JP5523068B2 - Solid-state imaging device, driving method of solid-state imaging device, and computer program - Google Patents

Solid-state imaging device, driving method of solid-state imaging device, and computer program Download PDF

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Description

本発明は、固体撮像装置、固体撮像装置の駆動方法、及びコンピュータプログラムに関し、特に、光電変換で得られた電荷を読み出して画像を形成するために用いて好適なものである。   The present invention relates to a solid-state imaging device, a driving method for a solid-state imaging device, and a computer program, and is particularly suitable for use in reading an electric charge obtained by photoelectric conversion to form an image.

高画素数のインターライン型固体撮像素子においては、一般的に複数回の部分読み出しをして全ての画素の電荷を読み出す方法、つまり1フレームを複数フィールドから構成する読み出し方法が用いられる(特許文献1を参照)。このように複数フィールドで画像信号を読み出す際に、鏡筒や撮像装置の背面等に隙間があると、遮光状態であっても、この隙間から漏れでた光(以降、光漏れと呼ぶ)により露光すると、読み出し順が後のフィールドほどより大きなオフセット成分が乗ってしまう。そのため、フィールド間を合成して1つのフレームにした場合にラインごとに輝度の段差が生じてしまう。   In an interline solid-state imaging device having a large number of pixels, generally, a method of reading out charges of all pixels by performing partial reading a plurality of times, that is, a reading method in which one frame is composed of a plurality of fields is used (Patent Document). 1). Thus, when reading out image signals in a plurality of fields, if there is a gap on the back of the lens barrel or the imaging device, light leaked from this gap (hereinafter referred to as light leakage) even in a light-shielded state. When exposure is performed, a larger offset component is applied to a field whose reading order is later. For this reason, when the fields are combined to form one frame, a luminance step occurs for each line.

図9に、このような読み出し方式における従来の撮像シーケンスを示す。図9では、時間Tの軸(矢印)の方向に時間が進むことを示している。図9において、1段目がメカシャッタの動作を示し、2段目が電子シャッタの動作を示し、3段目が撮像素子から出力されるフィールドを示している。時間t0まで、電子シャッタパルスによりフォトダイオードに残った電荷が基板方向に掃き捨てられる。時間t0から、時間t1でメカシャッタが閉じられるまで露光が行われる。時間t2から時間t6において順次Aフィールド(Afi)、Bフィールド(Bfi)、Cフィールド(Cfi)、Dフィールド(Dfi)、Eフィールド(Efi)、Fフィールド(Ffi)における電荷が読み出される。そして、読み出された電荷は、垂直電荷転送路、水平電荷転送路を転送し、出力部から電圧として出力される。   FIG. 9 shows a conventional imaging sequence in such a readout method. FIG. 9 shows that time advances in the direction of the axis of time T (arrow). In FIG. 9, the first stage shows the operation of the mechanical shutter, the second stage shows the operation of the electronic shutter, and the third stage shows the field output from the image sensor. Until time t0, the electric charge remaining in the photodiode is swept away toward the substrate by the electronic shutter pulse. Exposure is performed from time t0 until the mechanical shutter is closed at time t1. From time t2 to time t6, charges in the A field (Afi), B field (Bfi), C field (Cfi), D field (Dfi), E field (Efi), and F field (Ffi) are sequentially read out. Then, the read charge is transferred through the vertical charge transfer path and the horizontal charge transfer path, and is output as a voltage from the output unit.

このとき、時間t1〜t2がAフィールドにおける光漏れの蓄積時間、時間t1〜t3がBフィールドにおける光漏れの蓄積時間、時間t1〜t4がCフィールドにおける光漏れの蓄積時間、時間t1〜t5がDフィールドにおける光漏れの蓄積時間となる。また、時間t1〜t6がEフィールドにおける光漏れの蓄積時間、時間t1〜t7がFフィールドにおける光漏れの蓄積時間となる。   At this time, the time t1 to t2 is the light leakage accumulation time in the A field, the time t1 to t3 is the light leakage accumulation time in the B field, the time t1 to t4 is the light leakage accumulation time in the C field, and the time t1 to t5 is This is the accumulation time of light leakage in the D field. The time t1 to t6 is the light leakage accumulation time in the E field, and the time t1 to t7 is the light leakage accumulation time in the F field.

図10は、6フィールド読み出しの撮像素子を用いて、鏡筒等から光漏れがある場合に、従来の方式で一様面を撮影したときの各ラインの出力レベルを示す図である。具体的に図10(a)は、信号処理を行っていない出力レベルを示し、図10(b)は、ローパスフィルタ処理を行った後の出力レベルを示す。
Aフィールド(Afi)は最も読み出し順が早く、続いてBフィールド(Bfi)、Cフィールド(Cfi)、Dフィールド(Dfi)、Eフィールド(Efi)、Fフィールド(Ffi)の順で電荷が読み出される。Aフィールド(Afi)から順次光漏れによるオフセット成分が増加し、それが6フィールド周期であるため、画像上では6ラインおきの横縞になってしまう。画像処理では画素間の感度ばらつきやノイズ成分の影響を抑えるため、ローパスフィルタ処理を行う。しかし、図10(b)に示すように、図10(a)に示す結果に対してローパスフィルタ処理を行っても、輝度の段差量は軽減するものの依然として6ラインおきの横縞は残っており段差が目だってしまう。
FIG. 10 is a diagram showing the output level of each line when a uniform surface is imaged by a conventional method when there is light leakage from a lens barrel or the like using an image sensor for 6-field readout. Specifically, FIG. 10A shows an output level where signal processing is not performed, and FIG. 10B shows an output level after low pass filter processing.
In the A field (Afi), the reading order is the earliest, followed by reading out charges in the order of the B field (Bfi), C field (Cfi), D field (Dfi), E field (Efi), and F field (Ffi). . The offset component due to light leakage sequentially increases from the A field (Afi) and has a period of 6 fields, resulting in horizontal stripes every 6 lines on the image. In image processing, low-pass filter processing is performed in order to suppress sensitivity variations between pixels and noise components. However, as shown in FIG. 10 (b), even if low-pass filter processing is performed on the result shown in FIG. 10 (a), the level difference in luminance is reduced, but horizontal stripes every 6 lines still remain. Will be noticeable.

このようにして生じる輝度の段差に対し、一般的に2種類の方法で対処がなされる。1つ目の手法は、黒画像減算と呼ばれる手法である。この手法は、「メカシャッタを閉じた状態で本露光時と同じ撮影条件で撮影して黒画像を取得し、本露光時の出力画像から黒画像を減算する」という手法である。2つ目の手法は、光漏れによるオフセット成分の最も少ないフィールドとそれ以外のフィールドとの差分から各フィールドの補正信号を算出し、各フィールドから補正信号を減算することで光漏れによるオフセット成分を除去する手法である(特許文献2を参照)。   Generally, two types of methods are used to deal with the luminance difference generated in this way. The first method is a method called black image subtraction. This method is a method of “capturing under the same shooting conditions as in the main exposure with the mechanical shutter closed, obtaining a black image, and subtracting the black image from the output image in the main exposure”. The second method calculates the correction signal of each field from the difference between the field with the least offset component due to light leakage and the other fields, and subtracts the correction signal from each field to reduce the offset component due to light leakage. This is a removal method (see Patent Document 2).

特開2000−201355号公報JP 2000-201355 A 特開2005−151168号公報JP-A-2005-151168

しかしながら、1つ目の手法(黒画像減算)では、本露光と同じ時間だけ撮像装置を露光しなければならず、特に長秒撮影時に非常に長い撮影時間を要してしまう。さらに、黒画像減算を行うことでランダムノイズが増加し、画質の劣化を招く虞がある。
また、2つ目の手法(各フィールドから補正信号を減算する手法)では、出力信号に対して演算処理を行う必要がある。そのため、演算処理に必要なメモリや演算装置を用意しなければならずコストアップに繋がると共に、演算時間を行う期間の分、撮影から画像出力までの時間を要する。また、高感度設定で撮影する場合等、画像にノイズ成分が多く乗っている場合には、補正信号の演算精度を十分に出せない。このため、過補正や補正残りといった問題が発生する虞がある。
本発明は上記問題点を鑑みてなされたものであり、ハードウェアによる対策や出力信号に対する信号処理を行うことなく、光漏れにより生じる輝度段差の画質への影響を軽減することを目的とする。
However, in the first method (black image subtraction), the imaging apparatus must be exposed for the same time as the main exposure, and a very long shooting time is required particularly when shooting for a long time. Further, random noise increases by performing black image subtraction, which may lead to degradation of image quality.
In the second method (a method of subtracting the correction signal from each field), it is necessary to perform arithmetic processing on the output signal. For this reason, it is necessary to prepare a memory and a calculation device necessary for the calculation process, which leads to an increase in cost, and a time period from photographing to image output is required for the calculation time period. In addition, when there are many noise components on the image, such as when shooting with high sensitivity setting, the calculation accuracy of the correction signal cannot be sufficiently obtained. For this reason, there is a possibility that problems such as overcorrection and residual correction may occur.
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to reduce the influence on the image quality of a luminance step caused by light leakage without performing measures by hardware or performing signal processing on an output signal.

