutter mode while ensuring an exposure time of one field period or more. There is a slow shutter mode. In the draft slow shutter mode, the odd-numbered lines start accumulating in the first field and read out the electric charges accumulated in the second field. Then, accumulation is started again in the third field, and electric charges are read out in the fourth field. In the even-numbered line, accumulation is started in the second field, and the charge accumulated in the third field is read out. Then, accumulation is started again in the fourth field, and electric charges are read out in the fifth field. In this way, it is possible to secure an exposure time of 1 field or more and 2 fields or less, and even-numbered lines and odd-numbered lines can be read alternately every field. The draft slow shutter mode is an effective technique because it does not involve deterioration in vertical resolution, particularly in an imaging apparatus that outputs video in an interlaced manner.

ただし、ドラフトスローシャッターモードでは、次のような問題があった。即ち、上記のように毎フィールド映像を更新することができるが、通常のシャッターモードからドラフトスローシャッターモードへ移行する際は、切り替え時の1フィールドは十分な露光時間を確保することができず、映像の更新ができない。   However, the draft slow shutter mode has the following problems. That is, the field image can be updated every time as described above, but when shifting from the normal shutter mode to the draft slow shutter mode, one field at the time of switching cannot secure a sufficient exposure time, The video cannot be updated.

図6に映像の更新ができない場合の一例を示す。図6は1/60秒の通常シャッターモードから1/30秒のドラフトスローシャッターモードへ切り換えた場合の蓄積タイミングを示す図である。   FIG. 6 shows an example of a case where the video cannot be updated. FIG. 6 is a diagram showing the accumulation timing when switching from the 1/60 second normal shutter mode to the 1/30 second draft slow shutter mode.

図6において、時刻t1で蓄積を開始し、時刻t2で読み出しを開始し、時刻t3で画像を出力する。次の周期でも前の周期と同様にして時刻t2で蓄積を開始し、時刻t3で読み出しを開始し、時刻t4で画像を出力する。なお、正確には、電荷の読み出しは次の蓄積開始時刻よりも若干早く開始され、読み出し後に行われるリセットが順次終了することにより次の蓄積が開始される。   In FIG. 6, accumulation starts at time t1, readout starts at time t2, and an image is output at time t3. In the next cycle, as in the previous cycle, accumulation starts at time t2, readout starts at time t3, and an image is output at time t4. To be precise, the reading of charges starts slightly earlier than the next accumulation start time, and the next accumulation is started by sequentially ending the reset performed after the reading.

時刻t3でドラフトスローシャッターモードに入る場合、奇数ラインに関しては時刻t3で蓄積を開始し、時刻t5で読み出しを開始し、時刻t6で奇数ラインの画像を出力する。偶数ラインに関しては時刻t4で蓄積を開始し、時刻t6で読み出しを開始し、時刻t7で奇数ラインの画像を出力する。このように、通常シャッターモードからドラフトスローシャッターモードに移行する時刻t5から始まる周期ではデータが出力されないため、映像に不連続性が生じる。   When entering the draft slow shutter mode at time t3, accumulation of odd lines starts at time t3, reading starts at time t5, and an image of odd lines is output at time t6. For even lines, accumulation starts at time t4, readout starts at time t6, and an image of odd lines is output at time t7. As described above, data is not output in a cycle starting from time t5 when the normal shutter mode is shifted to the draft slow shutter mode, and thus discontinuity occurs in the video.

この問題を回避するために、いくつかの方法が提案されている。例えば、十分な露光時間を確保することができないフィールドでは、その直前のフィールドで得られた映像をそのまま使うという手法がある。この手法は、直前の映像を記憶しておきさえすればよく、特に複雑な処理を必要としない。また、その他の手法として、特許文献1に開示されている手法がある。この手法は、切り替え時の1フィールドで、理想的な蓄積時間が得られなかった場合、実際の蓄積時間と理想的な蓄積時間との比の分だけ得られたデータにゲイン補正を行うというものである。このようにすると、通常シャッターモードからドラフトスローシャッターモードへ移行する際にも十分な露光時間を保ったまま、毎フィールド映像の更新を行うことが可能となる。   Several methods have been proposed to avoid this problem. For example, in a field where a sufficient exposure time cannot be secured, there is a method of using an image obtained in the immediately preceding field as it is. In this method, it is only necessary to store the immediately preceding video, and no complicated processing is required. As another technique, there is a technique disclosed in Patent Document 1. In this method, when an ideal accumulation time is not obtained in one field at the time of switching, gain correction is performed on data obtained by the ratio of the actual accumulation time and the ideal accumulation time. It is. In this way, it is possible to update each field image while maintaining a sufficient exposure time even when shifting from the normal shutter mode to the draft slow shutter mode.

