KR101168365B1 - 촬상 방법 및 촬상 장치 - Google Patents

Abstract

촬상 방법은, X－Y 어드레스형 촬상 소자에 의해 촬상된 화상을 확대하는 디지털 줌 동작 모드가 선택되었을 때, 줌 배율을 설정하고 상기 설정된 줌 배율에서 화상을 확대하는 디지털 줌 스텝을 포함한다. 상기 촬상방법은, 상기 디지털 줌 스텝에서 설정된 줌 배율에 따라 상기 촬상 소자의 수직방향의 촬상 범위를 설정하는 촬상 범위 설정 스텝; 상기 촬상 범위 설정 스텝에서 설정된 촬상 범위의 노광을 실시하도록 상기 셔터 신호 및 상기 판독 신호를 주사시키는 구동 신호를 출력하고, 상기 촬상 소자를 구동하는 구동스텝; 및 상기 디지털 줌 스텝에서 줌 배율이 변경되었을 때, 상기 촬상 소자에 의해 촬상된 상기 줌 배율의 변경 전후에서 상기 촬상 소자에 의해 촬상된 화상이 사용되지 않도록 폐기하는 폐기 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 촬상 방법이다.

Description

촬상 방법 및 촬상 장치{Imaging method and imaging apparatus}

도 1은, 실시예 1의 촬상 장치의 개략 구성을 나타내는 도면이다.

도 2는, 도 1에 도시한 CMOS 이미지 센서(13)의 구성을 나타내는 도면이다.

도 3은, CMOS 이미지 센서(13)의 동작을 나타내는 도면이다.

도 4는, CMOS 이미지 센서(13)의 동작을 나타내는 도면이다.

도 5는, CMOS 이미지 센서(13)의 동작을 나타내는 도면이다.

도 6은, CMOS 이미지 센서(13)의 동작을 나타내는 도면이다.

도 7은, 판독 신호와 셔터 신호와의 간섭을 나타내는 도면이다.

도 8은, 디지털 줌 배율이 변경되었을 때의 최대 노광 시간의 일례를 나타내는 도면이다.

도 9는, 실시예 5의 촬상 장치의 CMOS 이미지 센서의 구성을 나타내는 도면이다.

도 10a-10c는, 셔터 신호간의 간섭의 문제를 나타내는 도면이다.

도 11은, 실시예 6의 촬상 장치의 CMOS 이미지 센서의 구성을 나타내는 도면이다.

도 12는, 실시예 7의 촬상 장치의 CMOS 이미지 센서의 구성을 나타내는 도면이다.

본 출원은, 2004년 10월 29일 일본 특허청에 제출된 일본 특허번호 JP 2004-316675에 기재된 주제와 관련되며, 그 전체 내용은 참조난에 포함되어 있다.

본 발명은, X－Y 어드레스 형의 촬상 소자에 의해 촬상된 화상을 확대하는 디지털 줌을 실시하는 촬상 장치 및 촬상 방법에 관한 것이다.

비디오 카메라, 디지털 카메라, 휴대 전화의 촬상부등과 같이 촬상 소자에 의해 촬상된 화상을 확대하는 디지털 줌을 실시하는 촬상 장치가 알려져 있다. 종래의 촬상 장치로는, 촬상 소자에 의해 촬상된 화상을 메모리에 기억한 후, 줌 범위내의 화상을 슬라이스(slice)하여 확대 처리를 실시하였다(JP 2003－179799호, JP 2003－153078호 공보 참조)

그렇지만, 종래의 촬상 장치에서는, 촬상 소자에 의해 촬상된 화상을 메모리에 기억한 후, 줌 범위의 화상을 슬라이스하여, 확대 처리를 실시하기 위해, 메모리의 기억용량이 증가하여, 촬상 장치의 코스트가 비싸진다고 하는 문제가 있었다.

본 발명은, 이러한 사정을 감안하여 발명된 것이며, 그 목적은, 디지털 줌의 동작시에는, 줌 배율에 대응하는 촬상 범위의 화상을 촬상 소자로부터 판독함으로써, 메모리의 기억용량을 저감하고, 이에 의해 촬상 장치의 코스트를 저감 할 수 있는 촬상장치 및 촬상 방법을 제공하고 있다.

본 발명의 한 실시예에 따르면, 행렬 형태로 배열된 복수의 화소를 수직 방향으로 주사 하는 노광 개시용 셔터 신호와 노광을 종료하기 위한 판독신호에 의해 노광 시간이 제어되는, X－Y 어드레스형 촬상 소자에 의해 촬상된 화상을 확대하고, 설정된 줌 배율로 상기 촬상소자에 의해 촬상된 화상을 확대하는 디지털 줌 동작 모드가 선택되었을 때, 줌 배율을 설정하는 디지털 줌 스텝을 포함하는 촬상 방법이 제공된다. 상기 촬상방법은, 상기 디지털 줌 스텝에서 설정된 줌 배율에 따라 상기 촬상 소자의 수직방향의 촬상 범위를 설정하는 촬상 범위 설정 스텝; 상기 촬상 범위 설정 스텝에서 설정된 촬상 범위의 노광을 실시하도록 상기 셔터 신호 및 상기 판독 신호를 주사 시키는 구동 신호를 출력하고, 상기 촬상 소자를 구동하는 구동스텝; 및 상기 디지털 줌 스텝에서 줌 배율이 변경되었을 때, 상기 줌 배율의 변경 전후에서 상기 촬상 소자에 의해 촬상된 화상이 사용되지 않도록 폐기하는 폐기 스텝을 포함한다.

본 발명의 한 실시예에 따르는 촬상장치는, 행렬 형태로 배열된 복수의 화소와, 축적된 신호 전하를 방출하고 노광을 개시하기 위한 셔터 신호를 상기 복수의 화소의 수직 방향으로 행 단위로 주사하는 셔터용 주사 회로와, 노광을 종료하고 축적된 신호 전하를 판독하기 위한 판독신호를 상기 복수의 화소의 수직 방향으로 행 단위로 주사하는 판독용 주사 회로를 가지며, 상기 셔터 신호 및 상기 판독 신호에 의해 노광 시간이 제어되는, X－Y 어드레스형의 촬상 소자; 상기 촬상 소자의 노광 시간을 설정하는 노광 시간 설정 수단; 및 상기 촬상 소자에 의해 촬상된 화상을 확대하는 디지털 줌 동작 모드가 선택될 때에, 줌 배율을 설정하고, 설정된 줌 배율로 상기 촬상 소자에 의해 촬상된 화상을 확대하는 디지털 줌 수단을 포함한다. 상기 촬상장치는, 상기 디지털 줌 수단에 의해 설정된 줌 배율에 따라 상기 촬상 소자의 수직방향의 촬상 범위를 설정하는 촬상 범위 설정 수단; 상기 촬상 범위 설정 수단에 의해 설정된 촬상 범위의 노광을 상기 노광 시간 설정 수단에 의해 설정된 노광 시간에 실시하도록 상기 셔터용 주사 회로에 의해 셔터 신호를 주사시키고, 상기 판독용 주사 회로에 의해 판독 신호를 주사시키는 셔터용 구동 신호를 출력하고, 상기 촬상 소자를 구동하는 구동 수단; 및 상기 디지털 줌 수단에 의해 줌 배율이 변경되었을 때, 상기 줌 배율이 변경되는 전후에서 상기 촬상 소자에 의해 촬상된 화상이 사용되지 않도록 폐기하는 제 1의 폐기수단을 포함한다.

본 발명의 한 실시예에 따르는 촬상방법은, 행렬 형태로 배열된 복수의 화소를 수직방향으로 주사하는 노광을 개시하기 위한 셔터 신호 및 노광을 종료하는 판독신호에 의해 노광 시간이 제어되는, X－Y 어드레스형의 촬상 소자의 노광시간을 설정하는 노광 시간 설정 스텝; 및 상기 촬상 소자에 의해 촬상된 화상을 확대하는 디지털 줌 동작 모드가 선택될 때에, 줌 배율을 설정하고, 설정된 줌 배율로 상기 촬상소자에 의해 촬상된 화상을 확대하는 디지털 줌 스텝을 포함한다. 상기 촬상 방법은, 상기 디지털 줌 스텝에서 설정된 줌 배율에 따라 상기 촬상 소자의 수직방향의 촬상 범위를 설정하는 촬상 범위 설정 스텝; 상기 촬상 범위 설정 스텝에서 설정된 촬상 범위의 노광을 상기 노광 시간 설정 스텝에서 설정된 노광 시간에 실시하도록 상기 셔터 신호 및 상기 판독 신호를 주사시키는 구동 신호를 출력하고, 상기 촬상 소자를 구동하는 구동 스텝; 상기 디지털 줌 스텝에서 줌 배율이 변경되었을 때, 변경후의 줌 배율에 대응하는 상기 촬상 범위를 주사하는 셔터 신호가 변경전의 줌 배율에 대응하는 상기 촬상 범위를 주사하는 판독신호에 간섭하지 않도록 변경전 및 변경 후의 줌 배율에 근거하여 상기 촬상 소자의 최대 노광 시간을 연산하는 연산 스텝; 및 상기 연산 스텝에서 연산된 최대 노광 시간과 상기 노광 시간 설정 스텝에서 설정된 노광 시간을 비교하고, 상기 노광 시간 설정 스텝에서 설정된 노광 시간이 상기 연산 스텝에서 연산된 최대 노광 시간을 넘었을 때, 상기 줌 배율이 변화하는 전후에서 상기 촬상 소자에 의해 촬상된 화상이 사용되지 않도록 폐기하는 폐기 스텝을 포함한다.

