JPH05268522A - Solid-state image pickup device - Google Patents
Solid-state image pickup deviceInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、光電変換素子がマトリ
クス状に配設されてなる固体イメージセンサにより被写
体を撮像する固体撮像装置に関し、例えば、インターレ
ース走査が行われるNTSC(National Television Sy
stem Commitee )方式など標準テレビジョン方式のテレ
ビジョンカメラ装置に適用される。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solid-state image pickup device for picking up an image of a subject by a solid-state image sensor in which photoelectric conversion elements are arranged in a matrix, and for example, NTSC (National Television System) in which interlaced scanning is performed.
stem Commitee) and other standard television system television camera devices.
【0002】[0002]
【従来の技術】NTSC方式など標準テレビジョン方式
では、奇数フィールドの走査ラインと偶数フィールドの
走査ラインとが互いの走査ラインの間に位置するように
したインターレース走査が採用されている。2. Description of the Related Art In a standard television system such as the NTSC system, interlaced scanning is adopted in which scanning lines of odd fields and scanning lines of even fields are positioned between the scanning lines.
【0003】そして、光電変換素子がマトリクス状に配
設されてなるCCD(Charge Coupled Device )イメー
ジセンサなどの固体イメージセンサにより被写体を撮像
する固体撮像装置では、フィールド読み出しと呼ばれる
動作モード又はフレーム読み出しと呼ばれる動作モード
で上記固体イメージセンサを動作させることにより、イ
ンターレース走査に対応した撮像出力を得るようにして
いた。In a solid-state image pickup device for picking up a subject by a solid-state image sensor such as a CCD (Charge Coupled Device) image sensor in which photoelectric conversion elements are arranged in a matrix, an operation mode called frame reading or frame reading is performed. By operating the solid-state image sensor in a so-called operation mode, an imaging output corresponding to interlaced scanning is obtained.
【0004】例えば、インターライントランスファ型C
CDイメージセンサでは、フィールド読み出しモードの
動作の場合、図5に示すように、垂直ブランキン期間毎
の読み出しパルスにより、隣接する奇数列の光電変換素
子による撮像電荷Ai と偶数列の光電変換素子による撮
像電荷Bi を1フィールド毎に上下の組み合わせを変え
て垂直転送レジスタに転送し、各フィールドの撮像電荷
Ai +Bi ,Bi +Ai+1 を映像期間中に上記垂直転送
レジスタから水平転送レジスタを介して線順次に読み出
すことにより、インターレース走査に対応した撮像出力
を得ている。また、フレーム読み出しモードの動作の場
合、図6に示すように、垂直ブランキン期間毎の読み出
しパルスにより、隣接する奇数列の光電変換素子による
撮像電荷Ai と偶数列の光電変換素子による撮像電荷B
i を1フィールド毎に交互に垂直転送レジスタに転送
し、各フィールドの撮像電荷Ai ,Bi を映像期間中に
上記垂直転送レジスタから水平転送レジスタを介して線
順次に読み出すことにより、インターレース走査に対応
した撮像出力を得ている。For example, an interline transfer type C
In the CD image sensor, in the case of the field read mode operation, as shown in FIG. 5, by the read pulse for each vertical blanking period, the image pickup charges A i by the photoelectric conversion elements of the adjacent odd columns and the photoelectric conversion elements of the even columns are used. The image pickup charges B i are transferred to the vertical transfer registers by changing the upper and lower combinations for each field, and the image pickup charges A i + B i , B i + A i + 1 of each field are horizontally transferred from the vertical transfer register during the video period. The image output corresponding to the interlaced scanning is obtained by reading out line-sequentially via the register. Further, in the case of the operation in the frame read mode, as shown in FIG. 6, the image pickup charge A i by the photoelectric conversion elements in the adjacent odd columns and the image pickup charge B by the photoelectric conversion elements in the adjacent odd columns are generated by the read pulse for each vertical blanking period.
i is alternately transferred to the vertical transfer register for each field, and the image-capturing charges A i and B i of each field are read line-sequentially from the vertical transfer register through the horizontal transfer register during the video period to perform interlaced scanning. The imaging output corresponding to is obtained.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】ところで、固体イメー
ジセンサをフィールド読み出しモードで動作させてイン
ターレース走査に対応した撮像出力を得るようにした固
体撮像装置では、隣接する奇数列の光電変換素子による
撮像電荷Ai と偶数列の光電変換素子による撮像電荷B
i を1フィールド毎に上下の組み合わせを変えて加算混
合することにより、各フィールドの撮像電荷Ai +
Bi ,Bi +Ai+1 を得るので、垂直の解像度(MT
F)が低下してしまう。By the way, in a solid-state image pickup device in which a solid-state image sensor is operated in a field read mode to obtain an image pickup output corresponding to interlaced scanning, an image pickup charge by adjacent photoelectric conversion elements in odd columns is used. Image charge B by A i and photoelectric conversion elements in even columns
By changing the upper and lower combinations of i for each field and performing additive mixing, the imaging charges A i + of each field
Since B i and B i + A i + 1 are obtained, the vertical resolution (MT
F) will decrease.
【0006】また、固体イメージセンサをフレーム読み
出しモードで動作させてインターレース走査に対応した
撮像出力を得るようにした固体撮像装置では、隣接する
奇数列の光電変換素子による撮像電荷Ai と偶数列の光
電変換素子による撮像電荷Bi を1フィールド毎に交互
に読み出すことにより、各フィールドの撮像電荷Ai+
Bi ,Bi +Ai+1 を得るので、上記フィールド読み出
しモードの場合と比較して、垂直の解像度(MTF)が
向上するのであるが、残像が増えたり、ダイナミックレ
ンジが1/2なるなどの問題点があった。さらに、フレ
ーム読み出しモードの場合には、インターレース走査に
よるフリッカが目立つという問題点もあった。Further, in the solid-state image pickup device in which the solid-state image sensor is operated in the frame reading mode to obtain the image pickup output corresponding to the interlaced scanning, the image pickup charges A i and the even number columns of the photoelectric conversion elements of the adjacent odd columns are arranged. By alternately reading the image-capturing charges B i by the photoelectric conversion element for each field, the image-capturing charges A i + of each field are read.
Since B i and B i + A i + 1 are obtained, the vertical resolution (MTF) is improved as compared with the case of the field reading mode, but afterimages increase and the dynamic range becomes 1/2. There was a problem. Further, in the frame reading mode, there is a problem that flicker due to interlaced scanning is noticeable.
【0007】そこで、本発明は、上述の如き従来の固体
撮像装置の問題点に鑑み、フィールド読み出しモードの
場合よりも垂直の解像度(MTF)の低下が少なく、フ
レーム読み出しの場合よりも残像が少なく、また、ダイ
ナミックレンジが広い撮像出力を得ることができるよう
にすることを目的とし、動解像度を損なうことなく、垂
直の解像度(MTF)を可変できるようにした固体撮像
装置を提供するものである。In view of the problems of the conventional solid-state image pickup device as described above, the present invention reduces the vertical resolution (MTF) lower than that in the field read mode and causes less afterimage than that in the frame read mode. Further, the present invention provides a solid-state imaging device capable of varying the vertical resolution (MTF) without deteriorating the dynamic resolution, with the object of obtaining an imaging output having a wide dynamic range. ..
