JP5220545B2 - Imaging element driving unit and imaging apparatus - Google Patents

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Description

本発明は、CCDのように電荷を転送する電荷転送路に蓄積する不要な電荷の掃出しのための電力消費量を低減化させる撮像素子駆動ユニットに関する。   The present invention relates to an image sensor driving unit that reduces power consumption for sweeping out unnecessary charges accumulated in a charge transfer path for transferring charges like a CCD.

被写体の光学像に応じた画像信号を生成する様々な種類の撮像素子が開示されている。様々な種類の撮像素子の中で、小型化、良好なS/N比、感度の高さなどの点において様々な改良が加えられたCCD撮像素子が広範に用いられている。   Various types of image sensors that generate an image signal corresponding to an optical image of a subject have been disclosed. Among various types of image pickup devices, CCD image pickup devices to which various improvements are added in terms of downsizing, good S / N ratio, high sensitivity, and the like are widely used.

CCD撮像素子は、受光面に配置される複数の画素から受光量に応じた信号電荷を画素毎に垂直CCDに読出し、垂直CCDに読出した信号電荷を水平CCDに転送し、水平CCDに転送された信号電荷を出力アンプに転送することにより、各画素が生成した信号電荷に応じた画素信号を順番に出力する。   The CCD imaging device reads signal charges corresponding to the amount of light received from a plurality of pixels arranged on the light receiving surface to the vertical CCD for each pixel, transfers the signal charges read to the vertical CCD to the horizontal CCD, and then transfers them to the horizontal CCD. By transferring the signal charges to the output amplifier, pixel signals corresponding to the signal charges generated by the respective pixels are sequentially output.

垂直CCDには、漏れた光により垂直CCD自身が生成する電荷や、転送容量を超える信号電荷の転送時に漏れ出た電荷や、読出し時以外において画素から漏れ出る電荷などが蓄積されることがある。このような電荷は信号電荷に対してノイズとなり、正確な画像を表示するためには排除する必要がある。   In the vertical CCD, charges generated by the vertical CCD itself due to leaked light, charges leaked when transferring signal charges exceeding the transfer capacity, charges leaking from the pixels other than at the time of reading, and the like may be accumulated. . Such a charge becomes a noise with respect to the signal charge, and must be eliminated in order to display an accurate image.

そこで、画素が生成した信号電荷を垂直CCDに読出し、転送させる前に、垂直CCDに高速掃出しを実行させ、垂直CCDに蓄積された電荷を排除することが開示されている(特許文献1参照)。   Therefore, it is disclosed that before the signal charge generated by the pixel is read and transferred to the vertical CCD, the vertical CCD is subjected to high-speed sweeping to eliminate the charge accumulated in the vertical CCD (see Patent Document 1). .

一方で、垂直CCDの高速掃出しのためには、垂直CCDを駆動するための駆動信号の周波数を大きくする必要がある。駆動信号の周波数を大きくするために、電力の消費量が増加することが問題であった。
特開平4−356879号公報
On the other hand, for high-speed sweeping of the vertical CCD, it is necessary to increase the frequency of the drive signal for driving the vertical CCD. In order to increase the frequency of the drive signal, the problem is that the power consumption increases.
JP-A-4-356879

したがって、本発明ではCCDのような電荷転送路に蓄積された電荷の掃出しのための消費電力を低減化させる撮像素子駆動ユニットを提供することを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide an image sensor driving unit that reduces power consumption for sweeping out charges accumulated in a charge transfer path such as a CCD.

本発明の撮像素子駆動ユニットは、受光量に応じた信号電荷を生成する複数の画素と画素から読出される信号電荷を第1の転送信号の周波数に応じた速さで転送する第1の電荷転送路と第1の電荷転送路から転送される信号電荷を第2の転送信号によって転送する第2の電荷転送路とを有する撮像素子を駆動する撮像素子駆動ユニットであって、信号電荷を転送させるための第1の転送信号である通常転送信号または第1の電荷転送路に残る電荷を掃出すための転送信号であって通常転送信号より周波数の大きな掃出し信号と第2の転送信号とを生成して撮像素子に送信する信号生成部と、第1の電荷転送路に残る電荷を掃出させる掃出し期間中に信号生成部に掃出し信号および累積生成期間が掃出し期間より短くなるように第2の転送信号を生成させる第1の制御部とを備えることを特徴としている。   The image sensor driving unit of the present invention includes a plurality of pixels that generate signal charges corresponding to the amount of received light, and a first charge that transfers signal charges read from the pixels at a speed corresponding to the frequency of the first transfer signal. An image sensor driving unit for driving an image sensor having a transfer path and a second charge transfer path for transferring a signal charge transferred from the first charge transfer path by a second transfer signal, and transferring the signal charge A normal transfer signal, which is a first transfer signal to be transferred, or a transfer signal for sweeping out charge remaining in the first charge transfer path, and a sweep signal having a frequency higher than that of the normal transfer signal and a second transfer signal. A signal generation unit that generates and transmits to the image sensor, and a second so that the sweep signal and the cumulative generation period are shorter than the sweep period in the signal generation unit during the sweep period for sweeping out the charge remaining in the first charge transfer path. Transfer signal It is characterized by comprising a first control unit to generate.

さらに、撮像素子への露光時間を検出する検出部を備え、検出部により検出された露光時間が短くなるほど掃出し期間中に第1の制御部は第2の転送信号の累積生成期間を減少させることが好ましい。   Furthermore, a detection unit that detects an exposure time to the image sensor is provided, and the first control unit decreases the cumulative generation period of the second transfer signal during the sweeping period as the exposure time detected by the detection unit becomes shorter. Is preferred.

また、第1の制御部は露光時間が閾値未満である場合に掃出し期間中に第2の転送信号の生成を停止し、露光時間が閾値を越える場合に掃出し期間中に第2の転送信号を生成させることが好ましい。   Further, the first control unit stops generating the second transfer signal during the sweeping period when the exposure time is less than the threshold value, and outputs the second transfer signal during the sweeping period when the exposure time exceeds the threshold value. Preferably, it is generated.

また、第1の制御部は掃出し期間中に第2の転送信号の生成を停止することが好ましい。   Further, it is preferable that the first controller stops the generation of the second transfer signal during the sweeping period.

また、撮像素子に光学像を露光させることにより生成させた信号電荷を信号電荷の第1、第2の電荷転送路による転送時期を分割したそれぞれの分割転送時期に転送させる第2の制御部を備え、第1の制御部は初回の分割転送時期の直前の掃出し期間中に信号生成部に掃出し信号および累積生成期間が掃出し期間より短くなるように第2の転送信号を生成させ2回目以降の分割転送時期の直前の掃出し期間中に信号生成部に掃出し信号の生成および第2の転送信号の生成停止を実行させることが好ましい。   A second control unit configured to transfer the signal charge generated by exposing the optical image to the image sensor to each divided transfer timing obtained by dividing the transfer timing of the signal charge by the first and second charge transfer paths; The first control unit causes the signal generation unit to generate the second transfer signal so that the sweep signal and the cumulative generation period are shorter than the sweep period during the sweep period immediately before the first divided transfer time. It is preferable to cause the signal generator to execute generation of the sweep signal and stop generation of the second transfer signal during the sweep period immediately before the divided transfer timing.

本発明の撮像装置は、受光量に応じた信号電荷を生成する複数の画素と画素から読出される信号電荷を第1の転送信号の周波数に応じた速さで転送する第1の電荷転送路と第1の電荷転送路から転送される信号電荷を第2の転送信号によって転送する第2の電荷転送路とを有する撮像素子と、信号電荷を転送させるための第1の転送信号である通常転送信号または第1の電荷転送路に残る電荷を掃出すための転送信号であって通常転送信号より周波数の大きな掃出し信号と第2の転送信号とを生成して撮像素子に送信する信号生成部と、第1の電荷転送路に残る電荷を掃出させる掃出し期間中に信号生成部に掃出し信号および累積生成期間が掃出し期間より短くなるように第2の転送信号を生成させる第1の制御部とを備えることを特徴としている。   The imaging device of the present invention includes a plurality of pixels that generate signal charges according to the amount of received light, and a first charge transfer path that transfers signal charges read from the pixels at a speed according to the frequency of the first transfer signal. A first transfer signal for transferring the signal charge, and an image pickup device having a second charge transfer path for transferring the signal charge transferred from the first charge transfer path by the second transfer signal A signal generation unit for generating a transfer signal or a second transfer signal, which is a transfer signal for sweeping out the charge remaining in the first charge transfer path and having a frequency higher than that of the normal transfer signal, and transmits the second transfer signal to the image sensor And a first control unit that causes the signal generation unit to generate the second transfer signal so that the sweep signal and the cumulative generation period are shorter than the sweep period during the sweep period for sweeping out the charge remaining in the first charge transfer path. Characterized by comprising There.