特開2007−228433号公報JP 2007-228433 A

しかしながら、上記従来例では以下のような問題があった。まず、切り替えのフィールドにおいて十分な露光時間が得られなかった場合に、直前のフィールドで得られた映像をそのまま使う場合、2フィールド連続して同じ映像が出力されるため、映像が一瞬止まったように見えてしまっていた。また、特許文献1の手法では、ゲイン補正を行った際に、補正したい信号成分だけでなく、ノイズ成分も同時に増幅してしまい、通常の蓄積を行って得られた映像よりも、S/N比が悪化してしまう。   However, the above conventional example has the following problems. First, when sufficient exposure time is not obtained in the switching field, if the video obtained in the previous field is used as it is, the same video is output continuously for 2 fields, so the video seems to stop for a moment. It seemed to be. In the method of Patent Document 1, when gain correction is performed, not only a signal component to be corrected but also a noise component is amplified at the same time, so that S / N is higher than a video obtained by performing normal accumulation. The ratio gets worse.

本発明は上記問題点を鑑みてなされたものであり、通常シャッターモードからドラフトスローシャッターモードに撮像素子の駆動方法を切り替えた際に起こる、動解像度の劣化やS/N比の低下を防ぐことを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and prevents degradation of dynamic resolution and S / N ratio that occur when the driving method of the image sensor is switched from the normal shutter mode to the draft slow shutter mode. With the goal.

上記目的を達成するために、複数の画素が2次元に配列された撮像素子の本発明の駆動方法は、予め決められた周期で、前記複数の画素の電荷信号の蓄積及び読み出し制御を行う第1の駆動と、前記周期の複数周期で、複数の領域に分けられた前記複数の画素の電荷信号の蓄積及び読み出し制御を、領域ごとに1周期ずつずらしながら行う第2の駆動と、前記周期で、前記複数の領域に分けられた前記複数の画素の電荷信号の蓄積及び読み出し制御を、領域ごとに順に行う第3の駆動とにより前記撮像素子を駆動でき、制御手段が、前記第1の駆動から前記第2の駆動に変更する際に、少なくとも前記複数周期よりも1周期短い期間、前記第3の駆動を行う切り替えステップを有し、前記複数の領域の数は、前記複数周期の数と等しい。   In order to achieve the above object, the driving method of the present invention for an image pickup device in which a plurality of pixels are arranged two-dimensionally performs a charge signal accumulation and readout control of the plurality of pixels at a predetermined cycle. A second driving for performing charge signal accumulation and readout control of the plurality of pixels divided into a plurality of regions in a plurality of cycles of the cycle while shifting each cycle by one cycle; and the cycle Thus, the image sensor can be driven by a third drive that sequentially performs charge signal accumulation and readout control of the plurality of pixels divided into the plurality of regions for each region. When changing from driving to the second driving, it has a switching step of performing the third driving for a period that is at least one cycle shorter than the plurality of cycles, and the number of the plurality of regions is the number of the plurality of cycles. Is equal to

本発明によれば、通常シャッターモードからドラフトスローシャッターモードに撮像素子の駆動方法を切り替えた際に起こる、動解像度の劣化やS/N比の低下を防ぐことができる。   According to the present invention, it is possible to prevent deterioration in dynamic resolution and a decrease in S / N ratio that occur when the driving method of the image sensor is switched from the normal shutter mode to the draft slow shutter mode.

本発明の一実施形態における撮像装置のブロック図。1 is a block diagram of an imaging apparatus according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態における撮像素子のカラーフィルタアレイを示す図。The figure which shows the color filter array of the image pick-up element in one Embodiment of this invention. 第1の実施形態における撮像素子の駆動タイミングを表す図。FIG. 3 is a diagram illustrating drive timing of the image sensor according to the first embodiment. 第2の実施形態における撮像素子の駆動タイミングを表す図。The figure showing the drive timing of the image sensor in a 2nd embodiment. 第3の実施形態における撮像素子の駆動タイミングを表す図。The figure showing the drive timing of the image sensor in a 3rd embodiment. 従来技術における撮像素子の駆動タイミングを表す図。The figure showing the drive timing of the image sensor in a prior art.

