JP2000013686A - Image pickup device - Google Patents

Image pickup device

Info

Publication number
JP2000013686A
JP2000013686A JP10171244A JP17124498A JP2000013686A JP 2000013686 A JP2000013686 A JP 2000013686A JP 10171244 A JP10171244 A JP 10171244A JP 17124498 A JP17124498 A JP 17124498A JP 2000013686 A JP2000013686 A JP 2000013686A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
frame
image pickup
unnecessary
signal
read
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP10171244A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takayuki Kijima
貴行 木島
Junzo Sakurai
順三 桜井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Olympus Optical Co Ltd filed Critical Olympus Optical Co Ltd
Priority to JP10171244A priority Critical patent/JP2000013686A/en
Publication of JP2000013686A publication Critical patent/JP2000013686A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image pickup device which obtains an image signal having a lot of numer of frames per unit time from an image pickup element with low power consumption without using a high driving frequency. SOLUTION: This image pickup which has an image pickup element that can read a pixel signal has a read controlling means which controls a reading mode in which effective signal charge accumulated in the image pickup element is subjected to vertical transfer into an effective horizontal scanning period in such a timing as to transfer in a relatively rough frequency and is read and a sweeping mode in which unnecessary signal charge accumulated in the image pickup element is subjected to vertical transfer into the effective horizontal scanning period in such a timing as to transfer in a relatively dense frequency and is swept away. And, the read controlling means simultaneously sweeps away at least one part of an unnecessary part where unneeded signal charge of one frame is accumulated and at least one part of an unnecessary part where unneeded signal charge of the next frame is accumulated in the sweeping mode.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、撮像素子から画
素信号を取り出して静止画を記録したり、動画処理を行
う撮像装置に関するものである。
[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to an image pickup apparatus that extracts a pixel signal from an image pickup device to record a still image or performs a moving image process.

【0002】[0002]

【従来の技術】この種の撮像装置に用いられる撮像素子
は、従来種々のものが提案されており、例えば、図10
に模式的に示すように、縦型オーバーフロードレイン構
造をもつインターライン形CCDの固体撮像素子が知ら
れている。このCCDは、水平方向および垂直方向に二
次元的に配列され、光の入射により電荷の蓄積を行うフ
ォトダイオード21と、このフォトダイオード21に蓄
積された電荷をトランスファーゲート22を介して受け
取った後に、垂直方向に順次転送する垂直シフトレジス
タ23と、この垂直シフトレジスタ23により転送され
る電荷を水平方向に順次転送する水平シフトレジスタ2
4と、この水平シフトレジスタ24の出力信号を増幅し
て出力する信号検出器25とを有している。
2. Description of the Related Art Conventionally, various types of image pickup devices used in this type of image pickup apparatus have been proposed.
As schematically shown in FIG. 1, there is known an interline CCD solid-state imaging device having a vertical overflow drain structure. The CCD is two-dimensionally arranged in a horizontal direction and a vertical direction, and receives a charge accumulated in the photodiode 21 via a transfer gate 22 after receiving a charge through a photodiode 21. , A vertical shift register 23 for sequentially transferring the charges in the vertical direction, and a horizontal shift register 2 for sequentially transferring the charges transferred by the vertical shift register 23 in the horizontal direction.
4 and a signal detector 25 for amplifying and outputting the output signal of the horizontal shift register 24.

【0003】このようなCCDは、近年の微細加工技術
の進歩に伴って高画素化が進んでいることから、最近で
は高画素数のCCDを内蔵する種々の撮像装置が提案さ
れている。しかしながら、例えば、電子スチールカメラ
のような携帯用の撮像装置においては、高画素数のCC
Dを用いても、消費電力やコスト等の観点から、CCD
の駆動周波数をあまり高くできず、一般には20MHz
以下で駆動するようにしている。したがって、例えば、
100万画素相当のCCDを用いた場合には、毎秒10
〜15フレーム程度のコマ数しか得られないことにな
る。
[0003] Since the number of pixels of such a CCD has been increasing in accordance with recent advances in microfabrication technology, various image pickup devices incorporating a CCD having a high number of pixels have recently been proposed. However, for example, in a portable imaging device such as an electronic still camera, a high pixel count CC
Even if D is used, from the viewpoint of power consumption and cost, CCD
Drive frequency can not be too high, generally 20MHz
It is driven below. So, for example,
When a CCD equivalent to 1 million pixels is used, 10
Only about 15 frames can be obtained.

【0004】しかし、この程度のコマ数では、例えば、
撮像装置にCCDで撮像した動画像を表示する液晶表示
装置を設ける場合や、CCDからの動画データを用いて
オートフォーカス制御(AF)、自動露出制御(A
E)、オートホワイトバランス制御(AWB)等の処理
を行う場合には、不都合が生じることになる。
However, with this number of frames, for example,
When an image pickup device is provided with a liquid crystal display device for displaying a moving image picked up by a CCD, an auto focus control (AF), an automatic exposure control (A
E), when processing such as automatic white balance control (AWB) is performed, inconvenience occurs.

【0005】すなわち、液晶表示装置に動画像を表示す
る場合には、毎秒60コマ程度の画像データを供給しな
いと良好な動画像を表示することができない。そこで、
従来は、CCDからの画像データを記憶するメモリを設
け、このメモリに記憶された同一フレームのデータを、
例えば1/60秒周期で複数回繰り返し読み出して液晶
表示装置に供給して表示するようにしている。したがっ
て、この場合には、CCDから毎秒10コマの割合で画
像データが得られるとすると、同一コマの画像が6回繰
り返し表示されることになる。しかし、このように表示
用にコマ数を調整するためだけに、高価なメモリを設け
るのは、コスト的に不利となる。
That is, when a moving image is displayed on a liquid crystal display device, a good moving image cannot be displayed unless image data of about 60 frames per second is supplied. Therefore,
Conventionally, a memory for storing image data from a CCD is provided, and data of the same frame stored in this memory is
For example, the data is repeatedly read out a plurality of times in a 1/60 second cycle and supplied to the liquid crystal display device for display. Therefore, in this case, if image data is obtained from the CCD at a rate of 10 frames per second, an image of the same frame is repeatedly displayed six times. However, providing an expensive memory only for adjusting the number of frames for display in this way is disadvantageous in terms of cost.

【0006】また、電子スチールカメラのように静止画
の撮影を行う場合には、シャッタチャンス等を逃さない
ことが重要であるが、そのためには上記のAF、AE、
AWB等の処理を高速で行う必要がある。しかし、毎秒
10コマ程度の画像データしか得られないと、例えば、
AFにおいては、1コマ分の画像データを用いて必ず合
焦させることができるとは限らず、複数コマを用いてA
F動作を行うことになるため、AF、AE、AWB等の
処理を順次に行ったのでは、処理に長時間を要し、制御
が間に合わなくなる場合がある。そこで、従来は、これ
らの処理を同時に平行して行うか、あるいは上述したよ
うなメモリを設けて画像データを記憶することにより、
これらの処理を順次行うようにしている。しかし、前者
のようにAF、AE、AWB等の処理を同時に平行して
行う場合には、回路規模が大きくなると共に、コスト的
に不利となり、また後者のように処理用のためにメモリ
を設けることもコスト的に不利となる。
[0006] When taking a still image as in an electronic still camera, it is important not to miss a photo opportunity. For that purpose, the AF, AE,
Processing such as AWB needs to be performed at high speed. However, if only about 10 frames of image data can be obtained per second, for example,
In AF, focusing cannot always be performed using image data for one frame, and AF is performed using a plurality of frames.
Since the F operation is performed, if the processes such as AF, AE, and AWB are sequentially performed, a long time is required for the process, and control may not be performed in time. Therefore, conventionally, these processes are performed simultaneously in parallel, or by providing the above-described memory and storing image data,
These processes are sequentially performed. However, when the processes such as AF, AE, and AWB are performed simultaneously in parallel as in the former, the circuit scale becomes large and the cost becomes disadvantageous, and a memory is provided for the processing as in the latter. This is disadvantageous in terms of cost.

