(57)【要約】【課題】本発明は、画像処理ユニットの動作開始に伴うノイズレベル変動により画像データが影響を受けない固体撮像装置、そのような固体撮像装置に用いられるイメージセンサ及び画像処理装置、及び撮像方法を提供することを目的とする。【解決手段】固体撮像装置は、撮像素子からの画像データをタイミング信号と共に出力するイメージセンサと、イメージセンサから出力される画像データに対してタイミング信号が指示するタイミングから所定の遅延時間後に所定の信号処理を実行する画像処理ユニットを含み、イメージセンサは画像データの有効期間の始点を指示する第１のタイミングよりも少なくとも所定の遅延時間だけ早い第２のタイミングを指示するようにタイミング信号を出力し、第２のタイミングから画像データの有効期間の始まるまではダミーデータを出力することを特徴とする。【選択図】図５
2006014175.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像素子からの画像データをタイミング信号と共に出力するイメージセンサと、
該イメージセンサから出力される該画像データに対して該タイミング信号が指示するタイミングから処理遅延時間後に所定の信号処理が施された画像データを出力する画像処理ユニット
を含み、該イメージセンサは該画像データの有効期間の始点を指示する第１のタイミングよりも少なくとも該処理遅延時間分早い第２のタイミングを指示するように該タイミング信号を出力し、該第２のタイミングから該画像データの有効期間の始まるまではダミーデータを出力することを特徴とする固体撮像装置。
【請求項２】
該イメージセンサは該画像データよりも以前に出力した画像データの一部を保持しておく記憶回路を含み、該記憶回路から読み出したデータを該ダミーデータとして出力することを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置。
【請求項３】
該記憶回路に記憶されるデータは該以前に出力した画像データの先頭の部分のデータであることを特徴とする請求項２記載の固体撮像装置。
【請求項４】
該ダミーデータはＸ画素分のデータであり、該記憶回路は該Ｘ画素分のデータを保持することを特徴とする請求項２記載の固体撮像装置。
【請求項５】
該ダミーデータはＸ画素分のデータであり、該記憶回路は該Ｘ画素より少ない数の画素分のデータを保持し、該イメージセンサは該記憶回路に保持されるデータを繰り返し読み出すことで該Ｘ画素分の該ダミーデータを出力することを特徴とする請求項２記載の固体撮像装置。
【請求項６】
該画像処理ユニットから出力されるタイミング信号を補正することで、該画像処理ユニットから出力される画像データの有効期間の始点を指示する補正タイミング信号を生成する水平同期補正ユニットを更に含むことを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置。
【請求項７】
該水平同期補正ユニットは、該画像処理ユニットから出力されるタイミング信号の指示するタイミングを該ダミーデータの長さに等しい長さだけ遅らせることで該補正タイミング信号を生成することを特徴とする請求項６記載の固体撮像装置。
【請求項８】
撮像素子と、
該撮像素子からの画像データをタイミング信号と共に出力するタイミング生成器
を含み、タイミング生成器は該画像データの有効期間の始点を指示する第１のタイミングよりも少なくとも該画像データの画像処理に必要な処理遅延時間分早い第２のタイミングを指示するように該タイミング信号を出力し、該第２のタイミングから該画像データの有効期間の始まるまではダミーデータを出力することを特徴とするイメージセンサ。
【請求項９】
イメージセンサからダミーデータ及び有効データを含む画像データとタイミング信号とを受け取り、該画像データに対して該タイミング信号の指示するタイミングから処理遅延時間後に所定の信号処理が施された画像データを出力する画像処理ユニットであって、該信号処理適用後の該画像データを出力すると共に該出力画像データに含まれる有効データの始点を指示するタイミング信号を出力することを特徴とする画像処理装置。
【請求項１０】
撮像素子から得られる画像データの有効期間の始点を指示する第１のタイミングよりも所定の時間だけ早い第２のタイミングを指示するようにタイミング信号をイメージセンサから出力し、
該第２のタイミングから該画像データの有効期間の始まるまではダミーデータを該イメージセンサから出力し、
該ダミーデータに続いて該画像データを該イメージセンサから出力し、
