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JP3483899B2 - Electronic imaging device - Google Patents

Electronic imaging device

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Publication number
JP3483899B2
JP3483899B2 JP15211792A JP15211792A JP3483899B2 JP 3483899 B2 JP3483899 B2 JP 3483899B2 JP 15211792 A JP15211792 A JP 15211792A JP 15211792 A JP15211792 A JP 15211792A JP 3483899 B2 JP3483899 B2 JP 3483899B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
image
signal
output
image sensor
time
Prior art date
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Application number
JP15211792A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH05344398A (en
Inventor
英明 吉田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Olympus Corp filed Critical Olympus Corp
Priority to JP15211792A priority Critical patent/JP3483899B2/en
Publication of JPH05344398A publication Critical patent/JPH05344398A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3483899B2 publication Critical patent/JP3483899B2/en
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Expired - Fee Related legal-status Critical Current

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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】本発明は、電子的撮像装置、詳し
くは、撮像素子を用いたオートフォーカス機能を有する
電子的撮像装置に関する。 【0002】 【従来の技術】従来、オートフォーカス方式は種々提案
されていて、たとえば、映像信号をフィールド単位で加
算してランダムノイズを低減するメモリ加算方式が知ら
れている。このメモリ加算方式とは、通常、巡回型フィ
ルタを用いてそれまでの情報(画像信号)に新たに得ら
れた情報(画像信号)を1/K(Kは係数)して加算
し、複数の情報を平均化してランダムノイズを低減させ
S/N比を向上する方式である。 【0003】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記メモ
リ加算方式は多数枚の画像の加算、すなわち長時間にわ
たって画像の加算を行うため、所謂動きぼけが生じてし
まう。したがって、オートフォーカス機構に使用するに
は不都合である。 【0004】一方、長時間シャッタの使用による撮像素
子のゲインアップ機構が知られているが、この長時間シ
ャッタ方式はオートフォーカスとしてのサンプリンググ
レードの低下、および上述したメモリ加算方式と同様な
動きぼけ等が生じ、実用化することが困難となってい
る。 【0005】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであり、上記問題点を解消するとともに、撮像素子の
低輝度側の限界を飛躍的に向上する電子的撮像装置を提
供することを目的とする。 【0006】 【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明による電子的撮像装置は、撮像素子のライン
加算駆動が可能な駆動手段と、上記撮像素子から出力さ
れるフィールド画像を記憶するビデオメモリと、を具備
し、低輝度時には、ライン加算されたフィールド信号を
AE用,AF用,AWB用として用いると共に、上記ビ
デオメモリを用いてフィールド補間したフレーム信号を
表示、記録用として利用することを特徴とする。 【0007】 【実施例】まず、本発明の実施例の説明に先立ち、本発
明の概要について説明する。 【0008】本発明は、 1.撮像素子に関してフィールド間欠のライン加算駆動
を行う。 【0009】このライン加算駆動(詳細は後述する)に
よると、垂直解像度は低下するが、感度は向上する。し
たがって、 2.上記ライン加算駆動によるoddフィールドからの
画像情報をオートフォーカス用として使用し、ノーマル
駆動(通常の駆動)によるevenフィールドからの画
像情報をEVF等のモニタ等および記録系の画像情報と
して使用する。 【0010】すなわち、オートフォーカス時にはライン
加算によって等価的にゲインアップされたodd情報
を、また、モニタおよび記録時には、oddフィールド
に関してはフィールドメモリ補間された通常のeven
情報をそれぞれ用いることで、オートフォーカスに関し
ては、たとえば30サンプリング/秒を確保しながら1
0数倍以上の感度の向上を実現することが可能となる。
なお、上記数値、30サンプリング/秒はビデオカメラ
等のオートフォーカスとしては充分な値である。 【0011】以下、図面を参照して本発明の実施例を説
明する。 【0012】図1は、本発明の第1実施例である電子的