本発明によれば、CCDのような電荷転送路に蓄積する電荷を掃出すときの消費電力を低減化することが可能となる。   According to the present invention, it is possible to reduce power consumption when sweeping out charges accumulated in a charge transfer path such as a CCD.

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図1は、本発明の一実施形態を適用した撮像素子駆動ユニットを有する一眼レフカメラの内部構成を概略的に示すブロック図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram schematically showing an internal configuration of a single-lens reflex camera having an image sensor driving unit to which an embodiment of the present invention is applied.

一眼レフカメラ10は、撮影光学系11、撮像素子30、タイミングジェネレータ(TG)12、デジタルシグナルプロセッサ(DSP)13、およびCPU14などによって構成される。   The single-lens reflex camera 10 includes an imaging optical system 11, an image sensor 30, a timing generator (TG) 12, a digital signal processor (DSP) 13, a CPU 14, and the like.

撮影光学系11はフォーカスレンズ(図示せず)や変倍レンズ(図示せず)を含む複数のレンズによって形成される。撮影光学系11の光軸に垂直となるように、かつ光軸上に撮像素子30が配置される。撮影光学系11により、被写体の光学像が撮像素子30の受光面に結像する。   The photographing optical system 11 is formed by a plurality of lenses including a focus lens (not shown) and a variable power lens (not shown). An image sensor 30 is arranged on the optical axis so as to be perpendicular to the optical axis of the photographing optical system 11. The photographing optical system 11 forms an optical image of the subject on the light receiving surface of the image sensor 30.

撮影光学系11と撮像素子30との間に、絞り16、ミラー17、シャッタ18が配置される。絞り16の開口率を調整することにより撮像素子30への入射光量が調整される。撮影待機時にミラー17は閉じており、被写体の光学像をペンタプリズム19に向けて反射し、ビューファインダー(図示せず)に伝達させる。撮像実行時にミラー17が上方に開き、被写体の光学像がシャッタ18に到達する。シャッタ18を開閉することにより、光学像の撮像素子30への遮光と到達とが切替えられる。   A diaphragm 16, a mirror 17, and a shutter 18 are disposed between the photographing optical system 11 and the image sensor 30. By adjusting the aperture ratio of the diaphragm 16, the amount of light incident on the image sensor 30 is adjusted. At the time of shooting standby, the mirror 17 is closed, and the optical image of the subject is reflected toward the pentaprism 19 and transmitted to a viewfinder (not shown). When imaging is performed, the mirror 17 opens upward, and the optical image of the subject reaches the shutter 18. By opening and closing the shutter 18, the shielding and reaching of the optical image to the image sensor 30 are switched.

絞り16、ミラー17、およびシャッタ18は光学系駆動回路20により駆動される。光学系駆動回路20による各部位の駆動は、CPU14により制御される。なお、一眼レフカメラ10には測光センサ(図示せず)が設けられる。測光センサにより被写体周辺の光量が検出される。検出された光量に基づいて、絞り16の開口率調整、ミラー17の開閉時期の調整、および露光時間Tvの調整などの露出調整が行われる。   The diaphragm 16, the mirror 17, and the shutter 18 are driven by an optical system driving circuit 20. The driving of each part by the optical system driving circuit 20 is controlled by the CPU 14. The single lens reflex camera 10 is provided with a photometric sensor (not shown). The amount of light around the subject is detected by the photometric sensor. Based on the detected light amount, exposure adjustment such as aperture ratio adjustment of the diaphragm 16, adjustment of the opening / closing timing of the mirror 17, and adjustment of the exposure time Tv is performed.

TG12により生成される垂直転送パルスΦVなどに基づいて撮像素子30が駆動されることにより、光学像に応じた画像信号が生成される。なお、TG12による撮像素子30の駆動は、DSP13によって制御される。生成した画像信号はAFE21を介してDSP13に送信される。   The image pickup device 30 is driven based on the vertical transfer pulse ΦV generated by the TG 12, and an image signal corresponding to the optical image is generated. The driving of the image sensor 30 by the TG 12 is controlled by the DSP 13. The generated image signal is transmitted to the DSP 13 via the AFE 21.

AFE21において、画像信号にCDS処理、AGC処理、およびA/D変換処理が施される。DSP13において、画像信号に所定の信号処理が施される。所定の信号処理が施された画像信号はメモリ22に格納される。または、LCD23に送信され、撮像した画像がLCD23に表示される。   In the AFE 21, the image signal is subjected to CDS processing, AGC processing, and A / D conversion processing. In the DSP 13, predetermined signal processing is performed on the image signal. The image signal that has undergone predetermined signal processing is stored in the memory 22. Alternatively, the image is transmitted to the LCD 23 and the captured image is displayed on the LCD 23.

DSP13はCPU14に接続される。DSP13はCPU14から受信するデータに基づいて、TG12の駆動、画像信号に対する信号処理、および画像信号の格納などの処理を制御する。   The DSP 13 is connected to the CPU 14. The DSP 13 controls processing such as driving of the TG 12, signal processing for the image signal, and storage of the image signal based on data received from the CPU 14.

前述のように、CPU14により光学系駆動回路20やDSP13は制御される。また、CPU14により、一眼レフカメラ10の各部位の動作も制御される。CPU14は、レリーズボタン(図示せず)、電源ボタン(図示せず)、多機能十字キー(図示せず)などによって構成される入力部24に接続される。使用者による入力部24への様々なコマンド入力に応じて、CPU14は一眼レフカメラ10の各部位を制御する。   As described above, the optical system driving circuit 20 and the DSP 13 are controlled by the CPU 14. The operation of each part of the single-lens reflex camera 10 is also controlled by the CPU 14. The CPU 14 is connected to an input unit 24 including a release button (not shown), a power button (not shown), a multi-function cross key (not shown), and the like. The CPU 14 controls each part of the single-lens reflex camera 10 according to various command inputs to the input unit 24 by the user.

なお、露出調整は、前述のように、絞り16の開口率の調整や露光時間Tvの調整は光量に基づいてCPU14により制御される構成であるが、使用者の入力部24へのコマンド入力によっても設定可能である。   As described above, the adjustment of the aperture ratio of the diaphragm 16 and the adjustment of the exposure time Tv are controlled by the CPU 14 based on the light amount, but the exposure adjustment is performed by a command input to the input unit 24 by the user. Can also be set.

次に、撮像素子30の構成とともに撮像実行時の撮像素子30の動作について、更に詳細に説明する。   Next, the configuration of the image sensor 30 and the operation of the image sensor 30 when performing imaging will be described in more detail.

撮像素子30はCCD撮像素子であり、図2に示すように、画素31、垂直CCD32、水平CCD33、および出力アンプ34などによって構成される。   The image pickup device 30 is a CCD image pickup device, and includes a pixel 31, a vertical CCD 32, a horizontal CCD 33, an output amplifier 34, and the like as shown in FIG.

複数の画素31が撮像素子30の受光面に2次元状に配置される。画素31の並ぶ各列に垂直CCD32が配置される。各画素31は隣接する垂直CCD32に接続される。垂直CCD32の下方には、画素の並ぶ行方向に延びる水平CCD33が設けられる。全垂直CCD32は、水平CCD33に接続される。水平CCD33の一端に出力アンプ34が接続される。   A plurality of pixels 31 are two-dimensionally arranged on the light receiving surface of the image sensor 30. A vertical CCD 32 is arranged in each row in which the pixels 31 are arranged. Each pixel 31 is connected to an adjacent vertical CCD 32. Below the vertical CCD 32, a horizontal CCD 33 extending in the row direction of the pixels is provided. The all vertical CCDs 32 are connected to the horizontal CCD 33. An output amplifier 34 is connected to one end of the horizontal CCD 33.

