JP2008028811A - アナログフロントエンド装置および撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】露光制御期間が１水平期間未満の高速電子シャッター動作させるモードにおいて、制御パルスが有効データ出力期間に同時動作として進行し、制御パルス出力動作による不連続ノイズ成分が各部に悪影響を与える結果、画像に固定パターンノイズ（ＦＰＮ）が出現する。
【解決手段】固体撮像センサ２０からの画像信号をデジタルの画像データに変換する処理を含む前処理部３と、固体撮像センサを連続・不連続に駆動する駆動パルスを周期的に発生し、固体撮像センサを不連続に駆動する場合の出力停止位置を示す出力停止位置信号を生成出力するタイミングジェネレータ２と、出力停止位置信号が有効のときは前処理部３から不連続な状態で入力されてくる画像データを変換して連続的な画像データを生成する連続データ生成部１０と、連続データ生成部が生成した画像データを受け取って外部のデジタル信号処理装置３０に転送出力するデジタルデータ出力部７を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、デジタルカメラにおいて、固体撮像センサとデジタル信号処理装置との間に介在されるアナログフロントエンド装置にかかわり、特には画像データ転送中のデジタルノイズの影響を抑制する技術に関する。

近年、カメラ業界において、アナログ技術からデジタル技術への移行には目覚ましいものがある。特にフィルムも現像も不要なデジタルスチルカメラは活況を呈している。携帯電話もカメラ搭載型が主流を占めるようになり、高画素化とともに画像処理による画質の向上には著しいものがある。

図５は、従来のアナログフロントエンド装置の構成を示すブロック図である。２０はＭＯＳ型のイメージセンサである固体撮像センサ、３０は画像処理などを行うデジタル信号処理装置（ＤＳＰ）、Ａ′はアナログフロントエンド装置、１は周期的な同期信号を発生する同期信号発生部、２は固体撮像センサ２０を駆動するためのパルスを発生するタイミングジェネレータ、３は前処理部、４はＣＤＳ（相関二重サンプリング）部、５はＧＣＡ（ゲインコントロールアンプ）部、６はＡ／Ｄ変換部、７はデジタルデータ出力部、８はＣＰＵインターフェース、９は外部からの入力クロックを逓倍して出力するクロック逓倍部である。

従来のアナログフロントエンド装置Ａ′においては、撮像光が図示しないレンズを介して固体撮像センサ２０に入射されると、フォトダイオードなどにより電気信号に変換され、タイミングジェネレータ２からの垂直および水平の駆動パルスによ、りアナログ連続信号である画像信号が生成出力される。出力された画像信号は、ＣＤＳ部４のサンプルホールド回路によって１／ｆノイズが適切に低減された後、ＧＣＡ部５でゲインコントロールされ、Ａ／Ｄ変換部６によってデジタルの画像信号データ（ＲＧＢデータ）に変換される。変換された画像信号データはデジタルデータ出力部７からパラレルデータ形式またはパラレルからシリアルに変換されたシリアルデータ形式で外部のデジタル信号処理装置２０に出力され、輝度信号処理、色分離、カラーマトリクス処理などの各種の処理が施される。

固体撮像センサ２０における電子シャッター機構が全画素同時読み出し方式でなく逐次読み出しタイプのローリングシャッター方式の場合、電子シャッター駆動制御パルスをラインごとに出力する。

ハイライトな環境下で電子シャッターを高速に動作させるに際して、露光制御期間が１水平期間未満である場合は、図６に示すように、有効データ期間内でタイミングジェネレータ２から制御パルスを出力し、固体撮像センサ２０に入力する。固体撮像センサ２０はタイミングジェネレータ２からの制御パルスにより駆動され、有効データ出力期間と同時進行でＣＤＳ、ＧＣＡ、Ａ／Ｄ変換を行い、その結果のセンサ出力データをデジタルデータ出力部７より出力する。このとき、有効データ期間内で制御パルス出力による動作ノイズは、固体撮像センサ１０、アナログフロントエンド装置Ａ′ともに有効期間中に発生している。
特開２００５−２４４７０９号公報（第５−６頁、第１図）

