JP2000261728A - Solid-state image pickup device - Google Patents

Solid-state image pickup device

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JP2000261728A
JP2000261728A JP11065105A JP6510599A JP2000261728A JP 2000261728 A JP2000261728 A JP 2000261728A JP 11065105 A JP11065105 A JP 11065105A JP 6510599 A JP6510599 A JP 6510599A JP 2000261728 A JP2000261728 A JP 2000261728A
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JP
Japan
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read
pixel
signals
row
solid
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Application number
JP11065105A
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Japanese (ja)
Inventor
Akihiko Kumatoriya
昭彦 熊取谷
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To add only pixels in a part desired to be read by horizontal and vertical selection circuits and to obtain the pixels as a needed signal by outputting added value of signals of plurality of optoelectric conversion elements in the same column among plural optoelectric conversion elements or outputting added value of signals of plurality of optoelectric conversion elements in the same row. SOLUTION: When signals for all pixels are successiveiy read, a read row selection circuit 11 successively selects a row one each at a time, and while one row is selected, a read column selection circuit 12 successively selects a column one each at a time. Then, a pixel signal is immediately and also successively read to an addition circuit 13 including a reading circuit one pixel after another. When signals are desired to be read only from a prescribed area, the circuits 11 and 12 select prescribed row and column, and a desired pixel signal is immediately and also successively read to the circuit 13 with one pixel each at a time in the area. Due to this read scanning, the rapidity of the reading time of pixel signals only in a prescribed area is guaranteed.

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】本発明は、監視カメラ等の被
写体を撮像するための固体撮像装置に関するものであ
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 such as a monitoring camera.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、被写体からの入射光を結像させ、
光電変換した後、入射光に対応した電気信号を得るイメ
ージセンサが広く知られている。イメージセンサには年
々高精細な出力画像が要求され、イメージセンサの多画
素化が進んできた。
2. Description of the Related Art Conventionally, incident light from a subject is imaged,
Image sensors that obtain an electric signal corresponding to incident light after photoelectric conversion are widely known. The image sensor is required to have a high-definition output image year by year, and the number of pixels of the image sensor has been increased.

【0003】このようなイメージセンサの多画素化に伴
い、近年、従来のような常時イメージセンサの全画素の
信号を単純に順次出力させる使い方から、必要に応じて
イメージセンサから一部の画素の信号のみを出力させた
り、画素の信号をある程度信号処理してからイメージセ
ンサから出力させるという使い方の要求が高まってき
た。
With the increase in the number of pixels of such an image sensor, in recent years, from the conventional method of simply outputting the signals of all the pixels of the image sensor simply and sequentially, if necessary, some pixels from the image sensor can be used. There has been an increasing demand for a method of outputting only a signal or processing a signal of a pixel to some extent before outputting the signal from an image sensor.

【0004】例えば隣接した画素間で信号を加算して、
イメージセンサから出力することは、色処理、解像度変
換等の観点からよく行われてきた。また、イメージセン
サ内で更に多数画素の信号を加算することも可能であ
る。
For example, by adding signals between adjacent pixels,
Outputting from an image sensor has often been performed in terms of color processing, resolution conversion, and the like. It is also possible to add signals of a larger number of pixels in the image sensor.

【0005】図7は従来のCCDイメージセンサから特
定の垂直方向1列のみを読み出す場合の信号の流れを示
したものである。各画素に蓄積された電荷は垂直CCD
レジスタVCCDに転送され、VCCD内及び水平CC
DレジスタHCCD内を転送された後、出力アンプを介
して出力端子へ出力される。これら1列分の画素の信号
を加算したい場合、出力端子から出力された信号を外部
で加算処理してももちろんよいが、例えばVCCDの出
力部にコンデンサを設けて加算し、HCCDによる読み
出しによって、CCDイメージセンサ内部でVCCDま
たはHCCD内で加算することも可能である。
FIG. 7 shows a flow of signals when only one specific vertical column is read from a conventional CCD image sensor. The charge accumulated in each pixel is a vertical CCD
The data is transferred to the register VCCD.
After being transferred in the D register HCCD, it is output to an output terminal via an output amplifier. When it is desired to add the signals of the pixels for one column, the signal output from the output terminal may be added externally. However, for example, a capacitor is provided at the output unit of the VCCD, and the addition is performed. It is also possible to add in the VCCD or HCCD inside the CCD image sensor.