以下、添付図面を参照して本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。   The best mode for carrying out the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.

図1は、本発明の一実施形態のビデオカメラ(撮像装置)の構成を示すブロック図である。なお、本発明の撮像装置は、ドラフトスローシャッターモードを有するカメラであればその種類は限定されない。   FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a video camera (imaging device) according to an embodiment of the present invention. The type of the imaging apparatus of the present invention is not limited as long as it is a camera having a draft slow shutter mode.

図1において、レンズ(撮影光学系)101は被写体の光学像を形成し、変倍に際して光軸方向に移動する変倍レンズ(ズームレンズ)と、焦点調節(合焦)に際して光軸方向に移動するフォーカスレンズとを含む。また、レンズ101は、入射光量を制御する絞りとNDフィルタを備えている。   In FIG. 1, a lens (photographing optical system) 101 forms an optical image of a subject and moves in the optical axis direction during zooming and a zoom lens that moves in the optical axis direction during zooming. Including a focus lens. In addition, the lens 101 includes an aperture and an ND filter that control the amount of incident light.

撮像素子102は、レンズ101が形成した光学像を電荷信号に光電変換する、2次元に配列された複数の画素からなるCCDやCMOSセンサ等により構成される。映像信号処理部103は、撮像素子102が生成した電荷信号を所定のフォーマットの映像信号に変換する。映像信号処理部103は、その入力においてはプログレッシブの信号を処理することができ、防振用の位置ベクトルの算出や、NRフィルタなどの画像処理に入力された信号を用いる。一方、映像信号処理部103は、その出力においては入力された信号をインターレースの信号に変換して出力する。このため、撮像素子102の読み出しを全ライン読み出しからドラフトスローシャッターへ切り替えた場合であっても、切り替えの前でも後でも映像信号処理部103から出力される信号は常にインターレースの信号である。そのため、出力においては垂直解像度が落ちたりすることはない。   The image sensor 102 is configured by a CCD, a CMOS sensor, or the like that includes a plurality of two-dimensionally arranged pixels that photoelectrically convert an optical image formed by the lens 101 into a charge signal. The video signal processing unit 103 converts the charge signal generated by the image sensor 102 into a video signal having a predetermined format. The video signal processing unit 103 can process a progressive signal at the input, and uses a signal input to image processing such as calculation of a position vector for image stabilization and an NR filter. On the other hand, the video signal processing unit 103 converts the input signal into an interlaced signal and outputs it. For this reason, even when the readout of the image sensor 102 is switched from the all-line readout to the draft slow shutter, the signal output from the video signal processing unit 103 is always an interlaced signal before and after the switching. For this reason, the vertical resolution does not drop in the output.

全体制御演算部104は、ビデオカメラ全体を制御する。タイミング制御部105は、撮像素子102と映像信号処理部103の動作タイミングを制御する。タイミング制御部105は、全体制御演算部104からの信号を受け、撮像素子102に対しその駆動タイミングを送信するとともに、映像信号処理部103に映像信号の同期タイミングを送信する。レンズ制御部106は、レンズ101を制御する。全体制御演算部104は、映像信号処理部103の出力信号から、適切な露出量を算出し、レンズ101内部にある絞りとNDフィルタ、また、撮像素子102のシャッタースピード、さらに映像信号処理部103でかけるゲインの値を制御する。ここでいうシャッタースピードとは電子シャッターの露光時間のことであり、全体制御演算部104がタイミング制御部105を経由し、撮像素子102に電荷の蓄積開始タイミングと電荷の読み出し開始タイミングを送ることによって制御する。   The overall control calculation unit 104 controls the entire video camera. The timing control unit 105 controls the operation timing of the image sensor 102 and the video signal processing unit 103. The timing control unit 105 receives a signal from the overall control calculation unit 104, transmits the drive timing to the image sensor 102, and transmits the video signal synchronization timing to the video signal processing unit 103. The lens control unit 106 controls the lens 101. The overall control calculation unit 104 calculates an appropriate exposure amount from the output signal of the video signal processing unit 103, the aperture and ND filter inside the lens 101, the shutter speed of the image sensor 102, and the video signal processing unit 103. Controls the gain value applied with. The shutter speed here is the exposure time of the electronic shutter, and the overall control calculation unit 104 sends the charge accumulation start timing and the charge read start timing to the image sensor 102 via the timing control unit 105. Control.

