Твердотельное устройство для съемки изображения и система для съемки изображения

Твердотельное устройство для съемки изображения и система для съемки изображения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Предпосылки создания изобретения

Область техники, к которой относится изобретение

Данное изобретение относится к твердотельному устройству для съемки изображения и к системе для съемки изображения.

Уровень техники

Известно, что в твердотельном устройстве для съемки изображения, где используется датчик изображения на основе комплементарной структуры «металл - оксид - полупроводник» (CMOS-структуры), можно обеспечить функцию фокального электронного затвора. Функция электронного затвора - это функция сброса области накопления информационных зарядов в фотодиоде - в каждом его пикселе - перед тем, как фотодиод начинает накапливать информационный заряд, генерируемый посредством фотоэлектрического преобразования, что позволяет достичь возможности изменять период накопления зарядов фотодиода. При наличии фокального электронного затвора последовательно осуществляются развертка и сброс большого количества пикселей, скомпонованных в виде двумерного массива, от одной строки пикселей к другой синхронно с сигналом горизонтальной синхронизации. По истечении конкретного периода времени информационные заряды, накапливаемые в пикселях, последовательно считываются строка за строкой. Вышеописанный термин «конкретный период времени» означает период накопления зарядов фотодиода, и этот период накопления зарядов одинаков для любой строки, поскольку интервалы сигнала горизонтальной синхронизации (периода горизонтальной развертки) поддерживаются постоянными. С другой стороны, как описано в выложенной заявке Японии № 2004-023615, в качестве меры для устранения шума мерцания (фликкер-шума) известна коррекция длительности одного периода вертикальной развертки путем обеспечения дробного коррекционного периода и изменения длительности периода горизонтальной развертки путем изменения значения отсчета для отсчета разделения.

Представим себе случай, когда коррекция длительности одного периода вертикальной развертки посредством изменения периода горизонтальной развертки путем обеспечения дробного коррекционного периода выполняется в твердотельном устройстве для съемки изображения, имеющем функцию фокального электронного затвора, как описано в выложенной заявке Японии № 2004-023615. В этом случае может возникнуть разность в периодах накопления зарядов между областью, включающей в себя дробный коррекционный период, и областью, не включающей в себя дробный коррекционный период. Если разность в длительности между дробным коррекционным периодом и стандартным периодом увеличивается, это приводит к увеличению разности в уровнях сигналов пикселей между областью, в которой период накопления зарядов включает в себя дробный коррекционный период, и областью, в которой дробный коррекционный период не предусматривается, что вызывает проблему ухудшения качестве изображения.

Раскрытие изобретения

В данном изобретении предложено твердотельное устройство для съемки изображения, включающее в себя массив пикселей, в котором пиксели, каждый из которых включает в себя фотоэлектрический преобразующий элемент для преобразования света в заряд, скомпонованы в виде двумерной матрицы, блок генерирования сигнала синхронизации, генерирующий сигнал горизонтальной синхронизации, имеющий интервал импульсов, соответствующий первому периоду горизонтальной развертки, и интервал импульсов, соответствующий второму периоду горизонтальной развертки, отличающемуся по длительности от первого периода горизонтальной развертки, сканирующую цепь сброса, которая на основании сигнала горизонтальной синхронизации последовательно выбирает пиксели в строках массива пикселей и сбрасывает заряд, накопленный в фотоэлектрическом преобразующем элементе, и сканирующую цепь считывания, которая на основании сигнала горизонтальной синхронизации последовательно выбирает пиксели в строках массива пикселей и считывает сигнал пикселя, причем в каждом пикселе заряд накапливается в период накопления зарядов, начинающийся, когда сканирующая цепь сброса осуществляет сброс, и заканчивающийся, когда сканирующая цепь считывания осуществляет считывание, и при этом в одном периоде вертикальной развертки, определяемом интервалом импульсов сигнала вертикальной синхронизации, сигнал горизонтальной синхронизации генерируется таким образом, что первый период горизонтальной развертки и второй период горизонтальной развертки наступают множество раз и таким образом, что второй период горизонтальной развертки наступает периодически.

Дополнительные признаки данного изобретения станут ясными из нижеследующего описания возможных вариантов осуществления, приводимого со ссылками на прилагаемые чертежи.