本発明の固体撮像装置の第1の態様例は、光電変換手段で光電変換された電荷に基づく1フレームの画像を、N(Nは整数)個のフィールドに分割し、分割したフィールドごとに異なるタイミングでそれぞれのフィールドの電荷を読み出す読み出し手段と、前記フィールドの電荷の読み出し順を制御する制御手段と、前記読み出し手段で読み出された電荷に基づく画像信号に対して行うローパスフィルタ処理として、前記画像の垂直方向における隣接画素間の平滑化を行うフィルタ手段と、を有し、前記制御手段は、K番目(Kは1以上の整数)に読み出すフィールドを第Kフィールドとし、出力される画像上において第1フィールドとして読み出されるラインを1番目のラインとしたときのn番目のライン(nは1以上の整数であり且つn≦N)が、nが奇数の場合には、第nフィールドとして読み出されるラインとなり、nが偶数の場合には、第nフィールドから読み出されるラインとならないように、前記フィールドの電荷の読み出し順を制御して、前記ローパスフィルタ処理がなされた後の前記垂直方向で隣接する画素間の光漏れによる輝度の平均値の差が、前記ラインのそれぞれで所定の範囲内になるようにすることを特徴とする。
本発明の固体撮像装置の第2の態様例は、光電変換手段で光電変換された電荷に基づく1フレームの画像を、N(Nは整数)個のフィールドに分割し、分割したフィールドごとに異なるタイミングでそれぞれのフィールドの電荷を読み出す読み出し手段と、前記フィールドの電荷の読み出し順を制御する制御手段と、前記読み出し手段で読み出された電荷に基づく画像信号に対して行うローパスフィルタ処理として、前記画像の垂直方向における隣接画素間の平滑化を行うフィルタ手段と、を有し、前記制御手段は、K番目(Kは1以上の整数)に読み出すフィールドを第Kフィールドとし、出力される画像上において第1フィールドとして読み出されるラインを1番目のラインとしたときのn番目のライン(nは1以上の整数であり且つn≦N)が、nが偶数の場合には、第nフィールドとして読み出されるラインとなり、nが奇数の場合には、第nフィールドから読み出されるラインとならないように、前記フィールドの電荷の読み出し順を制御して、前記ローパスフィルタ処理がなされた後の前記垂直方向で隣接する画素間の光漏れによる輝度の平均値の差が、前記ラインのそれぞれで所定の範囲内になるようにすることを特徴とする。
本発明の固体撮像装置の第3の態様例は、光電変換手段で光電変換された電荷に基づく1フレームの画像を、2N+1(Nは整数)個のフィールドに分割し、分割したフィールドごとに異なるタイミングでそれぞれのフィールドの電荷を読み出す読み出し手段と、前記フィールドの電荷の読み出し順を制御する制御手段と、前記読み出し手段で読み出された電荷に基づく画像信号に対して行うローパスフィルタ処理として、前記画像の垂直方向における隣接画素間の平滑化を行うフィルタ手段と、を有し、前記制御手段は、K番目(Kは1以上の整数)に読み出すフィールドを第Kフィールドとし、出力される画像上において第1フィールドとして読み出されるラインを1番目のラインとしたときのn番目のライン(nは1以上の整数であり且つn≦2N+1)が、nが、1≦n≦2N+1であり且つ奇数の場合には、第nフィールドとして読み出されるラインとなり、nが、1≦n≦2N+1であり且つ偶数の場合には、第(2N+2−n)フィールドとして読み出されるラインとなるように、前記フィールドの電荷の読み出し順を制御して、前記ローパスフィルタ処理がなされた後の前記垂直方向で隣接する画素間の光漏れによる輝度の平均値の差が、前記ラインのそれぞれで所定の範囲内になるようにすることを特徴とする。
本発明の固体撮像装置の第4の態様例は、光電変換手段で光電変換された電荷に基づく1フレームの画像を、2N(Nは整数)個のフィールドに分割し、分割したフィールドごとに異なるタイミングでそれぞれのフィールドの電荷を読み出す読み出し手段と、前記フィールドの電荷の読み出し順を制御する制御手段と、前記読み出し手段で読み出された電荷に基づく画像信号に対して行うローパスフィルタ処理として、前記画像の垂直方向における隣接画素間の平滑化を行うフィルタ手段と、を有し、前記制御手段は、K番目(Kは1以上の整数)に読み出すフィールドを第Kフィールドとし、出力される画像上において第1フィールドとして読み出されるラインを1番目のラインとしたときのn番目のライン(nは1以上の整数であり且つn≦2N)が、nが、1≦n≦Nであり且つ奇数の場合、又は、nが、N+1≦n≦2Nであり且つ偶数である場合には、第nフィールドとして読み出されるラインとなり、nが、1≦n≦Nであり且つ偶数の場合、又は、nが、N+1≦n≦2Nであり且つ奇数である場合には、第(2N+1−n)フィールドとして読み出されるラインとなるように、前記フィールドの電荷の読み出し順を制御して、前記ローパスフィルタ処理がなされた後の前記垂直方向で隣接する画素間の光漏れによる輝度の平均値の差が、前記ラインのそれぞれで所定の範囲内になるようにすることを特徴とする。
A first aspect of the solid-state imaging device of the present invention, an image of one frame based on the charge photoelectrically converted by the photoelectric conversion means, N (N is integer) is divided into individual fields, for each divided field As a low-pass filter process to be performed on the image signal based on the charge read out by the reading means, the control means for controlling the reading order of the charge of the field at different timing, the control means for controlling the reading order of the charge of the field , Filter means for performing smoothing between adjacent pixels in the vertical direction of the image, and the control means outputs a K-th field (K is an integer equal to or greater than 1) as a K-th field and is output The n-th line (n is an integer equal to or greater than 1 and n) when the line read out as the first field is the first line. N) is, when n is an odd number, becomes the line to be read as the n field, if n is an even number, so as not to line read out from the n-th field, control the order of reading the charge of the field Then, a difference in average value of luminance due to light leakage between pixels adjacent in the vertical direction after the low-pass filter processing is performed is within a predetermined range in each of the lines. To do.
A second aspect of the solid-state imaging device of the present invention, an image of one frame based on the charge photoelectrically converted by the photoelectric conversion means, N (N is integer) is divided into individual fields, for each divided field As a low-pass filter process to be performed on the image signal based on the charge read out by the reading means, the control means for controlling the reading order of the charge of the field at different timing, the control means for controlling the reading order of the charge of the field , Filter means for performing smoothing between adjacent pixels in the vertical direction of the image, and the control means outputs a K-th field (K is an integer equal to or greater than 1) as a K-th field and is output The n-th line (n is an integer equal to or greater than 1 and n) when the line read out as the first field is the first line. N) is, when n is an even number, becomes the line to be read as the n field, if n is an odd number, so as not to line read out from the n-th field, control the order of reading the charge of the field Then, a difference in average value of luminance due to light leakage between pixels adjacent in the vertical direction after the low-pass filter processing is performed is within a predetermined range in each of the lines. To do.
A third aspect of the solid-state imaging device of the present invention, an image of one frame based on the charge photoelectrically converted by the photoelectric conversion means, 2N + 1 (N is integer) is divided into individual fields, for each divided field As a low-pass filter process to be performed on the image signal based on the charge read out by the reading means, the control means for controlling the reading order of the charge of the field at different timing, the control means for controlling the reading order of the charge of the field , Filter means for performing smoothing between adjacent pixels in the vertical direction of the image, and the control means outputs a K-th field (K is an integer equal to or greater than 1) as a K-th field and is output The nth line (n is an integer greater than or equal to 1) when the line read out as the first field is the first line above. N ≦ 2N + 1) is a line that is read as the nth field when n is 1 ≦ n ≦ 2N + 1 and is odd, and when n is 1 ≦ n ≦ 2N + 1 and is even, The luminance due to light leakage between adjacent pixels in the vertical direction after the low-pass filter processing is performed by controlling the readout order of the charges in the field so that the line is read as the (2N + 2-n) field. The difference between the average values is within a predetermined range for each of the lines .
A fourth aspect of the solid-state imaging device of the present invention, an image of one frame based on the charge photoelectrically converted by the photoelectric conversion means, 2N (N is integer) is divided into individual fields, for each divided field As a low-pass filter process to be performed on the image signal based on the charge read out by the reading means, the control means for controlling the reading order of the charge of the field at different timing, the control means for controlling the reading order of the charge of the field , Filter means for performing smoothing between adjacent pixels in the vertical direction of the image, and the control means outputs a K-th field (K is an integer equal to or greater than 1) as a K-th field and is output The n-th line (where n is an integer equal to or greater than 1) when the line read out as the first field is the first line above ≦ 2N), when n is 1 ≦ n ≦ N and is odd, or when n is N + 1 ≦ n ≦ 2N and is even, the line is read as the nth field, and n Is 1 ≦ n ≦ N and an even number, or when n is N + 1 ≦ n ≦ 2N and an odd number, the line is read as the (2N + 1−n) field, The difference in the average luminance due to light leakage between adjacent pixels in the vertical direction after the low-pass filter processing is controlled by controlling the readout order of the electric charges in the field is within a predetermined range in each of the lines. It is characterized by becoming .

本発明によれば、読み出し順で相互に隣接するフィールドにおける輝度の差が小さくなるように、フィールドの画像信号の読み出し順を制御するようにした。したがって、ハードウェアによる対策や出力信号に対する信号処理を行うことなく、光漏れにより生じる輝度段差の画質への影響を軽減することができる。   According to the present invention, the reading order of field image signals is controlled so that the difference in luminance between adjacent fields in the reading order is reduced. Therefore, it is possible to reduce the influence on the image quality of the luminance step caused by light leakage without taking measures by hardware or performing signal processing on the output signal.

撮像装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of an imaging device. 固体撮像素子の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of a solid-state image sensor. 色フィルタアレイの一部を示す図である。It is a figure which shows a part of color filter array. 第1の実施形態に係る撮像シーケンスを示す図である。It is a figure which shows the imaging sequence which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施形態に係る各ラインの出力レベルを示す図である。It is a figure which shows the output level of each line which concerns on 1st Embodiment. 第2の実施形態に係る撮像シーケンスを示す図である。It is a figure which shows the imaging sequence which concerns on 2nd Embodiment. 第2の実施形態に係る各ラインの出力レベルの第1の例を示す図である。It is a figure which shows the 1st example of the output level of each line which concerns on 2nd Embodiment. 第2の実施形態に係る各ラインの出力レベルの第2の例を示す図である。It is a figure which shows the 2nd example of the output level of each line which concerns on 2nd Embodiment. 従来の撮像シーケンスを示す図である。It is a figure which shows the conventional imaging sequence. 従来の各ラインの出力レベルを示す図である。It is a figure which shows the output level of each conventional line.

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。
(第1の実施形態)
まず、第1の実施形態について説明する。本実施形態では、6フィールドで1フレームを構成する撮像素子を例に挙げて説明する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
First, the first embodiment will be described. In the present embodiment, an image sensor that constitutes one frame with six fields will be described as an example.