上記従来のアナログフロントエンド装置では、露光制御期間が１水平期間未満で高速電子シャッター動作させるモードにおいて、有効データ期間内の任意の位置で出力される制御パルス出力動作が有効データ出力期間に同時動作として進行するため、制御パルス動作による不連続ノイズ成分が各部（固体撮像センサの内部、固体撮像センサとアナログフロントエンド装置との接続部、アナログフロントエンド装置のタイミングジェネレータ、ＣＤＳ部、ＧＣＡ部、Ａ／Ｄ変換部）に悪影響を与える結果、画像に固定パターンノイズ（ＦＰＮ（Fixed Pattern Noise））が出現する（図６の画像データＰ０の「５」「１０」「１５」「２０」参照）。

本発明は、このような事情に鑑みて創作したものであり、固定パターンノイズのない高品質なセンサデータを出力できるアナログフロントエンド装置を提供することを目的としている。

本発明によるアナログフロントエンド装置は、
被写体の光像を光電変換する固体撮像センサから出力されるアナログの画像信号を入力してデジタルの画像データに変換する処理を含む前処理部と、
前記固体撮像センサを連続・不連続に駆動する駆動パルスを周期的に発生するとともに、前記駆動パルスに同期して前記固体撮像センサを不連続に駆動する場合の出力停止位置を示す出力停止位置信号を生成出力するタイミングジェネレータと、
前記前処理部からの前記画像データを入力して、前記タイミングジェネレータからの前記出力停止位置信号が無効のときは前記画像データをスルーさせ、前記出力停止位置信号が有効のときは不連続な状態で入力されてくる前記画像データを変換して連続的な画像データを生成する連続データ生成部と、
前記連続データ生成部が生成した画像データを受け取って外部のデジタル信号処理装置に転送出力するデジタルデータ出力部とを備えたものである。

この構成において、通常動作時には、固体撮像センサから得られる画像信号は連続的な信号であり、前処理部からの画像データも連続的なものとなる。そして、タイミングジェネレータの出力停止位置信号は無効であって、連続データ生成部では前処理部からの連続的な画像データをスルーさせてデジタルデータ出力部よりデジタル信号処理装置へデータ転送する。

一方、電子シャッターを１水平期間未満で動作させる高速電子シャッター動作時には、固体撮像センサから得られる画像信号は不連続的な信号であり、前処理部からの画像データも不連続的なものとなる。そして、タイミングジェネレータの出力停止位置信号は有効となり、連続データ生成部では前処理部からの不連続な画像データを出力停止位置信号を用いて連続的な画像データに変換し、デジタルデータ出力部よりデジタル信号処理装置へデータ転送する。

すなわち、高速電子シャッター動作時には、有効期間での制御パルス出力動作ゆえに発生する不連続ノイズ成分が発生するタイミングにおいて、固体撮像センサの出力を一時的に停止して不連続出力とする。そして、連続データ生成部によって不連続な画像データを連続的な画像データに変換して出力する。その結果、各部（固体撮像センサの内部、固体撮像センサとアナログフロントエンド装置との接続部、アナログフロントエンド装置のタイミングジェネレータ、前処理部）に対する不連続ノイズ成分に起因する画像への固定パターンノイズが抑制され、高品質なセンサデータが得られることになる。

上記構成のアナログフロントエンド装置において、前記タイミングジェネレータは、前記固体撮像センサの露光制御期間として１水平期間未満を設定する際に、水平方向の画素信号読み出しパルスを一時的に停止し、停止期間において前記固体撮像センサの蓄積電荷量を制御するパルスを出力したのち、水平方向の画素信号読み出しパルスを再開するという態様がある。