各画素31において、受光量に応じた信号電荷が生成され、蓄積される。画素31が配置される基板(図示せず)には、電子シャッタ端子35subが接続される。電子シャッタ端子35subに電子シャッタパルスΦSUBが入力されることにより、全画素31に蓄積された電荷が掃出され、リセットされる。   In each pixel 31, signal charge corresponding to the amount of received light is generated and accumulated. An electronic shutter terminal 35sub is connected to a substrate (not shown) on which the pixels 31 are arranged. By inputting the electronic shutter pulse ΦSUB to the electronic shutter terminal 35sub, the charges accumulated in all the pixels 31 are swept out and reset.

また、画素31と垂直CCD32の間には、センサゲート(図示せず)が配置される。センサゲートにはセンサゲート(SG)端子35sgが接続される。SG端子35sgにSGパルスΦSGが入力されることにより、画素31に蓄積された信号電荷が垂直CCD32に読出される。   A sensor gate (not shown) is arranged between the pixel 31 and the vertical CCD 32. A sensor gate (SG) terminal 35sg is connected to the sensor gate. When the SG pulse ΦSG is input to the SG terminal 35 sg, the signal charge accumulated in the pixel 31 is read out to the vertical CCD 32.

図3に示すように、垂直CCD32には第1〜第4の電極36a〜36dが列方向に沿って、順番に繰返すように配置される。第1〜第4の電極36a〜36dに位相をずらした垂直転送パルスΦVを入力することにより、垂直CCD32に蓄積される電荷が水平CCD33に転送される。なお、第1〜第4の電極36a〜36dは、それぞれ第1〜第4の垂直転送端子35v1〜35v4(図2参照)に接続される。   As shown in FIG. 3, first to fourth electrodes 36 a to 36 d are arranged on the vertical CCD 32 so as to repeat in order along the column direction. By inputting a vertical transfer pulse ΦV whose phase is shifted to the first to fourth electrodes 36 a to 36 d, charges accumulated in the vertical CCD 32 are transferred to the horizontal CCD 33. The first to fourth electrodes 36a to 36d are connected to the first to fourth vertical transfer terminals 35v1 to 35v4 (see FIG. 2), respectively.

なお、垂直CCD32における電荷の転送速度は、垂直転送パルスΦVの周波数に応じて変化する。周波数が大きくなるほど転送速度は高くなり、周波数が小さくなるほど転送速度は低下する。   The charge transfer rate in the vertical CCD 32 changes according to the frequency of the vertical transfer pulse ΦV. The transfer rate increases as the frequency increases, and the transfer rate decreases as the frequency decreases.

垂直CCD32と同様に、水平CCD33には第5、第6の電極(図示せず)が行方向に沿って、順番に繰返すように配置される。第5、第6の電極に位相をずらした水平転送パルスΦHを入力することにより、水平CCD33に転送される電荷が出力アンプ34に転送される。なお、第5、第6の電極は、それぞれ第1、第2の水平転送端子35h1、35h2に接続される。   Similar to the vertical CCD 32, the horizontal CCD 33 has fifth and sixth electrodes (not shown) arranged in order in the row direction. By inputting the horizontal transfer pulse ΦH whose phase is shifted to the fifth and sixth electrodes, the charge transferred to the horizontal CCD 33 is transferred to the output amplifier 34. The fifth and sixth electrodes are connected to the first and second horizontal transfer terminals 35h1 and 35h2, respectively.

なお、電子シャッタパルスΦSUB、センサゲートパルスΦSG、垂直転送パルスΦV、および水平転送パルスΦHはTG12により生成され、各端子に入力される。   The electronic shutter pulse ΦSUB, the sensor gate pulse ΦSG, the vertical transfer pulse ΦV, and the horizontal transfer pulse ΦH are generated by the TG 12 and input to each terminal.

出力アンプ34はキャパシタを有しており、転送された信号電荷を信号電圧に変換して出力する。   The output amplifier 34 has a capacitor, converts the transferred signal charge into a signal voltage and outputs the signal voltage.

次に、図4、図5を用いてレリーズボタンを全押ししたときに開始されるレリーズ制御について、撮像素子30における動作を中心にして説明する。図4は、露光時間Tvが短く設定されている場合におけるレリーズ制御を説明するためのタイミングチャートである。図5は露光時間Tvが長く設定されている場合におけるレリーズ制御を説明するためのタイミングチャートである。   Next, the release control that is started when the release button is fully pressed will be described with reference to FIGS. FIG. 4 is a timing chart for explaining the release control when the exposure time Tv is set short. FIG. 5 is a timing chart for explaining the release control when the exposure time Tv is set to be long.

レリーズボタンの全押しが検知されるときに、CPU14によりシーケンス制御であるレリーズ制御が開始される。レリーズボタンの全押しの検知後のタイミングt1において、ミラー17が上方に開かれる。   When the release button is fully pressed, the CPU 14 starts release control, which is sequence control. At timing t1 after detection of full release button release, the mirror 17 is opened upward.

次のタイミングt2において、第1〜第4の垂直転送端子35v1〜35v4への信号電荷転送用の周波数である垂直転送パルスΦVの入力、第1、第2の水平転送端子35h1、35h2への水平転送パルスΦHの入力、および電子シャッタ端子35subへの電子シャッタパルスΦSUBの入力が開始され、垂直CCD32、水平CCD33、および画素31に蓄積された電荷が掃出される。   At the next timing t2, the input of the vertical transfer pulse ΦV which is the frequency for signal charge transfer to the first to fourth vertical transfer terminals 35v1 to 35v4, and the horizontal to the first and second horizontal transfer terminals 35h1 and 35h2. The input of the transfer pulse ΦH and the input of the electronic shutter pulse ΦSUB to the electronic shutter terminal 35sub are started, and the charges accumulated in the vertical CCD 32, the horizontal CCD 33, and the pixel 31 are swept out.

タイミングt3において、電子シャッタパルスΦSUBの入力が停止され、画素31に信号電荷が蓄積可能となる。また、タイミングt3において、シャッタ18が開かれ、撮像素子30への光学像の露光が開始される。設定された露光時間Tvの経過後のタイミングt4において、シャッタ18が閉じられ、撮像素子30への光学像の露光が完了する。   At timing t3, the input of the electronic shutter pulse ΦSUB is stopped, and signal charges can be accumulated in the pixels 31. At timing t3, the shutter 18 is opened, and exposure of the optical image to the image sensor 30 is started. At timing t4 after the set exposure time Tv has elapsed, the shutter 18 is closed, and the exposure of the optical image onto the image sensor 30 is completed.

撮像素子30はインターレーススキャンを実行するように駆動され、1回の露光で生成した信号電荷は偶数フィールドおよび奇数フィールドの2回のフィールド期間に読出される。最初のフィールド期間である偶数フィールドでは、偶数行の画素31で生成された信号電荷が撮像素子30から読出される。次のフィールド期間である奇数フィールドでは奇数行の画素31で生成された信号電荷が撮像素子30から読出される。   The image sensor 30 is driven so as to perform an interlaced scan, and signal charges generated by one exposure are read out in two field periods of an even field and an odd field. In the even field, which is the first field period, the signal charges generated by the pixels 31 in the even rows are read from the image sensor 30. In the odd field, which is the next field period, the signal charges generated by the pixels 31 in the odd rows are read from the image sensor 30.

偶数フィールドにおける信号電荷の読出しの前に、垂直CCD32の高速掃出しが実行される。露光完了と同じタイミングt4において、垂直転送パルスΦVの周波数が信号電荷転送用の周波数より大きな高速掃出し用の周波数に切替えられ、垂直CCD32に蓄積された電荷が高速で掃出される。   Prior to the reading of the signal charge in the even field, a fast sweep of the vertical CCD 32 is performed. At the same timing t4 as the completion of exposure, the frequency of the vertical transfer pulse ΦV is switched to a high-speed sweeping frequency larger than the frequency for signal charge transfer, and the charge accumulated in the vertical CCD 32 is swept out at a high speed.