図1は、撮像素子を用いた撮像装置(固体撮像装置)のシステム構成の概要の一例を示す図である。
図1において、撮像装置100は、レンズ部101(レンズ)と、レンズ駆動部102と、メカニカルシャッタ103(メカシャッタ)と、絞り104と、メカニカルシャッタ・絞り駆動部105(シャッタ・絞り駆動部)と、固体撮像素子106とを備える。また、撮像装置100は、CDS・A/D回路107(CDS・A/D)と、撮像信号処理回路108と、タイミング発生部109と、全体制御演算部110と、第1メモリ部111と、第2メモリ部112と、表示部113とを備える。さらに、撮像装置100は、外部インターフェース部(外部I/F部)114と、記録媒体制御インターフェース部(記録媒体制御I/F部)115と、記録媒体116と、操作部117とを備える。
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of an outline of a system configuration of an imaging apparatus (solid-state imaging apparatus) using an imaging element.
In FIG. 1, an imaging apparatus 100 includes a lens unit 101 (lens), a lens driving unit 102, a mechanical shutter 103 (mechanical shutter), a diaphragm 104, and a mechanical shutter / diaphragm driving unit 105 (shutter / diaphragm driving unit). And a solid-state image sensor 106. Further, the imaging apparatus 100 includes a CDS / A / D circuit 107 (CDS / A / D), an imaging signal processing circuit 108, a timing generation unit 109, an overall control calculation unit 110, a first memory unit 111, A second memory unit 112 and a display unit 113 are provided. Further, the imaging apparatus 100 includes an external interface unit (external I / F unit) 114, a recording medium control interface unit (recording medium control I / F unit) 115, a recording medium 116, and an operation unit 117.

レンズ部101を通った被写体像は、絞り104にて適切な光量に調整され、固体撮像素子106に結像される。固体撮像素子106に結合された被写体像に対して、CDS・A/D回路107にて、相関2重サンプリング、ゲイン調整、A/D変換が行われ、R、G1、G2、Bの信号として、撮像信号処理回路108に送られる。撮像信号処理回路108では、ノイズを軽減するローパスフィルタ処理やシェーディング処理、WB処理等の各種の画像信号処理、各種の補正、画像データの圧縮等が行われる。   The subject image that has passed through the lens unit 101 is adjusted to an appropriate amount of light by the aperture 104 and formed on the solid-state image sensor 106. The subject image coupled to the solid-state image sensor 106 is subjected to correlated double sampling, gain adjustment, and A / D conversion in the CDS / A / D circuit 107 to obtain R, G1, G2, and B signals. Are sent to the imaging signal processing circuit 108. The imaging signal processing circuit 108 performs various image signal processing such as low-pass filter processing, shading processing, and WB processing for reducing noise, various corrections, compression of image data, and the like.

レンズ駆動部102によって、ズーム、フォーカス等、レンズ部101の駆動制御がされる。メカニカルシャッタ103は、一眼レフカメラに使用されるフォーカルプレーン型のシャッタの後幕に相当する幕のみを有するシャッタ機構である。このメカニカルシャッタ103と絞り104は、メカニカルシャッタ・絞り駆動部105によって駆動制御される。タイミング発生部109は、固体撮像素子106と撮像信号処理回路108に各種タイミング信号を出力する。   The lens driving unit 102 controls driving of the lens unit 101 such as zooming and focusing. The mechanical shutter 103 is a shutter mechanism having only a curtain corresponding to the rear curtain of a focal plane type shutter used in a single-lens reflex camera. The mechanical shutter 103 and the diaphragm 104 are driven and controlled by a mechanical shutter / diaphragm driving unit 105. The timing generator 109 outputs various timing signals to the solid-state imaging device 106 and the imaging signal processing circuit 108.

全体制御演算部110は、撮像装置100全体の制御と各種演算を行う。第1メモリ部111は画像データを一時的に記憶する。記録媒体制御インターフェース部115は、記録媒体116への画像データ等の記録と、記録媒体116からの画像データ等の読み出しを行う。表示部113は、画像データの表示を行う。記録媒体116は、半導体メモリ等の着脱可能な記憶媒体であり、画像データ等を記録する。外部インターフェース部114は、外部コンピュータG等と通信を行うためのインターフェースである。第2メモリ部112は、全体制御演算部110での演算結果等を記憶する。操作部117にてユーザが設定した撮像装置100の駆動条件に関する情報は、全体制御演算部110に送られ、これらの情報に基づいて、全体制御演算部110によって撮像装置100全体の制御が行われる。   The overall control calculation unit 110 controls the entire imaging apparatus 100 and performs various calculations. The first memory unit 111 temporarily stores image data. The recording medium control interface unit 115 records image data and the like on the recording medium 116 and reads image data and the like from the recording medium 116. The display unit 113 displays image data. The recording medium 116 is a detachable storage medium such as a semiconductor memory, and records image data and the like. The external interface unit 114 is an interface for communicating with an external computer G or the like. The second memory unit 112 stores a calculation result or the like in the overall control calculation unit 110. Information related to the driving conditions of the imaging device 100 set by the user via the operation unit 117 is sent to the overall control calculation unit 110, and the overall control calculation unit 110 controls the entire imaging device 100 based on these pieces of information. .

図2は、固体撮像素子106の概略構成の一例を示す図である。
図2において、固体撮像素子106は、フォトダイオード201と、垂直電荷転送路202と、水平電荷転送路203と、出力部204と、バッファストレージセル205と、トランスファゲート206とを有している。
垂直電荷転送路202は、それぞれ、駆動パルスφV1〜φV12が加わる転送電極である電極V1〜V12を備えて構成される。また、電極V1、V3、V5、V7、V9、V11は、フォトダイオード201から垂直電荷転送路202へ電荷の読み出しを行う読み出し電極を兼ねている。垂直電荷転送路202の最終段のバッファストレージセル205、トランスファゲート206は、それぞれ、駆動パルスφBS、φTSが加わる転送電極BS、TSを備えて構成されている。水平電荷転送路203は、それぞれ、2相駆動パルスφH1、φH2の加わる転送電極である電極H1、H2を備えて構成される。
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a schematic configuration of the solid-state image sensor 106.
In FIG. 2, the solid-state imaging device 106 includes a photodiode 201, a vertical charge transfer path 202, a horizontal charge transfer path 203, an output unit 204, a buffer storage cell 205, and a transfer gate 206.
The vertical charge transfer path 202 includes electrodes V1 to V12 that are transfer electrodes to which drive pulses φV1 to φV12 are applied, respectively. The electrodes V 1, V 3, V 5, V 7, V 9, V 11 also serve as readout electrodes for reading out charges from the photodiode 201 to the vertical charge transfer path 202. The buffer storage cell 205 and transfer gate 206 at the final stage of the vertical charge transfer path 202 are configured to include transfer electrodes BS and TS to which drive pulses φBS and φTS are applied, respectively. The horizontal charge transfer path 203 includes electrodes H1 and H2, which are transfer electrodes to which two-phase drive pulses φH1 and φH2 are applied, respectively.

フォトダイオード201で光電変換された信号電荷は、タイミング発生部109から電極V1、V3、V5、V7、V9、V11に読み出しパルスを加えることで垂直電荷転送路202に送られる。このとき電極V1により読み出されるフィールドをAフィールド、電極V3により読み出されるフィールドをBフィールド、電極V5により読み出されるフィールドをCフィールドとする。同様に、電極V7により読み出されるフィールドをDフィールド、電極V9により読み出されるフィールドをEフィールド、電極V11により読み出されるフィールドをFフィールドとする。各電極V1、V3、V5、V7、V9により読み出された電荷は、さらに駆動パルスφV1〜φV12、φBS、φTSにより水平電荷転送路203の方向へ順に転送される。水平電荷転送路203は、垂直電荷転送路202から転送されて来た1行分の信号電荷を2相駆動パルスφH1及びφH2により出力部204に転送し、出力部204で、転送された信号電荷を電圧に変換し出力する。   The signal charge photoelectrically converted by the photodiode 201 is sent from the timing generator 109 to the vertical charge transfer path 202 by applying a read pulse to the electrodes V1, V3, V5, V7, V9, and V11. At this time, a field read by the electrode V1 is an A field, a field read by the electrode V3 is a B field, and a field read by the electrode V5 is a C field. Similarly, a field read by the electrode V7 is a D field, a field read by the electrode V9 is an E field, and a field read by the electrode V11 is an F field. The charges read by the electrodes V1, V3, V5, V7, and V9 are further transferred sequentially in the direction of the horizontal charge transfer path 203 by drive pulses φV1 to φV12, φBS, and φTS. The horizontal charge transfer path 203 transfers one row of signal charges transferred from the vertical charge transfer path 202 to the output unit 204 by two-phase drive pulses φH1 and φH2, and the output unit 204 transfers the signal charges transferred. Is converted to voltage and output.