본 발명의 한 실시예에 따르는 촬상장치는, 행렬 형태로 배열된 복수의 화소와, 축적된 신호 전하를 방출하고 노광을 개시하기 위한 셔터 신호를 상기 복수의 화소의 수직 방향으로 행 단위로 주사하는 셔터용 주사 회로와, 노광을 종료하고 축적된 신호 전하를 판독하기 위한 판독신호를 상기 복수의 화소의 수직 방향으로 행 단위로 주사하는 판독용 주사 회로를 가지며, 상기 셔터 신호 및 상기 판독 신호에 의해 노광 시간이 제어되는, X－Y 어드레스형의 촬상 소자; 상기 촬상 소자의 노광 시간을 설정하는 노광 시간 설정 수단; 및 상기 촬상 소자에 의해 촬상된 화상을 확대하는 디지털 줌 동작 모드가 선택될 때에, 줌 배율을 설정하고, 설정된 줌 배율로 상기 촬상 소자에 의해 촬상된 화상을 확대하는 디지털 줌 수단을 포함한다. 상기 촬상장치는, 상기 디지털 줌 수단에 의해 설정된 줌 배율에 따라 상기 촬상 소자의 수직방향의 촬상 범위를 설정하는 촬상 범위 설정 수단; 상기 촬상 범위 설정 수단에 의해 설정된 촬상 범위의 노광을 상기 노광 시간 설정 수단에 의해 설정된 노광 시간에 실시하도록 상기 셔터용 주사 회로에 의해 셔터 신호를 주사시키고, 상기 판독용 주사 회로에 의해 판독 신호를 주사시키는 셔터용 구동 신호를 출력하고, 상기 촬상 소자를 구동하는 구동 수단; 상기 디지털 줌 수단에 의해 줌 배율이 변경되었을 때, 변경후의 줌 배율에 대응하는 상기 촬상 범위를 주사하는 셔터 신호가 변경전의 줌 배율에 대응하는 상기 촬상 범위를 주사하는 판독신호에 간섭하지 않도록 변경전 및 변경 후의 줌 배율에 근거하여 상기 촬상 소자의 최대 노광 시간을 연산하는 연산 수단; 및 상기 연산 수단에 의해 연산된 최대 노광 시간과 상기 노광 시간 설정 수단에 의해 설정된 노광 시간을 비교하고, 상기 노광 시간 설정 수단에 의해 설정된 노광 시간이 상기 연산 수단에 의해 연산된 최대 노광 시간을 넘었을 때, 상기줌 배율이 변화하는 전후에서 상기 촬상 소자에 의해 촬상된 화상이 사용되지 않도록 폐기하는 제 1의 폐기 수단을 포함한다.

본 발명의 한 실시예에 따르는 촬상방법은, 행렬 형태로 배열된 복수의 화소를 수직 방향으로 주사하는 노광을 개시하기 위한 셔터 신호 및 노광을 종료하는 판독신호에 의해 노광 시간이 제어되는, X－Y 어드레스형의 촬상 소자의 노광시간을 설정하는 노광 시간 설정 스텝; 및 상기 촬상 소자에 의해 촬상된 화상을 확대하는 디지털 줌 동작 모드가 선택될 때에, 줌 배율을 설정하고, 설정된 줌 배율로 상기 촬상 소자에 의해 촬상된 화상을 확대하는 디지털 줌 스텝을 포함한다. 상기 촬상 방법은, 상기 디지털 줌 스텝에서 설정된 줌 배율에 따라 상기 촬상 소자의 수직방향의 촬상 범위를 설정하는 촬상 범위 설정 스텝; 및 상기 촬상 범위 설정 스텝에서 설정된 촬상 범위의 노광을 상기 노광 시간 설정 스텝에서 설정된 노광 시간에 실시하도록 상기 셔터 신호 및 상기 판독 신호를 주사시키는 구동 신호를 출력하고, 상기 촬상 소자를 구동하는 구동 스텝을 포함한다. 상기 노광 시간 설정 스텝은, 상기 디지털 줌 스텝에서 줌 배율이 변경되었을 때, 변경후의 줌 배율에 대응하는 상기 촬상 범위를 주사하는 셔터 신호가 변경전의 줌 배율에 대응하는 상기 촬상 범위를 주사 하는 판독신호에 간섭하지 않도록 변경전 및 변경 후의 줌 배율에 근거하여 상기 촬상 소자의 최대 노광 시간을 연산하는 연산 스텝을 포함한다. 상기 노광 시간 설정 스텝에서는, 상기 촬상 소자의 노광시간이 상기 연산 스텝에서 연산된 최대 노광 시간을 초과하지 않도록 설정되어 있다.

본 발명의 한 실시예에 따르는 촬상 장치는, 행렬 형태로 배열된 복수의 화소와, 축적된 신호 전하를 방출하고 노광을 개시하기 위한 셔터 신호를 상기 복수의 화소의 수직 방향으로 행 단위로 주사하는 셔터용 주사 회로와, 노광을 종료하고 축적된 신호 전하를 판독하기 위한 판독신호를 상기 복수의 화소의 수직 방향으로 행 단위로 주사하는 판독용 주사 회로를 가지며, 상기 셔터 신호 및 상기 판독 신호에 의해 노광 시간이 제어되는, X－Y 어드레스형의 촬상 소자; 상기 촬상 소자의 노광 시간을 설정하는 노광 시간 설정 수단; 및 상기 촬상 소자에 의해 촬상된 화상을 확대하는 디지털 줌 동작 모드가 선택될 때에, 줌 배율을 설정하고, 설정된 줌 배율로 상기 촬상 소자에 의해 촬상된 화상을 확대하는 디지털 줌 수단을 포함한다. 상기 촬상장치는, 상기 디지털 줌 수단에 의해 설정된 줌 배율에 따라 상기 촬상 소자의 수직방향의 촬상 범위를 설정하는 촬상 범위 설정 수단; 및 상기 촬상 범위 설정 수단에 의해 설정된 촬상 범위의 노광을 상기 노광 시간 설정 수단에 의해 설정된 노광 시간에 실시하도록 상기 셔터신호와 상기 판독 신호를 주사시키는 셔터용 구동 신호를 출력하고, 상기 촬상 소자를 구동하는 구동 수단을 포함한다. 상기 노광 시간 설정 수단은, 상기 디지털 줌 수단에 의해 줌 배율이 변경되었을 때, 변경후의 줌 배율에 대응하는 상기 촬상 범위를 주사하는 셔터 신호가 변경전의 줌 배율에 대응하는 상기 촬상 범위를 주사 하는 판독신호에 간섭하지 않도록 변경전 및 변경 후의 줌 배율에 근거하여 상기 촬상 소자의 최대 노광 시간을 연산하는 연산 수단을 포함한다. 상기 노광 시간 설정 수단은 촬상 소자의 노광시간이 상기 연산 수단에 의하여 연산된 최대 노광 시간을 초과하지 않도록 설정한다.

본 발명의 한 실시예에 따르는 촬상방법은, 행렬 형태로 배열된 복수의 화소를 수직 방향으로 주사하는 노광을 개시하기 위한 셔터 신호 및 노광을 종료하는 판독신호에 의해 노광 시간이 제어되는, X－Y 어드레스형의 촬상 소자에 의해 촬상된 화상을 확대하는 디지털 줌 동작모드가 선택되었을 때, 줌 배율을 설정하고, 설정된 줌 배율로 상기 촬상 소자에 의해 촬상된 화상을 확대하는 디지털 줌 스텝을 포함한다. 상기 촬상방법은, 상기 디지털 줌 동작 모드가 선택되었을 때, 상기 촬상 소자의 최대 노광 시간을 상기 판독 신호의 수직 주사기간보다 짧은 소정 시간으로 설정하고, 설정된 최대 노광 시간을 넘지 않도록 상기 촬상 소자의 노광 시간을 설정하는 노광 시간 설정 스텝; 상기 디지털 줌 스텝에서 설정된 줌 배율에 따라 상기 촬상 소자의 수직방향의 촬상 범위를 설정하는 촬상 범위 설정 스텝; 및 상기 촬상 범위 설정 스텝에서 설정된 촬상 범위의 노광을 상기 노광 시간 설정 스텝에서 설정된 노광 시간에 실시하도록 상기 셔터 신호 및 상기 판독 신호를 주사시키는 구동 신호를 출력하고, 상기 촬상 소자를 구동하는 구동 스텝을 포함한다. 상기 디지털 줌 스텝은, 줌 배율이 변경되었을 때, 변경후의 줌 배율에 대응하는 상기 촬상 범위를 주사하는 셔터 신호가 변경전의 줌 배율에 대응하는 상기 촬상 범위를 주사하는 판독신호에 간섭하지 않도록 상기 노광 시간 설정 스텝에서 설정된 최대 노광시간에 근거하여 줌 배율의 최대 변화율을 설정하는 최대 변화율 설정스텝을 포함한다. 상기 디지털 줌 스텝에서는, 상기 최대 변화율 설정 스텝에서 설정된 최대 변화율을 넘지 않도록 줌 배율을 변화시킨다.