電荷は垂直CCD32のいずれの位置においても蓄積され得る。水平CCD33に最も近い位置から最も離れた位置までのそれぞれの位置に蓄積される電荷を順番に水平CCD33に転送することにより、垂直CCD32の1回の高速掃出しが実行される。偶数フィールドにおける信号電荷読出し前には、高速掃出しが2回行なわれる。   The charge can be stored at any position of the vertical CCD 32. By transferring charges accumulated at respective positions from the position closest to the horizontal CCD 33 to the position farthest from the horizontal CCD 33 in order, one high-speed sweep of the vertical CCD 32 is executed. Before the signal charge reading in the even field, high-speed sweep is performed twice.

なお、垂直CCD32の高速掃出し中の水平CCD33の駆動パターンが、設定された露光時間Tvにより変えられる。水平CCD32の駆動パターンを決めるために、露光時間Tvと比較する閾値αが定められている。DSP13により、露光時間Tvが閾値αと比較される。なお、閾値αはDSP13に接続されるROM(図示せず)に記憶されている。   Note that the drive pattern of the horizontal CCD 33 during high-speed sweeping of the vertical CCD 32 is changed by the set exposure time Tv. In order to determine the drive pattern of the horizontal CCD 32, a threshold value α to be compared with the exposure time Tv is determined. The exposure time Tv is compared with the threshold value α by the DSP 13. The threshold value α is stored in a ROM (not shown) connected to the DSP 13.

設定された露光時間Tvが閾値α未満である場合には、垂直CCD32の高速掃出し実行期間中にTG12における水平転送パルスΦHの生成および送信が停止され、水平CCD33における電荷の転送が停止される(図4参照)。一方、設定された露光時間Tvが閾値α以上である場合には、水平転送パルスΦHの生成が停止されずに水平CCD33における電荷の転送が継続される(図5参照)。   When the set exposure time Tv is less than the threshold value α, the generation and transmission of the horizontal transfer pulse ΦH in the TG 12 is stopped during the high-speed sweep execution period of the vertical CCD 32, and the charge transfer in the horizontal CCD 33 is stopped ( (See FIG. 4). On the other hand, when the set exposure time Tv is equal to or greater than the threshold value α, the generation of the horizontal transfer pulse ΦH is not stopped and the transfer of charges in the horizontal CCD 33 is continued (see FIG. 5).

2回目の高速掃出しの終了時であるタイミングt5では、垂直転送パルスΦVの周波数が信号電荷転送用の周波数に戻される。周波数を信号電荷転送用の周波数に戻すことにより、転送不良を生じること無く、信号電荷が水平CCD33に転送可能となる。また、水平転送パルスΦHが停止されている場合には、タイミングt5において水平転送パルスΦHの生成と撮像素子30への送信が再開される。   At timing t5 when the second high-speed sweep ends, the frequency of the vertical transfer pulse ΦV is returned to the signal charge transfer frequency. By returning the frequency to the frequency for signal charge transfer, the signal charge can be transferred to the horizontal CCD 33 without causing a transfer failure. When the horizontal transfer pulse ΦH is stopped, generation of the horizontal transfer pulse ΦH and transmission to the image sensor 30 are resumed at timing t5.

垂直CCD32の高速掃出しの終了後、センサゲートパルスΦSGがセンサゲート端子35sgに入力される(タイミングt6参照)。また、第1〜第4の電極35v1〜35v4には、偶数行の画素31の信号電荷を垂直CCD32に読出すパターンの垂直転送パルスΦVが入力される。センサゲートパルスΦSGおよび垂直転送パルスΦVの入力により、タイミングt3〜タイミングt4の間に偶数行の画素31において生成され、蓄積された信号電荷が垂直CCD32に読出される。   After the high-speed sweeping of the vertical CCD 32 is completed, the sensor gate pulse ΦSG is input to the sensor gate terminal 35sg (see timing t6). The vertical transfer pulse ΦV having a pattern for reading the signal charges of the pixels 31 in the even-numbered rows to the vertical CCD 32 is input to the first to fourth electrodes 35v1 to 35v4. With the input of the sensor gate pulse ΦSG and the vertical transfer pulse ΦV, the signal charges generated and accumulated in the pixels 31 in the even rows between the timing t3 and the timing t4 are read out to the vertical CCD 32.

偶数行の全画素31の信号電荷の垂直CCD32および水平CCD33による転送が完了すると偶数フィールドにおける読出しを終了する。偶数フィールドの読出し完了後、垂直CCD32の高速掃出しおよび奇数行の画素31の信号電荷の読出しが実行される。   When the transfer of the signal charges of all the pixels 31 in the even-numbered rows by the vertical CCD 32 and the horizontal CCD 33 is completed, the reading in the even-numbered field is finished. After the reading of the even field is completed, the high-speed sweeping of the vertical CCD 32 and the reading of the signal charges of the pixels 31 in the odd rows are executed.

偶数フィールドにおける読出しの完了後(タイミングt7)に垂直転送パルスΦVの周波数は高速掃出し用の周波数に切り替えられ、垂直CCD32の高速掃出しが実行される(タイミングt7〜タイミングt8)。また、偶数フィールドにおける信号電荷の読出し前と異なり、奇数フィールドにおける信号電荷の読出し前には高速掃出しは1回だけ行なわれる。   After the reading in the even field is completed (timing t7), the frequency of the vertical transfer pulse ΦV is switched to the high-speed sweeping frequency, and the high-speed sweeping of the vertical CCD 32 is executed (timing t7 to timing t8). Further, unlike before reading out signal charges in the even field, high-speed sweeping is performed only once before reading out signal charges in the odd field.

同じタイミングt7において、水平転送パルスΦHの生成および送信が停止され、水平CCD33における電荷の転送が停止される。偶数フィールドにおける読出し前の高速掃出し時と異なり、垂直CCD32に蓄積される電荷量は少ないので、露光時間Tvの長短にかかわらず水平CCD33における電荷の転送を停止可能である。   At the same timing t7, generation and transmission of the horizontal transfer pulse ΦH are stopped, and charge transfer in the horizontal CCD 33 is stopped. Unlike the high-speed sweep before reading in the even field, the amount of charge accumulated in the vertical CCD 32 is small, so that the charge transfer in the horizontal CCD 33 can be stopped regardless of the length of the exposure time Tv.

1回の高速掃出しの終了時であるタイミングt8では、垂直転送パルスΦVの周波数が信号電荷転送用の周波数に戻され、高速掃出しを終了させる。また、タイミングt8において水平転送パルスΦHの生成および送信が再開される。   At timing t8, which is the end of one high-speed sweep, the frequency of the vertical transfer pulse ΦV is returned to the signal charge transfer frequency, and the high-speed sweep is terminated. Further, generation and transmission of the horizontal transfer pulse ΦH are resumed at timing t8.

垂直CCD32の高速掃出しの終了後、センサゲートパルスΦSGがセンサゲート端子35sgに入力される(タイミングt9参照)。また、第1〜第4の電極35v1〜35v4には、奇数行の画素31の信号電荷を垂直CCD32に読出すパターンの垂直転送パルスΦVが入力される。センサゲートパルスΦSGおよび垂直転送パルスΦVの入力により、タイミングt3〜タイミングt4の間に奇数行の画素31において生成され、蓄積された信号電荷が垂直CCD32に読出される。   After the high-speed sweeping of the vertical CCD 32 is completed, the sensor gate pulse ΦSG is input to the sensor gate terminal 35sg (see timing t9). The vertical transfer pulse ΦV having a pattern for reading the signal charges of the odd-numbered pixels 31 to the vertical CCD 32 is input to the first to fourth electrodes 35v1 to 35v4. By inputting the sensor gate pulse ΦSG and the vertical transfer pulse ΦV, the signal charges generated and accumulated in the pixels 31 in the odd-numbered rows during the timing t3 to the timing t4 are read out to the vertical CCD 32.