該イメージセンサから出力される該ダミーデータ及び該画像データに対して該タイミング信号が指示する該第２のタイミングから該所定の時間以内に所定の信号処理を画像処理ユニットにより実行し、
該信号処理適用後の画像データと共に該信号処理適用後の画像データの有効期間の始点を指示するタイミング信号を該画像処理ユニットから出力する
各段階を含むことを特徴とする撮像方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に固体撮像装置、イメージセンサ、画像処理装置、及び撮像方法に関し、詳しくはイメージセンサにより画像信号を取り込んだ後に所定の信号処理を行う固体撮像装置、そのような固体撮像装置に用いられるイメージセンサ及び画像処理装置、及び撮像方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＣＤやＣＭＯＳ等のイメージセンサを搭載した固体撮像装置においては、イメージセンサから読み出した信号に対して所定の信号処理を適用して画面出力用の画像信号を生成し、この画像信号が次段に供給される。この固体撮像装置における信号処理として、画像信号中の欠陥画素のデータを処理して欠陥を補正する欠陥画素補正、ＲＧＢベイヤ配列の色情報に基づいて各画素に対する色データを求める色補間、色データをもとにレンズのひずみを補正するシェーディング補正、自動ホワイトバランス処理、ガンマ補正処理、エッジ処理等が実行される。
【０００３】
図１は、従来の固体撮像装置の構成の一例を示す構成図である。図１の固体撮像装置は、イメージセンサ１０と画像処理ユニット１１とを含む。イメージセンサ１０は、水平同期信号、垂直同期信号、及びクロック信号と共に、撮像した画像信号をデジタルデータとして画像処理ユニット１１に供給する。画像処理ユニット１１は上記のような種々の信号処理を実行することで、画面出力用のデジタル画像データを生成し、水平同期信号、垂直同期信号、及びクロック信号と共に次段に供給する。
【０００４】
イメージセンサ１０は、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の固体撮像素子の画素配列２１、ノイズキャンセル回路（ＣＤＳ）２２、増幅器２３、アナログ・デジタル変換器（ＡＤＣ）２４、及びタイミング生成器２５を含む。画素配列２１は、受光部として縦横に配列された複数のホトダイオードであり、これらのホトダイオードが撮像用の各画素（ピクセル）を構成する。この画素単位で入射光が光電変換され、光電変換された電荷が電荷蓄積部分に蓄積され読み出される。ノイズキャンセル回路２２は、例えば相関２重サンプリング（Correlated Double Sampling）により、ノイズを軽減しつつ画素配列２１から画像信号を読み出す。読み出された画像信号は、差動増幅器２３により増幅され、アナログ・デジタル変換器２４によりアナログ信号からデジタル信号に変換される。こうして生成されたデジタル画像信号がタイミング生成器２５に供給される。
【０００５】
タイミング生成器２５は、デジタル画像信号に同期させて垂直同期信号、水平同期信号、及びクロック信号を生成し、これらの信号をデジタル画像データと共に画像処理ユニット１１に供給する。この際デジタル画像データは、１つの水平ラインの画像データを一纏まりとして、各水平ラインの画像データが各纏まり毎に順次出力される。各水平ライン間には絞り調整等に要する時間のためのマージンとして、画像データの存在しないブランキング期間が設けられる。水平同期信号は、各水平ラインの画像データの有効データ期間を示す信号であり、各水平ラインのデータが存在する期間においてＨＩＧＨでありそれ以外の期間においてＬＯＷとなる。
【０００６】
画像処理ユニット１１は、水平同期信号がＨＩＧＨになる期間において、供給される画像データに対して上記のような種々の信号処理を適用し、画面出力用のデジタル画像データを出力する。また、この出力画像データに同期して、垂直同期信号、水平同期信号、及びクロック信号を出力する。
【０００７】