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明に係る固体撮像装
置は、上述の課題を解決するために、光電変換素子がマ
トリクス状に配設されてなる固体イメージセンサと、上
記固体イメージセンサの各光電変換素子の有効電荷蓄積
期間を奇数列の光電変換素子と偶数列の光電変換素子と
で独立に変えて、隣接する奇数列の光電変換素子と偶数
列の光電変換素子とにより得られる撮像電荷を1フィー
ルド毎に加算混合して読み出す制御を行うイメージセン
サ駆動制御手段とを備えてなることを特徴とするもので
ある。In order to solve the above-mentioned problems, a solid-state image sensor according to the present invention includes a solid-state image sensor having photoelectric conversion elements arranged in a matrix, and each of the solid-state image sensors. Imaging charges obtained by the photoelectric conversion elements in the odd-numbered columns and the photoelectric conversion elements in the even-numbered columns by independently changing the effective charge storage period of the photoelectric conversion elements in the odd-numbered columns and the even-numbered columns And an image sensor drive control means for performing control of addition and mixing for each field and reading.
【0009】また、本発明に係る固体撮像装置は、マト
リクス状に配設された光電変換素子により得られる撮像
電荷が読み出される垂直転送レジスタを有する撮像部
と、この撮像部の垂直転送レジスタから撮像電荷が高速
転送される垂直転送レジスタを有する蓄積部と、この蓄
積部の垂直転送レジスタから撮像電荷が線順次に転送さ
れる水平転送レジスタ部とからなる固体イメージセンサ
と、上記固体イメージセンサの奇数列の光電変換素子に
より得られる撮像電荷と偶数列の光電変換素子により得
られる撮像電荷を、映像期間の途中で1フィールド毎に
交互に上記撮像部の垂直転送レジスタに読み出し、1フ
ィールド毎の垂直ブランキング期間中に、上記撮像部の
垂直転送レジスタから上記蓄積部の垂直転送レジスタに
高速転送し、上記蓄積部の垂直転送レジスタから上記水
平転送レジスタを介して撮像電荷を線順次に高速転送し
て掃き出す制御を行うとともに、隣接する奇数列の光電
変換素子と偶数列の光電変換素子とにより得られる撮像
電荷を1フィールド毎の垂直ブランキング期間中に加算
混合して上記撮像部の垂直転送レジスタに読み出して上
記蓄積部の垂直転送レジスタに高速転送し、映像期間中
に、上記蓄積部の垂直転送レジスタから上記水平転送レ
ジスタを介して撮像電荷を線順次に読み出す制御を行う
イメージセンサ駆動制御手段とを備えてなることを特徴
とするものである。Further, the solid-state image pickup device according to the present invention has an image pickup section having a vertical transfer register from which image pickup charges obtained by photoelectric conversion elements arranged in a matrix are read out, and an image is picked up from the vertical transfer register of the image pickup section. A solid-state image sensor including a storage unit having a vertical transfer register to which charges are transferred at high speed, and a horizontal transfer register unit to which imaging charges are transferred line-sequentially from the vertical transfer register of the storage unit, and an odd number of the solid-state image sensors. The imaging charges obtained by the photoelectric conversion elements in the columns and the imaging charges obtained by the photoelectric conversion elements in the even columns are alternately read into the vertical transfer register of the image pickup unit for each field in the middle of the video period, and the vertical charges for each field are read. During the blanking period, high-speed transfer from the vertical transfer register of the image pickup unit to the vertical transfer register of the storage unit Image pickup charges are transferred line-sequentially from the vertical transfer register through the horizontal transfer register at high speed to perform sweeping, and the image pickup charges obtained by the adjacent odd-numbered photoelectric conversion elements and even-numbered photoelectric conversion elements Are added and mixed in the vertical blanking period for each field, read out to the vertical transfer register of the image pickup section and transferred at high speed to the vertical transfer register of the storage section, and are transferred from the vertical transfer register of the storage section during the video period. Image sensor drive control means for controlling line-sequential reading of imaging charges via the horizontal transfer register is provided.
【0010】[0010]
【作用】本発明に係る固体撮像装置では、イメージセン
サ駆動制御手段により、固体イメージセンサの各光電変
換素子の有効電荷蓄積期間を奇数列の光電変換素子と偶
数列の光電変換素子とで独立に変えて、隣接する奇数列
の光電変換素子と偶数列の光電変換素子とにより得られ
る撮像電荷を1フィールド毎に加算混合して読み出す制
御を行う。In the solid-state image pickup device according to the present invention, the effective charge storage period of each photoelectric conversion element of the solid-state image sensor is independently controlled by the photoelectric conversion elements of odd columns and even columns by the image sensor drive control means. Instead, the image pickup charges obtained by the photoelectric conversion elements in the odd-numbered columns and the photoelectric conversion elements in the even-numbered columns which are adjacent to each other are added and mixed for each field and read out.
【0011】また、本発明に係る固体撮像装置では、イ
メージセンサ駆動制御手段により、フレームインターラ
イントランスファ型の固体イメージセンサの奇数列の光
電変換素子により得られる撮像電荷と偶数列の光電変換
素子により得られる撮像電荷を、映像期間の途中で1フ
ィールド毎に交互に上記撮像部の垂直転送レジスタに読
み出し、1フィールド毎の垂直ブランキング期間中に、
上記撮像部の垂直転送レジスタから上記蓄積部の垂直転
送レジスタに高速転送し、上記蓄積部の垂直転送レジス
タから上記水平転送レジスタを介して撮像電荷を線順次
に高速転送して掃き出す制御を行うとともに、隣接する
奇数列の光電変換素子と偶数列の光電変換素子とにより
得られる撮像電荷を1フィールド毎の垂直ブランキング
期間中に加算混合して上記撮像部の垂直転送レジスタに
読み出して上記蓄積部の垂直転送レジスタに高速転送
し、映像期間中に、上記蓄積部の垂直転送レジスタから
上記水平転送レジスタを介して撮像電荷を線順次に読み
出す制御を行う。Further, in the solid-state image pickup device according to the present invention, the image sensor drive control means causes the image pickup charges obtained by the photoelectric conversion elements in the odd-numbered columns of the frame-interline-transfer type solid-state image sensor and the photoelectric conversion elements in the even-numbered columns. The obtained image pickup charges are alternately read into the vertical transfer register of the image pickup section for each field during the video period, and during the vertical blanking period for each field,
The vertical transfer register of the image pickup unit is transferred at high speed to the vertical transfer register of the storage unit, and the image pickup charge is line-sequentially transferred from the vertical transfer register of the storage unit through the horizontal transfer register at high speed to perform sweeping control. , The image pickup charges obtained by the photoelectric conversion elements in the odd-numbered columns and the photoelectric conversion elements in the even-numbered columns which are adjacent to each other are added and mixed during the vertical blanking period for each field, read out to the vertical transfer register of the image pickup section, and stored in the storage section The high-speed transfer to the vertical transfer register is performed, and during the video period, the image-capturing charges are line-sequentially read from the vertical transfer register of the storage section through the horizontal transfer register.
【0012】[0012]
【実施例】以下、本発明に係る固体撮像装置の一実施例
について図面を参照しながら詳細に説明する。本発明に
係る固体撮像装置は、例えば図1に示すように構成され
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the solid-state image pickup device according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. The solid-state imaging device according to the present invention is configured, for example, as shown in FIG.
