JPS58215877A - Image pickup device - Google Patents

Image pickup device

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JPS58215877A
JPS58215877A JP57099853A JP9985382A JPS58215877A JP S58215877 A JPS58215877 A JP S58215877A JP 57099853 A JP57099853 A JP 57099853A JP 9985382 A JP9985382 A JP 9985382A JP S58215877 A JPS58215877 A JP S58215877A
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signal
field
frame
circuit
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Seiji Hashimoto
誠二 橋本
Tokuzo Kato
加藤 得三
Tsutomu Takayama
勉 高山
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    • H04N25/00Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/40Extracting pixel data from image sensors by controlling scanning circuits, e.g. by modifying the number of pixels sampled or to be sampled
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    • HELECTRICITY
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    • H04N25/71Charge-coupled device [CCD] sensors; Charge-transfer registers specially adapted for CCD sensors
    • H04N25/72Charge-coupled device [CCD] sensors; Charge-transfer registers specially adapted for CCD sensors using frame transfer [FT]

Abstract

PURPOSE:To lead out signals with the same level in respective modes, by giving a difference in amplification factor to a read signal between a frame mode a field mode once a still mode is selected. CONSTITUTION:A read signal 1B from an odd-numbered cell of a CCD and a read signal 1A from an even-numbered cell are added together by an adder 40 when the frame mode is effective in still mode, and the sum signal is equalized in level by an amplifier 41 to a read signal 1C in field mode. The signal 1C is sent directly to a switch circuit 42 without passing through the amplifier 41 in field mode; the circuit 42 is connected to a side (a) in frame mode and to a side (b) in field mode. This constitution eliminates the difference in read signal level between the frame and field modes.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は固体撮像素子を用いた撮像装置に関するO 近年、ビデオカメラとVTRを小型化した、所謂ボータ
プルビデオの開発が盛んであるが、である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an imaging device using a solid-state imaging device.In recent years, so-called two-dimensional video, which is a miniaturized video camera and VTR, has been actively developed.

このような電子機器の小型化は特に半導体技術に大きく
依存している。前述のビデオカメラの光電変換部もこの
様な半導体技術の進歩により撮像管から固体撮像素子に
置き変わろうとしている。現在この固体撮像素子は撮像
管に比べて多くの特徴を有している。
The miniaturization of such electronic devices is particularly dependent on semiconductor technology. Due to such advances in semiconductor technology, the photoelectric conversion section of the aforementioned video camera is also about to be replaced from an image pickup tube to a solid-state image pickup device. Currently, solid-state image sensors have many features compared to image pickup tubes.

即ち、固体デバイスであるがゆえに小型、低消費電力、
量産性、焼付けがない等の特徴をもつ0 この様に多くの特徴を持つ固体撮像素子の技術確立と、
超小型の磁気記録装置の開発により、従来の銀鉛フィル
ムを記録媒体とする銀塩写真技術は現像処理を必要とし
ない磁気写真或は電子式写真技術にその足元をおびやか
されつつある0 現在のVTRの主な利用法であるVTRK動両像全両像
し、TVにディスプレイするのを主目的とするものをム
ービービデオと呼び、記録装置に静止画像を記録し、そ
の記録信号をTVにディスプレイしたり、あるいはプリ
ンタによりプリントするのを主目的とするものをスティ
ールビデオと呼べば、ムービービデオ、スティーノトビ
″デオの両方とも、その信号形態はTV信号形態に信号
変換されるので相方に大差はない。
In other words, because it is a solid-state device, it is small, has low power consumption,
With the establishment of technology for solid-state image sensors that have many features such as mass production and no burn-in,
With the development of ultra-compact magnetic recording devices, the conventional silver halide photography technology that uses silver-lead film as a recording medium is being eclipsed by magnetic photography or electronic photography technology that does not require development processing. VTRK, which is the main use of VTRs, is used to record moving images, full images, and to display them on a TV. If we call still video something whose main purpose is to print it out on a printer, there is no big difference between movie video and stereo video, as their signal format is converted into a TV signal format. .

しかしムービービデオは被写体を連続的に撮影するのが
一般的であるが、スティールビデオ(ハ)一般の写真機
と同様に瞬間的に被写体像を撮影するものであるから、
アイリス、シャッタ。
However, while movie video generally records the subject continuously, still video (c) captures the subject image instantaneously like a regular camera.
Iris, shutter.

