JP2009267970A - Imaging apparatus, and driving method of the imaging apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、撮像装置、及び撮像装置の駆動方法に関する。 The present invention relates to an imaging device and a driving method of the imaging device.
ＣＣＤイメージセンサーなどの撮像素子において、太陽光のように非常に強い光が照射されると、強い光が照射された画素の出力信号のレベルが急激に低下し、その画素の階調が黒階調へ沈むことがある。この現象をここでは黒化現象と言うことにする。 In an image sensor such as a CCD image sensor, when very strong light such as sunlight is irradiated, the level of the output signal of the pixel irradiated with the strong light sharply decreases, and the gradation of the pixel becomes black scale. May sink to the tone. This phenomenon is referred to here as the blackening phenomenon.
図７に示すように、撮像素子は、複数の光電変換部２１００、垂直転送路２１０２、水平転送路２１０４、フローティングディフュージョン（以下、ＦＤとする）２１０７、リセットゲート２１０８、及び出力段アンプ２１０６を備える。
As shown in FIG. 7, the imaging device includes a plurality of
複数の光電変換部２１００は、行方向及び列方向に配列されている。
The plurality of
垂直転送路２１０２は、アクティブな読み出しゲートパルスに応じて、光電変換部２１００により蓄積された電荷を垂直転送路２１０２へ転送する。
The
水平転送路２１０４は、アクティブな垂直転送パルスに応じて、垂直転送路２１０２から転送された電荷をＦＤ２１０７へ転送する。
The
ＦＤ２１０７は、転送された電荷を電圧に変換する。ＦＤ２１０７は、変換した電圧を出力段アンプ２１０６に入力する。
The
リセットゲート２１０８は、ＦＤ２１０７をリセットする。
The
出力段アンプ２１０６は、入力された電圧に応じた信号を信号線へ出力する。
The
出力段アンプ２１０６は、リセットゲート２１０８によるＦＤ２１０７のリセット動作が開始した後であって完了する前に、リセットゲート２１０８によるＦＤ２１０７のリセット電圧に応じた信号をリセットレベルの信号として信号線へ出力する。この信号の波形が、図８に示す信号波形におけるリセット段差部になる。
The
出力段アンプ２１０６は、リセットゲート２１０８によるＦＤ２１０７のリセット動作が完了した後であって電荷が転送される前に、ＦＤ２１０７の電圧に応じた信号をノイズレベルの信号として信号線へ出力する。この信号の波形が、図８に示す信号波形におけるフィードスルー部になる。
The
出力段アンプ２１０６は、電荷が転送された後に、ＦＤ２１０７により変換された電圧に応じた信号を光レベルの信号として信号線へ出力する。この信号の波形が、図８に示す信号波形における信号部になる。
After the charge is transferred, the
サンプルホールド回路は、出力段アンプ２１０６から出力された信号を受けて、図９に示すパルスＳ／Ｈ＿Ｐ及びＳ／Ｈ＿Ｄに同期して、それぞれ、その信号の波形におけるフィードスルー部及び信号部をサンプルホールドする。ＣＤＳ回路は、両者の信号をそれぞれ受けて、両者の信号の差分を求めることにより、ノイズが除去された画像信号を生成する。
The sample hold circuit receives the signal output from the
ここで、高輝度被写体を撮像した際に起こる黒化現象の発生原理を説明する。強い光が光電変換部２１００に照射されると、その光電変換部２１００が過剰な電荷を発生させ、読み出しゲートパルスや垂直転送パルスがノンアクティブであっても、光電変換部２１００から垂直転送路２１０２や水平転送路２１０４へ電荷があふれ出す。あふれ出した電荷は、図１０に示すように、水平最終段のポテンシャルを越え、ＦＤ２１０７に漏れこんでしまう。リセットゲート２１０８がＯＮの時、ＦＤ２１０７に漏れこんだ電荷はリセットゲート２１０８を介して電源へと捨てられる。それに対して、リセットゲート２１０８がＯＦＦの時、ＦＤ２１０７に電荷が溜まり、フィードスルー部のレベルが本来のレベルＶａから低下する（図１１参照）。フィードスルー部のレベルが低下すると、フィードスルー部のレベルと信号部のレベルとの差が小さくなるため、ＣＤＳ回路により両者の差分として生成される画像信号のレベルも低下する。特に、フィードスルー部のレベルと信号部のレベルとが等しくなると、ＣＤＳ回路により生成される画像信号のレベルはほぼゼロとなり、高輝度被写体を撮像しているにも関わらず、あたかも光が入射していないかのようにその画素が黒階調となる。
Here, the generation principle of the blackening phenomenon that occurs when a high-luminance subject is imaged will be described. When intense light is irradiated to the
特許文献１に示された技術では、撮像素子の信号におけるフィードスルー部のレベルをある閾値と比較し、フィードスルー部のレベルが閾値より低下した場合に、フィードスルー部の電圧を所定の電圧Ｖｂに置き換えることが提案されている（図１２，１３参照）。これにより、特許文献１によれば、黒化現象を防止することができるとされている。
しかし、特許文献１に示された技術では、フィードスルー部の電圧を所定の電圧Ｖｂに置き換えるために、所定の電圧Ｖｂを生成するための素子、又は、所定の電圧Ｖｂを記憶するための素子を新たに追加して設ける必要がある。それらの素子を撮像素子と同一チップ上に設ける場合、チップ面積が増大する。また、それらの素子を撮像素子外に設ける場合でもあっても、撮像素子の周辺部における素子の実装密度が低下する。
However, in the technique disclosed in
本発明の目的は、新たに追加して素子を設けることなく黒化現象を防止することにある。 An object of the present invention is to prevent the blackening phenomenon without newly adding an element.