Краткое описание чертежей

На фиг. 1А и 1В представлены концептуальные диаграммы, иллюстрирующие процесс, связанный с твердотельным устройством для съемки изображения, соответствующим варианту осуществления данного изобретения.

На фиг. 2 представлена схема, иллюстрирующая пример конфигурации твердотельного устройства для съемки изображения, соответствующего варианту осуществления данного изобретения.

На фиг. 3А и 3В представлены концептуальные диаграммы, иллюстрирующие взаимосвязь между положением вставления дробного коррекционного периода и периодом накопления зарядов.

На фиг. 4А и 4В представлены схематические диаграммы, иллюстрирующие взаимосвязи между отсчетом, сигналом вертикальной синхронизации и сигналом горизонтальной синхронизации.

На фиг. 5 представлена блок-схема последовательности операций, иллюстрирующая работу счетчика горизонтальной развертки.

На фиг. 6 представлена блок-схема последовательности операций, иллюстрирующая работу счетчика вертикальной развертки.

На фиг. 7 представлена блок-схема последовательности операций, иллюстрирующая работу счетчика вертикальной развертки.

На фиг. 8А и 8В представлены схематические диаграммы, иллюстрирующие взаимосвязи между отсчетом, сигналом вертикальной синхронизации и сигналом горизонтальной синхронизации.

На фиг. 9 представлена блок-схема последовательности операций, иллюстрирующая работу счетчика вертикальной развертки.

На фиг. 10А и 10В представлены концептуальные диаграммы, иллюстрирующие взаимосвязь между положением вставления дробного коррекционного периода и периодом накопления зарядов.

На фиг. 11А и 11В представлены схематические диаграммы, иллюстрирующие взаимосвязи между отсчетом, сигналом вертикальной синхронизации и сигналом горизонтальной синхронизации.

На фиг. 12 представлена блок-схема последовательности операций, иллюстрирующая работу счетчика вертикальной развертки.

На фиг. 13 представлена блок-схема последовательности операций, иллюстрирующая работу счетчика вертикальной развертки.

На фиг. 14 представлена блок-схема, иллюстрирующая пример конфигурации системы для съемки изображения.

Осуществление изобретения

Первый вариант осуществления

На фиг. 1А и 1В представлены концептуальные диаграммы, иллюстрирующие принцип обработки, связанный с твердотельным устройством для съемки изображения, соответствующим первому варианту осуществления данного изобретения. Позиция 101 обозначает иллюстрацию сравнительного примера, а позиция 102 - обозначает иллюстрацию варианта осуществления данного изобретения.

В данном варианте осуществления дробный коррекционный период, который является остатком, возникающим, когда один период вертикальной развертки делится на стандартную величину одного периода горизонтальной развертки, разделяют на множество отрезков и периодически вставляют их, так что количество дробных коррекционных периодов, заключенных в периодах накопления зарядов, является одинаковым для каждой строки. Вставление множества дробных коррекционных периодов приводит к уменьшению разности в длительности между дробным коррекционным периодом и стандартным периодом. В результате, можно достичь высокой одинаковости применительно к периоду накопления зарядов. На фиг. 1А и 1В отображено в качестве примера допущение, заключающееся в том, что период накопления зарядов задан равным четырем периодам горизонтальной развертки посредством фокального электронного затвора.

На фиг. 1А представлен сравнительный пример 101 для упрощения понимания эффектов данного варианта осуществления. В этом сравнительном примере 101 вставлен лишь один дробный коррекционный период. В случае фокального электронного затвора период накопления зарядов в каждой строке определяется в единицах периодов горизонтальной развертки. Следовательно, период накопления зарядов в каждой строке равен либо времени Та, задаваемом суммой четырех стандартных периодов горизонтальной развертки, либо временем Tb, задаваемым суммой трех стандартных периодов горизонтальной развертки и одного дробного коррекционного периода горизонтальной развертки. В этом случае существует большая разность между дробным коррекционным периодом и стандартным периодом, а разность в периоде накопления зарядов от одной строки к другой может быть равновелика разности, обуславливаемой дробным коррекционным периодом.