【0013】この図1に示す固体撮像装置は、撮像光L
i が撮像光学系1を介して入射される撮像部3のCCD
(Charge Coupled Device )イメージセンサ2により被
写体像の3原色画像を撮像して、NTSC(National T
elevision System Commitee)方式に準拠したカラーテ
レビジョン信号を出力するカラーテレビジョンカメラ装
置に本発明を適用したもので、上記撮像部3から撮像信
号が供給される信号処理部4、この信号処理部4により
信号処理の施された撮像信号が供給されるエンコーダ
5、上記CCDイメージセンサ2を駆動するCCD駆動
回路6、これら各種回路ブロックの動作制御を行う制御
部7などから成る。The solid-state image pickup device shown in FIG.
CCD of the image pickup unit 3 in which i is incident through the image pickup optical system 1.
(Charge Coupled Device) Image sensor 2 captures the three primary color images of the subject image, and the NTSC (National T
The present invention is applied to a color television camera device that outputs a color television signal conforming to the Elevation System Commitee system, and a signal processing unit 4 to which an image pickup signal is supplied from the image pickup unit 3 and the signal processing unit 4 An encoder 5 to which an image pickup signal subjected to signal processing is supplied, a CCD drive circuit 6 for driving the CCD image sensor 2, a control unit 7 for controlling the operation of these various circuit blocks, and the like.
【0014】この固体撮像装置において、上記撮像部3
を構成するCCDイメージセンサ2は、図2に示すよう
に、それぞれ撮像面に奇数フィールド画像および偶数フ
ィールドの画像の各画素に対応するホトダイオードなど
の光電変換素子SO ,SE がマトリックス状に配列され
た撮像部IMと、この撮像部IMの各光電変換素子Sに
より得られる蓄積電荷が垂直転送レジスタIMVREG を
介して転送される蓄積部STとを有する所謂フレームイ
ンターライントランスファ(FIT)型のCCDイメー
ジセンサであって、上記CCD駆動回路6によって駆動
されて、マトリクス状に配設された光電変換素子SO ,
SE により得られる撮像電荷が、垂直ブランキング毎に
転送ゲートSGを介して上記撮像部IMの垂直転送レジ
スタIMVREG から蓄積部STの垂直転送レジスタST
REG に転送され、映像期間中に上記蓄積部STの垂直転
送レジスタSTREG 水平転送レジスタHREG を介して1
ラインずつ線順次に読み出されるようになっている。In this solid-state image pickup device, the image pickup unit 3
As shown in FIG. 2, in the CCD image sensor 2 constituting the above, photoelectric conversion elements S O and S E such as photodiodes corresponding to respective pixels of an odd field image and an even field image are arranged in a matrix on the imaging surface. Of a so-called frame interline transfer (FIT) type having an image pickup section IM that has been captured and an accumulation section ST to which the accumulated charges obtained by each photoelectric conversion element S of the image pickup section IM are transferred via the vertical transfer register IMV REG . A CCD image sensor, which is driven by the CCD driving circuit 6 and arranged in a matrix in the photoelectric conversion elements S O ,
The imaging charge obtained by S E is transferred from the vertical transfer register IMV REG of the imaging unit IM to the vertical transfer register ST of the storage unit ST via the transfer gate SG for each vertical blanking.
1 is transferred to the REG through the vertical transfer register ST REG horizontal transfer register H REG of the storage unit ST during the video period.
The lines are read line by line.
【0015】上記信号処理部4は、上記CCDイメージ
センサ2から読み出された撮像信号について、ガンマ補
正などのプロセス処理を施した撮像信号を形成する。そ
して、この撮像信号を上記エンコーダ5に供給する。ま
た、上記エンコーダ5は、上記信号処理部4から供給さ
れる撮像信号からNTSC方式に準拠したテレビジョン
信号を形成して出力端子8から出力する。The signal processing section 4 forms an image pickup signal obtained by subjecting the image pickup signal read from the CCD image sensor 2 to process processing such as gamma correction. Then, this image pickup signal is supplied to the encoder 5. Further, the encoder 5 forms a television signal conforming to the NTSC system from the image pickup signal supplied from the signal processing unit 4 and outputs the television signal from the output terminal 8.
【0016】さらに、上記CCD駆動回路6は、上記制
御部7により与えられるタイミング信号に基づいて、上
記撮像部IMにおいて各光電変換素子S O,S Eにより
得られた撮像電荷を垂直転送レジスタIMVREG に転送
させるセンサゲートパルスφSG1 ,φSG2 、上記撮
像部IMの垂直転送レジスタIMVREG 中の信号電荷を
垂直転送させる垂直転送パルス垂直転送パルスφIM、
上記蓄積部STの垂直転送レジスタSTVREG 中の信号
電荷を垂直転送させる垂直転送パルス垂直転送パルスφ
ST、上記蓄積部STの垂直転送レジスタSTVREG か
ら上記水平転送レジスタHREG に信号電荷を転送させる
転送パルスφVHや上記水平転送レジスタHREG 中の信
号電荷を水平転送させる水平転送パルスφHなどを上記
CCDイメージセンサ2に与える。Further, the CCD drive circuit 6 applies the image-capturing charges obtained by the photoelectric conversion elements S O and S E in the image-capturing section IM to the vertical transfer register IMV based on the timing signal given by the control section 7. Sensor gate pulses φSG 1 and φSG 2 to be transferred to REG , a vertical transfer pulse vertical transfer pulse φIM to vertically transfer the signal charge in the vertical transfer register IMV REG of the image pickup section IM,
Vertical transfer pulse vertical transfer pulse φ for vertically transferring the signal charge in the vertical transfer register STV REG of the storage section ST
ST, a transfer pulse φVH for transferring signal charges from the vertical transfer register STV REG of the storage unit ST to the horizontal transfer register H REG , a horizontal transfer pulse φH for horizontally transferring signal charges in the horizontal transfer register H REG , and the like. It is applied to the CCD image sensor 2.
【0017】そして、上記制御部7は、この固体撮像装
置のシステムクロックに基づいて、上記エンコーダ5に
同期信号や帰線消去信号などを与えるとともに、上記信
号処理部4やCCD駆動回路6に各種タイミング信号を
与えるようになっている。この制御部7は、図示しない
システムコントローラにより動作モードが第1乃至第3
の3種類の動作モードに切り換えられ、次のような制御
動作を行う。Then, the control section 7 supplies a synchronizing signal, a blanking signal, etc. to the encoder 5 based on the system clock of the solid-state image pickup device, and various signals to the signal processing section 4 and the CCD drive circuit 6. It is designed to give timing signals. The control unit 7 operates in the first to third operation modes by a system controller (not shown).
The operation mode is switched to the three types of operation modes, and the following control operation is performed.
【0018】先ず、第1の動作モードはフィールド読み
出しモードであって、上記制御部7は、フィールド読み
出しモードの各種タイミング信号を上記CCD駆動回路
6に与える。First, the first operation mode is the field read mode, and the control section 7 gives various timing signals in the field read mode to the CCD drive circuit 6.