본 발명의 한 실시예에 따르는 촬상 장치는, 행렬 형태로 배열된 복수의 화소와, 축적된 신호 전하를 방출하고 노광을 개시하기 위한 셔터 신호를 상기 복수의 화소의 수직 방향으로 행 단위로 주사하는 셔터용 주사 회로와, 노광을 종료하고 축적된 신호 전하를 판독하기 위한 판독신호를 상기 복수의 화소의 수직 방향으로 행 단위로 주사하는 판독용 주사 회로를 가지며, 상기 셔터 신호 및 상기 판독 신호에 의해 노광 시간이 제어되는, X－Y 어드레스형의 촬상 소자; 및 상기 촬상 소자에 의해 촬상된 화상을 확대하는 디지털 줌 동작 모드가 선택될 때에, 줌 배율을 설정하고, 설정된 줌 배율로 상기 촬상 소자에 의해 촬상된 화상을 확대하는 디지털 줌 수단을 포함한다. 상기 촬상장치는, 디지털 줌 동작 수단을 동작시키기 위해 동작 모드가 선택될 때에, 상기 촬상 소자의 최대 노광 시간을 상기 판독 신호의 수직 주사기간보다 짧은 소정 시간으로 설정하고, 설정된 최대 노광 시간을 넘지 않도록 상기 촬상 소자의 노광 시간을 설정하는 노광 시간 설정 수단; 상기 디지털 줌 수단에서 설정된 줌 배율에 따라 상기 촬상 소자의 수직방향의 촬상 범위를 설정하는 촬상 범위 설정 수단; 및 상기 촬상 범위 설정 수단에 의해 설정된 촬상 범위의 노광을 상기 노광 시간 설정 수단에 의해 설정된 노광 시간에 실시하도록 상기 셔터용 주사 회로에 의해 셔터신호를 주사시키고, 상기 판동용 주사 회로에 의해 판독신호를 주사시키는 구동 신호를 출력하고, 상기 촬상 소자를 구동하는 구동 수단을 포함한다. 상기 디지털 줌 수단은, 줌 배율이 변경되었을 때, 변경후의 줌 배율에 대응하는 상기 촬상 범위를 주사하는 셔터 신호가 변경전의 줌 배율에 대응하는 상기 촬상 범위를 주사하는 판독신호에 간섭하지 않도록 상기 노광 시간 설정 수단에 의해 설정된 최대 노광시간에 근거하여 줌 배율의 최대 변화율을 설정하는 최대 변화율 설정 수단을 포함한다. 상기 디지털 줌 수단은, 상기 최대 변화율 설정 수단에 의해 설정된 최대 변화율을 넘지 않도록 줌 배율을 변화시킨다.

본 발명의 한 실시예에 따르는 촬상 기기는, 복수의 화소를 포함하는 촬상 영역, 상기 촬상 영역내에 축적된 신호 전하를 방출하는 주사신호를 전송하는 셔터 주사 회로와, 상기 촬상 영역내에 축적된 신호 전하를 판독하기 위한 주사 신호를 전송하는 판독 주사 회로와, 상기 셔터 주사 회로와, 상기 판독 주사 회로에 의해 노광시간이 제어되는 상기 촬상 장치의 노광 시간을 설정하는 노광 시간 설정 수단과, 줌 배율의 설정값에 따라 촬상 영역에 의해 촬상된 화상을 확대하는 디지털 줌 수단과, 줌 배율에 따라 상기 촬상 영역의 수직방향의 촬상 범위를 제어하는 촬상 범위 설정 수단; 및 상기 줌 배율의 변경 바로 전후에서 촬상된 최소한 한 개의 화상을 폐기하는 폐기 수단을 포함한다.

본 발명의 한 실시예에 따르면, X－Y 어드레스형 촬상 소자가 사용된다. 촬상 소자는 행렬 형태로 배열된 복수의 화소와, 축적된 신호전하 방출용 셔터신호를 주사하고, 노광개시를 복수의 화소들의 수직방향에서 행단위로 하는 셔터용 주사회로와, 복수의 화소들의 수직방향에서 행단위로 노광을 종료하기 위한 판독신호를 주사하고, 축적된 신호전하들을 판독하는 판독용 주사 회로를 가진다. 상기 셔터 신호 및 상기 판독 신호에 의해 노광 시간이 제어된다. 디지털 줌 동작 모드가 선택될 때에, 디지털 줌의 줌 배율에 따라 상기 촬상 소자의 수직방향의 촬상 범위가 설정된다. 그리고, 촬상 소자를 구동하기 위해서 설정된 노광시간내에 설정된 촬상 범위의 노광을 수행하기 위해서 셔터용 신호와 판독신호가 주사된다. 줌 배율이 변경되었을 때, 변경후의 줌 배율에 대응하는 상기 촬상 범위를 주사하는 셔터 신호가 변경전의 줌 배율에 대응하는 상기 촬상 범위를 주사하는 판독신호에 간섭하지 않도록 상기 줌 배율이 변경되는 전후에서 줌 배율에 근거하여 상기 촬상 소자의 최대 노광시간이 연산된다. 촬상 소자의 노광시간은 연산된 최대 노광시간을 초과하지 않도록 설정된다.

실시예 1

이하, 본 발명의 실시예 1의 촬상 장치 및 촬상 방법에 대해 도면을 참조해 설명한다.

도 1은, 실시예 1의 촬상 장치의 개략 구성을 나타내는 도면이다.

도 1에 도시한 바와같이, 실시예 1의 촬상 장치는, 렌즈(11), 아이리스(12), CMOS 이미지 센서(13), 신호 처리 회로(14), 화상 메모리(15), 조작부(16), 표시부(17), 기록 매체(18) 및 제어 회로(19)를 포함한다.

렌즈(11)는, 예를 들면 줌 렌즈로 구성되며, 피사체를 CMOS 이미지 센서(13)에 결상한다(focus). 렌즈(11)는, 줌 렌즈에 한정하는 것이 아니고, 예를 들면 단일초점(single focus)렌즈라도 좋다. 아이리스(12)는, 조임량(aperture amount)을 조정하는 것과 동시에, 메카니컬 셔터가 된다. CMOS 이미지 센서(13)는, 렌즈(11)에 의해 결상된 피사체를 촬상한다. 촬상 소자는, CMOS 이미지 센서에 한정하는 것이 아니고, X－Y 어드레스형의 어느 촬상소자라도 좋다.

신호 처리 회로(14)는, CMOS 이미지 센서(13)에 의해 촬상된 화상에 여러 가지의 신호 처리를 실시한다. 신호 처리 회로(14)는, CMOS 이미지 센서(13)에 의해 촬상된 화상을 확대하는 디지털 줌 처리부(21)를 가진다. 화상 메모리 (15)에는, CMOS 이미지 센서(13)에 의해 촬상되어 신호 처리 회로(14)에 의해 디지털 신호로 변환된 화상이 기억된다. 화상 메모리(15)는, 신호 처리 회로(14)의 신호 처리에 사용된다. 조작부(16)는, 각종의 조작 정보를 입력하는 도시하지 않는 조작 버튼, 조작 레버등을 가진다. 표시부(17)는, 예를 들면 액정 디스플레이로 구성되어, 신호 처리 회로 (14)의 출력 화상이나, 이 촬상 장치의 정보를 표시한다. 기록매체(18)는, 예를 들면 교환 가능한 자기테이프, 광디스크, 메모리 카드로 구성되어, 신호 처리 회로(14)의 출력 화상을 기록한다.

제어 회로(19)는, 조작부(16)에 의해 입력된 조작 정보에 근거해 렌즈(11), 아이리스(12), CMOS 이미지 센서(13), 신호 처리 회로(14), 화상 메모리(15) 및 표시부(17)를 제어한다. 제어 회로(19)는, 디지털 줌 설정부(22), 촬상 조건 설정부(23), 렌즈 구동부(24), 아이리스 구동부(25) 및 센서 구동부(26)를 가진다.