図２は、画像処理ユニット１１に入力される各種信号及び画像処理ユニット１１から出力される各種信号のタイミング関係を示すタイミング図である。図２において、（ａ）は入力側の垂直同期信号、（ｂ）は入力側の水平同期信号、（ｃ）は入力側の画像データである。また（ｄ）は出力側の垂直同期信号、（ｅ）は出力側の水平同期信号、（ｆ）は出力側の画像データである。図２に示されるように、垂直同期信号がＨＩＧＨの期間において、第１ラインから第ｎラインまでの計ｎラインの画像データが供給される。各ラインの画像データはｍ画素分に相当し、合計ｍ×ｎの画素配列に対応した画像データとなる。また各ラインの画像データが有効な期間においてＨＩＧＨになる水平同期信号が、画像データに同期して供給される。また図２に処理レイテンシとして示されるように、画像処理ユニット１１の入力側の信号と出力側の信号との間には遅延が存在する。これは、画像処理ユニット１１が画像データに対してブロック単位での信号処理を行うために、所定のブロック分のデータが画像処理ユニット１１に入力されるまでは、画像データが処理されないためである。
【特許文献１】特開２０００−１８８７２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
画像処理ユニット１１は、消費電力を低減するために、ブランキング期間（隣接する水平ライン間の期間）は信号処理動作を実行しない。このために、図２に示すような処理レイテンシの後に画像処理ユニット１１が信号処理動作を開始することになるが、この際にデジタル回路の動作により生じる電源ノイズ等の影響が、イメージセンサ１０のアナログ回路の動作に影響を及ぼしてしまう。
【０００９】
図３は、画像処理ユニット１１の動作により生じるアナログ回路への影響を説明するための図である。図３において、（ａ）はイメージセンサ１０から出力される水平同期信号（画像処理ユニット１１へ入力される水平同期信号）、（ｂ）はイメージセンサ１０から出力される画像データ（画像処理ユニット１１へ入力される画像データ）、（ｃ）はノイズレベル、（ｄ）は画像処理ユニット１１出力側の水平同期信号、（ｅ）は画像処理ユニット１１出力側の画像データである。ここでいうノイズレベルとは、例えばイメージセンサ１０及び画像処理ユニット１１に共通の電源にのるノイズである。
【００１０】
図３に示されるように、イメージセンサ１０内のアナログ回路が動作して（ｂ）に示す画像データを出力している最中に、（ａ）に示す水平同期信号の立ち上がりのタイミングから処理レイテンシだけ遅れたタイミング（（ｄ）に示す水平同期信号の立ち上がりのタイミング）で、画像処理ユニット１１が動作を開始する。この結果、（ｃ）に示すノイズレベルは、画像処理ユニット１１の動作開始に伴い大きなノイズレベルへと変化する。このノイズレベルの変動が、イメージセンサ１０のアナログ回路の動作に影響を及ぼし、（ｂ）に示すように水平ラインの先頭Ｘ画素の画像データとそれ以降の画素の画像データとでは、レベルが異なる即ちコード差が存在することになってしまう。ここで画素数Ｘとは、処理レイテンシに対応する画素数である。
【００１１】
このようにイメージセンサ１０の出力において、本来略一定レベルとなるべきデジタル画像データであっても、画像処理ユニット１１の動作に起因するノイズの影響により、動作開始の前後でコード差を生じてしまう。この結果、画像処理ユニット１１から信号処理後に出力される最終的な画像データには、画面縦方向に延びる幅Ｘ画素の明度の異なる縞が現れてしまう。
【００１２】
以上を鑑みて本発明は、画像処理ユニットの動作開始に伴うノイズレベル変動により画像データが影響を受けない固体撮像装置、そのような固体撮像装置に用いられるイメージセンサ及び画像処理装置、及び撮像方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明による固体撮像装置は、撮像素子からの画像データをタイミング信号と共に出力するイメージセンサと、該イメージセンサから出力される該画像データに対して該タイミング信号が指示するタイミングから処理遅延時間後に所定の信号処理が施された画像データを出力する画像処理ユニットを含み、該イメージセンサは該画像データの有効期間の始点を指示する第１のタイミングよりも少なくとも該処理遅延時間分早い第２のタイミングを指示するように該タイミング信号を出力し、該第２のタイミングから該画像データの有効期間の始まるまではダミーデータを出力することを特徴とする。
【００１４】
本発明によるイメージセンサは、撮像素子と、該撮像素子からの画像データをタイミング信号と共に出力するタイミング生成器を含み、タイミング生成器は該画像データの有効期間の始点を指示する第１のタイミングよりも少なくとも該画像データの画像処理に必要な処理遅延時間分早い第２のタイミングを指示するように該タイミング信号を出力し、該第２のタイミングから該画像データの有効期間の始まるまではダミーデータを出力することを特徴とする。
【００１５】