撮像装置の主要構成を示すブロック図である。 【0013】この第1実施例は図に示すように、撮影レ
ンズ1aによって結像された被写体(図示せず)の画像
信号を生成する撮像素子2と、該撮像素子2からの該被
写体画像信号をサンプル&ホールド,ゲインコントロー
ル等の処理を施して通常の映像信号に変するプリプロセ
ス回路3と、該プリプロセス回路3からの映像信号を各
種画像処理を行う撮像メインプロセス4と、該撮像メイ
ンプロセス4からの出力信号を受けて該映像信号を記憶
するとともに外部の外部記録系あるいはEVF(エレク
トロニック・ビュー・ファインダー)等に出力するビデ
オメモリ5と、BPF,検波回路,積分回路,A/Dコ
ンバータ等(図示せず)によって構成され、上記プリプ
ロセス回路3からの映像信号より相対的な高周波成分、
すなわち、撮像コントラストに対応するコントラスト信
号を検出するコントラスト抽出回路6と、該コントラス
ト抽出回路6から出力されるコントラスト信号を入力
し、この信号を後述するタイミングで選択して該信号に
基づきフォーカスアクチュエータ1を制御してピント調
整を行うシステムコントローラ7と、該システムコント
ローラ7に制御され、上記ビデオメモリ5の書き込み・
読みだし動作を制御するメモリコントローラ8と、上記
システムコントローラ7に制御され、上記撮像素子2の
駆動制御を行う撮像素子ドライバSSG9とで主要部が
構成されている。 【0014】上記システムコントローラ7は、CPU等
で構成され、上記コントラスト抽出回路6から出力され
るコントラスト信号に基づいて、すなわち、該コントラ
スト信号の値の増減を監視して最大値となるように上記
フォーカスアクチュエータ1を制御して撮影レンズ1a
を駆動させるようになっている。 【0015】上記SSG9は、通常の撮像素子2のドラ
イバーとしての機能に加えて、上記システムコントロー
ラ7の指示により後述するような該撮像素子2の駆動制
御を行うようになっている。 【0016】ここで、前記ライン加算駆動についての説
明を行う。 【0017】このライン加算駆動とは上記SSG9(図
1参照)から撮像素子2(図1参照)に送出される水平
転送パルスにゲートをかける(所謂「歯抜け」状態にす
る)ことで、複数のラインの電荷を該撮像素子2内にお
いて足し合わせる技術手段である。以下、図2を参照し
て詳しく説明する。 【0018】図2は、撮像素子を駆動するパルスを示し
たタイムチャートである。なお、この場合の撮像素子は
インターライン型CCDを例としている。 【0019】図2(a)中、符号VDは1フィールド単
位を表すための垂直駆動信号を示し、また、符号HDは
水平駆動信号の1例を示している。なお、図中、符号1
Hは1水平有効走査期間を示している。該水平パルス信
号HDが“L”レベルのとき期間1H’は水平ラインの
切換時となっている。 【0020】一般にインターライン型CCDの場合、該
CCDの各画素に蓄積されたデータはまず全画素一斉に
垂直転送レジスタ移された後、上記1期間1H’毎に1
ライン分だけ垂直方向にシフトされる。このとき、該垂
直転送レジスタに蓄積された画素データのうち、水平転
送レジスタに隣接する位置にあった1ラインのデータが
該水平転送レジスタに転送され、この後、水平転送パル
スを用いて上記1水平有効走査期間1Hの間にその1ラ
インの画素データを1画素分ずつ水平方向に順次シフト
して行き、該水平転送レジスタの端部より読み出すよう
になっている。 【0021】図中、φ1,φ2は上記水平転送パルスを
示しており、該水平転送パルスは図において×印で示さ
れる期間においては上記1画素分ずつのシフトに対応す
る早い周期で“H”レベルと“L”レベルとを繰り返し
ている、そしてこの周期に同期して上述したように1画
素分ずつ画素データが読み出されるようになっている。
該水平転送パルスφ1,φ2は図2(b)に示すように
上記1水平走査期間1Hのうち、上記水平パルス信号H
Dが“L”レベルとなっている期間1H’においては、
該水平転送パルスφ1は“H”レベル,同水平転送パル
スφ2は“L”レベルとなっている。そして、該水平パ
ルス信号HDが“H”レベルになると、該水平転送パル
スφ1,φ2は交互に“H”レベルと“L”レベルとを
上記早い周期で繰り返すようになっている。なお、本第
1実施例に採用されているCCDは2相パルスによる水
平転送を行うようになっていて、図においても2相のパ
ルスφ1,φ2で示している。 【0022】さて、上述したような仕組みによる電荷転
送を行う系に対して、上記1水平走査期間1Hの間にお
いて上記早い周期で“H”レベル,“L”レベルを繰り
返す水平転送パルスを、該1水平走査期間1Hあるいは
複数の水平走査期間ほど停止することでこれらの期間の
画素データを加算する駆動法がライン加算駆動である。
このライン加算駆動によると2水平走査期間2H分の画
素データを足し合わせると出力も2倍になる。すなわ
ち、電荷量が増加して感度が向上するので低輝度の画像
に対しても対応が可能となる。 【0023】ところで、このようにライン加算駆動を行
うと、該ライン加算のための水平転送パルスの停止が行
われたときに対応する画像信号には本来の画像信号とし
てのデータが出力されないため、実際の1フィールドの
出力画像は所謂「歯抜け」状態(すだれ状)となり画像
としては成立しないがオートフォーカス用あるいは自動
露光用としては充分使用することが可能である。 【0024】図2(a)中、符号HONは上述したよう
にライン加算しているときに“L”レベルとなる信号で
あり、図に示すように通常のノーマル状態のときは一定
の“H”レベル状態となっていて、たとえば、2ライン
加算,4ライン加算,8ライン加算のときには、それぞ
れ図中、×2,×4,×8に示すような波形となってい
る。この場合、上記2ライン加算の場合は2倍、また4
ライン加算の場合は4倍ほど感度が向上することにな
り、ライン加算の度合いを増す毎により低輝度な画像に
対応することが可能となる。また、該ライン加算の度合
いが増す毎に解像度,コントラスト等の低下が生じるが