メモリ部107は、全体制御演算部104の演算結果や映像信号処理部103の出力信号を一時的に記憶する。記録媒体109はDVD、ハードディスク、不揮発性メモリなどである。記録媒体制御I/F部108は記録媒体109とのデータの入出力を制御する。外部I/F部110は、撮影した映像を外部のモニタやレコーダに出力したり、他のビデオカメラや再生装置から映像を入力したりできる。あるいは、外部I/F部110を介してコンピュータと接続し、コンピュータとインターネットを介して必要な情報を取得することができる。   The memory unit 107 temporarily stores the calculation result of the overall control calculation unit 104 and the output signal of the video signal processing unit 103. The recording medium 109 is a DVD, a hard disk, a nonvolatile memory, or the like. The recording medium control I / F unit 108 controls data input / output with the recording medium 109. The external I / F unit 110 can output the captured video to an external monitor or recorder, and can input the video from another video camera or playback device. Alternatively, it is possible to connect to a computer via the external I / F unit 110 and acquire necessary information via the computer and the Internet.

図2は、図1の撮像素子102におけるカラーフィルタアレイを示した図である。ここでは画素配列の一例としてベイヤー配列を用いた。第一画素としてR(赤)、第二画素として緑(G)、第三画素として緑(G)、第四画素として(B)を配置している。本実施形態においては、図2に示すように第一画素から第四画素までを一組として縦のライン数(行数)及び横の列数を定める。   FIG. 2 is a diagram showing a color filter array in the image sensor 102 of FIG. Here, a Bayer array is used as an example of the pixel array. R (red) is arranged as the first pixel, green (G) is arranged as the second pixel, green (G) is arranged as the third pixel, and (B) is arranged as the fourth pixel. In the present embodiment, as shown in FIG. 2, the number of vertical lines (number of rows) and the number of horizontal columns are determined by taking the first pixel to the fourth pixel as a set.

<第1の実施形態>
本第1の実施形態では、シャッタースピードが1/60秒(予め決められた周期の1周期)から1/30秒(2周期)に変更された場合に、全ライン読み出しモードからドラフトスローシャッターモードにセンサ駆動方法を切り替える例を述べる。
<First Embodiment>
In the first embodiment, when the shutter speed is changed from 1/60 seconds (one cycle of a predetermined cycle) to 1/30 seconds (two cycles), the all-line readout mode is changed to the draft slow shutter mode. An example of switching the sensor driving method is described below.

図3は、第1の実施形態における撮像素子102の駆動タイミングを表わす概念図である。図3において、時刻t1〜時刻t2では、シャッタースピード1/60秒の全ライン読み出しモード(第1の駆動)、時刻t2〜時刻t4では、シャッタースピード1/60秒のドラフトスローシャッターモード(第3の駆動)で撮像素子102を駆動する。そして、時刻t3以降では、シャッタースピード1/30秒(複数周期)のドラフトスローシャッターモード(第2の駆動)で撮像素子102を駆動する。   FIG. 3 is a conceptual diagram showing the drive timing of the image sensor 102 in the first embodiment. In FIG. 3, from time t1 to time t2, an all-line readout mode with shutter speed 1/60 seconds (first driving), and from time t2 to time t4, a draft slow shutter mode with shutter speed 1/60 seconds (third). ) To drive the image sensor 102. After time t3, the image sensor 102 is driven in a draft slow shutter mode (second drive) with a shutter speed of 1/30 seconds (multiple cycles).

時刻t1で全ラインの蓄積を開始し、時刻t2で全ラインの読み出しを開始する。なお、正確には、電荷の読み出しは次の蓄積開始時刻よりも若干早く開始され、読み出し後に行われるリセットが順次終了することにより次の蓄積が開始される。以下の電荷の読み出し及びリセットのタイミングについても同様である。   Accumulation of all lines is started at time t1, and reading of all lines is started at time t2. To be precise, the reading of charges starts slightly earlier than the next accumulation start time, and the next accumulation is started by sequentially ending the reset performed after the reading. The same applies to the following charge readout and reset timings.

また、時刻t2では、奇数ライン(第1の領域)のみ蓄積を開始し、時刻t3で、その奇数ラインの読み出しを開始する。次に、時刻t3では、奇数ライン(第1の領域)と偶数ライン(第2の領域)の蓄積を共に開始し、時刻t4で偶数ラインのみ読み出しを行い、奇数ラインに関しては時刻t5で読み出しを行う。   Further, at time t2, accumulation is started only for odd lines (first region), and reading of the odd lines is started at time t3. Next, at time t3, accumulation of odd lines (first area) and even lines (second area) is started, and only even lines are read at time t4, and odd lines are read at time t5. Do.