【0007】このような不具合を解決する方法として、
上記のように液晶表示装置に動画像を表示したり、A
F、AE、AWB等の処理を行う動画処理モードでは、
CCDの水平画素ラインを間引きして読み出しすること
が提案されている。しかし、全画素を読み出してカラー
画像信号を得るCCDの場合には、一般に、図11に示
すように、奇数ラインが、例えば赤(R)と緑(G)と
の繰り返しパターン、偶数ラインが、例えばGと青
(B)との繰り返しパターンからなるベイヤー配列の色
差線順次形式の色フィルタが用いられるため、間引き読
み出しによって、例えば奇数ラインのみを読み出すとB
の色信号が欠落し、また偶数ラインのみを読み出すとR
の色信号が欠落することになる。このため、特に、液晶
表示装置に表示する場合に、正確なカラー画像を表示で
きなくなるという問題が生じることになる。
As a method of solving such a problem,
Displaying a moving image on the liquid crystal display device as described above,
In the moving image processing mode for performing processing such as F, AE, and AWB,
It has been proposed to read out by thinning out horizontal pixel lines of a CCD. However, in the case of a CCD in which all pixels are read to obtain a color image signal, generally, as shown in FIG. 11, an odd line has a repeating pattern of red (R) and green (G), and an even line has For example, since a color filter of a Bayer array color difference line sequential format composed of a repeating pattern of G and blue (B) is used, if only odd lines are read out by thinning-out reading, for example, B
Is missing, and if only even lines are read out, R
Will be lost. For this reason, especially when displaying on a liquid crystal display device, there arises a problem that an accurate color image cannot be displayed.

【0008】そこで、本出願人は、上述した種々の問題
点を解決し、高い駆動周波数を用いることなく、動画処
理モードにおいて固体撮像素子から単位時間当たりに多
くのコマ数の画像信号が得られる撮像装置を既に提案し
ている(特願平9−7831号)。この撮像装置では、
動画処理モードでの固体撮像素子の画面を、例えば図1
2に示すように、画面中央部の垂直方向に一部連続する
第j+1ラインから第j+kラインまでのkラインを有
効出力エリア、その前後の第1ラインから第jラインま
でを掃き出しエリアA、第j+k+1ラインから最終ラ
インまでを掃き出しエリアBとそれぞれ定め、図13に
示すように、各フレームについて、有効出力エリアで
は、該有効出力エリアに蓄積された信号電荷を、実効的
水平走査期間内に掃き出しエリアAおよびBにおけるよ
りも粗な頻度で転送するようなタイミングで垂直転送し
て読み出し、掃き出しエリアAおよびBでは、該掃き出
しエリアAおよびBに蓄積された信号電荷を、実効的水
平走査期間内に有効出力エリアにおけるよりも密な頻度
で転送するようなタイミングで高速に垂直転送して掃き
出すことにより、所定の周期T、例えば1/60秒周期
で、有効出力エリアの動画データを得るようにしてい
る。したがって、この場合、掃き出しエリアAおよびB
のそれぞれのライン数を例えば同じとして、その不要電
荷の掃き出し時間をtaとし、有効出力エリアの読み出
し時間をtbとすると、T=2・ta+tbとなる。
Therefore, the present applicant has solved the above-mentioned various problems, and can obtain an image signal of a large number of frames per unit time from a solid-state image sensor in a moving image processing mode without using a high driving frequency. An imaging device has already been proposed (Japanese Patent Application No. 9-7831). In this imaging device,
FIG. 1 shows a screen of the solid-state imaging device in the moving image processing mode.
As shown in FIG. 2, the k-th line from the (j + 1) -th line to the (j + k) -th line, which is partially continuous in the vertical direction at the center of the screen, is the effective output area, and the first and j-th lines before and after that are the sweeping areas A, From the j + k + 1 line to the last line, each is defined as a sweep area B. As shown in FIG. 13, for each frame, in the effective output area, the signal charges accumulated in the effective output area are swept within the effective horizontal scanning period. The vertical transfer is performed at a timing such that the transfer is performed at a coarser frequency than in the areas A and B, and the readout is performed. In the sweeping areas A and B, the signal charges accumulated in the sweeping areas A and B are transferred within the effective horizontal scanning period. By performing vertical transfer at a high speed at a timing such that data is transferred more densely than in the effective output area, Of period T, for example, 1/60 second period, so as to obtain the video data of the effective output areas. Therefore, in this case, the sweep areas A and B
Assuming that the number of lines is the same and that the unnecessary charge sweeping time is ta and the effective output area read time is tb, T = 2 · ta + tb.

【0009】図14は、この動画処理モードにおける固
体撮像素子の電荷の読み出しおよび掃き出し動作を示す
タイミングチャートである。ここでは、固体撮像素子と
して、図10に示した縦型オーバーフロードレイン構造
をもつインターライン形CCDを用いている。なお、図
14において、垂直同期信号VDは、一つの画像を表す
信号(ここでは1フレーム)を得るための所定の単位期
間T、例えば1/60秒を規定するパルス列である。ト
ランスファーゲートパルスTGPは、フォトダイオード
21に蓄積された電荷を垂直シフトレジスタ23に転送
するタイミングを決めるパルスで、垂直同期信号VDに
同期してトランスファーゲート22に印加される。
FIG. 14 is a timing chart showing the operation of reading and sweeping out charges of the solid-state imaging device in the moving image processing mode. Here, an interline CCD having a vertical overflow drain structure shown in FIG. 10 is used as the solid-state imaging device. In FIG. 14, the vertical synchronization signal VD is a pulse train that defines a predetermined unit period T for obtaining a signal (here, one frame) representing one image, for example, 1/60 second. The transfer gate pulse TGP is a pulse that determines the timing for transferring the charge accumulated in the photodiode 21 to the vertical shift register 23, and is applied to the transfer gate 22 in synchronization with the vertical synchronization signal VD.

【0010】また、サブパルスSUBは、フォトダイオ
ード21に発生した電荷を基板縦方向に排出するための
パルスであり、このサブパルスSUBが出力されている
間は電荷の排出が行われるようになっている。したがっ
て、フォトダイオード21に電荷が蓄積されるのは、こ
のサブパルスSUBが停止している期間で、この蓄積期
間を制御することにより、実効的露出時間を制御するい
わゆる素子シャッタを実現している。なお、この蓄積時
間は、動画データを用いるAE制御によって決定され、
その時間はサブパルスSUBを計数することによって計
測される。
The sub-pulse SUB is a pulse for discharging the charges generated in the photodiode 21 in the vertical direction of the substrate. The discharge of the charges is performed while the sub-pulse SUB is being output. . Therefore, the electric charge is accumulated in the photodiode 21 during the period when the sub-pulse SUB is stopped, and by controlling the accumulation period, a so-called element shutter for controlling the effective exposure time is realized. Note that this accumulation time is determined by AE control using moving image data,
The time is measured by counting the sub-pulses SUB.

【0011】垂直シフトレジスタ転送パルスVTは、垂
直シフトレジスタ23内の電荷を水平シフトレジスタ2
4側へ順次転送させるためのパルスである。本出願人が
先に提案した撮像装置では、この垂直シフトレジスタ転
送パルスVTを、図12および図13に示す掃き出しエ
リアAおよびBの電荷の掃き出しにおいては、有効出力
エリアの電荷の転送における場合とは異なった形態で印
加するようにしている。すなわち、有効エリアに対応す
る期間中は、所定パルス幅の転送パルスを所定の繰り返
し周波数で一定期間印加した後、所定期間転送パルスの
印加を休止するように、転送パルスの印加期間と休止期
間とを交互に繰り返す形態で信号電荷の転送を行い、掃
き出しエリアAおよびBに対応する期間中は、同じパル
ス幅および繰り返し周波数の転送パルスを上記の休止期
間を俟つことなく定常的に印加することによって、不要
電荷を高速で掃き出して廃棄する。なお、この垂直シフ
トレジスタ転送パルスVTは、有効出力エリアの電荷の
転送においては、水平シフトレジスタ24における図示
しない水平ブランキング期間に同期させる必要がある
が、掃き出しエリアAおよびBの電荷の掃き出しにおい
ては、その電荷は情報として使用しない不要な電荷であ
るので、必ずしも水平ブランキング期間に同期させる必
要はない。
The vertical shift register transfer pulse VT is used to transfer the charges in the vertical shift register 23 to the horizontal shift register 2.
This is a pulse for sequentially transferring data to the fourth side. In the imaging device previously proposed by the present applicant, the vertical shift register transfer pulse VT is used to transfer the charges in the sweeping areas A and B shown in FIG. 12 and FIG. Are applied in different forms. That is, during the period corresponding to the effective area, after applying a transfer pulse of a predetermined pulse width at a predetermined repetition frequency for a predetermined period, the application of the transfer pulse and the pause period are stopped so that the application of the transfer pulse is paused for a predetermined period. Are alternately repeated, and during a period corresponding to the sweep areas A and B, a transfer pulse having the same pulse width and repetition frequency is constantly applied without the above-mentioned pause period. Thus, unnecessary charges are swept out at high speed and discarded. Note that this vertical shift register transfer pulse VT needs to be synchronized with a horizontal blanking period (not shown) in the horizontal shift register 24 in the transfer of charges in the effective output area. Are unnecessary charges that are not used as information, and therefore need not necessarily be synchronized with the horizontal blanking period.