少なくとも数十ライン加算程度までは充分実用になるこ
とを本出願人は実験等により確認している。 【0025】次に、本第1実施例における各部の信号波
形を図3に示すタイムチャートを参照して説明する。な
お、タイミングの表現の便宜上、1垂直走査期間の1周
期毎にVD信号を付加して図示している。 【0026】同図3(a)は、撮像素子2(図1参照)
であるCCDの出力を示したタイムチャートである。図
中、A1 ,A2 ,A3 で示される期間(1垂直走査期
間)では、それぞれ通常の画像処理による画像信号が出
力され、そして、図中、B1 ,B2 ,B3 で示される1
垂直走査期間では上述したライン加算による画像信号が
出力されるようになっている。 【0027】同図3(d)は、オートフォーカスAF動
作に使用する上記CCD出力信号を示したタイムチャー
トであり、上記B1 ,B2 ,B3 で示される期間のライ
ン加算による画素データを用いてオートフォーカス動作
を行うことを示している。なお、図中、×印で示される
期間の上記CCDからの出力はオートフォーカス動作に
は使用しないようになっている。 【0028】同図3(b)は、記録系およびモニタ等に
出力される画像出力を示したタイムチャートである。図
に示すように、まず、最初の1垂直走査期間(期間A1
)においては上記CCD(撮像素子2,図1参照)か
らの画像信号が前記プリプロセス回路3,撮像メインプ
ロセス4(図1参照)での画像処理を経た後、前記ビデ
オメモリ5(図1参照)を通過して出力される。このと
き、該期間A1 における該撮像素子2からの画像信号は
上記前記ビデオメモリ5(図1参照)に蓄えられてお
り、次の1垂直走査期間では該ビデオメモリ5から上記
期間A1 と同等の画像信号が出力される。同様にして、
2水平走査期間毎の走査期間において出力される画像信
号は、その直前の走査期間における画像信号と同等なも
のとなっている。つまり、同じ画像信号が2垂直走査期
間に渡って繰り返されることになる。このように、通常
の画像出力が得られない走査期間に対してはビデオメモ
リを用いて画像を補うことで、問題なく画素加算による
実質的感度アップを使用することができる。 【0029】次に、第1実施例の変形例を説明する。 【0030】同図3(c)は、上記図3(b)同様、記
録系およびモニタ等に出力される画像出力を示したタイ
ムチャートであり、ビデオメモリによる画像のフィール
ド単位の加算を行った場合の例について説明したもので
ある。すなわち、ビデオメモリを利用して直前の6垂直
走査期間から得られる3つの通常の、すなわち、所謂
「歯抜け」状態でない画像信号と最新の通常画像信号と
を各画素独立に加算した後平均した画像信号出力用の画
像信号とし、2垂直走査期間に渡ってこれを出力するよ
うになっている。これにより、ノイズが多い低輝度の画
像にも対応することが可能となる。なお、従来このよう
なノイズが多い画像に対して、平均化によってノイズを
低減する画像処理法は良く知られるところだが、ノイズ
が多く低輝度の画像に対して単純にこれを行う従来の技
術では被写体の動きを考慮した場合オートフォーカス動
作を行うことが困難であった。これに対して本変形例で
は低輝度な画像であってもオートフォーカス用の画像デ
ータはライン加算を用いて得られる画像信号を用いて生
成することにより、オートフォーカス動作が可能となっ
ている。 【0031】次に、本発明の第2実施例の電子的撮像装
置について説明する。 【0032】図4は、上記第2実施例の主要構成を示す
ブロック図である。 【0033】この第2実施例は上記第1実施例にモード
切換スイッチ10を付加したもので、図に示すように、
その他の構成は上記第1実施例と同様であるのでここで
の説明は省略する。 【0034】上記モード切換スイッチ10は通常モード
と時分割モードとの切換を行うモード切換スイッチであ
り、外部からモードに切換を行うことを可能にしてい
る。このモード切換スイッチ10の追加により撮像素子
ドライバSSG9は、該モード切換スイッチ10によっ
て選択されたモードに対応して、システムコントローラ
7に制御され撮像素子2の駆動を切換えて制御するよう
になっている。 【0035】なお、上記モード切換スイッチ10による
モード切換は、通常は通常モードに設定されていて、低
輝度時に自動的に時分割モードに切換わるように構成さ
れてもよい。 【0036】図5は、時分割モードに自動的に切換わる
サブルーチン動作を示したフローチャートである。 【0037】図に示すように、まず、オートフォーカス
動作を行うに際して低輝度か否かを判断し(ステップS
101)、低輝度であるならば上記モード切換スイッチ
10を時分割モードに設定し(ステップS102)、オ
ートフォーカス動作が充分行えるならば通常モードに設
定する(ステップS103)。 【0038】次に、本発明の第3実施例について説明す
る。 【0039】図6は、上記第3実施例の動作を説明する
タイムチャートである。なお、図中符号A1 ,A2 は上
記図3に示す場合と同様に通常の画像処理による画像信
号が出力される期間を示し、符号B0 ,B1 ,B2 も同
図3と同様にライン加算による画素データが出力される
期間を示す。また、タイミングの表現の便宜上、1水平
走査期間1Hの1周期毎にVD信号を付加して図示して
いる。 【0040】この第3実施例構成は上記第1実施例と同
等であり、少なくとも時分割モード時には撮像素子の駆
動レートを撮像信号出力レート,ビデオメモリ5(図1
参照)からの出力レートよりも高速に設定することを特
徴としている。 【0041】図に示すように、撮像信号出力レート(図
中、通常レートで示す)が、たとえば60Hzである場
合、撮像素子の駆動レート(図中、イメージャ駆動レー
トで示す)を2倍の120Hzにしている。このとき、
全ての撮像素子駆動信号のレートも2倍になっているも
のとする。この場合、このままだと画像信号として用い
ることができないので上記ビデオメモリ5によって画像
信号として出力可能なレート60Hzに変換している。
なお、ビデオメモリ5内のバッファメモリの容量は目的