図3は、固体撮像素子106で使用される色フィルタアレイの一部の一例を示す図である。ここでは、第1の色フィルタを赤(R)、第2の色フィルタを緑(G)、第3の色フィルタを緑(G)、第4の色フィルタを青(B)とした場合を示している。この色フィルタアレイの配列は、原色の色フィルタ配列のなかでも、特にベイヤ配列と呼ばれるものであり、高い解像度と優れた色再現性とを備えた色フィルタ配列である。
図3において、第1行目は、第3の色フィルタの緑(G)と第4の色フィルタの青(B)のみで構成され、電極V1で読み出されるAフィールドである。第2行目は、第1の色フィルタの赤(R)と第2の色フィルタの緑(G)のみで構成され、電極V3で読み出されるBフィールドである。第3行目は、第3の色フィルタの緑(G)と第4の色フィルタの青(B)のみで構成され、電極V5で読み出されるCフィールドである。第4行目は、第1の色フィルタの赤(R)と第2の色フィルタの緑(G)のみで構成され、電極V7で読み出されるDフィールドである。第5行目は、第3の色フィルタの緑(G)と第4の色フィルタの青(B)のみで構成され、電極V9で読み出されるEフィールドである。第6行目は第1の色フィルタの赤(R)と第2の色フィルタの緑(G)のみで構成され、電極V11で読み出されるFフィールドである。第7行目以降も同様に、Aフィールド、Bフィールド、Cフィールド・・・と画像領域において6つのフィールドが順番に並ぶように構成されている。
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a part of the color filter array used in the solid-state image sensor 106. Here, the first color filter is red (R), the second color filter is green (G), the third color filter is green (G), and the fourth color filter is blue (B). Show. This array of color filter arrays is called a Bayer array, among the color filter arrays of primary colors, and is a color filter array having high resolution and excellent color reproducibility.
In FIG. 3, the first row is an A field that is composed of only the third color filter green (G) and the fourth color filter blue (B), and is read by the electrode V1. The second row is a B field that is composed of only red (R) of the first color filter and green (G) of the second color filter and is read out by the electrode V3. The third row is a C field that is composed of only the third color filter green (G) and the fourth color filter blue (B), and is read by the electrode V5. The fourth row is a D field that is composed only of red (R) of the first color filter and green (G) of the second color filter and is read by the electrode V7. The fifth row is an E field which is composed of only the third color filter green (G) and the fourth color filter blue (B) and is read out by the electrode V9. The sixth row is an F field which is composed of only the red (R) of the first color filter and the green (G) of the second color filter and is read out by the electrode V11. Similarly, in the seventh and subsequent rows, the A field, the B field, the C field,... And six fields are arranged in order in the image area.

次に、撮像信号処理回路108(フィルタ手段)にて、ノイズ低減のために通常行われるローパスフィルタ処理について説明する。処理対象の画素の出力値をX(i,j)とし、その垂直方向の隣接画素の出力値をそれぞれX(i,j-2)、X(i,j-1)、X(i,j+1)、X(i,j+2)とする。すると、ローパスフィルタ処理後の出力値Y(i,j)は以下の(式1)のように表される(ただし、i、jは0以上の整数)。
Y(i,j)={X(i,j-2)+4×X(i,j-1)+6×X(i,j)+4×X(i,j+1)+X(i,j+2)}/16 ・・・(式1)
一例として、図10(a)に示した出力値に対して(式1)を適用した結果を示す。各ラインの出力値が(Afi, Bfi, Cfi, Dfi, Efi, Ffi)=(9,11,13,15,17,19)である場合、(式1)のローパスフィルタ処理は以下のように適応される。尚、各ラインのローパスフィルタ処理後の値を、Afi', Bfi', Cfi', Dfi', Efi', Ffi'とする。
Next, low-pass filter processing that is normally performed in the imaging signal processing circuit 108 (filter means) for noise reduction will be described. The output value of the pixel to be processed is X (i, j), and the output values of adjacent pixels in the vertical direction are X (i, j-2), X (i, j-1), and X (i, j), respectively. +1) and X (i, j + 2). Then, the output value Y (i, j) after the low-pass filter processing is expressed as in the following (Expression 1) (where i and j are integers of 0 or more).
Y (i, j) = {X (i, j-2) + 4 * X (i, j-1) + 6 * X (i, j) + 4 * X (i, j + 1) + X ( i, j + 2)} / 16 (Formula 1)
As an example, the result of applying (Equation 1) to the output value shown in FIG. When the output value of each line is (Afi, Bfi, Cfi, Dfi, Efi, Ffi) = (9, 11, 13, 15, 17, 19), the low pass filter processing of (Equation 1) is as follows: Adapted. The values after low-pass filter processing of each line are Afi ′, Bfi ′, Cfi ′, Dfi ′, Efi ′, and Ffi ′.

Afi'={17+4×19+6×9+4×11+13}/16=12.8
Bfi'={19+4×9+6×11+4×13+15}/16=11.8
Cfi'={9+4×11+6×13+4×15+17}/16=13.0
Dfi'={11+4×13+6×15+4×17+19}/16=15.0
Efi'={13+4×15+6×17+4×19+9}/16=16.3
Ffi'={15+4×17+6×19+4×9+11}/16=15.3
Afi ′ = {17 + 4 × 19 + 6 × 9 + 4 × 11 + 13} /16=12.8
Bfi ′ = {19 + 4 × 9 + 6 × 11 + 4 × 13 + 15} /16=11.8
Cfi ′ = {9 + 4 × 11 + 6 × 13 + 4 × 15 + 17} /16=13.0
Dfi ′ = {11 + 4 × 13 + 6 × 15 + 4 × 17 + 19} /16=15.0
Efi ′ = {13 + 4 × 15 + 6 × 17 + 4 × 19 + 9} /16=16.3
Ffi ′ = {15 + 4 × 17 + 6 × 19 + 4 × 9 + 11} /16=15.3

これらの計算結果からも分かるように、背景技術で述べたような従来の駆動方法では、(式1)のローパスフィルタ処理により十分に輝度の段差を軽減できない。
そこで、本実施形態では、輝度段差が軽減されるように、以下のような読み出し順で各フィールドの電荷を読み出した上で、(式1)のローパスフィルタ処理を行うようにする。
本実施形態では、フィールドの分割数がN(Nは3以上の自然数)である場合について説明する。K番目に読み出されるフィールドを第Kフィールドとし、画像上で第1フィールドとして読み出される1番目のラインを第1行、そこから数えてn番目のラインを第n行(nは1以上の整数、n≦N)とする。このとき、第n行のラインが何番目に読み出されるフィールドかを示す関数K(n)は下記の(式2)で表される。
As can be seen from these calculation results, the conventional driving method as described in the background art cannot sufficiently reduce the luminance step by the low-pass filter processing of (Equation 1).
Therefore, in this embodiment, the low-pass filter processing of (Equation 1) is performed after reading the charges in each field in the following reading order so as to reduce the luminance step.
In the present embodiment, a case where the number of field divisions is N (N is a natural number of 3 or more) will be described. The K-th field to be read is the K-th field, the first line read as the first field on the image is the first row, the n-th line counted from it is the n-th row (n is an integer of 1 or more, n ≦ N). At this time, the function K (n) indicating the number of the field from which the n-th line is read is expressed by the following (formula 2).

nが偶数のとき K(n)=n かつ nが奇数のとき K(n)≠n
又は
nが偶数のとき K(n)≠n かつ nが奇数のとき K(n)=n
・・・(式2)
(式2)は、第1フィールド(Aフィールド)から数えて、垂直方向の正の方向の並び順であっても、負の方向の並び順であっても同様に適応されるものとする。このように本実施形態では、nが奇数(偶数)の場合には、第nフィールドとして読み出されるラインとなり、nが偶数(奇数)の場合には、第nフィールドから読み出されるラインとならないように、フィールドの電荷の読み出し順を決定するようにしている。
When n is even K (n) = n and when n is odd K (n) ≠ n
Or when n is an even number K (n) ≠ n and when n is an odd number K (n) = n
... (Formula 2)
(Equation 2) is similarly applied to the arrangement order in the positive direction in the vertical direction and the arrangement order in the negative direction from the first field (A field). As described above, in this embodiment, when n is an odd number (even number), the line is read as the nth field, and when n is an even number (odd number), the line is not read from the nth field. The reading order of the field charges is determined.

フィールドの分割数NがN=6であるとき、(式2)を満たすように画像上では、例えば、以下のように読み出されるラインが順に並ぶ。すなわち、第5フィールド(Eフィールド)、第2フィールド(Bフィールド)、第1フィールド(Aフィールド)、第4フィールド(Dフィールド)、第3フィールド(Cフィールド)、第6フィールド(Fフィールド)として読み出されるラインが順に並ぶ。   When the field division number N is N = 6, for example, lines to be read out are arranged in order on the image so as to satisfy (Equation 2). That is, the fifth field (E field), the second field (B field), the first field (A field), the fourth field (D field), the third field (C field), and the sixth field (F field). The lines to be read out are arranged in order.

図4は、(式2)に従う読み出し順でフィールドの信号を読み出す場合の全体制御演算部110(制御手段)の制御による撮像装置100の撮像シーケンスの一例を示す図である。図4では、時間Tの軸(矢印)の方向に時間が進むことを示している。図4において、1段目がメカニカルシャッタ103の動作を示し、2段目が電子シャッタの動作を示し、3段目が固体撮像素子106から出力されるフィールドを示している。時間t0まで、電子シャッタパルスによりフォトダイオード201に残った電荷が基板方向に掃き捨てられる。時間t0から、時間t1でメカニカルシャッタ103が閉じられるまで露光が行われる。フォトダイオード201の電荷を読み出す前に、時間t1〜t2の期間において、垂直電荷転送路202、水平電荷転送路203を高速に駆動させることで、垂直電荷転送路202に発生した暗電流成分等の不要電荷が掃き出される。時間t2において、タイミング発生部109(読み出し手段)から電極V9に読み出しパルスが加えられると、Eフィールド(Efiと記載)の電荷が読み出される。読み出された電荷は、垂直電荷転送路202、水平電荷転送路203を転送し、出力部204にて電圧に変換され出力される。続いて同様に、タイミング発生部109(読み出し手段)から電極V3、V1、V7、V5、V11に順次読み出しパルスを印加して、以下のフィールドの電荷が読み出される。すなわち、Bフィールド(Bfi)、Aフィールド(Afi)、Dフィールド(Dfi)、Cフィールド(Cfi)、Fフィールド(Ffi)の電荷が読み出される。そして、読み出された電荷は、垂直電荷転送路202、水平電荷転送路203を転送し、出力部204から電圧として出力される。   FIG. 4 is a diagram illustrating an example of an imaging sequence of the imaging apparatus 100 under the control of the overall control calculation unit 110 (control unit) when the field signals are read in the reading order according to (Equation 2). FIG. 4 shows that time advances in the direction of the axis of time T (arrow). In FIG. 4, the first stage shows the operation of the mechanical shutter 103, the second stage shows the operation of the electronic shutter, and the third stage shows a field output from the solid-state image sensor 106. Until time t0, the electric charge remaining in the photodiode 201 is swept away toward the substrate by the electronic shutter pulse. Exposure is performed from time t0 until mechanical shutter 103 is closed at time t1. Before the charge of the photodiode 201 is read, the vertical charge transfer path 202 and the horizontal charge transfer path 203 are driven at high speed during a period of time t1 to t2, so that dark current components generated in the vertical charge transfer path 202 are Unnecessary charges are swept away. At time t2, when a read pulse is applied to the electrode V9 from the timing generator 109 (readout means), the charge in the E field (described as Efi) is read out. The read charges are transferred through the vertical charge transfer path 202 and the horizontal charge transfer path 203, converted into a voltage by the output unit 204, and output. Subsequently, similarly, a readout pulse is sequentially applied from the timing generator 109 (reading means) to the electrodes V3, V1, V7, V5, and V11, and the charges in the following fields are read out. That is, charges in the B field (Bfi), A field (Afi), D field (Dfi), C field (Cfi), and F field (Ffi) are read out. Then, the read charges are transferred through the vertical charge transfer path 202 and the horizontal charge transfer path 203 and output as a voltage from the output unit 204.