奇数行の全画素31の信号電荷の垂直CCD32および水平CCD33による転送が完了すると(タイミングt10)奇数フィールドにおける読出しも終了し、1フレームの画像信号の生成および読出し、すなわち1回目の撮像を終了する。1回目の撮像を終了すると、電子シャッタ端子35subへの電子シャッタパルスΦSUBの入力が再開され、次のレリーズ制御が開始されるまで、画素31に蓄積される電荷が掃出される。   When the transfer of the signal charges of all the pixels 31 in the odd-numbered rows by the vertical CCD 32 and the horizontal CCD 33 is completed (timing t10), the reading in the odd-numbered field is also finished, and the generation and reading of the image signal of one frame, that is, the first imaging is finished. . When the first imaging is completed, the input of the electronic shutter pulse ΦSUB to the electronic shutter terminal 35sub is resumed, and the electric charge accumulated in the pixels 31 is swept until the next release control is started.

次に、第1の実施形態においてCPU14によって実行されるレリーズ制御の処理を図6のフローチャートを用いて説明する。レリーズ制御の処理はCPU14がレリーズボタンの全押しを検知したときに開始される。   Next, the release control process executed by the CPU 14 in the first embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. The release control process is started when the CPU 14 detects that the release button is fully pressed.

ステップS100において、設定された露光時間Tvを検出する。露光時間Tvを検出するとステップS101に進み、通常転送を開始させる。通常転送においては、信号電荷転送用の周波数である垂直転送パルスΦV、水平転送パルスΦH、および電子シャッタパルスΦSUBを撮像素子30に送信するように、CPU14は光学系駆動回路20を制御する。通常転送の開始後、ステップS102に進む。   In step S100, the set exposure time Tv is detected. When the exposure time Tv is detected, the process proceeds to step S101 and normal transfer is started. In normal transfer, the CPU 14 controls the optical system drive circuit 20 so as to transmit a vertical transfer pulse ΦV, a horizontal transfer pulse ΦH, and an electronic shutter pulse ΦSUB, which are frequencies for signal charge transfer, to the image sensor 30. After the normal transfer is started, the process proceeds to step S102.

ステップS102では、露光処理を開始する。ミラー17を上方に開き、シャッタ18を設定した露光時間Tvだけ開き、電子シャッタパルスΦSUBを生成停止することにより、露光処理を完了する。露光処理の完了後、ステップS103に進む。   In step S102, exposure processing is started. The mirror 17 is opened upward, the shutter 18 is opened for the set exposure time Tv, and the generation of the electronic shutter pulse ΦSUB is stopped to complete the exposure process. After the exposure process is completed, the process proceeds to step S103.

ステップS103では、垂直CCD32の高速掃出しを開始させる。高速掃出しの実行開始後、ステップS104に進む。ステップS104では、ステップS100において検出した露光時間Tvが閾値α未満であるか否かを判別する。露光時間Tvが閾値α未満である場合には、ステップS105に進む。露光時間Tvが閾値α以上である場合には、ステップS107に進む。   In step S103, high-speed sweeping of the vertical CCD 32 is started. After execution of high-speed sweeping starts, the process proceeds to step S104. In step S104, it is determined whether or not the exposure time Tv detected in step S100 is less than the threshold value α. If the exposure time Tv is less than the threshold value α, the process proceeds to step S105. If the exposure time Tv is greater than or equal to the threshold value α, the process proceeds to step S107.

ステップS105では、水平転送パルスΦHの生成を停止させ、水平CCD33における電荷の転送を停止させる。電荷の転送の停止後であって、垂直CCD32の高速掃出しを完了すると、ステップS106に進む。   In step S105, the generation of the horizontal transfer pulse ΦH is stopped, and the charge transfer in the horizontal CCD 33 is stopped. When the charge transfer is stopped and the high-speed sweeping of the vertical CCD 32 is completed, the process proceeds to step S106.

ステップS106では、垂直CCD32および水平CCD33に通常転送を再開させる。すなわち、信号電荷転送用の周波数である垂直転送パルスΦV、および水平転送パルスΦHを撮像素子30に送信するように、CPU14はTG12を制御する。垂直CCD32および水平CCD33の通常転送再開後、ステップS108に進む。   In step S106, normal transfer is resumed to the vertical CCD 32 and the horizontal CCD 33. That is, the CPU 14 controls the TG 12 so as to transmit the vertical transfer pulse ΦV and the horizontal transfer pulse ΦH, which are frequencies for signal charge transfer, to the image sensor 30. After the normal transfer of the vertical CCD 32 and the horizontal CCD 33 is resumed, the process proceeds to step S108.

ステップS107では、垂直CCD32の高速掃出しの完了後に、垂直CCD32の通常転送を再開させる。すなわち、垂直転送パルスΦVの周波数を信号電荷転送用の周波数に戻すように、CPU14はDSP13にTG12を制御させる。垂直CCD32の通常転送再開後、ステップS108に進む。   In step S107, normal transfer of the vertical CCD 32 is resumed after the high-speed sweep of the vertical CCD 32 is completed. That is, the CPU 14 causes the DSP 13 to control the TG 12 so that the frequency of the vertical transfer pulse ΦV is returned to the frequency for signal charge transfer. After the normal transfer of the vertical CCD 32 is resumed, the process proceeds to step S108.

ステップS108では、偶数フィールドにおける信号電荷の転送処理を実行する。前述のように、偶数行に配置された画素31から読出された信号電荷を、垂直CCD32および水平CCD33を介して出力アンプ34に転送させる。偶数行のすべての画素31から信号電荷の転送を完了すると、ステップS109に進む。   In step S108, the signal charge transfer process in the even field is executed. As described above, the signal charges read from the pixels 31 arranged in the even-numbered rows are transferred to the output amplifier 34 via the vertical CCD 32 and the horizontal CCD 33. When the transfer of signal charges from all the pixels 31 in the even-numbered rows is completed, the process proceeds to step S109.

ステップS109では、垂直CCD32の高速掃出しを実行開始させる。また、水平CCD33における電荷の転送を停止させる。1回の高速掃出しの完了後、ステップS110に進む。   In step S109, execution of high-speed sweeping of the vertical CCD 32 is started. Further, the transfer of charges in the horizontal CCD 33 is stopped. After completion of one high-speed sweep, the process proceeds to step S110.

ステップS110では、ステップS106と同様に、垂直CCD32および水平CCD33に通常転送を再開させる。通常転送の再開後、ステップS111に進む。ステップS111では、奇数フィールドにおける信号電荷の転送処理を実行する。奇数行のすべての画素31から信号電荷の転送を完了すると、レリーズ制御の処理を終了する。   In step S110, the normal transfer is resumed to the vertical CCD 32 and the horizontal CCD 33 as in step S106. After the normal transfer is resumed, the process proceeds to step S111. In step S111, a signal charge transfer process in the odd field is executed. When the transfer of signal charges from all the pixels 31 in the odd-numbered rows is completed, the release control process is terminated.

以上のような第1の実施形態を適用した撮像素子駆動ユニットによれば、垂直CCD32の高速掃出しの実行中に水平CCD33の電荷転送を停止するので、消費電力を低減化することが可能である。   According to the image sensor driving unit to which the first embodiment as described above is applied, since the charge transfer of the horizontal CCD 33 is stopped during the high-speed sweep of the vertical CCD 32, it is possible to reduce power consumption. .

なお、垂直CCD32の高速掃出しにより水平CCD33に電荷が蓄積される。しかし、高速掃出し完了後から画素31から信号電荷を読出すまでの間に水平CCD33における電荷の転送を再開するので、水平CCD33に蓄積された電荷を掃出すことが可能である。   Note that charges are accumulated in the horizontal CCD 33 by high-speed sweeping of the vertical CCD 32. However, since the charge transfer in the horizontal CCD 33 is resumed after the high-speed sweep is completed and before the signal charge is read from the pixel 31, the charge accumulated in the horizontal CCD 33 can be swept out.

また、露光時間Tvの長さに応じて垂直CCD32の高速掃出し中の水平CCD33における転送の停止と継続とを切替えるので、ノイズの除去精度が向上する。以下に、高速掃出し中の水平CCD33における転送の停止と継続との切り替えの効果について、より詳細に説明する。   Further, since the transfer of the horizontal CCD 33 during the high-speed sweeping of the vertical CCD 32 is switched between the stop and the continuation according to the length of the exposure time Tv, the noise removal accuracy is improved. Hereinafter, the effect of switching between stopping and continuing transfer in the horizontal CCD 33 during high-speed sweeping will be described in more detail.