本発明の第１側面に係る撮像装置は、被写体を撮像して画像信号を生成するための撮像装置であって、入射光を光電変換する光電変換手段と、電荷を電圧に変換する電荷電圧変換手段と、入射光が前記光電変換手段により光電変換されて蓄積された電荷を前記電荷電圧変換手段へ転送する転送手段と、前記電荷電圧変換手段により変換された電圧に応じた前記光電変換手段の信号を信号線へ出力する出力手段と、前記電荷電圧変換手段をリセットするリセット手段と、前記リセット手段による前記電荷電圧変換手段のリセット動作が開始してから完了するまでの前記光電変換手段に対する第１の期間と、前記リセット動作が完了してから前記転送手段による転送動作が開始されるまでの前記光電変換手段に対する第２の期間とのいずれかに、前記出力手段により信号線へ出力された前記光電変換手段の第１の信号を保持する第１の保持手段と、前記転送動作が完了した後の前記光電変換手段に対する第３の期間に、前記出力手段により信号線へ出力された前記光電変換手段の第２の信号を保持する第２の保持手段と、前記光電変換手段の第１の信号と前記光電変換手段の第２の信号との差分を演算することにより、前記光電変換手段の画像信号を生成する生成手段と、前記光電変換手段に対する第２の期間に前記出力手段により信号線へ出力された前記光電変換手段の第３の信号を保持する第３の保持手段と、前記光電変換手段の第３の信号のレベルと前記電荷電圧変換手段がリセットされた状態で前記信号線に出力されるべきリセットレベルとの差が閾値と前記リセットレベルとの差より小さい場合、前記第１の保持手段が前記光電変換手段に対する第２の期間に前記光電変換手段の第１の信号を保持するように、前記光電変換手段の第３の信号のレベルと前記リセットレベルとの差が前記閾値と前記リセットレベルとの差以上である場合、前記第１の保持手段が前記光電変換手段に対する第１の期間に前記光電変換手段の第１の信号を保持するように、前記第１の保持手段を駆動する駆動手段とを備えたことを特徴とする。
An image pickup apparatus according to a first aspect of the present invention is an image pickup apparatus for picking up an image of a subject and generating an image signal, photoelectric conversion means for photoelectrically converting incident light, and charge-voltage conversion for converting charge into voltage. A transfer means for transferring charges accumulated by photoelectric conversion of incident light by the photoelectric conversion means to the charge voltage conversion means, and a photoelectric conversion means corresponding to the voltage converted by the charge voltage conversion means. Output means for outputting a signal to a signal line; reset means for resetting the charge-voltage conversion means; and a reset operation for the photoelectric conversion means from the start to completion of the reset operation of the charge-voltage conversion means by the reset means. One of the
本発明の第２側面に係る撮像装置の駆動方法は、被写体を撮像して画像信号を生成するための撮像装置であり、入射光を光電変換する光電変換手段と、電荷を電圧に変換する電荷電圧変換手段と、入射光が前記光電変換手段により光電変換されて蓄積された電荷を前記電荷電圧変換手段へ転送する転送手段と、前記電荷電圧変換手段により変換された電圧に応じた前記光電変換手段の信号を信号線へ出力する出力手段と、前記電荷電圧変換手段をリセットするリセット手段と、前記リセット手段による前記電荷電圧変換手段のリセット動作が開始してから完了するまでの前記光電変換手段に対する第１の期間と、前記リセット動作が完了してから前記転送手段による転送動作が開始されるまでの前記光電変換手段に対する第２の期間とのいずれかに、前記出力手段により信号線へ出力された前記光電変換手段の第１の信号を保持する第１の保持手段と、前記転送動作が完了した後の前記光電変換手段に対する第３の期間に、前記出力手段により信号線へ出力された前記光電変換手段の第２の信号を保持する第２の保持手段と、前記光電変換手段の第１の信号と前記光電変換手段の第２の信号との差分を演算することにより、前記光電変換手段の画像信号を生成する生成手段と、前記光電変換手段に対する第２の期間に前記出力手段により信号線へ出力された前記光電変換手段の第３の信号を保持する第３の保持手段とを有する撮像装置の駆動方法であって、前記光電変換手段の第３の信号のレベルと前記電荷電圧変換手段がリセットされた状態で前記信号線に出力されるべきリセットレベルとの差と、閾値と前記リセットレベルとの差とを比較する比較ステップと、前記比較ステップにおける比較結果に応じて、前記光電変換手段の第３の信号のレベルと前記リセットレベルとの差が前記閾値と前記リセットレベルとの差より小さいと判断された場合、前記第１の保持手段が前記光電変換手段に対する第２の期間に前記光電変換手段の第１の信号を保持するように、前記光電変換手段の第３の信号のレベルと前記リセットレベルとの差が前記閾値と前記リセットレベルとの差以上である場合、前記第１の保持手段が前記光電変換手段に対する第１の期間に前記光電変換手段の第１の信号を保持するように、前記第１の保持手段を駆動する駆動ステップとを備えたことを特徴とする。 An image pickup apparatus driving method according to a second aspect of the present invention is an image pickup apparatus for picking up an image of a subject and generating an image signal, photoelectric conversion means for photoelectrically converting incident light, and charge for converting charge into voltage. A voltage conversion unit; a transfer unit configured to transfer charges accumulated by photoelectric conversion of incident light by the photoelectric conversion unit; and the photoelectric conversion according to the voltage converted by the charge voltage conversion unit. Output means for outputting the signal of the means to the signal line, reset means for resetting the charge voltage conversion means, and the photoelectric conversion means from the start to completion of the reset operation of the charge voltage conversion means by the reset means And the second period for the photoelectric conversion means from the completion of the reset operation to the start of the transfer operation by the transfer means The first holding means for holding the first signal of the photoelectric conversion means output to the signal line by the output means, and the third period for the photoelectric conversion means after the transfer operation is completed. , Second holding means for holding the second signal of the photoelectric conversion means output to the signal line by the output means, the first signal of the photoelectric conversion means, and the second signal of the photoelectric conversion means, And a third unit of the photoelectric conversion unit that is output to the signal line by the output unit during a second period for the photoelectric conversion unit. An image pickup apparatus driving method comprising: a third holding means for holding a signal, wherein the third signal level of the photoelectric conversion means and the charge voltage conversion means are output to the signal line in a reset state. Should be reset A comparison step for comparing a difference between the level and a difference between a threshold value and the reset level, and a difference between the level of the third signal of the photoelectric conversion means and the reset level according to a comparison result in the comparison step Is determined to be smaller than the difference between the threshold value and the reset level, the first holding means holds the first signal of the photoelectric conversion means in a second period for the photoelectric conversion means, When the difference between the level of the third signal of the photoelectric conversion means and the reset level is greater than or equal to the difference between the threshold and the reset level, the first holding means is in a first period for the photoelectric conversion means. And a driving step of driving the first holding means so as to hold the first signal of the photoelectric conversion means.