디지털 줌 설정부(22)는, 조작부(16)에 의해 입력된 줌 정보에 근거해 디지털 줌 동작 모드를 선택(설정 및 해제)하고, 디지털 줌 동작 모드가 선택(설정)되었을 때, 상기 줌 정보에 근거해 디지털 줌 배율을 설정하며, 설정된 디지털 줌 배율에 근거해 CMOS 이미지 센서(13)의 수직 방향의 촬상 범위를 설정한다. 또한, 디지털 줌 설정부(22)는, 디지털 줌 동작 모드가 선택(설정)될 때에, 디지털 줌 처리 회로(21)을 제어한다. 디지털 줌 처리 회로(21)는, 디지털 줌 설정부(22)의 제어 명령에 따라 CMOS 이미지 센서(13)에 의해 촬상되어 줌 범위의 화상을 확대한다.

촬상 조건 설정 회로(23)는, 조작부(16)에 의해 입력된 조작 정보에 근거해 렌즈(11)의 광학 줌 배율(줌 포지션), 아이리스(12)의 조임량 및 CMOS 이미지 센서(13)의 노광 시간(셔터 스피드)을 설정한다.

렌즈 구동부(24)는, 촬상 조건 설정 회로(23)에 의해 설정된 광학 줌 배율에 따라 렌즈(11)를 구동한다. 아이리스 구동부(25)는, 촬상 조건 설정 회로(23)에 의해 설정된 조임량에 따라서 아이리스(12)를 구동한다. 센서 구동부(26)는, 촬상 조건 설정 회로(23)에 의해 설정된 노광 시간에서 CMOS 이미지 센서(13)를 구동한다. 센서 구동부(26)는, 디지털 줌 설정부(22)에 의해 디지털 줌 동작 모드가 선택되었을 때에, 디지털 줌 설정부(22)에 의해 설정된 촬상 범위를 촬상하도록 CMOS 이미지 센서(13)를 구동한다.

도 2는, 도 1에 도시한 CMOS 이미지 센서(13)의 구성을 나타내는 도면이다.

도 2에 도시한 바와같이, CMOS 이미지 센서(13)는, 화소부(31), 셔터용 주사 회로(32), 판독용 주사 회로(33), 드라이버 회로(34) 및 수평 판독 회로(35)를 구비한다.

화소부(31)는, 행렬 형태로 배열된 도시하지 않는 복수의 화소로 구성된다. 각 화소는, CMOS 이미지 센서(13)의 입사빛을 신호 전하(화소 신호)로 변환하는 광전전환부와 광전변환부에 축적된 신호 전하를 방출하기 위해 노광을 개시시키는 셔터용 트랜지스터 회로와, 광전전환부에 축적된 신호 전하를 증폭하는 증폭용 트랜지스터 회로와 증폭용 트랜지스터 회로에 의해 증폭된 신호 전하를 판독하는 판독용 트랜지스터 회로를 가진다. 광전전환부는, 예를 들면 포토 다이오드로 구성된다. 포토 다이오드는, 셔터용 트랜지스터 회로가 구동되었을 때에, 축적된 신호 전하를 방출하고, 화소 신호를 초기화한다. 판독용 트랜지스터 회로가 구동되었을 때에는, 축적된 신호 전하가 판독된 후, 상기 포토 다이오드는 화소 신호를 초기화하는 파괴적인 판독(destructive readout)을 실시한다.

셔터용 주사 회로(32)는, 센서 구동부(26)로부터의 셔터용 구동 신호에 근거하여 화소부(31)의 복수의 화소의 셔터용 트랜지스터 회로를 구동하는 셔터 신호를 드라이버 회로(34)를 통해 화소부(31)의 복수의 화소의 수직 방향으로 행 단위로 주사한다. 셔터용 주사 회로(32)는, 예를 들면 상기 복수의 화소의 임의의 행을 선택해 주사하는 디코더 회로로 구성된다.

판독용 주사 회로(33)는, 센서 구동부(26)로부터의 판독용 구동 신호에 근거하여 화소부(31)의 복수의 화소의 판독용의 트랜지스터 회로를 구동하는 판독 신호를 드라이버 회로(34)를 통해 상기 복수의 화소의 수직 방향으로 행 단위로 주사한다. 판독용 주사 회로(33)는, 예를 들면 상기 복수의 화소의 임의의 행을 선택해 주사하는 디코더 회로로 구성된다.

드라이버 회로(34)는, 셔터용 주사 회로(32)로부터의 셔터 신호 및 판독용 주사회로(33)로부터의 판독 신호에 의해 화소부(31)를 구동한다. 수평 판독 회로(35)는, 판독용 주사 회로(33)로부터의 판독 신호에 근거하여 선택된 화소부(31)의 동일한 행의 화소들의 화소 신호를 일괄적으로 판독하고, 판독된 1라인 분의 화소 신호를 병렬-직렬 변환하여 그 화소신호를 출력한다.

이와 같이 구성된 촬상 장치에서는, 조작부(16)의 조작 정보에 근거하여 제어 회로(19)의 제어명령에 따라서 각 부가 동작된다. 촬상 조건 설정 회로(23)에 의해 렌즈 (11)의 광학 줌 배율, 아이리스(12)의 조임량 및 CMOS 이미지 센서(13)의 노광 시간(셔터 스피드)이 설정되며, 렌즈 구동부 (24)에 의해 렌즈(11)가 구동되며, 아이리스 구동부(25)에 의해 아이리스(12)가 구동되며, 센서 구동부(26)에 의해 CMOS 이미지 센서(13)가 구동된다. 그리고, CMOS 이미지 센서(13)에 의해 촬상된 화상은, 신호 처리 회로(14)에 의해 신호 처리를 하고, 표시부(17)에 표시되어 기록 매체(18)에 기록된다.

조작부(16)의 조작 정보(줌 정보)에 근거하여 디지털 줌 설정부(22)에 의해 디지털 줌 동작 모드가 선택되었을 때에는, 디지털 줌 설정부(22)에 의해 디지털 줌 배율과 그 디지털 줌 배율에 대응하는 CMOS 이미지 센서(13)의 촬상 범위가 설정되며, 설정된 촬상 범위를 촬상하도록 센서 구동 회로(26)에 의해 CMOS 이미지 센서(13)가 구동된다. 그리고, CMOS 이미지 센서(13)에 의해 촬상된 화상은, 화상 메모리 (15)에 기억되며, 디지털 줌 처리부(21)에 의해 줌 범위가 슬라이스되어, 확대 처리가 실시된다.

도 3은, CMOS 이미지 센서(13)의 동작을 나타내는 도면이다. 　이 동작은, 이른바 1프레임 셔터를 릴리스( release)하는 동작이다. 노광 시간이 1 프레임 기간으로 설정되었을 때에는, 셔터용 주사 회로(32)에 셔터용 구동 신호가 공급되지 않고, 판독용 주사 회로(33)에 판독용 구동 신호가 공급된다. 판독용 주사 회로(33)에 의해 주사되는 판독 신호는, 1 프레임 기간에 화소부(31)의 수직 방향으로 행 단위로 주사를 실시한다. 셔터 동작은, 판독 신호에 의해 행해진다.

도 4는, CMOS 이미지 센서(13)의 동작을 나타내는 도면이다.

이 동작은, 셔터용 주사 회로(32)를 구동하고 노광 시간을 제어하는 동작이다. 노광시간은, 1H에서 1F－1H의 범위에서 제어된다. 노광 시간이 1 프레임 기간보다 짧은 시간으로 설정되었을 때에는, 셔터용 주사 회로(32)에 셔터용 구동 신호가 공급되고, 판독용 주사 회로(33)에 판독용 구동 신호가 공급된다. 셔터용 주사 회로(32)에 주사되는 셔터 신호 및 판독용 주사 회로(33)에 의해 주사되는 판독 신호는, 1 프레임 기간에 화소부(31)의 수직 방향으로 행 단위로 주사를 실시한다.

도 5는, CMOS 이미지 센서(13)의 동작을 나타내는 도면이다.

도 5에서, A는, 디지털 줌 설정부(22)에 의해 디지털 줌 배율(B／A)에 근거하여 설정된 화소부(31)의 수직 방향의 촬상 범위이며, B는, 디지털 줌이 실시되지 않을 때의 화소부(31)의 수직 방향의 촬상 범위이다. 디지털 줌 동작 모드가 선택될 때에, 촬상 범위 A에서 촬상을 하고, CMOS 이미지 센서 (13)로부터 화상이 판독된다. 노광 시간이 1 프레임 기간으로 설정되었을 때에는, 셔터용 주사 회로(32)에 셔터용 구동 신호는 공급되지 않고, 판독용 주사 회로(33)에 판독용 구동 신호가 공급된다. 판독용 주사 회로(33)에 의해 주사 되는 판독 신호는, 1 프레임 기간내에 촬상 범위 A의 수직 방향으로 행 단위로 주사를 실시한다. 셔터 동작은, 판독 신호에 의해 행해진다.

도 6은, CMOS 이미지 센서(13)의 동작을 나타내는 도면이다.