【0019】この第1の動作モードにおいて、上記CC
D駆動回路6は、1フィールド毎の垂直ブランキング期
間TVBLK中にセンサゲートパルスφSG1 ,φSG2 を
上記撮像部IMに同時に与えて、奇数列の光電変換素子
SO により得られる撮像電荷Ai と偶数列の光電変換素
子SE により得られる撮像電荷Bi を1フィールド毎に
上下の組み合わせを交互に変えて垂直転送レジスタIM
VREG に転送させることにより、フィールド読み出しモ
ードでインターライン走査に対応する撮像電荷Ai +B
i ,Bi +Ai+1 を上記垂直転送レジスタIMVREG に
読み出す。In the first operation mode, the CC
The D drive circuit 6 simultaneously applies the sensor gate pulses φSG 1 and φSG 2 to the image pickup section IM during the vertical blanking period T VBLK for each field, and the image pickup charge A obtained by the photoelectric conversion elements S O in odd columns. The vertical transfer register IM by alternately changing the upper and lower combinations of i and the imaging charges B i obtained by the photoelectric conversion elements S E in the even columns for each field.
By transferring to V REG , the imaging charges A i + B corresponding to interline scanning in the field read mode
i , B i + A i + 1 are read to the vertical transfer register IMV REG .
【0020】なお、上記センサゲートパルスφSG1 ,
φSG2 のタイミングの直前に、高速の垂直転送パルス
φIM,φSTを上記撮像部IMの垂直転送レジスタI
MVREG と上記蓄積部STの垂直転送レジスタSTV
REG に与えて、上記撮像部IMの垂直転送レジスタIM
REG 内のスミア成分などの不要電荷を上記蓄積部STの
垂直転送レジスタSTVREG に高速転送させる。この高
速転送動作により、上記撮像部IMの垂直転送レジスタ
IMVREG 内は、不要電荷が掃き出された空の状態とな
る。The sensor gate pulse φSG 1 ,
Immediately before the timing of φSG 2 , high-speed vertical transfer pulses φIM and φST are applied to the vertical transfer register I of the image pickup section IM.
MV REG and the vertical transfer register STV of the storage unit ST
The vertical transfer register IM of the image pickup unit IM given to REG
The unnecessary charges such as smear components in REG is fast transferred to the vertical transfer registers STV REG of the storage section ST. By this high-speed transfer operation, the vertical transfer register IMV REG of the image pickup section IM becomes empty with unnecessary charges being swept out.
【0021】そして、上記CCD駆動回路6は、上記垂
直転送レジスタIMVREG 内を空にさせた状態でセンサ
ゲートパルスφSG1 ,φSG2 を与えることにより、
上記撮像部IMにおいて奇数列の光電変換素子SO によ
り得られた撮像電荷Ai と偶数列の光電変換素子SE に
より得られた撮像電荷Bi を1フィールド毎に上下の組
み合わせを交互に変えて上記垂直転送レジスタIMV
REG に転送させる。Then, the CCD drive circuit 6 gives sensor gate pulses φSG 1 and φSG 2 in a state where the vertical transfer register IMV REG is emptied,
In the image pickup section IM, the image pickup charge A i obtained by the odd-numbered photoelectric conversion elements S O and the image pickup charge B i obtained by the even-numbered photoelectric conversion elements S E are alternately changed in the upper and lower portions for each field. The above vertical transfer register IMV
Transfer to REG .
【0022】さらに、上記センサゲートパルスφS
G1 ,φSG2 のタイミングの直後に、高速の垂直転送
パルスφIM1 ,φSTを上記撮像部IMの垂直転送レ
ジスタIMVREG と上記蓄積部STの垂直転送レジスタ
STVREG に与えて、上記撮像部IMの垂直転送レジス
タIMVREG 内の電荷Ai +Bi ,Bi +Ai+1 を上記
蓄積部STの垂直転送レジスタSTVREG に高速転送さ
せる。Further, the sensor gate pulse φS
Immediately after the timing of G 1 and φSG 2 , high-speed vertical transfer pulses φIM 1 and φST are given to the vertical transfer register IMV REG of the image pickup unit IM and the vertical transfer register STV REG of the storage unit ST to cause the image pickup unit IM. The charges A i + B i and B i + A i + 1 in the vertical transfer register IMV REG are transferred to the vertical transfer register STV REG of the storage unit ST at high speed.
【0023】そして、上記蓄積部STの垂直転送レジス
タSTVREG に高速転送された信号電荷Ai +Bi ,B
i +Ai+1 は、その後の読み出し期間(映像期間)に、
上記水平転送レジスタHREG を介して線順次に読み出さ
れる。Then, the signal charges A i + B i , B transferred at high speed to the vertical transfer register STV REG of the storage section ST.
i + A i + 1 is, during the subsequent read period (video period),
It is read line-sequentially via the horizontal transfer register H REG .
【0024】このように第1の動作モードでは、上記撮
像部IMの奇数列の光電変換素子SO により得られる撮
像電荷Ai と偶数列の光電変換素子SE により得られる
撮像電荷Bi を1フィールド毎に上下の組み合わせを交
互に変えて垂直転送レジスタIMVREG に転送させ、各
フィールドの撮像電荷Ai +Bi ,Bi +Ai+1 を映像
期間中に上記蓄積部STの垂直転送レジスタSTVREG
から水平転送レジスタHREG を介して線順次に読み出す
ことにより、フィールド読み出しモードでインターレー
ス走査に対応した撮像出力を得る。そして、上記固体イ
メージセンサ1から読み出された撮像信号は、上記信号
処理部4を介してエンコーダ5に供給されてNTSC方
式に準拠したテレビジョン信号にエンコードされ、上記
出力端子8から出力される。As described above, in the first operation mode, the imaging charge A i obtained by the odd-numbered photoelectric conversion elements S O of the imaging section IM and the imaging charge B i obtained by the even-numbered photoelectric conversion elements S E are The upper and lower combinations are alternately changed for each field and transferred to the vertical transfer register IMV REG, and the imaging charges A i + B i , B i + A i + 1 of each field are transferred to the vertical transfer register of the storage section ST during the video period. STV REG
The image output corresponding to the interlaced scanning is obtained in the field read mode by reading the data line by line through the horizontal transfer register H REG . Then, the image pickup signal read from the solid-state image sensor 1 is supplied to the encoder 5 via the signal processing unit 4, encoded into a television signal conforming to the NTSC system, and output from the output terminal 8. ..
【0025】次に第2の動作モードはフレーム読み出し
モードであって、上記制御部7は、フレーム読み出しモ
ードの各種タイミング信号を上記CCD駆動回路6に与
える。Next, the second operation mode is the frame read mode, and the control section 7 gives various timing signals in the frame read mode to the CCD drive circuit 6.
【0026】この第2の動作モードにおいて、上記CC
D駆動回路6は、垂直ブランキング期間TVBLK中にセン
サゲートパルスφSG1 ,φSG2 を1フィールド毎に
交互に上記撮像部IMに与えて、奇数列の光電変換素子
SO により得られる撮像電荷Ai と偶数列の光電変換素
子SE により得られる撮像電荷Bi を1フィールド毎に
交互に垂直転送レジスタIMVREG に転送させることに
より、フレーム読み出しモードでインターライン走査に
対応する撮像電荷Ai ,Bi を上記垂直転送レジスタI
MVREG に読み出す。In the second operation mode, the CC
The D drive circuit 6 alternately supplies the sensor gate pulses φSG 1 and φSG 2 to the image pickup section IM for each field during the vertical blanking period T VBLK , and the image pickup charges obtained by the photoelectric conversion elements S O in the odd columns. By alternately transferring A i and the image-capturing charges B i obtained by the photoelectric conversion elements S E in the even columns to the vertical transfer register IMV REG for each field, the image-capturing charges A i corresponding to the interline scanning in the frame read mode. , B i to the vertical transfer register I
Read to MV REG .