本発明によれば、新たに追加して素子を設けることなく黒化現象を防止することができる。 According to the present invention, the blackening phenomenon can be prevented without newly adding an element.
本発明の実施形態に係る撮像装置１００を、図１を用いて説明する。図１は、本発明の実施形態に係る撮像装置１００の構成図である。
An
図１において、１００は、撮像装置である。撮像装置１００は、例えば、デジタルカメラ、ビデオカムコーダである。撮像装置１００は、次の構成要素を備える。
In FIG. 1,
レンズ３１０に入射した光線は、絞り３１２、シャッター１２を介して、光学像として撮像部１５の撮像素子１４上に結像する。
The light beam that has entered the
シャッター１２は、レンズ３１０と撮像素子１４との間に設けられ、撮像素子１４の露光量を調節する。
The
撮像部１５は、被写体を撮像することにより、画像データを生成する。撮像部１５は、主として、撮像素子１４、ＣＤＳ回路１６、Ａ／Ｄ変換部１７を含む。撮像部１５の詳細な構成は、後述する。
The
撮像素子１４は、光学像を光電変換して画像信号を生成する。撮像素子１４は、例えば、ＣＣＤイメージセンサーである。
The
ＣＤＳ回路（生成手段）１６は、信号線ＳＬを介して撮像素子１４の出力信号を受ける。ＣＤＳ回路１６は、その出力信号を異なる２つのタイミングでサンプルホールド（以下Ｓ／Ｈ）された２つの信号の差分を演算する相関二重サンプリング処理を行う。ＣＤＳ回路１６は、相関二重サンプリング処理を行うことにより、画像信号（アナログ信号）を生成する。
The CDS circuit (generating unit) 16 receives the output signal of the
Ａ／Ｄ変換部１７は、ＣＤＳ回路１６から画像信号（アナログ信号）を受ける。Ａ／Ｄ変換部１７は、受けた画像信号（アナログ信号）をＡ／Ｄ変換して画像データ（デジタル信号）を生成する。
The A /
タイミング発生回路（駆動手段）１８は、撮像素子１４、ＣＤＳ回路１６、Ａ／Ｄ変換部１７、Ｄ／Ａ変換部２６にクロック信号や制御信号を供給する。タイミング発生回路１８は、メモリ制御回路２２及びシステム制御回路５０により制御される。
The timing generation circuit (driving unit) 18 supplies a clock signal and a control signal to the
画像処理回路２０は、Ａ／Ｄ変換部１７からのデータ或いはメモリ制御回路２２からのデータに対して所定の画素補間処理や色変換処理を行う。
The
また、画像処理回路２０においては、必要に応じて、撮像した画像データを用いて所定の演算処理を行う。画像処理回路２０は、得られた演算結果に基づいて、システム制御回路５０経由で、シャッター制御部４０、測距部４２に対して制御を行う。これにより、ＴＴＬ（スルー・ザ・レンズ）方式のＡＦ（オートフォーカス）処理、ＡＥ（自動露出）処理、ＥＦ（フラッシュ調光）処理を行うことが出来る。
Further, the
さらに、画像処理回路２０においては、撮像した画像データを用いて所定の演算処理を行い、得られた演算結果に基づいてＴＴＬ方式のＡＷＢ（オートホワイトバランス）処理も行っている。
Further, the
なお、測距部４２及び測光部４６を用いてＡＦ（オートフォーカス）処理、ＡＥ（自動露出）処理、ＥＦ（フラッシュ調光）処理の各処理を行ってもよい。さらに、上記画像処理回路２０を用いたＡＦ（オートフォーカス）処理、ＡＥ（自動露出）処理の各処理を行う構成としても良い。
Note that the AF (autofocus) process, the AE (automatic exposure) process, and the EF (flash dimming) process may be performed using the
メモリ制御回路２２は、Ａ／Ｄ変換部１７、タイミング発生回路１８、画像処理回路２０、画像表示メモリ２４、Ｄ／Ａ変換部２６、メモリ３０、圧縮・伸長回路３２を制御する。
The
Ａ／Ｄ変換部１７のデータが画像処理回路２０、メモリ制御回路２２を介して、或いはＡ／Ｄ変換部１７のデータが直接メモリ制御回路２２を介して、画像表示メモリ２４或いはメモリ３０に書き込まれる。
The data of the A /
画像表示メモリ２４は、表示用の画像データを記憶する。Ｄ／Ａ変換器２６は、画像表示メモリ２４から読み出された画像データをＤ／Ａ変換して表示用のアナログ信号を生成する。画像表示部２８は、Ｄ／Ａ変換器２６から表示用のアナログ信号を受け、受けたアナログ信号に応じた画像を表示する。画像表示部２８は、例えば、ＴＦＴ−ＬＣＤである。画像表示部２８は、撮像された画像データに応じた画像を逐次表示することで、電子ファインダーとして機能することができる。
The
また、画像表示部２８は、システム制御回路５０の指示により任意に表示をＯＮ／ＯＦＦすることが可能である。画像表示部２８の表示をＯＦＦにした場合、撮像装置１００の電力消費を大幅に低減することが出来る。
Further, the
メモリ３０は、撮影した静止画像や動画像を格納する。メモリ３０は、所定枚数の静止画像や所定時間の動画像を格納するのに十分な記憶量を備えている。これにより、複数枚の静止画像を連続して撮影する連射撮影やパノラマ撮影の場合にも、高速かつ大量の画像書き込みをメモリ３０に対して行うことが可能となる。また、メモリ３０は、システム制御回路５０の作業領域としても使用することが可能である。
The
圧縮・伸長回路３２は、適応離散コサイン変換（ＡＤＣＴ）等により画像データを圧縮伸長する。圧縮・伸長回路３２は、メモリ３０に格納された画像を読み込んで圧縮処理或いは伸長処理を行い、処理を終えたデータをメモリ３０に書き込む。
The compression /
シャッター制御部４０は、測光部４６からの測光情報に基づいて、絞り３１２を制御する絞り制御部３４０と連携しながら、シャッター１２を制御する。
The shutter control unit 40 controls the
測距部４２は、ＡＦ（オートフォーカス）処理を行う。レンズ３１０に入射した光線を、絞り３１２、不図示の測距用サブミラーを介して、測距部４２に入射させることにより、光学像として結像された画像の合焦状態を測定することが出来る。
The
測光部４６は、ＡＥ（自動露出）処理を行う。レンズ３１０に入射した光線を、絞り３１２、そして不図示の測光用レンズを介して、測光部４６に入射させることにより、光学像として結像された画像の露出状態を測定することが出来る。
The
なお、撮像素子１４によって撮像した画像データを画像処理回路２０によって演算した演算結果に基づき、システム制御回路５０がシャッター制御部４０、絞り制御部３４０、測距制御部３４２に対して制御を行う。ビデオＴＴＬ方式を用いて露出制御及びＡＦ（オートフォーカス）制御をすることも可能である。また、システム制御回路５０は、姿勢検知センサ６７から撮像装置１００の縦、横姿勢を検知でき、露出制御、ＡＦ（オートフォーカス）制御に利用することが可能である。
The
さらに、測距部４２による測定結果と、撮像素子１４によって撮像した画像データを画像処理回路２０によって演算した演算結果とを共に用いてＡＦ（オートフォーカス）制御を行っても構わない。
Furthermore, AF (autofocus) control may be performed using both the measurement result by the
そして、測光部４６による測定結果と、撮像素子１４によって撮像した画像データを画像処理回路２０によって演算した演算結果とを共に用いて露出制御を行っても構わない。
The exposure control may be performed using both the measurement result obtained by the
システム制御回路５０は、撮像装置１００を全体的に制御する。メモリ５２は、システム制御回路５０の動作用の定数、変数、プログラム等を記憶する。
The
報知部５４は、システム制御回路５０でのプログラムの実行に応じて、文字、画像、音声等を用いて動作状態やメッセージ等を報知する。報知部５４は、例えば、表示装置（例えばＬＣＤやＬＥＤ）、スピーカー（例えば、発音素子）である。報知部５４は、撮像装置１００の操作部近辺の視認し易い位置に単数或いは複数個所設置され、表示装置（例えばＬＣＤやＬＥＤ）やスピーカー（例えば、発音素子）等の組み合わせにより構成されている。
The
報知部５４の表示内容としては、例えば、シングルショット／連写撮影表示、セルフタイマー表示、圧縮率表示、記録画素数表示、記録枚数表示、残撮影可能枚数表示、シャッタースピード表示、絞り値表示、露出補正表示、赤目緩和表示がある。報知部５４の表示内容としては、例えば、マクロ撮影表示、ブザー設定表示、時計用電池残量表示、電池残量表示、エラー表示、複数桁の数字による情報表示、記録媒体２００及び２１０の着脱状態表示、レンズユニット３００の着脱状態表示がある。報知部５４の表示内容としては、例えば、通信Ｉ／Ｆ動作表示、日付け・時刻表示、外部コンピュータとの接続状態を示す表示、合焦表示、撮影準備完了表示、手振れ警告表示、フラッシュ充電表示、フラッシュ充電完了表示、シャッタースピード表示がある。報知部５４の表示内容としては、例えば、絞り値表示、露出補正表示、記録媒体書き込み動作表示等がある。
The display contents of the
不揮発性メモリ５６は、電気的に消去・記録可能なメモリである。不揮発性メモリ５６は、例えばＥＥＰＲＯＭである。
The
入力部６８は、システム制御回路５０の各種の動作指示を受け付ける。入力部６８は、スイッチやダイアル、タッチパネル、視線検知によるポインティング、音声認識装置等の単数或いは複数の組み合わせで構成される。
The
ここで、これらの入力部６８の具体的な説明を行う。
Here, the
モードダイアルスイッチ６０は、通常の静止画撮影モードと動画撮影モードの動作の始動を区別して行うためのモード切替えスイッチである。第１シャッタースイッチ（ＳＷ１）６２は、不図示のシャッターボタンの操作途中（半押し）でＯＮとなり、ＡＦ（オートフォーカス）処理、ＡＥ（自動露出）処理、ＡＷＢ（オートホワイトバランス）処理、ＥＦ（フラッシュ調光）処理等の動作開始を指示する。
The