に合わせて充分なものとなっている。 【0042】このような第3実施例によると上記第1,
第2実施例よりも動解像度の高い画像出力信号を得るこ
とができる。すなわち、上記第1,第2実施例において
は通常画像信号およびライン加算画像信号は交互にしか
得られないため、信号出力レートが要求するサンプリン
グレートの信号しか得ることができない。このため動画
像としての動解像度(動画分解能)が若干低下せざるを
得ない。これに対して本第3実施例では、1画素あたり
の電荷蓄積時間は通常の1/2になるものの、信号出力
レートが要求するサンプリングレートと同じサンプリン
グレートで通常画像信号とライン加算画像信号とがそれ
ぞれ得られるので、動解像度の低下がない画像信号を得
ることができ、かつオートフォーカスのサンプリングレ
ートとしても、この場合最高60Hzまでの情報を利用
することができる。 【0043】なお、以上の実施例の説明中で、2種類の
駆動を「フィールド間欠」で行うとしたが、これは望ま
しい実施例の代表的形態であるにすぎず、本発明はこれ
に限らず2種類の駆動は任意のタイミングで切換えて使
用することができ、したがってどちらをodd,eve
nに振り分けるかについても全く任意である。また、ラ
イン加算の画像情報はオートフォーカス以外の各種機
能、たとえばAE,AWBに用いられてもよい。 【0044】 【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、撮
像素子の低輝度側の限界を飛躍的に向上する電子的撮像
装置を提供することが可能となる。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electronic image pickup apparatus, and more particularly, to an electronic image pickup apparatus having an autofocus function using an image pickup device. 2. Description of the Related Art Conventionally, various auto-focusing methods have been proposed. For example, a memory addition method in which a video signal is added in units of fields to reduce random noise is known. This memory addition method generally uses a recursive filter to add information (image signal) newly obtained to the information (image signal) up to that time by 1 / K (K is a coefficient) and to add a plurality of information. This is a method of averaging information to reduce random noise and improve the S / N ratio. [0003] However, in the above-mentioned memory addition method, since a large number of images are added, that is, the images are added for a long time, so-called motion blur occurs. Therefore, it is inconvenient for use in an autofocus mechanism. On the other hand, there is known a mechanism for increasing the gain of an image sensor by using a long-time shutter. However, this long-time shutter system causes a reduction in sampling grade for auto focus and a motion blur similar to the memory addition system described above. And so on, which makes it difficult to put it to practical use. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to provide an electronic image pickup apparatus which solves the above-mentioned problems and dramatically improves the limit of the image pickup device on the low luminance side. And In order to achieve the above object, an electronic imaging apparatus according to the present invention comprises a line of an image sensor.
Driving means capable of performing addition driving;
And a video memory for storing a field image to be read.
When the brightness is low, the field signal with line addition is
Used for AE, AF and AWB,
Frame signals that have been field-interpolated using video memory