A (’、 C、ホワイトバランス等の応答性はかなり
異なった動作にする必要があり、加えて固体撮像素子の
駆動方法も少し異々る事になり、現在の一光学系一信号
処理系だけでは両方に使用する事はできないと言う問題
点がある。
A (', C, The responsiveness of white balance, etc. will need to operate quite differently, and in addition, the driving method of the solid-state image sensor will also be slightly different, so the current one optical system and one signal processing system However, there is a problem in that it cannot be used for both purposes.

このだめにムービー用のカメラ部とステイール用のカメ
ラ部は別体のものとする方が望まし見 いが、それがコスト的に具合うのはこの様なカメラが充
分に普及してからの事であり、現在においては両方を兼
用するのが有利である。
In this case, it would be better to have separate camera parts for movies and stills, but it will only become cost-effective once such cameras become widespread. At present, it is advantageous to use both.

カメラ部をムービー用とスティール用とも兼用にした場
合に、問題化するのが固体撮像素子の電荷蓄積法とその
読出し方法である。固体撮像素子にはMOS型やインク
ラインクイブCCD(I L −CCD ) * フレ
ームトランスファタイプCCD(FT−CCD)などが
あるが、ここではデバイスの木本構造はあまυ関係ない
のでFT−CCDを例にとり説明する。
If the camera section is used for both movies and still images, problems arise with the method of accumulating charges in the solid-state image sensor and the method of reading them out. Solid-state imaging devices include MOS type, incline chive CCD (IL-CCD) * frame transfer type CCD (FT-CCD), but here we will use FT-CCD as the wooden structure of the device is not very relevant. Let me explain using an example.

F T’−CCDけ、被写体像の光を電荷に変換する袴
数の光電変換セルより成る撮像部と撮像部からの信号型
2荷を一時的に蓄積するメモリ部と、メモリ一部からの
信号電荷をTV同期信号にタイミングを一致させて読出
す水平シフトレジスタ部、そl〜で水平シフトレジスタ
部からの信号電荷を増幅l−7、信号電圧として出力す
るオンチップアンプ部とから成っている。
The F T'-CCD has an imaging section consisting of photoelectric conversion cells that convert the light of the subject image into electric charge, a memory section that temporarily stores the signal type 2 charges from the imaging section, and It consists of a horizontal shift register section that reads out signal charges with timing matching the TV synchronization signal, an on-chip amplifier section that amplifies the signal charges from the horizontal shift register section 1-7, and outputs them as signal voltages. There is.

この様なFT−CCDをムービーカメラとして利用する
時は、撮像部は1フイ一ルド期間。
When using such an FT-CCD as a movie camera, the imaging unit only has one field period.

前述の様に光電変換を行い、この光電変換された信号電
荷は垂直ブランキング期間に数MHzの垂直転送パルス
でメモリ一部に移される。そしてメモリ一部の信号電荷
は次のフィールド期間に1水平走査毎に水平ブランキン
グ期間に水平シフトレジスタ部に転送され、次段のオン
チッグア/プからCCD信号として読出される。その間
、撮像部は光電変換状態にある。つまり、1フイールド
毎に光電変換、垂直転送が繰返し成さh 、連続的な映
像信号が得られることになる。
Photoelectric conversion is performed as described above, and the photoelectrically converted signal charges are transferred to a part of the memory by a vertical transfer pulse of several MHz during the vertical blanking period. Then, the signal charges in a part of the memory are transferred to the horizontal shift register part during the horizontal blanking period for every horizontal scan in the next field period, and read out as a CCD signal from the on-chip amplifier at the next stage. During this time, the imaging section is in a photoelectric conversion state. In other words, photoelectric conversion and vertical transfer are repeated for each field, resulting in a continuous video signal.

次に、今説明したFl−CCDをステイール  □カメ
ラとし7て利用すると、画像のプレが発生しやすくなる
、何故ならば、TV信号は1フレームの映像信号より成
立っており、まだ1フレームは2フイールド(奇数、偶
数フィールド)即ちインターレース動作により1枚の画
像を組立てているから、異々る時点での光電変換作用に
よる1フレ一ム信号は、特に速く動く被写体に対しては
画像のブレが発生し、画質の低下をきだす。
Next, if you use the Fl-CCD just described as a stay camera 7, image distortion will easily occur, because the TV signal is made up of one frame of video signal, and there is still one frame. Since one image is assembled using two fields (odd and even fields), that is, interlace operation, one frame signal due to photoelectric conversion at different times may cause image blur, especially for fast-moving subjects. occurs, resulting in a decrease in image quality.