В еще одном сравнительном примере 101, показанном на фиг. 1B, три дробных коррекционных периода горизонтальной развертки вставлены во вторую половину периода вертикальной развертки. Следовательно, разность между стандартным периодом и дробным коррекционным периодом уменьшается до 1/3 разности в сравнительном примере 101, показанном на фиг. 1A. Вместе с тем период накопления зарядов изменяется по строкам в пределах диапазона от времени Та, равного сумме четырех стандартных периодов горизонтальной развертки, до времени Те, равного сумме одного стандартного периода горизонтальной развертки и трех дробных коррекционных периодов горизонтальной развертки. Следовательно, разность между Те и Та равна остатку, который возникает, когда один период вертикальной развертки делят на стандартный период горизонтальной развертки, и при этом уменьшение разности в периоде накопления зарядов от строки к строке не достигается.

С другой стороны, в варианте 102 осуществления данного изобретения, показанном на фиг. 1A и 1B, дробный коррекционный период горизонтальной развертки вставляется через каждые три периода горизонтальной развертки, и поэтому имеем в общей сложности три дробных коррекционных периода горизонтальной развертки в одном периоде вертикальной развертки. Следовательно, период накопления зарядов в каждой строке равен либо времени Tc, определяемому суммой трех стандартных периодов горизонтальной развертки и одного коррекционного периода горизонтальной развертки, либо времени Td, определяемому суммой двух стандартных периодов горизонтальной развертки и двух дробных коррекционных периодов горизонтальной развертки. В данном варианте осуществления, в результате вставления трех дробных коррекционных периодов горизонтальной развертки, разность между стандартным периодом и дробным коррекционным периодом уменьшается до 1/3 той, которая была в сравнительном примере 101, показанном на фиг. 1A and 1B. Таким образом, разность в периоде накопления зарядов от строки к строке уменьшается до 1/3.

Фиг. 2 иллюстрирует пример конфигурации твердотельного устройства для съемки изображения, соответствующего варианту осуществления данного изобретения. На фиг. 2 массив 201 пикселей включает в себя скомпонованные в виде двумерного массива пиксели, каждый из которых включает в себя фотоэлектрический преобразующий элемент для фотоэлектрического преобразования входного света в заряд. Сканирующая схема 203 считывания и сканирующая схема 204 сброса работают как вертикальная сканирующая схема, выбирая строку, проходящую в горизонтальном направлении, в массиве 201 пикселей. Информационный заряд, накопленный в каждом пикселе в строке, выбираемой посредством сканирующей схемы 203 считывания, считывается, строка за строкой, посредством схемы 206 считывания. В нижеследующем тексте последовательность операций последовательного сканирования строк массива 201 пикселей, осуществляемой посредством сканирующей схемы 203 считывания, и считывания информационных зарядов, накапливаемых в пикселе, осуществляемого посредством схемы 206 считывания, будет называться операцией сканирования для считывания. Сигнал, считываемый схемой 206 считывания, будет называться сигналом пикселей.

С другой стороны, операция, осуществляемая сканирующей схемой 204 сброса с целью последовательного сканирования конкретных строк в конкретной зоне массива 201 пикселей и сброса электрических сигналов, накапливаемых в пикселях, с достижением заранее определенного потенциала будет называться операцией сканирования для сброса. Конкретную зону можно задать так, что сканирующая схема 203 считывания или сканирующая схема 204 сброса будет считывать сигнал из схемы 202 тактового генератора, и будет происходить считывание или сброс всех или некоторых строк в массиве 201 пикселей. Период накопления зарядов, в котором происходит накопление электрического заряда в одном из пикселей, управляется посредством периода, проходящего от операции сканирования для сброса до операции сканирования для считывания (посредством фокального электронного затвора).

Горизонтальная сканирующая схема 205 представляет собой схему развертки, предназначенную для выбора столбца массива 201 пикселей. Сигнал пикселей, считываемый строка за строкой посредством схемы 206 считывания, последовательно выдается столбец за столбцом, выбираемыми горизонтальной сканирующей схемой 205. Сигнал пикселей, выдаваемый из схемы 206 считывания, преобразуется аналого-цифровым преобразователем (АЦП) 207 из аналоговой формы в цифровую форму. Блок 208 обработки изображений осуществляет разновидности обработки изображений, включая исправление дефектов, устранение шума и т.д., над сигналом пикселей, преобразованным в цифровую форму.