第２シャッタースイッチ（ＳＷ２）６４は、不図示のシャッターボタンの操作完了（全押し）でＯＮとなり、所定の撮影処理の動作開始を指示する。この所定の撮影処理は、モードスイッチ６０により指示された撮影処理であり、モードスイッチ６０が動画１のオフ状態になっている場合に静止画撮影動作であり、動画１のオン状態になっている場合に動画撮影動作である。そして、それぞれの撮影動作モードに移行したら、露光処理、現像処理、記録処理という一連の撮影処理の動作が行われる。露光処理は、撮像素子１４から読み出した信号をＡ／Ｄ変換部１７、メモリ制御回路２２を介してメモリ３０に画像データを書き込む処理である。現像処理は、画像処理回路２０やメモリ制御回路２２での演算を用いた処理である。記録処理は、メモリ３０から画像データを読み出し、圧縮・伸長回路３２で圧縮を行い、記録媒体２００或いは２１０に画像データを書き込む処理である。
The second shutter switch (SW2) 64 is turned on when the operation of a shutter button (not shown) is completed (fully pressed), and instructs the start of a predetermined photographing process. This predetermined shooting process is a shooting process instructed by the
再生スイッチ６６は、撮影モード状態において、撮影した画像をメモリ３０或いは記録媒体２００或いは２１０から読み出して画像表示部２８によって表示する再生動作の開始を指示する。
The playback switch 66 instructs the start of a playback operation in which a captured image is read from the
操作部７０は、各種ボタンやタッチパネル等からなる。操作部７０は、メニューボタン、セットボタン、マクロボタン、マルチ画面再生改ページボタン、フラッシュ設定ボタン、単写／連写／セルフタイマー切り替えボタン、メニュー移動＋（プラス）ボタン、メニュー移動−（マイナス）ボタンを含む。操作部７０は、再生画像移動＋（プラス）ボタン、再生画像−（マイナス）ボタン、撮影画質選択ボタン、露出補正ボタン、日付／時間設定ボタンを含む。操作部７０は、パノラマモード等の撮影及び再生を実行する際に各種機能の選択及び切り替えを設定する選択／切り替えボタン、パノラマモード等の撮影及び再生を実行する際に各種機能の決定及び実行を設定する決定／実行ボタンを含む。操作部７０は、画像表示部２８のＯＮ／ＯＦＦを設定する画像表示ＯＮ／ＯＦＦスイッチ、撮影直後に撮影した画像データを自動再生するクイックレビュー機能を設定するクイックレビューＯＮ／ＯＦＦスイッチを含む。操作部７０は、ＪＰＥＧ圧縮の圧縮率を選択するため或いは撮像部の信号をそのままデジタル化して記録媒体に記録するＣＣＤＲＡＷモードを選択するためのスイッチである圧縮モードスイッチを含む。操作部７０は、再生モード、マルチ画面再生・消去モード、ＰＣ接続モード等の各機能モードを設定することが出来る再生スイッチを含む。操作部７０は、ワンショットＡＦモードとサーボＡＦモードとを設定することが出来るＡＦモード設定スイッチ等がある。ワンショットＡＦモードは、シャッタースイッチＳＷ１を押したならばオートフォーカス動作を開始し一旦合焦したならばその合焦状態を保ち続けるモードである。サーボＡＦモードは、シャッタースイッチＳＷ１を押している間は連続してオートフォーカス動作を続けるモードである。
The
また、上記プラスボタン及びマイナスボタンの各機能は、回転ダイアルスイッチを備えることによって、より軽快に数値や機能を選択することが可能となる。 In addition, the functions of the plus button and the minus button can be selected more easily by providing a rotary dial switch.
電源スイッチ７２は、撮像装置１００の電源オン、電源オフの各モードを切り替え設定することが出来る。また、撮像装置１００に接続されたレンズユニット３００、外部ストロボ、記録媒体２００、２１０等の各種付属装置の電源オン、電源オフの設定も合わせて切り替え設定することが出来る。
The power switch 72 can switch and set the power-on and power-off modes of the
リアルタイムクロック回路７４は、各種のタイマー機能を実現している。リアルタイムクロック回路７４は、経過時間を計測し、計測結果をシステム制御回路５０へ供給する。
The real
電源制御部８０は、電池検出回路、ＤＣ-ＤＣコンバータ、通電するブロックを切り替えるスイッチ回路等により構成されている。電源制御部８０は、電池の装着の有無、電池の種類、電池残量の検出を行い、検出結果及びシステム制御回路５０の指示に基づいてＤＣ-ＤＣコンバータを制御し、必要な電圧を必要な期間、記録媒体を含む各部へ供給する。
The power supply control unit 80 is configured by a battery detection circuit, a DC-DC converter, a switch circuit that switches blocks to be energized, and the like. The power supply control unit 80 detects the presence / absence of a battery, the type of battery, and the remaining battery level, controls the DC-DC converter based on the detection result and an instruction from the
コネクタ８２とコネクタ８４とは、互いに嵌合可能に構成されている。電源部８６は、アルカリ電池やリチウム電池等の一次電池やＮｉＣｄ電池やＮｉＭＨ電池、Ｌｉ電池等の二次電池、ＡＣアダプター等からなる。
The
インタフェース９０及び９４は、メモリカードやハードディスク等の記録媒体と通信する。コネクタ９２には、コネクタ２０６を介して、記録媒体２００が接続される。コネクタ９６には、コネクタ２１６を介して、記録媒体２１６が接続される。記録媒体着脱検知部９８は、コネクタ９２及び或いは９６に記録媒体２００或いは２１０が装着されているか否かを検知するである。
The
通信部１１０は、ＲＳ２３２ＣやＵＳＢ、ＩＥＥＥ１３９４、Ｐ１２８４、ＳＣＳＩ、モデム、ＬＡＮ、無線通信、等の各種通信機能を有する。通信部１１０は、アンテナ１１２を介して、他の機器と無線回線又は有線回線経由で通信を行う。
The
インタフェース１２０は、コネクタ１２２撮像装置１００をレンズユニット３００と接続する。は、撮像装置１００をレンズユニット３００と電気的に接続するである。
The
記録媒体２００は、メモリカードやハードディスク等である。記録媒体２００は、半導体メモリや磁気ディスク等から構成される記録部２０２、撮像装置１００とのインタフェース２０４、撮像装置１００と接続を行うコネクタ２０６を備えている。
The
記録媒体２１０は、メモリカードやハードディスク等である。記録媒体２１０は、半導体メモリや磁気ディスク等から構成される記録部２１２、撮像装置１００とのインタフェース２１４、撮像装置１００と接続を行うコネクタ２１６を備えている。
The
なお、コネクタ３２２は電気通信のみならず、光通信、音声通信等を伝達する構成としても良い。
The
絞り制御部３４０は、測光部４６からの測光情報に基づいて、シャッター１２を制御するシャッター制御部４０と連携しながら、絞り３１２を調節する。
The
測距制御部３４２は、撮影レンズ３１０のフォーカシングを制御する。ズーム制御部３４４は、撮影レンズ３１０のズーミングを制御する。
The distance
レンズシステム制御回路３５０は、レンズユニット３００を全体的を制御する。レンズシステム制御回路３５０は、不揮発メモリを含む。その不揮発メモリは、動作用の定数、変数、プログラム等を記憶するメモリやレンズユニット３００固有の番号等の識別情報、管理情報、開放絞り値や最小絞り値、焦点距離等の機能情報、現在や過去の各設定値などを保持する。
The lens system control circuit 350 controls the
マイク１５５、１６１は、録音するための音声を音声信号（アナログ信号）に変換して、変換した音声信号を音声ＡＤ／ＤＡ部１５９へ供給する。
The
スピーカ１５７は、音声信号（アナログ信号）を音声ＡＤ／ＤＡ部１５９から受けて、受けた音声信号に応じた音声を再生する。その音声は、例えば、予め録音された音声、もしくはあらかじめ装置内に格納された音声である。
The
音声ＡＤ／ＤＡ部１５９は、音声信号（アナログ信号）をＡ／Ｄ変換して音声データを生成し、生成した音声データをシステム制御回路５０へ供給する。また、音声ＡＤ／ＤＡ部１５９は、音声データをシステム制御回路５０から受けて、受けた音声データをＤ／Ａ変換して音声信号（アナログ信号）を生成し、生成した音声信号をスピーカ１５７へ供給する。
The audio AD /
次に、撮像素子１４の構成を、図２を用いて説明する。図２は、撮像素子１４の構成図である。
Next, the configuration of the
撮像素子１４は、複数の光電変換部１４００，１４０１、垂直転送路（転送手段）１４０２、水平転送路（転送手段）１４０４、フローティングディフュージョン（電荷電圧変換手段、以下、ＦＤとする）１４０７を備える。撮像素子１４は、リセットゲート（リセット手段）１４０８及び出力段アンプ（出力手段）１４０６を備える。
The
複数の光電変換部１４００，１４０１は、行方向及び列方向に複数配列されている。ここで、有効領域ＥＡに配された光電変換部（光電変換手段）１４００は、遮光されておらず、入射光を光電変換して電荷を発生させ、発生させた電荷を蓄積する。遮光領域（オプティカルブラック領域）ＶＯＢに配された光電変換部（他の光電変換手段）１４０１は、遮光されており、遮光された状態で暗電流成分に応じた電荷を蓄積する。
A plurality of
垂直転送路１４０２及び水平転送路１４０４は、複数の光電変換部１４００，１４０１のそれぞれにより蓄積された電荷を順次にＦＤ１４０７へ転送する。具体的には、垂直転送路１４０２は、アクティブな読み出しゲートパルスに応じて、光電変換部１４００により蓄積された電荷を垂直転送路１４０２へ転送する。水平転送路１４０４は、アクティブな垂直転送パルスに応じて、垂直転送路１４０２から転送された電荷をＦＤ１４０７へ転送する。
The
ＦＤ１４０７は、転送された電荷を電圧に変換する。ＦＤ１４０７は、変換した電圧を出力段アンプ１４０６に入力する。
The
リセットゲート１４０８は、ＦＤ１４０７をリセットする。
A
出力段アンプ１４０６は、入力された電圧に応じた信号を信号線ＳＬ（図３参照）へ出力する。
The
出力段アンプ１４０６は、光電変換部１４００に対する第１の期間（光電変換手段に対する第１の期間）Ｔ１に、リセットゲート１４０８によるＦＤ１４０７のリセット電圧に応じた信号を信号線ＳＬへ出力する。この信号は、有効領域ＥＡの光電変換部１４００のリセットレベルの信号（光電変換手段の第１の信号）として出力される。この信号の波形が、図４に示す信号波形におけるリセット段差部になる。第１の期間Ｔ１は、リセットゲート１４０８によるＦＤ１４０７のリセット動作が開始してから完了するまでの期間である。リセットレベルは、ＦＤ１４０７がリセットされた状態で信号線ＳＬに出力されるべき信号のレベルである。
The
なお、図４に示す信号波形は、撮像素子１４から信号線ＳＬへ出力された状態における信号の波形