【0027】なお、この第2の動作モードにおいても、
上記センサゲートパルスφSG1 ,φSG2 のタイミン
グの直前には、高速の垂直転送パルスφIM,φSTを
上記撮像部IMの垂直転送レジスタIMVREG と上記蓄
積部STの垂直転送レジスタSTVREG に与えて、上記
撮像部IMの垂直転送レジスタIMREG 内のスミア成分
などの不要電荷を上記蓄積部STの垂直転送レジスタS
TVREG に高速転送させる。この高速転送動作により、
上記撮像部IMの垂直転送レジスタIMVREG内は、不
要電荷が掃き出された空の状態となる。Even in this second operation mode,
Immediately before the timing of the sensor gate pulses φSG 1 and φSG 2 , high-speed vertical transfer pulses φIM and φST are applied to the vertical transfer register IMV REG of the image pickup section IM and the vertical transfer register STV REG of the storage section ST, The unnecessary charges such as smear components in the vertical transfer register IM REG of the image pickup unit IM are transferred to the vertical transfer register S of the storage unit ST.
High speed transfer to TV REG . By this high-speed transfer operation,
The vertical transfer register IMV REG of the image pickup section IM is in an empty state in which unnecessary charges are swept out.
【0028】そして、上記CCD駆動回路6は、上記垂
直転送レジスタIMVREG 内を空にさせた状態でセンサ
ゲートパルスφSG1 ,φSG2 を与えて、上記撮像部
IMにおいて奇数列の光電変換素子SO により得られた
撮像電荷Ai と偶数列の光電変換素子SE により得られ
た撮像電荷Bi を1フィールド毎に交互に上記垂直転送
レジスタIMVREG に転送させる。Then, the CCD drive circuit 6 gives sensor gate pulses φSG 1 and φSG 2 in a state where the vertical transfer register IMV REG is emptied, and the photoelectric conversion elements S of odd columns in the image pickup section IM are given. The image pickup charges A i obtained by O and the image pickup charges B i obtained by the photoelectric conversion elements S E in the even columns are alternately transferred to the vertical transfer register IMV REG for each field.
【0029】さらに、上記センサゲートパルスφS
G1 ,φSG2 のタイミングの直後に、高速の垂直転送
パルスφIM,φSTを上記撮像部IMの垂直転送レジ
スタIMVREG と上記蓄積部STの垂直転送レジスタS
TVREG に与えて、上記撮像部IMの垂直転送レジスタ
IMVREG 内の電荷Ai ,Bi を上記蓄積部STの垂直
転送レジスタSTVREG に高速転送させる。Further, the sensor gate pulse φS
Immediately after the timing of G 1 and φSG 2 , high-speed vertical transfer pulses φIM and φST are supplied to the vertical transfer register IMV REG of the image pickup section IM and the vertical transfer register S of the storage section ST.
The charges A i and B i in the vertical transfer register IMV REG of the image pickup section IM are given to the TV REG and transferred at high speed to the vertical transfer register STV REG of the storage section ST.
【0030】そして、上記蓄積部STの垂直転送レジス
タSTVREG に高速転送された信号電荷Ai ,Bi は、
その後の読み出し期間に、上記水平転送レジスタHREG
を介して読み出される。The signal charges A i and B i transferred at high speed to the vertical transfer register STV REG of the storage section ST are
During the subsequent read period, the horizontal transfer register H REG
Read through.
【0031】このように第2の動作モードでは、上記撮
像部IMの奇数列の光電変換素子SO により得られる撮
像電荷Ai と偶数列の光電変換素子SE により得られる
撮像電荷Bi を1フィールド毎に交互に垂直転送レジス
タIMVREG に転送させ、各フィールドの撮像電荷
Ai ,Bi を映像期間中に上記蓄積部STの垂直転送レ
ジスタSTVREG から水平転送レジスタHREG を介して
線順次に読み出すことにより、フレーム読み出しモード
でインターレース走査に対応した撮像出力を得る。そし
て、上記固体イメージセンサ1から読み出された撮像信
号は、上記信号処理部4を介してエンコーダ5に供給さ
れてNTSC方式に準拠したテレビジョン信号にエンコ
ードされ、上記出力端子8から出力される。As described above, in the second operation mode, the imaging charge A i obtained by the odd-numbered photoelectric conversion elements S O of the imaging section IM and the imaging charge B i obtained by the even-numbered photoelectric conversion elements S E are Each field is alternately transferred to the vertical transfer register IMV REG, and the image-capturing charges A i and B i of each field are transferred from the vertical transfer register STV REG of the storage section ST through the horizontal transfer register H REG during the video period. By sequentially reading, the imaging output corresponding to the interlaced scanning is obtained in the frame reading mode. Then, the image pickup signal read from the solid-state image sensor 1 is supplied to the encoder 5 via the signal processing unit 4, encoded into a television signal conforming to the NTSC system, and output from the output terminal 8. ..
【0032】さらに、第3の動作モードは本発明に係る
固体撮像装置の動作モードであって、上記制御部7は、
各種タイミング信号を与えることにより上記CCD駆動
回路6を次のように動作させる。Furthermore, the third operation mode is the operation mode of the solid-state image pickup device according to the present invention, and the control unit 7
The CCD drive circuit 6 is operated as follows by giving various timing signals.
【0033】この第3の動作モードにおいて、上記CC
D駆動回路6は、図3に示すように、各フィールドの映
像期間中に1フィールド毎に交互にセンサゲートパルス
φSG1 ,φSG2 を上記撮像部IMに与えるととも
に、1フィールド毎の垂直ブランキング期間TVBLK中に
センサゲートパルスφSG1 ,φSG2 を上記撮像部I
Mに同時に与えて、奇数列の光電変換素子SO により得
られる撮像電荷Ai と偶数列の光電変換素子SE により
得られる撮像電荷Bi を1フィールド毎に上下の組み合
わせを交互に変えて垂直転送レジスタIMVREG に転送
させることにより、フィールド読み出しモードでインタ
ーライン走査に対応する撮像電荷Ai +Bi ,Bi +A
i+1 を上記垂直転送レジスタIMVREG に読み出す。In the third operation mode, the CC
As shown in FIG. 3, the D drive circuit 6 alternately supplies the sensor gate pulses φSG 1 and φSG 2 to the image pickup unit IM during each field during the video period of each field and the vertical blanking for each field. During the period T VBLK , the sensor gate pulses φSG 1 and φSG 2 are supplied to the imaging unit I.
The image pickup charges A i obtained by the photoelectric conversion elements S O in the odd-numbered columns and the image pickup charges B i obtained by the photoelectric conversion elements S E in the even-numbered columns are alternately changed in the upper and lower combinations for each field. By transferring to the vertical transfer register IMV REG , the imaging charges A i + B i and B i + A corresponding to the interline scanning in the field read mode.
i + 1 is read to the vertical transfer register IMV REG .