この様な欠点をなくす方法として、次の2つの方法があ
る。
There are two methods to eliminate these drawbacks:

第1の方法は奇数フィールドだけの(あるいけ偶数フィ
ールドだけの)信号を利用する事である。即ち、奇数フ
ィールド目の信号を次の偶数フィールドにも使う方法で
ある。しかし、かかる方法を用いると垂直解像晩が劣化
し、スチル画像としては適当でない。
The first method is to use signals of only odd fields (or rather only even fields). That is, this is a method in which the signal of the odd field is also used for the next even field. However, when such a method is used, the vertical resolution deteriorates, making it unsuitable for still images.

第2の方法は撮像部の垂直方向素子数を2倍にし、そし
て撮像部とメモリ一部との間に第2の水平シフトレジス
タ部を設け、撮像素子の面上で同時に奇数フィールドと
偶数フィールドを得て、11直次読み出すことを可能と
し、ムービービデオとステイールビデオの両方に対応出
来る様な固体撮像素子を利用する牢である。この様な固
体撮像デバイスとして、本出願人は特願昭56−146
587号で提案した。
The second method is to double the number of vertical elements in the image sensor, and to provide a second horizontal shift register between the image sensor and a part of the memory, so that odd and even fields can be displayed simultaneously on the surface of the image sensor. It is a cell that uses a solid-state image pickup device that enables 11 direct readout and corresponds to both movie video and still video. As such a solid-state imaging device, the present applicant has filed a patent application in 1983-146.
It was proposed in issue 587.

との撮像デバイスを第1図に示し、簡単に動作説明する
FIG. 1 shows an imaging device with the following, and its operation will be briefly explained.

第1図において、1は複数の光電変換セルをマトリクス
伏に配列また撮像部、2は撮像部で得られた信号電荷を
転送蓄積するメモリ一部、3は撮像部で得らり、た信号
電荷を読出す第1水平/フトレジスタ、4はメモリ一部
に蓄えられた信号電荷を読出す第2水平シフトレジスタ
、5.6は第1.第2水平シフトレジスタの読出信号を
増幅するオンチップアンプである。このtffi (’
!iデバイスは全体としてフレームトランスファバリC
C■)を形成している。そして撮像部1の垂直方向のセ
ル数は490.メモリ一部2の垂直方向のセル数を24
5としている。
In Fig. 1, numeral 1 indicates a plurality of photoelectric conversion cells arranged in a matrix or an imaging section; 2 indicates a memory section that transfers and stores signal charges obtained in the imaging section; 3 indicates a signal obtained in the imaging section; A first horizontal/shift register 4 reads out the charge, a second horizontal shift register 4 reads out the signal charge stored in a part of the memory, and a first . This is an on-chip amplifier that amplifies the read signal of the second horizontal shift register. This tffi ('
! The i-Device as a whole uses frame transfer
C■) is formed. The number of cells in the vertical direction of the imaging unit 1 is 490. The number of cells in the vertical direction of memory part 2 is 24.
It is set at 5.

ムービービデオの時は撮像部1の垂直方向の隣接する2
画素分の信号電荷を第1シフトレジスタ3で順次加算し
てメモリ部2に転送し、第2シフトレジスタ4からオン
チップアンプ6を介して信号ICとして読出す。(この
モードをフィ−ルドモードと呼ぶ。) ステイールビデオの時は撮像部1の垂直方向の奇数番目
のセルの信号電荷は第1水平シフトレジスク3から読み
出し、偶数番目のセルの信号電荷は第2水平シフトレジ
スタ4が読み出す。
In the case of a movie video, the vertically adjacent 2 of the imaging unit 1
Signal charges for pixels are sequentially added up in the first shift register 3, transferred to the memory section 2, and read out from the second shift register 4 via the on-chip amplifier 6 as a signal IC. (This mode is called field mode.) In the case of still video, the signal charges of odd-numbered cells in the vertical direction of the imaging section 1 are read out from the first horizontal shift register 3, and the signal charges of even-numbered cells are read out from the second horizontal shift register 3. Horizontal shift register 4 reads out.

(とのモードをフレームモードと呼ぶ)。(The mode with is called frame mode).