この構成によれば、高速電子シャッター時における不連続ノイズ成分を抑制するためのパルスのタイミングの管理をアナログフロントエンド装置側で行える。

また上記構成のアナログフロントエンド装置において、前記連続データ生成部は、１水平期間内に画像データの出力を停止する回数と１回の停止期間のクロック数を掛け合わせた時間を処理にかかる最小の群遅延とし、１回の停止期間分のクロック遅延器を前記停止回数分接続し、１水平期間の先頭から順番に停止位置にて１停止期間遅延前の画像データを選択することにより前記連続的な画像データを生成するという態様がある。

この構成によれば、不連続ノイズ成分を抑制するためのパルスのタイミングと不連続期間をアナログフロントエンド装置側で管理した上で、連続データ生成部を制御することにより、固定パターンノイズのない高品質なセンサデータが得られることになる。

また上記構成のアナログフロントエンド装置において、前記連続データ生成部は、有効データの１水平期間分以上の記録容量をもつメモリを搭載し、前記メモリに対して１水平期間の先頭から順番に前記画像データを書き込む際に、前記固体撮像センサの出力停止位置での無効データ部分を破棄した上で書き込み、かつ前記メモリからの前記画像データの読み出しは連続的に行って前記連続的な画像データを出力するという態様がある。

この構成によれば、不連続ノイズ成分を抑制するためのパルスのタイミングと不連続期間をアナログフロントエンド装置側で管理した上で、連続データ生成部のメモリ書き込みと読み出しを制御することにより、固定パターンノイズのない高品質なセンサデータが得られることになる。

また上記構成のアナログフロントエンド装置において、前記連続データ生成部は、有効データの１水平期間分以上の記録容量をもつメモリを搭載し、前記メモリに対して１水平期間の先頭から順番に前記画像データを書き込む際に、前記固体撮像センサの出力停止位置での無効データを含める状態で書き込み、かつ前記メモリからの前記画像データの読み出しは前記無効データ部分をスキップして前記連続的な画像データを出力するという態様がある。

この構成によれば、不連続ノイズ成分を抑制するためのパルスのタイミングと不連続期間をアナログフロントエンド装置側で管理した上で、連続データ生成部のメモリ書き込みと読み出しを制御することにより、固定パターンノイズのない高品質なセンサデータが得られることになる。

また上記構成のアナログフロントエンド装置において、前記デジタルデータ出力部は、水平ブランキング期間において、画素クロックのｎ逓倍（ｎは２以上の自然数）の読み出しタイミングで、前記メモリから前記連続的な画像データをパラレルデータ形式またはシリアルデータ形式で読み出すという態様がある。

この構成によれば、不連続ノイズ成分を抑制するためのパルスのタイミングと不連続期間をアナログフロントエンド装置側で管理した上で、連続データ生成部のメモリ書き込みと読み出しを制御して水平ブランキング期間で出力することにより、固定パターンノイズのない高品質なセンサデータが得られることになる。

また上記構成のアナログフロントエンド装置において、前記タイミングジェネレータは、前記出力停止位置信号をタイミングフラグ信号として出力するという態様がある。あるいは、前記タイミングジェネレータは、前記出力停止位置信号を、１水平期間中に動作するカウンタ値を用いたアドレス信号として出力するという態様もある。

さらに、上記構成のアナログフロントエンド装置において、前記タイミングジェネレータおよび前記連続データ生成部は、独立に前記固体撮像センサの出力停止位置を設定するレジスタを備えているという態様がある。

この構成によれば、不連続ノイズ成分を抑制するためのパルスのタイミングと不連続期間をアナログフロントエンド装置側で管理することにより、電子シャッターモードの切り替え時の設定変更のみで対応可能となり、外部のデジタル信号処理装置では通常連続読み出しと同じインターフェースでよいことになる。

また、本発明による撮像装置は、上記のいずれかのアナログフロントエンド装置と、前記固体撮像センサと、前記デジタル信号処理装置と、レンズおよびモニタとを備えたものである。