It is used for display and recording. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Prior to description of embodiments of the present invention, an outline of the present invention will be described. The present invention provides: Field intermittent line addition drive is performed for the image sensor. According to the line addition drive (details will be described later), the vertical resolution is reduced, but the sensitivity is improved. Therefore: The image information from the odd field by the line addition drive is used for autofocus, and the image information from the even field by the normal drive (normal drive) is used as image information of a monitor such as an EVF and a recording system. That is, at the time of auto focus, odd information gained equivalently by line addition is added, and at the time of monitoring and recording, the ordinary field interpolated with the field memory is used for the odd field.
By using the respective information, the autofocus can be performed while securing 30 samples / second, for example.
The sensitivity can be improved by a factor of 0 or more.
Note that the above numerical value, 30 samplings / second, is a sufficient value for an autofocus of a video camera or the like. An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a main configuration of an electronic image pickup apparatus according to a first embodiment of the present invention. In the first embodiment, as shown in the figure, an image sensor 2 for generating an image signal of a subject (not shown) formed by a photographing lens 1a, and a subject image signal from the image sensor 2 A pre-processing circuit 3 which performs processing such as sample & hold, gain control, etc. to convert it into a normal video signal; an imaging main process 4 which performs various image processing on the video signal from the pre-processing circuit 3; A video memory 5 which receives an output signal from the process 4 and stores the video signal and outputs the video signal to an external recording system or an EVF (Electronic View Finder), etc .; a BPF; a detection circuit; an integration circuit; A high frequency component relative to the video signal from the pre-processing circuit 3;
That is, a contrast extraction circuit 6 for detecting a contrast signal corresponding to an imaging contrast, a contrast signal output from the contrast extraction circuit 6 are input, the signal is selected at a timing described later, and the focus actuator 1 is selected based on the signal. Controller 7 for controlling focus and controlling the focus, and writing / writing of the video memory 5 under the control of the system controller 7.