出力段アンプ１４０６は、光電変換部１４００に対する第２の期間（光電変換手段に対する第２の期間）Ｔ２に、ＦＤ１４０７の電圧に応じた信号を信号線ＳＬへ出力する。この信号は、有効領域ＥＡの光電変換部１４００のノイズレベルの信号（光電変換手段の第１の信号、光電変換手段の第３の信号）として出力される。この信号の波形が、図４に示す信号波形におけるフィードスルー部になる。第２の期間Ｔ２は、ＦＤ１４０７のリセット動作が完了してから垂直転送路１４０２及び水平転送路１４０４による転送動作が開始されるまでの期間である。
Note that the signal waveform shown in FIG. 4 is a signal waveform in a state where the signal waveform is output from the
出力段アンプ１４０６は、光電変換部１４００に対する第３の期間（光電変換手段に対する第３の期間）Ｔ３に、ＦＤ１４０７により変換された電圧に応じた信号を信号線ＳＬへ出力する。この信号は、有効領域ＥＡの光電変換部１４００の光レベルの信号（光電変換手段の第２の信号）として出力される。この信号の波形が、図４に示す信号波形における信号部になる。第３の期間Ｔ３は、垂直転送路１４０２及び水平転送路１４０４による転送動作が完了した後の期間である。
The
出力段アンプ１４０６は、光電変換部１４０１に対する第１の期間（他の光電変換手段に対する第１の期間）Ｔ１ａに、リセットゲート１４０８によるＦＤ１４０７のリセット電圧に応じた信号を信号線ＳＬへ出力する。この信号は、遮光領域ＶＯＢの光電変換部１４０１のリセットレベルの信号（他の光電変換手段の第１の信号）として出力される。この信号の波形が、図５に示す信号波形におけるリセット段差部になる。
The
なお、図５に示す信号波形は、撮像素子１４から信号線ＳＬへ出力された状態における信号の波形である。
Note that the signal waveform shown in FIG. 5 is a waveform of a signal in a state of being output from the
出力段アンプ１４０６は、光電変換部１４０１に対する第２の期間（他の光電変換手段に対する第２の期間）Ｔ２ａに、ＦＤ１４０７の電圧に応じた信号を信号線ＳＬへ出力する。この信号は、遮光領域ＶＯＢの光電変換部１４０１のノイズレベルの信号（他の光電変換手段の第１の信号、他の光電変換手段の第３の信号）として出力される。この信号の波形が、図５に示す信号波形におけるフィードスルー部になる。
The
出力段アンプ１４０６は、光電変換部１４０１に対する第３の期間（他の光電変換手段に対する第３の期間）Ｔ３ａに、ＦＤ１４０７により変換された電圧に応じた信号を信号線ＳＬへ出力する。この信号は、遮光領域ＶＯＢの光電変換部１４０１の光レベルの信号（他の光電変換手段の第２の信号）として出力される。この信号の波形が、図５に示す信号波形における信号部になる。
The
次に、撮像部１５の構成及び動作を、図３を用いて説明する。図３は、撮像部１５の構成図である。
Next, the configuration and operation of the
撮像素子１４から信号線ＳＬへ出力された信号は、サンプルホールド回路（Ｐ１）（第３の保持手段）２００５に入力される。サンプルホールド回路（Ｐ１）２００５は、その信号を、タイミング発生回路１８から出力されるＳ／Ｈ＿Ｐ１の位相タイミングでＳ／Ｈする。すなわち、サンプルホールド回路（Ｐ１）２００５は、光電変換部１４００に対する第２の期間Ｔ２に出力段アンプ１４０６により信号線ＳＬへ出力された光電変換部１４００の第３の信号を保持する。
The signal output from the
サンプルホールド回路（Ｐ１）２００５でＳ／Ｈされた信号は、レベル比較器（比較手段）２００７に入力され、基準電位Ｖｒｅｆと比較される。すなわち、レベル比較器２００７は、第３の信号と閾値（基準電位Ｖｒｅｆ）とを比較する。タイミング発生回路１８は、レベル比較器２００７による比較結果に応じて、光電変換部１４００の第３の信号のレベルとリセットレベルとの差が閾値（基準電位Ｖｒｅｆ）とリセットレベルとの差より小さいか否かを判断する。
The signal that has been S / Hed by the sample hold circuit (P1) 2005 is input to a level comparator (comparing means) 2007 and compared with a reference potential Vref. That is, the
基準電位Ｖｒｅｆに対して、サンプルホールド回路（Ｐ１）２００５からの信号のレベルが所定範囲にある場合、タイミング発生回路１８は、サンプルホールド回路（Ｐ２）（第１の保持手段）２０１１に対して駆動パルスＳ／Ｈ＿Ｐ１を出力する。すなわち、タイミング発生回路１８は、光電変換部１４００の第３の信号のレベルとリセットレベルとの差が閾値（基準電位Ｖｒｅｆ）とリセットレベルとの差より小さい場合、次のような駆動を行う。タイミング発生回路１８は、サンプルホールド回路（Ｐ２）２０１１が光電変換部１４００に対する第２の期間Ｔ２に光電変換部１４００の第１の信号を保持するように、サンプルホールド回路（Ｐ２）２０１１を駆動する。
When the level of the signal from the sample hold circuit (P1) 2005 is within a predetermined range with respect to the reference potential Vref, the
また、基準電位Ｖｒｅｆに対して、サンプルホールド回路（Ｐ１）２００５からの信号のレベルが所定範囲外であった場合、タイミング発生回路１８は、黒化現象が発生したとみなす。タイミング発生回路１８は、サンプルホールド回路（Ｐ２）２０１１に対して駆動パルスＳ／Ｈ＿Ｐ２を出力する。すなわち、タイミング発生回路１８は、光電変換部１４００の第３の信号のレベルとリセットレベルとの差が閾値（基準電位Ｖｒｅｆ）とリセットレベルとの差以上である場合、次のような駆動を行う。タイミング発生回路１８は、サンプルホールド回路（Ｐ２）２０１１が光電変換部１４００に対する第１の期間Ｔ１に光電変換部１４００の第１の信号を保持するように、サンプルホールド回路（Ｐ２）２０１１を駆動する。
When the level of the signal from the sample hold circuit (P1) 2005 is outside the predetermined range with respect to the reference potential Vref, the
なお、サンプルホールド回路（Ｐ２）２０１１は、サンプルホールド回路（Ｐ１）２００５に比べて、遅延器２００３により遅延された位相を有する信号を受け取る。サンプルホールド回路（Ｐ２）２０１１における第１の期間Ｔ１がサンプルホールド回路（Ｐ１）２００５における第１の期間Ｔ１より遅延したものとなるため、タイミング発生回路１８による上記のような動作が可能になる。
Note that the sample hold circuit (P2) 2011 receives a signal having a phase delayed by the
一方、撮像素子１４から信号線ＳＬへ出力された信号は、遅延器２００３にも入力される。遅延器２００３は、その信号を、サンプルホールド回路（Ｐ１）２００５、レベル比較器２００７、タイミング発生回路１８における処理時間分遅延させる。
On the other hand, the signal output from the
遅延器２００３から出力された信号は、サンプルホールド回路（Ｐ２）２０１１、及びサンプルホールド回路（Ｄ１）（第２の保持手段）２０１３に入力される。サンプルホールド回路（Ｐ２）２０１１は、その信号を、タイミング発生回路１８から供給された駆動パルス（Ｓ／Ｈ＿Ｐ１又はＳ／Ｈ＿Ｐ２）に応じてＳ／Ｈする。すなわち、サンプルホールド回路（Ｐ２）２０１１は、光電変換部１４００に対する第１の期間Ｔ１と第２の期間Ｔ２とのいずれかに、出力段アンプ１４０６により信号線ＳＬへ出力された有効領域ＥＡの光電変換部１４００の第１の信号を保持する。あるいは、サンプルホールド回路（Ｐ２）２０１１は、光電変換部１４０１に対する第１の期間Ｔ１ａと第２の期間Ｔ２ａとのいずれかに、出力段アンプ１４０６により信号線ＳＬへ出力された遮光領域ＯＢＡの他の光電変換部１４０１の第１の他の信号を保持する。
The signal output from the
サンプルホールド回路（Ｐ２）２０１１でＳ／Ｈされた信号は、サンプルホールド回路（Ｄ２）２０１５に入力される。サンプルホールド回路（Ｄ２）２０１５は、その信号を、タイミング発生回路１８から供給された駆動パルスＳ／Ｈ＿Ｄに応じてＳ／Ｈする。
サンプルホールド回路（Ｄ１）２０１３は、遅延器２００３から入力された信号を、タイミング発生回路１８から供給された駆動パルスＳ／Ｈ＿Ｄに応じてＳ／Ｈする。すなわち、サンプルホールド回路（Ｄ１）２０１３は、光電変換部１４００に対する第３の期間Ｔ３に、出力段アンプ１４０６により信号線ＳＬへ出力された有効領域ＥＡの光電変換部１４００の第２の信号を保持する。あるいは、サンプルホールド回路（Ｄ１）２０１３は、光電変換部１４０１に対する第３の期間Ｔ３ａに、出力段アンプ１４０６により信号線ＳＬへ出力された遮光領域ＯＢＡの光電変換部１４０１の第２の信号を保持する。
The signal that is S / Hed by the sample hold circuit (P2) 2011 is input to the sample hold circuit (D2) 2015. The sample hold circuit (D2) 2015 S / Hs the signal according to the drive pulse S / H_D supplied from the
The sample hold circuit (D1) 2013 S / Hs the signal input from the
サンプルホールド回路（Ｄ１）２０１３でＳ／Ｈされた信号は、ＣＤＳ回路１６に入力される。サンプルホールド回路（Ｄ２）２０１５でＳ／Ｈされた信号は、加算器（補正手段）２０２６を介して、ＣＤＳ回路１６に入力される。ＣＤＳ回路１６は、サンプルホールド回路（Ｄ１）２０１３からの出力電圧と、サンプルホールド回路（Ｄ２）２０１５からの出力電圧との差分（差電圧）を演算する。すなわち、ＣＤＳ回路１６は、光電変換部１４００の第１の信号と光電変換部１４００の第２の信号との差分を演算することにより、有効領域ＥＡの光電変換部１４００の画像信号（光電変換手段の画像信号）を生成する。あるいは、ＣＤＳ回路１６は、光電変換部１４０１の第１の信号と光電変換部１４０１の第２の信号との差分を演算することにより、遮光領域ＯＢＡの光電変換部１４０１の画像信号（他の光電変換手段の画像信号）を生成する。
The signal that is S / Hed by the sample hold circuit (D1) 2013 is input to the
ＣＤＳ回路１６から出力された画像信号は、ＰＧＡ（Ｐｒｏｇｒａｍａｂｌｅ Ｇａｉｎ Ａｍｐ.）２０１９へ出力される。ＰＧＡ２０１９は、その画像信号を増幅してＡ／Ｄ変換部１７へ出力する。Ａ／Ｄ変換部１７は、増幅後の画像信号をＡ／Ｄ変換して画像データを生成する。Ａ／Ｄ変換部１７は、有効領域ＥＡの光電変換部１４０１の画像データを後段（画像処理回路２０等）へ出力し、遮光領域ＯＢＡの他の光電変換部１４０１の画像データをＰＡ（Ｐｉｘｅｌ Ａｖｅｒａｇｅ）回路２０２３へ出力する。
