撮像装置及び撮像素子の制御方法
【課題】 ローリングシャッタ方式からグローバルシャッタ方式に切り替える際に、ローリングシャッタ方式の駆動を中断することでレリーズタイムラグを短縮すると共に、横帯状ノイズの現象を回避すること。
【解決手段】 入射光量に応じて電荷を生成する２次元に配置された複数の画素を有し、ローリングシャッタ方式と、グローバルシャッタ方式とにより駆動可能な撮像素子の駆動方法であって、ローリングシャッタ方式で前記撮像素子を駆動している間に、グローバルシャッタ方式への切り替えが指示されたと判断されたことに応じて、ローリングシャッタ方式での駆動を中断してグローバルシャッタ方式に切り替えるとともに、該切り替えにおけるローリングシャッタ方式での駆動を中断した後、グローバルシャッタ方式への切り替えに先だって、撮影条件に応じて決められた回数、全ライン一括してリセットする。
【解決手段】 入射光量に応じて電荷を生成する２次元に配置された複数の画素を有し、ローリングシャッタ方式と、グローバルシャッタ方式とにより駆動可能な撮像素子の駆動方法であって、ローリングシャッタ方式で前記撮像素子を駆動している間に、グローバルシャッタ方式への切り替えが指示されたと判断されたことに応じて、ローリングシャッタ方式での駆動を中断してグローバルシャッタ方式に切り替えるとともに、該切り替えにおけるローリングシャッタ方式での駆動を中断した後、グローバルシャッタ方式への切り替えに先だって、撮影条件に応じて決められた回数、全ライン一括してリセットする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置及び撮像素子の制御方法に関し、更に詳しくは、ＣＭＯＳセンサに代表される、ローリングシャッタ方式とグローバルシャッタ方式とにより駆動可能な撮像素子を搭載した撮像装置及び撮像素子の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の固体撮像素子を用いたデジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラが数多く開発されている。中でもＣＭＯＳセンサは高速で画素を読み出す性能が高く、注目されている。
【０００３】
一般的なＣＭＯＳセンサでは、画素信号の読み出しをライン順次で行うとともに、画素をリセットすることで画素信号の露光時間を決める、いわゆる電子シャッタの方式として、ローリングシャッタ方式及びグローバルシャッタ方式が知られている。
【０００４】
図７（ａ）は、ローリングシャッタ方式で駆動した時の画面内の上部〜下部の各行における露光時間を表した模式図である。図７（ａ）に示すように、ローリングシャッタ方式では、画面内のすべての位置で露光時間が同一となるように制御することが可能である。また、読み出し直後にリセット動作を行うことで、すぐに次の露光を開始することができる。しかしながら、画面内の位置によって露光のタイミングが異なるために、動く被写体を撮影すると、得られた画像が歪んでしまうという問題を有する。図７（ａ）に示す例では、画面上部ではｔ０〜ｔ２が露光時間であるのに対し、画面下部ではｔ１〜ｔ３が露光時間となり、画面上部と下部とで露光時間のタイミングが異なっている。
【０００５】
これに対し、図７（ｂ）に示すグローバルシャッタ方式では、まず、画面内の全ライン（行）の画素を一括でリセットする。そして、所定時間経過後にメカシャッタにより全ラインの画素を同時に遮光するか、または、各画素に蓄積された電荷を全ライン同時に画素内の保持容量にそれぞれ転送して保持しておき、電荷を順次読み出す。このように制御することで、画面の上部と下部とで露光時間及びタイミングを同じにすることができる。しかしながら、グローバルシャッタ方式では、全てのラインの画素信号の読み出しを完了するまでリセット動作を行うことができないため、ローリングシャッタ方式と比較して、次の画像を取得するまでに時間がかかってしまう。
【０００６】
このような２つの電子シャッタ方式の特性の違いを利用して、一般的に、デジタルカメラでは動画時（モニタリング時）はローリングシャッタ方式によりＣＭＯＳセンサの駆動を行っている。また、静止画撮影を行う際にはグローバルシャッタ方式により、ＣＭＯＳセンサの駆動を行っている（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
図８（ａ）は従来の静止画撮影シーケンスを表したものである。横軸は時間、縦軸は画面内の上部から下部の各ラインを表しており、各ラインにおける露光時間、リセット及び読み出しのタイミングを模式的に示したものである。図８（ａ）に示すように、モニタリング期間においては、ローリングシャッタ方式で駆動している。そして、ユーザーのレリーズＳＷ押下等により静止画撮影開始トリガＴｒが入力されると、次の垂直同期信号ＶＤの後、ローリングシャッタ方式に代わって、グローバルシャッタ方式で、全画素一括リセットが行われる。その後必要な露光時間の経過後にメカシャッタを閉じるなどして電荷蓄積を終了することで、各画素に同じ露光時間の信号が同じタイミングで蓄積されることとなる。これらはその後順次読み出され、静止画画像信号として処理される。
【０００８】
更に、レリーズタイムラグを短縮するために、図８（ｂ）に示すような静止画撮影シーケンスを行う手法も提案されている。図８（ａ）に示すシーケンスとの違いは、静止画撮影開始トリガＴｒが入力された際、次の垂直同期信号ＶＤを待たずに、つまり非同期に、垂直同期信号ＶＤを強制印加することでその後の処理を前倒して行うところにある。この場合、垂直同期信号ＶＤの強制印加により直前まで行われていた画素読み出しの駆動は停止されることとなる。なお、停止される位置はトリガＴｒのタイミングによって異なる。このシーケンスを用いることで、レリーズから露光開始までの時間を短縮することができ、レリーズタイムラグ短縮というユーザーメリットを導き出すことができるため、非常に有用な手法である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００５‐２４４７６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上述した従来技術は、レリーズタイムラグ短縮を実現するために、画素読み出し動作を途中で停止し、その直後にグローバルシャッタ方式による全ライン一括リセットを行うものであった。しかしながらこの方式は弊害も存在する。以下、弊害について説明する。
【００１１】
グローバルシャッタ方式で全ライン一括リセットを行う意図は、画面内全てのラインにおける画素の電荷をクリアすることにある。しかしながら実際には完全に電荷を掃き捨てられるわけではなく、ある程度電荷が残留してしまう。なお、これはリセットのみでなく画素信号の読み出しでも同様である。
【００１２】
上述のように画素読み出し動作が画面内の途中で停止した場合、全ライン一括リセットを行う直前の状態は、それまでに読み出された直後のラインの画素と読み出される前のラインの画素との間に蓄積電荷量の差が生じていることになる。すなわち、図８（ｂ）において示すように、読み出された直後のラインの蓄積時間Ａと、読み出される直前のラインの蓄積時間Ｂとは大きく異なるため、蓄積時間Ａの間に蓄積された電荷量と、蓄積時間Ｂの間に蓄積された電荷量では、大きな差が生じる。このとき、上述したように、全ライン一括リセットを行っても電荷を完全にリセットできるわけではないため、リセット直後の画素にもリセット直前の電荷量の差に応じた残電荷量の差が生じることとなる。なお、この現象は電子の動きが鈍くなる低温時に顕著である。