【0034】なお、この第3の動作モードにおいても、
各垂直ブランキング期間TVBLK毎のセンサゲートパルス
φSG1 ,φSG2 のタイミングの直前に、高速の垂直
転送パルスφIM,φSTを上記撮像部IMの垂直転送
レジスタIMVREG と上記蓄積部STの垂直転送レジス
タSTVREG に与えて、上記撮像部IMの垂直転送レジ
スタIMREG 内のスミア成分などの不要電荷を上記蓄積
部STの垂直転送レジスタSTVREG に高速転送させ
る。この高速転送動作により、上記各フィールドの映像
期間中に1フィールド毎に交互にセンサゲートパルスφ
SG1 ,φSG2を上記撮像部IMに与えることにより
上記撮像部IMの垂直転送レジスタIMVREG に読み出
された上記奇数列の光電変換素子SO の撮像電荷Ai ’
と偶数列の光電変換素子SE の撮像電荷Bi ’が不要電
荷として掃き出され、上記撮像部IMの垂直転送レジス
タIMVREG 内は、不要電荷が掃き出された空の状態と
なる。Even in the third operation mode,
Immediately before the timing of the sensor gate pulses φSG 1 and φSG 2 in each vertical blanking period T VBLK , high-speed vertical transfer pulses φIM and φST are vertically transferred to the vertical transfer register IMV REG of the image pickup unit IM and the vertical transfer of the storage unit ST. given to register STV REG, unnecessary charges such as smear components of the vertical transfer register IM REG of the imaging section IM to high-speed transfer in the vertical transfer registers STV REG of the storage section ST. By this high-speed transfer operation, the sensor gate pulse φ is alternately alternated for each field during the video period of each field.
By applying SG 1 and φSG 2 to the image pickup unit IM, the image pickup charges A i ′ of the odd-numbered photoelectric conversion elements S O read in the vertical transfer register IMV REG of the image pickup unit IM
And the imaging charges B i ′ of the photoelectric conversion elements S E in the even-numbered columns are swept out as unnecessary charges, and the vertical transfer register IMV REG of the image pickup section IM is in an empty state in which the unnecessary charges are swept out.
【0035】そして、上記CCD駆動回路6は、上記垂
直転送レジスタIMVREG 内を空にさせた状態でセンサ
ゲートパルスφSG1 ,φSG2 を与えることにより、
上記撮像部IMにおいて奇数列の光電変換素子SO によ
り得られた撮像電荷Ai と偶数列の光電変換素子SE に
より得られた撮像電荷Bi を1フィールド毎に上下の組
み合わせを交互に変えて上記垂直転送レジスタIMV
REG に転送させる。Then, the CCD drive circuit 6 gives sensor gate pulses φSG 1 and φSG 2 in a state where the vertical transfer register IMV REG is emptied,
In the image pickup section IM, the image pickup charge A i obtained by the odd-numbered photoelectric conversion elements S O and the image pickup charge B i obtained by the even-numbered photoelectric conversion elements S E are alternately changed in the upper and lower portions for each field. The above vertical transfer register IMV
Transfer to REG .
【0036】さらに、上記センサゲートパルスφS
G1 ,φSG2 のタイミングの直後に、高速の垂直転送
パルスφIM,φSTを上記撮像部IMの垂直転送レジ
スタIMVREG と上記蓄積部STの垂直転送レジスタS
TVREG に与えて、上記撮像部IMの垂直転送レジスタ
IMVREG 内の電荷Ai +Bi ,Bi +Ai+1 を上記蓄
積部STの垂直転送レジスタSTVREG に高速転送させ
る。Further, the sensor gate pulse φS
Immediately after the timing of G 1 and φSG 2 , high-speed vertical transfer pulses φIM and φST are supplied to the vertical transfer register IMV REG of the image pickup section IM and the vertical transfer register S of the storage section ST.
The electric charges A i + B i and B i + A i + 1 in the vertical transfer register IMV REG of the image pickup section IM are given to the TV REG and are transferred at high speed to the vertical transfer register STV REG of the storage section ST.
【0037】ここで、上記垂直転送レジスタSTVREG
に高速転送期間中は、水平転送パルスφHも高速パルス
とすることにより、上記水平転送レジスタHREG を介し
て不要電荷を高速転送により掃き出す。この第3の動作
モードでは、上記各フィールドの映像期間中に1フィー
ルド毎に交互にセンサゲートパルスφSG1 ,φSG2
を上記撮像部IMに与えることにより上記撮像部IMの
垂直転送レジスタIMVREG に読み出された上記奇数列
の光電変換素子SO の撮像電荷Ai ’と偶数列の光電変
換素子SE の撮像電荷Bi ’が不要電荷として掃き出さ
れるので、多量の不要電荷が発生することになるが、上
記高速転送により上記水平転送レジスタHREG を介して
多量の不要電荷を掃き出すことができる。Here, the vertical transfer register STV REG
During the high-speed transfer period, the horizontal transfer pulse φH is also set to the high-speed pulse, so that unnecessary charges are swept out by the high-speed transfer through the horizontal transfer register H REG . In the third operation mode, the sensor gate pulses φSG 1 and φSG 2 are alternately alternated for each field during the video period of each field.
To the image pickup section IM, the image pickup charges A i ′ of the photoelectric conversion elements S O of the odd columns and the photoelectric charges of the photoelectric conversion elements S E of the even columns read to the vertical transfer register IMV REG of the image pickup section IM. Since the charges B i ′ are swept out as unnecessary charges, a large amount of unnecessary charges are generated, but a large amount of unnecessary charges can be swept out through the horizontal transfer register H REG by the high speed transfer.
【0038】すなわち、上記水平転送レジスタH
REG は、1転送毎の電荷転送量が少なくても、上記高速
転送で転送回数を増やすことにより、多量の不要電荷を
掃き捨てることができる。That is, the horizontal transfer register H
Even if the amount of charge transferred for each transfer is small, the REG can sweep away a large amount of unnecessary charges by increasing the number of times of transfer by the high-speed transfer.
【0039】このような第3の動作モードでは、上記各
フィールドの映像期間中に1フィールド毎に交互にセン
サゲートパルスφSG1 ,φSG2 を上記撮像部IMに
与えて、奇数列の光電変換素子SO により得られる撮像
電荷Ai と偶数列の光電変換素子SE により得られる撮
像電荷Bi を1フィールド毎に交互にダミーの読み出し
を行うことにより、1フィールド毎の撮像電荷Ai +B
i ,Bi +Ai+1 の加算混合比を通常のフィールド読み
出しモードにおける1:1から変化させることができ
る。そして、例えば上記加算混合比を1:2として、上
記撮像部IMの奇数列の光電変換素子SO により得られ
る撮像電荷Ai と偶数列の光電変換素子SE により得ら
れる撮像電荷Bi を1フィールド毎に上下の組み合わせ
を交互に変えて垂直転送レジスタIMVREG に転送さ
せ、各フィールドの撮像電荷Ai +Bi を映像期間中に
上記蓄積部STの垂直転送レジスタSTVREG から水平
転送レジスタHREG を介して線順次に読み出すことによ
り、フィールド読み出しモードでインターレース走査に
対応した撮像出力を得る。そして、上記固体イメージセ
ンサ1から読み出された撮像信号は、上記信号処理部4
を介してエンコーダ5に供給されてNTSC方式に準拠
したテレビジョン信号にエンコードされ、上記出力端子
8から出力される。In the third operation mode as described above, the sensor gate pulses φSG 1 and φSG 2 are alternately applied to the image pickup section IM for each field during the video period of each field so that the photoelectric conversion elements in the odd columns are supplied. The image-capturing charge A i obtained by S O and the image-capturing charge B i obtained by the photoelectric conversion elements S E in the even-numbered columns are alternately read out for each field so that the image-capturing charge A i + B for each field is obtained.