本発明による画像処理装置は、イメージセンサからダミーデータ及び有効データを含む画像データとタイミング信号とを受け取り、該画像データに対して該タイミング信号の指示するタイミングから処理遅延時間後に所定の信号処理が施された画像データを出力する画像処理ユニットであって、該信号処理適用後の該画像データを出力すると共に該出力画像データに含まれる有効データの始点を指示するタイミング信号を出力することを特徴とする。
【００１６】
本発明による撮像方法は、撮像素子から得られる画像データの有効期間の始点を指示する第１のタイミングよりも所定の時間だけ早い第２のタイミングを指示するようにタイミング信号をイメージセンサから出力し、該第２のタイミングから該画像データの有効期間の始まるまではダミーデータを該イメージセンサから出力し、該ダミーデータに続いて該画像データを該イメージセンサから出力し、該イメージセンサから出力される該ダミーデータ及び該画像データに対して該タイミング信号が指示する該第２のタイミングから該所定の時間以内に所定の信号処理を画像処理ユニットにより実行し、該信号処理適用後の画像データと共に該信号処理適用後の画像データの有効期間の始点を指示するタイミング信号を該画像処理ユニットから出力する各段階を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の少なくとも１つの実施例によれば、タイミング信号である水平同期信号がデータ有効を示す期間（ＨＩＧＨの期間）を実際の有効画像データの開始タイミングよりも早く開始すると共に、水平同期信号が早く開始される分に対応して有効画像データの前にダミーデータを付加してイメージセンサから出力する。画像処理ユニットは、この早く開始される水平同期信号の開始タイミングから所定の処理レイテンシ後に、イメージセンサから出力される実際の有効画像データが始まるタイミングと同一又はそれより前のタイミングで信号処理動作を開始する。即ち、実際の有効画像データがイメージセンサから出力されるタイミングと同時又はそれより早いタイミングで、既に画像処理ユニットの動作によるノイズが発生している。従って、イメージセンサのアナログ回路は一定のノイズレベルの下で動作して有効画像データを生成することになり、有効画像データの途中でコード差が発生することはない。このようにして、画像処理ユニットの動作開始に伴うノイズレベル変動があっても画像データが影響を受けることがない
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下に、本発明の実施例を添付の図面を用いて詳細に説明する。
【００１９】
図４は、本発明による固体撮像装置の構成の一例を示す構成図である。図４において、図１と同一の構成要素は同一の番号で参照し、その説明は省略する。
【００２０】
図４の固体撮像装置は、イメージセンサ３０、画像処理ユニット１１、水平同期補正ユニット３２を含む。イメージセンサ３０は、水平同期信号、垂直同期信号、及びクロック信号と共に、撮像した画像信号をデジタルデータとして画像処理ユニット１１に供給する。画像処理ユニット１１は種々の信号処理を実行することで、画面出力用のデジタル画像データを生成し、水平同期信号、垂直同期信号、及びクロック信号と共に出力する。
【００２１】
図４のイメージセンサ３０が図１に示すイメージセンサ１０と異なるのは、タイミング生成器２５をタイミング生成器３１で置き換えてある点である。タイミング生成器３１は、後程説明するように、水平同期信号がデータ有効を示す期間（ＨＩＧＨの期間）を実際の有効画像データの開始タイミングよりも早く開始すると共に、水平同期信号が早く開始される分に対応して有効画像データの前にダミーデータを付加して出力する。画像処理ユニット１１は、この早く開始される水平同期信号の開始タイミングから所定の処理レイテンシ後に、タイミング生成器３１から出力される実際の有効画像データが始まるタイミングと同一又はそれより前のタイミングで信号処理動作を開始する。即ち、実際の有効画像データがタイミング生成器３１から出力されるタイミングと同時又はそれより早いタイミングで、既に画像処理ユニット１１の動作によるノイズが発生している。従って、イメージセンサ３０のアナログ回路は一定のノイズレベルの下で動作して有効画像データを生成することになり、有効画像データの途中でコード差が発生することはない。
【００２２】
図４に示される水平同期補正ユニット３２は、画像処理ユニット１１から出力される早期に開始される水平同期信号を補正して、実際の有効画像データの期間に一致する水平同期信号を生成する。これにより画像処理ユニット１１の出力の供給先である次段の回路には、画像データの有効期間を正しく示す水平同期信号が供給されることになる。