Вертикальный сканирующий сигнал, предназначенный для управления сканирующей схемы 203 считывания, а также сканирующей схемы 204 сброса, и сигнал горизонтальной развертки, предназначенный для управления горизонтальной сканирующей схемы 205, генерируются схемой 202 тактового генератора. Схема 202 тактового генератора генерирует сигнал вертикальной развертки и сигнал горизонтальной развертки синхронно с сигналом вертикальной синхронизации и сигналом горизонтальной синхронизации, выдаваемым из блока 200 генерирования сигналов синхронизации. Таким образом, тактирование, связанное с операцией сканирования для сброса и операцией сканирования для считывания, для управления фокальным электронным затвором определяется сигналом вертикальной синхронизации и сигналом горизонтальной синхронизации, выдаваемым из блока 200 генерирования сигналов синхронизации.

Когда частота смены кадров, с которой происходит захват изображения, равна 60 кадрам в секунду, один период вертикальной развертки, определяемый интервалом сигналов вертикальной синхронизации, составляет примерно 16,7 мс. Если период горизонтальной развертки, определяемый интервалом сигналов горизонтальной синхронизации, составляет 10 мкс, возникает остаток 6,7 мкс. Чтобы достичь постоянной частоты смены кадров, вставляют строку с отличающимся периодом горизонтальной развертки. Такую строку называют дробным коррекционным периодом.

В данном варианте осуществления остаток, который возникает, когда один период вертикальной развертки разделяют одним стандартным периодом горизонтальной развертки, делится на множество отрезков, т.е. множество дробных коррекционных периодов, а эти дробные коррекционные периоды периодически вставляются, вследствие чего достигается высокая одинаковость применительно к количеству дробных коррекционных периодов, заключаемых в периоде накопления зарядов.

На фиг. 3А и 3В представлены концептуальные диаграммы, иллюстрирующие взаимосвязи между положениями вставления дробных коррекционных периодов и периодом накопления зарядов в каждой строке в соответствии с первым вариантом осуществления данного изобретения. На фиг. 3А и 3B отображено в качестве примера допущение, заключающееся в том, что период накопления зарядов равен четырем периодам горизонтальной развертки. В примере, показанном на фиг. 3А и 3В, работа фокального электронного затвора осуществляется таким образом, что операция сканирования для сброса начинается в момент t1, а операция сканирования для считывания начинается в момент t5. Период Та накопления зарядов в первой строке задается временем от момента t1, в который осуществляется операция 301 сброса, до момента t5, в который осуществляется операция 302 считывания. Период Та накопления зарядов включает в себя четыре периода горизонтальной развертки, два из которых являются дробными коррекционными периодами 303 горизонтальной развертки, а остальные два - стандартными периодами 304 горизонтальной развертки. С другой стороны, период Tb накопления зарядов во второй строке задается периодом от момента t2, в который осуществляется операция 301 сброса, до момента t6, в который осуществляется операция 302 считывания. Период Tb накопления зарядов включает в себя четыре периода горизонтальной развертки, один из которых является дробным коррекционным периодом 303 горизонтальной развертки, а остальные три - стандартными периодами 304 горизонтальной развертки. В третьей и следующих строках период накопления зарядов задают аналогичным образом. Следовательно, период накопления зарядов в любой из строк с первой по девятую равен либо Та, либо Tb, а более конкретно, периоды накопления зарядов для строк с первой по девятую, соответственно, составляют Та, Tb, Tb, Та, Tb, Tb, Та, Tb и Tb. Разность в периоде накопления зарядов, т.е. Та - Tb, равна разности между дробным коррекционным периодом 303 и стандартным периодом 304.

В данном варианте осуществления три дробных коррекционных периода горизонтальной развертки вставляются в один период вертикальной развертки, и поэтому разность между дробным коррекционным периодом и стандартным периодом уменьшается до 1/3 той, которая существует в случае, когда вставляется лишь один дробный коррекционный период горизонтальной развертки. Таким образом, скачкообразно появляющаяся разность в сигнале пикселей, возникающая из-за разности в периоде накопления зарядов по строкам, уменьшается до 1/3. Кроме того, поскольку дробные коррекционные периоды вставляются рассредоточенно в периодических положениях, строки, имеющие разные периоды накопления зарядов, (строки, имеющие период Та накопления зарядов, и строки, имеющие период Tb накопления зарядов) рассредоточены, и поэтому скачкообразно появляющиеся разности в сигнале пикселей становятся визуально менее заметными.