【0012】このようにして、動画処理モードでは、掃
き出しエリアAおよびBの不要電荷を高速で掃き出して
廃棄することにより、所定の周期Tで有効出力エリアの
動画データ(図14のCCD信号)を得るようにしてい
る。
As described above, in the moving image processing mode, unnecessary electric charges in the sweep-out areas A and B are swept out at high speed and discarded, so that moving image data (CCD signal in FIG. 14) of the effective output area can be obtained at a predetermined cycle T. I'm trying to get.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】上述したように、本出
願人の先の提案に係る撮像装置によれば、動画処理モー
ドでは、固体撮像素子の全ラインを所定の読み出し周期
で順次走査して画像信号を読み出す場合に比べて、フレ
ームレートを(全ライン数)/k倍に向上することがで
きるので、高い駆動周波数を用いることなく、固体撮像
素子から単位時間当たりに多くのコマ数の画像信号を得
ることができる。したがって、従来のように表示用とし
て高価なメモリを用いることなく、液晶表示装置に良好
な動画を表示することができるので、コスト的に有利と
なる。また、動画データを用いてAF,AE,AWB等
の処理を行う場合でも、それらの処理をメモリを用いる
ことなく順次行うことが可能となるので、回路規模の面
でも、コスト面でも有利となる。
As described above, according to the imaging apparatus according to the earlier proposal of the present applicant, in the moving image processing mode, all lines of the solid-state imaging device are sequentially scanned at a predetermined read cycle. Since the frame rate can be improved to (total number of lines) / k times as compared with the case where image signals are read out, a large number of frames per unit time can be obtained from the solid-state imaging device without using a high driving frequency. A signal can be obtained. Therefore, a favorable moving image can be displayed on the liquid crystal display device without using an expensive memory for display as in the related art, which is advantageous in cost. Further, even when processing such as AF, AE, and AWB is performed using moving image data, the processing can be sequentially performed without using a memory, which is advantageous in terms of circuit scale and cost. .

【0014】ところで、例えば電子スチールカメラのよ
うな携帯用の撮像装置では、バッテリが用いられること
から、特に、低消費電力化が要求される。ここで、パル
ス発生器で一定振幅のパルス列を発生させる場合には、
一般に、発生させるパルス列の周波数と、その際にパル
ス発生器に流れるピーク消費電流とが比例関係にあるた
め、発生させるパルス列の周波数が高くなればなるほ
ど、ピーク消費電流が大きくなり、消費電力も大きくな
る。さらに、パルス列が連続すると、安定してピーク電
流が流れ続ける。したがって、上述したように、動画処
理モードにおいてフレームレートを上げるために、画面
内の中央部分(有効出力エリア)のみ読み出し、その上
下の不要部分(掃き出しエリアA,B)の電荷は高速掃
き出しする場合には、その掃き出し期間taにおいて垂
直シフトレジスタ転送パルスVTの周波数をfo と高く
する必要があるため、図14に示すようにピーク消費電
流Io が大きくなる。
In a portable imaging device such as an electronic still camera, for example, a battery is used, so that low power consumption is particularly required. Here, when a pulse train with a constant amplitude is generated by the pulse generator,
In general, since the frequency of the generated pulse train and the peak consumption current flowing to the pulse generator at that time are in a proportional relationship, the higher the frequency of the generated pulse train, the higher the peak consumption current and the higher the power consumption. Become. Further, when the pulse train is continuous, the peak current continues to flow stably. Therefore, as described above, in order to increase the frame rate in the moving image processing mode, only the central portion (effective output area) in the screen is read out, and the electric charges in the unnecessary portions above and below it (sweep-out areas A and B) are swept at high speed. In this case, since the frequency of the vertical shift register transfer pulse VT needs to be increased to fo during the sweeping-out period ta, the peak consumption current Io increases as shown in FIG.

【0015】このため、一つのフレーム内に合計2・t
aの掃き出し期間を設けると、消費電力が大きくなるお
それがある。また、特に、ある一つのフレームの掃き出
しエリアBと、次のフレームの掃き出しエリアAとが連
続する期間では、2・taに亘って大きなピーク消費電
流Io が流れるため、バッテリの容量によっては、電源
電圧が低下して、システムがダウンするおそれもある。
このような問題は、撮像素子の画素数が多くなればなる
ほど、掃き出し周波数fo を高くしないと、フレームレ
ートを確保できなくなるため、より重大となる。
Therefore, a total of 2 · t in one frame
If the sweep period a is provided, power consumption may increase. Particularly, in a period in which the sweeping area B of one frame and the sweeping area A of the next frame are continuous, a large peak consumption current Io flows over 2 · ta. The voltage may drop and the system may go down.
Such a problem becomes more serious as the number of pixels of the image sensor increases, because the frame rate cannot be secured unless the sweeping frequency fo is increased.

【0016】この発明は、このような点に鑑みてなされ
たもので、高い駆動周波数を用いることなく、しかも低
消費電力で、撮像素子から単位時間当たりに多くのコマ
数の画像信号が得られるよう適切に構成した撮像装置を
提供することを目的とするものである。
The present invention has been made in view of such a point, and an image signal having a large number of frames per unit time can be obtained from an image pickup device without using a high driving frequency and with low power consumption. It is an object of the present invention to provide an imaging device appropriately configured as described above.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明は、画素信号を読み出し可能な撮像素子を
有する撮像装置において、前記撮像素子に蓄積された有
効な信号電荷を実効的水平走査期間内に相対的に粗な頻
度で転送するようなタイミングで垂直転送して読み出す
読み出しモードと、前記撮像素子に蓄積された不要な信
号電荷を実効的水平走査期間内に相対的に密な頻度で転
送するようなタイミングで垂直転送して掃き出す掃き出
しモードとを制御する読み出し制御手段を有し、該読み
出し制御手段は、前記掃き出しモードにおいて、一つの
フレームの不要な信号電荷が蓄積された不要部分の少な
くとも一部の信号電荷と、次のフレームの不要な信号電
荷が蓄積された不要部分の少なくとも一部の信号電荷と
を同時に掃き出すよう構成したことを特徴とするもので
ある。
In order to achieve the above object, the present invention relates to an image pickup apparatus having an image pickup device capable of reading out a pixel signal. A read mode in which vertical transfer is performed at a timing such that transfer is performed at a relatively coarse frequency within a period, and unnecessary signal charges accumulated in the image sensor are relatively densely stored within an effective horizontal scanning period. Read control means for controlling a sweep mode in which vertical transfer is performed at a timing such that transfer is performed in the sweep mode. The read control means includes an unnecessary portion in which unnecessary signal charges of one frame are accumulated in the sweep mode. At least a portion of the signal charges of the next frame and at least a portion of the unnecessary portions of the unnecessary portion where the unnecessary signal charges of the next frame are accumulated. It is characterized in that the configuration was.

【0018】この発明の一実施形態では、前記一つのフ
レームの不要部分は、当該フレームの信号読み出し順序
において、最終読み出し画素を含むそれ以前の領域であ
り、前記次のフレームの不要部分は、当該フレームの信
号読み出し順序において、最初の読み出し画素を含むそ
れ以後の領域であることを特徴とするものである。
In one embodiment of the present invention, the unnecessary portion of the one frame is a region before the last read pixel in the signal reading order of the frame, and the unnecessary portion of the next frame is the unnecessary portion of the next frame. In the signal readout order of the frame, it is a subsequent region including the first readout pixel.

【0019】さらに、この発明の一実施形態では、前記
読み出し制御手段は、前記掃き出しモードでの信号電荷
の垂直転送タイミングを可変とするタイミング可変手段
を有することを特徴とするものである。
Further, in one embodiment of the present invention, the read control means has a timing variable means for changing a vertical transfer timing of signal charges in the sweep mode.

【0020】さらに、この発明の一実施形態では、前記
読み出しモードにおいて各フレームから有効な信号電荷
を読み出す有効部分はフレームの中央部分であり、この
中央部分の前後が前記不要部分であることを特徴とする
ものである。
Further, in one embodiment of the present invention, an effective portion for reading out effective signal charges from each frame in the readout mode is a central portion of the frame, and the unnecessary portion is located before and after this central portion. It is assumed that.

【0021】さらに、この発明の一実施形態では、前記
撮像素子は、光を受けて電気信号に変換する画素を二次
元的に配列してなり、この撮像素子の垂直方向に一部連
続するラインを有効部分とし、それ以外のラインを前記
不要部分とすることを特徴とするものである。
Further, in one embodiment of the present invention, the image pickup device has a two-dimensional array of pixels that receive light and converts it into an electric signal, and a line that is partially continuous in the vertical direction of the image pickup device. Is an effective part, and the other lines are the unnecessary parts.

