JP5921092B2 - Imaging device, control method thereof, and control program - Google Patents

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Description

本発明はCCDおよびCMOSイメージセンサ等の撮像素子を有する撮像装置に関し、特に、撮像素子の駆動方法に関する。   The present invention relates to an image pickup apparatus having an image pickup element such as a CCD and a CMOS image sensor, and more particularly to a method for driving the image pickup element.

一般に、デジタルカメラ等の撮像装置おいては、CCD又はCMOSイメージセンサ等の固体撮像素子が用いられており、固体撮像素子で撮像された静止画像又は動画像を記録・再生している。例えば、CMOSイメージセンサが用いられた撮像装置においては、撮影の際、CMOSイメージセンサのフォトダイオードに光学像に応じて発生した電荷を読み出し回路で信号電圧に変換した後、当該電圧信号を増幅して出力端子から出力している。   In general, in an imaging apparatus such as a digital camera, a solid-state image sensor such as a CCD or a CMOS image sensor is used, and a still image or a moving image captured by the solid-state image sensor is recorded and reproduced. For example, in an image pickup apparatus using a CMOS image sensor, a charge generated according to an optical image in a photodiode of the CMOS image sensor is converted into a signal voltage by a readout circuit at the time of shooting, and then the voltage signal is amplified. Output from the output terminal.

このような撮像装置においては、撮像素子で光学像を電気信号に変換する過程において画像の画質劣化の原因となる様々なノイズが発生する。代表的なノイズとして、画素毎の製造バラツキに起因して発生する画素欠陥によるノイズ、そして、読み出し回路を構成するアンプなどの部品の製造バラツキに起因する固定パターンノイズなどが挙げられる。   In such an imaging apparatus, various noises that cause image quality degradation of the image are generated in the process of converting an optical image into an electrical signal by the imaging element. Typical noise includes noise due to pixel defects caused by manufacturing variations for each pixel, and fixed pattern noises caused by manufacturing variations of components such as an amplifier constituting the readout circuit.

さらに、画素および読み出し回路のリセットノイズ、画素領域において発生する暗電流などの撮像動作を行う度に変動するランダムノイズも、代表的なノイズとして知られている。   Furthermore, random noise that changes every time an imaging operation such as reset noise of pixels and readout circuits and dark current generated in the pixel region is performed is also known as typical noise.

上述のようなノイズを、撮像素子の内部で除去する手法として、次の『S−N動作』が知られている(例えば、特許文献1参照)。   The following “SN operation” is known as a technique for removing the noise as described above inside the image sensor (see, for example, Patent Document 1).

『S−N動作』においては、画素内のフォトダイオードをリセットした後に、撮像素子の露光を行って、フォトダイオードで光電変換及び電荷の蓄積が行われる。そして、撮像素子の露光が終了するタイミングに合わせて、フォトダイオードを除いて、画素内のフォトダイオード後段の回路(以下後段回路という)および読み出し回路をリセットする。   In the “SN operation”, after resetting the photodiode in the pixel, the image sensor is exposed to perform photoelectric conversion and charge accumulation in the photodiode. Then, in accordance with the timing when the exposure of the image sensor is completed, the photodiode rear-stage circuit (hereinafter referred to as the rear-stage circuit) and the readout circuit in the pixel are reset except for the photodiode.

リセットが完了すると、フォトダイオードに蓄積された電荷を後段回路に出力していない状態で、リセットの際の画素信号をノイズ成分として読み出し回路に備えられた第1のラインメモリに転送して、当該ノイズ成分を第1のラインメモリに保持する(以下、ノイズ信号を『N信号』と呼び、N信号の転送動作を『N転送』と呼ぶ)。   When the reset is completed, the pixel signal at the time of resetting is transferred to the first line memory provided in the readout circuit as a noise component in a state where the charge accumulated in the photodiode is not output to the subsequent circuit, and The noise component is held in the first line memory (hereinafter, the noise signal is referred to as “N signal” and the N signal transfer operation is referred to as “N transfer”).

続いて、フォトダイオードに蓄積された電荷を後段回路に出力する。この際、画素信号は光信号として読み出し回路に備えられた第2のラインメモリに転送され、当該光信号を第2のラインメモリに保持する(以下、光信号を『S信号』と呼び、S信号の転送を『S転送』と呼ぶ。)
S転送が終了した後、第2のラインメモリに保持されたS信号と第1のラインメモリに保持されたN信号とは、順次最後段の差動アンプに送られる。最後に、差動アンプでS信号とN信号との差分を求めて、当該差分が画像信号として撮像素子の出力端子から後段の画像処理回路に出力される。
Subsequently, the charge accumulated in the photodiode is output to the subsequent circuit. At this time, the pixel signal is transferred as an optical signal to a second line memory provided in the readout circuit, and the optical signal is held in the second line memory (hereinafter, the optical signal is referred to as “S signal”, and S Signal transfer is called “S transfer”.)
After the S transfer is completed, the S signal held in the second line memory and the N signal held in the first line memory are sequentially sent to the last differential amplifier. Finally, the difference between the S signal and the N signal is obtained by the differential amplifier, and the difference is output as an image signal from the output terminal of the image sensor to the subsequent image processing circuit.

以上の動作のうち、N転送、S転送、及び差動アンプにおける差分算出(差分動作)が前述の『S−N動作』と呼ばれる。   Among the above operations, N transfer, S transfer, and difference calculation (differential operation) in the differential amplifier are referred to as the above-described “SN operation”.

上述の『S−N動作』を行うことによって、画素および読み出し回路毎に異なるノイズ成分を、撮像動作の都度適切に除去して、良好な画質の画像信号を得ることが可能となる。   By performing the “S-N operation” described above, it is possible to appropriately remove noise components that differ for each pixel and readout circuit, and obtain an image signal with good image quality.

特開2004−134752号公報JP 2004-134752 A

しかしながら、上述のS−N動作を行うことによって、新たなノイズ成分が生成されて、画質を劣化させてしまう場合がある。いま、N転送が開始されて、S転送が終了するタイミングまで撮像素子の電源および接地レベル(GNDレベル)が安定していれば、S−N動作を行うことによってノイズ成分を過不足なく除去することができる。   However, when the above-described SN operation is performed, a new noise component may be generated and the image quality may be deteriorated. If the power supply and the ground level (GND level) of the image sensor are stable until the timing at which the N transfer is started and the S transfer is completed, the noise component is removed without excess or short by performing the SN operation. be able to.

ところが、N転送とS転送との各々のタイミングにおいて撮像素子の電源又はGNDレベルが変動した場合には、N転送時とS転送時とにおいて基準電圧が異なってしまう。この結果、N信号およびS信号の各々の基準電圧の変動分がオフセット誤差として現われる。   However, when the power supply or GND level of the image sensor fluctuates at each timing of N transfer and S transfer, the reference voltage differs between N transfer and S transfer. As a result, the fluctuation amount of the reference voltage of each of the N signal and the S signal appears as an offset error.

この状態でS−N動作を行うと、N信号に重畳されたオフセットとS信号に重畳されたオフセットとの差分が、新たなノイズとなって画像信号に現れて、画質が劣化してしまう。   When the SN operation is performed in this state, the difference between the offset superimposed on the N signal and the offset superimposed on the S signal appears as new noise in the image signal, and the image quality deteriorates.

一般に、『S−N動作』は同一の画素行に配された画素群の信号に対して、同一のタイミングで行われるので、上記のようなオフセットの差分に起因するノイズは画像中に横縞状のパターンノイズとなって現れる。   In general, since the “SN operation” is performed at the same timing with respect to the signals of the pixel groups arranged in the same pixel row, the noise due to the offset difference as described above is in the form of horizontal stripes in the image. Appears as pattern noise.

従って、本発明の目的は、撮像素子の電源又はGNDレベルの変動に起因する画質劣化を抑制することのできる撮像装置、その制御方法、および制御プログラムを提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide an imaging apparatus, a control method thereof, and a control program that can suppress image quality degradation caused by fluctuations in the power supply or GND level of the imaging element.

上記の目的を達成するため、本発明による撮像装置は、複数の単位画素が2次元マトリックス状に配列され、前記単位画素から行単位で光信号及びノイズ信号を読み出す読み出し手段と、前記光信号と前記ノイズ信号との差分を画像信号として出力する差分信号出力手段とを備えた撮像素子と、前記読み出し手段による前記光信号と前記ノイズ信号の少なくともいずれか一方の読み出しタイミングが互いに異なる複数の駆動パターンを記憶するメモリ手段と、前記撮像素子の電源電圧を変動させるノイズ源が電気的に駆動されている否かを判定し、前記ノイズ源が電気的に駆動されていると判定した場合に、前記メモリ手段から前記ノイズ源に対応した駆動パターンを選択し、選択した駆動パターンで前記撮像素子の読み出し制御を行う制御手段とを有することを特徴とする。 In order to achieve the above object, an imaging apparatus according to the present invention includes a plurality of unit pixels arranged in a two-dimensional matrix, a readout unit that reads out an optical signal and a noise signal in units of rows from the unit pixels, and the optical signal. A plurality of drive patterns in which an image pickup device including a difference signal output unit that outputs a difference from the noise signal as an image signal and at least one of the optical signal and the noise signal read by the reading unit are different from each other If the memory means for storing, noise source to vary the power supply voltage of the image sensor is determined whether the electrically driven, the noise source is determined to be electrically driven, A control pattern corresponding to the noise source is selected from the memory means, and readout control of the image sensor is performed with the selected drive pattern. And having a means.

本発明による制御方法は、複数の単位画素が2次元マトリックス状に配列され、前記単位画素から行単位で光信号及びノイズ信号を読み出す読み出し手段と、前記光信号と前記ノイズ信号との差分を画像信号として出力する差分信号出力手段とを備えた撮像素子と、前記読み出し手段による前記光信号と前記ノイズ信号の少なくともいずれか一方の読み出しタイミングが互いに異なる複数の駆動パターンを記憶するメモリ手段とを有する撮像装置を制御するための制御方法であって、前記撮像素子の電源電圧を変動させるノイズ源電気的駆動されているか否かを判定する判定ステップと、前記判定ステップにおいて前記ノイズ源が電気的に駆動されていると判定された場合に、前記メモリ手段から前記ノイズ源に対応した駆動パターンを選択する選択ステップと、前記選択ステップにおいて選択された駆動パターンで前記撮像素子読み出し制御を行う制御ステップとを有することを特徴とする。 According to the control method of the present invention, a plurality of unit pixels are arranged in a two-dimensional matrix, a reading unit that reads out an optical signal and a noise signal in units of rows from the unit pixel, and a difference between the optical signal and the noise signal is imaged. An image pickup device including a differential signal output unit that outputs a signal; and a memory unit that stores a plurality of drive patterns having different readout timings of at least one of the optical signal and the noise signal by the readout unit. A control method for controlling an image pickup apparatus, wherein a determination step for determining whether or not a noise source that fluctuates a power supply voltage of the image pickup device is electrically driven, and the noise source is electrically connected in the determination step. to when it is determined to be driven, a driving pattern corresponding to the noise source from said memory means Characterized in that it has a selection step of-option, and a control step of driving pattern selected in said selecting step controls reading of the image sensor.

本発明による制御プログラムは、複数の単位画素が2次元マトリックス状に配列され、前記単位画素から行単位で光信号及びノイズ信号を読み出す読み出し手段と、前記光信号と前記ノイズ信号との差分を画像信号として出力する差分信号出力手段とを備えた撮像素子と、前記読み出し手段による前記光信号と前記ノイズ信号の少なくともいずれか一方の読み出しタイミングが互いに異なる複数の駆動パターンを記憶するメモリ手段とを有する撮像装置を制御するための制御プログラムであって、前記撮像装置が備えるコンピュータに、前記撮像素子の電源電圧を変動させるノイズ源電気的駆動されているか否かを判定する判定ステップと、前記判定ステップにおいて前記ノイズ源が電気的に駆動されていると判定された場合に、前記メモリ手段から前記ノイズ源に対応した駆動パターンを選択する選択ステップと、前記選択ステップにおいて選択された駆動パターンで前記撮像素子読み出し制御を行う制御ステップとを実行させることを特徴とする。 According to the control program of the present invention, a plurality of unit pixels are arranged in a two-dimensional matrix, a reading unit that reads out an optical signal and a noise signal from the unit pixel in units of rows, and a difference between the optical signal and the noise signal is imaged. An image pickup device including a differential signal output unit that outputs a signal; and a memory unit that stores a plurality of drive patterns having different readout timings of at least one of the optical signal and the noise signal by the readout unit. a control program for controlling the imaging apparatus, the computer in which the imaging device comprises, a determination step noise source for varying the power supply voltage whether or not it is electrically driven in the imaging device, wherein When it is determined in the determination step that the noise source is electrically driven, the method A selection step of selecting a driving pattern corresponding to the noise source from Li means, characterized in that to execute a control step of driving pattern selected in said selecting step controls reading of the image sensor.

本発明によれば、撮像素子の電源およびGNDレベルの変動による画質劣化を抑制することができるという効果がある。   According to the present invention, there is an effect that image quality deterioration due to fluctuations in the power supply of the image sensor and the GND level can be suppressed.