【００２３】
図５は、図４の固体撮像装置の動作を説明するための図である。図５において、（ａ）はイメージセンサ３０から出力される水平同期信号、（ｂ）はイメージセンサ３０から出力される画像データ、（ｃ）はノイズレベル、（ｄ）は画像処理ユニット１１から出力される水平同期信号、（ｅ）は画像処理ユニット１１から出力される画像データ、（ｆ）は水平同期補正ユニット３２から出力される水平同期信号、（ｇ）は（ｆ）の水平同期信号が示す期間有効な画像データである。
【００２４】
（ａ）に示すように、イメージセンサ３０から出力される水平同期信号は、実際の有効画像データの開始タイミングよりも早く開始される。画像処理ユニット１１の処理レイテンシがＸ画素分である場合、水平同期信号は少なくともＸ画素分早く開始される。図５（ａ）に示す例では、水平同期信号は実際の有効画像データの開始タイミングよりも丁度Ｘ画素分だけ早く開始されている。この場合、水平同期信号がＨＩＧＨである期間は、ｍ＋Ｘ画素分の長さである。また水平同期信号が早く開始する分、（ｂ）に示すように有効画像データの前にダミーデータが付加される。ダミーデータを付加しないと、画像処理ユニット１１が動作しても処理が軽くなる等の理由により、有効画像データを処理しているときと同等のノイズレベルが発生しない可能性があるためである。従って、ダミーデータとしては、実際に処理する有効画像データと類似のデータ、例えば直前の水平ラインの有効画像データの一部を抜き出したデータ等を用いることが好ましい。
【００２５】
イメージセンサ３０内のアナログ回路が動作して（ｂ）に示すダミーデータを含む画像データを出力している最中に、（ａ）に示す水平同期信号の立ち上がりのタイミングから処理レイテンシだけ遅れたタイミング（（ｄ）に示す水平同期信号の立ち上がりのタイミング）で、画像処理ユニット１１が動作を開始する。この結果、（ｃ）に示すノイズレベルは、画像処理ユニット１１の動作開始に伴い大きなノイズレベルへと変化する。ここで水平同期信号は少なくとも処理レイテンシ分早く開始しているので、処理レイテンシを伴って画像処理ユニット１１が動作を開始するタイミングは、（ｂ）に示す有効画像データが開始するタイミングより遅くなることはない。即ち、（ｂ）に示す有効画像データが生成・出力されるのは、（ｃ）に示すノイズレベルが一定の大きなノイズレベルとなっている間である。このように画像処理ユニット１１の動作開始によりノイズレベルが変動しても、有効データ生成・出力中にイメージセンサ３０のアナログ回路の動作が受ける影響は一定であり、画像データにコード差が発生することはない。
【００２６】
図５（ｄ）に示される水平同期信号は、水平同期補正ユニット３２により先頭のＸ画素分を削除するように補正され、図５（ｆ）に示される水平同期信号が得られる。この水平同期信号がＨＩＧＨである期間は、（ｇ）に示す有効画像データ（（ｅ）に示す有効画像データと同一）の期間と同一である。このようにして、有効画像データの期間だけＨＩＧＨになる補正後の水平同期信号と画像データとが、次段の回路に供給される。
【００２７】
図６は、タイミング生成器３１の構成の一部の第１の実施例を示す回路図である。図６に示す構成は、タイミング生成器３１のうちで水平同期信号及び画像データを生成・出力する部分に関するものであり、垂直同期信号を生成・出力する部分等については従来と同様の構成であるため省略してある。
【００２８】
図６の回路は、カウンタ４１、比較器４２乃至４４、マルチプレクサ（ＭＵＸ）４５、及びＸ個のフリップフロップ４６−１乃至４６−Ｘを含む。カウンタ４１は、イメージセンサ３０内部で発生されるクロック信号のパルスをカウントし、０からｍ＋Ｘまでのカウント動作を実行する。比較器４２乃至４４は、カウンタ４１のカウント値をそれぞれ所定の値と比較することで、所定の期間だけＨＩＧＨになる信号を生成する。
【００２９】
比較器４３は、カウント値とＸ＋ｍ−１とを比較し、カウント値がＸ＋ｍ−１以下であるときにその出力をＨＩＧＨにする。即ち、比較器４３の出力ＳＥＬ４はカウント値が０からＸ＋ｍ−１の期間に対応するＸ＋ｍ画素分の長さＨＩＧＨになる信号であり、これがイメージセンサ３０から出力される水平同期信号となる。なおここで、カウント値Ｘのタイミングが、有効画像データの最初の画素のタイミングに一致するように画像データが供給される。
【００３０】