Далее описывается конкретный способ рассредоточенного вставления дробных коррекционных периодов в периодических положениях. На фиг. 4А и 4В представлены схематические диаграммы, иллюстрирующие взаимосвязи между отсчетом счетчика вертикальной развертки, отсчетом счетчика горизонтальной развертки, сигналом вертикальной синхронизации и сигналом горизонтальной синхронизации в соответствии с первым вариантом осуществления изобретения. Отметим, что схематические диаграммы, показанные на фиг. 4А и 4В, иллюстрируют внутренний процесс, осуществляемый блоком 200 генерирования сигналов синхронизации, показанным на фиг. 2.

В данном варианте осуществления один дробный коррекционный период с отличающимся отсчетом горизонтальной развертки вставляется через каждые три периода горизонтальной развертки. Фиг. 4A иллюстрирует случай, в котором дробный коррекционный период 303 длительнее, чем стандартный период 304 (Nh2>Nh1). Фиг. 4B иллюстрирует случай, в котором дробный коррекционный период 303 короче, чем стандартный период 304 (Nh2<Nh1). Когда отсчет CntV вертикальной развертки счетчика вертикальной развертки и отсчет CntC циклов счетчика циклов равны 0, отсчет CntH горизонтальной развертки счетчика горизонтальной развертки происходит от 0 до отсчета Nh1 горизонтальной развертки (стандартный период 304). В нижеследующем тексте отсчет CntV вертикальной развертки счетчика вертикальной развертки будет называться отсчетом CntV, отсчет CntC циклов счетчика циклов будет назваться отсчетом CntC, а отсчет CntH горизонтальной развертки счетчика горизонтальной развертки будет называться отсчетом CntH.

Когда отсчет CntH достигает значения Nh1 отсчета горизонтальной развертки, отсчет CntC и отсчет CntV получают приращения на 1 и поэтому они становятся равными 1, а отсчет CntH происходит от 0 до значения Nh1 отсчета горизонтальной развертки (стандартный период 304).

Отсчет CntH достигает значения Nh1, отсчет CntC и отсчет CntV получают приращения на 1 и поэтому они становятся равными 2. Когда отсчет CntC равен 2, отсчет CntH происходит от 0 до отсчета Nh2 горизонтальной развертки, который отличается от стандартного значения (дробный коррекционный период 303).

Когда отсчет CntH достигает значения Nh2, отсчет CntC инициализируется в 0, а отсчет CntV получает приращение на 1, и поэтому отсчет CntV становится равным 3. Отсчет CntH происходит от 0 до значения Nh1 отсчета горизонтальной развертки (стандартный период 304).

Затем эта операция осуществляется повторно аналогичным образом до тех пор, пока отсчет CntV не достигнет значения 11 отсчета строк при вертикальной развертке. Если отсчет CntV достигает 11, отсчет CntC достигает 2, а отсчет CntH достигает Nh2, то отсчеты CntV, CntC и CntH инициализируются, т.е. в 0. В данном примере один период вертикальной развертки включает в себя 12 периодов горизонтальной развертки, соответствующих отсчету CntV от 0 до 11.

Дробные коррекционные периоды 303 предусмотрены для коррекции длительности одного периода горизонтальной развертки. Пороговое значение Nhl отсчета CntH указывает длительность стандартного периода 304 и определяется суммой количества действующих горизонтальных пикселей, количества горизонтальных пикселей, черных по выбору (горизонтальных ОВ-пикселей), и количества интервалов горизонтального гашения. С другой стороны, пороговое значение Nh2 отсчета CntH указывает длительность дробного коррекционного периода 303, и это пороговое значение Nh2 определяется так, чтобы обеспечить коррекцию длительности периода вертикальной развертки.

Таким образом, в данном варианте осуществления, четыре дробных коррекционных периода 303 горизонтальной развертки вставляются в один период вертикальной развертки, а длительность одного периода вертикальной развертки корректируется путем изменения порогового значения Nh2 отсчета CntH, которое указывает длительность дробного коррекционного периода 303. Синхронно со временем инициализации отсчета CntH в 0 утверждается сигнал горизонтальной синхронизации. Кроме того, синхронно со временем инициализации отсчета CntV в 0 поддерживается сигнал вертикальной синхронизации. Как описано выше, посредством использования отсчета CntH, отсчета CntV и отсчета CntC можно вставлять дробные коррекционные периоды 303 в желательных циклах в одном периоде горизонтальной синхронизации таким образом, что дробные коррекционные периоды 303 оказываются в периодических положениях.