本発明によれば、高速電子シャッター動作時には、有効期間での制御パルス出力動作ゆえに発生する不連続ノイズ成分が発生するタイミングにおいて、固体撮像センサの出力を一時的に停止して不連続出力とし、連続データ生成部によって不連続な画像データを連続的な画像データに変換して出力するので、各部に対する不連続ノイズ成分に起因する画像への固定パターンノイズを抑制し、高品質なセンサデータを得ることができる。

以下、本発明にかかわるアナログフロントエンド装置の実施の形態について図面に基づいて詳細に説明する。

図１は本発明の実施の形態のアナログフロントエンド装置の構成を示すブロック図である。図１において、Ａはアナログフロントエンド装置、２０はＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor）型のイメージセンサである固体撮像センサ、３０は画像処理などを行うデジタル信号処理装置（ＤＳＰ）である。１は周期的な同期信号を発生する同期信号発生部（ＳＳＧ：Synchronous Signal Generator）、２は固体撮像センサ２０を駆動するパルスを周期的に発生するタイミングジェネレータ、３は固体撮像センサ２０から出力されるアナログの画像信号を入力してデジタルの画像データに変換する処理を含む前処理部である。前処理部３は、固体撮像センサ２０から入力したアナログ電荷信号からノイズを除去するＣＤＳ（相関二重サンプリング）部４と、信号のゲインを制御するとともにフィードバック制御により直流成分を制御するＧＣＡ（ゲインコントロールアンプ）部５と、ｎビットのＡ／Ｄ変換部６とから構成されている。７は画像データを受け取って外部のデジタル信号処理装置３０に転送出力するデジタルデータ出力部、８は外部ＣＰＵとのインターフェース、９は外部から入力されるクロックをｎ逓倍して内部に供給するクロック逓倍部である。新たな構成要素としての１０は固体撮像センサ２０から出力されＣＤＳ部４、ＧＣＡ部５およびＡ／Ｄ変換部６を介して入力されてくるデータが不連続な場合に、その不連続なデータを連続的な画像データに変換する連続データ生成部である。タイミングジェネレータ２は、固体撮像センサ２０を連続・不連続に駆動するパルスを周期的に発生するとともに、駆動パルスに同期して固体撮像センサ２０を不連続に駆動する場合の出力停止位置を示す出力停止位置信号を生成し、連続データ生成部１０に出力するように構成されている。

図２はタイミングジェネレータ２から１水平期間中の高速電子シャッター対応の制御パルスを出力する際に、周期的に固体撮像センサ２０を停止させて連続・不連続に駆動した場合の固体撮像センサ２０の出力データ配置の一例を示す。

図３は連続データ生成部１０の構成例を示す。図４は水平駆動の停止回数が４回で１回の停止期間が１Ｔ期間である場合を想定した場合の連続データ生成部１０の動作タイミングチャートの一例である。ＨＢＬＫは水平ブランキングパルスである。

１水平期間内に停止される回数を４回とし、１回の停止期間のクロック数を１として最小の群遅延を４クロックとし、１回の停止期間分の１クロック遅延器１１を停止回数分すなわち４個接続して内部遅延を構成し、１水平期間の先頭から順番に停止位置にて１停止期間の遅延前のデータをセレクタ１２で選択することにより、連続的な画像データを出力する構成の一例を示す。

次に、上記のように構成された本実施の形態のアナログフロントエンド装置Ａの動作を説明する。

まず、撮像光が図示しないレンズを介して固体撮像センサ２０に入射されると、固体撮像センサ２０のフォトダイオードなどにより電気信号に変換される。そして、タイミングジェネレータ２からの垂直駆動パルスおよび水平駆動パルスにより、アナログ点順次信号である画像信号が生成出力される。固体撮像センサ２０から出力された画像信号は、前処理部３におけるＣＤＳ部４のサンプルホールド回路によって１／ｆノイズが適切に低減された後、ＧＣＡ部５でゲインコントロールされ、Ａ／Ｄ変換部６によってデジタルの画像信号データ（ＲＧＢデータ）に変換される。この画像信号データは連続データ生成部１０を経由して、デジタルデータ出力部７からパラレルデータ形式またはパラレルからシリアルに変換されたシリアルデータ形式で外部のデジタル信号処理装置２０に出力される。デジタル信号処理装置２０に取り込まれたセンサデータは、輝度信号処理、色分離、カラーマトリクス処理などの各種の処理が施される。