時刻t4では、偶数ラインのみ蓄積を開始し、時刻t6で、その偶数ラインの読み出しを行う。時刻t5以降は、nを自然数とすると、奇数ラインは時刻t(2n−1)で蓄積を開始し、時刻t(2n+1)で読み出しを開始する。また偶数ラインに関しては時刻t(2n)で蓄積を開始し、時刻t(2n+2)で読み出しを行う。   At time t4, only the even lines are accumulated, and at time t6, the even lines are read. After time t5, assuming that n is a natural number, accumulation of odd lines starts at time t (2n-1) and starts reading at time t (2n + 1). For even lines, accumulation starts at time t (2n), and reading is performed at time t (2n + 2).

映像の出力信号としては、全ライン読み出しモードで時刻t1からt2で蓄積された電荷は、時刻t3で出力される。また、シャッタースピード1/60秒のドラフトスローシャッターモードで時刻t2からt3で蓄積された奇数ラインの電荷は、時刻t4で出力され、時刻t3からt4で蓄積された偶数ラインの電荷は、時刻t5で出力される。更に、シャッタースピード1/30秒のドラフトスローシャッターモードで時刻t3からt5で蓄積された奇数ラインの電荷は、時刻t6で出力され、時刻t4からt6で蓄積された偶数ラインの電荷は、時刻t7で出力される。   As the video output signal, the charge accumulated from time t1 to t2 in the all-line readout mode is output at time t3. In addition, the odd-numbered line charges accumulated from time t2 to t3 in the draft slow shutter mode with a shutter speed of 1/60 seconds are output at time t4, and the even-line charges accumulated from time t3 to t4 are time t5. Is output. Further, the odd-numbered line charges accumulated from time t3 to t5 in the draft slow shutter mode with a shutter speed of 1/30 seconds are output at time t6, and the even-line charges accumulated from time t4 to t6 are time t7. Is output.

本第1の実施形態によれば、上記のように駆動制御を行うことで、モード切替時において、撮像素子からのデータが途切れることがなく、映像の連続性を保つことができる。   According to the first embodiment, by performing the drive control as described above, the data from the image sensor is not interrupted when the mode is switched, and the continuity of the video can be maintained.

<第2の実施形態>
第2の実施形態では、読み出しモードの切り替えにおいて、切り替え時の1周期の間の偶数ラインのみが、シャッタースピード1/60秒のドラフトスローシャッターモードでの駆動制御となる場合について説明する。
<Second Embodiment>
In the second embodiment, a description will be given of a case where only even-numbered lines during one cycle at the time of switching are driving control in the draft slow shutter mode with a shutter speed of 1/60 seconds in the switching of the reading mode.

図4は、第2の実施形態における撮像素子102の駆動タイミングを表わす概念図である。図4において、時刻t1〜時刻t2までと、時刻t3以降は第1の実施形態と同様の制御のため、説明を省略する。第2の実施形態においては、第1の実施形態と異なり、時刻t2では、奇数ライン(第1の領域)の蓄積を開始すると共に、偶数ライン(第2の領域)の蓄積も開始する。また、時刻t3では、奇数ラインの読み出しとともに、偶数ラインの読み出しも開始する。このようにすることで、第1の実施形態では、時刻t4で出力されるデータは奇数ラインのみのデータだったのに対し、第2の実施形態では、時刻t4で全ラインのデータが出力されるので、切り替え直前まで全ラインのデータが表示される。つまり、切り替え直前まで、全ラインのデータを用いて、防振や画質補正等の処理をより正確に行うことができる。   FIG. 4 is a conceptual diagram showing the drive timing of the image sensor 102 in the second embodiment. In FIG. 4, the control from time t1 to time t2 and after time t3 is the same as that in the first embodiment, and thus the description thereof is omitted. In the second embodiment, unlike the first embodiment, at time t2, accumulation of odd lines (first region) is started and accumulation of even lines (second region) is also started. At time t3, the odd lines are read and the even lines are read. In this way, in the first embodiment, the data output at time t4 is data for only odd lines, whereas in the second embodiment, data for all lines is output at time t4. Therefore, data for all lines is displayed until immediately before switching. That is, until just before switching, it is possible to more accurately perform processing such as image stabilization and image quality correction using data of all lines.