The addition mixing ratio of i , B i + A i + 1 can be changed from 1: 1 in the normal field read mode. Then, for example, when the addition mixture ratio is set to 1: 2, the imaging charge A i obtained by the photoelectric conversion elements S O in the odd columns and the imaging charge B i obtained by the photoelectric conversion elements S E in the even columns of the imaging section IM. The upper and lower combinations are alternately changed for each field and transferred to the vertical transfer register IMV REG, and the imaging charges A i + B i of each field are transferred from the vertical transfer register STV REG of the storage unit ST to the horizontal transfer register H during the video period. By line-sequentially reading through the REG , an imaging output corresponding to interlaced scanning is obtained in the field reading mode. The image pickup signal read from the solid-state image sensor 1 is supplied to the signal processing unit 4
Is supplied to the encoder 5 via the, encoded into a television signal conforming to the NTSC system, and output from the output terminal 8.
【0040】このように奇数列の光電変換素子SO によ
り得られる撮像電荷Ai と偶数列の光電変換素子SE に
より得られる撮像電荷Bi との加算混合比を変えること
により、図4に示すように第1の動作モードすなわち通
常のフィールド読み出しモードと第2の動作モードすな
わちフレーム読み出しモードとの中間の垂直の解像度
(MTF)を得ることができる。そして、例えば上記加
算混合比を1:2として、フィールド読み出しモードで
インターレース走査に対応した撮像出力を得ることによ
り、第1の動作モードすなわち通常のフィールド読み出
しモードと比較して、垂直の解像度を向上させることが
でき、また、ダイナミックレンジ,感度を75%に保つ
ことができ、第2の動作モードすなわちフレーム読み出
しモードよりも上記ダイナミックレンジ,感度を向上さ
せることができる。As described above, by changing the addition mixing ratio of the imaging charges A i obtained by the photoelectric conversion elements S O in the odd columns and the imaging charges B i obtained by the photoelectric conversion elements S E in the even columns, FIG. As shown, a vertical resolution (MTF) intermediate between the first or normal field read mode and the second or frame read mode can be obtained. Then, for example, the addition mixing ratio is set to 1: 2 to obtain an image output corresponding to the interlaced scanning in the field read mode, thereby improving the vertical resolution as compared with the first operation mode, that is, the normal field read mode. Further, the dynamic range and sensitivity can be maintained at 75%, and the dynamic range and sensitivity can be improved more than in the second operation mode, that is, the frame read mode.
【0041】[0041]
【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明に係る固体撮像装置では、イメージセンサ駆動制御手
段により、フレームインターライントランスファ型の固
体イメージセンサの奇数列の光電変換素子により得られ
る撮像電荷と偶数列の光電変換素子により得られる撮像
電荷を映像期間の途中で1フィールド毎に交互に上記撮
像部の垂直転送レジスタに読み出す制御を行うことによ
って、各光電変換素子の有効電荷蓄積期間を奇数列の光
電変換素子と偶数列の光電変換素子とで独立に変えるこ
とができる。上記映像期間の途中で1フィールド毎に交
互に上記撮像部の垂直転送レジスタに読み出された撮像
電荷は、1フィールド毎の垂直ブランキング期間中に、
上記撮像部の垂直転送レジスタから上記蓄積部の垂直転
送レジスタに高速転送され、上記蓄積部の垂直転送レジ
スタから上記水平転送レジスタを介して線順次に高速転
送され、不要電荷として掃き出される。このように、上
記水平転送レジスタは、1転送毎の電荷転送量が少なく
ても、上記高速転送で転送回数を増やすことにより、1
フィールド毎の垂直ブランキング期間中に多量の不要電
荷を掃き捨てることができる。そして、隣接する奇数列
の光電変換素子と偶数列の光電変換素子とにより得られ
る撮像電荷を1フィールド毎の垂直ブランキング期間中
に加算混合して上記撮像部の垂直転送レジスタに読み出
して上記蓄積部の垂直転送レジスタに高速転送し、映像
期間中に、上記蓄積部の垂直転送レジスタから上記水平
転送レジスタを介して撮像電荷を線順次に読み出すこと
により、フィールド読み出しモードの場合よりも垂直の
解像度(MTF)の低下が少なく、フレーム読み出しの
場合よりも残像が少なく、また、ダイナミックレンジが
広い撮像出力を得ることができる。As is apparent from the above description, in the solid-state image pickup device according to the present invention, the image sensor drive control means obtains the odd-numbered photoelectric conversion elements of the frame interline transfer type solid-state image sensor. The effective charge storage period of each photoelectric conversion element is controlled by controlling the readout of the imaging charge and the imaging charge obtained by the even-numbered photoelectric conversion elements to the vertical transfer register of the imaging section alternately every field during the video period. Can be changed independently for the photoelectric conversion elements in the odd-numbered columns and the photoelectric conversion elements in the even-numbered columns. The imaging charges read out to the vertical transfer register of the imaging unit alternately in every field during the video period are stored in the vertical blanking period in each field.
High-speed transfer from the vertical transfer register of the image pickup section to the vertical transfer register of the storage section, high-speed line-sequential transfer from the vertical transfer register of the storage section through the horizontal transfer register, and sweeping out as unnecessary charges. As described above, even if the charge transfer amount for each transfer is small, the horizontal transfer register can increase
A large amount of unnecessary charges can be swept away during the vertical blanking period for each field. Then, the imaging charges obtained by the photoelectric conversion elements in the odd-numbered columns and the photoelectric conversion elements in the even-numbered columns adjacent to each other are added and mixed during the vertical blanking period for each field, read out to the vertical transfer register of the imaging section, and stored. High-speed transfer to the vertical transfer register of the storage section, and during the video period, the image-capturing charges are line-sequentially read from the vertical transfer register of the storage section through the horizontal transfer register, thereby providing a vertical resolution higher than that in the field read mode. It is possible to obtain an imaging output with a small decrease in (MTF), less afterimage than in the case of frame reading, and a wide dynamic range.
【0042】このように、本発明に係る固体撮像装置で
は、イメージセンサ駆動制御手段により、固体イメージ
センサの各光電変換素子の有効電荷蓄積期間を奇数列の
光電変換素子と偶数列の光電変換素子とで独立に変え
て、隣接する奇数列の光電変換素子と偶数列の光電変換
素子とにより得られる撮像電荷を1フィールド毎に加算
混合して読み出す制御を行うので、上記奇数列の光電変
換素子と偶数列の光電変換素子とにより得られる撮像電
荷との加算混合比に応じて垂直の解像度(MTF)を変
化させることができ、フィールド読み出しモードの場合
よりも垂直の解像度の低下が少なく、フレーム読み出し
の場合よりも残像が少なく、また、ダイナミックレンジ
が広い撮像出力を得ることができる。As described above, in the solid-state image pickup device according to the present invention, the effective charge storage period of each photoelectric conversion element of the solid-state image sensor is controlled by the image sensor drive control means so that the photoelectric conversion elements of odd columns and the photoelectric conversion elements of even columns are used. , And the photoelectric conversion elements in the odd-numbered columns and the photoelectric conversion elements in the even-numbered columns which are adjacent to each other are added and mixed for each field to be read out. The vertical resolution (MTF) can be changed in accordance with the addition mixing ratio of the image pickup charges obtained by the photoelectric conversion elements in the even-numbered columns, and the vertical resolution is less deteriorated than in the field reading mode. It is possible to obtain an imaging output with less afterimage and a wider dynamic range than in the case of reading.