比較器４２は、カウント値と２Ｘ−１とを比較し、カウント値が２Ｘ−１以下であるときにその出力をＨＩＧＨにする。即ち、比較器４２の出力ＳＥＬ２はカウント値が０から２Ｘ−１の期間に対応する２Ｘ画素分の長さＨＩＧＨになる信号である。
【００３１】
フリップフロップ４６−１乃至４６−Ｘは、Ｘビットのシフトレジスタを構成する。このシフトレジスタは、比較器４２の出力ＳＥＬ２をイネーブル信号として受け取り、クロック信号に同期してシフト動作を実行する。これにより、各水平ラインにおいて出力ＳＥＬ２がＨＩＧＨの期間において、まず前回取り込んだ直前の水平ラインの画像データの先頭Ｘ画素分の画素値を順次マルチプレクサ４５に出力し、その後現在の水平ラインの画像データの先頭Ｘ画素分の各画素値をシフトしながら取り込んでいく。このシフトレジスタにより、Ｘ画素からなるダミーデータが生成される。
【００３２】
比較器４４は、カウント値とＸ−１とを比較し、カウント値がＸ−１以下であるときにその出力をＨＩＧＨにする。即ち、比較器４４の出力ＳＥＬ１はカウント値が０からＸ−１の期間に対応するＸ画素分の長さＨＩＧＨになる信号である。
【００３３】
マルチプレクサ４５は、比較器４４の出力ＳＥＬ１がＨＩＧＨの期間は上記シフトレジスタから供給されるダミーデータを選択して出力し、出力ＳＥＬ１がＬＯＷの期間は有効な画像データを選択して出力する。これにより、Ｘ画素分のダミーデータの後にｍ画素の有効な画像データが続くデータＤＡＴＡ１が生成される。
【００３４】
図７は、水平同期補正ユニット３２の実施例の構成を示す回路図である。図７に示す水平同期補正ユニット３２は、カウンタ５１、比較器５２、及びＡＮＤゲート５３を含む。カウンタ５１は、画像処理ユニット１１から出力される水平同期信号ＳＩＧ１をイネーブル信号として、画像処理ユニット１１から出力されるクロック信号のパルスをカウントし、０からＸまでのカウント動作を実行する。比較器５２は、カウンタ５１のカウント値を値Ｘと比較し、カウント値がＸ以上であるときにその出力ＳＩＧ２をＨＩＧＨにする。ＡＮＤゲート５３は、水平同期信号ＳＩＧ１と比較器５２の出力ＳＩＧ２とのＡＮＤをとることで、ｍ画素分の長さの水平同期信号ＳＥＬ３を出力する。
【００３５】
図８は、図６の回路及び図７の水平同期補正ユニット３２の動作を説明するためのタイミング図である。図８において、（ａ）に示すクロック信号をカウンタ４１によりカウントすることで、（ｅ）に示すカウント値が得られる。
【００３６】
（ｂ）のＳＥＬ１は、比較器４４の出力であり、前述のようにカウント値が０からＸ−１の期間に対応するＸ画素分の長さＨＩＧＨになる。このＳＥＬ１によりマルチプレクサ４５を制御することで、（ｆ）に示すように有効画像データの前にＸ画素のダミーデータを付加した画像データＤＡＴＡ１を生成することができる。
【００３７】
（ｃ）のＳＥＬ２は、比較器４２の出力であり、前述のようにカウント値が０から２Ｘ−１の期間に対応して２Ｘ画素分の長さＨＩＧＨになる。このＳＥＬ２によりフリップフロップ４６−１乃至４６−Ｘからなるシフトレジスタをイネーブル状態にすることで、カウント値が０からＸ−１の期間はシフトレジスタに既に格納されている直前の水平ラインの有効画像データの先頭のＸ画素をシフトレジスタから順次出力して、（ｆ）に示す画像データＤＡＴＡ１のダミーデータ部分を生成する。またカウント値がＸから２Ｘ−１の期間は現在の水平ラインの有効画像データの先頭のＸ画素をシフトレジスタに順次取り込んで、次の水平ラインにおいて使用するダミーデータとして保存しておく。
【００３８】
（ｄ）のＳＥＬ４は、比較器４３の出力であり、前述のようにカウント値が０からＸ＋ｍ−１の期間に対応してＸ＋ｍ画素分の長さＨＩＧＨになる。このＳＥＬ４が水平同期信号として画像処理ユニット１１に供給される。
【００３９】
以上が図６に示す回路の動作である。以下に、図７に示す水平同期補正ユニット３２の動作について図８を用いて説明する。
【００４０】
画像処理ユニット１１から出力されるクロック信号をカウンタ５１によりカウントすることで、（ｊ）に示すカウント値が得られる。（ｇ）のＳＩＧ１は、画像処理ユニット１１から出力される水平同期信号である。この水平同期信号ＳＩＧ１は、Ｘ＋ｍ画素分の長さを有する。（ｈ）のＳＩＧ２は、比較器５２の出力であり、（ｊ）のカウント値がＸに到達した後の期間ＨＩＧＨを維持する。
【００４１】