図5は、鏡筒等から光漏れがある状態で一様面(輝度が均一な面)を撮影し、図4に示した撮像シーケンスで電荷を読み出した際の各ラインの出力レベルの一例を示す図である。具体的に図5(a)は、固体撮像素子106から出力されCDS・A/D回路107を経て撮像信号処理回路108に入る直前の出力レベルを示し、図5(b)は、撮像信号処理回路108でローパスフィルタ処理を行った後の出力レベルを示す。
光漏れがあるため、図4の時間t1以降も各フィールドにおいて電荷が読み出されるまで露光され、それがオフセット成分として信号成分に重畳する。この光漏れによるオフセット成分は、読み出しの最も遅いFフィールドで最も大きくなり、ついでCフィールド、Dフィールド、Aフィールド、Bフィールド、Eフィールドの順に大きくなり、ラインごとの輝度段差となる。
FIG. 5 shows an example of the output level of each line when a uniform surface (a surface with uniform luminance) is imaged in a state where light leaks from a lens barrel and the like, and charges are read out in the imaging sequence shown in FIG. FIG. Specifically, FIG. 5A shows an output level output from the solid-state imaging device 106 and immediately before entering the imaging signal processing circuit 108 via the CDS / A / D circuit 107, and FIG. 5B shows imaging signal processing. The output level after low-pass filter processing is performed by the circuit 108 is shown.
Since there is light leakage, exposure is performed until charge is read out in each field after time t1 in FIG. 4, and this is superimposed on the signal component as an offset component. The offset component due to this light leakage becomes the largest in the F field with the slowest readout, then increases in the order of the C field, D field, A field, B field, and E field, resulting in a luminance step for each line.

(式1)の演算では、相互に隣接する画素(隣接画素)の影響の比重が大きい。このため、この特性に合わせて、隣接画素間での平均値が全てのラインで同じような出力レベルになる並びにすることで、図5(b)に示すように隣接画素との差分平滑化が有効的に作用することとなる。   In the calculation of (Expression 1), the specific gravity of the influence of adjacent pixels (adjacent pixels) is large. For this reason, in accordance with this characteristic, the average value between adjacent pixels becomes the same output level in all lines, so that differential smoothing with adjacent pixels can be performed as shown in FIG. It will work effectively.

本実施形態では、従来のように読み出したフィールド順のまま画像上に並べる方法に対し、画像上の偶数ライン又は奇数ラインのどちらか一方の読み出し順を変えるようにしている。本実施形態では、このようにすることによって、ローパスフィルタによる平滑化を有効に作用させることができるようになり、輝度段差の軽減を実現することが可能となる。   In this embodiment, the reading order of either the even lines or the odd lines on the image is changed as compared with the conventional method of arranging on the image in the field order read out. In this embodiment, smoothing with a low-pass filter can be effectively performed in this way, and it is possible to reduce the luminance step.

図4では、偶数ラインの読み出し順を固定する(変えない)場合の例を示したが、奇数ラインの読み出し順を固定する場合も同様に、ローパスフィルタによる平滑化を有効に作用させる並び順を実現できる。例えば、フィールド分割数N=6であるとき、例えば、第1フィールド、第4フィールド、第3フィールド、第6フィールド、第5フィールド、第2フィールドの順で各ラインの電荷が読み出されるようにすることができる。   FIG. 4 shows an example in which the reading order of the even lines is fixed (not changed). Similarly, when the reading order of the odd lines is fixed, the arrangement order in which the smoothing by the low-pass filter is effectively applied is also shown. realizable. For example, when the field division number N = 6, for example, the charge of each line is read in the order of the first field, the fourth field, the third field, the sixth field, the fifth field, and the second field. be able to.

以上のように本実施形態では、奇数ライン目(偶数ライン目)のフィールドの読み出し順を固定し、偶数ライン目(奇数ライン目)のフィールドの全ての読み出し順を変えて読み出した電荷に基づく信号に対してローパスフィルタ処理を行うようにした。具体的に、輝度が均一の面の撮像により固体撮像素子106から出力された出力信号に対してローパスフィルタ処理を行ったときに、出力画像上でのフィールド間の信号差が所定値以下となるような読み出し順番とする。本実施形態では、このようにして、光漏れによる横縞の空間周波数が高くなるように、読み出すフィールドの順番を変えることによって、読み出し順が隣り合うフィールド間の輝度の差を、読み出し順の変更前よりも小さくすることができる。よって、複数のフィールド読み出しを行う固体撮像装置で撮像された画像において、鏡筒や撮像装置の背面等の隙間から入射した光によって生じる輝度段差の画質への影響を、ハードウェアによる対策や出力信号に対する信号処理を行うことなく軽減できる。   As described above, in the present embodiment, the signal based on the charges read out by changing the reading order of the fields of the odd-numbered lines (even-numbered lines) and changing the reading order of all the fields of the even-numbered lines (odd-numbered lines). Low pass filter processing was performed on Specifically, when the low-pass filter processing is performed on the output signal output from the solid-state imaging device 106 by imaging the surface with uniform brightness, the signal difference between fields on the output image becomes a predetermined value or less. The reading order is as follows. In this embodiment, in this way, by changing the order of the fields to be read out so that the spatial frequency of the horizontal stripes due to light leakage is increased, the difference in luminance between the fields adjacent to each other in the reading order is changed before the reading order is changed. Can be made smaller. Therefore, in an image captured by a solid-state imaging device that performs a plurality of field readouts, the effects of luminance steps caused by light incident from gaps such as the lens barrel and the back surface of the imaging device on the image quality are measured by hardware measures and output signals. Can be reduced without signal processing.

尚、本実施形態では、6フィールドで1フレームを構成する撮像素子を例として示しているが、1フレームの分割数が6以外であっても同様に実現できる。
また、本実施形態では、(式1)のローパスフィルタにより輝度段差の軽減に有効な読み出し順を示したが、(式1)以外のローパスフィルタであってもよい。
In the present embodiment, an image sensor that constitutes one frame with six fields is shown as an example, but the same can be realized even if the number of divisions of one frame is other than six.
In the present embodiment, the reading order effective for reducing the luminance step is shown by the low-pass filter of (Expression 1), but a low-pass filter other than (Expression 1) may be used.

(第2の実施形態)
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。本実施形態と第1の実施形態とは、フィールドの読み出し順を決定する方法が主として異なる。したがって、本実施形態の説明において、第1の実施形態と同一の部分については、図1〜図5に付した符号と同一の符号を付す等して詳細な説明を省略する。
本実施形態では、輝度段差が軽減されるように、以下のような読み出し順で各フィールドの電荷を読み出した上で、(式1)のローパスフィルタ処理を行うようにする。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described. This embodiment is different from the first embodiment mainly in the method for determining the field reading order. Therefore, in the description of the present embodiment, the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those in FIGS.
In the present embodiment, the low-pass filter processing of (Equation 1) is performed after reading the charges in each field in the following reading order so that the luminance step is reduced.

まず、フィールドの分割数が奇数(2N+1(Nは1以上の整数))である場合について説明する。K番目に読み出されるフィールドを第Kフィールドとし、画像上で第1フィールドとして読み出される1番目のラインを第1行、そこから数えてn番目のラインを第n行(nは1以上の整数、n≦2N+1)とする。このとき、第n行のラインが何番目に読み出されるフィールドかを示す関数K(n)は、以下の(式3)、(式4)で表される。   First, a case where the number of field divisions is an odd number (2N + 1 (N is an integer of 1 or more)) will be described. The K-th field to be read is the K-th field, the first line read as the first field on the image is the first row, the n-th line counted from it is the n-th row (n is an integer of 1 or more, n ≦ 2N + 1). At this time, the function K (n) indicating the order in which the n-th line is read is expressed by the following (Expression 3) and (Expression 4).

(1≦n≦2N+1,nは奇数)のとき K(n)=n ・・・(式3)
(1≦n≦2N+1,nは偶数)のとき K(n)=2N+2−n ・・・(式4)
(1 ≦ n ≦ 2N + 1, where n is an odd number) K (n) = n (Expression 3)
(1 ≦ n ≦ 2N + 1, where n is an even number) K (n) = 2N + 2-n (Expression 4)

(式3)及び(式4)は、第1フィールドから数えて、垂直方向の正の方向の並び順であっても、負の方向の並び順であっても同様に適応されるものとする。
例えば、フィールドの分割数が5(N=2)であるとき、(式3)及び(式4)を満たすように画像上では、第1フィールド、第4フィールド、第3フィールド、第2フィールド、第5フィールドとして読み出されるラインが順に並ぶ。この場合、K(1)=1、K(2)=4、K(3)=3、K(4)=2、K(5)=5となる。同様にフィールドの分割数が9(N=4)であるとき、画像上では、第1フィールド、第8フィールド、第3フィールド、第6フィールド、第5フィールド、第4フィールド、第7フィールド、第2フィールド、第9フィールドとして読み出されるラインが順に並ぶ。この他、フィールドの分割数が3、7、11・・・であっても2N+1(Nは1以上の整数)で表される奇数であれば同様に(式3)及び(式4)に従って並び順(読み出し順)を変えることで、輝度段差の影響を最小限に抑えることができる。
(Equation 3) and (Equation 4) are similarly applied regardless of the arrangement order of the positive direction in the vertical direction and the arrangement order of the negative direction, counting from the first field. .
For example, when the number of field divisions is 5 (N = 2), on the image, the first field, the fourth field, the third field, the second field, so as to satisfy (Equation 3) and (Equation 4), Lines read as the fifth field are arranged in order. In this case, K (1) = 1, K (2) = 4, K (3) = 3, K (4) = 2, and K (5) = 5. Similarly, when the number of field divisions is 9 (N = 4), on the image, the first field, the eighth field, the third field, the sixth field, the fifth field, the fourth field, the seventh field, Lines read out as the 2nd field and the 9th field are arranged in order. In addition, even if the number of field divisions is 3, 7, 11,..., If they are odd numbers represented by 2N + 1 (N is an integer of 1 or more), they are similarly arranged according to (Expression 3) and (Expression 4). By changing the order (reading order), the influence of the luminance step can be minimized.