A memory controller 8 for controlling the reading operation and an image sensor driver SSG9 controlled by the system controller 7 to control the driving of the image sensor 2 constitute a main part. The system controller 7 is constituted by a CPU or the like, and monitors the increase or decrease in the value of the contrast signal based on the contrast signal output from the contrast extraction circuit 6, so that the maximum value is obtained. The photographing lens 1a is controlled by controlling the focus actuator 1.
Is driven. The SSG 9 controls the driving of the image sensor 2 as will be described later, in accordance with an instruction from the system controller 7, in addition to the normal function as a driver of the image sensor 2. Here, the line addition driving will be described. The line addition drive is performed by applying a gate to a horizontal transfer pulse sent from the SSG 9 (see FIG. 1) to the image pickup device 2 (see FIG. 1) (into a so-called "missing state"), and Is a technical means for adding the electric charges of the lines in the image sensor 2. Hereinafter, this will be described in detail with reference to FIG. FIG. 2 is a time chart showing pulses for driving the image sensor. The imaging device in this case is an interline CCD as an example. In FIG. 2A, reference symbol VD indicates a vertical drive signal for representing one field unit, and reference symbol HD indicates an example of a horizontal drive signal. In the figure, reference numeral 1
H indicates one horizontal effective scanning period. When the horizontal pulse signal HD is at the "L" level, the period 1H 'is at the time of switching the horizontal line. In general, in the case of an interline CCD, data stored in each pixel of the CCD is first transferred to a vertical transfer register simultaneously for all pixels, and thereafter, is transferred to the vertical transfer register for one period 1H '.
Shifted vertically by lines. At this time, of the pixel data stored in the vertical transfer register, one line of data located at a position adjacent to the horizontal transfer register is transferred to the horizontal transfer register. During the horizontal effective scanning period 1H, the pixel data of the one line is sequentially shifted in the horizontal direction by one pixel at a time, and is read from the end of the horizontal transfer register. In the figure, φ1 and φ2 indicate the horizontal transfer pulses, and the horizontal transfer pulses are set to “H” at an early period corresponding to the shift of one pixel at a time during a period indicated by a cross in the figure. The level and the “L” level are repeated, and the pixel data is read out one pixel at a time in synchronization with this cycle, as described above.
As shown in FIG. 2B, the horizontal transfer pulses .phi.1 and .phi.2 correspond to the horizontal pulse signal H in the one horizontal scanning period 1H.
In the period 1H 'in which D is at the "L" level,
The horizontal transfer pulse φ1 is at “H” level, and the horizontal transfer pulse φ2 is at “L” level. When the horizontal pulse signal HD becomes "H" level, the horizontal transfer pulses .phi.1 and .phi.2 alternately repeat "H" level and "L" level at the above-mentioned early period. The CCD employed in the first embodiment performs horizontal transfer using two-phase pulses, and is shown by two-phase pulses φ1 and φ2 in the drawing. Now, for a system that performs charge transfer by the above-described mechanism, a horizontal transfer pulse that repeats the "H" level and the "L" level in the above-described early period during the one horizontal scanning period 1H is generated. The line addition drive is a driving method of adding pixel data during one horizontal scanning period 1H or a plurality of horizontal scanning periods to add pixel data during these periods.
According to this line addition driving, the output is doubled by adding the pixel data for 2 horizontal scanning periods 2H. That is, since the charge amount is increased and the sensitivity is improved, it is possible to cope with a low-luminance image. By the way, when the line addition driving is performed in this manner, when the horizontal transfer pulse for the line addition is stopped, the corresponding image signal does not output the data as the original image signal. The actual output image of one field is in a so-called "missing tooth" state (interdigital) and is not formed as an image, but can be used sufficiently for autofocus or automatic exposure. In FIG. 2 (a), the symbol HON is a signal which becomes "L" level during line addition as described above, and is constant "H" in a normal state as shown in FIG. In the "level" state, for example, when two lines are added, four lines are added, and eight lines are added, the waveforms are as shown in FIG. In this case, in the case of the above two-line addition, it is doubled,
In the case of the line addition, the sensitivity is improved about four times, and it becomes possible to cope with an image with lower luminance every time the degree of the line addition is increased. Further, the applicant has confirmed through experiments and the like that the resolution, contrast and the like are reduced each time the degree of the line addition is increased, but it is sufficiently practical at least up to several tens of lines added. Next, the signal waveform of each part in the first embodiment will be described with reference to a time chart shown in FIG. Note that the VD signal is added for each period of one vertical scanning period for convenience of expression of timing. FIG. 3A shows an image pickup device 2 (see FIG. 1).