撮像動作の高速化のために、高速掃出し完了後から画素31からの信号電荷読出しまでの時間は一定の長さに保たれることが望ましい。そのために、高速掃出し後の水平CCD33に蓄積される電荷の転送期間も一定の期間に定められる。   In order to increase the speed of the imaging operation, it is desirable that the time from the completion of the high-speed sweep to the signal charge readout from the pixel 31 is kept constant. Therefore, the transfer period of charges accumulated in the horizontal CCD 33 after high-speed sweeping is also set to a certain period.

垂直CCD32の高速掃出し後に水平CCD33に蓄積される電荷が十分に掃出されないと水平CCD33に電荷が残り、以後の読出される信号電荷にノイズとして混入することがある。露光時間が長くなるほど垂直CCD32に発生する電荷が増えるので、露光時間が長くなる程水平CCD33に転送される電荷の量も多くなる。そこで、露光時間が閾値α以上である場合には、水平CCD33における転送を停止せずに継続することにより、ノイズの除去精度が向上する。   If the charge accumulated in the horizontal CCD 33 is not sufficiently swept after the high-speed sweep of the vertical CCD 32, the charge remains in the horizontal CCD 33 and may be mixed as noise in the subsequent signal charge to be read. As the exposure time increases, the amount of charge generated in the vertical CCD 32 increases. Therefore, the amount of charge transferred to the horizontal CCD 33 increases as the exposure time increases. Therefore, when the exposure time is equal to or greater than the threshold value α, the noise removal accuracy is improved by continuing the transfer in the horizontal CCD 33 without stopping.

次に本発明の第2の実施形態を適用した撮像素子駆動ユニットについて説明する。第2の実施形態は、露光時間に応じた水平CCDの駆動方法が第1の実施形態と異なっている。以下、第1の実施形態と異なる部位を中心に、第2の実施形態について説明する。なお、同じ機能を有する部位には、同じ符号を付す。   Next, an image sensor driving unit to which the second embodiment of the present invention is applied will be described. The second embodiment is different from the first embodiment in the method of driving the horizontal CCD according to the exposure time. Hereinafter, the second embodiment will be described with a focus on portions different from the first embodiment. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the site | part which has the same function.

第2の実施形態において、CPUにより実行されるレリーズ制御以外の構成は第1の実施形態と同じである。図7、図8を用いてレリーズボタンを全押ししたときに開始されるレリーズ制御について、撮像素子30における動作を中心にして説明する。なお、図7は露光時間Tvが長く設定されている場合におけるレリーズ制御を説明するためのタイミングチャートである。図5は露光時間Tvが短く設定されている場合におけるレリーズ制御を説明するためのタイミングチャートである。   In the second embodiment, the configuration other than the release control executed by the CPU is the same as that of the first embodiment. The release control started when the release button is fully pressed will be described with reference to FIGS. FIG. 7 is a timing chart for explaining the release control when the exposure time Tv is set to be long. FIG. 5 is a timing chart for explaining the release control when the exposure time Tv is set short.

レリーズボタンの全押しの検知後から撮像素子30への露光が完了するまで(タイミングt1〜タイミングt4)は、第1の実施形態と同じ制御が実行される。第1の実施形態と同様に、露光完了後に垂直CCD32の高速掃出しが2回行われる(タイミングt4〜タイミングt5)。   From the time when the release button is fully pressed until the exposure to the image sensor 30 is completed (timing t1 to timing t4), the same control as in the first embodiment is executed. Similar to the first embodiment, the high-speed sweep of the vertical CCD 32 is performed twice after the exposure is completed (timing t4 to timing t5).

垂直CCD32の高速掃出し中の水平CCD33の駆動パターンが、設定された露光時間Tvに応じて変えられる。   The drive pattern of the horizontal CCD 33 during high-speed sweeping of the vertical CCD 32 is changed according to the set exposure time Tv.

設定された露光時間が第1の閾値α1未満である場合には、高速掃出し期間中に水平転送パルスΦHの生成および送信が停止され、水平CCD33における電荷の転送が停止される。また、設定された露光時間が第2の閾値α2(>α1)以上である場合には、水平転送パルスΦHは停止されること無く、露光完了後から継続的に水平CCD33において電荷が転送される。   When the set exposure time is less than the first threshold value α1, the generation and transmission of the horizontal transfer pulse ΦH are stopped during the high-speed sweep period, and the charge transfer in the horizontal CCD 33 is stopped. If the set exposure time is equal to or longer than the second threshold value α2 (> α1), the horizontal transfer pulse ΦH is not stopped, and the charges are continuously transferred in the horizontal CCD 33 after the exposure is completed. .

設定された露光時間が第1の閾値α1以上で第2の閾値α2未満である場合には、高速掃出し開始時に、水平転送パルスΦHの生成および送信が停止される。ただし、第1の閾値α1未満である場合と異なり、高速掃出し完了前に水平転送パルスΦHの生成および送信が開始され、水平CCD33における電荷の転送が再開される。   When the set exposure time is not less than the first threshold value α1 and less than the second threshold value α2, the generation and transmission of the horizontal transfer pulse ΦH are stopped when the high-speed sweep is started. However, unlike the case where it is less than the first threshold value α1, the generation and transmission of the horizontal transfer pulse ΦH is started before the high-speed sweep is completed, and the charge transfer in the horizontal CCD 33 is resumed.

第1の閾値α1〜第2の閾値α2の範囲において露光時間が短くなるほど、水平CCD33における電荷転送の再開時期が遅延される。したがって、露光時間が長くなるほど、水平CCD33における転送停止期間が短くなるように制御される。   As the exposure time becomes shorter in the range of the first threshold value α1 to the second threshold value α2, the resumption timing of charge transfer in the horizontal CCD 33 is delayed. Therefore, the transfer stop period in the horizontal CCD 33 is controlled to be shorter as the exposure time is longer.

例えば、図7に示すように、設定された露光時間TvがP1である場合に露光完了時(タイミングt4)からt1’(ms)経過後に水平CCD33の転送を再開させる一方で、図8に示すように、設定された露光時間TvがP1より短いP2である場合にt1’(ms)よりさらに遅延させたt2’(ms)後に水平CCD33の転送が再開される。   For example, as shown in FIG. 7, when the set exposure time Tv is P1, transfer of the horizontal CCD 33 is resumed after elapse of t1 ′ (ms) from the completion of exposure (timing t4), while FIG. Thus, when the set exposure time Tv is P2 shorter than P1, the transfer of the horizontal CCD 33 is resumed after t2 ′ (ms) further delayed from t1 ′ (ms).

垂直CCD32の高速掃出しを2回終了させると、第1の実施形態と同じく、偶数行の画素31の信号電荷の読出し、転送が実行される(タイミングt6、タイミングt7)。また、以後のタイミングt7〜タイミングt10においては、第1の実施形態と同じ制御が実行される。   When the high-speed sweeping of the vertical CCD 32 is completed twice, the signal charges of the pixels 31 in the even-numbered rows are read and transferred as in the first embodiment (timing t6, timing t7). In the subsequent timing t7 to timing t10, the same control as in the first embodiment is executed.

次に、第2の実施形態においてCPU14によって実行されるレリーズ制御の処理を図9のフローチャートを用いて説明する。レリーズ制御の処理はCPU14がレリーズボタンの全押しを検知したときに開始される。   Next, release control processing executed by the CPU 14 in the second embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. The release control process is started when the CPU 14 detects that the release button is fully pressed.

ステップS200〜ステップS203では、第1の実施形態におけるステップS100〜ステップS103と同じ処理を実行する。ステップS203において垂直CCD32の高速掃出しを実行開始するとステップS204に進む。   In step S200 to step S203, the same processing as in step S100 to step S103 in the first embodiment is executed. When execution of high-speed sweeping of the vertical CCD 32 is started in step S203, the process proceeds to step S204.

ステップS204では、ステップS200において検出した露光時間Tvが第1の閾値α1以上であるか否かを判別する。露光時間Tvが第1の閾値α1以上である場合には、ステップS205に進む。露光時間Tvが第1の閾値α1未満である場合には、ステップS209に進む。   In step S204, it is determined whether or not the exposure time Tv detected in step S200 is greater than or equal to the first threshold value α1. If the exposure time Tv is greater than or equal to the first threshold value α1, the process proceeds to step S205. If the exposure time Tv is less than the first threshold value α1, the process proceeds to step S209.