次に、フィールドの分割数が偶数(2N(Nは2以上の整数))である場合について説明する。K番目に読み出されるフィールドを第Kフィールドとし、画像上で第1フィールドとして読み出される1番目のラインを第1行、そこから数えてn番目のラインを第n行(nは1以上の整数、n≦2N)とする。このとき、第n行のラインが何番目に読み出されるフィールドかを示す関数K(n)は、以下の(式5)〜(式8)で表される。   Next, a case where the number of field divisions is an even number (2N (N is an integer of 2 or more)) will be described. The K-th field to be read is the K-th field, the first line read as the first field on the image is the first row, the n-th line counted from it is the n-th row (n is an integer of 1 or more, n ≦ 2N). At this time, the function K (n) indicating the number of the field from which the n-th line is read is expressed by the following (Expression 5) to (Expression 8).

(1≦n≦N,nは奇数)のとき K(n)=n ・・・(式5)
(1≦n≦N,nは偶数)のとき K(n)=2N+1−n ・・・(式6)
(N+1≦n≦2N,nは奇数)のとき K(n)=2N+1−n ・・・(式7)
(N+1≦n≦2N,nは偶数)のとき K(n)=n ・・・(式8)
(1 ≦ n ≦ N, where n is an odd number) K (n) = n (Formula 5)
(1 ≦ n ≦ N, where n is an even number) K (n) = 2N + 1−n (Expression 6)
(N + 1 ≦ n ≦ 2N, where n is an odd number) K (n) = 2N + 1−n (Expression 7)
(N + 1 ≦ n ≦ 2N, where n is an even number) K (n) = n (Expression 8)

(式5)〜(式8)は、第1フィールドから数えて、垂直方向の正の方向の並び順であっても、負の方向の並び順であっても同様に適応されるものとする。
例えば、フィールドの分割数が6(N=3)であるとき、画像上では、第1フィールド、第5フィールド、第3フィールド、第4フィールド、第2フィールド、第6フィールド
として読み出されるラインが順に並ぶ。この場合、K(1)=1、K(2)=5、K(3)=3、K(4)=4、K(5)=2、K(6)=6となる
同様に、フィールドの分割数が8(N=4)であるとき、画像上では、第1フィールド
第7フィールド、第3フィールド、第5フィールド、第4フィールド、第6フィールド、第2フィールド、第8フィールドとして読み出されるラインが順に並ぶ。この他、フィールドの分割数が4、10、12・・・であっても2N(Nは2以上の整数)で表される偶数であれば同様に(式5)〜(式8)に従って並び順(読み出し順)を変えることで、輝度段差の影響を最小限に抑えることが出来る。
(Equation 5) to (Equation 8) are applied in the same way regardless of the arrangement order in the positive direction in the vertical direction or the arrangement order in the negative direction, counting from the first field. .
For example, when the number of field divisions is 6 (N = 3), the lines read as the first field, the fifth field, the third field, the fourth field, the second field, and the sixth field are sequentially displayed on the image. line up. In this case, K (1) = 1, K (2) = 5, K (3) = 3, K (4) = 4, K (5) = 2, K (6) = 6 Is 8 (N = 4), the first field is read as the seventh field, the third field, the fifth field, the fourth field, the sixth field, the second field, and the eighth field on the image. Lines are arranged in order. In addition, even if the number of field divisions is 4, 10, 12,..., They are similarly arranged according to (Expression 5) to (Expression 8) as long as they are even numbers represented by 2N (N is an integer of 2 or more). By changing the order (reading order), the influence of the luminance step can be minimized.

以上のフィールドの読み出し順は、既存のローパスフィルタにより輝度段差を軽減するのに最も有効な読み出し順をシュミレーションした結果から導かれたものであり、フィールドの分割数が3以上の如何なる場合に対しても有効である。   The reading order of the above fields is derived from the result of simulating the reading order most effective for reducing the luminance step with the existing low-pass filter, and for any case where the number of field divisions is 3 or more. Is also effective.

図6は、フィールドの分割数が6であり、(式5)〜(式8)に従う読み出し順でフィールドの信号を読み出す場合の全体制御演算部110(制御手段)の制御による撮像装置100の撮像シーケンスの一例を示す図である。時間t0〜t2までの動作は、図4で説明した動作と同じであるため、ここでは詳細な説明を省略する。   In FIG. 6, the number of field divisions is 6, and the imaging apparatus 100 performs imaging under the control of the overall control calculation unit 110 (control unit) when the field signals are read in the reading order according to (Equation 5) to (Equation 8). It is a figure which shows an example of a sequence. Since the operation from time t0 to t2 is the same as the operation described in FIG. 4, detailed description thereof is omitted here.

時間t2において、タイミング発生部109(読み出し手段)から電極V3に読み出しパルスが加えられると、Aフィールド(Afi)の電荷が読み出される。読み出された電荷は、垂直電荷転送路202、水平電荷転送路203を転送し、出力部204にて電圧に変換されて出力される。続いて同様に、タイミング発生部109(読み出し手段)から電極V9、V5、V7、V3、V11に順次読み出しパルスを印加して、以下のフィールドの電荷が読み出される。すなわち、Eフィールド(Efi)、Cフィールド(Cfi)、Dフィールド(Dfi)、Bフィールド(Bfi)、Fフィールド(Ffi)の電荷が読み出される。そして、読み出された電荷は、垂直電荷転送路202、水平電荷転送路203を転送し、出力部204から電圧として出力される。   At time t2, when a read pulse is applied to the electrode V3 from the timing generator 109 (read means), the charge in the A field (Afi) is read. The read charges are transferred through the vertical charge transfer path 202 and the horizontal charge transfer path 203, converted into a voltage by the output unit 204, and output. Subsequently, similarly, a readout pulse is sequentially applied from the timing generator 109 (reading means) to the electrodes V9, V5, V7, V3, and V11 to read out charges in the following fields. That is, charges in the E field (Efi), C field (Cfi), D field (Dfi), B field (Bfi), and F field (Ffi) are read out. Then, the read charges are transferred through the vertical charge transfer path 202 and the horizontal charge transfer path 203 and output as a voltage from the output unit 204.

図7は、鏡筒等から光漏れがある状態で一様面(輝度が均一な面)を撮影し、図6に示した撮像シーケンスで電荷を読み出した際の各ラインの出力レベルの一例を示す図である。具体的に図7(a)は、固体撮像素子106から出力されCDS・A/D回路107を経て撮像信号処理回路108に入る直前の出力レベルを示し、図7(b)は、撮像信号処理回路108でローパスフィルタ処理を行った後の出力レベルを示す。
図7(b)に示すように、本実施形態では、フィールドの分割数が3以上の如何なる分割数であっても、第1の実施形態で説明したのと同様の効果が得られる。
FIG. 7 shows an example of the output level of each line when a uniform surface (a surface with uniform luminance) is imaged in a state where light leaks from a lens barrel or the like, and charges are read out in the imaging sequence shown in FIG. FIG. Specifically, FIG. 7A shows an output level output from the solid-state imaging device 106 and immediately before entering the imaging signal processing circuit 108 through the CDS / A / D circuit 107, and FIG. 7B shows imaging signal processing. The output level after low-pass filter processing is performed by the circuit 108 is shown.
As shown in FIG. 7B, in the present embodiment, the same effects as described in the first embodiment can be obtained regardless of the number of field divisions equal to or greater than three.

図8は、鏡筒等から光漏れがある状態で、5フィールドで1フレームを構成する固体撮像素子により一様面(輝度が均一な面)を撮影し、(式3)及び(式4)に従う撮像シーケンスで電荷を読み出した際の各ラインの出力レベルの一例を示す図である。具体的に図8(a)は、固体撮像素子106から出力されCDS・A/D回路107を経て撮像信号処理回路108に入る直前の出力レベルを示し、図8(b)は、撮像信号処理回路108でローパスフィルタ処理を行った後の出力レベルを示す。図8(b)に示すように、6フィールドで1フレームを構成する固体撮像素子以外の固体撮像素子であっても、1フレームの分割数が6のものと同様の効果を奏する。
また、本実施形態では、(式1)のローパスフィルタにより輝度段差の軽減に有効な読み出し順を示したが、(式1)以外のローパスフィルタであってもよい。
FIG. 8 shows an image of a uniform surface (a surface with uniform luminance) captured by a solid-state imaging device that forms one frame with five fields in a state where light leaks from a lens barrel or the like. FIG. 6 is a diagram illustrating an example of an output level of each line when electric charges are read out in an imaging sequence according to FIG. Specifically, FIG. 8A shows an output level output from the solid-state imaging device 106 and immediately before entering the imaging signal processing circuit 108 via the CDS / A / D circuit 107, and FIG. 8B shows imaging signal processing. The output level after low-pass filter processing is performed by the circuit 108 is shown. As shown in FIG. 8B, even if the solid-state image sensor other than the solid-state image sensor that constitutes one frame with six fields has the same effect as that of the case where the number of divisions of one frame is six.
In the present embodiment, the reading order effective for reducing the luminance step is shown by the low-pass filter of (Expression 1), but a low-pass filter other than (Expression 1) may be used.