本発明の実施の形態による撮像装置の一例の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of an example of the imaging device by embodiment of this invention. 図1に示す固体撮像素子の等価回路を示す図である。It is a figure which shows the equivalent circuit of the solid-state image sensor shown in FIG. 図2に示す固体撮像素子における信号読み出し動作を説明するための駆動パターンの第1の例を示す図である。It is a figure which shows the 1st example of the drive pattern for demonstrating the signal read-out operation | movement in the solid-state image sensor shown in FIG. 図2に示す固体撮像素子における信号読み出し動作を説明するための駆動パターンの第2の例を示す図である。It is a figure which shows the 2nd example of the drive pattern for demonstrating the signal read-out operation | movement in the solid-state image sensor shown in FIG. 図2に示す固体撮像素子における信号読み出し動作を説明するための駆動パターンの第3の例を示す図である。It is a figure which shows the 3rd example of the drive pattern for demonstrating the signal read-out operation | movement in the solid-state image sensor shown in FIG. 図2に示す固体撮像素子における信号読み出し動作を説明するための駆動パターンの第4の例を示す図である。It is a figure which shows the 4th example of the drive pattern for demonstrating the signal read-out operation | movement in the solid-state image sensor shown in FIG. 光信号(S信号)およびノイズ信号(N信号)の信号レベルを確定するタイミングの決定の一例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating an example of the determination of the timing which determines the signal level of an optical signal (S signal) and a noise signal (N signal). 光信号(S信号)およびノイズ信号(N信号)の信号レベルを確定するタイミングの決定の他の例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the other example of the determination of the timing which determines the signal level of an optical signal (S signal) and a noise signal (N signal). 図2に示す固体撮像素子を駆動する駆動パターンとノイズ源である各種機器との関係の一例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating an example of the relationship between the drive pattern which drives the solid-state image sensor shown in FIG. 2, and the various apparatuses which are noise sources. 図9に関連して説明した横縞ノイズの周期を求める手法の一例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating an example of the method of calculating | requiring the period of the horizontal stripe noise demonstrated in relation to FIG. 図1に示す撮像装置における駆動パターンの選択の一例を説明するためのフローチャートである(その1)。3 is a flowchart for explaining an example of drive pattern selection in the imaging apparatus shown in FIG. 1 (part 1); 図1に示す撮像装置における駆動パターンの選択の一例を説明するためのフローチャートである(その2)。6 is a flowchart for explaining an example of drive pattern selection in the imaging apparatus shown in FIG. 1 (part 2); 本発明の第1の実施形態において駆動パターン毎のシェーディング補正データの例を示す図である。It is a figure which shows the example of the shading correction data for every drive pattern in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態において読み出し行毎の補正を示す図である。It is a figure which shows the correction | amendment for every read-out line in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態において固体撮像素子の撮像領域および遮光領域の配置の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of arrangement | positioning of the imaging area and light-shielding area | region of a solid-state image sensor in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態において遮光画素領域について読み出しを行う際の駆動パターンの選択の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of selection of the drive pattern at the time of reading out about the light-shielding pixel area | region in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態による撮像装置における駆動パターンの選択の一例を説明するためのフローチャートである(その1)。It is a flowchart for demonstrating an example of the selection of the drive pattern in the imaging device by the 2nd Embodiment of this invention (the 1). 本発明の第2の実施形態による撮像装置における駆動パターンの選択の一例を説明するためのフローチャートである(その2)。It is a flowchart for demonstrating an example of the selection of the drive pattern in the imaging device by the 2nd Embodiment of this invention (the 2).

以下、本発明の実施の形態による撮像装置の一例について図面を参照して説明する。   Hereinafter, an example of an imaging apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本発明の実施の形態による撮像装置の一例の構成を示すブロック図である。   FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an example of an imaging apparatus according to an embodiment of the present invention.

図1に示した撮像装置は固体撮像素子303を有している。レンズ301は被写体の光学像を固体撮像素子303に結像させる。絞り302はレンズ301を通過した光の光量を変化させる。固体撮像素子303は光学像を光電変換によって電気信号(画像信号)に変換して出力する。   The imaging apparatus illustrated in FIG. 1 has a solid-state imaging element 303. The lens 301 forms an optical image of the subject on the solid-state image sensor 303. The diaphragm 302 changes the amount of light that has passed through the lens 301. The solid-state image sensor 303 converts an optical image into an electrical signal (image signal) by photoelectric conversion and outputs the electrical signal.

固体撮像素子303から出力された画像信号(撮像信号ともいう)は撮像信号処理回路304に供給される。撮像信号処理回路304は画像信号を増幅するゲイン可変アンプ部とそのゲイン値を補正するためのゲイン補正回路部を有している。撮像信号処理回路304から出力された画像信号は、アナログーデジタル(A/D)変換部305によってA/D変換されて、画像データとして信号処理部306に供給される。   An image signal (also referred to as an imaging signal) output from the solid-state imaging element 303 is supplied to the imaging signal processing circuit 304. The imaging signal processing circuit 304 has a variable gain amplifier for amplifying the image signal and a gain correction circuit for correcting the gain value. The image signal output from the imaging signal processing circuit 304 is A / D converted by an analog-digital (A / D) conversion unit 305 and supplied to the signal processing unit 306 as image data.

信号処理部306はA/D変換部305から出力された画像データに対して各種の補正を行うとともに、必要に応じてデータ圧縮を行う。なお、固体撮像素子303、撮像信号処理回路304、A/D変換部305、および信号処理部306に対してタイミング発生部313から各種のタイミングパルスが供給される。   The signal processing unit 306 performs various corrections on the image data output from the A / D conversion unit 305 and performs data compression as necessary. Various timing pulses are supplied from the timing generation unit 313 to the solid-state imaging device 303, the imaging signal processing circuit 304, the A / D conversion unit 305, and the signal processing unit 306.

全体制御・演算部312は各種の演算を行うとともに、撮像装置の制御を行う。メモリ部307(メモリ手段)には画像データが一時的に記憶される。外部インターフェース(I/F)部310は、例えば、外部コンピュータなどの外部機器311と通信を行う。なお、外部I/F310は、無線ユニット318を介して画像データを送信する等の外部機器311との通信を無線で行うこともできる。   The overall control / calculation unit 312 performs various calculations and controls the imaging apparatus. Image data is temporarily stored in the memory unit 307 (memory means). The external interface (I / F) unit 310 communicates with an external device 311 such as an external computer, for example. Note that the external I / F 310 can wirelessly communicate with the external device 311 such as transmitting image data via the wireless unit 318.

記録媒体制御インターフェース(I/F)部308には、記録媒体309を着脱可能である。記録媒体309が記録媒体制御I/F308に装着されている場合、記録媒体制御I/F308によって記録媒体309に対して画像データの記録及び読み出しが行われる。なお、記録媒体309は、例えば、半導体メモリで構成されている。   A recording medium 309 can be attached to and detached from the recording medium control interface (I / F) unit 308. When the recording medium 309 is attached to the recording medium control I / F 308, image data is recorded on and read from the recording medium 309 by the recording medium control I / F 308. Note that the recording medium 309 is composed of, for example, a semiconductor memory.

ストロボ部314は、AF(オートフォーカス)補助光の投光およびフラッシュ調光を行う。電源回路315は、電池などから供給された電圧を所望の電圧に変換するDC/DC回路を有し、撮像装置で必要な電圧を必要な期間だけ、記録媒体309を含む各部に供給する。なお、レンズ301の鏡筒は、全体制御・演算部312の制御下でモータ316によって駆動され、絞り302はモータ317によって駆動される。   The strobe unit 314 performs AF (autofocus) auxiliary light projection and flash light control. The power supply circuit 315 includes a DC / DC circuit that converts a voltage supplied from a battery or the like into a desired voltage, and supplies a voltage necessary for the imaging apparatus to each unit including the recording medium 309 for a necessary period. The lens barrel of the lens 301 is driven by a motor 316 under the control of the overall control / arithmetic unit 312, and the diaphragm 302 is driven by a motor 317.

図1に示す撮像装置では、上述したように、ストロボ等の機器、電圧変換を行うためのDC/DC回路、レンズの鏡筒および絞り等を駆動するためのモータ、そして、PC等の外部機器と通信を行うための通信ユニット等が備えられている。つまり、撮像装置は、その内部又は近傍に撮像素子の電源電圧を変動させるノイズ源となり得る要素を多数有している。そして、これらのノイズ源が撮像素子の信号読み出し中に動作すると、その電源変動および電磁波などによって撮像素子に供給される電源電圧が不安定になる。   In the imaging apparatus shown in FIG. 1, as described above, a device such as a strobe, a DC / DC circuit for performing voltage conversion, a motor for driving a lens barrel and a diaphragm, and an external device such as a PC A communication unit or the like for performing communication is provided. That is, the imaging apparatus has many elements that can be a noise source that fluctuates the power supply voltage of the imaging element in or near the imaging apparatus. When these noise sources operate during signal readout of the image sensor, the power supply voltage supplied to the image sensor becomes unstable due to power fluctuations and electromagnetic waves.

これらのノイズ源は、各々の機器および部品毎に特定の周波数の電磁波を発生するため、撮像素子の電源電圧が周期的に変動して、ノイズは周期的な横縞状として画像に現われる。   Since these noise sources generate an electromagnetic wave having a specific frequency for each device and component, the power supply voltage of the image sensor varies periodically, and the noise appears in the image as periodic horizontal stripes.

さらに、ノイズ源毎に異なる周期で撮像素子の電源電圧が変動するので、撮像素子の信号読み出しの際に、いずれの機器が動作しているかに応じて画像に現れる横縞状ノイズの周期が異なる。   Furthermore, since the power supply voltage of the image sensor fluctuates with a different period for each noise source, the period of the horizontal stripe noise that appears in the image differs depending on which device is operating when reading the signal of the image sensor.

なお、図1に示す機器および部品以外にも、動作によって撮像装置の電源および撮像素子周辺の磁場を変動させうる機器および部品はノイズ源となると考えられる。   In addition to the devices and components shown in FIG. 1, devices and components that can change the power supply of the imaging apparatus and the magnetic field around the imaging element by operation are considered to be noise sources.

図2は、図1に示す固体撮像素子303の等価回路を示す図である。   FIG. 2 is a diagram showing an equivalent circuit of the solid-state imaging device 303 shown in FIG.

図2を参照して、固体撮像素子303を構成する各回路素子は、半導体集積回路製造技術によって、例えば、単結晶シリコンのような1つの半導体基板上に形成される。ここでは、画素アレイの行数及び列数は、n行×m列(nおよびmの各々は2以上の整数である)であるとする。なお、図示の例では、n=m=3の3行×3列の画素アレイが示されているが、画素アレイの行数および列数は、図示の例に限定されない。   Referring to FIG. 2, each circuit element constituting solid-state imaging element 303 is formed on one semiconductor substrate such as single crystal silicon by a semiconductor integrated circuit manufacturing technique. Here, the number of rows and the number of columns of the pixel array are assumed to be n rows × m columns (each of n and m is an integer of 2 or more). In the illustrated example, a pixel array of 3 rows × 3 columns with n = m = 3 is shown, but the number of rows and columns of the pixel array is not limited to the illustrated example.

固体撮像素子は、2次元マトリックス状に配列された複数の単位画素400を有しており、これら単位画素400によって画素部が構成される。単位画素400はフォトダイオードPDを有しており、フォトダイオードPDは、光を受けて電気信号である光信号を発生する。図示の例では、フォトダイオードPDはそのアノードが接地されている。   The solid-state imaging device has a plurality of unit pixels 400 arranged in a two-dimensional matrix, and a pixel unit is configured by these unit pixels 400. The unit pixel 400 includes a photodiode PD, and the photodiode PD receives light and generates an optical signal that is an electrical signal. In the illustrated example, the anode of the photodiode PD is grounded.

フォトダイオードPDのカソードは、フォトダイオードPDに蓄積された光信号電荷を転送するための転送MOS M1を介して、増幅MOS M3のゲートに接続されている。増幅MOS M3のゲートには、当該増幅MOS M3をリセットするためのリセットMOS M2のソースが接続され、リセットMOS M2のドレインはリセット電源に接続されている。また、増幅MOS M3のドレインは直接電源に接続されている。   The cathode of the photodiode PD is connected to the gate of the amplification MOS M3 through the transfer MOS M1 for transferring the optical signal charge accumulated in the photodiode PD. The gate of the amplification MOS M3 is connected to the source of the reset MOS M2 for resetting the amplification MOS M3, and the drain of the reset MOS M2 is connected to the reset power source. The drain of the amplification MOS M3 is directly connected to the power supply.

n行目の単位画素400の転送MOS M1のゲートは、横方向に延長して配置される行転送線PTX_nに接続される。また、n行目の単位画素400のリセットMOS M2のゲートは、横方向に延長して配置される行リセット線PRES_nに接続される。そして、n行目の単位画素400の選択MOS M4のゲートは、横方向に延長して配置される行選択線PSEL_nに接続される。   The gate of the transfer MOS M1 of the unit pixel 400 in the n-th row is connected to a row transfer line PTX_n arranged extending in the horizontal direction. In addition, the gate of the reset MOS M2 of the unit pixel 400 in the n-th row is connected to a row reset line PRES_n arranged extending in the horizontal direction. The gate of the selection MOS M4 of the unit pixel 400 in the n-th row is connected to a row selection line PSEL_n arranged extending in the horizontal direction.

行転送線PTX_n、行リセット線PRES_n、および行選択線PSEL_nは、垂直走査回路(VSR)ブロック411に接続されている。   The row transfer line PTX_n, the row reset line PRES_n, and the row selection line PSEL_n are connected to a vertical scanning circuit (VSR) block 411.