次に、ハイライトな環境下で電子シャッターを高速に動作させるに際して、露光制御期間が１水平期間未満である場合の動作を説明する。

タイミングジェネレータ２は、１水平期間未満の電子シャッター制御用のパルスを出力する際、図２に示すパルスの立ち上がりエッジと立ち下がりエッジで水平方向の画素信号読み出しパルスを一時的に停止する。そして、停止期間において、ノイズの発生源となる固体撮像センサ２０の蓄積電荷量を制御するためパルスの論理を反転出力する。そして、水平方向の画素信号読み出しを再開させる。

図２では、有効期間内の２つのパルスを想定して、立ち上がりと立ち下がりのエッジ位置は４箇所存在する。このとき、固体撮像センサ２０からの画素読み出しは停止しているので、固体撮像センサ２０から出力される不連続な画像データＰ０は４つの無効データを有することになる。すなわち、固体撮像センサ２０からの出力不連続な画像データＰ０は、周期的な不連続情報を含むものとなる。

周期的な不連続情報を含む不連続な画像データＰ０は、ＣＤＳ部４のサンプルホールド回路によって上記の通常動作と同様に１／ｆノイズが適切に低減される。さらに、ＧＣＡ部５でゲインコントロールされ、Ａ／Ｄ変換部６によって周期的な不連続情報を含む画像信号データに変換される。さらに、この周期的な不連続情報を含む画像信号データは、連続データ生成部１０によって連続的な画像データに変換される。

（１）連続データ生成部１０の構成としての第１の実施例を説明する。

図３は水平駆動の停止回数が４回で、１回の停止期間が１Ｔ期間である場合を想定した連続データ生成部１０の具体的構成を示す。１１は１クロック遅延器、１２はセレクタである。１クロック遅延器１１とセレクタ１２の組が４つシリーズに接続されている。１水平期間内に停止される回数を４回とし、かつ１回の停止期間のクロック数を１として最小の群遅延を４クロックとした場合に対応している。すなわち、１回の停止期間のクロック数が１であるので、遅延器として１クロック遅延器１１を採用している。また、１水平期間内に停止される回数が４回であるので、１クロック遅延器１１とセレクタ１２の組の数を４としている。

図４は図３の構成に対応した連続データ生成部１０の動作を示すタイミングチャートである。入力されてくる不連続な画像データＰ０に対して、１クロック遅延の画像データをＰ１、２クロック遅延信号をＰ２、３クロック遅延信号をＰ３、４クロック遅延信号をＰ４とする。また、４クロック遅延の不連続な画像データＰ４に対応する１回目の出力停止位置信号をＳ４、３クロック遅延の不連続な画像データＰ３に対応する２回目の出力停止位置信号をＳ３、２クロック遅延の不連続な画像データＰ２に対応する３回目の出力停止位置信号をＳ２、１クロック遅延の不連続な画像データＰ１に対応する４回目の出力停止位置信号をＳ１としている。各セレクタ１２は、出力停止位置信号Ｓ１〜Ｓ４を選択制御信号として動作する。