【0022】さらに、この発明の一実施形態では、前記
撮像素子は垂直転送路を有し、前記掃き出しモードにお
いて、前記垂直転送路内で、前記一つのフレームの不要
部分の信号電荷と、前記次のフレームの不要部分の信号
電荷とを加算してから掃き出すことを特徴とするもので
ある。
Further, in one embodiment of the present invention, the image pickup device has a vertical transfer path, and in the sweep mode, in the vertical transfer path, a signal charge of an unnecessary portion of the one frame and the next And then sweeps out after adding the signal charges of unnecessary portions of the frame.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて図面を参照して説明する。図1は、この発明に係る
撮像装置の第1実施形態の構成を示すブロック図であ
る。この撮像装置は、基本的には静止画を撮像して記録
することを主目的としたもので、レンズおよび絞り17
を介して入射した被写体像を電気信号に変換する二次元
配列の固体撮像素子たるCCD1と、このCCD1の出
力からリセット雑音等を除去するための相関二重サンプ
リング回路(CDS)2と、このCDS2の出力のゲイ
ンを調節するゲインコントロールアンプ(AMP)3
と、このAMP3の出力信号をデジタル信号に変換する
アナログデジタル変換器(A/D)4と、デジタル信号
に変換された画像信号に各種の処理を施すプロセス処理
回路5と、CCD1を駆動するための各種の転送パルス
等の駆動信号を出力すると共に、CDSでのサンプルホ
ールド用のパルスを出力し、さらにA/D4でA/D変
換を行うためのタイミングパルスを出力するタイミング
ジェネレータ(TG)6と、このTG6と後述するCP
U8との同期をとるための信号を発生するシグナルジェ
ネレータ(SG)7と、CCD1の読み出し制御手段を
構成すると共に、撮像装置全体についてタイミング等を
含む各種の制御を行う例えばマイクロコンピュータから
なるCPU8と、プロセス処理回路5から出力されるC
CD1の画素データや、後述する記録媒体16から圧縮
伸長回路15を経て供給される画像データを蓄積するメ
モリを構成するDRAM9と、レンズおよび絞り17に
よるオートフォーカスを制御するためのオートフォーカ
ス回路(AF)10と、CCD1に結像される被写体像
の測光を行うための自動露出制御回路(AE)11と、
ホワイトバランス自動的に制御するためのオートホワイ
トバランス回路(AWB)12と、この撮像装置に内蔵
されているモニタである液晶表示装置13と、外部のモ
ニタ等の表示装置に画像信号等を出力するための外部表
示用端子14と、DRAM9に蓄積された一フレーム分
の画像データを後述する記録媒体16にデータ量を減ら
して記録するために圧縮し、また該記録媒体16から読
み出した圧縮された画像データを伸長する圧縮伸長回路
15と、静止画データを記録する記録媒体16とを有す
る。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a first embodiment of an imaging apparatus according to the present invention. This imaging apparatus is mainly intended to capture and record a still image, and includes a lens and an aperture 17.
CCD 1, which is a two-dimensional array of solid-state imaging devices for converting a subject image incident through the CCD into electric signals, a correlated double sampling circuit (CDS) 2 for removing reset noise and the like from the output of the CCD 1, and a CDS 2 Control amplifier (AMP) 3 for adjusting the output gain
An analog-to-digital converter (A / D) 4 for converting the output signal of the AMP 3 into a digital signal, a process processing circuit 5 for performing various processes on the image signal converted into the digital signal, and a drive for driving the CCD 1. A timing generator (TG) 6 that outputs drive signals such as various transfer pulses, outputs a pulse for sample and hold in the CDS, and outputs a timing pulse for performing A / D conversion in the A / D 4. And the TG 6 and a CP to be described later.
A signal generator (SG) 7 for generating a signal for synchronizing with the U8, a CPU 8 comprising a microcomputer, for example, which constitutes a reading control means of the CCD 1 and performs various controls including timing and the like for the whole image pickup apparatus; , C output from the process processing circuit 5
A DRAM 9 constituting a memory for storing pixel data of the CD 1 and image data supplied from a recording medium 16 to be described later via a compression / expansion circuit 15, and an autofocus circuit (AF) for controlling autofocus by a lens and an aperture 17. And 10) an automatic exposure control circuit (AE) 11 for performing photometry of a subject image formed on the CCD 1.
An automatic white balance circuit (AWB) 12 for automatically controlling the white balance, a liquid crystal display device 13 which is a monitor built in the imaging device, and an image signal or the like output to a display device such as an external monitor. External display terminal 14 and the image data for one frame stored in the DRAM 9 are compressed in order to reduce the amount of data to be recorded on a recording medium 16 to be described later, and the compressed data read from the recording medium 16 is compressed. It has a compression / expansion circuit 15 for expanding image data and a recording medium 16 for recording still image data.

【0024】かかる電子的撮像装置において、記録媒体
16に画像を記録する際には、CCD1から、CDS
2、AMP3、A/D4およびプロセス処理回路5を介
して出力される画像データが、例えば液晶表示装置13
に供給されて表示される。これにより、撮影者は、液晶
表示装置13を見ながら被写体の構図等を決定すること
ができる。この状態で、図示しない撮影ボタンが押され
ると、プロセス処理回路5からDRAM9を介して圧縮
伸長回路15に供給されている画像データが圧縮されて
記録媒体16に記録される。
In such an electronic image pickup apparatus, when an image is recorded on the recording medium 16, the CCD 1
2. The image data output via the AMP 3, the A / D 4 and the process processing circuit 5 is, for example, a liquid crystal display 13
Is supplied and displayed. Thus, the photographer can determine the composition and the like of the subject while looking at the liquid crystal display device 13. In this state, when a shooting button (not shown) is pressed, the image data supplied from the process processing circuit 5 to the compression / expansion circuit 15 via the DRAM 9 is compressed and recorded on the recording medium 16.

【0025】また、記録媒体16に記録されている画像
データを再生する際には、記録媒体16から読み出され
た圧縮データが圧縮伸長回路15で伸長処理されてDR
AM9に書き込まれ、このDRAM9に書き込まれた画
像データがプロセス処理回路5を介して液晶表示装置1
3や、外部表示用端子14を経て外部表示装置に供給さ
れて静止画として再生される。
When reproducing the image data recorded on the recording medium 16, the compressed data read from the recording medium 16 is decompressed by the compression / decompression circuit 15 and is subjected to DR processing.
The image data written in the AM 9 and written in the DRAM 9 is transmitted to the liquid crystal display 1 via the process processing circuit 5.
3, and supplied to the external display device via the external display terminal 14 and reproduced as a still image.

【0026】次に、CCD1を駆動して画像データを得
るための読み出し動作について、図2を参照して説明す
る。なお、図2では、CCD1を構成する二次元配列の
水平方向の画素の並びをラインとし、このラインが第1
ラインから第Lラインまで垂直方向に並んでいるものと
する。図2(A)は、CCD1を第1ラインから第Lラ
インまで順次走査することにより、全画素に係る画素信
号を所定の読み出し周波数で順次読み出して、静止画を
記録するモードを示している。この静止画記録モードに
おける読み出しは、いわゆるプログレッシブスキャニン
グと呼ばれるもので、図12において外側の大きな矩形
枠で示すようなフル画面エリアについて、順次走査を行
って全画素に係る情報を出力するので、静止画として高
解像度の画像を得ることができる。
Next, a read operation for driving the CCD 1 to obtain image data will be described with reference to FIG. In FIG. 2, a horizontal line of pixels of the two-dimensional array forming the CCD 1 is defined as a line, and this line is defined as a first line.
It is assumed that they are arranged vertically from the line to the L-th line. FIG. 2A shows a mode in which the CCD 1 is sequentially scanned from the first line to the L-th line, so that pixel signals relating to all pixels are sequentially read at a predetermined read frequency, and a still image is recorded. The reading in the still image recording mode is so-called progressive scanning. Since the full screen area as shown by the outer large rectangular frame in FIG. 12 is sequentially scanned to output information on all pixels, A high-resolution image can be obtained as an image.