ステップS205では、水平転送パルスΦHの生成を停止させ、水平CCD33における電荷の転送を停止させる。転送停止後ステップ206に進み、ステップS200において検出した露光時間Tvが第2の閾値α2以上であるか否かを判別する。露光時間Tvが第2の閾値α2以上である場合には、ステップS207に進む。露光時間Tvが第2の閾値α2未満である場合には、ステップS208に進む。   In step S205, the generation of the horizontal transfer pulse ΦH is stopped, and the charge transfer in the horizontal CCD 33 is stopped. After stopping the transfer, the process proceeds to step 206, where it is determined whether or not the exposure time Tv detected in step S200 is equal to or greater than the second threshold value α2. If the exposure time Tv is greater than or equal to the second threshold value α2, the process proceeds to step S207. If the exposure time Tv is less than the second threshold value α2, the process proceeds to step S208.

ステップS207では、垂直CCD32の高速掃出しの完了後に、垂直CCD32および水平CCD33に通常転送を再開させる。垂直CCD32および水平CCD33の通常転送の再開後、ステップS210に進む。   In step S207, normal transfer is resumed to the vertical CCD 32 and the horizontal CCD 33 after the high-speed sweep of the vertical CCD 32 is completed. After the normal transfer of the vertical CCD 32 and the horizontal CCD 33 is resumed, the process proceeds to step S210.

ステップS208では、ステップS200において検出した露光時間に応じて定められる経過時間後に水平CCD33に通常転送を再開させる。水平CCD33の通常転送の再開後、ステップS209に進む。   In step S208, the normal transfer is restarted by the horizontal CCD 33 after the elapsed time determined according to the exposure time detected in step S200. After the normal transfer of the horizontal CCD 33 is resumed, the process proceeds to step S209.

前述のように、ステップS204において露光時間Tvが第1の閾値α1未満である場合またはおよびステップS208において水平CCD33の通常転送の再開させた場合には、垂直CCD32の高速掃出しの完了後に垂直CCD32の通常転送を再開させる。垂直CCD32の通常転送再開後、ステップS210に進む。   As described above, when the exposure time Tv is less than the first threshold value α1 in step S204 or when the normal transfer of the horizontal CCD 33 is resumed in step S208, the vertical CCD 32 is set after the high-speed sweep of the vertical CCD 32 is completed. Resume normal transfer. After the normal transfer of the vertical CCD 32 is resumed, the process proceeds to step S210.

以後のステップS210〜ステップS213では、第1の実施形態におけるステップS108〜ステップS111と同じ処理を実行して、偶数行の画素31の信号電荷の転送、垂直CCD32の高速掃出し、および奇数行の画素31の信号電荷の転送を実行する。奇数行のすべての画素31からの信号電荷の転送を完了すると、レリーズ制御の処理を終了する。   In subsequent steps S210 to S213, the same processing as in steps S108 to S111 in the first embodiment is executed to transfer the signal charges of the pixels 31 in the even rows, the high-speed sweep of the vertical CCDs 32, and the pixels in the odd rows. 31 signal charges are transferred. When the transfer of signal charges from all the pixels 31 in the odd-numbered rows is completed, the release control process is terminated.

以上のような第2の実施形態を適用した撮像素子駆動ユニットによれば、垂直CCD32の高速掃出しの実行中に水平CCD33の電荷転送を停止するので、消費電力を低減化することが可能である。   According to the image sensor driving unit to which the second embodiment as described above is applied, since the charge transfer of the horizontal CCD 33 is stopped during the high-speed sweep of the vertical CCD 32, it is possible to reduce power consumption. .

また、第2の実施形態によれば、露光時間Tvに応じて、垂直CCD32の高速掃出し中における水平CCD33の電荷転送の再開時期を調整するので第1の実施形態に比べて、さらに消費電力の低減化させることが可能である。   In addition, according to the second embodiment, the resumption timing of the charge transfer of the horizontal CCD 33 during the high-speed sweeping of the vertical CCD 32 is adjusted according to the exposure time Tv, so that the power consumption can be further reduced as compared with the first embodiment. It is possible to reduce.

なお、第1の実施形態において露光時間が閾値α以上である場合、および第2の実施形態において露光時間が第1の閾値α1以上である場合に、垂直CCDの高速掃出しの全期間中における水平CCDの電荷転送を停止する構成であるが、高速掃出しの一部の期間において水平CCDの電荷転送を停止する構成であっても消費電力を低減化可能である。   When the exposure time is equal to or greater than the threshold value α in the first embodiment and when the exposure time is equal to or greater than the first threshold value α1 in the second embodiment, Although the structure is such that the charge transfer of the CCD is stopped, the power consumption can be reduced even if the charge transfer of the horizontal CCD is stopped during a part of the high-speed sweep.

また、第1、第2の実施形態では、露光時間に応じて垂直CCDの高速掃出し中における水平CCDの駆動パターンを変える構成であるが、変えなくてもよい。例えば、露光時間にかかわらず、高速掃出し中には水平CCDの電荷転送時間の減少または電荷転送を停止する構成であってもよい。水平CCDの駆動パターンを変えなくても、消費電力を低減化することは可能である。   In the first and second embodiments, the drive pattern of the horizontal CCD is changed during high-speed sweeping of the vertical CCD according to the exposure time. For example, the charge transfer time of the horizontal CCD may be reduced or the charge transfer may be stopped during high-speed sweeping regardless of the exposure time. It is possible to reduce power consumption without changing the driving pattern of the horizontal CCD.

また、第2の実施形態では、露光時間が短くなるほど垂直CCDの高速掃出し期間中における水平CCDの転送再開時期を遅延させる構成であるが、露光時間が短くなるほど高速掃出し期間中における水平CCDの転送時間を短縮化する構成であってもよい。例えば、水平転送パルスΦHの生成頻度を低下させることにより累積転送時間を短縮化しても、第2の実施形態と同様の効果が得られる。   In the second embodiment, the horizontal CCD transfer restart timing during the high-speed sweeping period of the vertical CCD is delayed as the exposure time becomes shorter. However, the horizontal CCD transfer during the high-speed sweeping period becomes shorter as the exposure time becomes shorter. The structure which shortens time may be sufficient. For example, even if the cumulative transfer time is shortened by reducing the generation frequency of the horizontal transfer pulse ΦH, the same effect as in the second embodiment can be obtained.

また、第1、第2の実施形態では、垂直CCD32には第1〜第4の電極36a〜36dが順番に繰返すように配置される構成であるが、電極の数は4種に限られない。また、水平CCD33には第5、第6の電極が順番に繰返すように配置される構成であるが、電極の数は2種に限られない。   In the first and second embodiments, the first to fourth electrodes 36a to 36d are arranged in the vertical CCD 32 so as to be repeated in order, but the number of electrodes is not limited to four. . Further, although the fifth and sixth electrodes are arranged on the horizontal CCD 33 so as to be repeated in order, the number of electrodes is not limited to two.

また、第1、第2の実施形態では、撮像素子30はインターレーススキャンの2回読出しにより、信号電荷が出力アンプ34まで転送される構成であるが、読出し回数は2回に限られず3回以上に分けて読出されてもよい。さらには、プログレッシブスキャンにより1回で読み出される構成であってもよい。   In the first and second embodiments, the image pickup device 30 is configured to transfer the signal charge to the output amplifier 34 by two-time reading of the interlaced scan. It may be read separately. Furthermore, a configuration in which reading is performed once by progressive scan may be employed.

また、第1、第2の実施形態では、撮像素子30はCCD撮像素子であるが、他の電荷転送型の撮像素子に対しても適用可能である。   In the first and second embodiments, the image pickup device 30 is a CCD image pickup device, but can be applied to other charge transfer type image pickup devices.