도 6에서, A는, 디지털 줌 설정부(22)에 의해 디지털 줌 배율(B／A)에 근거하여 설정된 화소부(31)의 수직 방향의 촬상 범위이며, B는, 디지털 줌이 실시되지 않을 때의 화소부(31)의 수직 방향의 촬상 범위이다. 디지털 줌 동작 모드가 선택될 때에, 촬상 범위 A의 촬상을 하고, CMOS 이미지 센서 (13)로부터 화상이 판독된다. 디지털 줌 동작 모드가 선택되었을 때에도, 셔터용 주사 회로(32)를 구동하여 노광 시간을 제어할 수 있다. 노광 시간은, 1H에서 1F－1H의 범위에서 제어되며, 노광 시간이 1 프레임 기간보다 짧은 시간으로 설정되었을 때에는, 셔터용 주사 회로(32)에 셔터용 구동 신호가 공급되며, 판독용 주사 회로(33)에는 판독용 구동 신호가 공급된다. 셔터용 주사 회로(32)에 의해 주사되는 셔터 신호 및 판독용 주사회로(33)에 의해 주사되는 판독 신호는, 1 프레임 기간에 촬상 범위 A를 수직 방향으로 행 단위로 주사를 실시한다.

도 7은, 판독 신호와 셔터 신호와의 간섭을 나타내는 도면이다.

도 7에 도시한 바와같이, 디지털 줌 배율이 변경되었을 때에는, 화소부(31)의 수직 방향의 촬상 범위가 변화하며, 셔터 신호 및 판독 신호의 주사 속도가 변화한다. 이와 같은 경우에는, 일정한 프레임 속도로 촬상되는 판독 신호와 셔터 신호가 간섭하는 경우가 있다. 예를 들면, 도 7에서, 디지털 줌 배율이 작아져, 촬상 범위가 증가하는 경우의 예에서는, 프레임(N)의 셔터 신호는, 프레임(N－1)의 판독신호의 맨 마지막 줄과 타이밍이 일치하여, 이것보다 노광 시간이 길어지면, 상기 프레임(N) 전후의 프레임의 촬상이 정상적으로 행해지지 않게 된다. 한편, 디지털 줌 배율이 커져, 촬상 범위가 작아졌을 경우의 예에서는, 프레임(N＋1)의 셔터 신호는, 그 개시행의 프레임(N)의 판독 신호와 타이밍이 일치하고, 이것보다 노광 시간이 길어지면, 상기 프레임(N+1) 전후의 프레임의 촬상이 정상적으로 행해지지 않게 된다. 이와 같이, 디지털 줌 배율이 변경되면, 노광 시간이 제한되게 된다.

실시예 1의 촬상 장치에서는, 디지털 줌 배율이 변경되었을 때에, CMOS 이미지 센서(13)에 의해 촬상된 그 전후의 화상을 사용하지 않도록 제어 회로(19)에 의해 폐기하고, 폐기된 화상 대신에 그 전의 화상을 사용한다.

이와 같이 실시예 1에 의하면, 디지털 줌 배율에 근거하여 디지털 줌 설정부(22)에 의해 설정된 촬상 범위를 CMOS 이미지 센서(13)에 의해 촬상한다.

따라서, 디지털 줌 배율에 대응하는 촬상 범위의 화상을 촬상 소자로부터 판 독하는 것이 가능하며, 판독된 화상을 기억하는 화상 메모리(15)의 용량을 작게 하고, 이에 의해 촬상 장치의 코스트를 저감할 수 있다.

디지털 줌 배율이 변경되는 전후의 화상을 사용하지 않게 폐기하므로, 후의 화상의 판독 신호와 전의 화상의 셔터 신호와의 간섭에 의해 정상적으로 촬상되지 않을 수 있는 화상을 폐기하고(discard), 영상의 혼란을 방지하는 것이 가능해진다.

실시예 2

실시예 1에서는, 디지털 줌 배율이 변경되었을 때에, CMOS 이미지 센서(13)에 의해 촬상된 그 전후의 화상을 사용하지 않게 제어 회로(19)에 의해 폐기한다. 이 때문에, 도 7에 도시한 판독 신호와 셔터 신호와의 간섭이 없는 경우에도, 상기 변경 전후의 화상이 폐기된다. 한편, 실시예 2의 촬상 장치는, 판독 신호와 셔터 신호와의 간섭이 없는 경우, 해당 화상을 폐기하지 않는다. 한편, 실시예 2에서는, 실시예 1과 다른 점을 설명한다.

실시예 2의 촬상 장치의 디지털 줌 설정부(22)는, 디지털 줌 배율이 변경되었을 때에, 변경 전후의 디지털 줌 배율에 근거하여 판독 신호와 셔터 신호와의 간섭이 없는 최대 노광 시간을 연산하고, 연산된 최대 노광 시간과 촬상 조건 설정부(23)에 의해 설정된 노광 시간과 비교한다. 제어 회로(19)는, 디지털 줌 설정부(22)의 비교 정보가 촬상 조건 설정부(23)에 의해 설정된 노광 시간이 연산된 최대 노광 시간을 넘었다고 지시하면, CMOS 이미지 센서(13)에 의해 촬상된 디지털 줌이 변경된 전후의 화상을 사용하지 않도록 폐기하고, 폐기된 화상 대신에 그 전의 화 상을 사용한다.

최대 노광 시간은, 예를 들면 다음식으로 나타내진다.

최대 노광 시간=1＋MAX(Z(N－1), Z(N))／MIN(Z(N－1), Z(N))×F／2.

여기서, Z(N－1)：프레임(N－1)의 디지털 줌 배율,

Z(N)：프레임(N)의 디지털 줌 배율,

F：1 프레임 기간.

도 8은, 디지털 줌 배율이 변경되었을 때의 최대 노광 시간의 일례를 나타내는 도면이다.

도 8로부터 알 수 있듯이, 디지털 줌 배율이 변경되지 않을 때에는, 최대 노광시간은 1 프레임 기간이 된다. 디지털 줌 배율이 변경되었을 때에는, 최대 노광 시간은 1프레임 기간보다 짧아진다. 배율이 M배로 변경되었을 때의 최대 노광 시간과 1／M배로 변경되었을 때의 최대 노광 시간과는 일치한다. 디지털 줌 설정부(22)는, 상기의 식에 의해 최대 노광 시간을 연산하는 대신에 도 8에 도시한 최대 노광 시간을 기억해 두고, 테이블 룩업(table look-up)에 따라 최대 노광 시간을 계산해도 괜찮다.

이와 같이 실시예 2에 의하면, 판독 신호와 셔터 신호가 간섭하지 않는 화상을 폐기하지 않고, 판독 신호와 셔터 신호가 간섭하는 화상만을 폐기하므로, 실시예 1에 비해, 움직임이 매끄러운 화상을 얻을 수 있다.

실시예 3

실시예 3에서는, 실시예 1 및 2와 다른 부분을 설명한다.

실시예 3의 촬상 장치의 디지털 줌 설정부(22)는, 실시예 2와 같이, 디지털 줌 배율이 변경되었을 때에는, 최대 노광 시간을 연산한다. 그리고, 촬상 조건 설정 회로(23)는, 디지털 줌 설정부(22)에 의해 연산된 최대 노광 시간을 넘지 않도록 노광 시간을 설정한다.

이와 같이 실시예 3에 의하면, 줌 배율이 변화했을 경우에도, CMOS 이미지 센서(13)에 의해 매끄러운 정상적인 화상을 촬상하는 것이 가능해지며, 실시예 1 및 2에서와 같이 디지털 줌 배율이 변경된 전후의 화상을 폐기할 필요가 없다.

실시예 4

실시예 4에서는, 실시예 1~3과 다른 부분을 설명한다.

실시예 4의 촬상 조건 설정 회로(23)는, 디지털 줌 설정부(22)에 의해 디지털 줌 동작 모드가 선택되었을 때, 최대 노광 시간을 1프레임 기간의 1／2로 설정하고, 설정된 최대 노광 시간을 넘지 않게 노광 시간을 설정한다. 또한, 디지털 줌 설정부(22)는, 촬상 조건 설정 회로(23)에 의해 설정된 최대 노광 시간에 근거하여 디지털 줌 배율의 변화비율을 제한한다.

도 8에 도시한 바와같이, 줌 배율이 1배에서 16배로 변화했을 경우 및 줌 배율이 16배에서 1배로 변화했을 경우에는, 최대 노광 시간은, 0.53이 된다. 따라서, 최대 노광 시간을 0.5로 하면, 이 범위내의 줌 배율의 변화인 경우, 프레임(N－1)의 판독 신호와 프레임(N)의 셔터 신호와의 간섭이 없다.

이와 같이 실시예 4에 의하면, 줌 배율이 변화했을 경우에도, CMOS 이미지 센서(13)에 의해 매끄러운 정상적인 화상을 촬상하는 것이 가능해져, 실시예 1 및 2의 경우와 같이, 디지털 줌 배율이 변경된 전후의 화상을 폐기할 필요가 없다.

실시예 5

도 9는, 실시예 5의 촬상 장치의 CMOS 이미지 센서의 구성을 나타내는 도면이다.