（ｉ）のＳＥＬ３は、ＡＮＤゲート５３の出力であり、（ｇ）のＳＩＧ１と（ｈ）のＳＩＧ２とをＡＮＤすることで得られる信号である。ここでＳＩＧ２は水平同期信号ＳＩＧ１の開始時点からＸ画素分遅れてＨＩＧＨになるので、ＳＥＬ３は、水平同期信号ＳＩＧ１のＨＩＧＨ期間から最初のＸ画素分を除いた期間ＨＩＧＨになる信号となる。即ちＳＥＬ３は、画像処理ユニット１１から出力される水平同期信号の最初のＸ画素を除いて残りのｍ画素の期間だけＨＩＧＨになる。これにより補正後の水平同期信号ＳＥＬ３が得られる。この水平同期信号ＳＥＬ３は、（ｋ）に示される画像処理ユニット１１から出力される画像データＤＡＴＡ２の有効画素期間だけＨＩＧＨになることが分かる。
【００４２】
図９は、タイミング生成器３１の構成の一部の第２の実施例を示す回路図である。図９に示す構成は、タイミング生成器３１のうちで水平同期信号及び画像データを生成・出力する部分に関するものであり、垂直同期信号を生成・出力する部分等については従来と同様の構成であるため省略してある。図９において、図６と同一の構成要素は同一の番号で参照する。
【００４３】
図９の回路は、カウンタ４１、比較器４２乃至４４、マルチプレクサ（ＭＵＸ）４５、２個のフリップフロップ６１−１及び６１−２、及びマルチプレクサ（ＭＵＸ）６２を含む。カウンタ４１は、イメージセンサ３０内部で発生されるクロック信号のパルスをカウントし、０からｍ＋Ｘまでのカウント動作を実行する。比較器４２乃至４４は、カウンタ４１のカウント値をそれぞれ所定の値と比較することで、所定の期間だけＨＩＧＨになる信号を生成する。
【００４４】
比較器４３は、カウント値とＸ＋ｍ−１とを比較し、カウント値がＸ＋ｍ−１以下であるときにその出力をＨＩＧＨにする。即ち、比較器４３の出力ＳＥＬ４はカウント値が０からＸ＋ｍ−１の期間に対応するＸ＋ｍ画素分の長さＨＩＧＨになる信号であり、これがイメージセンサ３０から出力される水平同期信号となる。なおここで、カウント値Ｘのタイミングが、有効画像データの最初の画素のタイミングに一致するように画像データが供給される。
【００４５】
比較器４２は、カウント値とＸ及びＸ＋１とを比較し、カウント値がＸ以上且つＸ＋１以下であるときにその出力をＨＩＧＨにする。即ち、比較器４２の出力ＳＥＬ２はカウント値がＸからＸ＋１の期間に対応する２画素分の長さＨＩＧＨになる信号である。
【００４６】
フリップフロップ６１−１及び６１−２は、２ビットのシフトレジスタを構成する。このシフトレジスタは、比較器４２の出力ＳＥＬ２をイネーブル信号として受け取り、クロック信号に同期してシフト動作を実行する。これにより、各水平ラインにおいて出力ＳＥＬ２がＨＩＧＨの期間において、現在の水平ラインの画像データの先頭２画素分の各画素値をシフトしながら取り込んでいく。マルチプレクサ６２は、カウンタ４１の出力の最下位ビットをセレクト信号ＳＥＬ５として受け取る。このセレクト信号ＳＥＬ５はカウント値が偶数のときにＬＯＷになり奇数のときにＨＩＧＨになるので、マルチプレクサ６２は、カウント値が偶数のときにフリップフロップ６１−２の出力を選択し、カウント値が奇数のときにフリップフロップ６１−１の出力を選択する。マルチプレクサ６２は、このようにして２画素の画素値を交互に選択して生成した画素データを、ダミーデータとしてマルチプレクサ４５に供給する。
【００４７】
比較器４４は、カウント値とＸ−１とを比較し、カウント値がＸ−１以下であるときにその出力をＨＩＧＨにする。即ち、比較器４４の出力ＳＥＬ１はカウント値が０からＸ−１の期間に対応するＸ画素分の長さＨＩＧＨになる信号である。
【００４８】
マルチプレクサ４５は、比較器４４の出力ＳＥＬ１がＨＩＧＨの期間はマルチプレクサ６２から供給されるダミーデータを選択して出力し、出力ＳＥＬ１がＬＯＷの期間は有効な画像データを選択して出力する。これにより、Ｘ画素分のダミーデータの後にｍ画素の有効な画像データが続くデータＤＡＴＡ１が生成される。
【００４９】
図６に示す第１の実施例では、ダミーデータは直前の水平ラインの先頭Ｘ画素の画素値であったが、図９に示す第２の実施例では、ダミーデータは直前の水平ラインの先頭２画素の画素値を交互に選択したデータである。このようにして第２の実施例では、２画素分のデータをダミーデータとして用いる構成とすることにより、必要なフリップフロップの個数を大幅に少なくして、回路規模を削減することが可能となる。
【００５０】
図１０は、図９の回路の動作を説明するためのタイミング図である。図９において、（ａ）に示すクロック信号をカウンタ４１によりカウントすることで、（ｂ）に示すカウント値が得られる。
【００５１】