【００１３】
これらの残電荷量の差は非常に微小であり数電子程度であるが、後段で行われる増幅時のゲインが高いと視認可能なレベルとなってしまう。また全ラインの画素の一括リセットを行う直前の電荷蓄積はライン単位で制御されているため、残電荷量の差はライン間の段差として現れ、画像としては横帯状ノイズとして認識されることとなる。このような横帯状ノイズはランダムノイズと比較して視認しやすいため、非常に問題視されている。
【００１４】
本発明は上記問題点を鑑みてなされたものであり、ローリングシャッタ方式からグローバルシャッタ方式に切り替える際に、ローリングシャッタ方式の駆動を中断することでレリーズタイムラグを短縮すると共に、横帯状ノイズの現象を回避することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するために、入射光量に応じて電荷を生成する２次元に配置された複数の画素を有し、前記複数の画素を行単位で順次リセットし、該リセットから予め決められた電荷蓄積時間、前記画素に電荷を蓄積し、該蓄積された電荷を前記行単位で順次読み出す第１の駆動方式と、前記複数の画素を全行一括してリセットし、該リセットから予め決められた電荷蓄積時間、前記画素に電荷を蓄積し、該蓄積された電荷を順次読み出す第２の駆動方式とにより駆動可能な本発明の撮像素子の駆動方法は、駆動手段が前記第１の駆動方式で前記撮像素子を駆動している間に、前記第１の駆動方式から前記第２の駆動方式への切り替えが指示されたか否かを判断する判断工程と、前記判断工程において、前記切り替えが指示されたと判断された場合に、制御手段が、前記第１の駆動方式での駆動を中断して前記第２の駆動方式に切り替えるように前記駆動手段を制御するとともに、前記第１の駆動方式での駆動を中断した後、前記第２の駆動方式への切り替えに先だって、前記複数の画素を全行一括してリセットするように前記駆動手段を制御する制御工程とを有し、前記制御工程では、前記制御手段が、撮影条件に応じて、全行一括してリセットする回数を制御することを特徴とする撮像素子の駆動方法。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、ローリングシャッタ方式からグローバルシャッタ方式に切り替える際に、ローリングシャッタ方式の駆動を中断することでレリーズタイムラグを短縮すると共に、横帯状ノイズの発生を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１及び第２の実施形態に係る撮像装置の概略構成を示すブロック図。
【図２】第１の実施形態に係る横帯状ノイズ対策のための駆動方法を示す図。
【図３】第１の実施形態に係る撮像装置の静止画撮影時の動作を示すフローチャート。
【図４】第１の実施形態に係る駆動シーケンス判別用テーブルを示す概略図。
【図５】第２の実施形態に係る撮像装置の撮影時の動作を示すフローチャート。
【図６】第２の実施形態に係る横帯状ノイズ対策のための駆動方法を示す図。
【図７】従来の電子シャッタ制御を説明するための図。
【図８】従来の静止画撮影シーケンスにおける電子シャッタ制御を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、添付図面を参照して本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。
【００１９】
＜第１の実施形態＞
図１は、本発明の第１の実施形態に係る撮像装置の概略構成を示すブロック図である。図１において、１１０は撮影レンズである。なお、図１では、撮影レンズ１１０を１つのレンズとして表しているが、実際にはフォーカスレンズやズームレンズ等、複数のレンズから構成されている。また、絞り機構もここに含まれる。１１１はシステム制御回路１８０による制御に基づいて、撮影レンズ１１０のフォーカスレンズやズームレンズ、絞り等を制御するレンズ制御部である。
【００２０】
撮像素子１２０は、光電変換により入射光量に応じた電荷を生成して読み出し、読み出した電荷に応じた画像信号を出力する、複数の画素が２次元に配置されたＣＭＯＳセンサである。撮像素子１２０からは、全画素の電荷を読み出す以外に、特定の画素の加算および特定の行または列おきに間引いて電荷を読み出すこともできる。１２１は、システム制御回路１８０による制御に基づいて撮像素子１２０を駆動する撮像素子駆動回路である。撮像素子駆動回路１２１の制御により、ローリングシャッタ方式とグローバルシャッタ方式とで、選択的に撮像素子１２０を駆動可能である。撮像素子１２０から出力された画像信号は、画像処理回路１３０に取り込まれる。画像処理回路１３０では、画像信号をデジタル変換するとともに、ゲインによる感度調節、ガンマ処理、色信号処理などの各種信号処理を行う。この際、画像信号をメモリ１４０との間で書き込み／読み出し処理している。また、画像処理回路１３０の出力はＬＣＤディスプレイ１５０にて表示することも可能となっている。
【００２１】
画像処理回路１３０で画像処理が施された画像データは、画像変換回路１６０を介して圧縮され、メモリカード１７０に書き込まれ、記録される。画像変換回路１６０は、画像処理回路１３０からの画像データを圧縮してメモリカード１７０へ出力する機能と、メモリカード１７０より読み出した画像データを伸長して画像処理回路１３０へ出力する機能を有している。
【００２２】
また、システム制御回路１８０は、画像処理回路１３０にて処理された信号を用いて、ＴＴＬ（スルー・ザ・レンズ）方式のオートフォーカス（ＡＦ）処理、自動露出（ＡＥ）処理、フラッシュプリ発光（ＥＦ）処理等を行う。また、操作部１９０は、例えば、レリーズ釦やモード切り換えダイヤルを含む、撮影者が撮像装置に指示を入力するための操作部であり、入力内容はシステム制御回路１８０に通知される。この操作部１９０により、撮影者は感度（ＩＳＯ値）を設定することができる。
【００２３】
図２は、本第１の実施形態における横帯状ノイズ対策のための駆動方法を表した図である。横軸は時間、縦軸は画面内の上部から下部の各行（ライン）を表しており、各行（ライン）における露光時間、リセット及び読み出しのタイミングを模式的に示したものである。図２に示すように、モニタリング期間においては、行（ライン）単位で画素を順次リセットすると共に、所定の露光時間経過後、画素に蓄積された電荷を行単位で順次読み出すローリングシャッタ方式（第１の駆動方式）で周期的に駆動し、画像信号を取得している。そして、ユーザーのレリーズＳＷ押下等により静止画撮影開始トリガＴｒが入力されると、次の垂直同期信号ＶＤを待たずに非同期で強制的に垂直同期信号ＶＤを印加する。これにより、グローバルシャッタ方式（第２の駆動方式）による前記複数の画素の全ライン一括リセット（全行一括リセット）を行う。その後、再度垂直同期信号ＶＤを再び印加し、２度目の全ライン一括リセットを行う。その後必要な露光時間の経過後にメカシャッタにより全画素を同時に遮光するか、または、各画素に蓄積された電荷を全ライン同時に画素内の保持容量にそれぞれ転送して保持しておく。これにより、各画素に同じ電荷蓄積時間の電荷が同じタイミングで蓄積されることとなる。電荷はその後、行単位で順次読み出され、静止画画像信号として処理される。