【0006】図9はCCDイメージセンサから特定の水
平方向1行のみを読み出す場合の信号の流れを示したも
のである。各画素に蓄積された電荷は同様に垂直CCD
レジスタVCCDに転送され、VCCD内及び水平CC
DレジスタHCCD内を転送された後、出力アンプを介
して出力端子へ出力される。これら1列分布の画素の信
号を加算したい場合、出力端子から出力された信号を外
部で加算処理してももちろんよいが、例えばHCCDの
出力部にコンデンサを設けてVCCDからの電荷を順次
加算することによって、CCDイメージセンサ内部のH
CCD内で加算することも可能である。
FIG. 9 shows a signal flow when only one specific horizontal line is read from the CCD image sensor. The electric charge accumulated in each pixel is similarly calculated by the vertical CCD.
The data is transferred to the register VCCD.
After being transferred in the D register HCCD, it is output to an output terminal via an output amplifier. When it is desired to add the signals of the pixels arranged in one column, the signal output from the output terminal may be externally added. However, for example, a capacitor is provided at the output unit of the HCCD to sequentially add the charges from the VCCD. As a result, H inside the CCD image sensor
It is also possible to add in the CCD.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、上
記従来例ではイメージセンサ内のごく一部の画素、1列
分あるいは1行分の信号を読み出す場合でも、全画素を
読み出す場合とほとんど同様の動作をせねばならず無駄
が多かった。例えば図8のように垂直1列分の画素を読
み出す場合、読み出したい画素列が左端に近いと残りの
右側を順次走査しなければならず、その分長いHCCD
内を転送しなければ出力できない。図9のように水平1
行分の画素を読み出す場合、読み出したい画素行が下端
に近いと残りの上側を順次垂直走査しなければならず、
その分長い各VCCD内を転送し、更にHCCD内を転
送しなければ出力できない。このように従来のCCDイ
メージセンサではごく一部分の読み出しを行う場合で
も、高速読み出しが難しく、また消費電力も通常の読み
出しと比べてあまり低減されなかった。
However, in the above-mentioned conventional example, almost the same operation as reading out all pixels is performed even when reading out only a part of pixels in the image sensor, signals for one column or one row. It had to be done and wasted much. For example, in the case of reading out one vertical column of pixels as shown in FIG. 8, if the pixel column to be read is near the left end, the remaining right side must be sequentially scanned, and the HCCD which is longer by that length.
It cannot be output unless it is transferred inside. Horizontal 1 as shown in FIG.
When reading out pixels of a row, if the pixel row to be read is near the lower end, the remaining upper side must be sequentially vertically scanned,
The data cannot be output unless the data is transferred through each of the longer VCCDs and further transferred within the HCCD. As described above, even in the case where only a part of the conventional CCD image sensor is read, high-speed reading is difficult, and the power consumption is not much reduced as compared with the normal reading.

【0008】本発明は、CCDイメージセンサであっ
て、画素の一部を高速に読み出し、またその読み出し部
分に対応した消費電力とすることを課題とする。
An object of the present invention is to provide a CCD image sensor in which a part of a pixel is read at high speed and power consumption corresponding to the read part is achieved.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明では上記課題を解
決するため、CMOSイメージセンサを用いて読み出し
たい部分の画素のみを水平及び垂直選択回路によって選
択し、読み出し系回路内で加算処理を行うことにより必
要な信号を得ようとするものである。
According to the present invention, in order to solve the above-mentioned problem, only pixels of a portion to be read out using a CMOS image sensor are selected by a horizontal and vertical selection circuit, and an addition process is performed in a readout circuit. In this way, a necessary signal is obtained.