3 is a time chart showing the output of the CCD. In the figure, in the periods indicated by A1, A2, and A3 (one vertical scanning period), image signals obtained by normal image processing are output, and 1 in the diagram is indicated by B1, B2, and B3.
In the vertical scanning period, an image signal by the above-described line addition is output. FIG. 3D is a time chart showing the CCD output signal used for the auto-focus AF operation. The auto-focusing operation is performed using pixel data obtained by line addition in the periods indicated by B1, B2, and B3. This indicates that a focus operation is performed. In the drawing, the output from the CCD during the period indicated by the mark x is not used for the autofocus operation. FIG. 3B is a time chart showing an image output to a recording system, a monitor, and the like. As shown in the figure, first, the first vertical scanning period (period A1)
1), after the image signal from the CCD (image pickup device 2, see FIG. 1) undergoes image processing in the pre-processing circuit 3, the image pickup main process 4 (see FIG. 1), the video memory 5 (see FIG. 1). ) And output. At this time, the image signal from the image sensor 2 in the period A1 is stored in the video memory 5 (see FIG. 1), and the video signal from the video memory 5 in the next one vertical scanning period is equivalent to that in the period A1. An image signal is output. Similarly,
The image signal output in the scanning period every two horizontal scanning periods is equivalent to the image signal in the immediately preceding scanning period. That is, the same image signal is repeated over two vertical scanning periods. As described above, by using a video memory to supplement an image in a scanning period during which a normal image output cannot be obtained, it is possible to use a substantial increase in sensitivity by pixel addition without any problem. Next, a modification of the first embodiment will be described. FIG. 3C is a time chart showing an image output to a recording system, a monitor, and the like, as in FIG. 3B. The image memory is added by a video memory in units of fields. This is an example of the case. That is, the three normal image signals obtained from the immediately preceding six vertical scanning periods using the video memory, that is, a so-called “missing” image signal, and the latest normal image signal are added to each pixel independently and averaged. The image signal is output as an image signal for two vertical scanning periods. This makes it possible to deal with low-luminance images with a lot of noise. Conventionally, an image processing method of reducing noise by averaging such an image having much noise is well known. However, in a conventional technique which simply performs this processing on an image with much noise and low luminance, It has been difficult to perform an autofocus operation in consideration of the movement of a subject. On the other hand, in the present modified example, even if the image has a low luminance, the autofocus operation can be performed by generating the image data for the autofocus using the image signal obtained by using the line addition. Next, an electronic imaging apparatus according to a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 4 is a block diagram showing a main configuration of the second embodiment. In the second embodiment, a mode changeover switch 10 is added to the first embodiment, and as shown in FIG.
The other configuration is the same as that of the first embodiment, and the description is omitted here. The mode changeover switch 10 is a mode changeover switch for switching between the normal mode and the time-division mode, and makes it possible to externally switch to the mode. With the addition of the mode changeover switch 10, the image sensor driver SSG9 is controlled by the system controller 7 to switch and control the driving of the image sensor 2 in accordance with the mode selected by the mode changeover switch 10. . The mode changeover by the mode changeover switch 10 is normally set to the normal mode, and may be configured to automatically switch to the time division mode at low luminance. FIG. 5 is a flowchart showing a subroutine operation for automatically switching to the time division mode. As shown in the figure, first, it is determined whether or not the brightness is low when performing the auto focus operation (step S).
101) If the brightness is low, the mode changeover switch 10 is set to the time division mode (step S102), and if the autofocus operation can be sufficiently performed, the mode is set to the normal mode (step S103). Next, a third embodiment of the present invention will be described. FIG. 6 is a time chart for explaining the operation of the third embodiment. 3, reference numerals A1 and A2 indicate periods during which image signals are output by normal image processing as in the case shown in FIG. 3, and reference numerals B0, B1, and B2 also indicate pixels obtained by line addition similarly to FIG. Indicates the period during which data is output. In addition, for convenience of timing expression, a VD signal is added for each period of one horizontal scanning period 1H. The configuration of the third embodiment is the same as that of the first embodiment. At least in the time-division mode, the driving rate of the image sensor is changed to the image signal output rate and the video memory 5 (FIG. 1).