도 9에 도시한 바와같이, 이 CMOS 이미지 센서는, 화소부(31), 셔터용 시프트 레지스터(42), 판독용 시프트 레지스터(43), 드라이버 회로(44) 및 수평 판독 회로(35)를 포함한다.

도 2에 도시한 CMOS 이미지 센서의 구성요소와 동일한 요소에는, 동일 부호를 부여하고, 그 설명을 생략한다.

셔터용 시프트 레지스터(42)는, 센서 구동부(26)로부터의 셔터용 구동 신호(시프트 레지스터 입력 패턴 신호 및 시프트 클록 신호)에 근거하여 화소부(31)의 복수의 화소의 셔터용의 트랜지스터 회로를 구동하는 셔터 신호를 드라이버 회로(34)를 통해 화소부(31)의 복수의 화소의 수직 방향으로 행 단위로 차례차례 주사한다. 판독용 시프트 레지스터(43)는, 센서 구동부(26)로부터의 판독용 구동 신호(시프트 레지스터 입력 패턴 신호 및 시프트 클록 신호)에 근거하여 화소부(31)의 복수의 화소의 판독용의 트랜지스터 회로를 구동하는 판독 신호를 드라이버 회로(34)를 통해 상기 복수의 화소의 수직 방향으로 행 단위로 차례차례 주사한다. 드라이버 회로(44)는, 셔터용 주사 회로(42)의 셔토 신호(비트 위치 정보) 및 판독용 주사 회로(33)의 판독 신호(비트 위치정보)에 근거하여 화소부(31)를 구동한다.

실시예 5의 CMOS 이미지 센서는, 도 3 ~ 도 6에 도시한 실시예 1의 CMOS 이미지 센서와 같은 동작을 실시한다. 또한, 실시예 5의 CMOS 이미지 센서는, 도 7에 도시한 실시예 1의 CMOS 이미지 센서의 동작과 같이 판독 신호와 셔터 신호와의 간섭이 있다. 이 때문에, 실시예 5의 촬상 장치는, 실시예 3 및 4의 촬상 장치와 같이, 판독 신호와 셔터 신호와의 간섭이 없는 조건에서 촬상을 실시한다. 그리고, 실시예 2의 촬상 장치와 같이 판독 신호와 셔터 신호와의 간섭이 발생하는 경우에는, 상기 촬상 장치는 간섭으로 인해 정상적으로 촬상되지 않는 화상을 폐기한다. 실시예 1의 촬상 장치와 같이 디지털 줌 배율의 변화했을 때, 상기 촬상 장치는 줌 배율의 변경 전후에서 촬상된 화상을 폐기하도록 구성한다.

도 10a - 10c는, 셔터 신호간의 간섭의 문제를 나타내는 도면이다.

실시예 5의 CMOS 이미지 센서에서는, 셔터용 시프트 레지스터(42)에 의해 셔터 신호가 주사되며 판독용 시프트 레지스터(43)에 의해 판독 신호가 주사된다. 디지털 줌 동작 모드가 선택되었을 경우, 셔터 신호 및 판독 신호는, 화소부(31)의 1행째부터 촬상 범위의 개시행까지 고속으로 시프트되며, 촬상 범위의 종료행으로부터 화소부(31)의 맨 마지막 줄까지 고속으로 시프트 된다. 이 때문에, 노광 시간이 길게 변경되었을 때에는, 이전의 프레임(N－1)의 화상에 이상이 발생한다.

도 10a에 도시한 바와같이, 노광 시간이 변화하지 않고 일정한 경우에는, 프레임(N－1)의 셔터 신호와 프레임(N)의 셔터 신호가, 각각의 프레임에서, 판독 신호와 같이 서로 간섭하지 않는다. 또한, 도 10c에 도시한 바와같이, 노광시간이 짧게 변경되었을 경우에도, 프레임(N－1)의 셔터 신호와 프레임(N)의 셔터 신호와는 서로 간섭하지 않는다.

한편, 도 10(B)에 도시한 바와같이, 노광 시간이 길게 변경되었을 경우에는, 프레임(N)의 셔터 신호가 프레임(N－1)의 셔터 신호에 간섭한다. 즉, 프레임(N)의 셔터 신호를 화소부(31)의 1행째부터 촬상 범위의 개시행까지 고속으로 시프트되면, 프레임(N－1)의 셔터 신호도 이와 같이 고속으로 시프트 되므로, 프레임(N－1)에 이상이 발생한다.

이 때문에, 실시예 5의 촬상 장치의 제어 회로(19)는, 디지털 줌시에 노광 시간이 길게 변경되었을 경우에, 변경전의 화상을 폐기하고, 폐기된 화상 대신에 그 이전의 화상을 사용한다.

이와 같이 실시예 5에 의하면, 디지털 줌시에 노광 시간이 길게 변경되었을 경우에는, 정상적으로 촬상되지 않는 화상을 폐기한다. 따라서, 영상의 혼란을 방지할 수 있다.

실시예 6

도 11은, 실시예 6의 촬상 장치의 CMOS 이미지 센서의 구성을 나타내는 도면이다.

도 11에 도시한 바와같이, 실시예 6의 CMOS 이미지 센서는, 도 10에 도시한 실시예 5의 CMOS 이미지 센서의 셔터용 시프트 레지스터(42)를 제 1셔터용 시프트 레지스터(51) 및 제 2셔터용 시프트 레지스터(52)로 대체한 것이다.

제 1 및 제 2셔터용 시프트 레지스터(51 및 52)는, 화소부(31)의 거의 중앙에서 분할되어 각각 독립의 셔터 구동 신호에 의해 구동된다.　

실시예 6의 CMOS 이미지 센서에서, 제 1 및 제 2셔터용 시프트 레지스터(51 및 52)가 각각 독립의 셔터 구동 신호에 의해 구동되므로, 제 1셔터용 시프트 레지스터(51)에 의해 프레임(N)의 셔터 신호가 고속으로 시프트 되어도, 제 2셔터용 시프트 레지스터(52)에 의해 프레임(N－1)의 셔터 신호를 정상적으로 시프트시킬 수 있다.

이와 같이 실시예 6에 의하면, 노광 시간이 길게 설정되었을 경우에도, 정상적인 촬상 동작을 실시할 수 있으므로, 실시예 5와 같이 노광 시간이 길게 변경되었을 경우, 변경전의 화상을 폐기할 필요가 없다.

실시예 7

도 12는, 실시예 7의 촬상 장치의 CMOS 이미지 센서의 구성을 나타내는 도면이다.

도 12에 도시한 바와같이, 실시예 7의 CMOS 이미지 센서는, 도 9에 도시한 실시예 5의 CMOS 이미지 센서의 셔터용 시프트 레지스터(42)를, 제 1셔터용 시프트 레지스터(61), 제 2셔터용 시프트 레지스터(62), 구동 신호 변환 회로(63) 및 셔터 신호 변환 회로(64)로 대체한 것이다.

구동 신호 변환 회로(63)에는, 셔터용 구동 신호(시프트 레지스터 입력 패턴 신호 및 시프트 클록 신호)가 입력된다. 구동 신호 변환 회로(63)는, 입력된 셔터용 구동 신호를 촬상순서대로 교대로 제 1 및 제 2셔터용 시프트 레지스터(61 및 62)로 스위치하여 출력한다. 이에 의해, 제 1 및 제 2셔터용 시프트 레지스터(61 및 62)에 의해 셔터 신호가 촬상순서대로 교대로 출력된다. 셔터 신호 변환 회로 (64)는, 제1 및 제2 셔터용 시프트 레지스터(61 및 62)에 의해 촬상순서 대로 출력되는 셔터 신호를 교대로 스위치하여 출력한다.

실시예 7의 CMOS 이미지 센서에서도, 실시예 6의 CMOS 이미지 센서에서와 같이, 제 1셔터용 시프트 레지스터(51)에 의해 프레임(N)의 셔터 신호가 고속으로 해 시프트 되어도, 제 2셔터용 시프트 레지스터(52)에 의해 프레임(N－1)의 셔터 신호를 정상적으로 시프트 시킬 수 있다.

이와 같이 실시예 7에 의하면, 노광 시간이 길게 설정되었을 경우에도, 정상적인 촬상 동작을 실시할 수 있으므로, 실시예 5와 같이 노광 시간이 길게 변경되었을 경우, 변경전의 화상을 폐기할 필요가 없다.

본 발명의 촬상 방법 및 촬상 장치에 의하면, 디지털 줌의 줌 배율에 따라, 촬상 소자의 수직 방향의 촬상 범위를 설정하고, 설정된 촬상 범위의 노광을 실시하도록 셔터 신호 및 판독 신호를 주사시켜 촬상 소자를 구동한다. 그리고, 디지털 줌 배율이 변경되었을 때, 줌 배율이 변경되기 전후에 상기 촬상 소자에 의해 화상을 사용하지 않게 폐기한다.