【0010】また、本発明は、複数の光電変換素子を備
える固体撮像装置において、前記複数の光電変換素子の
うち、同一列内の複数個の光電変換素子の信号の加算値
または同一行内の複数個の光電変換素子の信号の加算値
を出力する加算手段を有することを特徴とする。
According to the present invention, in a solid-state imaging device having a plurality of photoelectric conversion elements, an added value of signals of a plurality of photoelectric conversion elements in the same column or a plurality of signals in a same row among the plurality of photoelectric conversion elements is provided. It has an adding means for outputting an added value of the signals of the photoelectric conversion elements.

【0011】また、上記固体撮像装置において、複数ヶ
所の前記同一列内の複数個の光電変換素子の信号の加算
値または同一行内の複数個の光電変換素子の信号の加算
値を出力する手段を有することを特徴とする。
In the solid-state imaging device, a means for outputting an added value of signals of a plurality of photoelectric conversion elements in the same column at a plurality of locations or an added value of signals of a plurality of photoelectric conversion elements in the same row is provided. It is characterized by having.

【0012】また、上記固体撮像装置において、前記加
算値を算出した前記複数ヶ所の光電変換素子群のうち、
少なくとも一つの光電変換素子群は他の光電変換素子群
とは異なる列または行にあることを特徴とする。
Further, in the solid-state imaging device, among the plurality of photoelectric conversion element groups at which the added value is calculated,
At least one photoelectric conversion element group is in a different column or row from other photoelectric conversion element groups.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】(第1の実施形態)図1は本発明
の第1の実施形態におけるCMOSイメージセンサの構
成を示した図である。同図において、読み出し列選択回
路12は読み出そうとするマトリクス状あるいは2次元
状に配置された画素14の列選択を行う回路であり、読
み出し行選択回路11は読み出そうとする画素14の行
選択を行う回路である。また、加算回路13は読み出し
た複数の画素14の信号間の加算を行うための回路であ
るが、加算処理を行わない通常の信号読み出し動作も可
能な構成になっている。
(First Embodiment) FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a CMOS image sensor according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, a read column selection circuit 12 is a circuit for selecting columns of pixels 14 arranged in a matrix or two-dimensional pattern to be read, and a read row selection circuit 11 is a circuit for selecting pixels 14 to be read. This is a circuit for selecting a row. The addition circuit 13 is a circuit for performing addition between the signals of the plurality of pixels 14 that have been read, and has a configuration in which a normal signal reading operation without performing the addition processing can be performed.

【0014】上記構成において、全画素の信号を順次読
み出す場合には読み出し行選択回路11により順次一つ
ずつ行を選択すると共に、一つの行が選択されている
間、読み出し列選択回路12により順次一つずつ列を選
択し、画素の信号を1画素ずつ即座に且つ順次読み出し
回路を含む加算回路13に読み出していく。
In the above configuration, when sequentially reading the signals of all the pixels, the readout row selection circuit 11 selects the rows one by one sequentially, and while one row is selected, the readout column selection circuit 12 sequentially selects the rows. The columns are selected one by one, and the pixel signals are read out one by one immediately and sequentially to the addition circuit 13 including the readout circuit.

【0015】また、奇数行または偶数行のみ信号を読み
出す場合には、読み出し行選択回路11により順次一つ
おきに行を選択していき、一つの行が選択されている
間、読み出し列選択回路12により順次一つずつ列を選
択し、画素の信号を1画素ずつ即座に且つ順次読み出し
回路を含む加算回路13に読み出していく。この走査に
より、読み出し行選択回路11により順次一つおきに行
を選択してゆくので、全画素の読み出しに対して走査時
間は半分となり、奇数行または偶数行のみの信号読み出
し時間は高速性を担保される。
When signals are read only from the odd-numbered rows or the even-numbered rows, every other row is sequentially selected by the read-out row selection circuit 11, and while one row is selected, the read-out column selection circuit is selected. The columns are sequentially selected one by one by 12 and pixel signals are read out one by one immediately and sequentially to an addition circuit 13 including a readout circuit. By this scanning, every other row is sequentially selected by the read-out row selection circuit 11, so that the scanning time is halved with respect to the reading of all pixels, and the signal reading time of only the odd-numbered rows or even-numbered rows is faster. Secured.