このように構成することによりフィールモードをとれば
ステイールビデオの場合にも垂直解像度が損われず完全
にインターレースされた信号を得ることができる。した
がって第1図に示す素子はムービーにもステイールにも
適用できる。
With this configuration, if the feel mode is used, a completely interlaced signal can be obtained without loss of vertical resolution even in the case of still video. Therefore, the device shown in FIG. 1 can be applied to both movies and stills.

尚、ステイールビデオの場合、垂直解像度を犠牲にすれ
ばフィールドモードでの読み出しも可能である。
In the case of still video, reading in field mode is also possible at the expense of vertical resolution.

ところで、フィールドモードとフレームモードとを比較
してみると、2つのセルの信号電荷を加算しているフィ
ールドモードに比し、各々のセルの信号電荷をそのまま
読出しているフレームモードは信号電荷がほぼ1/2と
なる。つまり、絞り一段分だけカメラの感度が下がるこ
とになる。
By the way, if you compare field mode and frame mode, you will notice that compared to field mode, which adds the signal charges of two cells, frame mode, which reads out the signal charges of each cell as is, has almost no signal charge. It becomes 1/2. In other words, the sensitivity of the camera will be reduced by one aperture stop.

さらにオンチップアンプ部はMO8素子で構成されてお
り、このMOSは低域ノイズ特性が悪く、マだ人間の目
が低周波領域のノイズを感知しゃすいととを考えると、
絞り一段分のS/N劣化は無視出来ない問題となる。
Furthermore, the on-chip amplifier section is composed of MO8 elements, and considering that this MOS has poor low-frequency noise characteristics and the human eye can easily detect noise in the low-frequency range,
The S/N deterioration of one stop of aperture becomes a problem that cannot be ignored.

また固体撮像素子の水平素子数は現状の390あるいは
570素子でも不足気味であり、将来的にこの水平素子
数を増す事態、もう一つは現在の24 、ンチ光学系が
次のステップでは一インチ2 光学系、8間光学系と順次小さくなることが予想され、
そうなるとカメラの感度は非常に重要な問題になる。
In addition, the number of horizontal elements in a solid-state image sensor is still insufficient, even with the current 390 or 570 elements, and there is a possibility that the number of horizontal elements will be increased in the future. It is expected that the size of the 2 optical system and the 8 optical system will gradually become smaller.
In this case, camera sensitivity becomes a very important issue.

本発明は上述の如き問題点に鑑み、固体撮像相 素子からの読出方法の想違に伴う読出信号のレベルの差
を補償しだ撮像装置の提供を目的としている。
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above-mentioned problems, it is an object of the present invention to provide an imaging device that compensates for the difference in the level of a readout signal caused by a mistaken reading method from a solid-state imaging device.

以下、本発明の実施例を図面に従い詳細に説明する。Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

図に於て、11は第1図に示す構造のFT−CCDで撮
像部は水平約570素子、垂直約490素子から成る。
In the figure, reference numeral 11 denotes an FT-CCD having the structure shown in FIG. 1, and its imaging section consists of about 570 horizontal elements and about 490 vertical elements.

12はCCDI 1のドライノ(−113はCCD11
を駆動するだめの)くルスを発生する同期信号発生回路
、14はCCDI 1に入射される光量を制御する為の
アイ−リス、及びシャッタの制御回路、15はムービー
モードとステイールモードを切換える第1モード切換回
路、16はCCI) 11の出力信号からアイリスの絞
り値及びシャッタの動作速度を決定するAE制御部、1
7はAE制御部16がアイリスを開放としても信号レベ
ルが低い時、信号レベルを可変的に制御するオートゲイ
ン制御部(以下AGCと称す)である。18はAGC1
7の出力信号を記録信号に変換する為にプロセス回路エ
ンコーダ回路、変調回路より構成される信号処理回路、
19は記録ヘッド、20はモータ等からなる記録機構、
21は同期信号発生器13からの制御パルスにより記録
機構20のモータの速度、位相を制御する回転制御部、
22はナントゲート、23はアンドゲート、24はスイ
ッチ回路、25はステイールモードの際フレームモード
とフィールドの選択を手動で行うか自動的に行うかを選
択する第2モード切換回路、26は回路25で手動モー
ドが選択された時、フレームモードかフィールドモード
かを選択する第3モード切換回路、30は増幅回路を含
むスイッチ回路(出力手段)である。
12 is CCDI 1 Dryno (-113 is CCD11
14 is an iris and shutter control circuit for controlling the amount of light incident on CCDI 1; 15 is a control circuit for switching between movie mode and stay mode. an AE control section that determines the iris aperture value and the shutter operating speed from the output signal of the first mode switching circuit (16 is the CCI);
Reference numeral 7 denotes an auto gain control section (hereinafter referred to as AGC) that variably controls the signal level when the signal level is low even if the AE control section 16 opens the iris. 18 is AGC1
A signal processing circuit consisting of a process circuit encoder circuit and a modulation circuit in order to convert the output signal of 7 into a recording signal,
19 is a recording head, 20 is a recording mechanism consisting of a motor, etc.
21 is a rotation control unit that controls the speed and phase of the motor of the recording mechanism 20 using control pulses from the synchronization signal generator 13;
22 is a Nant gate, 23 is an AND gate, 24 is a switch circuit, 25 is a second mode switching circuit for selecting whether to manually or automatically select the frame mode and field in the stay mode, and 26 is a circuit. A third mode switching circuit 25 selects frame mode or field mode when the manual mode is selected, and 30 is a switch circuit (output means) including an amplifier circuit.