本発明の第1、第2の実施形態を適用した撮像素子駆動ユニットを有する一眼レフカメラの内部構成を概略的に示すブロック図である。It is a block diagram which shows roughly the internal structure of the single-lens reflex camera which has an image pick-up element drive unit to which the 1st, 2nd embodiment of this invention is applied. 撮像素子の概略的な構成図である。It is a schematic block diagram of an image pick-up element. 第1〜第4の電極の配置図である。FIG. 6 is a layout view of first to fourth electrodes. 第1の実施形態において、露光時間が閾値未満である場合のレリーズ制御時に撮像素子において実行される動作のタイミングを示すタイミングチャートである。6 is a timing chart showing the timing of operations performed in the image sensor during release control when the exposure time is less than a threshold value in the first embodiment. 第1の実施形態において、露光時間が閾値以上である場合のレリーズ制御時に撮像素子において実行される動作のタイミングを示すタイミングチャートである。6 is a timing chart illustrating the timing of operations performed in the image sensor during release control when the exposure time is equal to or greater than a threshold value in the first embodiment. 第1の実施形態におけるレリーズ制御の処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process of release control in 1st Embodiment. 第2の実施形態において、露光時間が長く設定される場合のレリーズ制御時に撮像素子において実行される動作のタイミングを示すタイミングチャートである。10 is a timing chart illustrating the timing of operations performed in the image sensor during release control when the exposure time is set to be long in the second embodiment. 第2の実施形態において、露光時間が短く設定される場合のレリーズ制御時に撮像素子において実行される動作のタイミングを示すタイミングチャートである。9 is a timing chart illustrating the timing of operations performed in the image sensor during release control when the exposure time is set to be short in the second embodiment. 第2の実施形態におけるレリーズ制御の処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process of release control in 2nd Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

10 一眼レフカメラ
12 タイミングジェネレータ(TG)
13 デジタルシグナルプロセッサ(DSP)
14 CPU
30 撮像素子
32 垂直CCD
33 水平CCD
35h1、35h2 第1、第2の水平転送端子
35v1〜35v4 第1〜第4の垂直転送端子
10 SLR camera 12 Timing generator (TG)
13 Digital signal processor (DSP)
14 CPU
30 Image sensor 32 Vertical CCD
33 Horizontal CCD
35h1, 35h2 First and second horizontal transfer terminals 35v1 to 35v4 First to fourth vertical transfer terminals

Claims (5)

受光量に応じた信号電荷を生成する複数の画素と、前記画素から読出される前記信号電荷を第1の転送信号の周波数に応じた速さで転送する第1の電荷転送路と、前記第1の電荷転送路から転送される前記信号電荷を第2の転送信号によって転送する第2の電荷転送路とを有する撮像素子を駆動する撮像素子駆動ユニットであって、
前記信号電荷を転送させるための前記第1の転送信号である通常転送信号または前記第1の電荷転送路に残る電荷を掃出すための前記転送信号であって前記通常転送信号より周波数の大きな掃出し信号と、前記第2の転送信号とを生成して、前記撮像素子に送信する信号生成部と、
前記第1の電荷転送路に残る前記電荷を掃出させる掃出し期間中に、前記信号生成部に前記掃出し信号および累積生成期間が前記掃出し期間より短くなるように前記第2の転送信号を生成させる第1の制御部と
前記撮像素子への露光時間を検出する検出部とを備え、
前記検出部により検出された前記露光時間が短くなるほど、前記掃出し期間中に前記第1の制御部は前記第2の転送信号の累積生成期間を減少させ
ことを特徴とする撮像素子駆動ユニット。
A plurality of pixels that generate signal charges according to the amount of received light; a first charge transfer path that transfers the signal charges read from the pixels at a speed according to the frequency of a first transfer signal; An image sensor driving unit for driving an image sensor having a second charge transfer path for transferring the signal charge transferred from one charge transfer path by a second transfer signal,
Sweeping a normal transfer signal that is the first transfer signal for transferring the signal charge or the transfer signal for sweeping out the charge remaining in the first charge transfer path, and having a frequency higher than that of the normal transfer signal A signal generation unit that generates a signal and the second transfer signal and transmits the signal to the image sensor;
During the sweep period in which the charge remaining in the first charge transfer path is swept, the signal generation unit generates the second transfer signal so that the sweep signal and the cumulative generation period are shorter than the sweep period. A first control unit ;
A detection unit for detecting an exposure time to the image sensor,
The higher the exposure time detected by the detection unit becomes short, the sweep is the first control unit during the imaging device drive unit, characterized in that Ru reduce the accumulated generation period of the second transfer signal.
前記第1の制御部は、前記露光時間が閾値未満である場合に前記掃出し期間中に前記第2の転送信号の生成を停止し、前記露光時間が前記閾値を越える場合に前記掃出し期間中に前記第2の転送信号を生成させることを特徴とする請求項に記載の撮像素子駆動ユニット。 The first control unit stops generating the second transfer signal during the sweeping period when the exposure time is less than a threshold value, and during the sweeping period when the exposure time exceeds the threshold value. The image sensor driving unit according to claim 1 , wherein the second transfer signal is generated. 前記第1の制御部は、前記掃出し期間中に前記第2の転送信号の生成を停止することを特徴とする請求項1に記載の撮像素子駆動ユニット。   2. The image sensor driving unit according to claim 1, wherein the first control unit stops generating the second transfer signal during the sweeping period. 前記撮像素子に光学像を露光させることにより生成させた信号電荷を、前記信号電荷の前記第1、第2の電荷転送路による転送時期を分割したそれぞれの分割転送時期に転送させる第2の制御部を備え、
前記第1の制御部は、初回の前記分割転送時期の直前の前記掃出し期間中に前記信号生成部に前記掃出し信号および前記累積生成期間が前記掃出し期間より短くなるように前記第2の転送信号を生成させ、2回目以降の前記分割転送時期の直前の前記掃出し期間中に前記信号生成部に前記掃出し信号の生成および前記第2の転送信号の生成停止を実行させる
ことを特徴とする請求項1に記載の撮像素子駆動ユニット。
Second control for transferring the signal charge generated by exposing the optical image to the image pickup device at each divided transfer timing obtained by dividing the transfer timing of the signal charge through the first and second charge transfer paths. Part
The first control unit sends the second transfer signal to the signal generator so that the sweep signal and the cumulative generation period are shorter than the sweep period during the sweep period immediately before the first divided transfer time. And generating the sweep signal and stopping the generation of the second transfer signal during the sweep period immediately before the second and subsequent divided transfer times. 2. The image sensor driving unit according to 1.
受光量に応じた信号電荷を生成する複数の画素と、前記画素から読出される前記信号電荷を第1の転送信号の周波数に応じた速さで転送する第1の電荷転送路と、前記第1の電荷転送路から転送される前記信号電荷を第2の転送信号によって転送する第2の電荷転送路とを有する撮像素子と、
前記信号電荷を転送させるための前記第1の転送信号である通常転送信号または前記第1の電荷転送路に残る電荷を掃出すための前記転送信号であって前記通常転送信号より周波数の大きな掃出し信号、および前記第2の転送信号を生成して、前記撮像素子に送信する信号生成部と、
前記第1の電荷転送路に残る前記電荷を掃出させる掃出し期間中に、前記信号生成部に前記掃出し信号および累積生成期間が前記掃出し期間より短くなるように前記第2の転送信号を生成させる第1の制御部と
前記撮像素子への露光時間を検出する検出部とを備え、
前記検出部により検出された前記露光時間が短くなるほど、前記掃出し期間中に前記第1の制御部は前記第2の転送信号の累積生成期間を減少させ
ことを特徴とする撮像装置。
A plurality of pixels that generate signal charges according to the amount of received light; a first charge transfer path that transfers the signal charges read from the pixels at a speed according to the frequency of a first transfer signal; An imaging device having a second charge transfer path for transferring the signal charge transferred from one charge transfer path by a second transfer signal;
Sweeping a normal transfer signal that is the first transfer signal for transferring the signal charge or the transfer signal for sweeping out the charge remaining in the first charge transfer path, and having a frequency higher than that of the normal transfer signal A signal generation unit that generates a signal and the second transfer signal and transmits the signal to the image sensor;
During the sweep period in which the charge remaining in the first charge transfer path is swept, the signal generation unit generates the second transfer signal so that the sweep signal and the cumulative generation period are shorter than the sweep period. A first control unit ;
A detection unit for detecting an exposure time to the image sensor,
The higher the exposure time detected by the detection unit becomes short, imaging said sweep the first control unit during the period is characterized in that Ru reduce the accumulated generation period of the second transfer signal device.
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