The image signal output from the
ＰＡ回路２０２３は、遮光領域ＯＢＡの光電変換部１４０１の画像データに対して、タイミング発生回路１８から供給された駆動パルスＣＬＡＭＰ＿１及びＣＬＡＭＰ＿２がアクティブになるタイミングで、画素平均を行う。これにより、ＰＡ回路２０２３は、補正データを生成する。ＰＡ回路２０２３は、補正データをＤ／Ａ変換部２０２５へ出力する。
The
Ｄ／Ａ変換部２０２５は、補正データをＤ／Ａ変換して補正信号（アナログ信号）を生成する。Ｄ／Ａ変換部２０２５は、補正信号を加算器２０２６へ出力する。これにより、加算器２０２６は、サンプルホールド回路（Ｄ２）２０１５でＳ／Ｈされた信号に補正信号を加算して、加算した結果の信号をＣＤＳ回路１６へ供給する。すなわち、加算器２０２６は、遮光領域ＯＢＡの光電変換部１４０１の画像信号を用いて、有効領域ＥＡの光電変換部１４０１の画像信号を補正する。
The D /
ここで、ＣＬＡＭＰ＿１及びＣＬＡＭＰ＿２は、図６に示す撮像素子１４の遮光領域における任意の異なる画素領域の画像信号がＰＡ回路２０２３に供給された際にアクティブになる信号である。
Here, CLAMP_1 and CLAMP_2 are signals that become active when image signals of arbitrary different pixel regions in the light-shielding region of the
次に、レベル比較器２００７で黒化現象が検出されたときの駆動パルス（Ｓ／Ｈ＿Ｐ２）について、図４及び図５を用いて説明する。図４及び図５は、撮像素子１４からの出力信号をサンプルホールドするタイミングを示すタイミングチャートである。
Next, the drive pulse (S / H_P2) when the blackening phenomenon is detected by the
図３のＳ／Ｈ＿Ｐ１は、撮像素子１４からの出力信号におけるフィードスルー部をＳ／Ｈするための駆動パルスである。基準電位Ｖｒｅｆに対して、サンプルホールド回路（Ｐ１）２００５から供給された信号のレベルが所定範囲にある場合、サンプルホールド回路（Ｐ２）２０１１は、その供給された信号を、駆動パルスＳ／Ｈ＿Ｐ１に応じてＳ／Ｈする。
S / H_P1 in FIG. 3 is a drive pulse for S / H the feedthrough portion in the output signal from the
Ｓ／Ｈ＿Ｐ２は、撮像素子１４の信号波形におけるリセット段差部をＳ／Ｈするための駆動パルスである。基準電位Ｖｒｅｆに対して、サンプルホールド回路（Ｐ１）２００５から供給された信号のレベルが所定範囲外であった場合、サンプルホールド回路（Ｐ２）２０１１は、その供給された信号を、駆動パルスＳ／Ｈ＿Ｐ２に応じてＳ／Ｈする。撮像素子１４の信号波形におけるリセット段差部は高輝度被写体を撮像しても大きく変動しないため、ＣＤＳ出力（画像信号のレベル）はゼロにはならず、黒沈みを回避することができる。
S / H_P2 is a drive pulse for S / H of the reset step portion in the signal waveform of the
黒化現象を検出した際、サンプルホールド回路（Ｐ２）２０１１が、図４に示す駆動パルスＳ／Ｈ＿Ｐ２に応じて撮像素子１４の有効領域ＥＡの出力信号をＳ／Ｈする。すなわち、サンプルホールド回路（Ｐ２）２０１１は、撮像素子１４の有効領域ＥＡの信号波形におけるリセット段差部をＳ／Ｈする。この場合、本来の黒レベルであるフィードスルー部とは異なる電圧をＳ／Ｈしているため、黒レベルが大きくずれてしまう。つまり、ＣＤＳ回路１６の出力電圧は、本来の電圧より高く出力されてしまう。この黒レベルのずれを補正するために、図５に示すように撮像素子１４の遮光領域ＯＢＡの出力信号も駆動パルスＳ／Ｈ＿Ｐ２に応じてＳ／Ｈする。これにより、サンプルホールド回路（Ｐ２）２０１１は、リセット段差部とフィードスルー部との差の信号（補正信号）を得ることができる。駆動パルスＣＬＡＭＰ＿１は、駆動パルスＳ／Ｈ＿Ｐ１に同期したタイミングでＳ／Ｈされた信号に応じた画像信号に適用される。駆動パルスＣＬＡＭＰ＿２は、駆動パルスＳ／Ｈ＿Ｐ２に同期したタイミングでＳ／Ｈされて信号に応じた画像信号に適用される。撮像素子１４の有効領域ＥＡの各画素の信号に対して、サンプルホールド回路（Ｐ２）２０１５の位相に一致した補正信号（遮光領域ＯＢＡの画素信号の平均値）をサンプルホールド回路（Ｄ２）２０１５の出力に加算する。これにより、有効領域ＥＡの信号波形におけるリセット段差部をＳ／Ｈした際の黒レベルのずれを補正することができる。
When the blackening phenomenon is detected, the sample hold circuit (P2) 2011 S / Hs the output signal of the effective area EA of the
なお、レベル比較器２００７による比較結果に応じて、撮像素子１４の出力信号をＳ／Ｈするタイミングを光電変換部ごとに可変にする代わりに、次のような動作が行われても良い。すなわち、レベル検出器２００７で一度黒化現象が検出されれば、一定期間、黒化現象の発生有無に関わらず、サンプルホールド回路（Ｐ２）２０１１の駆動パルスをＳ／Ｈ＿Ｐ２としても構わない。その場合、駆動パルスＣＬＡＭＰ＿２に応じて遮光領域ＯＢＡの画素信号の平均化を行い、その平均化の結果得られた補正信号をサンプルホールド回路（Ｄ２）２０１５の出力に加算する。
The following operation may be performed instead of changing the timing for S / H of the output signal of the
本発明では、高輝度被写体を撮像した際の黒化現象を回避するために、撮像素子の有効領域から出力される信号をレベルの変動しにくい位相タイミング（信号波形におけるリセット段差部）でＳ／Ｈする。これにより、新たに追加して素子を設けることなく黒化現象を防止することができる。 In the present invention, in order to avoid a blackening phenomenon when a high-luminance object is imaged, the signal output from the effective area of the image sensor is subjected to S / S with a phase timing (a reset step portion in the signal waveform) where the level does not easily vary. H. Thereby, the blackening phenomenon can be prevented without newly adding an element.
また、遮光領域の光電変換部の信号も有効領域の光電変換部の信号と同じ位相タイミングでＳ／Ｈするので、リセット段差部のレベルとフィードスルー部のレベルとの差としての補正信号を得ることができる。これにより、リセット段差部のレベルとフィードスルー部のレベルとの差に相当する黒レベルのずれを低減することができる。すなわち、太陽などの高輝度被写体を撮像した際、有効領域の光電変換部の信号の波形におけるフィードスルー部のレベルが低下しても、フィードスルー部と信号部との差分としての画像信号を得ることができる。 Further, since the signal of the photoelectric conversion unit in the light shielding region is also S / H with the same phase timing as the signal of the photoelectric conversion unit in the effective region, a correction signal is obtained as a difference between the level of the reset stepped portion and the level of the feedthrough portion be able to. As a result, the black level shift corresponding to the difference between the level of the reset stepped portion and the level of the feedthrough portion can be reduced. That is, when a high brightness subject such as the sun is imaged, an image signal as a difference between the feedthrough portion and the signal portion is obtained even if the level of the feedthrough portion in the signal waveform of the photoelectric conversion portion in the effective region is lowered. be able to.
１４ 撮像素子
１００ 撮像装置
14
Claims (5)
入射光を光電変換する光電変換手段と、
電荷を電圧に変換する電荷電圧変換手段と、
入射光が前記光電変換手段により光電変換されて蓄積された電荷を前記電荷電圧変換手段へ転送する転送手段と、
前記電荷電圧変換手段により変換された電圧に応じた前記光電変換手段の信号を信号線へ出力する出力手段と、
前記電荷電圧変換手段をリセットするリセット手段と、
前記リセット手段による前記電荷電圧変換手段のリセット動作が開始してから完了するまでの前記光電変換手段に対する第１の期間と、前記リセット動作が完了してから前記転送手段による転送動作が開始されるまでの前記光電変換手段に対する第２の期間とのいずれかに、前記出力手段により信号線へ出力された前記光電変換手段の第１の信号を保持する第１の保持手段と、
前記転送動作が完了した後の前記光電変換手段に対する第３の期間に、前記出力手段により信号線へ出力された前記光電変換手段の第２の信号を保持する第２の保持手段と、
前記光電変換手段の第１の信号と前記光電変換手段の第２の信号との差分を演算することにより、前記光電変換手段の画像信号を生成する生成手段と、
前記光電変換手段に対する第２の期間に前記出力手段により信号線へ出力された前記光電変換手段の第３の信号を保持する第３の保持手段と、
前記光電変換手段の第３の信号のレベルと前記電荷電圧変換手段がリセットされた状態で前記信号線に出力されるべきリセットレベルとの差が閾値と前記リセットレベルとの差より小さい場合、前記第１の保持手段が前記光電変換手段に対する第２の期間に前記光電変換手段の第１の信号を保持するように、前記光電変換手段の第３の信号のレベルと前記リセットレベルとの差が前記閾値と前記リセットレベルとの差以上である場合、前記第１の保持手段が前記光電変換手段に対する第１の期間に前記光電変換手段の第１の信号を保持するように、前記第１の保持手段を駆動する駆動手段と、
を備えたことを特徴とする撮像装置。 An imaging device for imaging a subject to generate an image signal,
Photoelectric conversion means for photoelectrically converting incident light;