<第3の実施形態>
第3の実施形態では、読み出しモードの切り替えにおいて、切り替え時の1周期の間の奇数ラインのみがシャッタースピード1/60秒のドラフトスローシャッターモードでの駆動制御となる場合について説明する。
<Third Embodiment>
In the third embodiment, a description will be given of a case where only odd lines in one cycle at the time of switching are driving control in the draft slow shutter mode with a shutter speed of 1/60 seconds in the switching of the reading mode.

図5は、第3の実施形態におけるセンサの蓄積タイミングを表わす概念図である。図5の蓄積タイミングに関して、時刻t1から時刻t2までと、時刻t4以降は第1の実施形態と同様の処理のため、説明を省略する。時刻t2では、奇数ラインの蓄積を開始すると共に、偶数ラインの蓄積も開始する。そして、時刻t3では奇数ラインの読み出しのみを行う。また、時刻t3では奇数ライン(第1の領域)のみの蓄積を開始し、時刻t4では偶数ラインのみの読み出しを行う。このようにすると、第1の実施形態では、時刻t5で出力されたデータ(時刻t4で読み出されたデータ)はシャッタースピード1/60秒のものであったのに対して、第3の実施形態では、時刻t5でシャッタースピード1/30秒のデータを出力できる。つまり、1周期早くシャッタースピードを変更することができ、被写体の輝度の変化への対応が早く完了する。   FIG. 5 is a conceptual diagram showing the accumulation timing of the sensor in the third embodiment. Regarding the accumulation timing in FIG. 5, the processing from time t <b> 1 to time t <b> 2 and after time t <b> 4 is the same as that in the first embodiment, and thus description thereof is omitted. At time t2, accumulation of odd lines is started and accumulation of even lines is also started. At time t3, only odd lines are read out. Further, accumulation of only odd lines (first region) is started at time t3, and reading of only even lines is performed at time t4. In this way, in the first embodiment, the data output at time t5 (the data read at time t4) was for the shutter speed 1/60 second, whereas the third embodiment In the embodiment, data at a shutter speed of 1/30 seconds can be output at time t5. That is, the shutter speed can be changed one cycle earlier, and the response to the change in luminance of the subject is completed quickly.

なお上述した第1から第3の実施形態では、シャッタースピード1/60秒からシャッタースピード1/30秒への切り替えの例を説明したが、シャッタースピードに関してはこの値に限らない。本発明は、1周期以下の任意のシャッタースピードから、1周期以上の任意のシャッタースピードへの切り替えにおいて適応可能である。例えば、シャッタースピード1/60秒から、シャッタースピード1/60秒のドラフトモードを1周期はさみ、シャッタースピード1/59秒のドラフトモードへの切り替えを行えば、輝度変化の少ない安定した切り替えが可能である。また、シャッタースピード1/120秒から、シャッタースピード1/60秒のドラフトモードを1周期はさみ、シャッタースピード1/30秒のドラフトモードへの切り替えを行えば、輝度変化の大きい場合に素早くシャッタースピードの切り替えが可能となる。   In the first to third embodiments described above, the example of switching from the shutter speed 1/60 seconds to the shutter speed 1/30 seconds has been described, but the shutter speed is not limited to this value. The present invention can be applied to switching from an arbitrary shutter speed of one cycle or less to an arbitrary shutter speed of one cycle or more. For example, if you switch from 1/60 second shutter speed to 1/60 second draft mode and switch to 1/59 second draft mode, stable switching with little change in brightness is possible. is there. Also, if the shutter mode is 1/120 seconds, the draft mode with shutter speed 1/60 seconds is sandwiched in one cycle, and the mode is switched to the draft mode with shutter speed 1/30 seconds. Switching is possible.

さらに、上述した例では、切り替え時の1周期は、シャッタースピード1/60秒としたが、1/60秒以下であればどんな値に設定してもよい。また、切り替え時の1/60秒以下のドラフトモードは、1周期に限らず、複数周期、連続させてもよい。   Further, in the above-described example, one cycle at the time of switching is set to 1/60 seconds of shutter speed, but may be set to any value as long as it is 1/60 seconds or less. In addition, the draft mode of 1/60 second or less at the time of switching is not limited to one cycle, and may be continued for a plurality of cycles.