行転送線PTX_nには、垂直走査回路ブロック411で生成され画素信号の転送を制御するための信号電圧が、後述するタイミングで供給される。行リセット線PRES_nには、垂直走査回路ブロック411で生成され単位画素400のリセットを制御するための信号電圧が、後述するタイミングで供給される。そして、行選択線PSEL_nには、垂直走査回路ブロック411で生成され信号転送を行う画素行を選択するための信号電圧が、後述するタイミングで供給される。   The row transfer line PTX_n is supplied with a signal voltage generated by the vertical scanning circuit block 411 for controlling the transfer of the pixel signal at a timing described later. A signal voltage generated by the vertical scanning circuit block 411 and used to control the reset of the unit pixel 400 is supplied to the row reset line PRES_n at a timing described later. The row selection line PSEL_n is supplied with a signal voltage for selecting a pixel row generated by the vertical scanning circuit block 411 and performing signal transfer at a timing described later.

m列目の単位画素400の増幅MOS M3のソースは、縦方向に延長して配置される垂直信号線V_mに選択MOS M4を介して接続される。垂直信号線V_mは、負荷手段である定電流源Iに接続されるととともに、クランプ容量C0に接続される。また、クランプ容量C0は、演算増幅器401の反転端子に接続される。   The source of the amplification MOS M3 of the m-th column unit pixel 400 is connected via a selection MOS M4 to a vertical signal line V_m arranged extending in the vertical direction. The vertical signal line V_m is connected to the constant current source I which is a load means and is connected to the clamp capacitor C0. The clamp capacitor C0 is connected to the inverting terminal of the operational amplifier 401.

演算増幅器401の非反転端子はクランプ電圧VC0R(VREF)に接続される。演算増幅器401の出力端子は、ノイズ信号転送スイッチM11を介してノイズ信号(撮像信号の基準信号)を一時保持するための容量CTN_m(第2の保持手段)に接続される。また、演算増幅器401の出力端子は、光信号転送スイッチM12を介して光信号(撮像信号)を一時保持するための容量CTS_m(第1の保持手段)に接続される。   The non-inverting terminal of the operational amplifier 401 is connected to the clamp voltage VC0R (VREF). The output terminal of the operational amplifier 401 is connected to a capacitor CTN_m (second holding means) for temporarily holding the noise signal (reference signal of the imaging signal) via the noise signal transfer switch M11. The output terminal of the operational amplifier 401 is connected to a capacitor CTS_m (first holding means) for temporarily holding the optical signal (imaging signal) via the optical signal transfer switch M12.

ノイズ信号保持容量CTN_mおよび光信号保持容量CTS_mの逆側の端子は接地されている。ノイズ信号転送スイッチM11とノイズ信号保持容量CTN_mとの接続点および光信号転送スイッチM12と光信号保持容量CTS_mとの接続点は、それぞれ水平転送スイッチM21および水平転送スイッチM22を介して、光信号とノイズ信号との差分を得るための差動回路ブロック431(差分信号出力手段)に接続される。図2に示す残りの垂直信号線V_m−1、V_m+1についても同様にして読み出し回路が設けられる。   The terminals on the opposite sides of the noise signal holding capacitor CTN_m and the optical signal holding capacitor CTS_m are grounded. The connection point between the noise signal transfer switch M11 and the noise signal holding capacitor CTN_m and the connection point between the optical signal transfer switch M12 and the optical signal holding capacitor CTS_m are connected to the optical signal via the horizontal transfer switch M21 and the horizontal transfer switch M22, respectively. It is connected to a differential circuit block 431 (difference signal output means) for obtaining a difference from the noise signal. Read circuits are similarly provided for the remaining vertical signal lines V_m−1 and V_m + 1 shown in FIG.

各列のノイズ信号転送スイッチM11のゲートは、第1の転送信号入力端子PTNに共通に接続される。また、各列の光信号転送スイッチM12のゲートは、第2の転送信号入力端子PTSに共通に接続される。第1の転送信号入力端子PTNおよび第2の転送信号入力端子PTSには、後述するタイミングでそれぞれ信号電圧が供給される。   The gates of the noise signal transfer switches M11 in each column are commonly connected to the first transfer signal input terminal PTN. The gates of the optical signal transfer switches M12 in each column are connected in common to the second transfer signal input terminal PTS. Signal voltages are respectively supplied to the first transfer signal input terminal PTN and the second transfer signal input terminal PTS at a timing described later.

m列目の水平転送スイッチM21および水平転送スイッチM22のゲートは、列選択線PH_mは水平走査回路(HSR)ブロック421に接続される。なお、列選択線PH_m−1およびPH_m+1についても同様に構成されている。   The gates of the horizontal transfer switch M21 and the horizontal transfer switch M22 in the m-th column are connected to the horizontal scanning circuit (HSR) block 421 through the column selection line PH_m. The column selection lines PH_m−1 and PH_m + 1 are configured in the same manner.

図3は、図2に示す固体撮像素子303における信号読み出し動作を説明するための駆動パターンの第1の例を示す図である。   FIG. 3 is a diagram illustrating a first example of a drive pattern for explaining a signal reading operation in the solid-state imaging device 303 illustrated in FIG. 2.

撮像素子303における信号読み出しを行う際には、その0行目から開始し、1行目、2行目、および3行目と順に行われる。そして、該当行の信号の読み出し動作が終了した後に、次の行の読み出し動作に移る。   When the signal reading in the image sensor 303 is performed, it starts from the 0th row and is performed in the order of the 1st row, the 2nd row, and the 3rd row. Then, after the signal reading operation for the corresponding row is completed, the operation proceeds to the reading operation for the next row.

ここで、図2および図3を参照して、固体撮像素子303のn行目に注目して、その読み出し動作を説明する。   Here, with reference to FIG. 2 and FIG. 3, focusing on the n-th row of the solid-state imaging device 303, the reading operation will be described.

いま、時刻T0で、行選択パルスPSELがローレベル(Lレベル)となると、直前に読出しを行った行、つまり、(n−1)行目の画素選択MOS M4がオフとなって、(n−1)行目の単位画素400の選択が解除される。同時に、クランプパルスPC0Rがハイレベル(Hレベル)となって、クランプ容量C0のリセットが開始される。また、転送信号入力パルスPTSおよびPTNがHレベルとなり、ノイズ信号保持容量CTNおよび光信号保持容量CTSのリセットが開始される。   Now, at time T0, when the row selection pulse PSEL becomes low level (L level), the pixel selection MOS M4 in the row read immediately before, that is, the (n−1) th row is turned off, and (n -1) The selection of the unit pixel 400 in the row is canceled. At the same time, the clamp pulse PC0R becomes high level (H level), and resetting of the clamp capacitor C0 is started. Further, the transfer signal input pulses PTS and PTN become H level, and resetting of the noise signal holding capacitor CTN and the optical signal holding capacitor CTS is started.

時刻T1で、行送りパルスPV(図示せず)が垂直走査回路(VSR)411に入力されると、読出しを行う選択行の行送りが行われる。ここでは、選択行が(n−1)行目からn行目に送られる。   When a line feed pulse PV (not shown) is input to the vertical scanning circuit (VSR) 411 at time T1, the line feed of the selected line to be read is performed. Here, the selected row is sent from the (n-1) th row to the nth row.

時刻T2で、行リセットパルスPRESがLレベルとなって、FDのリセットが解除され、フローティングディフュージョンFDの基準電位が決定される。   At time T2, the row reset pulse PRES becomes L level, the reset of the FD is released, and the reference potential of the floating diffusion FD is determined.

時刻T3で、行送りパルスPVがHレベルとなる。また、行選択パルスPSELがHレベルとなり、画素選択MOS M4がオンとなって、n行目の単位画素400が選択される。   At time T3, the line feed pulse PV becomes H level. Further, the row selection pulse PSEL becomes H level, the pixel selection MOS M4 is turned on, and the unit pixel 400 in the nth row is selected.

時刻T4で、転送信号入力パルスPTSおよびPTNがLレベルとなって、光信号保持容量CTSおよびノイズ信号保持容量CTNのリセットが終了し、CTSおよびCTNの基準電位が決定される。   At time T4, the transfer signal input pulses PTS and PTN become L level, the resetting of the optical signal holding capacitor CTS and the noise signal holding capacitor CTN is completed, and the reference potentials of CTS and CTN are determined.

時刻T5で、クランプパルスPC0RがLレベルとなり、容量C0に基準電位VC0Rが保持される。   At time T5, the clamp pulse PC0R becomes L level, and the reference potential VC0R is held in the capacitor C0.

時刻T6で、転送信号入力パルスPTNがHレベルとなり、フローティングディフュージョンFDの電位(電圧)がノイズ信号保持容量CTNに出力される。   At time T6, the transfer signal input pulse PTN becomes H level, and the potential (voltage) of the floating diffusion FD is output to the noise signal holding capacitor CTN.

時刻T7で、転送信号入力パルスPTNがLレベルとなり(保持タイミング)、この時点におけるフローティングディフュージョンFDの電位(電圧)がノイズ信号(撮像信号の基準信号)としてノイズ信号保持容量CTNに保持される。   At time T7, the transfer signal input pulse PTN becomes L level (holding timing), and the potential (voltage) of the floating diffusion FD at this time is held in the noise signal holding capacitor CTN as a noise signal (reference signal of the imaging signal).

時刻T8で、転送信号入力パルスPTSがHレベルとなり、フローティングディフュージョンFDの電位(電圧)が光信号保持容量CTSに出力される。   At time T8, the transfer signal input pulse PTS becomes H level, and the potential (voltage) of the floating diffusion FD is output to the optical signal holding capacitor CTS.

時刻T9で、転送信号入力パルスPTSがHレベルの間に、行転送線PTXがHレベルとなり、転送MOS M1がオンとなって、フォトダイオードPDに蓄積されていた電荷がフローティングディフュージョンFDに転送される。   At time T9, while the transfer signal input pulse PTS is at the H level, the row transfer line PTX is at the H level, the transfer MOS M1 is turned on, and the charge accumulated in the photodiode PD is transferred to the floating diffusion FD. The

時刻T10で、行転送線PTXがLレベルとなり、転送MOS M1がオフされて、電荷のフローティングディフュージョンFDへの転送が終了する。   At time T10, the row transfer line PTX becomes L level, the transfer MOS M1 is turned off, and the transfer of charges to the floating diffusion FD is completed.

時刻T11で、転送信号入力パルスPTSがLレベルとなり、この時点におけるフローティングディフュージョンFDの電位が光信号(撮像信号)として光信号保持容量CTSに保持される。   At time T11, the transfer signal input pulse PTS becomes L level, and the potential of the floating diffusion FD at this time is held in the optical signal holding capacitor CTS as an optical signal (imaging signal).

時刻T12で、行リセットパルスPRESがHレベルとなって、フローティングディフュージョンFDのリセットが開始される。   At time T12, the row reset pulse PRES becomes H level, and resetting of the floating diffusion FD is started.

時刻T13で、列送りパルスPH(図示せず)が水平走査回路(HSR)421に入力されると、読出し領域の先頭列から末尾の列まで列転送パルスが順に列選択線PHに入力される。従って、光信号保持容量CTSおよびノイズ信号保持容量CTNに保持された信号は、1列分ずつ順番に差動回路ブロック431に送られる。そして、差動回路ブロック431によって光信号とノイズ信号との差分増幅信号が画像信号として固体撮像素子303の出力端子から出力される。   When a column feed pulse PH (not shown) is input to the horizontal scanning circuit (HSR) 421 at time T13, column transfer pulses are sequentially input to the column selection line PH from the first column to the last column in the readout area. . Therefore, the signals held in the optical signal holding capacitor CTS and the noise signal holding capacitor CTN are sent to the differential circuit block 431 in order of one column. Then, the differential circuit block 431 outputs a differential amplified signal between the optical signal and the noise signal as an image signal from the output terminal of the solid-state imaging device 303.

以上が、n行目の画素行の信号読み出し動作であり、これを1水平期間と定義する。   The above is the signal readout operation of the nth pixel row, which is defined as one horizontal period.

n行目の画素信号の読み出しが終了した後は、(n+1)行目の読み出し動作に移る。なお、n行目以外の画素行の読み出しについても、n行目と同様の読み出し動作を繰り返して、各行の信号読み出しが終了すると、次の行の読み出しに移行する。   After the readout of the pixel signal of the nth row is completed, the operation moves to the readout operation of the (n + 1) th row. In addition, regarding the readout of the pixel rows other than the nth row, the readout operation similar to that of the nth row is repeated, and when the signal readout of each row is completed, the process proceeds to readout of the next row.

上述の動作は、固体撮像素子303に含まれる全ての画素行の信号読み出しが終了するまで繰り返されて、1フレーム分の画像信号が読み出される。   The above-described operation is repeated until the signal readout of all the pixel rows included in the solid-state image sensor 303 is completed, and an image signal for one frame is read out.

(第1の実施形態)
ここで、上述した撮像装置についてその第1の実施形態について説明する。第1の実施形態における撮像装置は、前述した駆動パターンを、少なくとも2種類記憶している。そして、撮像装置の駆動時の条件に応じて駆動パターンを選択して、画像信号の読出しを行う。
(First embodiment)
Here, the first embodiment of the imaging apparatus described above will be described. The imaging apparatus according to the first embodiment stores at least two types of the drive patterns described above. Then, a drive pattern is selected in accordance with conditions at the time of driving the imaging device, and an image signal is read out.

なお、以下の説明では、撮像装置の内部又はその接続機器の中に4種のノイズ源が含まれていた場合を例として説明するが、ノイズ源は4種に限られない。また、ここでは、1フレームの読出し毎にノイズ源の種類および各ノイズ源の動作状態を判定する。そして、画像信号読出しの際に動作しているノイズ源のうち画像信号に対して影響の大きいノイズ源を優先して、当該ノイズ源に応じて駆動パターンを選択する。   In the following description, a case where four types of noise sources are included in the imaging apparatus or in the connected device will be described as an example. However, the number of noise sources is not limited to four. Here, the type of noise source and the operating state of each noise source are determined every time one frame is read. Then, a noise source that has a large influence on the image signal among the noise sources that are operating when the image signal is read is prioritized, and a drive pattern is selected according to the noise source.