尚、前述した実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。   The above-described embodiments are merely examples of implementation in carrying out the present invention, and the technical scope of the present invention should not be construed in a limited manner. That is, the present invention can be implemented in various forms without departing from the technical idea or the main features thereof.

(その他の実施例)
本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、まず、以上の実施形態の機能を実現するソフトウェア(コンピュータプログラム)を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給する。そして、そのシステム或いは装置のコンピュータ(又はCPUやMPU等)が当該コンピュータプログラムを読み出して実行する。
(Other examples)
The present invention is also realized by executing the following processing. That is, first, software (computer program) that realizes the functions of the above embodiments is supplied to a system or apparatus via a network or various storage media. Then, the computer (or CPU, MPU, etc.) of the system or apparatus reads and executes the computer program.

100 撮像装置、106 固体撮像素子、108 撮像信号処理回路   DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Imaging device, 106 Solid-state image sensor, 108 Imaging signal processing circuit

Claims (11)

光電変換手段で光電変換された電荷に基づく1フレームの画像を、N(Nは整数)個のフィールドに分割し、分割したフィールドごとに異なるタイミングでそれぞれのフィールドの電荷を読み出す読み出し手段と、
前記フィールドの電荷の読み出し順を制御する制御手段と
前記読み出し手段で読み出された電荷に基づく画像信号に対して行うローパスフィルタ処理として、前記画像の垂直方向における隣接画素間の平滑化を行うフィルタ手段と、を有し、
前記制御手段は、K番目(Kは1以上の整数)に読み出すフィールドを第Kフィールドとし、出力される画像上において第1フィールドとして読み出されるラインを1番目のラインとしたときのn番目のライン(nは1以上の整数であり且つn≦N)が、nが奇数の場合には、第nフィールドとして読み出されるラインとなり、nが偶数の場合には、第nフィールドから読み出されるラインとならないように、前記フィールドの電荷の読み出し順を制御して、前記ローパスフィルタ処理がなされた後の前記垂直方向で隣接する画素間の光漏れによる輝度の平均値の差が、前記ラインのそれぞれで所定の範囲内になるようにすることを特徴とする固体撮像装置。
Reading means an image of one frame based on the charge photoelectrically converted, N (N is the integer) is divided into individual fields and reading charges of each field at different timings for each divided field in the photoelectric conversion means,
Control means for controlling the reading order of charges in the field ;
Filter means for performing smoothing between adjacent pixels in the vertical direction of the image as low-pass filter processing performed on the image signal based on the electric charge read by the reading means ;
The control means sets the Kth field (K is an integer equal to or greater than 1) as the Kth field, and the nth line when the line read as the first field on the output image is the first line. (N is an integer equal to or greater than 1 and n ≦ N). When n is an odd number, the line is read as the nth field. When n is an even number, the line is not read from the nth field. As described above, the difference in the average value of luminance due to light leakage between pixels adjacent in the vertical direction after the low-pass filter processing is controlled by controlling the readout order of the charges in the field is predetermined for each of the lines. A solid-state imaging device characterized by being in the range .
光電変換手段で光電変換された電荷に基づく1フレームの画像を、N(Nは整数)個のフィールドに分割し、分割したフィールドごとに異なるタイミングでそれぞれのフィールドの電荷を読み出す読み出し手段と、
前記フィールドの電荷の読み出し順を制御する制御手段と
前記読み出し手段で読み出された電荷に基づく画像信号に対して行うローパスフィルタ処理として、前記画像の垂直方向における隣接画素間の平滑化を行うフィルタ手段と、を有し、
前記制御手段は、K番目(Kは1以上の整数)に読み出すフィールドを第Kフィールドとし、出力される画像上において第1フィールドとして読み出されるラインを1番目のラインとしたときのn番目のライン(nは1以上の整数であり且つn≦N)が、nが偶数の場合には、第nフィールドとして読み出されるラインとなり、nが奇数の場合には、第nフィールドから読み出されるラインとならないように、前記フィールドの電荷の読み出し順を制御して、前記ローパスフィルタ処理がなされた後の前記垂直方向で隣接する画素間の光漏れによる輝度の平均値の差が、前記ラインのそれぞれで所定の範囲内になるようにすることを特徴とする固体撮像装置。
Reading means an image of one frame based on the charge photoelectrically converted, N (N is the integer) is divided into individual fields and reading charges of each field at different timings for each divided field in the photoelectric conversion means,
Control means for controlling the reading order of charges in the field ;
Filter means for performing smoothing between adjacent pixels in the vertical direction of the image as low-pass filter processing performed on the image signal based on the electric charge read by the reading means ;
The control means sets the Kth field (K is an integer equal to or greater than 1) as the Kth field, and the nth line when the line read as the first field on the output image is the first line. (N is an integer equal to or greater than 1 and n ≦ N). When n is an even number, the line is read as the nth field. When n is an odd number, the line is not read from the nth field. As described above, the difference in the average value of luminance due to light leakage between pixels adjacent in the vertical direction after the low-pass filter processing is controlled by controlling the readout order of the charges in the field is predetermined for each of the lines. A solid-state imaging device characterized by being in the range .
光電変換手段で光電変換された電荷に基づく1フレームの画像を、2N+1(Nは整数)個のフィールドに分割し、分割したフィールドごとに異なるタイミングでそれぞれのフィールドの電荷を読み出す読み出し手段と、
前記フィールドの電荷の読み出し順を制御する制御手段と
前記読み出し手段で読み出された電荷に基づく画像信号に対して行うローパスフィルタ処理として、前記画像の垂直方向における隣接画素間の平滑化を行うフィルタ手段と、を有し、
前記制御手段は、K番目(Kは1以上の整数)に読み出すフィールドを第Kフィールドとし、出力される画像上において第1フィールドとして読み出されるラインを1番目のラインとしたときのn番目のライン(nは1以上の整数であり且つn≦2N+1)が、nが、1≦n≦2N+1であり且つ奇数の場合には、第nフィールドとして読み出されるラインとなり、nが、1≦n≦2N+1であり且つ偶数の場合には、第(2N+2−n)フィールドとして読み出されるラインとなるように、前記フィールドの電荷の読み出し順を制御して、前記ローパスフィルタ処理がなされた後の前記垂直方向で隣接する画素間の光漏れによる輝度の平均値の差が、前記ラインのそれぞれで所定の範囲内になるようにすることを特徴とする固体撮像装置。
Reading means an image of one frame based on the charge photoelectrically converted, 2N + 1 (N is the integer) is divided into individual fields and reading charges of each field at different timings for each divided field in the photoelectric conversion means,
Control means for controlling the reading order of charges in the field ;
Filter means for performing smoothing between adjacent pixels in the vertical direction of the image as low-pass filter processing performed on the image signal based on the electric charge read by the reading means ;
The control means sets the Kth field (K is an integer equal to or greater than 1) as the Kth field, and the nth line when the line read as the first field on the output image is the first line. (N is an integer equal to or greater than 1 and n ≦ 2N + 1), but when n is 1 ≦ n ≦ 2N + 1 and is an odd number, the line is read as the nth field, and n is 1 ≦ n ≦ 2N + 1 In the case of an even number, the charge readout order of the field is controlled so that the line is read as the (2N + 2-n) field, and the vertical direction after the low-pass filter processing is performed. A solid-state imaging device characterized in that a difference in average value of luminance due to light leakage between adjacent pixels falls within a predetermined range in each of the lines .
光電変換手段で光電変換された電荷に基づく1フレームの画像を、2N(Nは整数)個のフィールドに分割し、分割したフィールドごとに異なるタイミングでそれぞれのフィールドの電荷を読み出す読み出し手段と、
前記フィールドの電荷の読み出し順を制御する制御手段と
前記読み出し手段で読み出された電荷に基づく画像信号に対して行うローパスフィルタ処理として、前記画像の垂直方向における隣接画素間の平滑化を行うフィルタ手段と、を有し、
前記制御手段は、K番目(Kは1以上の整数)に読み出すフィールドを第Kフィールドとし、出力される画像上において第1フィールドとして読み出されるラインを1番目のラインとしたときのn番目のライン(nは1以上の整数であり且つn≦2N)が、
nが、1≦n≦Nであり且つ奇数の場合、又は、nが、N+1≦n≦2Nであり且つ偶数である場合には、第nフィールドとして読み出されるラインとなり、
nが、1≦n≦Nであり且つ偶数の場合、又は、nが、N+1≦n≦2Nであり且つ奇数である場合には、第(2N+1−n)フィールドとして読み出されるラインとなるように、前記フィールドの電荷の読み出し順を制御して、前記ローパスフィルタ処理がなされた後の前記垂直方向で隣接する画素間の光漏れによる輝度の平均値の差が、前記ラインのそれぞれで所定の範囲内になるようにすることを特徴とする固体撮像装置。
Reading means an image of one frame based on the charge photoelectrically converted, 2N (N is the integer) is divided into individual fields and reading charges of each field at different timings for each divided field in the photoelectric conversion means,
Control means for controlling the reading order of charges in the field ;
Filter means for performing smoothing between adjacent pixels in the vertical direction of the image as low-pass filter processing performed on the image signal based on the electric charge read by the reading means ;
The control means sets the Kth field (K is an integer equal to or greater than 1) as the Kth field, and the nth line when the line read as the first field on the output image is the first line. (N is an integer of 1 or more and n ≦ 2N),
When n is 1 ≦ n ≦ N and is odd, or when n is N + 1 ≦ n ≦ 2N and is even, the line is read as the nth field,
When n is 1 ≦ n ≦ N and an even number, or when n is N + 1 ≦ n ≦ 2N and is an odd number, the line is read as the (2N + 1−n) field. The difference in the average value of luminance due to light leakage between adjacent pixels in the vertical direction after the low-pass filter processing is controlled by controlling the readout order of the electric charges in the field is within a predetermined range in each of the lines. A solid-state image pickup device characterized by being placed inside .