따라서, 줌 배율에 대응하는 촬상 범위의 화상을 촬상 소자로부터 판독하는 것이 가능하며, 판독된 화상을 기억하는 메모리의 용량을 작게하여, 이것에 의해 촬상 장치의 코스트를 저감할 수 있다. 또한, 줌 배율이 변경되는 전후의 화상을 사용하지 않도록 폐기하므로, 이후의 화상의 판독 신호와 이전의 화상의 셔터 신호와의 간섭에 의해 정상적으로 촬상되지 않을 가능성이 있는 화상을 제거하는 것이 가능하다. 그리고 촬상 장치로부터 출력되는 영상의 혼란을 방지하는 것이 가능해진다.

또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 있어서의 촬상 방법 및 촬상 장치에 의하면, 디지털 줌의 줌 배율에 따라 촬상 소자의 수직 방향의 촬상 범위를 설정하고, 설정된 촬상 범위의 노광을 설정된 노광 시간에 실시하도록 셔터 신호 및 판독 신호를 주사시켜 촬상 소자를 구동한다. 그리고, 줌 배율이 변경되었을 때, 변경 후의 줌 배율에 대응하는 상기 촬상 범위를 주사하는 셔터 신호가 변경전의 줌 배율에 대응하는 상기 촬상 범위를 주사하는 판독신호에 간섭하지 않도록 변경전 및 변경 후의 줌 배율에 근거하여 상기 촬상 소자의 최대 노광 시간을 연산하고, 상기 설정된 노광 시간이 연산된 최대 노광 시간을 넘었을 때, 촬상 소자에 의해 촬상된 줌 배율이 변화하는 전후의 화상을 사용하지 않도록 폐기한다.

따라서, 줌 배율에 대응하는 촬상 범위의 화상을 촬상 소자로부터 판독하는 것이 가능하므로, 판독된 화상을 기억하는 메모리의 용량을 작게하고, 이것에 의해 촬상 장치의 코스트를 저감할 수 있다. 또한, 설정된 노광 시간이 연산된 최대 노광 시간을 넘었을 때, 줌 배율이 변화하는 전후에 촬상 소자에 의해 촬상된 화상을 사용하지 않도록 폐기하므로, 후의 화상의 판독 신호와 전의 화상의 셔터 신호와의 간섭 때문에 정상적으로 촬상되지 않는 화상을 제거하고, 촬상 장치로부터 출력되는 영상의 혼란을 방지하는 것이 가능해진다.

또, 본 발명의 또 다른 실시예에 있어서의 촬상 방법 및 촬상 장치에 의하면, 디지털 줌의 줌 배율에 대응하는 촬상 소자의 수직 방향의 촬상 범위를 설정하고, 설정된 촬상 범위의 노광을 설정된 노광 시간에 실시하도록 셔터 신호 및 판독 신호를 주사시켜 촬상 소자를 구동한다. 그리고, 줌 배율이 변경되었을 때, 변경 후의 줌 배율에 대응하는 상기 촬상 범위를 주사하는 셔터 신호가 변경전의 줌 배율에 대응하는 상기 촬상 범위를 주사 하는 판독 신호에 간섭하지 않도록 변경전 및 변경 후의 줌 배율에 근거하여 촬상 소자의 최대노광 시간을 연산하고, 연산된 최대 노광 시간을 넘지 않게 촬상 소자의 노광 시간을 설정한다.

따라서, 줌 배율에 대응하는 촬상 범위의 화상을 촬상 소자로부터 판독하는 것이 가능하므로, 판독된 화상을 기억하는 메모리의 용량을 작게하고, 이것에 의해 촬상 장치의 코스트를 저감할 수 있다. 또한, 줌 배율이 변경되었을 때, 변경 후의 줌 배율에 대응하는 상기 촬상 범위를 주사 하는 셔터 신호가 변경전의 줌 배율에 대응하는 상기 촬상 범위를 주사하는 판독 신호에 간섭하지 않도록 변경전 및 변경 후의 줌 배율에 근거하여 촬상 소자의 최대 노광 시간을 연산하고, 연산된 최대 노광 시간을 넘지 않도록 촬상 소자의 노광 시간을 설정하므로, 줌 배율이 변화했을 경우에도, 촬상 소자에 의해 매끄러운 정상적인 화상을 촬상하는 것이 가능해진다.

또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 있어서의 촬상 방법 및 촬상 장치에 의하면, 디지털 줌 동작 모드가 선택될 때에, 촬상 소자의 최대 노광 시간을 판독 신호의 수직 주사 기간보다 짧은 소정 시간으로 설정하고, 설정된 최대 노광 시간을 넘지 않게 촬상 소자의 노광 시간을 설정하고, 설정된 줌 배율에 따라 촬상 소자의 수직 방향의 촬상 범위를 설정하고, 설정된 촬상 범위의 노광을 설정된 노광 시간에 실시하도록 셔터 신호 및 판독 신호를 주사시켜 촬상 소자를 구동한다. 그리고, 줌 배율이 변경되었을 때, 변경 후의 줌 배율에 대응하는 촬상 범위를 주사하는 셔터 신호가 변경전의 줌 배율에 대응하는 상기 촬상범위를 주사하는 판독 신호에 간섭하지 않도록, 상기 최대 노광 시간에 근거하여 줌 배율의 최대 변화율을 설정하고, 설정된 최대 변화율을 넘지 않게 줌 배율을 변화시킨다.

따라서, 줌 배율에 대응하는 촬상 범위의 화상을 판독하는 것이 가능하므로, 판독된 화상을 기억하는 메모리의 용량을 작게하고, 이것에 의해 촬상 장치의 코스트를 저감할 수 있다. 또한, 줌 배율이 변경되었을 때, 변경 후의 줌 배율에 대응하는 촬상 범위를 주사하는 셔터 신호가 변경전의 줌 배율에 대응하는 상기 촬상 범위를 주사하는 판독 신호에 간섭하지 않도록, 상기 최대 노광 시간에 근거하여 줌 배율의 최대 변화율을 설정하고, 설정된 최대 변화율을 넘지 않도록 줌 배율을 변화시키며 그리고, 줌 배율이 변화했을 경우에도, 촬상 소자에 의해 매끄러운 정상적인 화상을 촬상하는 일이 가능해진다.

상술한 실시예는 본 발명이 촬상 소자에 적용된 경우이다. 그러나, 또한, 본 발명은 촬상기기에도 적용가능하다. 촬상기기는 한 개의 칩상에 촬상영역, 노광시간 설정수단, 디지털 줌 수단, 촬상 범위 제어 수단 및 폐기수단을 포함한다. 대응하는 요소들은 상술한 실시예 1의 도 1에 도시되어 있다. 이 경우, 상기 요소들은 칩의 외부, 예를 들어, 다른 칩으로부터 순서에 따라 구동된다. 여러 가지 수정과, 결합, 소결합과 변경들은 그것들이 첨부된 청구항들의 범위내에 있거나, 청구항들과 동등한 것으로 인정되는 범위내에 있는 한 설계 요구사항과 다른 인자들에 따라 이루어질 수 있다는 것은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 알 수 있다.

Claims (31)

1. 행렬 형태로 배열된 복수의 화소를 수직 방향으로 주사 하는 노광 개시용 셔터 신호 및 노광을 종료하기 위한 판독신호에 의해 노광 시간이 제어되는, X－Y 어드레스형 촬상 소자에 의해 촬상된 화상을 확대하는, 디지털 줌 동작 모드가 선택되었을 때, 줌 배율을 설정하고, 상기 설정된 줌 배율로 상기 촬상소자에 의해 촬상된 화상을 확대하는 디지털 줌 스텝을 포함하는 촬상 방법에 있어서,

   상기 디지털 줌 스텝에서 설정된 줌 배율에 따라 상기 촬상 소자의 수직방향으로 촬상 범위를 설정하는 촬상 범위 설정 스텝;

   상기 촬상 범위 설정 스텝에서 설정된 촬상 범위의 노광을 실시하도록 상기 셔터 신호 및 상기 판독 신호를 주사 시키는 구동 신호를 출력하고, 상기 촬상 소자를 구동하는 구동스텝; 및

   상기 디지털 줌 스텝에서 줌 배율이 변경되었을 때, 상기 줌 배율의 변경 전후에서 상기 촬상 소자에 의해 촬상된 화상이 사용되지 않도록 폐기하는 폐기 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 촬상 방법.
2. 행렬 형태로 배열된 복수의 화소, 축적된 신호 전하를 방출하고 노광을 개시하기 위한 셔터 신호를, 상기 복수의 화소의 수직 방향으로 행 단위로 주사하는 셔터용 주사 회로와, 노광을 종료하고 축적된 신호 전하를 판독하기 위한 판독신호를 상기 복수의 화소의 수직 방향으로 행 단위로 주사하는 판독용 주사 회로를 가지며, 상기 셔터 신호 및 상기 판독 신호에 의해 노광 시간이 제어되는, X－Y 어드레스형의 촬상 소자;