【００２４】
この横帯状ノイズ対策のための駆動方法では、図示の通り全ライン一括リセットを２度行っているところが特徴である。全ライン一括リセットを２度行うと、１度のみのときに生じていた残電荷によるライン段差（＝横帯状ノイズ）が再度のシャッタにより大幅に解消されることになる。従って図２のように、全ライン一括リセットを複数回行う駆動によって横帯状ノイズが大きく改善され、これらのノイズが目立つような撮影条件である低温、高ゲインアップ時でもレリーズタイムラグ短縮が見込まれることとなる。
【００２５】
しかしながらこの対策駆動では複数回、全ライン一括リセットを行うため、１回のみ行う場合と比較して露光開始までにある程度時間がかかってしまうことになる。したがって、横帯状ノイズの視認されやすい低温、高ゲインアップ時には、全ライン一括リセットを複数回行う横帯状ノイズ対策駆動を行い、それ以外では全ライン一括リセットを１回のみ駆動するようにしてもよい。
【００２６】
図３は本第１の実施形態の撮像装置において、ローリングシャッタ方式での駆動で得られた動画により被写体をモニタリングしている際の静止画撮影時の動作を示すフローチャートである。
【００２７】
まず、Ｓ３０１において、操作部１９０に含まれるレリーズ釦の、例えば途中操作（半押し）によりＯＮとなるスイッチＳＷ１がＯＮされるのを待ち、ＯＮされるとＳ３０２に進んで露出制御を行う。露出制御では、システム制御回路１８０は撮影に用いる露出条件（絞り、露光時間、感度）を決定する。
【００２８】
次に、Ｓ３０３において、焦点調節制御を行う。焦点調節制御では、システム制御回路１８０はレンズ制御部１１１を介して撮影レンズ１１０のフォーカスレンズを制御して、焦点を被写体に合わせる。続いてＳ３０４において、不図示の温度センサにより測定された撮像素子１２０の周辺温度を取得する。そしてＳ３０５において、レリーズ釦の、例えば全押し操作によりＯＮとなるスイッチＳＷ２がＯＮされたかどうかを判断する。このスイッチＳＷ２のＯＮが、ローリングシャッタ方式での駆動から、グローバルシャッタ方式での駆動への切り替え指示となる。ＯＦＦであればＳ３０１に戻って上記処理を繰り返し、ＯＮであればＳ３０６に進む。
【００２９】
Ｓ３０６では、駆動シーケンスを判別する。図４に駆動シーケンス判別用テーブルを記す。上述した通り、横帯状ノイズは、低温の高ゲインアップ時に視認されやすい。そのため、温度と感度との組み合わせにより、図２に示す全ライン一括リセットを複数回行う横帯状ノイズ対策のための駆動方法と、図８（ｂ）に示す全ライン一括リセットを１回のみ行う駆動のいずれかにするかを決定する。なお、この組み合わせは、撮像装置の特性に応じて適宜決めればよい。ここではＳ３０２で決定された露出条件から導かれる感度設定条件と、Ｓ３０４で取得した周辺温度とをそれぞれ駆動シーケンス判別用テーブルと照合する。そして、全ライン一括リセットの回数が１であればＳ３０７へ、全ライン一括リセットの回数が２であればＳ３０８へ進む。
【００３０】
Ｓ３０７では、全ライン一括リセットの回数を１回として、Ｓ３０２で決定された露出条件に基づいてレンズ制御部１１１、撮像素子駆動回路を制御して被写体の撮影を行い、処理を終了する。
【００３１】
一方、Ｓ３０８では、全ライン一括リセットの回数を２回として、Ｓ３０２で決定された露出条件に基づいてレンズ制御部１１１、撮像素子駆動回路を制御して被写体の撮影を行い、処理を終了する。
【００３２】
なお、本第１の実施形態では説明を簡単にするためグローバルシャッタ方式による全ライン一括リセットの回数を２回としたが、本発明はこれに限るものではなく、さらに回数を増やしても同様の効果が期待できることは言うまでもない。
【００３３】
上記の通り本第１の実施形態によれば、ローリングシャッタ方式による駆動を中断して、グローバルシャッタ方式での駆動に切り替える際に、全ライン一括リセットを複数回行う。これにより、レリーズタイムラグを短縮することができるとともに、横帯状ノイズの現象を回避することができる。また、設定された感度において、撮像素子の周辺温度が予め決められた温度よりも高い場合に全ライン一括リセットを１回のみ行うように制御することで、更にレリーズタイムラグを短縮することが可能となる。
【００３４】
＜第２の実施形態＞
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。本第２の実施形態では、低温、高ゲインアップ時でも状況に応じてさらにレリーズタイムラグ短縮するものである。なお、第２の実施形態で用いる撮像装置は第１の実施形態で説明したものと同様であるので、ここでは説明を省略する。
【００３５】
図５は、本第２の実施形態における撮像装置の撮影時の動作を示すフローチャートである。第１の実施形態に係る撮影との相違点は、図５におけるＳ５０８の処理であり、それ以外の処理は図３に示す処理と同様であるので、図３と同じ参照番号を付して説明を省略する。
【００３６】
Ｓ３０６において、図４に示す駆動シーケンス判別用テーブルと照合した結果、全ライン一括リセット回数が１であればＳ３０７へ、全ライン一括リセット回数が２であればＳ５０８へ進む。Ｓ５０８において、垂直同期信号ＶＤ（１周期の開始）と、Ｓ３０５でスイッチＳＷ２がＯＮとなったタイミングとに応じて、全ライン一括リセットの回数を判別する。
【００３７】
図６は本第２の実施形態における静止画撮影シーケンスの一例を表したものである。横軸が時間、縦軸は画面内の上部から下部の各行であり、露光状態を模式化したものである。図中、スイッチＳＷ２がＯＮとなったタイミングをＴｒで示している。このスイッチＳＷ２のＯＮが、ローリングシャッタ方式での駆動から、グローバルシャッタ方式での駆動への切り替え指示となる。また、Ｔｒと直前の垂直同期信号ＶＤ（１周期の開始）からの時間差をｔ２１で示す。さらに、Ｔｒと、Ｔｒをトリガとして非同期に全ライン一括リセットするタイミングとの時間差をｔ２２で示す。ｔ２２はシステムの処理時間等によって決まる時間であり、ここでは固定値と考える。また、モニタリング期間の、垂直同期信号ＶＤから画素読み出しが終了するまでの時間（ｔ２３）も一定時間となっている。
【００３８】
図６に示す例では、全ライン一括リセットとその直前の画素読み出し動作の終了が同時となっている（ｔ２１＋ｔ２２＝ｔ３３）。このタイミングの場合、画素読み出しを途中で中断していないため、全ライン一括リセットによる横帯状のノイズは生じない。このようなタイミングでＴｒが入力された場合、横帯状ノイズ対策の駆動方法である２度目の全ライン一括リセットが不要となる。そのため、Ｓ３０６にて判定された複数回の全ライン一括リセットの設定を、１回のみに変更することでレリーズタイムラグを短縮することができる。
【００３９】
以上のように全ライン一括リセットの回数を判別するため、Ｓ５０８ではｔ２１、ｔ２２、ｔ２３を用いる。
【００４０】