不連続な画像データＰ０とこの不連続な画像データＰ０を１段目の１クロック遅延器１１で遅延させた１クロック遅延の不連続な画像データＰ１とを１段目のセレクタ１２で選択し、２段目に出力する。その選択信号Ｑ２と１クロック遅延の不連続な画像データＰ１を２段目の１クロック遅延器１１で遅延させた２クロック遅延の不連続な画像データＰ２とを２段目のセレクタ１２で選択し、３段目に出力する。その選択信号Ｑ３と２クロック遅延の不連続な画像データＰ２を３段目の１クロック遅延器１１で遅延させた３クロック遅延の不連続な画像データＰ３とを３段目のセレクタ１２で選択し、４段目に出力する。その選択信号Ｑ４と３クロック遅延の不連続な画像データＰ３を４段目の１クロック遅延器１１で遅延させた４クロック遅延の不連続な画像データＰ４とを４段目のセレクタ１２で選択し、連続的な画像データＰoutとして出力する。

不連続な画像データＰ０は１段目の１クロック遅延器１１によって１クロック遅延の不連続な画像データＰ１となり、１段目のセレクタ１２に入力される。１クロック遅延の不連続な画像データＰ１は２段目の１クロック遅延器１１によって２クロック遅延の不連続な画像データＰ２となり、２段目のセレクタ１２に入力される。２クロック遅延の不連続な画像データＰ２は３段目の１クロック遅延器１１によって３クロック遅延の不連続な画像データＰ３となり、３段目のセレクタ１２に入力される。３クロック遅延の不連続な画像データＰ３は４段目の１クロック遅延器１１によって４クロック遅延の不連続な画像データＰ４となり、４段目のセレクタ１２に入力される。

４段目のセレクタ１２において、出力停止位置信号Ｓ４が“Ｌ”レベルの期間では４クロック遅延の不連続な画像データＰ４が４Ｔ分選択され、「１」，「２」，「３」，「４」のデータとなる（タイミングｔ１〜ｔ２）。

タイミングｔ２において、出力停止位置信号Ｓ４が“Ｈ”レベルになると、４段目のセレクタ１２は、３段目のセレクタ１２からの選択信号Ｑ４を選択することになる。３段目のセレクタ１２においては、タイミングｔ３までは出力停止位置信号Ｓ３が“Ｌ”レベルとなっているので、３段目のセレクタ１２は３クロック遅延の不連続な画像データＰ３を選択する。したがって、“Ｈ”レベル側選択状態の４段目のセレクタ１２は、３クロック遅延の不連続な画像データＰ３において、タイミングｔ２〜ｔ３のデータ「５」，「６」，「７」，「８」を選択出力することになる。

タイミングｔ３において、出力停止位置信号Ｓ３が“Ｈ”レベルになると、３段目のセレクタ１２は、２段目のセレクタ１２からの選択信号Ｑ３を選択することになる。２段目のセレクタ１２においては、タイミングｔ４までは出力停止位置信号Ｓ２が“Ｌ”レベルとなっているので、２段目のセレクタ１２は２クロック遅延の不連続な画像データＰ２を選択する。したがって、“Ｈ”レベル側選択状態の３段目および４段目のセレクタ１２は、２クロック遅延の不連続な画像データＰ２において、タイミングｔ３〜ｔ４のデータ「９」，「１０」，「１１」，「１２」を選択出力することになる。

タイミングｔ４において、出力停止位置信号Ｓ２が“Ｈ”レベルになると、２段目のセレクタ１２は、１段目のセレクタ１２からの選択信号Ｑ２を選択することになる。１段目のセレクタ１２においては、タイミングｔ５までは出力停止位置信号Ｓ１が“Ｌ”レベルとなっているので、１段目のセレクタ１２は１クロック遅延の不連続な画像データＰ１を選択する。したがって、“Ｈ”レベル側選択状態の２段目、３段目および４段目のセレクタ１２は、１クロック遅延の不連続な画像データＰ１において、タイミングｔ４〜ｔ５のデータ「１３」，「１４」，「１５」，「１６」を選択出力することになる。

タイミングｔ５において、出力停止位置信号Ｓ１が“Ｈ”レベルになると、１段目のセレクタ１２は、不連続な画像データＰ０を選択することになる。したがって、“Ｈ”レベル側選択状態の１段目、２段目、３段目および４段目のセレクタ１２は、不連続な画像データＰ０において、タイミングｔ５以降のデータ「１７」，「１８」，「１９」を選択出力することになる。これが連続的な画像データＰoutである。