) Is set higher than the output rate of the output from As shown in the figure, when the image signal output rate (shown by the normal rate in the figure) is, for example, 60 Hz, the drive rate of the image sensor (shown by the imager drive rate in the figure) is doubled to 120 Hz. I have to. At this time,
It is assumed that the rates of all the image sensor drive signals are also doubled. In this case, since it cannot be used as an image signal as it is, the video memory 5 converts it to a rate of 60 Hz that can be output as an image signal.
The capacity of the buffer memory in the video memory 5 is sufficient for the purpose. According to the third embodiment, the first,
An image output signal having a higher dynamic resolution than in the second embodiment can be obtained. That is, in the first and second embodiments, since the normal image signal and the line-added image signal can be obtained only alternately, only the signal of the sampling rate required by the signal output rate can be obtained. For this reason, the moving resolution (moving image resolution) as a moving image must be slightly reduced. On the other hand, in the third embodiment, although the charge storage time per pixel is 1 / of the normal, the normal image signal and the line added image signal are output at the same sampling rate as the signal output rate requires. Are obtained, it is possible to obtain an image signal without a decrease in dynamic resolution, and in this case, information of up to 60 Hz can be used as a sampling rate of the autofocus. In the above description of the embodiment, two types of driving are performed by "field intermittent". However, this is only a typical form of the preferred embodiment, and the present invention is not limited to this. First, the two types of driving can be switched and used at an arbitrary timing.
Whether to assign to n is completely arbitrary. Further, the image information of the line addition may be used for various functions other than the autofocus, for example, AE and AWB. As described above, according to the present invention, it is possible to provide an electronic image pickup apparatus which dramatically improves the limit on the low luminance side of the image pickup element.

【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の第1実施例である電子的撮像装置の主
要構成を示すブロック図。 【図2】上記第1実施例における撮像素子を駆動するパ
ルスを示したタイムチャート。 【図3】上記第1実施例における各部の信号波形を示し
たタイムチャート。 【図4】本発明の第2実施例である電子的撮像装置の主
要構成を示すブロック図。 【図5】上記第2実施例における時分割モードに自動的
に切換わるサブルーチン動作を示したフローチャート。 【図6】本発明の第3実施例である電子的撮像装置の主
要動作を示したタイムチャート。 【符号の説明】 1…フォーカスアクチュエータ 2…撮像素子 3…プリプロセス回路 4…撮像メインプロセス 5…ビデオメモリ 6…コントラスト抽出回路 7…システムコントローラ 8…メモリコントローラ 9…SSG
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram showing a main configuration of an electronic imaging apparatus according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a time chart showing pulses for driving an image sensor in the first embodiment. FIG. 3 is a time chart showing a signal waveform of each unit in the first embodiment. FIG. 4 is a block diagram showing a main configuration of an electronic imaging apparatus according to a second embodiment of the present invention. FIG. 5 is a flowchart showing a subroutine operation for automatically switching to a time division mode in the second embodiment. FIG. 6 is a time chart showing main operations of an electronic imaging apparatus according to a third embodiment of the present invention. [Description of Signs] 1 ... Focus actuator 2 ... Imaging element 3 ... Pre-processing circuit 4 ... Imaging main process 5 ... Video memory 6 ... Contrast extraction circuit 7 ... System controller 8 ... Memory controller 9 ... SSG

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 撮像素子のライン加算駆動が可能な駆動
手段と、 上記撮像素子から出力されるフィールド画像を記憶する
ビデオメモリと、を具備し、 低輝度時には、ライン加算されたフィールド信号をAE
用,AF用,AWB用として用いると共に、上記ビデオ
メモリを用いてフィールド補間したフレーム信号を表
示、記録用として利用することを特徴とする 電子的撮像
装置。
(57) [Claims] [Claim 1] Drive capable of line addition driving of an image sensor
Means for storing a field image output from the image sensor
A video memory, and when the luminance is low, the field signal added with the line is AE
Video, AF and AWB
Displays frame signals that have been field-interpolated using memory.
An electronic imaging device characterized by being used for display and recording .
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