【0016】また、特定領域の画素からのみ信号を読み
出したい場合には読み出し行選択回路11及び列選択回
路12により、特定の行及び列を選択し、所望の画素の
信号をその領域内の1画素ずつ即座に且つ順次読み出し
回路に読み出していく。この読み出し走査により、読み
出し行選択回路11により順次必要な行と必要な列を選
択してゆくので、全画素の読み出しに対して走査時間は
全画素に対する特定領域の比相当となり、特定領域の画
素のみの信号読み出し時間は高速性を担保される。
When it is desired to read out signals only from pixels in a specific area, a specific row and column are selected by a readout row selection circuit 11 and a column selection circuit 12, and a signal of a desired pixel is read out of the area. The data is read out to the readout circuit immediately and sequentially for each pixel. By this read scanning, necessary rows and necessary columns are sequentially selected by the read row selection circuit 11, so that the scanning time for reading all pixels is equivalent to the ratio of the specific area to all pixels, Only the signal read time ensures high speed.

【0017】次にこのような構成のイメージセンサ内で
行われる複数の画素信号間の加算処理であるが、具体的
な構成については種々の構成が考えられる。特開平4−
4682号公報にも一例が説明されているとおり、通常
の全画素を順次読み出していくだけの構成と比べて、読
み出し回路内の接続と駆動タイミングを変更し、加算処
理をイメージセンサ内で行うことが可能である。
Next, an addition process between a plurality of pixel signals performed in the image sensor having such a configuration is described. Various specific configurations are conceivable. JP-A-4-
As described in Japanese Patent No. 4682, an example in which connection and drive timing in a readout circuit are changed and addition processing is performed in an image sensor is different from a configuration in which all pixels are normally read out sequentially. It is possible.

【0018】図2に本固体撮像装置の簡単な加算回路の
回路図を示す。図に示すように、各画素14に接続され
た垂直出力線から信号成分を転送スイッチ41,48を
介して蓄積コンデンサ43,49に蓄積し、次のタイミ
ングに他の行の画素14の信号成分を転送スイッチ42
を介して蓄積コンデンサ45に蓄積し、その後シフトレ
ジスタ61からの制御信号によって転送スイッチ46,
47,50をオンすることにより、水平出力線62に
は、垂直出力線の2本分の画素信号の加算成分を得るこ
とができる。この際、図2では、蓄積コンデンサ43の
信号成分とともに、他行の画素の信号分も蓄積コンデン
サ45の信号が加重されるので、少なくとも3画素の加
算された信号成分を得ることができる。
FIG. 2 shows a circuit diagram of a simple addition circuit of the solid-state imaging device. As shown in the figure, the signal components from the vertical output lines connected to the respective pixels 14 are stored in the storage capacitors 43 and 49 via the transfer switches 41 and 48, and at the next timing, the signal components of the pixels 14 of the other rows are stored. Transfer switch 42
, And then stored in the storage capacitor 45, and then transferred by the transfer switch 46,
By turning on 47 and 50, an added component of two pixel signals of the vertical output line can be obtained on the horizontal output line 62. At this time, in FIG. 2, the signal component of the storage capacitor 45 is weighted together with the signal component of the storage capacitor 43, and the signal component of the pixel of the other row is also weighted, so that an added signal component of at least three pixels can be obtained.

