[发明专利]摄像装置及其控制方法

说明书

(本申请是申请日为2006年7月19日、申请号为2006100993927、发明名称为“摄像装置”的申请的分案申请。)

技术领域

本发明涉及一种摄像装置中的信号读取技术。

背景技术

图1是用于说明使用固态图像传感器的传统数字静止摄像机的图像传感信号处理系统和感光度/曝光控制系统的结构的电路框图。

附图标记101表示镜头，其用于在像面上形成被摄体图像；102表示光圈，其用于控制已通过镜头的光量；103表示机械快门，其用于允许已通过镜头的光进入像面并持续所需的时间段；104表示固态图像传感器，其对形成的被摄体图像进行光电转换。应当指出，固态图像传感器104的主要的例子是CCD区域传感器。

近年来，越来越多地使用X-Y地址型CMOS区域传感器作为图像传感器。因此，下面说明使用CMOS区域传感器的摄像装置。

附图标记105表示图像传感器驱动电路，其提供具有一定幅值的脉冲用于驱动CMOS区域传感器；106表示CDS电路，其用于对来自CMOS区域传感器的输出进行相关双采样；107表示AGC电路，其用于放大来自CDS电路的输出信号。当使用者根据偏好改变摄像机的感光度设置时，或者当摄像机在低亮度处自动增大增益时，AGC电路的增益设置改变。

附图标记108表示箝位电路，其用于在来自AGC电路的输出信号中将OB(optical black，光学黑体)电位(稍后说明)箝位为基准电位；109表示A/D转换电路，其用于将从箝位电路输出的模拟图像传感信号转换为数字信号。

附图标记110表示视频处理电路，其具有将转换后的数字图像传感信号处理为亮度和颜色视频信号(例如R-Y和B-Y，或者R、G和B信号的色差信号)的视频信号处理电路111。视频处理电路110还具有测光电路112，其根据从CMO S区域传感器输入的信号的电平进行测光。视频处理电路110还具有WB(white balance，白平衡)电路等(未示出)，其基于从CMOS区域传感器输入的信号测量被摄体的色温以提取用于在视频信号处理电路111中进行白平衡的信息。

附图标记113表示定时脉冲产生电路，其对摄像机中的每一个电路产生定时脉冲；114表示CPU，其用于控制摄像机。为了基于来自上述测光电路112的信息控制感光度和曝光，CPU 114具有指示改变上述AGC电路107的增益并指示曝光控制电路116如何进行曝光的功能。

图2是示出传统的使用CMOS区域传感器的摄像装置的电路图。

单位胞元(unit cell)排列在二维矩阵中，单位胞元中的每一个具有放大来自光电二极管201的检测信号的放大晶体管202、选择要读取信号的行的垂直选择晶体管203、以及复位信号电荷的复位晶体管204。应当指出，在图2中，胞元排列在3×3的矩阵中。然而，实际上排列了更多的单位胞元。

水平地址线206从垂直移位电阻器205水平地连接到垂直选择晶体管203的栅极以选择要读取信号的行。相同地，复位线207从垂直移位电阻器205水平地连接到复位晶体管204的栅极。放大晶体管202的源极连接到沿列方向连接的垂直信号线208，负载晶体管209连接到垂直信号线208的一端。垂直信号线208的另一端经由根据从水平移位电阻器210提供的选择脉冲所驱动的水平选择晶体管212连接到水平信号线211。

如图3所示，固态图像传感器具有有效图像传感像素区301和用于调整光学黑体基准的OB像素区302。在OB像素区302中，用铝等对排列在固态图像传感器的外框部分中的光电转换元件(像素)遮光。来自遮光区的输出用作光学黑体基准以进行视频调整，即所谓的箝位处理。

用这种传统的摄像装置拍摄运动图像时，每个帧周期读取一次累积在每一个光电转换元件中的电荷，在所拍摄的视频的一个帧中包含一个图像。在这种情况下，如图4中的A所示，在1H(水平同步)周期中读取一次OB像素区中的输出信号。

在给出的摄像装置中，通过读取OB像素区中的相同位置进行稳定的OB箝位操作，而与任意区和像素信号的读取模式无关，因此优选抑制FPN(fixed pattern noise，固定模式噪声)(参见日本特开平11-196335号公报)。