【0043】従って、本発明によれば、動解像度を損な
うことなく、垂直の解像度を可変できるようにした固体
撮像装置を提供することができる。Therefore, according to the present invention, it is possible to provide a solid-state imaging device in which the vertical resolution can be varied without impairing the dynamic resolution.
【図1】本発明に係る固体撮像装置の構成を示すブロッ
ク図である。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a solid-state imaging device according to the present invention.
【図2】上記固体撮像装置に用いたフレームインターラ
イントランスファ型CCDイメージセンサの構成を示す
模式的な平面図である。FIG. 2 is a schematic plan view showing a configuration of a frame interline transfer type CCD image sensor used in the solid-state imaging device.
【図3】上記固体撮像装置の動作を示すタイミングチャ
ートである。FIG. 3 is a timing chart showing an operation of the solid-state imaging device.
【図4】上記固体撮像装置により得られる撮像信号の垂
直のMTF特性を示す特性線図である。FIG. 4 is a characteristic diagram showing a vertical MTF characteristic of an image pickup signal obtained by the solid-state image pickup device.
【図5】フィールド読み出しモードの動作を示すタイミ
ングチャートである。FIG. 5 is a timing chart showing an operation in a field read mode.
【図6】フレーム読み出しモードの動作を示すタイミン
グチャートである。FIG. 6 is a timing chart showing an operation in a frame read mode.
1・・・・・・・・撮像光学系 2・・・・・・・・CCDイメージセンサ 3・・・・・・・・撮像部 4・・・・・・・・信号処理部 5・・・・・・・・エンコーダ 6・・・・・・・・CCD駆動回路 7・・・・・・・・制御部 8・・・・・・・・出力端子 S・・・・・・・・光電変換素子 IM・・・・・・・・撮像部 IMVREG ・・・・・垂直転送レジスタ ST・・・・・・・・蓄積部 STVREG ・・・・・垂直転送レジスタ HREG ・・・・・・・水平転送レジスタ1 ... Imaging optical system 2 ... CCD image sensor 3 ... Imaging unit 4 ... Signal processing unit 5 ...・ ・ ・ ・ ・ ・ Encoder 6 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ CCD drive circuit 7 ・ ・ ・ ・ ・ ・ Control unit 8 ・ ・ ・ ・ ・ ・ Output terminal S ・ ・ ・ ・ ・ ・Photoelectric conversion element IM ・ ・ ・ Imaging unit IMV REG・ ・ ・ Vertical transfer register ST ・ ・ ・ ・ ・ ・ Storage unit STV REG・ ・ ・ Vertical transfer register H REG・ ・ ・.... Horizontal transfer registers
Claims (2)
てなる固体イメージセンサと、 上記固体イメージセンサの各光電変換素子の有効電荷蓄
積期間を奇数列の光電変換素子と偶数列の光電変換素子
とで独立に変えて、隣接する奇数列の光電変換素子と偶
数列の光電変換素子とにより得られる撮像電荷を1フィ
ールド毎に加算混合して読み出す制御を行うイメージセ
ンサ駆動制御手段とを備えてなる固体撮像装置。1. A solid-state image sensor in which photoelectric conversion elements are arranged in a matrix, and effective photoelectric charge accumulation periods of the photoelectric conversion elements of the solid-state image sensor are odd-numbered photoelectric conversion elements and even-numbered photoelectric conversion elements. And image sensor drive control means for controlling the addition and mixing of the image-capturing charges obtained by the photoelectric conversion elements in the odd-numbered columns and the photoelectric conversion elements in the even-numbered columns which are adjacent to each other, and reading them out. Solid-state imaging device.
により得られる撮像電荷が読み出される垂直転送レジス
タを有する撮像部と、この撮像部の垂直転送レジスタか
ら撮像電荷が高速転送される垂直転送レジスタを有する
蓄積部と、この蓄積部の垂直転送レジスタから撮像電荷
が線順次に転送される水平転送レジスタ部とからなる固
体イメージセンサと、 上記固体イメージセンサの奇数列の光電変換素子により
得られる撮像電荷と偶数列の光電変換素子により得られ
る撮像電荷を、映像期間の途中で1フィールド毎に交互
に上記撮像部の垂直転送レジスタに読み出し、1フィー
ルド毎の垂直ブランキング期間中に、上記撮像部の垂直
転送レジスタから上記蓄積部の垂直転送レジスタに高速
転送し、上記蓄積部の垂直転送レジスタから上記水平転
送レジスタを介して撮像電荷を線順次に高速転送して掃
き出す制御を行うとともに、隣接する奇数列の光電変換
素子と偶数列の光電変換素子とにより得られる撮像電荷
を1フィールド毎の垂直ブランキング期間中に加算混合
して上記撮像部の垂直転送レジスタに読み出して上記蓄
積部の垂直転送レジスタに高速転送し、映像期間中に、
上記蓄積部の垂直転送レジスタから上記水平転送レジス
タを介して撮像電荷を線順次に読み出す制御を行うイメ
ージセンサ駆動制御手段とを備えてなる固体撮像装置。2. An image pickup section having a vertical transfer register for reading out image pickup charge obtained by photoelectric conversion elements arranged in a matrix, and a vertical transfer register for high-speed transfer of image pickup charge from the vertical transfer register of the image pickup section. A solid-state image sensor including a storage unit having a horizontal transfer register unit in which image-capturing charges are line-sequentially transferred from a vertical transfer register of the storage unit, and an image obtained by photoelectric conversion elements in odd columns of the solid-state image sensor. The electric charges and the imaging charges obtained by the photoelectric conversion elements in the even columns are alternately read into the vertical transfer register of the image pickup unit for each field during the video period, and the image pickup unit is read during the vertical blanking period for each field. High-speed transfer from the vertical transfer register of the storage unit to the vertical transfer register of the storage unit, and from the vertical transfer register of the storage unit to the water transfer unit. Control is performed to transfer the image-capturing charges line-sequentially at high speed through the transfer register and to sweep the image-capturing charges, and vertical blanking of the image-capturing charges obtained by the photoelectric conversion elements in the odd-numbered columns and the photoelectric conversion elements in the even-numbered columns adjacent to each other is performed for each field. During the video period, the signals are added and mixed during the period, read out to the vertical transfer register of the image pickup unit, and transferred at high speed to the vertical transfer register of the accumulation unit.
A solid-state image pickup device comprising: an image sensor drive control means for controlling line-sequential reading of image pickup charges from the vertical transfer register of the storage section through the horizontal transfer register.
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR100394570B1 (en) * | 1999-11-08 | 2003-08-14 | 가시오게산키 가부시키가이샤 | Photosensor system and drive control method thereof |
KR100595801B1 (en) * | 1998-02-24 | 2006-07-03 | 소니 가부시끼 가이샤 | Solid state imaging device, driving method thereof, and camera |
KR100611701B1 (en) * | 2003-12-05 | 2006-08-11 | 산요덴키가부시키가이샤 | Solid state imaging device and image signal processing apparatus |
-
1992
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KR100394570B1 (en) * | 1999-11-08 | 2003-08-14 | 가시오게산키 가부시키가이샤 | Photosensor system and drive control method thereof |
KR100611701B1 (en) * | 2003-12-05 | 2006-08-11 | 산요덴키가부시키가이샤 | Solid state imaging device and image signal processing apparatus |
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