すなわち、Ｓ５０８では、垂直同期信号ＶＤからの経過時間ｔ２１がｔ２３‐ｔ２２の時間内であるかどうかを判定する。そして、ｔ２１≧ｔ２３‐ｔ２２（時間外）であれば、全ライン一括リセットの直前で画素読み出しが中断されないため、不要な２回目の全ライン一括リセットをキャンセルし、全ライン一括リセット回数は１回としてＳ３０７へ進む。この場合、Ｓ３０７では、ローリングシャッタ方式における画像読み出しの終了後すぐに、グローバルシャッタ方式による全ライン一括リセットが行われる。ｔ２１＜ｔ２３‐ｔ２２（時間内）の時、全ライン一括リセットの直前で画素読み出しが中断されるため、横帯状ノイズが生じる。そのため、このときは全ライン一括リセット回数を２回のままとし、Ｓ３０８へ進む。
【００４１】
上記の通り本第２の実施形態によれば、第１の形態と同様の効果を得ることができる。更に、スイッチＳＷ２がＯＮとなったタイミングが１周期の開始から予め決められた時間、経過している場合に全ライン一括リセットを１回のみ行うように制御することで、更にレリーズタイムラグを短縮することが可能となる。
【００４２】
なお、図５を参照して上述した制御において、Ｓ３０６における判断と、Ｓ５０８における判断の順番を逆にしてもよい。また、Ｓ３０６における判断を行わず、Ｓ５０８の判断のみによる制御を行っても構わない。
【００４３】
以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて詳述してきたが、本発明はこれら特定の実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置及び撮像素子の制御方法に関し、更に詳しくは、ＣＭＯＳセンサに代表される、ローリングシャッタ方式とグローバルシャッタ方式とにより駆動可能な撮像素子を搭載した撮像装置及び撮像素子の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の固体撮像素子を用いたデジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラが数多く開発されている。中でもＣＭＯＳセンサは高速で画素を読み出す性能が高く、注目されている。
【０００３】
一般的なＣＭＯＳセンサでは、画素信号の読み出しをライン順次で行うとともに、画素をリセットすることで画素信号の露光時間を決める、いわゆる電子シャッタの方式として、ローリングシャッタ方式及びグローバルシャッタ方式が知られている。
【０００４】
図７（ａ）は、ローリングシャッタ方式で駆動した時の画面内の上部〜下部の各行における露光時間を表した模式図である。図７（ａ）に示すように、ローリングシャッタ方式では、画面内のすべての位置で露光時間が同一となるように制御することが可能である。また、読み出し直後にリセット動作を行うことで、すぐに次の露光を開始することができる。しかしながら、画面内の位置によって露光のタイミングが異なるために、動く被写体を撮影すると、得られた画像が歪んでしまうという問題を有する。図７（ａ）に示す例では、画面上部ではｔ０〜ｔ２が露光時間であるのに対し、画面下部ではｔ１〜ｔ３が露光時間となり、画面上部と下部とで露光時間のタイミングが異なっている。
【０００５】
これに対し、図７（ｂ）に示すグローバルシャッタ方式では、まず、画面内の全ライン（行）の画素を一括でリセットする。そして、所定時間経過後にメカシャッタにより全ラインの画素を同時に遮光するか、または、各画素に蓄積された電荷を全ライン同時に画素内の保持容量にそれぞれ転送して保持しておき、電荷を順次読み出す。このように制御することで、画面の上部と下部とで露光時間及びタイミングを同じにすることができる。しかしながら、グローバルシャッタ方式では、全てのラインの画素信号の読み出しを完了するまでリセット動作を行うことができないため、ローリングシャッタ方式と比較して、次の画像を取得するまでに時間がかかってしまう。
【０００６】
このような２つの電子シャッタ方式の特性の違いを利用して、一般的に、デジタルカメラでは動画時（モニタリング時）はローリングシャッタ方式によりＣＭＯＳセンサの駆動を行っている。また、静止画撮影を行う際にはグローバルシャッタ方式により、ＣＭＯＳセンサの駆動を行っている（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
図８（ａ）は従来の静止画撮影シーケンスを表したものである。横軸は時間、縦軸は画面内の上部から下部の各ラインを表しており、各ラインにおける露光時間、リセット及び読み出しのタイミングを模式的に示したものである。図８（ａ）に示すように、モニタリング期間においては、ローリングシャッタ方式で駆動している。そして、ユーザーのレリーズＳＷ押下等により静止画撮影開始トリガＴｒが入力されると、次の垂直同期信号ＶＤの後、ローリングシャッタ方式に代わって、グローバルシャッタ方式で、全画素一括リセットが行われる。その後必要な露光時間の経過後にメカシャッタを閉じるなどして電荷蓄積を終了することで、各画素に同じ露光時間の信号が同じタイミングで蓄積されることとなる。これらはその後順次読み出され、静止画画像信号として処理される。
【０００８】
更に、レリーズタイムラグを短縮するために、図８（ｂ）に示すような静止画撮影シーケンスを行う手法も提案されている。図８（ａ）に示すシーケンスとの違いは、静止画撮影開始トリガＴｒが入力された際、次の垂直同期信号ＶＤを待たずに、つまり非同期に、垂直同期信号ＶＤを強制印加することでその後の処理を前倒して行うところにある。この場合、垂直同期信号ＶＤの強制印加により直前まで行われていた画素読み出しの駆動は停止されることとなる。なお、停止される位置はトリガＴｒのタイミングによって異なる。このシーケンスを用いることで、レリーズから露光開始までの時間を短縮することができ、レリーズタイムラグ短縮というユーザーメリットを導き出すことができるため、非常に有用な手法である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００５‐２４４７６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上述した従来技術は、レリーズタイムラグ短縮を実現するために、画素読み出し動作を途中で停止し、その直後にグローバルシャッタ方式による全ライン一括リセットを行うものであった。しかしながらこの方式は弊害も存在する。以下、弊害について説明する。
【００１１】
グローバルシャッタ方式で全ライン一括リセットを行う意図は、画面内全てのラインにおける画素の電荷をクリアすることにある。しかしながら実際には完全に電荷を掃き捨てられるわけではなく、ある程度電荷が残留してしまう。なお、これはリセットのみでなく画素信号の読み出しでも同様である。
【００１２】
上述のように画素読み出し動作が画面内の途中で停止した場合、全ライン一括リセットを行う直前の状態は、それまでに読み出された直後のラインの画素と読み出される前のラインの画素との間に蓄積電荷量の差が生じていることになる。すなわち、図８（ｂ）において示すように、読み出された直後のラインの蓄積時間Ａと、読み出される直前のラインの蓄積時間Ｂとは大きく異なるため、蓄積時間Ａの間に蓄積された電荷量と、蓄積時間Ｂの間に蓄積された電荷量では、大きな差が生じる。このとき、上述したように、全ライン一括リセットを行っても電荷を完全にリセットできるわけではないため、リセット直後の画素にもリセット直前の電荷量の差に応じた残電荷量の差が生じることとなる。なお、この現象は電子の動きが鈍くなる低温時に顕著である。