図4は、図2に示す固体撮像素子303における信号読み出し動作を説明するための駆動パターンの第2の例を示す図である。また、図5は、図2に示す固体撮像素子303における信号読み出し動作を説明するための駆動パターンの第3の例を示す図である。そして、図6は、図2に示す固体撮像素子303における信号読み出し動作を説明するための駆動パターンの第4の例を示す図である。   FIG. 4 is a diagram illustrating a second example of a driving pattern for explaining a signal reading operation in the solid-state imaging device 303 illustrated in FIG. 2. FIG. 5 is a diagram showing a third example of a drive pattern for explaining a signal readout operation in the solid-state imaging device 303 shown in FIG. FIG. 6 is a diagram illustrating a fourth example of a driving pattern for explaining a signal reading operation in the solid-state imaging device 303 illustrated in FIG. 2.

いま、図3に示す駆動パターンをパターンAとし、図4に示す駆動パターンをパターンBとする。また、図5に示す駆動パターンをパターンCとし、図6に示す駆動パターンをパターンDとする。そして、これらパターンA〜Dがメモリ(例えば、図1に示すメモリ部307)に予め記憶される。   Now, the drive pattern shown in FIG. 3 is referred to as pattern A, and the drive pattern shown in FIG. The drive pattern shown in FIG. 5 is referred to as pattern C, and the drive pattern shown in FIG. These patterns A to D are stored in advance in a memory (for example, the memory unit 307 shown in FIG. 1).

パターンA〜Dにおいては、転送信号入力パルスPTSがLレベル(ローレベル)となるタイミング(時刻T11、T11b、T11c、T11d)が異なっている。これによって、転送信号入力パルスPTNがLレベルとなるタイミング(T7)と転送信号入力パルスPTSがLレベルとなるタイミングとの間隔(時間間隔)をそれぞれ異ならせるようにしている。   In the patterns A to D, the timing (time T11, T11b, T11c, T11d) at which the transfer signal input pulse PTS becomes L level (low level) is different. Thus, the interval (time interval) between the timing when the transfer signal input pulse PTN becomes L level (T7) and the timing when the transfer signal input pulse PTS becomes L level is made different.

なお、他の例として、図示していないが、転送信号入力パルスPTNがLレベルとなるタイミングを、駆動パターン毎に異ならせて、転送信号入力パルスPTNがLレベルとなるタイミングと転送信号入力パルスPTSがLレベルとなるタイミングとの間隔を異ならせるようにしてもよい。つまり、転送信号入力パルスPTSおよびPTNがLレベルになるタイミングとの差が重要であり、転送信号入力パルスPTSおよびPTN以外のパルスのタイミングが駆動パターン毎によって異なっていても問題はない。   As another example, although not shown, the timing at which the transfer signal input pulse PTN goes to L level is different for each drive pattern, and the timing at which the transfer signal input pulse PTN goes to L level and the transfer signal input pulse. The interval from the timing when the PTS becomes L level may be varied. That is, the difference from the timing when the transfer signal input pulses PTS and PTN become L level is important, and there is no problem even if the timing of pulses other than the transfer signal input pulses PTS and PTN varies depending on the drive pattern.

または、図示しないが、Hレベル期間(1H期間)の長さを駆動パターン毎に異ならせてもよい。さらに、上述した3種のパターン変更の仕方を組み合わせることによって複数の駆動パターンを用意するようにしてもよい。   Alternatively, although not shown, the length of the H level period (1H period) may be varied for each drive pattern. Furthermore, a plurality of drive patterns may be prepared by combining the above three types of pattern changing methods.

各駆動パターンにおいて、転送信号入力パルスPTNがLレベルとなるタイミングと転送信号入力パルスPTSがLレベルとなるタイミングとの間隔、又は各駆動パターンの1H期間の長さは、次のようにして決定される。   In each drive pattern, the interval between the timing when the transfer signal input pulse PTN becomes L level and the timing when the transfer signal input pulse PTS becomes L level, or the length of the 1H period of each drive pattern is determined as follows. Is done.

いま、撮像装置に組み込まれている部品のうち、ストロボ部の電源回路などの電圧変換を行うためのDC/DCコンバータ、撮像装置の電源回路などの電圧変換を行うためのDC/DCコンバータが画像信号に対するノイズ源になるものとする。さらに、撮像装置に接続されている機器のうちレンズの鏡筒および絞りを駆動するためのモータ、PC等の外部機器と通信を行うための通信ユニットが画像信号のノイズ源になるものとする。   Among components incorporated in the imaging device, a DC / DC converter for performing voltage conversion of a power supply circuit of a flash unit and a DC / DC converter for performing voltage conversion of a power supply circuit of the imaging device are images. It shall be a noise source for the signal. Furthermore, a communication unit for communicating with an external device such as a motor for driving a lens barrel and a diaphragm of a lens and a PC among devices connected to the imaging apparatus is assumed to be a noise source of the image signal.

この際、各ノイズ源の駆動周波数又は各ノイズ源が電気的に駆動された際の電源の変動周波数に基づいて、光信号(S信号)およびノイズ信号(N信号)をメモリに保持して、各信号レベルを確定するタイミングを決定する。   At this time, based on the driving frequency of each noise source or the fluctuation frequency of the power supply when each noise source is electrically driven, the optical signal (S signal) and the noise signal (N signal) are held in the memory, The timing for determining each signal level is determined.

図7は、光信号(S信号)およびノイズ信号(N信号)の信号レベルを確定するタイミングの決定の一例を説明するための図である。   FIG. 7 is a diagram for explaining an example of timing determination for determining the signal levels of the optical signal (S signal) and the noise signal (N signal).

図7に示すように、転送信号入力パルスPTNがLレベルとなるタイミングと転送信号入力パルスPTSがLレベルになるタイミングとの間で、固体撮像素子303の電源に係るオフセットの差分がゼロとなるように、転送信号入力パルスPTNがLレベルになるタイミングと転送信号入力パルスPTSがLレベルになるタイミングとのどちらか又は双方のタイミングが決定される。   As shown in FIG. 7, the difference between the offsets related to the power supply of the solid-state imaging device 303 becomes zero between the timing when the transfer signal input pulse PTN becomes L level and the timing when the transfer signal input pulse PTS becomes L level. As described above, one or both of the timing when the transfer signal input pulse PTN becomes L level and the timing when the transfer signal input pulse PTS becomes L level is determined.

図8は、光信号(S信号)およびノイズ信号(N信号)の信号レベルを確定するタイミングの決定の他の例を説明するための図である。   FIG. 8 is a diagram for explaining another example of determination of timing for determining the signal levels of the optical signal (S signal) and the noise signal (N signal).

図8に示すように、所定の行を読み出すための1H期間と、所定の行の前後の行を読み出すための1H期間の長さに注目して、転送信号入力パルスPTNがLレベルになるタイミングと転送信号入力パルスPTSがLレベルになるタイミングとの間で、撮像素子の電源に係るオフセットの差分が、各1H期間同士で等しくなるようにする。   As shown in FIG. 8, paying attention to the length of the 1H period for reading a predetermined row and the length of the 1H period for reading a row before and after the predetermined row, the timing at which the transfer signal input pulse PTN becomes L level And the timing at which the transfer signal input pulse PTS becomes the L level, the difference in offset relating to the power supply of the image sensor is made equal in each 1H period.

例えば、各パターンA〜D(駆動パターン)の1H期間の長さを調整して、各1H期間の転送信号入力パルスPTNがLレベルになるタイミング同士および転送信号入力パルスPTSがLレベルになるタイミング同士の間隔を調整する。これによって、オフセットの差分を一定とすることができる。   For example, by adjusting the length of the 1H period of each pattern A to D (drive pattern), the timings at which the transfer signal input pulse PTN in each 1H period becomes L level and the timings at which the transfer signal input pulse PTS becomes L level Adjust the distance between each other. Thereby, the difference in offset can be made constant.

また、各ノイズ源が画像信号に及ぼすノイズの影響の大きさを順位付けて、これら順位を駆動パターンと関連付けて、撮像装置のメモリに記憶しておく。例えば、各ノイズ源と固体撮像素子303に供給される電源の電源回路又は固体撮像素子303自身と距離が近い程、固体撮像素子303の電源へ与える影響は大きく、画像信号上のノイズも大きくなる。   Further, the magnitude of the influence of noise on each image source by the noise sources is ranked, and these rankings are associated with the drive pattern and stored in the memory of the imaging apparatus. For example, the closer the distance between each noise source and the power supply circuit of the power supplied to the solid-state image sensor 303 or the solid-state image sensor 303 itself, the greater the influence on the power source of the solid-state image sensor 303 and the greater the noise on the image signal. .

さらに、撮像装置に供給される電源のオフセットにおいて、ノイズ源による変動パターンに規則性がない場合には、ノイズはランダムな細かい横筋となることが多く視覚的に目立ちにくい。一方、電源のオフセットが周期的に変動していた場合には、ノイズは周期的な横縞パターンとなり、視覚的に目立ちやすい。そして、ノイズの大きさおよび目立ちやすさといった要素を考慮して、各ノイズ源が画像信号に及ぼす影響の大きさを順位付けて、メモリに記憶する。   Further, when the fluctuation pattern due to the noise source is not regular in the offset of the power supply supplied to the imaging apparatus, the noise often becomes random fine horizontal stripes and is not visually noticeable. On the other hand, when the offset of the power supply fluctuates periodically, the noise becomes a periodic horizontal stripe pattern, which is visually noticeable. Then, in consideration of factors such as the magnitude of noise and conspicuousness, the magnitude of the influence of each noise source on the image signal is ranked and stored in the memory.

図9は、図2に示す固体撮像素子303を駆動する駆動パターンA〜Dとノイズ源である各種機器a〜dとの関係の一例を説明するための図である。   FIG. 9 is a diagram for explaining an example of the relationship between the drive patterns A to D for driving the solid-state imaging device 303 shown in FIG. 2 and various devices a to d that are noise sources.

上述のようにして、ノイズ源と固体撮像素子の駆動パターンA〜Dとの関係をメモリに記憶すると、例えば、図9に示すように、機器a、機器b、機器c、および機器dがノイズ源であった場合に、機器aが電気的に駆動されているときにノイズが最も少なくなる(最小となる)駆動パターンAが対応付けられ、機器bが電気的に駆動されているときにノイズが最も少なくなる駆動パターンBが対応付けられる。そして、機器cが電気的に駆動されているときにノイズが最も少なくなる駆動パターンCが対応付けられ、機器dが電気的に駆動されているときにノイズが最も少なくなる駆動パターンDが対応付けられる。   When the relationship between the noise source and the driving patterns A to D of the solid-state imaging device is stored in the memory as described above, for example, as illustrated in FIG. 9, the devices a, b, c, and d are When the device a is electrically driven, it is associated with the drive pattern A that minimizes (minimizes) noise when the device a is electrically driven, and noise when the device b is electrically driven. Is associated with the drive pattern B that minimizes. A drive pattern C that minimizes noise when the device c is electrically driven is associated, and a drive pattern D that minimizes noise when the device d is electrically driven is associated. It is done.

さらに、図9に示すように、駆動パターンA〜Dの1つを基準パターンとして、この基準パターンによって固体撮像素子303を駆動した際の各機器a〜dの動作時(電気的駆動時)におけるノイズ周期A1〜D1を求めて、これらノイズ周期A1〜D1を駆動パターンA〜Dと関連付けてメモリに記憶する。   Furthermore, as shown in FIG. 9, when one of the drive patterns A to D is used as a reference pattern, and each device a to d is operated (electrically driven) when the solid-state imaging device 303 is driven by this reference pattern. The noise periods A1 to D1 are obtained, and these noise periods A1 to D1 are stored in the memory in association with the drive patterns A to D.

例えば、撮像装置の電源回路等の電圧変換を行うDC/DC回路は撮像装置内に配置されて信号読出しと同時に動く機会が多い。そして、このDC/DC回路は固体撮像素子303に供給される電源に対して影響を及ぼす頻度が高い。従って、DC/DC回路によるノイズに合わせるため、ノイズの出にくいS転送およびN転送のタイミングを設定したパターンDが基準パターンとされる。   For example, a DC / DC circuit that performs voltage conversion, such as a power supply circuit of an image pickup apparatus, is arranged in the image pickup apparatus and often moves simultaneously with signal readout. The DC / DC circuit has a high frequency of influence on the power supplied to the solid-state image sensor 303. Therefore, in order to match the noise caused by the DC / DC circuit, the pattern D in which the timing of S transfer and N transfer that hardly generate noise is set as the reference pattern.

さらに、ノイズ源となる機器a、機器b、および機器cの各々を単独で電気的に駆動して動作させつつ、基準パターンであるパターンDによる読出し動作によって、固体撮像素子303が遮光された状態で複数行の画像データを読み出すか又は1行分の画像信号を複数回分読み出して黒データを取得する。この際、黒データには、機器dの影響によるノイズは現れずに、黒データ取得時に動作させたノイズ源の影響によるノイズが現われる。   Further, the solid-state imaging device 303 is shielded from light by the reading operation by the pattern D as the reference pattern while each of the devices a, b, and c serving as noise sources is electrically driven and operated independently. Then, a plurality of lines of image data are read out, or an image signal for one line is read out a plurality of times to obtain black data. At this time, in the black data, noise due to the influence of the device d does not appear, but noise due to the influence of the noise source operated at the time of black data acquisition appears.