今7.Q 1モ一ド切換回路15でムービーモードを1
1<択すると、切換回路15の出力はローレベル(以゛
下“L”)となり、この信号により同期信号発生器13
はムービーモードの制御パルスを発生する。即ち、不図
示のトリガスイッチが押されると、電源が各回路に通電
され記録を開始する。ムービーモードは連続記録である
のでアイリス及びACC17を制御するA E 1++
J御部16は適当な時定数をもってフィードバック制御
を行う。寸だ、CCD11の読出し方法は前述したフィ
ールドモードに設定され、第1図の第2水平シフトレジ
スタ4よりオンチップランプ6を介して読み出される。
Now 7. Q1 Movie mode is set to 1 using the 1 mode switching circuit 15.
1 is selected, the output of the switching circuit 15 becomes a low level (hereinafter referred to as "L"), and this signal causes the synchronization signal generator 13 to
generates the movie mode control pulse. That is, when a trigger switch (not shown) is pressed, power is applied to each circuit to start recording. Movie mode is continuous recording, so A E 1++ controls the iris and ACC17.
The J control section 16 performs feedback control with an appropriate time constant. The reading method of the CCD 11 is set to the field mode described above, and data is read out from the second horizontal shift register 4 in FIG. 1 via the on-chip lamp 6.

次に第1モード切換回路15でステイールモードが選択
されると、モード切換回路15の出力はハイレベル(以
下”H”)となり、同期信号発生器13にステイールモ
ードの制御パルスを出力するよう指示する。AE制御部
16はシャッタスピードとアイリスの絞り値を決定し、
アイリスシャッタ制御回路14に伝達する。そしてステ
イールモードには前述したフィールドモード記録とフレ
ームモード記録の両方が考えられる。このフィールドモ
ード記録とフレームモード記録を自動選択モードとした
時スイッチ回路24は接点(a)に接続される。自動選
択モードの時はAE制御部16が被写体が低照度である
ことを検知すると出力ライン27がH”となる。
Next, when the first mode switching circuit 15 selects the stay mode, the output of the mode switching circuit 15 becomes a high level (hereinafter referred to as "H"), and outputs a control pulse for the stay mode to the synchronization signal generator 13. Instruct them to do so. The AE control unit 16 determines the shutter speed and iris aperture value,
It is transmitted to the iris shutter control circuit 14. Both the field mode recording and frame mode recording mentioned above are considered as the stay mode. When the field mode recording and frame mode recording are set to the automatic selection mode, the switch circuit 24 is connected to contact (a). In the automatic selection mode, when the AE control unit 16 detects that the subject is under low illuminance, the output line 27 becomes H''.

するとナントゲート22の出力は”L”、アンドゲート
23の出力はL”となり同期信号発生器13はステイー
ルモードでフィールドモードに設定される。まだ被写体
が低照度でない時は出力ライン27が°L”となり、ナ
ントゲート22の出力は°I(”、アンドゲート23の
出力は”H”となり同期信号発生器13はステイールモ
ードでフレームモードに設定される。
Then, the output of the Nantes gate 22 becomes "L", and the output of the AND gate 23 becomes "L", and the synchronization signal generator 13 is set to field mode in stay mode.When the subject is not yet in low illumination, the output line 27 is set to "L". The output of the Nant gate 22 becomes ``L'', the output of the AND gate 23 becomes ``H'', and the synchronization signal generator 13 is set to the frame mode in the stay mode.