【0019】図3は本発明の第1の実施形態において、
加算処理を行おうとしている画素のイメージセンサ内の
配置を示したものであり、全画素領域21に対して、画
面のほぼ中央に位置する1列の画素群22である。実際
の被写体の例として、例えば図4のように、画面に対す
る全画素領域21上、一様に暗い背景の中を白い球体2
3が水平に左から右へ移動していった場合を考える。
FIG. 3 shows a first embodiment of the present invention.
This shows the arrangement of pixels for which addition processing is to be performed in the image sensor, and is a one-row pixel group 22 located substantially at the center of the screen with respect to the entire pixel area 21. As an example of an actual subject, for example, as shown in FIG.
Consider a case where 3 moves horizontally from left to right.

【0020】読み出し列選択回路12により予め指定し
ておいた加算処理を行う1列を選択し、読み出し行選択
回路11により全ての行を順次または同時に選択するこ
とにより、加算される画素列の画素群の信号を加算回路
に読み出す。この入力信号から選択された画素群の信号
の加算値が加算され、上記加算回路13から出力され
る。その時間的変化を示したものが図5である。白い球
体23がイメージセンサ上の選択された画素群上にある
時だけ、加算信号が大きく増加し、通り過ぎると元の信
号レベルに戻る変化が現れている。ここでは、加算処理
を行う列を画面の中央に設定したが、図4の白い球体2
3の左側(23a)上に列を設定すれば、加算値の時間
的変化は左に移動し、23c上に列を設定すれば、加算
値の時間的変化は右に移動する。
The read column selection circuit 12 selects one column to be subjected to the addition processing which is specified in advance, and the read row selection circuit 11 sequentially or simultaneously selects all the rows, whereby the pixels of the pixel column to be added are selected. The group signals are read out to the adder circuit. The addition value of the signal of the pixel group selected from the input signal is added and output from the addition circuit 13. FIG. 5 shows the change with time. Only when the white sphere 23 is on the selected pixel group on the image sensor, the addition signal increases greatly, and when passing, a change appears to return to the original signal level. Here, the column to be subjected to the addition processing is set at the center of the screen, but the white sphere 2 shown in FIG.
If a column is set on the left side (23a) of No. 3, the temporal change of the added value moves to the left, and if a column is set on 23c, the temporal change of the added value moves to the right.

【0021】このように1列の画素信号の加算値を観測
することにより、その時間的変化からイメージセンサが
撮像した画像に動きがあったか検知することが出来る。
As described above, by observing the added value of the pixel signals in one column, it is possible to detect whether or not the image picked up by the image sensor has moved from its temporal change.

【0022】ここでは簡単のため、一様に暗い背景の中
での白い球体の動きを検知する場合について述べたが、
何らかの背景画像がある場合でも、背景として静止して
いれば加算値のオフセット値が加わるだけで、加算値の
変化には影響を与えないので、同様の波形となって観測
でき被写体に動きがあったか検知できる。
Here, for the sake of simplicity, the case where the movement of a white sphere in a uniformly dark background is detected has been described.
Even if there is some background image, if it is stationary as a background, only the offset value of the added value is added and it does not affect the change of the added value. Can be detected.

【0023】このような1列分の画素信号の加算処理を
行う場合、加算値の信号レベルは単一画素の信号レベル
に比べて加算された分、高くなるので各画素の電荷蓄積
時間は短時間でよい。画面全体の詳細な画像データが必
要でなく、例えば画像内の被写体に動きがあるかないか
のような情報だけが必要なときには、このような1列の
加算信号を扱えば、イメージセンサ全画素の信号を読み
出して信号処理を行う場合に比べ、必要な情報が直接、
短時間で得られる。さらにCMOSイメージセンサでは
各画素から信号を読み出しても、各画素に蓄積されてい
る信号に影響を与えないので、各画素のリセットをせず
に電荷蓄積を続行し、再度読み出すことも可能である。
つまり、1列分の画素群の加算信号を観測し、加算値レ
ベル及びその変化から何らかの判断をして、あらためて
全画素の信号を読み出し直すことも可能である。
When such an addition process of pixel signals for one column is performed, the signal level of the added value is higher than the signal level of a single pixel by an amount added, so that the charge accumulation time of each pixel is short. Time is fine. When detailed image data of the entire screen is not required, and only information as to whether or not the subject in the image has motion is needed, for example, if such a single-column addition signal is handled, all pixels of the image sensor can be used. Necessary information is directly compared to the case where signal processing is performed by reading signals.
Obtained in a short time. Further, in the CMOS image sensor, even if a signal is read from each pixel, the signal stored in each pixel is not affected, so that charge accumulation can be continued without resetting each pixel and read again. .
That is, it is possible to observe the addition signal of the pixel group for one column, make some judgment from the addition value level and its change, and read out the signals of all the pixels again.