そして、各機器a〜cの動作時(電気的駆動時)における黒データを用いて、各機器a〜cによる横縞ノイズの周期A1、B1、およびC1を算出して、各駆動パターンと関連付けてメモリに記憶する。なお、ここでは、機器dの駆動時のノイズ周期D1は、D=0となる。   Then, using the black data during the operation of each device a to c (during electrical driving), the horizontal stripe noise periods A1, B1 and C1 by each device a to c are calculated and associated with each drive pattern. Store in memory. Here, the noise period D1 when driving the device d is D = 0.

図10は、図9に関連して説明した横縞ノイズの周期を求める手法の一例を説明するための図である。   FIG. 10 is a diagram for explaining an example of a method for obtaining the horizontal stripe noise period described in relation to FIG. 9.

図10に示すように、黒データを1行分ずつ加算平均して各行におけるオフセット量を求める。そして、各行のオフセット量から変極点を抽出して、そのピーク同士の間隔から横縞ノイズの周期を求め、メモリに記憶する。   As shown in FIG. 10, the black data is added and averaged for each row to determine the offset amount in each row. Then, the inflection point is extracted from the offset amount of each row, the period of the horizontal stripe noise is obtained from the interval between the peaks, and stored in the memory.

上述のようにして決定された複数の駆動パターンは、画像信号の読出しの際におけるノイズ源の電気的な駆動状態に応じて選択され、ノイズ源の影響によるオフセットが画像信号に影響を与えることがないようにする。   The plurality of driving patterns determined as described above are selected according to the electrical driving state of the noise source when reading the image signal, and the offset due to the influence of the noise source may affect the image signal. Do not.

なお、レンズ交換式の撮像装置の場合には、接続するレンズによって内蔵されているモータの駆動周波数が異なる場合がある。このような場合には、接続される可能性のある各レンズについて、固体撮像素子の最適な駆動パターンを予め準備する。そして、撮像装置に接続されたレンズに応じて、固体撮像素子の最適な駆動パターンを選択するようにする。   In the case of an interchangeable lens imaging device, the drive frequency of a built-in motor may differ depending on the lens to be connected. In such a case, an optimum driving pattern for the solid-state imaging device is prepared in advance for each lens that may be connected. Then, an optimum driving pattern for the solid-state imaging device is selected in accordance with the lens connected to the imaging device.

図11Aおよび図11Bは、図1に示す撮像装置における駆動パターンの選択の一例を説明するためのフローチャートである。   11A and 11B are flowcharts for explaining an example of drive pattern selection in the imaging apparatus shown in FIG.

図1、図11A、および図11Bを参照して、電源がオン(ON)されると、全体制御・演算部312は、撮影開始スイッチ(図示せず)が撮影準備開始を指示する半押し状態(SW1=ON)であるか否かを判定する(ステップS1)。SW1=オフ(OFF)であると(ステップS1において、NO)、全体制御・演算部312は待機する。SW1=ONであると(ステップS1において、YES)、全体制御・演算部312は撮像装置に接続されている機器に関する情報(データ)を取得する(ステップS2)。   Referring to FIGS. 1, 11A, and 11B, when the power is turned on, overall control / calculation unit 312 is in a half-pressed state in which a shooting start switch (not shown) instructs the start of shooting preparation. It is determined whether or not (SW1 = ON) (step S1). If SW1 = off (OFF) (NO in step S1), overall control / calculation unit 312 stands by. If SW1 = ON (YES in step S1), overall control / calculation unit 312 acquires information (data) related to the device connected to the imaging apparatus (step S2).

例えば、撮像装置に接続されている交換レンズの種類、外部ストロボの有無とその種類、および無線ユニットの有無とその種類などの情報を、全体制御・演算部312は取得する。ここでは、全体制御・演算部312は4種類のノイズ源である機器a〜dが撮像装置の内部又は接続機器に含まれていることを検出したとする。さらに、機器dは、撮像装置内のDC/DC回路であるとする。   For example, the overall control / calculation unit 312 acquires information such as the type of interchangeable lens connected to the imaging apparatus, the presence / absence and type of an external strobe, and the presence / absence and type of a wireless unit. Here, it is assumed that the overall control / calculation unit 312 detects that the devices a to d, which are four types of noise sources, are included in the imaging apparatus or in the connected device. Furthermore, it is assumed that the device d is a DC / DC circuit in the imaging apparatus.

全体制御・演算部312は固体撮像素子303の駆動パターン(制御パターン)をパターンDに設定して、固体撮像素子303が遮光された状態で複数行の画像データを読み出すか又は1行分の画像データを複数回分読み出して、駆動パターンの判定に用いる黒データを取得する(ステップS3)。   The overall control / arithmetic unit 312 sets the drive pattern (control pattern) of the solid-state image sensor 303 to pattern D, and reads out the image data of a plurality of rows in a state where the solid-state image sensor 303 is shielded from light, or an image for one row. Data is read a plurality of times, and black data used for determining the drive pattern is acquired (step S3).

続いて、全体制御・演算部312は黒データを用いて、黒データ中の横縞状のノイズ量を算出する(ステップS4)。例えば、図10で説明したように、全体制御・演算部312は黒データを1行分ずつ加算平均して各行のオフセット量を求める。そして、全体制御・演算部312は加算平均値同士のばらつきσを算出して、ノイズ量の判定値とする。   Subsequently, the overall control / arithmetic unit 312 calculates the amount of horizontal stripe noise in the black data using the black data (step S4). For example, as described with reference to FIG. 10, the overall control / calculation unit 312 calculates the offset amount of each row by averaging the black data for each row. Then, the overall control / arithmetic unit 312 calculates a variation σ between the addition average values and sets it as a noise amount determination value.

次に、全体制御・演算部312はノイズ量(判定値)に応じて、黒データ中の横縞状のノイズ量が所定量以上(所定値以上)であるか否かについて判定する(ステップS5)。横縞状のノイズ量が所定量以上であると判定すると(ステップS5において、YES)、全体制御・演算部312は、前述の加算平均値に基づいて横縞ノイズの周期を求めて、ノイズ源の周波数を推定する(ステップS6)。例えば、全体制御・演算部312は各行のオフセット量から変極点を抽出して、そのピーク同士の間隔から横縞ノイズの周期を推定する。   Next, the overall control / calculation unit 312 determines whether or not the amount of horizontal stripe noise in the black data is equal to or greater than a predetermined amount (predetermined value) according to the noise amount (determination value) (step S5). . If it is determined that the amount of horizontal stripe noise is equal to or greater than the predetermined amount (YES in step S5), overall control / calculation unit 312 obtains the period of horizontal stripe noise based on the above-described addition average value, and the frequency of the noise source Is estimated (step S6). For example, the overall control / calculation unit 312 extracts the inflection point from the offset amount of each row, and estimates the period of the horizontal stripe noise from the interval between the peaks.

なお、撮像装置に接続された機器のみがノイズ源となるようであれば、ステップS3〜6の処理を行わなくても問題ないが、例えば、撮像装置の周辺環境に無線機等の通信機器又は電波塔などの強い電磁波を発生する機器があった場合には、それら機器から発生する電磁波も撮像素子の電源を変動させるノイズ源となりうる。   Note that if only the device connected to the imaging device is a noise source, there is no problem even if the processing of steps S3 to S6 is not performed. If there is a device that generates strong electromagnetic waves such as a radio tower, the electromagnetic waves generated from these devices can also be a noise source that fluctuates the power supply of the imaging device.

撮像装置に接続されていない機器の有無およびそのノイズ周波数などの情報を撮像装置のメモリに予め記憶することは困難であるため、当該機器によるノイズ量の判定結果およびノイズの周期を得て、後の駆動パターン選択の際に用いる。   Since it is difficult to store information such as the presence / absence of a device not connected to the imaging device and its noise frequency in the memory of the imaging device in advance, the determination result of the noise amount and the noise cycle by the device are obtained. This is used when selecting the drive pattern.

続いて、全体制御・演算部312は、撮影開始スイッチが撮影開始を指示する全押し状態(SW2=ON)であるか否かを判定する(ステップS7)。なお、横縞状のノイズ量が所定量未満(所定値未満)であると判定すると(ステップS5において、NO)、全体制御・演算部312はステップS7の処理に移行する。   Subsequently, the overall control / calculation unit 312 determines whether or not the shooting start switch is in a fully-pressed state (SW2 = ON) instructing to start shooting (step S7). If it is determined that the amount of horizontal stripe noise is less than a predetermined amount (less than a predetermined value) (NO in step S5), overall control / calculation unit 312 proceeds to the process in step S7.

SW2=OFFであると(ステップS7において、NO)、全体制御・演算部312はSW1が解除されたか否かを判定する(ステップS8)。つまり、全体制御・演算部312は、撮影開始スイッチが撮影準備開始を指示する半押し状態(SW1=ON)であるか否かを判定する。   If SW2 = OFF (NO in step S7), overall control / calculation unit 312 determines whether or not SW1 is released (step S8). That is, the overall control / calculation unit 312 determines whether or not the shooting start switch is in a half-pressed state (SW1 = ON) instructing to start shooting preparation.

SW1=ONのままであれば(ステップS8において、NO)、全体制御・演算部312はステップS7の処理に戻って、SW2=ONであるか否かについて判定する。一方、SW1=OFFであると(ステップS8において、YES)、つまり、SW1のオン状態が解除されていると、全体制御・演算部312はステップS1の処理に戻って、SW1がONされたか否かについて判定する。   If SW1 = ON is maintained (NO in step S8), the overall control / calculation unit 312 returns to the process in step S7 and determines whether SW2 = ON. On the other hand, if SW1 = OFF (YES in step S8), that is, if the ON state of SW1 is released, overall control / calculation unit 312 returns to the process of step S1 to determine whether SW1 is turned on. Determine whether or not.

SW2=ONであると(ステップS7において、YES)、全体制御・演算部312は測距および測光等の撮像装置の撮影準備動作が完了しているか否かについて判定する(ステップS9)。撮影準備動作が完了していなければ(ステップS9において、NO)、全体制御・演算部312は待機する。   If SW2 = ON (YES in step S7), overall control / calculation unit 312 determines whether or not the imaging preparation operation of the imaging apparatus such as distance measurement and photometry has been completed (step S9). If the shooting preparation operation has not been completed (NO in step S9), overall control / calculation unit 312 stands by.

撮影準備動作が完了していると(ステップS9において、YES)、全体制御・演算部312は1フレームの読出し行数をカウントするカウンタ(図示せず)に、最初の読出し行を示すN=0をセットする(ステップS10)。そして、全体制御・演算部312は、タイミング発生部313を制御して、固体撮像素子304の各画素の露光を行毎(行単位)に順次開始する(ステップSS11)。   When the photographing preparation operation is completed (YES in step S9), the overall control / calculation unit 312 indicates N = 0 indicating the first read line in a counter (not shown) that counts the number of read lines in one frame. Is set (step S10). Then, the overall control / arithmetic unit 312 controls the timing generation unit 313 to sequentially start exposure of each pixel of the solid-state imaging device 304 for each row (row unit) (step SS11).

次に、全体制御・演算部312は、撮像装置の電源に最も強い影響を及ぼす機器aが電気的に駆動されているか否か(つまり、電気的な駆動状況)を判定する(ステップS12)。機器aが電器的に駆動されていると判定すると(ステップS12において、YES)、全体制御・演算部312は読出しを行う信号が機器aによる周期A1のノイズの影響を受けると判断して、固体撮像素子303の信号読出し動作に係る駆動パターンをパターンAに設定する(ステップS13)。   Next, the overall control / arithmetic unit 312 determines whether or not the device a that has the strongest influence on the power supply of the imaging apparatus is electrically driven (that is, the electrical drive status) (step S12). If it is determined that the device a is electrically driven (YES in step S12), the overall control / calculation unit 312 determines that the signal to be read is affected by the noise of the cycle A1 by the device a, and the A drive pattern related to the signal reading operation of the image sensor 303 is set to pattern A (step S13).

一方、機器aが電気的に駆動されていないと判定すると(ステップS12において、NO)、全体制御・演算部312は、撮像装置の電源に2番目に強い影響を及ぼす機器bが電器的に駆動されているか否かを判定する(ステップS14)。機器bが電気的に駆動されていると判定すると(ステップS14において、YES)、全体制御・演算部312は読出しを行う信号が機器bによる周期B1のノイズの影響を受けると判断して、固体撮像素子303の信号読出し動作の駆動パターンをパターンBに設定する(ステップS15)。   On the other hand, if it is determined that the device a is not electrically driven (NO in step S12), the overall control / calculation unit 312 electrically drives the device b that has the second strongest influence on the power supply of the imaging device. It is determined whether it has been performed (step S14). If it is determined that the device b is electrically driven (YES in step S14), the overall control / calculation unit 312 determines that the signal to be read is affected by the noise of the cycle B1 by the device b, and the The drive pattern of the signal reading operation of the image sensor 303 is set to pattern B (step S15).

機器bが電気的に駆動されていないと判定すると(ステップS14において、NO)、全体制御・演算部312は撮像装置の電源に3番目に強い影響を及ぼす機器cが電気的に駆動されているか否かを判定する(ステップS16)。機器cが電気的に駆動されていると判定すると(ステップS16において、YES)、全体制御・演算部312は読出しを行う信号が機器cによる周期C1のノイズの影響を受けると判断して、固体撮像素子303の信号読出し動作の駆動パターンをパターンCに設定する(ステップS17)。   If it is determined that the device b is not electrically driven (NO in step S14), the overall control / calculation unit 312 is electrically driven with the device c that has the third strongest influence on the power supply of the imaging device. It is determined whether or not (step S16). If it is determined that the device c is electrically driven (YES in step S16), the overall control / arithmetic unit 312 determines that the signal to be read is affected by the noise of the cycle C1 caused by the device c. The drive pattern of the signal reading operation of the image sensor 303 is set to pattern C (step S17).