そして第2モード切換回路で手動選択モードとした時は
、スイッチ回路24が(b)側に接続され、第3モード
切換回路26の設定に従う。第3モード切換回路26は
ステイールモード時にフィー ルドモード、フレームモ
ード1ELtに選択しうる。
When the second mode switching circuit is set to the manual selection mode, the switch circuit 24 is connected to the (b) side and follows the setting of the third mode switching circuit 26. The third mode switching circuit 26 can select field mode and frame mode 1ELt during the stay mode.

ステイールモード時にフィールドモードを選択した時に
は被写体が低照度であってもS/+Jの良好な画像が得
られる。まだ被写体が奥照度であってもソフトフォーカ
スいわゆるぼかし効果のある画像が得られる。
When the field mode is selected in the stay mode, a good S/+J image can be obtained even if the subject is under low illumination. Even if the subject is still in deep illumination, an image with a soft focus so-called blurring effect can be obtained.

また、フレームモードを選択した時には高解像度のシャ
ープな画像が得られるものである。
Furthermore, when the frame mode is selected, high-resolution, sharp images can be obtained.

ところで前述した様にフィールドモードにおいては第1
図に示す第2水平シフトレジスタの出力が用いられ、フ
レームモードにおいては第1?第2水平シフトレジスタ
が用いられるので、各モードの切換はスイッチ回路30
で行なわれる。以下スイッチ回路30の動作について詳
細に説明する。
By the way, as mentioned above, in field mode, the first
The output of the second horizontal shift register shown in the figure is used, and in frame mode the output of the second horizontal shift register is used. Since the second horizontal shift register is used, each mode is switched by the switch circuit 30.
It will be held in The operation of the switch circuit 30 will be explained in detail below.

第3図はスイッチ回路30の第1の実施例である。図に
おいて40は加算器、41はアンプ、42はスイッチで
ある。フレームモードの時、前記読出信号IA、IBは
加算器40で加算され、アンプ41でフィールドモード
の時の訂6出信号lCのレベルと等しくされる。フ・r
−ルドモードの時はアンプ41を介さずに直接スイッチ
回路42に送られる。スイッチ回路42はフレームモー
ドの時(a)側に接続され、フィールドモードの時(b
)側に接続される。かかるtlに成により、フレーム、
フィールド各モード間の読出信号レベルの差はなくなる
。またAE制御部16で用いられる以前にレベル合わせ
を行っているので、後段の回路が複雑1fcなることを
防1トすることができる。
FIG. 3 shows a first embodiment of the switch circuit 30. In the figure, 40 is an adder, 41 is an amplifier, and 42 is a switch. In the frame mode, the read signals IA and IB are added together in an adder 40, and made equal to the level of the output signal 1C in the field mode in an amplifier 41. F・r
- In the field mode, the signal is sent directly to the switch circuit 42 without going through the amplifier 41. The switch circuit 42 is connected to the (a) side in the frame mode, and is connected to the (b) side in the field mode.
) side. By forming such a tl, a frame,
There is no difference in read signal level between each field mode. Furthermore, since the level is adjusted before being used in the AE control section 16, it is possible to prevent the subsequent stage circuit from becoming complicated.

第4図、第5図はスイッチ回路30の他の回路例を30
’、30として示した。
4 and 5 show other circuit examples of the switch circuit 30.
', 30.

第4図に示す例はフレームモードの時CCDのオンチッ
プアンプ5,6のゲイン調整あるいは撮1宥部l、メモ
リ部2.シフトレジスタ部3,4オンチップアンプ5.
6のトータル的ゲインを一定にする為に信号IA、IB
を各々別々のアンプ43.44を介して異なる比率で増
幅したのち、加算器45で加算した例である。スイツチ
46の動作は第3図スイッチ42と同じである0 第5図に示す例はフィールドモードの時、読出信号1C
をアッテネータ48でレベルダウンさせてフレームモー
ドの読出信号とレベル合わせを行う例である。尚、47
は加算器、49はスイッチである。
The example shown in FIG. 4 shows the gain adjustment of the on-chip amplifiers 5 and 6 of the CCD in the frame mode, the image capturing section 1, the memory section 2, and the like. Shift register section 3, 4 on-chip amplifier 5.
In order to keep the total gain of 6 constant, the signals IA and IB are
This is an example in which the signals are amplified at different ratios through separate amplifiers 43 and 44, and then added by an adder 45. The operation of the switch 46 is the same as the switch 42 in FIG. 3. In the example shown in FIG.
This is an example in which the level is lowered by the attenuator 48 to match the level with the frame mode read signal. In addition, 47
is an adder, and 49 is a switch.