【0027】図2(B)は、動画処理モードを示すもの
である。この動画処理モードでは、垂直方向の一部連続
するk(kは正の整数)ライン、つまり第j+1ライン
から第j+kライン(jは0以上の整数)の画素信号を
読み出して動画処理を行う。このように、連続するkラ
インの有効出力エリアのみの画像データを読み出すこと
により、全Lラインを読み出す場合に比べてフレームレ
ートをL/k倍向上することができ、速いフレームレー
トの動画データを得ることができる。ここで、連続する
kラインの有効出力エリアは、好ましくは、CCD1の
フル画面エリアの中央部分とする。すなわち、このモー
ドで読み出した有効出力エリアの画像データは、液晶表
示装置13に表示される他、後述するように、例えばA
F10、AE11、AWB12におけるそれぞれの処理
で用いられるが、これらの処理ではフル画像エリアの中
央部分の画像データを用いる中央重点処理が行われるこ
とが多いので、有効出力エリアをフル画面エリアの中央
部分とすることにより、所要の処理を容易に行うことが
可能となる。なお、このモードで読み出した有効出力エ
リアの画像データは、静止画として記録することも可能
である。
FIG. 2B shows a moving image processing mode. In this moving image processing mode, moving image processing is performed by reading pixel signals on k (k is a positive integer) lines that are partially continuous in the vertical direction, that is, from the (j + 1) th line to the (j + k) th line (j is an integer of 0 or more). As described above, by reading the image data of only the effective output area of the continuous k lines, the frame rate can be improved by L / k times as compared with the case of reading all the L lines. Obtainable. Here, the effective output area of the continuous k lines is preferably the center of the full screen area of the CCD 1. That is, the image data of the effective output area read in this mode is displayed on the liquid crystal display device 13 and, as described later, for example, A
F10, AE11, and AWB12 are used in the respective processes. In these processes, center-weighted processing using the image data of the central portion of the full image area is often performed. By doing so, required processing can be easily performed. The image data in the effective output area read in this mode can be recorded as a still image.

【0028】このため、この実施形態では、図12で説
明したと同様に、画面中央部の垂直方向に一部連続する
第j+1ラインから第j+kラインまでのkラインを有
効出力エリア、その前後の第1ラインから第jラインま
でを掃き出しエリアA、第j+k+1ラインから最終ラ
インまでを掃き出しエリアBとそれぞれ定める。また、
掃き出しエリアAおよびBにおける不要電荷の掃き出し
周期は、図14の場合の掃き出し周波数fo の周期の2
倍とする。なお、ここでは、掃き出しエリアAおよびB
のライン数を同じとする。
Therefore, in this embodiment, as described with reference to FIG. 12, the k lines from the (j + 1) th line to the (j + k) th line which are partially continuous in the vertical direction at the center of the screen are set as the effective output area, A sweep area A is defined from the first line to the j-th line, and a sweep area B is defined from the j + k + 1 line to the last line. Also,
The sweeping cycle of the unnecessary charges in the sweeping areas A and B is two times the cycle of the sweeping frequency fo in FIG.
Double it. Here, the sweeping areas A and B
Are the same.

【0029】このようにして、図3に動画処理モードに
おけるCCD1の電荷読み出しおよび掃き出し動作の模
式図を示すように、動作開始から最初のフレームでは、
その掃き出しエリアAの不要電荷をfo /2の掃き出し
周波数で時間2・taに亘って高速掃き出した後、有効
出力エリアの信号電荷を所定の垂直転送タイミングで時
間tbに亘って読み出し、第2フレーム以後では、当該
フレームの掃き出しエリアAの不要電荷と直前のフレー
ムの掃き出しエリアBの不要電荷とを加算して掃き出し
周波数fo /2で時間2・taに亘って高速掃き出した
後、当該フレームの信号電荷を所定の垂直転送タイミン
グで時間tbに亘って読み出して、順次のフレームの有
効出力エリアの動画データを、所定の周期T(T=2・
ta+tb)、例えば1/60秒周期で得る。
In this manner, as shown in FIG. 3, a schematic diagram of the charge reading and sweeping operation of the CCD 1 in the moving image processing mode, as shown in FIG.
After sweeping out unnecessary charges in the sweeping area A at a sweeping frequency of fo / 2 for a time of 2 · ta at a high speed, the signal charges in the effective output area are read out at a predetermined vertical transfer timing over a time tb, and the second frame is read. Thereafter, the unnecessary charges in the sweeping area A of the frame and the unnecessary charges in the sweeping area B of the immediately preceding frame are added and the high-speed sweeping is performed at the sweeping frequency fo / 2 for a time of 2 · ta, and then the signal of the frame is increased. The electric charges are read out at a predetermined vertical transfer timing over a time tb, and the moving image data in the effective output area of the sequential frames is read at a predetermined period T (T = 2 ·
ta + tb), for example, in a 1/60 second cycle.

【0030】図4は、この動画処理モードにおけるCC
D1の電荷の読み出しおよび掃き出し動作を示すタイミ
ングチャートである。なお、図4に示す垂直同期信号V
D、トランスファーゲートパルスTGP、サブパルスS
UB、および垂直シフトレジスタ転送パルスVTの各作
用は、図14で説明したと同様であるので、ここではそ
の説明を省略する。
FIG. 4 shows the CC in the moving image processing mode.
5 is a timing chart showing the operation of reading and sweeping out the charge of D1. Note that the vertical synchronization signal V shown in FIG.
D, transfer gate pulse TGP, sub-pulse S
The operations of the UB and the vertical shift register transfer pulse VT are the same as those described with reference to FIG. 14, and a description thereof will be omitted.

【0031】以下、図4に示す動画処理モードでのCC
D1の電荷の読み出しおよび掃き出し動作について、図
5を参照しながらさらに詳細に説明する。なお、図5
は、CCD1の垂直シフトレジスタ23における電荷の
転送の様子を模式的に示すものである。先ず、最初の第
1フレームでは、図5(A)に示すように、トランスフ
ァーゲートパルスTGPによって垂直方向の各フォトダ
イオード21の電荷を対応する垂直シフトレジスタ23
に転送したら、その掃き出しエリアAの不要電荷A1
2 ,A3 ,・・・を、垂直転送タイミングを連続させ
た掃き出し周波数がfo /2の周期の垂直シフトレジス
タ転送パルスVTにより、時間2・taで高速に掃き出
して、図5(B)に示す状態とする。次に、第1フレー
ムの有効出力エリアの信号電荷Y1 ,Y2 ,Y3 ,・・
・を、水平シフトレジスタ24における水平ブランキン
グ期間に同期して所定のタイミングの垂直シフトレジス
タ転送パルスVTで転送して時間tbで読み出し、図5
(C)に示す状態とする。この図5(A)〜(C)の動
作を所定の周期Tで行う。
Hereinafter, the CC in the moving image processing mode shown in FIG.
The operation of reading and sweeping out the charge of D1 will be described in more detail with reference to FIG. FIG.
5 schematically shows how charges are transferred in the vertical shift register 23 of the CCD 1. First, in the first first frame, as shown in FIG. 5A, the charge of each photodiode 21 in the vertical direction is transferred to the corresponding vertical shift register 23 by the transfer gate pulse TGP.
, The unnecessary charges A 1 ,
A 2, A 3, a, ..., a vertical shift register transfer pulse VT of the frequency sweep was continuous vertical transfer timing cycle of fo / 2, and sweep the fast time 2 · ta, FIG 5 (B) State. Next, the signal charges Y 1 , Y 2 , Y 3 ,.
Is transferred by a vertical shift register transfer pulse VT at a predetermined timing in synchronization with the horizontal blanking period in the horizontal shift register 24, and is read out at time tb.
The state shown in FIG. The operations shown in FIGS. 5A to 5C are performed at a predetermined cycle T.