機器cが電気的に駆動されていないと判定すると(ステップS16において、NO)、全体制御・演算部312は、前述のステップS5による判定結果を参照する(ステップS18)。そして、横縞状のノイズが所定量以上である場合には(ステップS18において、YES)、全体制御・演算部312は撮像装置の外部などに接続機器の他に何らかのノイズ源があると判断して、前述のステップS6で求めた横縞状のノイズの周期を参照する。   If it is determined that the device c is not electrically driven (NO in step S16), the overall control / calculation unit 312 refers to the determination result in step S5 described above (step S18). If the horizontal stripe noise is equal to or greater than the predetermined amount (YES in step S18), the overall control / calculation unit 312 determines that there is some noise source in addition to the connected device outside the imaging device. Reference is made to the period of the horizontal stripe noise obtained in step S6.

全体制御・演算部312はノイズの周期が機器aによるノイズ周期と略等しいか否かを判定する(ステップS19)。ノイズの周期が機器aによるノイズ周期と略等しいと判定すると(ステップS19において、YES)、全体制御・演算部312は読出しを行う信号が何らかのノイズ源によって周期A1のノイズの影響を受けると判断する。そして、全体制御・演算部312は固体撮像素子303の信号読出し動作の駆動パターンをパターンAに設定する(ステップS20)。   The overall control / calculation unit 312 determines whether or not the noise cycle is substantially equal to the noise cycle of the device a (step S19). If it is determined that the noise cycle is substantially equal to the noise cycle of device a (YES in step S19), overall control / calculation unit 312 determines that the signal to be read is affected by the noise of cycle A1 by some noise source. . Then, the overall control / arithmetic unit 312 sets the driving pattern of the signal reading operation of the solid-state image sensor 303 to pattern A (step S20).

ノイズの周期が機器aによるノイズ周期と異なっていると判定すると(ステップS19において、NO)、全体制御・演算部312はノイズの周期が機器bによるノイズ周期と略等しいか否かを判定する(ステップS21)。ノイズの周期が機器bによるノイズ周期と略等しいと判定すると(ステップS21において、YES)、全体制御・演算部312は読出しを行う信号が何らかのノイズ源によって周期B1のノイズの影響を受けると判断する。そして、全体制御・演算部312は固体撮像素子303の信号読出し動作の駆動パターンをパターンBに設定する(ステップS22)。   If it is determined that the noise cycle is different from the noise cycle of the device a (NO in step S19), the overall control / calculation unit 312 determines whether or not the noise cycle is substantially equal to the noise cycle of the device b ( Step S21). If it is determined that the noise cycle is substantially equal to the noise cycle of device b (YES in step S21), overall control / calculation unit 312 determines that the signal to be read is affected by the noise of cycle B1 by some noise source. . Then, the overall control / arithmetic unit 312 sets the driving pattern of the signal reading operation of the solid-state imaging device 303 to the pattern B (step S22).

ノイズの周期が機器bによるノイズ周期と異なっていると判定すると(ステップS21において、NO)、全体制御・演算部312はノイズの周期が機器cによるノイズ周期と略等しいか否かを判定する(ステップS23)。ノイズの周期が機器cによるノイズ周期と略等しいと判定すると(ステップS23において、YES)、全体制御・演算部312は読出しを行う信号が何らかのノイズ源によって周期C1のノイズの影響を受けると判断する。そして、全体制御・演算部312は固体撮像素子303の信号読出し動作の駆動パターンをパターンCに設定する(ステップS24)。   If it is determined that the noise cycle is different from the noise cycle of the device b (NO in step S21), the overall control / calculation unit 312 determines whether the noise cycle is substantially equal to the noise cycle of the device c ( Step S23). If it is determined that the noise cycle is substantially equal to the noise cycle of device c (YES in step S23), overall control / calculation unit 312 determines that the signal to be read is affected by the noise of cycle C1 by some noise source. . Then, the overall control / arithmetic unit 312 sets the driving pattern of the signal reading operation of the solid-state image sensor 303 to the pattern C (step S24).

ノイズの周期が機器cによるノイズ周期と異なっていると判定すると(ステップS23において、NO)、全体制御・演算部312は読出しを行う信号が何らかのノイズ源によって周期A1、B1、C1、およびD1のいずれとも異なる周期のノイズの影響を受けていると判断する。そして、全体制御・演算部312は、横縞ノイズを視覚的に目立たないようにするため、n行目の信号読出し動作の駆動パターンを、パターンA、パターンB、パターンC、およびパターンDからランダムに選択して設定する(ステップS25)。   If it is determined that the noise cycle is different from the noise cycle by the device c (NO in step S23), the overall control / calculation unit 312 causes the signals to be read to be in the cycles A1, B1, C1, and D1 by some noise source. It is determined that it is affected by noise with a different period from each other. Then, the overall control / arithmetic unit 312 randomly selects the driving pattern of the signal reading operation of the nth row from the pattern A, the pattern B, the pattern C, and the pattern D so that the horizontal stripe noise is not visually noticeable. Select and set (step S25).

続いて、全体制御・演算部312はn行目の露光が終了したか否かを判定する(ステップS26)。そして、n行目の露光が終了していなければ(ステップS26において、NO)、全体制御・演算部312は露光が終了するまで待つ。一方、n行目の露光が終了していれば(ステップS26において、YES)、全体制御・演算部312は、タイミング発生部313を制御して、前述のステップS25で設定した駆動パターンによってn行目の信号を固体撮像素子303から読み出す(ステップS27)。   Subsequently, the overall control / arithmetic unit 312 determines whether or not the exposure for the nth row has been completed (step S26). If the exposure for the nth row is not completed (NO in step S26), overall control / calculation unit 312 waits until the exposure is completed. On the other hand, if the exposure for the n-th row has been completed (YES in step S26), overall control / calculation unit 312 controls timing generation unit 313, and the n-th row according to the drive pattern set in step S25 described above. The eye signal is read from the solid-state image sensor 303 (step S27).

続いて、全体制御・演算部312は、読出し領域に含まれる所定行数の読出しが完了したかどうかを判定する(n<所定行数:ステップS28)。n<所定行数であると(ステップS28において、YES)、全体制御・演算部312は1フレームの読出し行数をカウントするカウンタを1進めて(ステップS29)、ステップS25の処理に戻って、次の行の読み出し動作を行う。   Subsequently, the overall control / arithmetic unit 312 determines whether or not the reading of a predetermined number of rows included in the reading area has been completed (n <predetermined number of rows: step S28). If n <predetermined number of rows (YES in step S28), overall control / arithmetic unit 312 advances the counter for counting the number of read rows of one frame by 1 (step S29), and returns to the processing of step S25. The read operation for the next row is performed.

ステップS18において、横縞状のノイズが所定量未満である場合には(ステップS18において、NO)、全体制御・演算部312は接続機器の他にはノイズ源はないと判断して、固体撮像素子303の信号読出し動作の駆動パターンをパターンDに設定する。   If the horizontal stripe noise is less than the predetermined amount in step S18 (NO in step S18), the overall control / calculation unit 312 determines that there is no noise source other than the connected device, and the solid-state imaging device. The drive pattern of the signal read operation 303 is set to pattern D.

前述のステップS13に続いて、全体制御・演算部312はn行目の露光が終了したか否かを判定する(ステップS31)。なお、ステップS15、S17、S20、S22、S24、およびS30に続いて、全体制御・演算部312はステップS31の処理を行う。   Subsequent to step S13 described above, the overall control / arithmetic unit 312 determines whether or not the exposure for the nth row has been completed (step S31). Note that following steps S15, S17, S20, S22, S24, and S30, the overall control / calculation unit 312 performs the process of step S31.

n行目の露光が終了していないと(ステップS31において、NO)、全体制御・演算部312は露光が終了するまで待機する。一方、n行目の露光が終了していれば(ステップS31において、YES)、全体制御・演算部312は、タイミング発生部313を制御して、設定した駆動パターンによってn行目の信号を固体撮像素子303から読み出す(ステップS32)。   If the exposure for the n-th row has not been completed (NO in step S31), overall control / calculation unit 312 waits until the exposure is completed. On the other hand, if the exposure for the n-th row has been completed (YES in step S31), overall control / calculation unit 312 controls timing generation unit 313 to solidify the signal for the n-th row according to the set drive pattern. Read from the image sensor 303 (step S32).

続いて、全体制御・演算部312は、読出し領域に含まれる所定行数の読出しが完了したかどうかを判定する(n<所定行数:ステップS33)。n<所定行数であると(ステップS33において、YES)、全体制御・演算部312は1フレームの読出し行数をカウントするカウンタを1進めて(ステップS34)、ステップS31の処理に戻って、次の行の読み出し動作を行う。   Subsequently, the overall control / arithmetic unit 312 determines whether or not the reading of the predetermined number of rows included in the reading area has been completed (n <predetermined number of rows: step S33). If n <predetermined number of rows (YES in step S33), the overall control / arithmetic unit 312 advances the counter for counting the number of read rows of one frame by 1 (step S34), and returns to the processing of step S31. The read operation for the next row is performed.

n=所定行数であると(ステップS33において、NO)、全体制御・演算部312は1フレームの読出しを完了したとして(ステップS35)、ステップS7の処理に戻って、SW2=ONであるか否かを判定する。なお、ステップS28において、n=所定行数であると(ステップS28において、NO)、全体制御・演算部312はステップS35の処理に移行する。   If n = predetermined number of rows (NO in step S33), the overall control / arithmetic unit 312 completes the reading of one frame (step S35), and returns to the processing of step S7 to determine whether SW2 = ON. Determine whether or not. In step S28, if n = the predetermined number of rows (NO in step S28), overall control / calculation unit 312 proceeds to the process in step S35.

なお、上述の固体撮像素子303の駆動によって得られた画像データは、選択された駆動パターン毎に基準信号が異なるシェーディング形状を有すると考えられる。特に、単位画素列毎に生じる信号のオフセット差が、選択した駆動パターンによって異なるため、水平方向のシェーディング形状が異なることが実験結果から分かった。そして、このようなシェーディングは、撮影した画像において、画面内の左右のムラとして現れるか又は縦スジ状のノイズとなって現れる。   Note that the image data obtained by driving the solid-state imaging element 303 described above is considered to have a shading shape with a different reference signal for each selected drive pattern. In particular, it has been found from experimental results that the shading shape in the horizontal direction differs because the offset difference of the signal generated for each unit pixel column differs depending on the selected drive pattern. Such shading appears as left and right unevenness in the screen or as vertical streak noise in the captured image.

図12は、駆動パターン毎のシェーディング補正データの例を示す図である。   FIG. 12 is a diagram illustrating an example of shading correction data for each drive pattern.

図12において、シェーディングの補正を行うため、固体撮像素子303を遮光した状態で、予め各駆動パターン(パターンA〜D)によって黒画像を取得する。そして、各駆動パターンによる黒画像から、画素列毎に画素信号の加算平均値を求めて、この加算平均値を補正データとする。   In FIG. 12, in order to perform shading correction, a black image is acquired in advance by each drive pattern (patterns A to D) in a state where the solid-state imaging element 303 is shielded from light. Then, an addition average value of pixel signals is obtained for each pixel column from the black image by each drive pattern, and this addition average value is used as correction data.

固体撮像素子303から読み出した画像信号を補正する際には、これら補正データのうち撮影の際に用いた駆動パターンと同一の駆動パターンによって得られた補正データを用いて補正を行うようにすればよい。   When correcting the image signal read out from the solid-state imaging device 303, correction is performed using correction data obtained by the same drive pattern as that used at the time of photographing among these correction data. Good.

図13は、読み出し行毎の補正を示す図である。   FIG. 13 is a diagram illustrating correction for each read row.

図13に示すように、行毎(1行毎)にランダムに駆動パターンを選択して読出しを行った場合には、各行の読出しの際の駆動パターン(パターンA〜Dのいずれか)に応じて、上記の補正データを選択するようにすればよい。   As shown in FIG. 13, when reading is performed by randomly selecting a driving pattern for each row (each row), depending on the driving pattern (any one of patterns A to D) when reading each row. Thus, the correction data may be selected.

図14は、固体撮像素子303の撮像領域および遮光領域の配置の一例を示す図である。   FIG. 14 is a diagram illustrating an example of the arrangement of the imaging region and the light shielding region of the solid-state imaging device 303.

行毎にランダムに駆動パターンを選択して読出しを行った場合には、図14に示すように、固体撮像素子303の撮像領域に垂直方向に隣接する領域を含む領域において複数行の遮光画素(つまり、遮光画素領域)を配置する。そして、遮光画素領域について、上述の撮影と同一の駆動パターンで読み出しを行って補正データを取得し、当該補正データを補正に用いるようにしてもよい。   When reading is performed by randomly selecting a drive pattern for each row, as shown in FIG. 14, a plurality of rows of light-shielding pixels (in a region including a region adjacent to the imaging region of the solid-state image sensor 303 in the vertical direction). That is, a light shielding pixel region) is arranged. Then, with respect to the light-shielding pixel region, the correction data may be acquired by performing reading with the same driving pattern as that for the above-described shooting, and the correction data may be used for correction.

図15は、遮光画素領域について読み出しを行う際の駆動パターンの選択の一例を示す図である。   FIG. 15 is a diagram illustrating an example of selection of a driving pattern when reading is performed for a light-shielded pixel region.

行毎にランダムに駆動パターンを選択して読み出しを行った場合には、図15に示すように、遮光画素領域を行毎に異なる駆動パターンで読み出すか又は遮光画素領域について駆動パターンを変更しつつ複数回の読み出しを繰り返して行い、補正データを取得する。そして、画像信号の補正を行う際には、各行を読み出した際の駆動パターンに応じて、補正データを選択するようにすればよい。   When reading is performed by selecting a drive pattern at random for each row, as shown in FIG. 15, the light-shielded pixel region is read with a different drive pattern for each row, or the drive pattern is changed for the light-shielded pixel region. The correction data is obtained by repeating the reading a plurality of times. Then, when the image signal is corrected, correction data may be selected according to the driving pattern when each row is read out.