【００１３】
これらの残電荷量の差は非常に微小であり数電子程度であるが、後段で行われる増幅時のゲインが高いと視認可能なレベルとなってしまう。また全ラインの画素の一括リセットを行う直前の電荷蓄積はライン単位で制御されているため、残電荷量の差はライン間の段差として現れ、画像としては横帯状ノイズとして認識されることとなる。このような横帯状ノイズはランダムノイズと比較して視認しやすいため、非常に問題視されている。
【００１４】
本発明は上記問題点を鑑みてなされたものであり、ローリングシャッタ方式からグローバルシャッタ方式に切り替える際に、ローリングシャッタ方式の駆動を中断することでレリーズタイムラグを短縮すると共に、横帯状ノイズの現象を回避することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するために、入射光量に応じて電荷を生成する２次元に配置された複数の画素を有し、前記複数の画素を行単位で順次リセットし、該リセットから予め決められた電荷蓄積時間、前記画素に電荷を蓄積し、該蓄積された電荷を前記行単位で順次読み出す第１の駆動方式と、前記複数の画素を全行一括してリセットし、該リセットから予め決められた電荷蓄積時間、前記画素に電荷を蓄積し、該蓄積された電荷を順次読み出す第２の駆動方式とにより駆動可能な本発明の撮像素子の駆動方法は、駆動手段が前記第１の駆動方式で前記撮像素子を駆動している間に、前記第１の駆動方式から前記第２の駆動方式への切り替えが指示されたか否かを判断する判断工程と、前記判断工程において、前記切り替えが指示されたと判断された場合に、制御手段が、前記第１の駆動方式での駆動を中断して前記第２の駆動方式に切り替えるように前記駆動手段を制御するとともに、前記第１の駆動方式での駆動を中断した後、前記第２の駆動方式への切り替えに先だって、前記複数の画素を全行一括してリセットするように前記駆動手段を制御する制御工程とを有し、前記制御工程では、前記制御手段が、撮影条件に応じて、全行一括してリセットする回数を制御することを特徴とする撮像素子の駆動方法。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、ローリングシャッタ方式からグローバルシャッタ方式に切り替える際に、ローリングシャッタ方式の駆動を中断することでレリーズタイムラグを短縮すると共に、横帯状ノイズの発生を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１及び第２の実施形態に係る撮像装置の概略構成を示すブロック図。
【図２】第１の実施形態に係る横帯状ノイズ対策のための駆動方法を示す図。
【図３】第１の実施形態に係る撮像装置の静止画撮影時の動作を示すフローチャート。
【図４】第１の実施形態に係る駆動シーケンス判別用テーブルを示す概略図。
【図５】第２の実施形態に係る撮像装置の撮影時の動作を示すフローチャート。
【図６】第２の実施形態に係る横帯状ノイズ対策のための駆動方法を示す図。
【図７】従来の電子シャッタ制御を説明するための図。
【図８】従来の静止画撮影シーケンスにおける電子シャッタ制御を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、添付図面を参照して本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。
【００１９】
＜第１の実施形態＞
図１は、本発明の第１の実施形態に係る撮像装置の概略構成を示すブロック図である。図１において、１１０は撮影レンズである。なお、図１では、撮影レンズ１１０を１つのレンズとして表しているが、実際にはフォーカスレンズやズームレンズ等、複数のレンズから構成されている。また、絞り機構もここに含まれる。１１１はシステム制御回路１８０による制御に基づいて、撮影レンズ１１０のフォーカスレンズやズームレンズ、絞り等を制御するレンズ制御部である。
【００２０】
撮像素子１２０は、光電変換により入射光量に応じた電荷を生成して読み出し、読み出した電荷に応じた画像信号を出力する、複数の画素が２次元に配置されたＣＭＯＳセンサである。撮像素子１２０からは、全画素の電荷を読み出す以外に、特定の画素の加算および特定の行または列おきに間引いて電荷を読み出すこともできる。１２１は、システム制御回路１８０による制御に基づいて撮像素子１２０を駆動する撮像素子駆動回路である。撮像素子駆動回路１２１の制御により、ローリングシャッタ方式とグローバルシャッタ方式とで、選択的に撮像素子１２０を駆動可能である。撮像素子１２０から出力された画像信号は、画像処理回路１３０に取り込まれる。画像処理回路１３０では、画像信号をデジタル変換するとともに、ゲインによる感度調節、ガンマ処理、色信号処理などの各種信号処理を行う。この際、画像信号をメモリ１４０との間で書き込み／読み出し処理している。また、画像処理回路１３０の出力はＬＣＤディスプレイ１５０にて表示することも可能となっている。
【００２１】
画像処理回路１３０で画像処理が施された画像データは、画像変換回路１６０を介して圧縮され、メモリカード１７０に書き込まれ、記録される。画像変換回路１６０は、画像処理回路１３０からの画像データを圧縮してメモリカード１７０へ出力する機能と、メモリカード１７０より読み出した画像データを伸長して画像処理回路１３０へ出力する機能を有している。
【００２２】
また、システム制御回路１８０は、画像処理回路１３０にて処理された信号を用いて、ＴＴＬ（スルー・ザ・レンズ）方式のオートフォーカス（ＡＦ）処理、自動露出（ＡＥ）処理、フラッシュプリ発光（ＥＦ）処理等を行う。また、操作部１９０は、例えば、レリーズ釦やモード切り換えダイヤルを含む、撮影者が撮像装置に指示を入力するための操作部であり、入力内容はシステム制御回路１８０に通知される。この操作部１９０により、撮影者は感度（ＩＳＯ値）を設定することができる。
【００２３】
図２は、本第１の実施形態における横帯状ノイズ対策のための駆動方法を表した図である。横軸は時間、縦軸は画面内の上部から下部の各行（ライン）を表しており、各行（ライン）における露光時間、リセット及び読み出しのタイミングを模式的に示したものである。図２に示すように、モニタリング期間においては、行（ライン）単位で画素を順次リセットすると共に、所定の露光時間経過後、画素に蓄積された電荷を行単位で順次読み出すローリングシャッタ方式（第１の駆動方式）で周期的に駆動し、画像信号を取得している。そして、ユーザーのレリーズＳＷ押下等により静止画撮影開始トリガＴｒが入力されると、次の垂直同期信号ＶＤを待たずに非同期で強制的に垂直同期信号ＶＤを印加する。これにより、グローバルシャッタ方式（第２の駆動方式）による前記複数の画素の全ライン一括リセット（全行一括リセット）を行う。その後、再度垂直同期信号ＶＤを再び印加し、２度目の全ライン一括リセットを行う。その後必要な露光時間の経過後にメカシャッタにより全画素を同時に遮光するか、または、各画素に蓄積された電荷を全ライン同時に画素内の保持容量にそれぞれ転送して保持しておく。これにより、各画素に同じ電荷蓄積時間の電荷が同じタイミングで蓄積されることとなる。電荷はその後、行単位で順次読み出され、静止画画像信号として処理される。