【0032】その後、第2フレームで、図5(D)に示
すように、トランスファーゲートパルスTGPにより垂
直方向の各フォトダイオード21の電荷を対応する垂直
シフトレジスタ23に転送して、当該第2フレームにお
ける掃き出しエリアAの不要電荷A1 ,A2 ,A3 ,・
・・と、直前のフレーム(この場合、第1フレーム)に
おける掃き出しエリアBの不要電荷B1 ,B2 ,B3
・・・とを垂直シフトレジスタ23内で加算する。次
に、その加算した不要電荷A1 +B1 ,A2 +B 2 ,A
3 +B3 ,・・・を、掃き出し周波数fo /2の周期の
垂直シフトレジスタ転送パルスVTにより、時間2・t
aで高速に掃き出して、図5(B)に示す状態とする。
その後、第2フレームにおける有効出力エリアの信号電
荷Y1 ,Y 2 ,Y3 ,・・・を、水平シフトレジスタ2
4における水平ブランキング期間に同期して所定のタイ
ミングの垂直シフトレジスタ転送パルスVTで転送して
時間tbで読み出し、図5(C)に示す状態とする。こ
の図5(D),(B)および(C)の順次の動作を所定
の周期Tで行う。以後、第3フレーム以降の順次のフレ
ームでは、第2フレームにおけると同様に、図5
(D),(B)および(C)に示す順次の動作を所定の
周期Tで繰り返す。なお、不要電荷の掃き出しにおいて
は、図14で説明したと同様に、必ずしも水平シフトレ
ジスタ24における水平ブランキング期間に同期させる
必要はない。
Thereafter, in the second frame, as shown in FIG.
As shown in FIG.
The charge of each photodiode 21 in the vertical direction is assigned to the corresponding vertical
The data is transferred to the shift register 23 and is transferred to the second frame.
Charge A in the sweep area A1, ATwo, AThree,
.. and the previous frame (in this case, the first frame)
Charge B in sweep area B1, BTwo, BThree,
.. Are added in the vertical shift register 23. Next
And the added unnecessary charge A1+ B1, ATwo+ B Two, A
Three+ BThree,... Of the period of the sweep frequency fo / 2
The time 2 · t is obtained by the vertical shift register transfer pulse VT.
In FIG. 5A, the data is swept at a high speed to obtain the state shown in FIG.
Then, the signal power of the effective output area in the second frame is
Load Y1, Y Two, YThree,... In the horizontal shift register 2
In synchronization with the horizontal blanking period in
Transfer with the vertical shift register transfer pulse VT
Reading is performed at time tb, and the state shown in FIG. This
5 (D), 5 (B) and 5 (C) are predetermined.
In the cycle T. Thereafter, sequential frames after the third frame
Frame, as in the second frame,
The sequential operations shown in (D), (B) and (C) are performed at predetermined times.
Repeat at cycle T. In sweeping out unnecessary charges,
Is not necessarily the same as that described with reference to FIG.
Synchronize with horizontal blanking period in register 24
No need.

【0033】このように、あるフレームにおける掃き出
しエリアBの不要電荷と、次のフレームにおける掃き出
しエリアAの不要電荷とを加算して、掃き出し周波数f
o /2で高速掃き出すようにすれば、図14の場合と同
じフレームレート、すなわち1/T=1/(2・ta+
tb)で、図4に示すように、掃き出し時間2・taに
おけるピーク消費電流Io ′を、図14の場合のピーク
消費電流Io よりも小さくすることができる。したがっ
て、消費電力を少なくできると共に、電源電圧の低下に
よるシステムダウンも有効に防止でき、撮像素子の画素
数の増加にも容易に対処することができる。
As described above, the unnecessary charges in the sweep area B in a certain frame and the unnecessary charges in the sweep area A in the next frame are added, and the sweep frequency f is calculated.
If high-speed sweeping is performed at o / 2, the same frame rate as in the case of FIG. 14, that is, 1 / T = 1 / (2 · ta +
At tb), as shown in FIG. 4, the peak current consumption Io 'at the sweep time 2 · ta can be made smaller than the peak current consumption Io in the case of FIG. Therefore, it is possible to reduce power consumption, effectively prevent a system down due to a decrease in power supply voltage, and easily cope with an increase in the number of pixels of the image sensor.

【0034】次に、図2(A)に示したような静止画記
録モードと、図2(B)に示したような動画処理モード
とがどのように実行されるかを、図6に示すCCD1の
読み出しモードを示すタイミングチャート、および図7
に示す読み出しモードと制御用データとを示すタイムチ
ャートを参照しながら説明する。CCD1からの画像デ
ータの読み出しは、例えば1/60秒周期の垂直同期信
号VDに同期して行われるが、静止画用の高画質の画像
を取り込む以外のときは、動画処理モードが実行され、
この動画処理モードにより、順次のフレームにおける中
央部の有効出力エリアの画像データが垂直同期信号VD
に同期して読み出される。この動画処理モードで読み出
される画像データは、CDS2、AMP3、A/D4お
よびプロセス処理回路5を介して液晶表示装置13に供
給されて動画として表示されると共に、図7に示すよう
に、AE,AF,AWB等の制御用データを算出する処
理に、例えば1フレームずつ順に繰り返し用いられる。
なお、このようにフレーム毎に異なる処理を繰り返し行
う場合には、例えば、制御用データを蓄積することが考
えられるが、この場合には、蓄積するデータを各々の処
理内容に合わせて、同一の蓄積系により蓄積して処理す
ることも可能となる。
Next, FIG. 6 shows how the still image recording mode as shown in FIG. 2A and the moving image processing mode as shown in FIG. 2B are executed. FIG. 7 is a timing chart showing a read mode of the CCD 1;
Will be described with reference to a time chart showing the read mode and control data shown in FIG. Reading of image data from the CCD 1 is performed, for example, in synchronization with a vertical synchronizing signal VD having a period of 1/60 second. However, except for capturing a high-quality image for a still image, a moving image processing mode is executed.
With this moving image processing mode, the image data of the effective output area at the center in the sequential frames is converted into the vertical synchronization signal VD.
Is read out in synchronization with. The image data read in the moving image processing mode is supplied to the liquid crystal display device 13 via the CDS 2, the AMP 3, the A / D 4, and the process processing circuit 5 to be displayed as a moving image, and, as shown in FIG. In a process of calculating control data such as AF and AWB, the data is repeatedly used, for example, one frame at a time.
In the case where such different processing is repeatedly performed for each frame, control data may be stored, for example. In this case, the stored data is stored in the same format in accordance with each processing content. It is also possible to accumulate and process by the accumulation system.

【0035】上記の動画処理を行っている最中に、図示
しない撮影ボタンが押される等により、図6に示すよう
にトリガが発生すると、それまでの動画処理モードによ
り、露光やピントが適切に合った状態に既に制御されて
いるので、トリガが入力された時点のフレームの次から
直ちに静止画記録モードに移行する。
When a trigger is generated as shown in FIG. 6 due to, for example, pressing of a shooting button (not shown) during the above-described moving image processing, exposure and focus are appropriately performed according to the moving image processing mode up to that time. Since the state is already controlled to match, the mode immediately shifts to the still image recording mode immediately after the frame at the time when the trigger is input.

【0036】この静止画記録モードでは、図2(A)で
説明したように、CCD1の第1ラインから第Lライン
までの全画素に係る静止画の画素信号が所定の読み出し
周波数で順次読み出されて、CDS2、AMP3、A/
D4、プロセス処理回路5、DRAM9を経て圧縮伸長
回路15に供給され、ここで圧縮されて記録媒体16に
記録される。ここで、CCD1の全ラインの走査に、例
えば1/10秒を要するとすれば、静止画の全データを
出力するのに6コマ分の時間を要することになるが、こ
の時間は、例えば垂直同期信号VDをカウントすること
により制御される。
In the still image recording mode, as described with reference to FIG. 2A, the still image pixel signals of all the pixels from the first line to the L-th line of the CCD 1 are sequentially read at a predetermined read frequency. CDS2, AMP3, A /
The data is supplied to the compression / expansion circuit 15 via the D4, the process processing circuit 5, and the DRAM 9, where it is compressed and recorded on the recording medium 16. If it takes, for example, 1/10 second to scan all the lines of the CCD 1, it takes six frames to output all the data of the still image. It is controlled by counting the synchronization signal VD.

【0037】この静止画記録モードによる静止画データ
の出力が終了すると、撮像装置は再び動画処理モードに
移行して、順次のフレームにおける中央部の有効出力エ
リアの画像データが垂直同期信号VDに同期して読み出
され、これにより液晶表示装置13への動画表示、およ
びAE,AF,AWB等の制御用データの算出処理が行
われて、次の撮影に備える。
When the output of the still image data in the still image recording mode is completed, the imaging apparatus shifts again to the moving image processing mode, and the image data of the effective output area at the center in the sequential frames is synchronized with the vertical synchronizing signal VD. Then, a moving image is displayed on the liquid crystal display device 13 and a process of calculating control data such as AE, AF, and AWB is performed to prepare for the next photographing.

【0038】以上説明した第1実施形態では、動画処理
モードにおいて、あるフレームにおける掃き出しエリア
Bの不要電荷と、次のフレームにおける掃き出しエリア
Aの不要電荷とを加算して、所定の読み出し周期よりも
長い周期の掃き出し周波数fo /2で高速に掃き出すよ
うにしたが、この発明の第2実施形態では、動画処理モ
ードでのあるフレームにおける掃き出しエリアBの不要
電荷と、次のフレームにおける掃き出しエリアAの不要
電荷とを加算して、掃き出し周波数fo の周期で高速に
掃き出しする。
In the first embodiment described above, in the moving image processing mode, the unnecessary charges in the sweeping area B in a certain frame and the unnecessary charges in the sweeping area A in the next frame are added to each other, so that a predetermined reading period is obtained. In the second embodiment of the present invention, the unnecessary charge in the sweep area B in a certain frame in the moving image processing mode and the sweep area A in the next frame are used. Unnecessary charges are added, and sweeping is performed at high speed at the cycle of the sweeping frequency fo.