Далее, работа согласно каждому из отсчета CntH, отсчета CntV и отсчета CntC будет описана с дополнительными нижеследующими подробностями и со ссылками на блок-схему последовательности операций. На фиг. 5 представлена блок-схема последовательности операций, иллюстрирующая работу согласно отсчету CntH горизонтальной развертки, отображающему состояние счетчика горизонтальной развертки в соответствии с первым вариантом осуществления данного изобретения. Когда начинается операция захвата изображения, счетчик горизонтальной развертки инициализирует отсчет CntH в 0 (этап S51). После этого счетчик горизонтальной развертки определяет, равен ли отсчет CntC циклов значению Nc (этап S52). Отметим, что Nc - это пороговое значение, которое определяет выраженный в единицах периодов горизонтальной развертки цикл наступления дробного коррекционного периода. Например, в варианте осуществления, описанном выше со ссылками на фиг. 4A и 4B, один дробный коррекционный период горизонтальной развертки наступает через каждые три периода горизонтальной развертки, и поэтому Nc=3 - 1=2. Когда отсчет CntC равен Nc, определяется, что наступает дробный коррекционный период, а когда отсчет CntC не равен Nc, определяется, что наступает стандартный период.

Сначала описывается последовательность обработки для случая, в котором отсчет CntC не равен значению Nc. Если отсчет CntC не равен значению Nc, то счетчик горизонтальной развертки определяет, что текущий период является стандартным периодом, и счетчик горизонтальной развертки определяет, равен ли отсчет CntH значению Nhl (этап S53). Если отсчет CntH не равен значению Nhl, то счетчик горизонтальной развертки придает приращение отсчету CntH (этап S54) и возвращается к этапу S52. Если отсчет CntH равен значению Nhl, то счетчик горизонтальной развертки возвращается к этапу S51 и инициализирует CntH в 0.

Затем описывается последовательность обработки для случая, в котором отсчет CntC равен значению Nc. Когда отсчет CntC равен значению Nc, счетчик горизонтальной развертки определяет, что текущий период является дробным коррекционным периодом, и счетчик горизонтальной развертки определяет, равен ли отсчет CntH значению Nh2 (этап S55). Когда отсчет CntH не равен значению Nh2, счетчик горизонтальной развертки придает приращение отсчету CntH (этап S54) и возвращается к этапу S52. Если отсчет CntH равен значению Nh2, то счетчик горизонтальной развертки возвращается к этапу S51 и инициализирует CntH в 0.

На фиг. 6 представлена блок-схема последовательности операций, иллюстрирующая работу согласно отсчету CntV вертикальной развертки, отображающему состояние счетчика вертикальной развертки в соответствии с первым вариантом осуществления данного изобретения. Когда начинается операция захвата изображения, счетчик вертикальной развертки инициализирует отсчет CntV в 0 (этап S61). После этого счетчик вертикальной развертки определяет, равен ли 0 отсчет CntH (этап S62). Когда отсчет CntH не равен 0, процесс возвращается к этапу S62, и, таким образом, отсчет CntV поддерживается до тех пор, пока отсчет CntH не становится равным 0. Когда отсчет CntH равен 0, счетчик вертикальной развертки определяет, равен ли отсчет CntV значению Nv (этап S63). Nv - это пороговое значение, которое определяет количество периодов горизонтальной развертки, которые должны быть включены в один период вертикальной развертки. Например, в варианте осуществления, показанном на фиг. 4A и 4B, один период вертикальной развертки включает в себя 12 периодов горизонтальной развертки, и поэтому Nv=12-1=11. Если отсчет CntV не равен значению Nv, то счетчик вертикальной развертки придает приращение отсчету CntV (этап S64) и возвращается к этапу S62. Если отсчет CntV равен значению Nv, это означает, что достигнут конец одного периода вертикальной развертки, и поэтому счетчик вертикальной развертки возвращается к этапу S61 и инициализирует отсчет CntV в 0.