以上を総合すると、連続データ生成部１０は、４段目のセレクタ１２から有効な連続データの「１」〜「１９」を出力することになる。

（２）連続データ生成部１０の構成としての第２の実施例を説明する。

第２の実施例において、連続データ生成部１０は内部に１ライン分の画像データを格納するためのＲＡＭで構成されたメモリ１３を搭載する。図２に示す不連続な画像データＰ０が入力されると、メモリ１３に対する書き込み制御により、無効データ期間部分はアドレスを保持して書き込みを行わずスキップする。こうすることにより、メモリ１３に書き込まれたデータが連続的な画像データとなる。書き込み動作前に開始するメモリ読み出し制御は、先頭アドレスから順番に読み出すことにより、任意の遅延をもった連続的な画像データを出力することができる。

また、メモリ１３へのデータ書き込み時に、無効データを含む不連続な画像データＰ０をそのまま書き込み、メモリ読み出し制御で先頭アドレスから順番に読み出す際に、無効データ期間部分のアドレスをスキップして読み出すように構成してもよい。この場合も、任意の遅延をもった連続的な画像データを出力することができる。

連続データ生成部１０のメモリ制御アドレスは、タイミングジェネレータ２から供給してもよいし、連続データ生成部１０の内部にアドレス発生カウンタを独立にもっていてもよい。

連続データ生成部１０とタイミングジェネレータ２が各々水平アドレスカウンタを内蔵して、不連続な画像データを制御する際は、タイミングジェネレータ２と連続データ生成部１０に対して独立に不連続位置設定レジスタを備えた構成とし、あらかじめＣＰＵインターフェース８を介して動作設定を行う。

このように構成することで、不連続期間をアナログフロントエンド装置Ａ側で管理することができる。そして、高速電子シャッター動作させる際の制御パルス動作による不連続ノイズ成分が発生するタイミングの前後は、各部（固体撮像センサの内部、固体撮像センサとアナログフロントエンド装置との接続部、アナログフロントエンド装置のタイミングジェネレータ、ＣＤＳ部、ＧＣＡ部、Ａ／Ｄ変換部）の動作を停止する。水平駆動パルス、センサアナログ信号に影響を与えずに画像データをデジタル変換した後、連続データ生成部１０によって固定パターンノイズのない高品質なセンサデータが得られることになる。

本発明のアナログフロントエンド装置は、ＭＯＳセンサを用いてハイライトな環境下で電子シャッターを高速に動作させるに際して、有効期間での制御パルス出力動作ゆえに発生する不連続ノイズ成分の影響を排除し、固定パターンノイズのない高品質なセンサデータを出力することができるもので、デジタルカメラにおいて固体撮像センサとデジタル信号処理装置との間の中継装置として有用である。

本発明の実施の形態のアナログフロントエンド装置の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態のアナログフロントエンド装置の動作を示すタイミングチャート 本発明の実施の形態のアナログフロントエンド装置における連続データ生成部の構成図 本発明の実施の形態のアナログフロントエンド装置における連続データ生成部の動作を示すタイミングチャート 従来のアナログフロントエンド装置の構成を示すブロック図 従来のアナログフロントエンド装置の動作を示すタイミングチャート

符号の説明

Ａ アナログフロントエンド装置
１ 同期信号発生部（ＳＳＧ）
２ タイミングジェネレータ
３ 前処理部
４ ＣＤＳ部
５ ＧＣＡ部
６ Ａ／Ｄ変換部
７ デジタルデータ出力部
８ ＣＰＵインターフェース
９ クロック逓倍部
１０ 連続データ生成部
１１ １クロック遅延器
１２ セレクタ
１３ メモリ（ＲＡＭ）
２０ 固体撮像センサ
３０ デジタル信号処理装置（ＤＳＰ）