【0039】すなわち、図8にCCD1の電荷読み出し
および掃き出し動作の模式図を、図9にタイミングチャ
ートをそれぞれ示すように、第2実施形態による動画処
理モードでは、動作開始から最初のフレームでは、その
掃き出しエリアAの不要電荷を周波数fo の掃き出し周
期で時間taに亘って高速掃き出した後、有効出力エリ
アの信号電荷を所定の垂直転送タイミングで時間tbに
亘って読み出し、第2フレーム以後は、当該フレームの
掃き出しエリアAの不要電荷と直前のフレームの掃き出
しエリアBの不要電荷とを加算して周波数fo の掃き出
し周期で時間taに亘って高速掃き出した後、当該フレ
ームの信号電荷を所定の垂直転送タイミングで時間tb
に亘って読み出す。このようにして、順次のフレームの
有効出力エリアの動画データを所定の周期T′(T′=
ta+tb)で得る。
That is, FIG. 8 is a schematic diagram of the charge reading and sweeping operations of the CCD 1, and FIG. 9 is a timing chart. In the moving image processing mode according to the second embodiment, in the first frame from the start of the operation, After the unnecessary charges in the sweep area A are swept out at high speed over the time ta at the sweeping cycle of the frequency fo, the signal charges in the effective output area are read out at the predetermined vertical transfer timing over the time tb. Unnecessary charges in the sweeping area A of the frame and unnecessary charges in the sweeping area B of the immediately preceding frame are added to perform a high-speed sweeping over a time ta in a sweeping cycle of the frequency fo, and then, the signal charges of the frame are vertically transferred. Time tb at timing
Read over. In this manner, the moving image data in the effective output area of the successive frames is transmitted at a predetermined cycle T '(T' =
ta + tb).

【0040】このように、あるフレームにおける掃き出
しエリアBの不要電荷と、次のフレームにおける掃き出
しエリアAの不要電荷とを加算して、周波数fo の掃き
出し周期で高速に掃き出すようにすれば、動画処理モー
ドでのフレームレートを、1/T′=1/(ta+t
b)とすることができ、第1実施形態におけるよりも向
上することができる。したがって、撮像素子の画素数の
増加にも容易に対処することができる。また、掃き出し
周期が1/fo と短く、したがって図9に示すように、
掃き出し時間taでのピーク電流もIo となって、第1
実施形態の場合よりも高くなるが、一つのフレーム内で
の掃き出し時間が全体でtaと短く、また順次のフレー
ム間で連続することもないので、消費電力を少なくでき
ると共に、電源電圧の低下によるシステムダウンも有効
に防止できる。
As described above, by adding the unnecessary charges in the sweeping area B in a certain frame and the unnecessary charges in the sweeping area A in the next frame, and sweeping out at high speed with a sweeping cycle of the frequency fo, moving image processing can be performed. The frame rate in the mode is 1 / T '= 1 / (ta + t
b), which can be improved as compared with the first embodiment. Therefore, it is possible to easily cope with an increase in the number of pixels of the image sensor. Also, the sweep cycle is as short as 1 / fo, and therefore, as shown in FIG.
The peak current at the sweep time ta also becomes Io,
Although it is higher than in the case of the embodiment, the sweeping time in one frame is short as ta as a whole, and there is no continuation between successive frames, so that power consumption can be reduced and power supply voltage can be reduced. System down can also be effectively prevented.

【0041】なお、この発明は、上述した実施形態にの
み限定されるものではなく、幾多の変形または変更が可
能である。例えば、上述した実施形態では、掃き出しエ
リアAおよびBのライン数を同じとして説明したが、掃
き出しエリアAのライン数を掃き出しエリアBのライン
数よりも多くすることもできる。また、掃き出しモード
での信号電荷の垂直転送タイミングすなわち掃き出し周
期は、上記の1/fo,2/fo や、他の周期に任意に
設定できるようにして、所望のフレームレートを得るよ
う構成することもできる。さらに、撮像素子は、上述し
た縦型オーバーフロードレイン構造をもつインターライ
ン形CCDに限らず、他のCCDや種々の固体撮像素子
を用いる場合でも、この発明を有効に適用することがで
きる。
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, but can be variously modified or changed. For example, in the above-described embodiment, the number of lines in the sweeping areas A and B has been described as being the same. However, the number of lines in the sweeping area A may be larger than the number of lines in the sweeping area B. Also, the vertical transfer timing of the signal charge in the sweep mode, that is, the sweep cycle can be set to 1 / fo, 2 / fo or any other cycle to obtain a desired frame rate. Can also. Further, the present invention can be effectively applied not only to the above-described interline CCD having the vertical overflow drain structure, but also to other CCDs and various solid-state imaging devices.

【0042】[0042]

【発明の効果】この発明によれば、一つのフレームの不
要部分の少なくとも一部の信号電荷と、次のフレームの
不要部分の少なくとも一部の信号電荷とを同時に高速掃
き出しするようにしたので、高い駆動周波数を用いるこ
となく、しかも低消費電力で、撮像素子から単位時間当
たりに多くのコマ数の画像信号が得ることができる。
According to the present invention, at least a part of the signal charge of the unnecessary part of one frame and the at least a part of the signal charge of the unnecessary part of the next frame are simultaneously swept at a high speed. An image signal with a large number of frames per unit time can be obtained from an image sensor without using a high driving frequency and with low power consumption.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明に係る撮像装置の第1実施形態の構成
を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a first embodiment of an imaging device according to the present invention.

【図2】第1実施形態によるCCDの読み出し動作を説
明するための図である。
FIG. 2 is a diagram for explaining a read operation of the CCD according to the first embodiment.

【図3】第1実施形態の動画処理モードでのCCDの電
荷読み出しおよび掃き出し動作を示す模式図である。
FIG. 3 is a schematic diagram illustrating charge readout and sweeping operations of a CCD in a moving image processing mode according to the first embodiment.

【図4】同じく、動画処理モードでのCCDの電荷の読
み出しおよび掃き出し動作を示すタイミングチャートで
ある。
FIG. 4 is a timing chart showing the operation of reading and sweeping out charges of a CCD in the moving image processing mode.

【図5】同じく、動画処理モードでのCCDの垂直シフ
トレジスタにおける電荷の転送の様子を示す模式図であ
る。
FIG. 5 is a schematic diagram showing how charges are transferred in the vertical shift register of the CCD in the moving image processing mode.

【図6】第1実施形態におけるCCDの読み出しモード
を示すタイミングチャートである。
FIG. 6 is a timing chart illustrating a read mode of the CCD according to the first embodiment.

【図7】同じく、CCDの読み出しモードと制御用デー
タとを示すタイミングチャートである。
FIG. 7 is a timing chart showing a CCD read mode and control data.

【図8】第2実施形態の動画処理モードでのCCDの電
荷読み出しおよび掃き出し動作を示す模式図である。
FIG. 8 is a schematic diagram illustrating a charge reading and sweeping operation of a CCD in a moving image processing mode according to a second embodiment.

【図9】同じく、動画処理モードでのCCDの電荷の読
み出しおよび掃き出し動作を示すタイミングチャートで
ある。
FIG. 9 is a timing chart showing the operation of reading and sweeping out the charge of the CCD in the moving image processing mode.

【図10】この発明に係る撮像装置に使用可能な撮像素
子としてのCCDの一例の構成を示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing a configuration of an example of a CCD as an imaging device that can be used in the imaging device according to the present invention.

【図11】図10に示すCCDに用いられる色フィルタ
の一例を示す図である。
FIG. 11 is a diagram showing an example of a color filter used in the CCD shown in FIG.

【図12】本出願人の先の提案に係る撮像装置による動
画処理モードでのCCD画面の有効出力エリアおよび掃
き出しエリアを示す図である。
FIG. 12 is a diagram showing an effective output area and a sweep-out area of a CCD screen in a moving image processing mode by the imaging device according to the earlier proposal of the present applicant.

【図13】同じく、本出願人の先の提案に係る撮像装置
による動画処理モードでのCCDの電荷読み出しおよび
掃き出し動作を示す模式図である。
FIG. 13 is a schematic diagram showing a charge reading and sweeping operation of the CCD in the moving image processing mode by the imaging device according to the earlier proposal of the present applicant.