   상기 촬상 소자의 노광 시간을 설정하는 노광 시간 설정 수단; 및

   상기 촬상 소자에 의해 촬상된 화상을 확대하는 디지털 줌 동작 모드가 선택될 때에, 줌 배율을 설정하고, 설정된 줌 배율로 상기 촬상 소자에 의해 촬상된 화상을 확대하는 디지털 줌 수단을 구비하는 촬상 장치에 있어서,

   상기 디지털 줌 수단에 의해 설정된 줌 배율에 따라 상기 촬상 소자의 수직방향의 촬상 범위를 설정하는 촬상 범위 설정 수단;

   상기 촬상 범위 설정 수단에 의해 설정된 촬상 범위의 노광을 상기 노광 시간 설정 수단에 의해 설정된 노광 시간에 실시하도록 상기 셔터용 주사 회로에 의해 셔터 신호를 주사시키고, 상기 판독용 주사 회로에 의해 판독 신호를 주사시키는 셔터용 구동 신호를 출력하고, 상기 촬상 소자를 구동하는 구동 수단; 및

   상기 디지털 줌 수단에 의해 줌 배율이 변경되었을 때, 상기 줌 배율이 변경되는 전후에서 상기 촬상 소자에 의해 촬상된 화상이 사용되지 않도록 폐기하는 제 1의 폐기수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 셔터용 주사 회로는, 상기 복수의 화소의 임의의 행을 선택할 수 있는 디코더를 포함하는 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
4. 제 2항에 있어서,

   상기 셔터용 주사 회로는, 상기 복수의 화소를 수직 방향으로 행 단위에 차례차례 주사하는 시프트 레지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 디지털 줌 동작 모드가 선택되었을 때, 그리고, 상기 노광 시간 설정 수단에 의해 노광 시간이 증대되었을 때, 상기 노광시간이 증대되기 전에 상기 촬상 소자에 의해 촬상된 화상이 사용되지 않도록 폐기하는 제 2의 폐기수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
6. 제 2항에 있어서,

   상기 셔터용 주사 회로는, 상기 복수의 화소의 수직 방향의 주사 범위가 중앙에서 분할된 제 1 및 제 2의 범위의 각각을 독립적으로 주사하는 제 1 및 제 2의 시프트 레지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
7. 제 2항에 있어서, 　

   상기 셔터용 주사 회로는,

   상기 셔터용 구동 신호가 촬상순서에 따라 교대로 입력되는 제 1 및 제 2의 시프트 레지스터; 및

   상기 셔터 신호를 상기 촬상순서에 따라 교대로 절체하고 상기 복수의 화소에 출력하는 절체회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
8. 행렬 형태로 배열된 복수의 화소를 수직방향으로 주사하는 노광을 개시하기 위한 셔터 신호 및 노광을 종료하는 판독신호에 의해 노광 시간이 제어되는, X－Y 어드레스형의 촬상 소자의 노광시간을 설정하는 노광 시간 설정 스텝; 및

   상기 촬상 소자에 의해 촬상된 화상을 확대하는 디지털 줌 동작 모드가 선택될 때에, 줌 배율을 설정하고 설정된 줌 배율로 상기 촬상 소자에 의해 촬상된 화상을 확대하는디지털 줌 스텝을 포함하는 촬상 방법에 있어서,

   상기 디지털 줌 스텝에서 설정된 줌 배율에 따라 상기 촬상 소자의 수직방향의 촬상 범위를 설정하는 촬상 범위 설정 스텝;

   상기 촬상 범위 설정 스텝에서 설정된 촬상 범위의 노광을 상기 노광 시간 설정 스텝에서 설정된 노광 시간에 실시하도록 상기 셔터 신호 및 상기 판독 신호를 주사시키는 구동 신호를 출력하고, 상기 촬상 소자를 구동하는 구동 스텝;

   상기 디지털 줌 스텝에서 줌 배율이 변경되었을 때, 변경후의 줌 배율에 대응하는 상기 촬상 범위를 주사하는 셔터 신호가 변경전의 줌 배율에 대응하는 상기 촬상 범위를 주사하는 판독신호에 간섭하지 않도록 변경전 및 변경 후의 줌 배율에 근거하여 상기 촬상 소자의 최대 노광 시간을 연산하는 연산 스텝; 및

   상기 연산 스텝에서 연산된 최대 노광 시간과 상기 노광 시간 설정 스텝에서 설정된 노광 시간을 비교하고, 상기 노광 시간 설정 스텝에서 설정된 노광 시간이 상기 연산 스텝에서 연산된 최대 노광 시간을 넘었을 때, 상기 줌 배율이 변화하는 전후에서 상기 촬상 소자에 의해 촬상된 화상이 사용되지 않도록 폐기하는 폐기 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 촬상 방법.
9. 행렬 형태로 배열된 복수의 화소와, 축적된 신호 전하를 방출하고 노광을 개시하기 위한 셔터 신호를 상기 복수의 화소의 수직 방향으로 행 단위로 주사하는 셔터용 주사 회로와, 노광을 종료하고 축적된 신호 전하를 판독하기 위한 판독신호를 상기 복수의 화소의 수직 방향으로 행 단위로 주사하는 판독용 주사 회로를 가지며, 상기 셔터 신호 및 상기 판독 신호에 의해 노광 시간이 제어되는, X－Y 어드레스형의 촬상 소자;

   상기 촬상 소자의 노광 시간을 설정하는 노광 시간 설정 수단; 및

   상기 촬상 소자에 의해 촬상된 화상을 확대하는 디지털 줌 동작 모드가 선택될 때에, 줌 배율을 설정하고, 설정된 줌 배율로 상기 촬상 소자에 의해 촬상된 화상을 확대하는 디지털 줌 수단을 구비하는 촬상 장치에 있어서,

   상기 디지털 줌 수단에 의해 설정된 줌 배율에 따라 상기 촬상 소자의 수직방향의 촬상 범위를 설정하는 촬상 범위 설정 수단;

   상기 촬상 범위 설정 수단에 의해 설정된 촬상 범위의 노광을 상기 노광 시간 설정 수단에 의해 설정된 노광 시간에 실시하도록 상기 셔터용 주사 회로에 의해 셔터 신호를 주사시키고, 상기 판독용 주사 회로에 의해 판독 신호를 주사시키는 셔터용 구동 신호를 출력하고, 상기 촬상 소자를 구동하는 구동 수단;

   상기 디지털 줌 수단에 의해 줌 배율이 변경되었을 때, 변경후의 줌 배율에 대응하는 상기 촬상 범위를 주사하는 셔터 신호가 변경전의 줌 배율에 대응하는 상기 촬상 범위를 주사하는 판독신호에 간섭하지 않도록 변경전 및 변경 후의 줌 배율에 근거하여 상기 촬상 소자의 최대 노광 시간을 연산하는 연산 수단; 및

   상기 연산 수단에 의해 연산된 최대 노광 시간과 상기 노광 시간 설정 수단에 의해 설정된 노광 시간을 비교하고, 상기 노광 시간 설정 수단에 의해 설정된 노광 시간이 상기 연산 수단에 의해 연산된 최대 노광 시간을 넘었을 때, 상기 줌 배율이 변화하는 전후에서 상기 촬상 소자에 의해 촬상된 화상이 사용되지 않도록 폐기하는 폐기 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
10. 제 9항에 있어서,

    상기 셔터용 주사 회로는, 상기 복수의 화소의 임의의 행을 선택할 수 있는 디코더를 포함하는 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
11. 제 9항에 있어서,

    상기 셔터용 주사 회로는, 상기 복수의 화소를 수직 방향으로 행 단위로 차례차례 주사하는 시프트 레지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
12. 제 11항에 있어서,

    상기 디지털 줌 동작 모드가 선택되었을 때, 그리고, 상기 노광 시간 설정 수단에 의해 노광 시간이 증대되었을 때, 상기 노광시간이 증대되기 전에 상기 촬상 소자에 의해 촬상된 화상이 사용되지 않도록 폐기하는 제 2의 폐기수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
13. 제 9항에 있어서,

    상기 셔터용 주사 회로는, 상기 복수의 화소의 수직 방향의 주사 범위가 중앙에서 분할된 제 1 및 제 2의 범위의 각각을 독립적으로 주사하는 제 1 및 제 2의 시프트 레지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
14. 제 9항에 있어서, 　

    상기 셔터용 주사 회로는,

    상기 셔터용 구동 신호가 촬상순서에 따라 교대로 입력되는 제 1 및 제 2의 시프트 레지스터와; 및

    상기 셔터 신호를 상기 촬상순서에 따라 교대로 절체하고 상기 복수의 화소에 출력하는 절체회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
15. 삭제
16. 삭제
17. 삭제
18. 삭제
19. 삭제
20. 삭제
21. 삭제
22. 삭제
23. 삭제
24. 삭제
25. 삭제
26. 삭제
27. 삭제
28. 삭제
29. 삭제
30. 삭제
31. 삭제

Images