Claims (10)

1. 被写体の光像を光電変換する固体撮像センサから出力されるアナログの画像信号を入力してデジタルの画像データに変換する処理を含む前処理部と、
   前記固体撮像センサを連続・不連続に駆動する駆動パルスを周期的に発生するとともに、前記駆動パルスに同期して前記固体撮像センサを不連続に駆動する場合の出力停止位置を示す出力停止位置信号を生成出力するタイミングジェネレータと、
   前記前処理部からの前記画像データを入力して、前記タイミングジェネレータからの前記出力停止位置信号が無効のときは前記画像データをスルーさせ、前記出力停止位置信号が有効のときは不連続な状態で入力されてくる前記画像データを変換して連続的な画像データを生成する連続データ生成部と、
   前記連続データ生成部が生成した画像データを受け取って外部のデジタル信号処理装置に転送出力するデジタルデータ出力部とを備えたアナログフロントエンド装置。
2. 前記タイミングジェネレータは、前記固体撮像センサの露光制御期間として１水平期間未満を設定する際に、水平方向の画素信号読み出しパルスを一時的に停止し、停止期間において前記固体撮像センサの蓄積電荷量を制御するパルスを出力したのち、水平方向の画素信号読み出しパルスを再開する請求項１に記載のアナログフロントエンド装置。
3. 前記連続データ生成部は、１水平期間内に画像データの出力を停止する回数と１回の停止期間のクロック数を掛け合わせた時間を処理にかかる最小の群遅延とし、１回の停止期間分のクロック遅延器を前記停止回数分接続し、１水平期間の先頭から順番に停止位置にて１停止期間遅延前の画像データを選択することにより前記連続的な画像データを生成する請求項１または請求項２に記載のアナログフロントエンド装置。
4. 前記連続データ生成部は、有効データの１水平期間分以上の記録容量をもつメモリを搭載し、前記メモリに対して１水平期間の先頭から順番に前記画像データを書き込む際に、前記固体撮像センサの出力停止位置での無効データ部分を破棄した上で書き込み、かつ前記メモリからの前記画像データの読み出しは連続的に行って前記連続的な画像データを出力する請求項１から請求項３までのいずれかに記載のアナログフロントエンド装置。
5. 前記連続データ生成部は、有効データの１水平期間分以上の記録容量をもつメモリを搭載し、前記メモリに対して１水平期間の先頭から順番に前記画像データを書き込む際に、前記固体撮像センサの出力停止位置での無効データを含める状態で書き込み、かつ前記メモリからの前記画像データの読み出しは前記無効データ部分をスキップして前記連続的な画像データを出力する請求項１から請求項３までのいずれかに記載のアナログフロントエンド装置。
6. 前記デジタルデータ出力部は、水平ブランキング期間において、画素クロックのｎ逓倍（ｎは２以上の自然数）の読み出しタイミングで、前記メモリから前記連続的な画像データをパラレルデータ形式またはシリアルデータ形式で読み出す請求項４または請求項５に記載のアナログフロントエンド装置。
7. 前記タイミングジェネレータは、前記出力停止位置信号をタイミングフラグ信号として出力する請求項１から請求項６までのいずれかに記載のアナログフロントエンド装置。
8. 前記タイミングジェネレータは、前記出力停止位置信号を、１水平期間中に動作するカウンタ値を用いたアドレス信号として出力する請求項１から請求項６までのいずれかに記載のアナログフロントエンド装置。
9. 前記タイミングジェネレータおよび前記連続データ生成部は、独立に前記固体撮像センサの出力停止位置を設定するレジスタを備えた請求項１から請求項６までのいずれかに記載のアナログフロントエンド装置。
10. 請求項１から請求項９までのいずれかに記載のアナログフロントエンド装置と、前記固体撮像センサと、前記デジタル信号処理装置と、レンズおよびモニタとを備えた撮像装置。

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