以上はFT−CODを用いて説明したが、以下にIL−
COD及びMOS型について簡単に説明する。
The above was explained using FT-COD, but below is IL-COD.
The COD and MOS types will be briefly explained.

第6図はインターライン転送方式(IL−COD)の概
略図である。図示の様にII、−CCDは光電変換部で
ある受光エレメント51と、受光エレメント51に蓄積
された情報電荷を、垂直レジスタ53への転送を制御す
るトランスファ・ゲ−)TGと、TGによって受光エレ
メント51からの情報電荷を一時的に蓄わえる前記垂直
レジスタ53と、垂直レジスタ53からの情報電荷を1
水平走査期間(LH)毎にCCD出力信号として読出す
ための水平レジスタ54及びオンチップアンプ55等か
ら構成されている。
FIG. 6 is a schematic diagram of the interline transfer method (IL-COD). As shown in the figure, II, -CCD includes a light-receiving element 51 which is a photoelectric conversion section, a transfer gate (TG) which controls the transfer of information charges accumulated in the light-receiving element 51 to a vertical register 53, and a TG which receives light. The vertical register 53 temporarily stores the information charge from the element 51, and the information charge from the vertical register 53 is
It is composed of a horizontal register 54, an on-chip amplifier 55, etc. for reading out a CCD output signal every horizontal scanning period (LH).

ステイールモードについて考えてみると、撮影終了後、
即ちシャッタが閉じた後、奇数フィールドに対応する受
光エレメント(nl、 n2.・・・で示す)の情報電
荷が垂直レジスタ53に転送塩化 され、そして水平レジスタ54よりLH毎に続出され、
奇数フィールドのCCD出力信号としてオンチップアン
プ55から出力される。このようにして奇数フィールド
の信号がすべて読出されてしまうと、次の偶数フィール
ド期間に偶数フィールド(ml、m2・・・・・で示す
)のCCD出力信号が読出される。この様な動作をフレ
ームモードとし、フレームモードでの光電変換された情
報電荷をC8とする。
Thinking about stay mode, after shooting,
That is, after the shutter closes, the information charges of the light receiving elements (indicated by nl, n2, . . . ) corresponding to the odd field are transferred to the vertical register 53 and converted into salt, and then sequentially output from the horizontal register 54 for each LH.
It is output from the on-chip amplifier 55 as an odd field CCD output signal. When all the odd field signals have been read out in this way, the CCD output signals of even fields (indicated by ml, m2, . . . ) are read out during the next even field period. Such an operation is referred to as a frame mode, and the information charge photoelectrically converted in the frame mode is referred to as C8.

次にステイールモードでのフィールドモードでは隣接す
る一対の奇数フィールドと偶数フィールドの情報電荷が
垂直レジスタ53内で加算されて水平レジスタ54に出
力され、オンチップアンプ55から出力される。この時
の情報電荷量C,とすると、CI−−!−Ct  とな
る。
Next, in the field mode in the stay mode, the information charges of a pair of adjacent odd and even fields are added in the vertical register 53, output to the horizontal register 54, and output from the on-chip amplifier 55. If the amount of information charge at this time is C, then CI--! -Ct.

上述の様にステイールモードのフレームモードとフィー
ルドモードでは蓄積電荷量が異なるのでCCD出力信号
のレベルを調節する為にスイッチ回路56及びアンプ5
7が設けられている。スイッチ回路56はフレームモー
ド時働)側に接続されて、読出信号はアンプ57でフィ
ールド壬−ドと同レベルにされて、AGC等に送られる
As mentioned above, since the amount of accumulated charge is different between the frame mode of the stay mode and the field mode, the switch circuit 56 and the amplifier 5 are used to adjust the level of the CCD output signal.
7 is provided. The switch circuit 56 is connected to the active side in the frame mode, and the read signal is made to the same level as the field voltage by the amplifier 57 and sent to the AGC or the like.

第7図はMOS型の固体撮像素子の概略図である。FIG. 7 is a schematic diagram of a MOS type solid-state image sensor.