【００２４】
この横帯状ノイズ対策のための駆動方法では、図示の通り全ライン一括リセットを２度行っているところが特徴である。全ライン一括リセットを２度行うと、１度のみのときに生じていた残電荷によるライン段差（＝横帯状ノイズ）が再度のシャッタにより大幅に解消されることになる。従って図２のように、全ライン一括リセットを複数回行う駆動によって横帯状ノイズが大きく改善され、これらのノイズが目立つような撮影条件である低温、高ゲインアップ時でもレリーズタイムラグ短縮が見込まれることとなる。
【００２５】
しかしながらこの対策駆動では複数回、全ライン一括リセットを行うため、１回のみ行う場合と比較して露光開始までにある程度時間がかかってしまうことになる。したがって、横帯状ノイズの視認されやすい低温、高ゲインアップ時には、全ライン一括リセットを複数回行う横帯状ノイズ対策駆動を行い、それ以外では全ライン一括リセットを１回のみ駆動するようにしてもよい。
【００２６】
図３は本第１の実施形態の撮像装置において、ローリングシャッタ方式での駆動で得られた動画により被写体をモニタリングしている際の静止画撮影時の動作を示すフローチャートである。
【００２７】
まず、Ｓ３０１において、操作部１９０に含まれるレリーズ釦の、例えば途中操作（半押し）によりＯＮとなるスイッチＳＷ１がＯＮされるのを待ち、ＯＮされるとＳ３０２に進んで露出制御を行う。露出制御では、システム制御回路１８０は撮影に用いる露出条件（絞り、露光時間、感度）を決定する。
【００２８】
次に、Ｓ３０３において、焦点調節制御を行う。焦点調節制御では、システム制御回路１８０はレンズ制御部１１１を介して撮影レンズ１１０のフォーカスレンズを制御して、焦点を被写体に合わせる。続いてＳ３０４において、不図示の温度センサにより測定された撮像素子１２０の周辺温度を取得する。そしてＳ３０５において、レリーズ釦の、例えば全押し操作によりＯＮとなるスイッチＳＷ２がＯＮされたかどうかを判断する。このスイッチＳＷ２のＯＮが、ローリングシャッタ方式での駆動から、グローバルシャッタ方式での駆動への切り替え指示となる。ＯＦＦであればＳ３０１に戻って上記処理を繰り返し、ＯＮであればＳ３０６に進む。
【００２９】
Ｓ３０６では、駆動シーケンスを判別する。図４に駆動シーケンス判別用テーブルを記す。上述した通り、横帯状ノイズは、低温の高ゲインアップ時に視認されやすい。そのため、温度と感度との組み合わせにより、図２に示す全ライン一括リセットを複数回行う横帯状ノイズ対策のための駆動方法と、図８（ｂ）に示す全ライン一括リセットを１回のみ行う駆動のいずれかにするかを決定する。なお、この組み合わせは、撮像装置の特性に応じて適宜決めればよい。ここではＳ３０２で決定された露出条件から導かれる感度設定条件と、Ｓ３０４で取得した周辺温度とをそれぞれ駆動シーケンス判別用テーブルと照合する。そして、全ライン一括リセットの回数が１であればＳ３０７へ、全ライン一括リセットの回数が２であればＳ３０８へ進む。
【００３０】
Ｓ３０７では、全ライン一括リセットの回数を１回として、Ｓ３０２で決定された露出条件に基づいてレンズ制御部１１１、撮像素子駆動回路を制御して被写体の撮影を行い、処理を終了する。
【００３１】
一方、Ｓ３０８では、全ライン一括リセットの回数を２回として、Ｓ３０２で決定された露出条件に基づいてレンズ制御部１１１、撮像素子駆動回路を制御して被写体の撮影を行い、処理を終了する。
【００３２】
なお、本第１の実施形態では説明を簡単にするためグローバルシャッタ方式による全ライン一括リセットの回数を２回としたが、本発明はこれに限るものではなく、さらに回数を増やしても同様の効果が期待できることは言うまでもない。
【００３３】
上記の通り本第１の実施形態によれば、ローリングシャッタ方式による駆動を中断して、グローバルシャッタ方式での駆動に切り替える際に、全ライン一括リセットを複数回行う。これにより、レリーズタイムラグを短縮することができるとともに、横帯状ノイズの現象を回避することができる。また、設定された感度において、撮像素子の周辺温度が予め決められた温度よりも高い場合に全ライン一括リセットを１回のみ行うように制御することで、更にレリーズタイムラグを短縮することが可能となる。
【００３４】
＜第２の実施形態＞
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。本第２の実施形態では、低温、高ゲインアップ時でも状況に応じてさらにレリーズタイムラグ短縮するものである。なお、第２の実施形態で用いる撮像装置は第１の実施形態で説明したものと同様であるので、ここでは説明を省略する。
【００３５】
図５は、本第２の実施形態における撮像装置の撮影時の動作を示すフローチャートである。第１の実施形態に係る撮影との相違点は、図５におけるＳ５０８の処理であり、それ以外の処理は図３に示す処理と同様であるので、図３と同じ参照番号を付して説明を省略する。
【００３６】
Ｓ３０６において、図４に示す駆動シーケンス判別用テーブルと照合した結果、全ライン一括リセット回数が１であればＳ３０７へ、全ライン一括リセット回数が２であればＳ５０８へ進む。Ｓ５０８において、垂直同期信号ＶＤ（１周期の開始）と、Ｓ３０５でスイッチＳＷ２がＯＮとなったタイミングとに応じて、全ライン一括リセットの回数を判別する。
【００３７】
図６は本第２の実施形態における静止画撮影シーケンスの一例を表したものである。横軸が時間、縦軸は画面内の上部から下部の各行であり、露光状態を模式化したものである。図中、スイッチＳＷ２がＯＮとなったタイミングをＴｒで示している。このスイッチＳＷ２のＯＮが、ローリングシャッタ方式での駆動から、グローバルシャッタ方式での駆動への切り替え指示となる。また、Ｔｒと直前の垂直同期信号ＶＤ（１周期の開始）からの時間差をｔ２１で示す。さらに、Ｔｒと、Ｔｒをトリガとして非同期に全ライン一括リセットするタイミングとの時間差をｔ２２で示す。ｔ２２はシステムの処理時間等によって決まる時間であり、ここでは固定値と考える。また、モニタリング期間の、垂直同期信号ＶＤから画素読み出しが終了するまでの時間（ｔ２３）も一定時間となっている。
【００３８】
図６に示す例では、全ライン一括リセットとその直前の画素読み出し動作の終了が同時となっている（ｔ２１＋ｔ２２＝ｔ３３）。このタイミングの場合、画素読み出しを途中で中断していないため、全ライン一括リセットによる横帯状のノイズは生じない。このようなタイミングでＴｒが入力された場合、横帯状ノイズ対策の駆動方法である２度目の全ライン一括リセットが不要となる。そのため、Ｓ３０６にて判定された複数回の全ライン一括リセットの設定を、１回のみに変更することでレリーズタイムラグを短縮することができる。
【００３９】
以上のように全ライン一括リセットの回数を判別するため、Ｓ５０８ではｔ２１、ｔ２２、ｔ２３を用いる。
【００４０】