【図14】同じく、動画処理モードでのCCDの電荷の
読み出しおよび掃き出し動作を示すタイミングチャート
である。
FIG. 14 is a timing chart showing the operation of reading and sweeping out the charge of the CCD in the moving image processing mode.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 CCD 2 相関二重サンプリング回路(CDS) 3 ゲインコントロールアンプ(AMP) 4 アナログデジタル変換器(A/D) 5 プロセス処理回路 6 タイミングジェネレータ(TG) 7 シグナルジェネレータ(SG) 8 CPU 9 DRAM 10 オートフォーカス回路(AF) 11 自動露出制御回路(AE) 12 オートホワイトバランス回路(AWB) 13 液晶表示装置 14 外部表示用端子 15 圧縮伸長回路 16 記録媒体 17 レンズおよび絞り 21 フォトダイオード 22 トランスファーゲート 23 垂直シフトレジスタ 24 水平シフトレジスタ 25 信号検出器 Reference Signs List 1 CCD 2 correlated double sampling circuit (CDS) 3 gain control amplifier (AMP) 4 analog-to-digital converter (A / D) 5 process processing circuit 6 timing generator (TG) 7 signal generator (SG) 8 CPU 9 DRAM 10 auto Focus circuit (AF) 11 Automatic exposure control circuit (AE) 12 Auto white balance circuit (AWB) 13 Liquid crystal display device 14 External display terminal 15 Compression / expansion circuit 16 Recording medium 17 Lens and aperture 21 Photodiode 22 Transfer gate 23 Vertical shift Register 24 Horizontal shift register 25 Signal detector

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5C024 AA01 BA01 CA16 CA24 DA05 FA01 FA11 GA11 GA45 GA48 HA07 HA14 JA10 JA21 JA32 JA35  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 5C024 AA01 BA01 CA16 CA24 DA05 FA01 FA11 GA11 GA45 GA48 HA07 HA14 JA10 JA21 JA32 JA35

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 画素信号を読み出し可能な撮像素子を有
する撮像装置において、 前記撮像素子に蓄積された有効な信号電荷を実効的水平
走査期間内に相対的に粗な頻度で転送するようなタイミ
ングで垂直転送して読み出す読み出しモードと、前記撮
像素子に蓄積された不要な信号電荷を実効的水平走査期
間内に相対的に密な頻度で転送するようなタイミングで
垂直転送して掃き出す掃き出しモードとを制御する読み
出し制御手段を有し、 該読み出し制御手段は、前記掃き出しモードにおいて、
一つのフレームの不要な信号電荷が蓄積された不要部分
の少なくとも一部の信号電荷と、次のフレームの不要な
信号電荷が蓄積された不要部分の少なくとも一部の信号
電荷とを同時に掃き出すよう構成したことを特徴とする
撮像装置。
1. An image pickup apparatus having an image pickup device capable of reading out a pixel signal, wherein the effective signal charges accumulated in the image pickup device are transferred at a relatively coarse frequency within an effective horizontal scanning period. And a sweep mode in which unnecessary signal charges accumulated in the image sensor are vertically transferred at a timing such that the unnecessary signal charges are relatively densely transferred within an effective horizontal scanning period. Read control means, the read control means, in the sweep mode,
A structure in which at least a part of the unnecessary portion of the unnecessary signal charge in one frame and the unnecessary portion of the next frame in which the unnecessary signal charge is stored are simultaneously swept. An imaging device, comprising:
【請求項2】 請求項1記載の撮像装置において、 前記一つのフレームの不要部分は、当該フレームの信号
読み出し順序において、最終読み出し画素を含むそれ以
前の領域であり、 前記次のフレームの不要部分は、当該フレームの信号読
み出し順序において、最初の読み出し画素を含むそれ以
後の領域であることを特徴とする撮像装置。
2. The imaging device according to claim 1, wherein the unnecessary portion of the one frame is a region before a last read pixel in a signal reading order of the frame, and an unnecessary portion of the next frame. Is an area including a first pixel to be read in a signal reading order of the frame.
【請求項3】 請求項1または2記載の撮像装置におい
て、 前記読み出し制御手段は、前記掃き出しモードでの信号
電荷の垂直転送タイミングを可変とするタイミング可変
手段を有することを特徴とする撮像装置。
3. The imaging apparatus according to claim 1, wherein the read control unit includes a timing variable unit that changes a vertical transfer timing of signal charges in the sweep mode.
【請求項4】 請求項1〜3のいずれか一項に記載の撮
像装置において、 前記読み出しモードにおいて各フレームから有効な信号
電荷を読み出す有効部分はフレームの中央部分であり、
この中央部分の前後が前記不要部分であることを特徴と
する撮像装置。
4. The imaging device according to claim 1, wherein an effective portion for reading out effective signal charges from each frame in the readout mode is a central portion of the frame.
An image pickup apparatus, wherein the unnecessary part is located before and after the central part.
【請求項5】 請求項1〜4のいずれか一項に記載の撮
像装置において、 前記撮像素子は、光を受けて電気信号に変換する画素を
二次元的に配列してなり、この撮像素子の垂直方向に一
部連続するラインを有効部分とし、それ以外のラインを
前記不要部分とすることを特徴とする撮像装置。
5. The image pickup device according to claim 1, wherein the image pickup device is configured by two-dimensionally arranging pixels that receive light and convert the light into an electric signal. An imaging apparatus characterized in that a line that is partially continuous in the vertical direction is an effective part, and other lines are the unnecessary parts.
【請求項6】 請求項1〜5のいずれか一項に記載の撮
像装置において、 前記撮像素子は垂直転送路を有し、前記掃き出しモード
において、前記垂直転送路内で、前記一つのフレームの
不要部分の信号電荷と、前記次のフレームの不要部分の
信号電荷とを加算してから掃き出すことを特徴とする撮
像装置。
6. The image pickup device according to claim 1, wherein the image pickup device has a vertical transfer path, and in the sweep mode, the one frame of the one frame is included in the vertical transfer path. An image pickup apparatus, wherein the signal charge of an unnecessary portion and the signal charge of an unnecessary portion of the next frame are added and then swept out.
JP10171244A 1998-06-18 1998-06-18 Image pickup device Pending JP2000013686A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10171244A JP2000013686A (en) 1998-06-18 1998-06-18 Image pickup device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10171244A JP2000013686A (en) 1998-06-18 1998-06-18 Image pickup device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2000013686A true JP2000013686A (en) 2000-01-14

Family

ID=15919727

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10171244A Pending JP2000013686A (en) 1998-06-18 1998-06-18 Image pickup device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2000013686A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005266084A (en) * 2004-03-17 2005-09-29 Lasertec Corp Confocal microscope and film thickness measuring instrument
US7151568B2 (en) 2000-03-15 2006-12-19 Omron Corporation Displacement sensor
JP2010237219A (en) * 2010-06-09 2010-10-21 Lasertec Corp Film thickness measuring instrument and method of measuring film thickness

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7151568B2 (en) 2000-03-15 2006-12-19 Omron Corporation Displacement sensor
JP2005266084A (en) * 2004-03-17 2005-09-29 Lasertec Corp Confocal microscope and film thickness measuring instrument
JP4635145B2 (en) * 2004-03-17 2011-02-16 レーザーテック株式会社 Confocal microscope and film thickness measuring device
JP2010237219A (en) * 2010-06-09 2010-10-21 Lasertec Corp Film thickness measuring instrument and method of measuring film thickness

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6628328B1 (en) Image pickup apparatus having a CPU driving function operable in two modes
US6903770B1 (en) Digital camera which produces a single image based on two exposures
JP3819511B2 (en) Monitoring method and digital still camera in CCD imaging device
JP2520581B2 (en) Video camera
US7209170B2 (en) Solid-state electronic image pickup apparatus and method of driving the same
JPH10210367A (en) Electronic image-pickup device
JP4616429B2 (en) Image processing device
JP3893424B2 (en) Solid-state imaging device and signal readout method
US8102438B2 (en) Imaging device
JP4024057B2 (en) Digital camera
JP4311776B2 (en) Imaging device
JP4094123B2 (en) Imaging device
JP4464006B2 (en) Imaging apparatus and exposure method
JP2004112768A (en) Image pickup device
JP2008187614A (en) Photographing apparatus
JP4199381B2 (en) Solid-state imaging device and solid-state imaging device driving method
JP3162206B2 (en) Digital electronic still camera with variable system clock
JP2000013686A (en) Image pickup device
JP2000041192A5 (en)
JP2003234960A (en) Imaging apparatus
JP4365460B2 (en) Imaging device
JPH0799869B2 (en) Electronic imager
JP2001285688A (en) Digital camera
JP3794672B2 (en) Solid-state imaging device
JP2006238205A (en) Imaging apparatus and imaging method

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20050309

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20060718

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20071129

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20071211

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20080408