また、上記実施形態では、切り替え後のシャッタースピードが、1周期以上、2周期未満である場合について説明したが、本発明はこれに限るものではなく、2周期以上の場合に適用することも可能である。例えば、2周期以上、3周期未満の場合、撮像素子102を各周期で2ラインおきに読み出すようにし、切り替え時には、少なくとも3周期よりも1周期短い2周期の期間、シャッタースピードが1周期のドラフトモードで読み出せばよい。   In the above embodiment, the case where the shutter speed after switching is one cycle or more and less than two cycles has been described. However, the present invention is not limited to this, and can be applied to a case where the shutter speed is two cycles or more. It is. For example, in the case of two cycles or more and less than three cycles, the image sensor 102 is read every two lines in each cycle, and at the time of switching, a draft having a shutter speed of one cycle for at least two cycles shorter than three cycles Read in mode.

以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて詳述してきたが、本発明はこれら特定の実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。上述の実施形態の一部を適宜組み合わせてもよい。   Although the present invention has been described in detail based on preferred embodiments thereof, the present invention is not limited to these specific embodiments, and various forms within the scope of the present invention are also included in the present invention. included. A part of the above-described embodiments may be appropriately combined.

Claims (10)

複数の画素が2次元に配列された撮像素子の駆動方法であって、
予め決められた周期で、前記複数の画素の電荷信号の蓄積及び読み出し制御を行う第1の駆動と、
前記周期の複数周期で、複数の領域に分けられた前記複数の画素の電荷信号の蓄積及び読み出し制御を、領域ごとに1周期ずつずらしながら行う第2の駆動と、
前記周期で、前記複数の領域に分けられた前記複数の画素の電荷信号の蓄積及び読み出し制御を、領域ごとに順に行う第3の駆動とにより前記撮像素子を駆動でき、
制御手段が、前記第1の駆動から前記第2の駆動に変更する際に、少なくとも前記複数周期よりも1周期短い期間、前記第3の駆動を行う切り替えステップを有し、
前記複数の領域の数は、前記複数周期の数と等しいことを特徴とする撮像素子の駆動方法。
A method for driving an image sensor in which a plurality of pixels are two-dimensionally arranged,
A first drive for performing charge signal accumulation and readout control of the plurality of pixels at a predetermined cycle;
A second drive for performing charge signal accumulation and readout control of the plurality of pixels divided into a plurality of regions in a plurality of cycles while shifting each cycle by one cycle;
In the cycle, the image sensor can be driven by a third drive that sequentially performs charge signal accumulation and readout control of the plurality of pixels divided into the plurality of regions for each region,
When the control unit changes from the first drive to the second drive, the control unit includes a switching step of performing the third drive for a period shorter by at least one cycle than the plurality of cycles,
The number of the plurality of regions is equal to the number of the plurality of periods.
前記複数周期の数は、前記複数の画素に予め決められた時間、電荷を蓄積するために必要な周期の数であることを特徴とする請求項1に記載の撮像素子の駆動方法。   2. The image sensor driving method according to claim 1, wherein the number of the plurality of periods is a number of periods necessary for accumulating charges in the plurality of pixels for a predetermined time. 前記複数周期は2周期であって、前記複数の画素は第1の領域と第2の領域とに分けられ、前記切り替えステップは
前記第1の領域を前記第3の駆動により駆動する第1のステップと、
前記第1のステップの後に、前記第2の領域を前記第3の駆動により駆動するとともに、前記第1の領域を前記第2の駆動により駆動する第2のステップと
を含むことを特徴とする請求項1または2に記載の撮像素子の駆動方法。
The plurality of cycles are two cycles, and the plurality of pixels are divided into a first region and a second region, and the switching step includes a first drive that drives the first region by the third drive. Steps,
And a second step of driving the second region by the third drive and driving the first region by the second drive after the first step. The method for driving an image sensor according to claim 1.
前記複数周期は2周期であって、前記複数の画素は第1の領域と第2の領域とに分けられ、
前記切り替えステップでは、前記第1の領域を前記第2の駆動により駆動するとともに、前記第2の領域を前記第3の駆動により駆動することを特徴とする請求項1または2に記載の撮像素子の駆動方法。
The plurality of cycles are two cycles, and the plurality of pixels are divided into a first region and a second region,
3. The imaging device according to claim 1, wherein, in the switching step, the first area is driven by the second drive, and the second area is driven by the third drive. 4. Driving method.
前記複数周期は2周期であって、前記複数の画素は第1の領域と第2の領域とに分けられ、
前記切り替えステップでは、前記第1の領域を前記第3の駆動により駆動するとともに、前記第2の領域を前記第2の駆動により駆動することを特徴とする請求項1または2に記載の撮像素子の駆動方法。