Charge voltage conversion means for converting charge into voltage;
Transfer means for transferring charges accumulated by photoelectric conversion of incident light by the photoelectric conversion means to the charge voltage conversion means; and
Output means for outputting a signal of the photoelectric conversion means according to the voltage converted by the charge voltage conversion means to a signal line;
Resetting means for resetting the charge-voltage conversion means;
A first period for the photoelectric conversion means from the start to the completion of the reset operation of the charge voltage conversion means by the reset means, and a transfer operation by the transfer means is started after the reset operation is completed. A first holding means for holding the first signal of the photoelectric conversion means output to the signal line by the output means in any of the second period for the photoelectric conversion means up to
Second holding means for holding the second signal of the photoelectric conversion means output to the signal line by the output means in a third period for the photoelectric conversion means after completion of the transfer operation;
Generating means for generating an image signal of the photoelectric conversion means by calculating a difference between the first signal of the photoelectric conversion means and the second signal of the photoelectric conversion means;
Third holding means for holding a third signal of the photoelectric conversion means output to the signal line by the output means in a second period for the photoelectric conversion means;
When the difference between the level of the third signal of the photoelectric conversion means and the reset level to be output to the signal line in a state where the charge voltage conversion means is reset is smaller than the difference between the threshold value and the reset level, The difference between the level of the third signal of the photoelectric conversion means and the reset level is such that the first holding means holds the first signal of the photoelectric conversion means in the second period with respect to the photoelectric conversion means. When the difference between the threshold and the reset level is equal to or greater than the first level, the first holding unit holds the first signal of the photoelectric conversion unit in a first period for the photoelectric conversion unit. Driving means for driving the holding means;
An imaging apparatus comprising:
前記駆動手段は、前記比較手段による比較結果に応じて、前記光電変換手段の第３の信号のレベルと前記リセットレベルとの差が前記閾値と前記リセットレベルとの差より小さいか否かを判断する
ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。 Comparing means for comparing the difference between the level of the third signal of the photoelectric conversion means and the reset level, and the difference between the threshold value and the reset level,
The driving means determines whether the difference between the level of the third signal of the photoelectric conversion means and the reset level is smaller than the difference between the threshold value and the reset level according to the comparison result by the comparison means. The imaging apparatus according to claim 1, wherein:
前記転送手段は、さらに、遮光された状態で前記他の光電変換手段により蓄積された電荷を前記電荷電圧変換手段へ転送し、
前記電荷電圧変換手段は、前記他の光電変換手段により蓄積された電荷を電圧に変換し、
前記出力手段は、前記電荷電圧変換手段により変換された電圧に応じた前記他の光電変換手段の信号を信号線へ出力し、
前記第１の保持手段は、前記リセット手段による前記電荷電圧変換手段のリセット動作が開始してから完了するまでの前記他の光電変換手段に対する第１の期間と、前記リセット動作が完了してから前記転送手段による転送動作が開始されるまでの前記他の光電変換手段に対する第２の期間とのいずれかに、前記出力手段により信号線へ出力された前記他の光電変換手段の第１の信号を保持し、
前記第２の保持手段は、前記転送動作が完了した後の前記他の光電変換手段に対する第３の期間に、前記出力手段により信号線へ出力された前記他の光電変換手段の第２の信号を保持し、
前記生成手段は、前記他の光電変換手段の第１の信号と前記他の光電変換手段の第２の信号との差分を演算することにより、前記他の光電変換手段の画像信号を生成し、
前記駆動手段は、前記光電変換手段の第３の信号のレベルと前記リセットレベルとの差が前記閾値と前記リセットレベルとの差より小さい場合、前記第１の保持手段が前記他の光電変換手段に対する第２の期間に前記他の光電変換手段の第１の信号を保持するように、前記光電変換手段の第３の信号のレベルと前記リセットレベルとの差が前記閾値と前記リセットレベルとの差以上である場合、前記第１の保持手段が前記他の光電変換手段に対する第１の期間に前記他の光電変換手段の第１の信号を保持するように、前記第１の保持手段を駆動する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像装置。 Further provided with other light-shielded photoelectric conversion means,
The transfer means further transfers the charge accumulated by the other photoelectric conversion means in a light-shielded state to the charge voltage conversion means,
The charge voltage conversion means converts the charge accumulated by the other photoelectric conversion means into a voltage,
The output means outputs a signal of the other photoelectric conversion means corresponding to the voltage converted by the charge voltage conversion means to a signal line,
The first holding unit includes a first period for the other photoelectric conversion unit from the start to the completion of the reset operation of the charge voltage conversion unit by the reset unit, and after the reset operation is completed. The first signal of the other photoelectric conversion means output to the signal line by the output means in any of the second period for the other photoelectric conversion means until the transfer operation by the transfer means is started. Hold
The second holding means outputs a second signal of the other photoelectric conversion means output to the signal line by the output means in a third period for the other photoelectric conversion means after the transfer operation is completed. Hold