図示の様にMOS型は受光エレメント61と垂直走査回
路63及び水平走査回路62等から構成される。MOS
型の動作は良く知られているので説明は省略するが、苓
木的には、X −Y走査方式であるので先に述べだ2フ
イールドに分けるフレームモード、及び隣接する2素子
の信号電荷を加算して得るフィールドモードを容易に構
成できる。
As shown in the figure, the MOS type is composed of a light receiving element 61, a vertical scanning circuit 63, a horizontal scanning circuit 62, and the like. M.O.S.
The operation of the mold is well known, so I will not explain it here, but since it is an X-Y scanning method, Reiki uses the frame mode that divides it into two fields as mentioned earlier, and the signal charge of two adjacent elements. A field mode obtained by addition can be easily configured.

その時読出される信号レベルは両モード間で当然異なる
ので、各モードにおいて信号レベルを調節する必要があ
る。
Since the signal level read out at that time is naturally different between both modes, it is necessary to adjust the signal level in each mode.

そこでスイッチ回路65でアンプ66を介すか否かで両
モードの読出信号レベルの調節が可能となる。
Therefore, the level of the read signal in both modes can be adjusted by using the switch circuit 65 or not via the amplifier 66.

以上の如く、本発明は固体撮像素子の隣接した光電変1
稗セル内の信号′電荷を加算して読み出す第1モードと
、各セルの各々の信号電荷を読み出す第2モードとを備
えていても、両モードの読出信号に対する増幅率を変更
しているので、各モードに対して同じレベルで信号を取
り出せる。従ってビデオカメラのAE制御部の構成が非
常に簡略化される。
As described above, the present invention provides a photoelectric transformer 1 adjacent to a solid-state image sensor.
Although it has a first mode in which the signal charges within the cell are added and read out, and a second mode in which each signal charge in each cell is read out, the amplification factor for the readout signal in both modes is changed. , the signal can be extracted at the same level for each mode. Therefore, the configuration of the AE control section of the video camera is greatly simplified.

更に読出信号のレベルの違いによる画像の劣化をも防止
できる。
Furthermore, it is possible to prevent image deterioration due to differences in read signal levels.

又、第4図に示しだようにフレームモードにおいて奇数
フィールドと偶数フィールドで“レベル合わせを行って
いるのでTV受像器で書生しだ際フリッカの発生を防止
できる。
Furthermore, as shown in FIG. 4, in the frame mode, "level adjustment" is performed between odd and even fields, so it is possible to prevent flicker from occurring when reading or writing on a TV receiver.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はフレームトランスファ型CCI)の概略図、第
2図は本実施例の制御回路図、第3図。 第4図、第5図は第2図のスイッチ回路30の内部構成
を示す回路図、第6図はインタライン型CCDの概略図
、第7図はMO8型固体撮像素子の概略図である。 図において、1は撮像部、2はメモリ一部、3け第1水
平シフトレジスタ、4は第2水平シフトレジスタ、1.
1はCCD、13は同期信号発生器、15は第1モード
切換回路、16はAE制御部、17けAGC,30はス
イッチ回路を夫々示す。
Fig. 1 is a schematic diagram of a frame transfer type CCI), Fig. 2 is a control circuit diagram of this embodiment, and Fig. 3. 4 and 5 are circuit diagrams showing the internal configuration of the switch circuit 30 of FIG. 2, FIG. 6 is a schematic diagram of an interline type CCD, and FIG. 7 is a schematic diagram of an MO8 type solid-state image sensor. In the figure, 1 is an imaging section, 2 is a part of memory, 3-digit first horizontal shift register, 4 is a second horizontal shift register, 1.
1 is a CCD, 13 is a synchronizing signal generator, 15 is a first mode switching circuit, 16 is an AE control section, 17 is an AGC, and 30 is a switch circuit.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 複数の光電変換セルをマトリクス状に配列した固体撮像
素子と、当該撮像素子からの読出信号を取り出す出力手
段とを有する撮像装置において、隣接する前記光電変換
セル内の信号電荷を加算して読み出す第1モードと、前
記光電変換セルの各々の信号電荷を読み出す第2モード
とを備え、前記出力手段は第1モードと第2モードに応
じて前記読出信号に対する増幅率を変更することを特徴
とする撮像装置。
In an imaging device having a solid-state image sensor in which a plurality of photoelectric conversion cells are arranged in a matrix, and an output means for extracting a readout signal from the image sensor, there is a method for adding and reading out signal charges in adjacent photoelectric conversion cells. 1 mode and a second mode in which signal charges of each of the photoelectric conversion cells are read out, and the output means changes an amplification factor for the readout signal depending on the first mode and the second mode. Imaging device.
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