（ｃ）のＳＥＬ２は、比較器４２の出力であり、前述のようにカウント値がＸからＸ＋１の期間に対応する２画素分の長さＨＩＧＨになる。カウント値Ｘが（ｇ）に示す画像データＤＡＴＡ１の有効画像データの最初の画素に対応するので、このＳＥＬ２によりシフトレジスタをイネーブルすることで、有効画像データの先頭２画素のデータをシフトレジスタに取り込むことができる。
【００５２】
（ｄ）のＳＥＬ１は、比較器４４の出力であり、前述のようにカウント値が０からＸ−１の期間に対応するＸ画素分の長さＨＩＧＨになる。このＳＥＬ１によりマルチプレクサ４５を制御することで、（ｇ）に示すように有効画像データの前にＸ画素のダミーデータを付加した画像データＤＡＴＡ１を生成することができる。
【００５３】
（ｅ）のＳＥＬ４は、比較器４３の出力であり、前述のようにカウント値が０からＸ＋ｍ−１の期間に対応してＸ＋ｍ画素分の長さＨＩＧＨになる。このＳＥＬ４が水平同期信号として画像処理ユニット１１に供給される。
【００５４】
（ｆ）のＳＥＬ５は、カウント値を示す複数ビットの最下位ビットであり、前述のようにカウント値が偶数のときにＬＯＷであり奇数のときにＨＩＧＨである。このＳＥＬ５によりマルチプレクサ６２の選択先を交互に切り替えることで、シフトレジスタに既に格納されている直前の水平ラインの有効画像データの先頭の２画素を交互に選択して、カウント値が０からＸ−１の期間に挿入されるダミーデータを生成することができる。
【００５５】
図１０の（ｈ）乃至（ｌ）に示すのは、図７に示す水平同期補正ユニット３２の動作である。この部分については図８の（ｇ）乃至（ｋ）に示す部分と同一であるので説明を省略する。
【００５６】
以上、本発明を実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載の範囲内で様々な変形が可能である。例えば上述の実施例では、水平方向を主走査方向とし垂直方向を副走査方向とする構成について説明したが、垂直方向を主走査方向とし水平方向を副走査方向とする場合であっても、垂直方向のデータに対して同様にダミーデータを発生し、ダミーデータに対して信号処理を実行させることで、同様の効果を得ることができる。また上記実施例では、水平同期補正ユニット３２を画像処理ユニット１１とは別個のユニットとして説明したが、水平同期補正機能を画像処理ユニット１１内部に組み込む形としてもよい。また画像処理ユニット１１から出力される画像データにはダミーデータが付加されたままであり、このダミーデータを含む画像データが次段に供給されるとしたが、補正後の水平同期信号を用いて画像データからダミーデータを削除して有効画像データのみを次段に供給する構成としてもよい。また上記実施例では、画像データの有効期間を示す信号として有効期間のみＨＩＧＨになる水平同期信号を例として説明したが、有効期間のみＨＩＧＨになる信号でなくとも画像データの有効期間を適切に指示可能な信号であれば、その信号が指示するタイミングを早めると共にダミーデータを挿入することにより、上記実施例と同様の効果が達成されることは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】従来の固体撮像装置の構成の一例を示す構成図である。
【図２】画像処理ユニットに入力される各種信号及び画像処理ユニットから出力される各種信号のタイミング関係を示すタイミング図である。
【図３】画像処理ユニットの動作により生じるアナログ回路への影響を説明するための図である。
【図４】本発明による固体撮像装置の構成の一例を示す構成図である。
【図５】図４の固体撮像装置の動作を説明するための図である。
【図６】タイミング生成器の構成の一部の第１の実施例を示す回路図である。
【図７】水平同期補正ユニットの実施例の構成を示す回路図である。
【図８】図６の回路及び図７の水平同期補正ユニットの動作を説明するためのタイミング図である。
【図９】タイミング生成器の構成の一部の第２の実施例を示す回路図である。
【図１０】図９の回路の動作を説明するためのタイミング図である。
【符号の説明】
【００５８】
１０  イメージセンサ
１１  画像処理ユニット
２１  画素配列
２２  ノイズキャンセル回路
２３  増幅器
２４  アナログ・デジタル変換器
２５  タイミング生成器
３０  イメージセンサ
３１  タイミング生成器
３２  水平同期補正ユニット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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