すなわち、Ｓ５０８では、垂直同期信号ＶＤからの経過時間ｔ２１がｔ２３‐ｔ２２の時間内であるかどうかを判定する。そして、ｔ２１≧ｔ２３‐ｔ２２（時間外）であれば、全ライン一括リセットの直前で画素読み出しが中断されないため、不要な２回目の全ライン一括リセットをキャンセルし、全ライン一括リセット回数は１回としてＳ３０７へ進む。この場合、Ｓ３０７では、ローリングシャッタ方式における画像読み出しの終了後すぐに、グローバルシャッタ方式による全ライン一括リセットが行われる。ｔ２１＜ｔ２３‐ｔ２２（時間内）の時、全ライン一括リセットの直前で画素読み出しが中断されるため、横帯状ノイズが生じる。そのため、このときは全ライン一括リセット回数を２回のままとし、Ｓ３０８へ進む。
【００４１】
上記の通り本第２の実施形態によれば、第１の形態と同様の効果を得ることができる。更に、スイッチＳＷ２がＯＮとなったタイミングが１周期の開始から予め決められた時間、経過している場合に全ライン一括リセットを１回のみ行うように制御することで、更にレリーズタイムラグを短縮することが可能となる。
【００４２】
なお、図５を参照して上述した制御において、Ｓ３０６における判断と、Ｓ５０８における判断の順番を逆にしてもよい。また、Ｓ３０６における判断を行わず、Ｓ５０８の判断のみによる制御を行っても構わない。
【００４３】
以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて詳述してきたが、本発明はこれら特定の実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射光量に応じて電荷を生成する２次元に配置された複数の画素を有し、前記複数の画素を行単位で順次リセットし、該リセットから予め決められた電荷蓄積時間、前記画素に電荷を蓄積し、該蓄積された電荷を前記行単位で順次読み出す第１の駆動方式と、前記複数の画素を全行一括してリセットし、該リセットから予め決められた電荷蓄積時間、前記画素に電荷を蓄積し、該蓄積された電荷を順次読み出す第２の駆動方式とにより駆動可能な撮像素子の駆動方法であって、
駆動手段が前記第１の駆動方式で前記撮像素子を駆動している間に、前記第１の駆動方式から前記第２の駆動方式への切り替えが指示されたか否かを判断する判断工程と、
前記判断工程において、前記切り替えが指示されたと判断された場合に、制御手段が、前記第１の駆動方式での駆動を中断して前記第２の駆動方式に切り替えるように前記駆動手段を制御するとともに、前記第１の駆動方式での駆動を中断した後、前記第２の駆動方式への切り替えに先だって、前記複数の画素を全行一括してリセットするように前記駆動手段を制御する制御工程とを有し、
前記制御工程では、前記制御手段が、撮影条件に応じて、全行一括してリセットする回数を制御することを特徴とする撮像素子の駆動方法。
【請求項２】
決定手段が、感度を決定する決定工程と、
測定手段が、前記撮像素子の周辺温度を測定する測定工程とを更に有し、
前記撮影条件は、前記感度と前記周辺温度であることを特徴とする請求項１に記載の撮像素子の駆動方法。
【請求項３】
入射光量に応じて電荷を生成する２次元に配置された複数の画素を有し、前記複数の画素を行単位で順次リセットし、該リセットから予め決められた電荷蓄積時間、前記画素に電荷を蓄積し、該蓄積された電荷を前記行単位で順次読み出す第１の駆動方式と、前記複数の画素を全行一括してリセットし、該リセットから予め決められた電荷蓄積時間、前記画素に電荷を蓄積し、該蓄積された電荷を順次読み出す第２の駆動方式とにより駆動可能な撮像素子の駆動方法であって、
駆動手段が前記第１の駆動方式で前記撮像素子を駆動している間に、前記第１の駆動方式から前記第２の駆動方式への切り替えが指示されたか否かを判断する判断工程と、
前記判断工程において、前記切り替えが指示されたと判断された場合に、制御手段が、前記第１の駆動方式での駆動を中断して前記第２の駆動方式に切り替えるように前記駆動手段を制御するとともに、前記第１の駆動方式での駆動を中断した後、前記第２の駆動方式への切り替えに先だって、前記複数の画素を全行一括してリセットするように前記駆動手段を制御する制御工程とを有し、
前記制御工程では、前記切り替えの指示が、前記第１の駆動方式における１周期の開始から予め決められた時間内に行われたかどうかに応じて、全行一括してリセットする回数を制御することを特徴とする撮像素子の駆動方法。
【請求項４】
前記予め決められた時間は、前記１周期の開始から前記第１の駆動方式による電荷の読み出しが終了するまでの時間から、前記切り替えの指示がなされてから、全行一括してリセットするのに必要なタイムラグを引いた時間差であることを特徴とする請求項３に記載の撮像素子の駆動方法。
【請求項５】
入射光量に応じて電荷を生成する２次元に配置された複数の画素を有する撮像素子と、
前記複数の画素を行単位で順次リセットし、該リセットから予め決められた電荷蓄積時間、前記画素に電荷を蓄積し、該蓄積された電荷を前記行単位で順次読み出す第１の駆動方式と、前記複数の画素を全行一括してリセットし、該リセットから予め決められた電荷蓄積時間、前記画素に電荷を蓄積し、該蓄積された電荷を順次読み出す第２の駆動方式のいずれかにより前記撮像素子を駆動する駆動手段と、
前記駆動手段が前記第１の駆動方式で前記撮像素子を駆動している間に、前記第１の駆動方式から前記第２の駆動方式への切り替えが指示されたか否かを判断し、前記切り替えが指示された場合に、前記第１の駆動方式での駆動を中断して前記第２の駆動方式に切り替えるように前記駆動手段を制御するとともに、前記第１の駆動方式での駆動を中断した後、前記第２の駆動方式への切り替えに先だって、前記複数の画素を全行一括してリセットするように前記駆動手段を制御する制御手段とを有し、
前記制御手段は、撮影条件に応じて、前記全行一括してリセットする回数を制御することを特徴とする撮像装置。
【請求項６】
感度を決定する決定手段と、
前記撮像素子の周辺温度を測定する測定手段とを更に有し、
前記撮影条件は、前記感度と前記周辺温度であることを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。
【請求項７】
入射光量に応じて電荷を生成する２次元に配置された複数の画素を有する撮像素子と、
前記複数の画素を行単位で順次リセットし、該リセットから予め決められた電荷蓄積時間、前記画素に電荷を蓄積し、該蓄積された電荷を前記行単位で順次読み出す第１の駆動方式と、前記複数の画素を全行一括してリセットし、該リセットから予め決められた電荷蓄積時間、前記画素に電荷を蓄積し、該蓄積された電荷を順次読み出す第２の駆動方式のいずれかにより前記撮像素子を駆動する駆動手段と、
前記駆動手段が前記第１の駆動方式で前記撮像素子を駆動している間に、前記第１の駆動方式から前記第２の駆動方式への切り替えが指示されたか否かを判断し、前記切り替えが指示された場合に、前記第１の駆動方式での駆動を中断して前記第２の駆動方式に切り替えるように前記駆動手段を制御するとともに、前記第１の駆動方式での駆動を中断した後、前記第２の駆動方式への切り替えに先だって、前記複数の画素を全行一括してリセットするように前記駆動手段を制御する制御手段とを有し、
前記制御手段は、前記切り替えの指示が、前記第１の駆動方式における１周期の開始から予め決められた時間内に行われたかどうかに応じて、全行一括してリセットする回数を制御することを特徴とする撮像装置。
【請求項８】