На фиг. 7 представлена блок-схема последовательности операций, иллюстрирующая работу согласно отсчету CntC циклов, отображающему состояние счетчика циклов в соответствии с первым вариантом осуществления данного изобретения. Когда начинается операция захвата изображения, счетчик циклов инициализирует отсчет CntC в 0 (этап S71). После этого счетчик циклов определяет, равен ли 0 отсчет CntH (этап S72). Когда отсчет CntH не равен 0, процесс возвращается к этапу S72, и поэтому отсчет CntC поддерживается до тех пор, пока отсчет CntH не становится равным 0. Когда отсчет CntH равен 0, счетчик вертикальной развертки определяет, равен ли отсчет CntV значению Nv (этап S73). Если отсчет CntV равен значению Nv, то это означает, что достигнут конец одного периода вертикальной развертки, и потому счетчик вертикальной развертки возвращается к этапу S71 и инициализирует отсчет CntC в 0. Если отсчет CntV не равен значению Nv, то счетчик вертикальной развертки определяет, равен ли отсчет CntC значению Nc (этап S74). Если отсчет CntC не равен значению Nc, то счетчик вертикальной развертки придает приращение отсчету CntC (этап S75) и возвращается к этапу S71. Если отсчет CntC равен значению Nc, это означает, что достигнут последний цикл вставления дробного коррекционного периода, и поэтому счетчик вертикальной развертки возвращается к этапу S71 и инициализирует CntC в 0.

В вышеописанном варианте осуществления сделано допущение, заключающееся в том, что CntH, отсчет CntV и отсчет CntC осуществляются счетчиками прямого отсчета. В альтернативном варианте, для достижения эффектов данного варианта осуществления, можно использовать счетчики обратного отсчета или счетчики кода Грея.

В вариантах осуществления, описанных выше, для простоты иллюстрации сделано допущение о том, что один период вертикальной развертки включает в себя 9-12 периодов горизонтальной развертки. Отметим, что количество периодов горизонтальной развертки не ограничивается этим диапазоном.

Например, в случае устройства для съемки изображения, включающего в себя 1920 пикселей в горизонтальном направлении и 1080 пикселей в вертикальном направлении, один период вертикальной развертки включает в себя 1080 периодов горизонтальной развертки. Если один дробный коррекционный период, имеющий отличающийся отсчет горизонтальной развертки, вставляется через каждые три периода горизонтальной развертки, как в данном варианте осуществления, то имеются 360 дробных коррекционных периодов. Следовательно, данный вариант осуществления дает возможность уменьшить разность в длительности между стандартным периодом и дробным коррекционным периодом до 1/360 разности, получаемой в случае, когда один дробный коррекционный период вставлен в один период горизонтальной развертки. Поэтому скачкообразно появляющаяся разность в сигнале пикселей, возникающая из-за разности в периоде накопления зарядов между строками, становится равной 1/360. То есть в данном варианте осуществления, чем больше количество периодов горизонтальной развертки, заключенных в одном периоде вертикальной развертки, тем большее уменьшение достигается в скачкообразно появляющейся разности в сигнале пикселей, возникающей из-за разности в периоде накопления зарядов от строки к строке.

Если разность в длительности между дробным коррекционным периодом и стандартным периодом, т.е. |Nh2-Nh11|, задается равной наименьшему возможному значению отсчета CntH (например, тактовой частоте, с которой происходит отсчет CntH), появляется возможность дополнительного уменьшения скачкообразно появляющейся разности в сигнале пикселей, возникающей из-за разности в периоде накопления зарядов между строками.

Как описано выше, блок 200 генерирования сигналов синхронизации генерирует сигнал горизонтальной синхронизации и сигнал вертикальной синхронизации. Сигнал горизонтальной синхронизации имеет интервал импульсов, определяющий стандартный период 304 (первый период горизонтальной развертки), и интервал импульсов, определяющий дробный коррекционный период 303 (второй период горизонтальной развертки), имеющий длительность, отличающуюся от длительности стандартного периода 304. На основании сигнала горизонтальной синхронизации сканирующая схема 204 сброса последовательно выбирает пиксели в строке массива 201 пикселей и сбрасывает электрические заряды, накапливаемые в элементах фотоэлектрического преобразования. На основании сигнала горизонтальной синхронизации сканирующая схема 203 считывания последовательно выбирает подлежащие считыванию пиксели в строке массива 201 пикселей, и сканирующая схема 203 считывания считывает сигнал пикселей из выбранных пикселей. Каждый пиксель накапливает информационный заряд в течение периода от момента, в который пиксель сбрасывается сканирующей схемой 204 сброса, до момента, в который сигнал пикселей считывается сканирующей схемой 203 считывания. Как показано на фиг. 1A and 1B, а также на фиг. 3, в одном периоде вертикальной развертки, определяемом интервалом импульсов сигнала вертикальной синхронизации, сигнал горизонтальной синхронизации генерируется таким образом, что стандартный период 304 (первый период горизонтальной развертки), а также дробный коррекционный период 303 (второй период горизонтальной развертки) наступает множество раз. Дробный коррекционный период 303 (второй период горизонтальной развертки) наступает периодически.