The plurality of cycles are two cycles, and the plurality of pixels are divided into a first region and a second region,
3. The imaging device according to claim 1, wherein in the switching step, the first region is driven by the third drive, and the second region is driven by the second drive. 4. Driving method.
2次元に配列された複数の画素と、
予め決められた周期で、前記複数の画素の電荷信号の蓄積及び読み出し制御を行う第1の駆動と、前記周期の複数周期で、複数の領域に分けられた前記複数の画素の電荷信号の蓄積及び読み出し制御を、領域ごとに1周期ずつずらしながら行う第2の駆動と、前記周期で、前記複数の領域に分けられた前記複数の画素の電荷信号の蓄積及び読み出し制御を、領域ごとに順に行う第3の駆動とにより、前記複数の画素を駆動する駆動手段と、
前記第1の駆動から前記第2の駆動に変更する際に、少なくとも前記複数周期よりも1周期短い期間、前記第3の駆動を行うように制御する制御手段とを有し、
前記複数の領域の数は、前記複数周期の数と等しいことを特徴とする撮像素子。
A plurality of pixels arranged two-dimensionally;
A first drive that performs charge signal accumulation and readout control of the plurality of pixels at a predetermined period, and accumulation of charge signals of the plurality of pixels divided into a plurality of regions at the plurality of periods. And the second drive, which is performed while shifting the readout control by one period for each region, and the charge signal accumulation and readout control of the plurality of pixels divided into the plurality of regions in the cycle are sequentially performed for each region. Driving means for driving the plurality of pixels by performing third driving;
Control means for controlling to perform the third drive for at least one period shorter than the plurality of periods when changing from the first drive to the second drive;
The number of the plurality of regions is equal to the number of the plurality of periods.
前記複数周期の数は、前記複数の画素に予め決められた時間、電荷を蓄積するために必要な周期の数であることを特徴とする請求項6に記載の撮像素子。   The imaging device according to claim 6, wherein the number of the plurality of periods is a number of periods necessary for accumulating charges in the plurality of pixels for a predetermined time. 前記複数周期は2周期であって、前記複数の画素は第1の領域と第2の領域とに分けられ、
前記制御手段は、前記第1の駆動から前記第2の駆動に変更する際に、前記第1の領域を前記第3の駆動により駆動した後に、前記第2の領域を前記第3の駆動により駆動するとともに、前記第1の領域を前記第2の駆動により駆動することを特徴とする請求項6または7に記載の撮像素子。
The plurality of cycles are two cycles, and the plurality of pixels are divided into a first region and a second region,
When the control unit changes from the first drive to the second drive, the control unit drives the first region by the third drive, and then drives the second region by the third drive. The image pickup device according to claim 6, wherein the imaging device is driven and the first region is driven by the second drive.
前記複数周期は2周期であって、前記複数の画素は第1の領域と第2の領域とに分けられ、
前記制御手段は、前記第1の駆動から前記第2の駆動に変更する際に、前記第1の領域を前記第2の駆動により駆動するとともに、前記第2の領域を前記第3の駆動により駆動することを特徴とする請求項6または7に記載の撮像素子。
The plurality of cycles are two cycles, and the plurality of pixels are divided into a first region and a second region,
The control means drives the first region by the second drive and changes the second region by the third drive when changing from the first drive to the second drive. The image pickup device according to claim 6, wherein the image pickup device is driven.
前記複数周期は2周期であって、前記複数の画素は第1の領域と第2の領域とに分けられ、
前記制御手段は、前記第1の駆動から前記第2の駆動に変更する際に、前記第1の領域を前記第3の駆動により駆動するとともに、前記第2の領域を前記第2の駆動により駆動することを特徴とする請求項6または7に記載の撮像素子。
The plurality of cycles are two cycles, and the plurality of pixels are divided into a first region and a second region,
The control means drives the first region by the third drive and changes the second region by the second drive when changing from the first drive to the second drive. The image pickup device according to claim 6, wherein the image pickup device is driven.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2018148507A (en) * 2017-03-09 2018-09-20 株式会社Jvcケンウッド Solid-state image pickup device

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108496361A (en) * 2015-11-17 2018-09-04 微软技术许可有限责任公司 Multi-mode light electric transducer
CN108496361B (en) * 2015-11-17 2020-12-08 微软技术许可有限责任公司 Multi-mode photoelectric sensor and camera
JP2018148507A (en) * 2017-03-09 2018-09-20 株式会社Jvcケンウッド Solid-state image pickup device

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