前記ローパスフィルタ処理がなされた後の前記垂直方向で隣接する画素間の光漏れによる輝度の平均値が、前記ラインのそれぞれで同じになるようにしたことを特徴とする請求項1〜4の何れか1項に記載の固体撮像装置。5. The average value of luminance due to light leakage between adjacent pixels in the vertical direction after the low-pass filter processing is made to be the same in each of the lines. 6. The solid-state imaging device according to claim 1. 光電変換手段で光電変換された電荷に基づく1フレームの画像を、N(Nは整数)個のフィールドに分割し、分割したフィールドごとに異なるタイミングでそれぞれのフィールドの電荷を読み出す読み出し工程と、
前記フィールドの電荷の読み出し順を制御する制御工程と
前記読み出し工程で読み出された電荷に基づく画像信号に対して行うローパスフィルタ処理として、前記画像の垂直方向における隣接画素間の平滑化を行うフィルタ工程と、を有し、
前記制御工程は、K番目(Kは1以上の整数)に読み出すフィールドを第Kフィールドとし、出力される画像上において第1フィールドとして読み出されるラインを1番目のラインとしたときのn番目のライン(nは1以上の整数であり且つn≦N)が、nが奇数の場合には、第nフィールドとして読み出されるラインとなり、nが偶数の場合には、第nフィールドから読み出されるラインとならないように、前記フィールドの電荷の読み出し順を制御して、前記ローパスフィルタ処理がなされた後の前記垂直方向で隣接する画素間の光漏れによる輝度の平均値の差が、前記ラインのそれぞれで所定の範囲内になるようにすることを特徴とする固体撮像装置の駆動方法。
A reading step the image of one frame based on the charge photoelectrically converted, N (N is the integer) is divided into individual fields and reads the respective fields of charge at different timings for each divided field in the photoelectric conversion means,
A control step for controlling the reading order of the charges in the field ;
As a low-pass filter process performed on the image signal based on the electric charge read out in the read-out step, a filter step of performing smoothing between adjacent pixels in the vertical direction of the image ,
In the control step, the Kth field (K is an integer equal to or greater than 1) is the Kth field, and the line read as the first field on the output image is the first line. (N is an integer equal to or greater than 1 and n ≦ N). When n is an odd number, the line is read as the nth field. When n is an even number, the line is not read from the nth field. As described above, the difference in the average value of luminance due to light leakage between pixels adjacent in the vertical direction after the low-pass filter processing is controlled by controlling the readout order of the charges in the field is predetermined for each of the lines. A method for driving a solid-state imaging device, wherein the solid-state imaging device is in a range of .
光電変換手段で光電変換された電荷に基づく1フレームの画像を、N(Nは整数)個のフィールドに分割し、分割したフィールドごとに異なるタイミングでそれぞれのフィールドの電荷を読み出す読み出し工程と、
前記フィールドの電荷の読み出し順を制御する制御工程と
前記読み出し工程で読み出された電荷に基づく画像信号に対して行うローパスフィルタ処理として、前記画像の垂直方向における隣接画素間の平滑化を行うフィルタ工程と、を有し、
前記制御工程は、K番目(Kは1以上の整数)に読み出すフィールドを第Kフィールドとし、出力される画像上において第1フィールドとして読み出されるラインを1番目のラインとしたときのn番目のライン(nは1以上の整数であり且つn≦N)が、nが偶数の場合には、第nフィールドとして読み出されるラインとなり、nが奇数の場合には、第nフィールドから読み出されるラインとならないように、前記フィールドの電荷の読み出し順を制御して、前記ローパスフィルタ処理がなされた後の前記垂直方向で隣接する画素間の光漏れによる輝度の平均値の差が、前記ラインのそれぞれで所定の範囲内になるようにすることを特徴とする固体撮像装置の駆動方法。
A reading step the image of one frame based on the charge photoelectrically converted, N (N is the integer) is divided into individual fields and reads the respective fields of charge at different timings for each divided field in the photoelectric conversion means,
A control step for controlling the reading order of the charges in the field ;
As a low-pass filter process performed on the image signal based on the electric charge read out in the read-out step, a filter step of performing smoothing between adjacent pixels in the vertical direction of the image ,
In the control step, the Kth field (K is an integer equal to or greater than 1) is the Kth field, and the line read as the first field on the output image is the first line. (N is an integer equal to or greater than 1 and n ≦ N). When n is an even number, the line is read as the nth field. When n is an odd number, the line is not read from the nth field. As described above, the difference in the average value of luminance due to light leakage between pixels adjacent in the vertical direction after the low-pass filter processing is controlled by controlling the readout order of the charges in the field is predetermined for each of the lines. A method for driving a solid-state imaging device, wherein the solid-state imaging device is in a range of .
光電変換手段で光電変換された電荷に基づく1フレームの画像を、2N+1(Nは整数)個のフィールドに分割し、分割したフィールドごとに異なるタイミングでそれぞれのフィールドの電荷を読み出す読み出し工程と、
前記フィールドの電荷の読み出し順を制御する制御工程と
前記読み出し工程で読み出された電荷に基づく画像信号に対して行うローパスフィルタ処理として、前記画像の垂直方向における隣接画素間の平滑化を行うフィルタ工程と、を有し、
前記制御工程は、K番目(Kは1以上の整数)に読み出すフィールドを第Kフィールドとし、出力される画像上において第1フィールドとして読み出されるラインを1番目のラインとしたときのn番目のライン(nは1以上の整数であり且つn≦2N+1)が、nが、1≦n≦2N+1であり且つ奇数の場合には、第nフィールドとして読み出されるラインとなり、nが、1≦n≦2N+1であり且つ偶数の場合には、第(2N+2−n)フィールドとして読み出されるラインとなるように、前記フィールドの電荷の読み出し順を制御して、前記ローパスフィルタ処理がなされた後の前記垂直方向で隣接する画素間の光漏れによる輝度の平均値の差が、前記ラインのそれぞれで所定の範囲内になるようにすることを特徴とする固体撮像装置の駆動方法。
A reading step the image of one frame based on the charge photoelectrically converted, 2N + 1 (N is the integer) is divided into individual fields and reads the respective fields of charge at different timings for each divided field in the photoelectric conversion means,
A control step for controlling the reading order of the charges in the field ;
As a low-pass filter process performed on the image signal based on the electric charge read out in the read-out step, a filter step of performing smoothing between adjacent pixels in the vertical direction of the image ,
In the control step, the Kth field (K is an integer equal to or greater than 1) is the Kth field, and the line read as the first field on the output image is the first line. (N is an integer equal to or greater than 1 and n ≦ 2N + 1), but when n is 1 ≦ n ≦ 2N + 1 and is an odd number, the line is read as the nth field, and n is 1 ≦ n ≦ 2N + 1 In the case of an even number, the charge readout order of the field is controlled so that the line is read as the (2N + 2-n) field, and the vertical direction after the low-pass filter processing is performed. the difference between the average value of the brightness due to light leakage between adjacent pixels, the solid-state imaging device, characterized in that set to be within a predetermined range in each of the lines Dynamic way.
光電変換手段で光電変換された電荷に基づく1フレームの画像を、2N(Nは整数)個のフィールドに分割し、分割したフィールドごとに異なるタイミングでそれぞれのフィールドの電荷を読み出す読み出し工程と、
前記フィールドの電荷の読み出し順を制御する制御工程と
前記読み出し工程で読み出された電荷に基づく画像信号に対して行うローパスフィルタ処理として、前記画像の垂直方向における隣接画素間の平滑化を行うフィルタ工程と、を有し、
前記制御工程は、K番目(Kは1以上の整数)に読み出すフィールドを第Kフィールドとし、出力される画像上において第1フィールドとして読み出されるラインを1番目のラインとしたときのn番目のライン(nは1以上の整数であり且つn≦2N)が、
nが、1≦n≦Nであり且つ奇数の場合、又は、nが、N+1≦n≦2Nであり且つ偶数である場合には、第nフィールドとして読み出されるラインとなり、
nが、1≦n≦Nであり且つ偶数の場合、又は、nが、N+1≦n≦2Nであり且つ奇数である場合には、第(2N+1−n)フィールドとして読み出されるラインとなるように、前記フィールドの電荷の読み出し順を制御して、前記ローパスフィルタ処理がなされた後の前記垂直方向で隣接する画素間の光漏れによる輝度の平均値の差が、前記ラインのそれぞれで所定の範囲内になるようにすることを特徴とする固体撮像装置の駆動方法。
A reading step the image of one frame based on the charge photoelectrically converted, 2N (N is the integer) is divided into individual fields and reads the respective fields of charge at different timings for each divided field in the photoelectric conversion means,
A control step for controlling the reading order of the charges in the field ;
As a low-pass filter process performed on the image signal based on the electric charge read out in the read-out step, a filter step of performing smoothing between adjacent pixels in the vertical direction of the image ,
In the control step, the Kth field (K is an integer equal to or greater than 1) is the Kth field, and the line read as the first field on the output image is the first line. (N is an integer of 1 or more and n ≦ 2N),
When n is 1 ≦ n ≦ N and is odd, or when n is N + 1 ≦ n ≦ 2N and is even, the line is read as the nth field,
When n is 1 ≦ n ≦ N and an even number, or when n is N + 1 ≦ n ≦ 2N and is an odd number, the line is read as the (2N + 1−n) field. The difference in the average value of luminance due to light leakage between adjacent pixels in the vertical direction after the low-pass filter processing is controlled by controlling the readout order of the electric charges in the field is within a predetermined range in each of the lines. A method of driving a solid-state imaging device, wherein
前記ローパスフィルタ処理がなされた後の前記垂直方向で隣接する画素間の光漏れによる輝度の平均値が、前記ラインのそれぞれで同じになるようにしたことを特徴とする請求項6〜9の何れか1項に記載の固体撮像装置の駆動方法。The average value of luminance due to light leakage between adjacent pixels in the vertical direction after the low-pass filter processing is made to be the same in each of the lines. A method for driving the solid-state imaging device according to claim 1. 請求項610のれか1項に記載の固体撮像装置の駆動方法の各工程をコンピュータに実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。 Computer program characterized by executing the steps of the method for driving the solid-state imaging device according to the computer what Re one of claims 6-10.
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