なお、補正データは、工場調整値として出荷前に予め取得して、メモリに記憶するようにすればよい。また、撮影の前後又は撮影の際に補正データを取得するようにしてもよい。   The correction data may be acquired in advance as a factory adjustment value before shipment and stored in the memory. Further, correction data may be acquired before or after shooting or at the time of shooting.

(第2の実施形態)
図16Aおよび図16Bは、本発明の第2の実施形態による撮像装置における駆動パターンの選択の一例を説明するためのフローチャートである。
(Second Embodiment)
FIG. 16A and FIG. 16B are flowcharts for explaining an example of drive pattern selection in the imaging apparatus according to the second embodiment of the present invention.

第2の実施形態による撮像装置の構成は図1に示す撮像装置と同様であり、また、固体撮像素子の構成は図2に示す固体撮像素子と同様である。   The configuration of the imaging device according to the second embodiment is the same as that of the imaging device shown in FIG. 1, and the configuration of the solid-state imaging device is the same as that of the solid-state imaging device shown in FIG.

図1、図2、図16Aおよび図16Bを参照して、ここで、図11Aおよび図11Bに示すステップと同一のステップについては同一の参照符号を付し、説明を省略する。   Referring to FIGS. 1, 2, 16A and 16B, the same steps as those shown in FIGS. 11A and 11B are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

第2の実施形態による撮像装置では、1フレーム中の各画素行の読み出し毎に、撮像装置に接続されたノイズ源の種類および各ノイズ源の電気的な駆動状態を判定する。そして、画像信号の読み出しの際に電気的に駆動されているノイズ源のうち画像信号に対して影響の大きいノイズ源を優先し、当該ノイズ源に応じた駆動パターンを選択する。   In the imaging device according to the second embodiment, the type of the noise source connected to the imaging device and the electrical driving state of each noise source are determined every time each pixel row in one frame is read. Then, a noise source having a large influence on the image signal is prioritized among noise sources that are electrically driven when the image signal is read, and a drive pattern corresponding to the noise source is selected.

図11Aで説明したように、ステップS10において、全体制御・演算部312は1フレームの読み出し行数をカウントするカウンタに最初の読出し行を示すn=0をセットする。そして、全体制御・演算部312は、ステップS11において、固体撮像素子303の各画素行の露光を行毎に順次開始する。   As described with reference to FIG. 11A, in step S10, the overall control / arithmetic unit 312 sets n = 0 indicating the first read row to the counter that counts the number of read rows in one frame. In step S11, the overall control / calculation unit 312 sequentially starts exposure of each pixel row of the solid-state imaging device 303 for each row.

続いて、全体制御・演算部312は、n行目の露光が終了したか否かについて判定する(ステップS112)。n行目の露光が終了していないと(ステップS112において、NO)、全体制御・演算部312は露光が終了するまで待機する。   Subsequently, the overall control / calculation unit 312 determines whether or not the exposure of the n-th row has been completed (step S112). If the exposure for the n-th row has not been completed (NO in step S112), overall control / calculation unit 312 waits until the exposure is completed.

n行目の露光が終了したと判定すると(ステップS112において、YES)、全体制御・演算部312は、撮像装置の電源に最も強い影響を及ぼす機器aが電気的に駆動されているか否かを判定する(ステップS113)。機器aが電気的に駆動されていると判定すると(ステップS113において、YES)、全体制御・演算部312は読出しを行う信号が機器aによる周期A1のノイズの影響を受けると判断して、固体撮像素子303の信号読出し動作に係る駆動パターンをパターンAに設定する(ステップS114)。   If it is determined that the exposure of the n-th row has been completed (YES in step S112), the overall control / calculation unit 312 determines whether the device a that has the strongest influence on the power supply of the imaging device is electrically driven. Determination is made (step S113). If it is determined that the device a is electrically driven (YES in step S113), the overall control / calculation unit 312 determines that the signal to be read is affected by the noise of the cycle A1 by the device a, and the A drive pattern related to the signal reading operation of the image sensor 303 is set to the pattern A (step S114).

一方、機器aが電気的に駆動されていないと判定すると(ステップS113において、NO)、全体制御・演算部312は、撮像装置の電源に2番目に強い影響を及ぼす機器bが電気的に駆動されているか否かを判定する(ステップS115)。機器bが電気的に駆動されていると判定すると(ステップS115において、YES)、全体制御・演算部312は読出しを行う信号が機器bによる周期B1のノイズの影響を受けると判断して、固体撮像素子303の信号読出し動作の駆動パターンをパターンBに設定する(ステップS116)。   On the other hand, if it is determined that the device a is not electrically driven (NO in step S113), the overall control / calculation unit 312 electrically drives the device b that has the second strongest influence on the power supply of the imaging device. It is determined whether it has been performed (step S115). If it is determined that the device b is electrically driven (YES in step S115), the overall control / calculation unit 312 determines that the signal to be read is affected by the noise of the cycle B1 by the device b, and the solid state is determined. The drive pattern of the signal reading operation of the image sensor 303 is set to pattern B (step S116).

機器bが電気的に駆動されていないと判定すると(ステップS115において、NO)、全体制御・演算部312は撮像装置の電源に3番目に強い影響を及ぼす機器cが電気的に駆動されているか否かを判定する(ステップS117)。機器cが電気的に駆動されていると判定すると(ステップS117において、YES)、全体制御・演算部312は読出しを行う信号が機器cによる周期C1のノイズの影響を受けると判断して、固体撮像素子303の信号読出し動作の駆動パターンをパターンCに設定する(ステップS118)。   If it is determined that the device b is not electrically driven (NO in step S115), the overall control / calculation unit 312 is electrically driven with the device c that has the third strongest influence on the power supply of the imaging device. It is determined whether or not (step S117). If it is determined that the device c is electrically driven (YES in step S117), the overall control / calculation unit 312 determines that the signal to be read is affected by the noise of the cycle C1 by the device c, and the The drive pattern of the signal reading operation of the image sensor 303 is set to pattern C (step S118).

機器cが電気的に駆動されていないと判定すると(ステップS117において、NO)、全体制御・演算部312は、前述のステップS5による判定結果を参照する(ステップS119)。そして、横縞状のノイズが所定量以上である場合には(ステップS119において、YES)、全体制御・演算部312は撮像装置の外部などに接続機器の他に何らかのノイズ源があると判断して、前述のステップS6で求めた横縞状のノイズの周期を参照する。   If it is determined that the device c is not electrically driven (NO in step S117), the overall control / calculation unit 312 refers to the determination result in step S5 described above (step S119). If the horizontal stripe noise is equal to or greater than the predetermined amount (YES in step S119), the overall control / calculation unit 312 determines that there is some noise source in addition to the connected device outside the imaging device. Reference is made to the period of the horizontal stripe noise obtained in step S6.

全体制御・演算部312はノイズの周期が機器aによるノイズ周期と略等しいか否かを判定する(ステップS120)。ノイズの周期が機器aによるノイズ周期と略等しいと判定すると(ステップS120において、YES)、全体制御・演算部312は読出しを行う信号が何らかのノイズ源によって周期A1のノイズの影響を受けると判断する。そして、全体制御・演算部312は固体撮像素子303の信号読出し動作の駆動パターンをパターンAに設定する(ステップS21)。   The overall control / calculation unit 312 determines whether or not the noise cycle is substantially equal to the noise cycle of the device a (step S120). If it is determined that the noise cycle is substantially equal to the noise cycle of device a (YES in step S120), overall control / calculation unit 312 determines that the signal to be read is affected by the noise of cycle A1 by some noise source. . Then, the overall control / arithmetic unit 312 sets the driving pattern of the signal reading operation of the solid-state image sensor 303 to pattern A (step S21).

ノイズの周期が機器aによるノイズ周期と異なっていると判定すると(ステップS120において、NO)、全体制御・演算部312はノイズの周期が機器bによるノイズ周期と略等しいか否かを判定する(ステップS122)。ノイズの周期が機器bによるノイズ周期と略等しいと判定すると(ステップS122において、YES)、全体制御・演算部312は読出しを行う信号が何らかのノイズ源によって周期B1のノイズの影響を受けると判断する。そして、全体制御・演算部312は固体撮像素子303の信号読出し動作の駆動パターンをパターンBに設定する(ステップS123)。   If it is determined that the noise cycle is different from the noise cycle of the device a (NO in step S120), the overall control / calculation unit 312 determines whether the noise cycle is substantially equal to the noise cycle of the device b ( Step S122). If it is determined that the noise cycle is substantially equal to the noise cycle of device b (YES in step S122), overall control / calculation unit 312 determines that the signal to be read is affected by the noise of cycle B1 by some noise source. . Then, the overall control / arithmetic unit 312 sets the driving pattern of the signal reading operation of the solid-state imaging device 303 to the pattern B (step S123).

ノイズの周期が機器bによるノイズ周期と異なっていると判定すると(ステップS122において、NO)、全体制御・演算部312はノイズの周期が機器cによるノイズ周期と略等しいか否かを判定する(ステップS124)。ノイズの周期が機器cによるノイズ周期と略等しいと判定すると(ステップS124において、YES)、全体制御・演算部312は読出しを行う信号が何らかのノイズ源によって周期C1のノイズの影響を受けると判断する。そして、全体制御・演算部312は固体撮像素子303の信号読出し動作の駆動パターンをパターンCに設定する(ステップS125)。   If it is determined that the noise cycle is different from the noise cycle of the device b (NO in step S122), the overall control / calculation unit 312 determines whether the noise cycle is substantially equal to the noise cycle of the device c ( Step S124). If it is determined that the noise cycle is substantially equal to the noise cycle of device c (YES in step S124), overall control / calculation unit 312 determines that the signal to be read is affected by the noise of cycle C1 by some noise source. . Then, the overall control / arithmetic unit 312 sets the driving pattern of the signal reading operation of the solid-state imaging device 303 to the pattern C (step S125).

ノイズの周期が機器cによるノイズ周期と異なっていると判定すると(ステップS124において、NO)、全体制御・演算部312は読出しを行う信号が何らかのノイズ源によって周期A1、B1、C1、およびD1のいずれとも異なる周期のノイズの影響を受けていると判断する。そして、全体制御・演算部312は、横縞ノイズを視覚的に目立たないようにするため、n行目の信号読出し動作の駆動パターンを、パターンA、パターンB、パターンC、およびパターンDからランダムに選択して設定する(ステップS2126)。   If it is determined that the noise cycle is different from the noise cycle by the device c (NO in step S124), the overall control / calculation unit 312 causes the signal to be read to be in the cycles A1, B1, C1, and D1 depending on some noise source. It is determined that it is affected by noise with a different period from each other. Then, the overall control / arithmetic unit 312 randomly selects the driving pattern of the signal reading operation of the nth row from the pattern A, the pattern B, the pattern C, and the pattern D so that the horizontal stripe noise is not visually noticeable. Select and set (step S2126).

ステップS119において、横縞状のノイズが所定量未満である場合には(ステップS119において、NO)、全体制御・演算部312は接続機器の他にはノイズ源はないと判断して、固体撮像素子303の信号読出し動作の駆動パターンをパターンDに設定する(ステップS127)。   If the horizontal stripe noise is less than the predetermined amount in step S119 (NO in step S119), the overall control / calculation unit 312 determines that there is no noise source other than the connected device, and the solid-state imaging device. The drive pattern of the signal read operation 303 is set to pattern D (step S127).

前述のステップS114に続いて、全体制御・演算部312は、タイミング発生部313を制御して、設定した駆動パターンによってn行目の信号を固体撮像素子303から読み出す(ステップS128)。なお、ステップS116、S118、S121、S123、S125、S126、およびS127に続いて、全体制御・演算部312はステップS128の処理を行う。   Subsequent to step S114 described above, the overall control / arithmetic unit 312 controls the timing generation unit 313 to read the n-th row signal from the solid-state imaging device 303 according to the set drive pattern (step S128). Note that, following steps S116, S118, S121, S123, S125, S126, and S127, the overall control / calculation unit 312 performs the process of step S128.

続いて、全体制御・演算部312は、読出し領域に含まれる所定行数の読出しが完了したかどうかを判定する(n<所定行数:ステップS129)。n<所定行数であると(ステップS129において、YES)、全体制御・演算部312は1フレームの読出し行数をカウントするカウンタを1進めて(ステップS130)、ステップS112の処理に戻って、次の行の露光が終了したか否かを判定する。   Subsequently, the overall control / arithmetic unit 312 determines whether or not the reading of the predetermined number of rows included in the reading area has been completed (n <predetermined number of rows: step S129). If n <predetermined number of rows (YES in step S129), overall control / arithmetic unit 312 advances the counter for counting the number of rows read in one frame by 1 (step S130), and returns to the processing in step S112. It is determined whether or not the exposure for the next row is completed.

n=所定行数であると(ステップS129において、NO)、全体制御・演算部312は1フレームの読出しを完了したとして(ステップS131)、ステップS7の処理に戻って、SW2=ONであるか否かを判定する。   If n = the predetermined number of rows (NO in step S129), the overall control / arithmetic unit 312 completes the reading of one frame (step S131), and returns to the processing in step S7 to determine whether SW2 = ON. Determine whether or not.