The generation unit generates an image signal of the other photoelectric conversion unit by calculating a difference between the first signal of the other photoelectric conversion unit and the second signal of the other photoelectric conversion unit;
When the difference between the level of the third signal of the photoelectric conversion means and the reset level is smaller than the difference between the threshold and the reset level, the driving means is configured so that the first holding means is the other photoelectric conversion means. The difference between the level of the third signal of the photoelectric conversion means and the reset level is the difference between the threshold value and the reset level so that the first signal of the other photoelectric conversion means is held in the second period. If the difference is greater than or equal to the difference, the first holding means drives the first holding means so that the first signal of the other photoelectric conversion means is held in a first period for the other photoelectric conversion means. The imaging apparatus according to claim 1 or 2, wherein
ことを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。 The imaging apparatus according to claim 3, further comprising a correction unit that corrects an image signal of the photoelectric conversion unit using an image signal of the other photoelectric conversion unit.
前記光電変換手段の第３の信号のレベルと前記電荷電圧変換手段がリセットされた状態で前記信号線に出力されるべきリセットレベルとの差と、閾値と前記リセットレベルとの差とを比較する比較ステップと、
前記比較ステップにおける比較結果に応じて、前記光電変換手段の第３の信号のレベルと前記リセットレベルとの差が前記閾値と前記リセットレベルとの差より小さいと判断された場合、前記第１の保持手段が前記光電変換手段に対する第２の期間に前記光電変換手段の第１の信号を保持するように、前記光電変換手段の第３の信号のレベルと前記リセットレベルとの差が前記閾値と前記リセットレベルとの差以上である場合、前記第１の保持手段が前記光電変換手段に対する第１の期間に前記光電変換手段の第１の信号を保持するように、前記第１の保持手段を駆動する駆動ステップと、
を備えたことを特徴とする撮像装置の駆動方法。 An imaging device for imaging an object to generate an image signal, photoelectric conversion means for photoelectrically converting incident light, charge-voltage conversion means for converting charge into voltage, and photoelectric conversion of incident light by the photoelectric conversion means Transfer means for transferring the accumulated charge to the charge voltage conversion means, output means for outputting a signal of the photoelectric conversion means corresponding to the voltage converted by the charge voltage conversion means to a signal line, and the charge A reset means for resetting the voltage conversion means; a first period for the photoelectric conversion means from the start to the completion of the reset operation of the charge voltage conversion means by the reset means; and after the reset operation is completed. Output to the signal line by the output means in any of the second period for the photoelectric conversion means until the transfer operation by the transfer means is started The first holding means for holding the first signal of the photoelectric conversion means, and the photoelectric output to the signal line by the output means in a third period for the photoelectric conversion means after the transfer operation is completed. A second holding means for holding the second signal of the conversion means; and calculating a difference between the first signal of the photoelectric conversion means and the second signal of the photoelectric conversion means, Imaging having a generation means for generating an image signal, and a third holding means for holding a third signal of the photoelectric conversion means output to the signal line by the output means in a second period for the photoelectric conversion means A method for driving an apparatus, comprising:
The difference between the level of the third signal of the photoelectric conversion means and the reset level to be output to the signal line in a state where the charge voltage conversion means is reset is compared with the difference between the threshold value and the reset level. A comparison step;
When it is determined that the difference between the level of the third signal of the photoelectric conversion means and the reset level is smaller than the difference between the threshold and the reset level according to the comparison result in the comparison step, the first The difference between the level of the third signal of the photoelectric conversion means and the reset level is such that the holding means holds the first signal of the photoelectric conversion means in the second period with respect to the photoelectric conversion means. If the difference from the reset level is greater than or equal to the reset level, the first holding means is configured to hold the first signal of the photoelectric conversion means in a first period for the photoelectric conversion means. A driving step for driving;
An image pickup apparatus driving method comprising:
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| JP2008117626A JP2009267970A (en) | 2008-04-28 | 2008-04-28 | Imaging apparatus, and driving method of the imaging apparatus |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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