前記予め決められた時間は、前記１周期の開始から前記第１の駆動方式による電荷の読み出しが終了するまでの時間から、前記切り替えの指示がなされてから、全行一括してリセットを行うのに必要なタイムラグを引いた時間差であることを特徴とする請求項７に記載の撮像装置。
【請求項１】
入射光量に応じて電荷を生成する２次元に配置された複数の画素を有し、前記複数の画素を行単位で順次リセットし、該リセットから予め決められた電荷蓄積時間、前記画素に電荷を蓄積し、該蓄積された電荷を前記行単位で順次読み出す第１の駆動方式と、前記複数の画素を全行一括してリセットし、該リセットから予め決められた電荷蓄積時間、前記画素に電荷を蓄積し、該蓄積された電荷を順次読み出す第２の駆動方式とにより駆動可能な撮像素子の駆動方法であって、
駆動手段が前記第１の駆動方式で前記撮像素子を駆動している間に、前記第１の駆動方式から前記第２の駆動方式への切り替えが指示されたか否かを判断する判断工程と、
前記判断工程において、前記切り替えが指示されたと判断された場合に、制御手段が、前記第１の駆動方式での駆動を中断して前記第２の駆動方式に切り替えるように前記駆動手段を制御するとともに、前記第１の駆動方式での駆動を中断した後、前記第２の駆動方式への切り替えに先だって、前記複数の画素を全行一括してリセットするように前記駆動手段を制御する制御工程とを有し、
前記制御工程では、前記制御手段が、撮影条件に応じて、全行一括してリセットする回数を制御することを特徴とする撮像素子の駆動方法。
【請求項２】
決定手段が、感度を決定する決定工程と、
測定手段が、前記撮像素子の周辺温度を測定する測定工程とを更に有し、
前記撮影条件は、前記感度と前記周辺温度であることを特徴とする請求項１に記載の撮像素子の駆動方法。
【請求項３】
入射光量に応じて電荷を生成する２次元に配置された複数の画素を有し、前記複数の画素を行単位で順次リセットし、該リセットから予め決められた電荷蓄積時間、前記画素に電荷を蓄積し、該蓄積された電荷を前記行単位で順次読み出す第１の駆動方式と、前記複数の画素を全行一括してリセットし、該リセットから予め決められた電荷蓄積時間、前記画素に電荷を蓄積し、該蓄積された電荷を順次読み出す第２の駆動方式とにより駆動可能な撮像素子の駆動方法であって、
駆動手段が前記第１の駆動方式で前記撮像素子を駆動している間に、前記第１の駆動方式から前記第２の駆動方式への切り替えが指示されたか否かを判断する判断工程と、
前記判断工程において、前記切り替えが指示されたと判断された場合に、制御手段が、前記第１の駆動方式での駆動を中断して前記第２の駆動方式に切り替えるように前記駆動手段を制御するとともに、前記第１の駆動方式での駆動を中断した後、前記第２の駆動方式への切り替えに先だって、前記複数の画素を全行一括してリセットするように前記駆動手段を制御する制御工程とを有し、
前記制御工程では、前記切り替えの指示が、前記第１の駆動方式における１周期の開始から予め決められた時間内に行われたかどうかに応じて、全行一括してリセットする回数を制御することを特徴とする撮像素子の駆動方法。
【請求項４】
前記予め決められた時間は、前記１周期の開始から前記第１の駆動方式による電荷の読み出しが終了するまでの時間から、前記切り替えの指示がなされてから、全行一括してリセットするのに必要なタイムラグを引いた時間差であることを特徴とする請求項３に記載の撮像素子の駆動方法。
【請求項５】
入射光量に応じて電荷を生成する２次元に配置された複数の画素を有する撮像素子と、
前記複数の画素を行単位で順次リセットし、該リセットから予め決められた電荷蓄積時間、前記画素に電荷を蓄積し、該蓄積された電荷を前記行単位で順次読み出す第１の駆動方式と、前記複数の画素を全行一括してリセットし、該リセットから予め決められた電荷蓄積時間、前記画素に電荷を蓄積し、該蓄積された電荷を順次読み出す第２の駆動方式のいずれかにより前記撮像素子を駆動する駆動手段と、
前記駆動手段が前記第１の駆動方式で前記撮像素子を駆動している間に、前記第１の駆動方式から前記第２の駆動方式への切り替えが指示されたか否かを判断し、前記切り替えが指示された場合に、前記第１の駆動方式での駆動を中断して前記第２の駆動方式に切り替えるように前記駆動手段を制御するとともに、前記第１の駆動方式での駆動を中断した後、前記第２の駆動方式への切り替えに先だって、前記複数の画素を全行一括してリセットするように前記駆動手段を制御する制御手段とを有し、
前記制御手段は、撮影条件に応じて、前記全行一括してリセットする回数を制御することを特徴とする撮像装置。
【請求項６】
感度を決定する決定手段と、
前記撮像素子の周辺温度を測定する測定手段とを更に有し、
前記撮影条件は、前記感度と前記周辺温度であることを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。
【請求項７】
入射光量に応じて電荷を生成する２次元に配置された複数の画素を有する撮像素子と、
前記複数の画素を行単位で順次リセットし、該リセットから予め決められた電荷蓄積時間、前記画素に電荷を蓄積し、該蓄積された電荷を前記行単位で順次読み出す第１の駆動方式と、前記複数の画素を全行一括してリセットし、該リセットから予め決められた電荷蓄積時間、前記画素に電荷を蓄積し、該蓄積された電荷を順次読み出す第２の駆動方式のいずれかにより前記撮像素子を駆動する駆動手段と、
前記駆動手段が前記第１の駆動方式で前記撮像素子を駆動している間に、前記第１の駆動方式から前記第２の駆動方式への切り替えが指示されたか否かを判断し、前記切り替えが指示された場合に、前記第１の駆動方式での駆動を中断して前記第２の駆動方式に切り替えるように前記駆動手段を制御するとともに、前記第１の駆動方式での駆動を中断した後、前記第２の駆動方式への切り替えに先だって、前記複数の画素を全行一括してリセットするように前記駆動手段を制御する制御手段とを有し、
前記制御手段は、前記切り替えの指示が、前記第１の駆動方式における１周期の開始から予め決められた時間内に行われたかどうかに応じて、全行一括してリセットする回数を制御することを特徴とする撮像装置。
【請求項８】
前記予め決められた時間は、前記１周期の開始から前記第１の駆動方式による電荷の読み出しが終了するまでの時間から、前記切り替えの指示がなされてから、全行一括してリセットを行うのに必要なタイムラグを引いた時間差であることを特徴とする請求項７に記載の撮像装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−１２９８１７（Ｐ２０１２−１２９８１７Ａ）
【公開日】平成２４年７月５日（２０１２．７．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２７９８６６（Ｐ２０１０−２７９８６６）
【出願日】平成２２年１２月１５日（２０１０．１２．１５）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月５日（２０１２．７．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月１５日（２０１０．１２．１５）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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