Как показано на фиг. 4А и 4В, количество (например, 12) периодов горизонтальной развертки в одном периоде вертикальной развертки, определяемое интервалом импульсов сигнала горизонтальной синхронизации, является кратным цикла (например, 3 периода) наступления дробного коррекционного периода 303 (второго периода горизонтальной развертки). В периоде накопления зарядов сигнал горизонтальной синхронизации генерируется таким образом, что наступают и стандартный период 304 (первый период горизонтальной развертки), и дробный коррекционный период 304 (второй период горизонтальной развертки).

Блок 200 генерирования сигналов синхронизации включает в себя счетчик вертикальной развертки, счетчик циклов и счетчик горизонтальной развертки. Как показано на фиг. 6, чтобы задать длительность одного периода вертикальной развертки, счетчик вертикальной развертки ведет отсчет CntV количества периодов горизонтальной развертки, которые наступают на интервалах импульсов сигнала горизонтальной синхронизации. Как показано на фиг. 7, чтобы задать длительность периода горизонтальной развертки, равную стандартному периоду 304 (первому периоду горизонтальной развертки) или дробному коррекционному периоду 303 (второму периоду горизонтальной развертки), счетчик циклов периодически ведет отсчет CntC количества периодов горизонтальной развертки. Как показано на фиг. 5, чтобы задать длительность периода горизонтальной развертки, равную стандартному периоду 304 (первому периоду горизонтальной развертки) или дробному коррекционному периоду 303 (второму периоду горизонтальной развертки), счетчик горизонтальной развертки ведет отсчет CntH длительности периода горизонтальной развертки. Как показано на фиг. 4A и 4B, отсчет CntC циклов счетчика циклов инициализируется в 0, синхронно со временем инициализации отсчета CntV вертикальной развертки в 0, счетчика вертикальной развертки в 0.

Согласно варианту осуществления, фокальным электронным затвором можно управлять таким образом, что достигается высокая одинаковость периода накопления зарядов по строкам. В результате, появляется возможность уменьшить разность в уровне сигнала пикселей из-за разности в периоде накопления зарядов между строками и тем самым достичь повышения качества изображения.

Второй вариант осуществления

Ниже описывается второй вариант осуществления данного изобретения, а основное внимание при этом уделяется отличиям от первого варианта осуществления. Второй вариант осуществления отличается от первого варианта осуществления работой согласно отсчету CntC циклов, отображающему состояние счетчика циклов. Этот вариант осуществления обеспечивает преимущество, заключающееся в том, что высокой одинаковости по строкам применительно к периоду накопления зарядов можно достичь даже в случае, если количество периодов горизонтальной развертки, заключенных в одном периоде вертикальной развертки, не равно кратному цикла вставления дробных коррекционных периодов.

На фиг. 8А и 8В представлены схематические диаграммы, иллюстрирующие взаимосвязи между отсчетом счетчика вертикальной развертки, отсчетом счетчика горизонтальной развертки, сигналом вертикальной синхронизации и сигналом горизонтальной синхронизации в соответствии со вторым вариантом осуществления данного изобретения. Отметим, что схематические диаграммы, показанные на фиг. 8A и 8B, иллюстрируют внутренний процесс, осуществляемый блоком 200 генерирования сигналов синхронизации, показанным на фиг. 2. В данном варианте осуществления один дробный коррекционный период с отличающимся отсчетом горизонтальной развертки вставляется через каждые три периода горизонтальной развертки. Фиг. 8A иллюстрирует случай, в котором дробный коррекционный период 303 длительнее, чем стандартный период 304 (Nh2>Nh1). Фиг. 8B иллюстрирует случай, в котором дробный коррекционный период 303 короче, чем стандартный период 304 (Nh2<Nh1). В данном вариан