なお、第2の実施形態における撮像装置においても、図12〜15で説明したようにして、補正データを生成して固体撮像素子303から読み出した画像信号を補正データで補正する。   Note that, also in the imaging apparatus according to the second embodiment, as described with reference to FIGS. 12 to 15, correction data is generated and an image signal read from the solid-state imaging element 303 is corrected with the correction data.

このように、本発明の実施の形態によれば、ノイズ源に起因して画像信号に横縞などのノイズ成分が重畳されることを低減して、画質を良好に保つことができる。   As described above, according to the embodiment of the present invention, it is possible to reduce the superposition of noise components such as horizontal stripes on the image signal due to the noise source, and to maintain good image quality.

上述の説明から明らかなように、図1および図2において、垂直走査回路411および水平走査回路421が読み出し手段として機能する。また、全体制御・演算部312が制御手段として機能する。そして、全体制御・演算部312は第1の判定手段および第2の判定手段としても機能する。なお、全体制御・演算部312はノイズ源からのノイズ周波数に応じて、選択された駆動パターンにおいて一行毎の読み出し時間間隔を調整し各行におけるノイズ信号を同相としている。   As is clear from the above description, in FIGS. 1 and 2, the vertical scanning circuit 411 and the horizontal scanning circuit 421 function as reading means. The overall control / calculation unit 312 functions as a control unit. The overall control / arithmetic unit 312 also functions as a first determination unit and a second determination unit. The overall control / arithmetic unit 312 adjusts the readout time interval for each row in the selected drive pattern in accordance with the noise frequency from the noise source, so that the noise signal in each row is in phase.

以上、本発明について実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。   As mentioned above, although this invention was demonstrated based on embodiment, this invention is not limited to these embodiment, Various forms of the range which does not deviate from the summary of this invention are also contained in this invention. .

例えば、上記の実施の形態の機能を制御方法として、この制御方法を、撮像に実行させるようにすればよい。また、上述の実施の形態の機能を有する制御プログラムを、撮像装置が備えるコンピュータに実行させるようにしてもよい。   For example, the function of the above embodiment may be used as a control method, and this control method may be executed by imaging. In addition, a control program having the functions of the above-described embodiments may be executed by a computer included in the imaging apparatus.

なお、制御プログラムは、例えば、コンピュータに読み取り可能な記録媒体に記録される。   The control program is recorded on a computer-readable recording medium, for example.

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、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア(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し、そのシステム或いは装置のコンピュータ(又はCPUやMPU等)がプログラムコードを読み出して実行する処理である。この場合、そのプログラム、及び該プログラムを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。   The present invention is also realized by executing the following processing. That is, software (program) that realizes the functions of the above-described embodiments is supplied to a system or apparatus via a network or various storage media, and a computer (or CPU, MPU, etc.) of the system or apparatus reads the program code. It is a process to be executed. In this case, the program and the storage medium storing the program constitute the present invention.

303 固体撮像素子
304 撮像信号処理回路
306 信号処理部
312 全体制御・演算部
313 タイミング発生部
315 電源回路
400 単位画素
411 垂直走査回路(VSR)
421 水平走査回路(HSR)
431 差動回路ブロック431
303 Solid-state imaging device 304 Imaging signal processing circuit 306 Signal processing unit 312 Overall control / calculation unit 313 Timing generation unit 315 Power supply circuit 400 Unit pixel 411 Vertical scanning circuit (VSR)
421 Horizontal scanning circuit (HSR)
431 Differential circuit block 431

Claims (12)

複数の単位画素が2次元マトリックス状に配列され、前記単位画素から行単位で光信号及びノイズ信号を読み出す読み出し手段と、前記光信号と前記ノイズ信号との差分を画像信号として出力する差分信号出力手段とを備えた撮像素子と、
前記読み出し手段による前記光信号と前記ノイズ信号の少なくともいずれか一方の読み出しタイミングが互いに異なる複数の駆動パターンを記憶するメモリ手段と、
前記撮像素子の電源電圧を変動させるノイズ源が電気的に駆動されている否かを判定し、前記ノイズ源が電気的に駆動されていると判定した場合に、前記メモリ手段から前記ノイズ源に対応した駆動パターンを選択し、選択した駆動パターンで前記撮像素子の読み出し制御を行う制御手段とを有することを特徴とする撮像装置。
A plurality of unit pixels arranged in a two-dimensional matrix, a reading means for reading out an optical signal and a noise signal from the unit pixel in a row unit, and a differential signal output for outputting a difference between the optical signal and the noise signal as an image signal An imaging device comprising means;
Memory means for storing a plurality of drive patterns having different readout timings of at least one of the optical signal and the noise signal by the readout means;
It is determined whether or not a noise source that fluctuates a power supply voltage of the image pickup device is electrically driven, and when it is determined that the noise source is electrically driven, the noise source from the memory means An image pickup apparatus comprising: a control unit that selects a drive pattern corresponding to 1 and performs read-out control of the image pickup device with the selected drive pattern.
前記制御手段は、前記ノイズ源からのノイズ周波数に応じて、前記選択された駆動パターンにおいて一行毎の読み出し時間間隔を調整して、各行におけるノイズ信号を同相とすることを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。   The control means adjusts a readout time interval for each row in the selected drive pattern according to a noise frequency from the noise source, and makes a noise signal in each row in phase. The imaging device described in 1. 前記制御手段は、前記ノイズ源からのノイズ周波数に応じて、前記選択された駆動パターンにおいて前記光信号の読み出しタイミングと前記ノイズ信号の読み出しタイミングとを調整して前記ノイズ源のノイズを打ち消すことを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。   The control means adjusts the readout timing of the optical signal and the readout timing of the noise signal in the selected drive pattern in accordance with the noise frequency from the noise source to cancel the noise of the noise source. The imaging apparatus according to claim 1, wherein the imaging apparatus is characterized. 前記制御手段は、前記画像信号に最も影響を与えるノイズ源に応じて前記メモリ手段から駆動パターンを選択することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の撮像装置。   The image pickup apparatus according to claim 1, wherein the control unit selects a drive pattern from the memory unit according to a noise source that most influences the image signal. 前記制御手段は、前記ノイズ源の電気的な駆動状況に応じて1行の読み出し毎に前記メモリ手段から駆動パターンを選択することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の撮像装置。   The said control means selects a drive pattern from the said memory means for every reading of 1 line according to the electrical drive condition of the said noise source, The any one of Claims 1-3 characterized by the above-mentioned. Imaging device. 前記ノイズ源は、前記撮像装置の内部の部品および前記撮像装置に接続された機器の少なくとも一方であることを特徴とする請求項1〜5いずれか1項に記載の撮像装置。   The image pickup apparatus according to claim 1, wherein the noise source is at least one of a component inside the image pickup apparatus and a device connected to the image pickup apparatus. 前記メモリ手段には、前記駆動パターンの1つが基準パターンとして記憶されており、 前記制御手段は前記基準パターンで前記撮像素子の読み出し制御を行った際に得られたノイズ信号に重畳されたノイズの周期に応じて駆動パターンの選択を行って、該選択された駆動パターンで前記撮像素子の読み出し制御を行って、前記画像信号を得ることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の撮像装置。   One of the drive patterns is stored as a reference pattern in the memory means, and the control means is configured to reduce noise superimposed on a noise signal obtained when performing readout control of the image sensor with the reference pattern. 7. The image signal is obtained by selecting a drive pattern according to a cycle and performing read-out control of the image sensor with the selected drive pattern. 8. The imaging device described. 前記基準パターンは、ノイズを生じさせる頻度が高いノイズ源に対応する駆動パターンであることを特徴とする請求項7に記載の撮像装置。   The imaging apparatus according to claim 7, wherein the reference pattern is a drive pattern corresponding to a noise source that frequently generates noise. 前記基準パターンに対応する前記ノイズ源を除くノイズ源が電気的に駆動されているか否かを判定する第1の判定手段と、
前記第1の判定手段によって前記基準パターンに対応する前記ノイズ源を除くノイズ源が電気的に駆動されていないと判定されると、前記基準パターンによる読出し制御で得られた黒データにおけるノイズが所定値以上であるか否かを判定する第2の判定手段とを有し、
前記第2の判定手段によって前記黒データにおけるノイズが所定値以上であると判定されると、前記制御手段は前記ノイズの周期に応じて前記駆動パターンの選択を行うことを特徴とする請求項7又は8に記載の撮像装置。
First determination means for determining whether or not a noise source other than the noise source corresponding to the reference pattern is electrically driven;
If it is determined by the first determination means that the noise sources other than the noise source corresponding to the reference pattern are not electrically driven, the noise in the black data obtained by the read control by the reference pattern is predetermined. Second determining means for determining whether or not the value is greater than or equal to the value,
The control unit selects the drive pattern according to the period of the noise when the second determination unit determines that the noise in the black data is equal to or greater than a predetermined value. Or the imaging device of 8.
前記第2の判定手段によって前記黒データにおけるノイズが所定値未満であると判定されると、前記制御手段は前記基準パターンによって前記撮像素子の読み出し制御を行うことを特徴とする請求項9に記載の撮像装置。   10. The control unit according to claim 9, wherein when the noise in the black data is determined to be less than a predetermined value by the second determination unit, the control unit performs readout control of the image sensor based on the reference pattern. Imaging device. 複数の単位画素が2次元マトリックス状に配列され、前記単位画素から行単位で光信号及びノイズ信号を読み出す読み出し手段と、前記光信号と前記ノイズ信号との差分を画像信号として出力する差分信号出力手段とを備えた撮像素子と、前記読み出し手段による前記光信号と前記ノイズ信号の少なくともいずれか一方の読み出しタイミングが互いに異なる複数の駆動パターンを記憶するメモリ手段とを有する撮像装置を制御するための制御方法であって、
前記撮像素子の電源電圧を変動させるノイズ源が電気的に駆動されているか否かを判定する判定ステップと、
前記判定ステップにおいて前記ノイズ源が電気的に駆動されていると判定された場合に、前記メモリ手段から前記ノイズ源に対応した駆動パターンを選択する選択ステップと、
前記選択ステップにおいて選択された駆動パターンで前記撮像素子の読み出し制御を行う制御ステップとを有することを特徴とする制御方法。
A plurality of unit pixels arranged in a two-dimensional matrix, a reading means for reading out an optical signal and a noise signal from the unit pixel in a row unit, and a differential signal output for outputting a difference between the optical signal and the noise signal as an image signal For controlling an image pickup apparatus comprising: an image pickup device including a plurality of drive patterns; and a memory unit that stores a plurality of drive patterns having different read timings of at least one of the optical signal and the noise signal by the read out unit. A control method,
A determination step of determining whether or not a noise source that fluctuates a power supply voltage of the image sensor is electrically driven;
A selection step of selecting a drive pattern corresponding to the noise source from the memory means when it is determined in the determination step that the noise source is electrically driven;
A control step of performing readout control of the image sensor with the drive pattern selected in the selection step.
複数の単位画素が2次元マトリックス状に配列され、前記単位画素から行単位で光信号及びノイズ信号を読み出す読み出し手段と、前記光信号と前記ノイズ信号との差分を画像信号として出力する差分信号出力手段とを備えた撮像素子と、前記読み出し手段による前記光信号と前記ノイズ信号の少なくともいずれか一方の読み出しタイミングが互いに異なる複数の駆動パターンを記憶するメモリ手段とを有する撮像装置を制御するための制御プログラムであって、
前記撮像装置が備えるコンピュータに、
前記撮像素子の電源電圧を変動させるノイズ源が電気的に駆動されているか否かを判定する判定ステップと、
前記判定ステップにおいて前記ノイズ源が電気的に駆動されていると判定された場合に、前記メモリ手段から前記ノイズ源に対応した駆動パターンを選択する選択ステップと、
前記選択ステップにおいて選択された駆動パターンで前記撮像素子の読み出し制御を行う制御ステップとを実行させることを特徴とする制御プログラム。
A plurality of unit pixels arranged in a two-dimensional matrix, a reading means for reading out an optical signal and a noise signal from the unit pixel in a row unit, and a differential signal output for outputting a difference between the optical signal and the noise signal as an image signal For controlling an image pickup apparatus comprising: an image pickup device including a plurality of drive patterns; and a memory unit that stores a plurality of drive patterns having different read timings of at least one of the optical signal and the noise signal by the read out unit. A control program,
In the computer provided in the imaging device,
A determination step of determining whether or not a noise source that fluctuates a power supply voltage of the image sensor is electrically driven;
A selection step of selecting a drive pattern corresponding to the noise source from the memory means when it is determined in the determination step that the noise source is electrically driven;
And a control step of performing a read control of the image sensor with the drive pattern selected in the selection step.
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JP2015126367A (en) * 2013-12-26 2015-07-06 キヤノン株式会社 Image processing apparatus, control method thereof, and control program, and imaging apparatus
JP6381351B2 (en) * 2014-08-06 2018-08-29 キヤノン株式会社 Imaging apparatus and control method thereof
JP6478600B2 (en) * 2014-12-04 2019-03-06 キヤノン株式会社 Imaging apparatus and control method thereof
DE102019118378A1 (en) * 2018-07-12 2020-03-05 Fanuc Corporation Noise source monitoring device and noise source monitoring method

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002344812A (en) * 2001-05-16 2002-11-29 Matsushita Electric Ind Co Ltd Video signal processor
JP4246479B2 (en) * 2001-11-20 2009-04-02 富士フイルム株式会社 Imaging apparatus and imaging method
JP2005177113A (en) * 2003-12-19 2005-07-07 Canon Inc Image reading apparatus and x-ray photography apparatus
JP5178394B2 (en) * 2008-08-20 2013-04-10 キヤノン株式会社 Imaging apparatus and control method thereof
JP5161706B2 (en) * 2008-08-27 2013-03-13 キヤノン株式会社 Imaging apparatus and control method thereof

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