【0024】また、CCDイメージセンサによって同様
の動作をさせた場合、垂直CCDレジスタVCCD、水
平CCDレジスタHCCDの駆動は全画素を読み出す場
合とそれほど変わらない。CMOSイメージセンサでは
読み出す画素列のみを読み出す動作であるので、CCD
イメージセンサに比べて、短時間かつ特定領域以外の画
素読み出しを行わないので、低消費電力で所望の加算信
号が得られる。
When the same operation is performed by the CCD image sensor, the driving of the vertical CCD register VCCD and the horizontal CCD register HCCD is not much different from the case of reading out all pixels. In a CMOS image sensor, since only the pixel column to be read is read, the CCD
Compared with the image sensor, the pixel readout of the area other than the specific area is not performed in a short time, so that a desired addition signal can be obtained with low power consumption.

【0025】(第2の実施形態)図6は本発明の第2の
実施形態における加算処理を行う画素のイメージセンサ
内での配置を示したものである。同図において、加算処
理を行う画素群はイメージセンサに4行4列に各々3分
割されて、行選択画素群32A〜32dと列選択画素群
33a−33dのように、網の目上に配置されている。
また、イメージセンサの構成は、図1に示すものと同様
である。
(Second Embodiment) FIG. 6 shows an arrangement of pixels to be subjected to addition processing in an image sensor according to a second embodiment of the present invention. In the figure, a pixel group to be subjected to addition processing is divided into three by four rows and four columns by an image sensor, and arranged on a mesh like a row selection pixel group 32A to 32d and a column selection pixel group 33a to 33d. Have been.
The configuration of the image sensor is the same as that shown in FIG.

【0026】第1の実施形態と同様に実際の被写体の例
として、図4のように一様に暗い背景の中を白い球体が
水平に左から右へ移動していった場合を考える。
As in the first embodiment, as an example of an actual subject, consider a case where a white sphere moves horizontally from left to right in a uniformly dark background as shown in FIG.

【0027】まず、行方向に加算する画素群32A〜3
2dの配置されている行を順次、読み出し行選択回路1
1により選択する。加算処理を行う1行目が選択されて
いる間、読み出し列選択回路12により第1の画素群3
3a−33dの配置されている列を順次または同時に選
択することにより、第1の画素群の信号を加算回路13
に読み出していく。加算回路13はすべての第1の画素
群の信号が入力されると、その加算信号を出力端子に出
力する。続いて第2、第3の画素群について同様の信号
読み出し、加算処理を行い、1行目の3つの画素群の加
算信号を得る。
First, pixel groups 32A to 32A to be added in the row direction
The rows in which 2d are arranged are sequentially read out by the read row selection circuit 1
Select by 1. While the first row to be subjected to the addition processing is selected, the readout column selection circuit 12 causes the first pixel group 3
By sequentially or simultaneously selecting the columns in which 3a-33d are arranged, the signal of the first pixel group is added to the addition circuit 13
To be read. When the signals of all the first pixel groups are input, the addition circuit 13 outputs the addition signal to an output terminal. Subsequently, similar signal readout and addition processing are performed for the second and third pixel groups to obtain addition signals of the three pixel groups in the first row.

【0028】さらに、加算処理を行う2行目から4行目
についても同様の動作を行っていき、4行各3つの加算
信号を得る。
Further, the same operation is performed for the second to fourth rows where the addition processing is performed, and three addition signals for each of the four rows are obtained.

【0029】次に、列方向に加算する画素群の配置され
ている列を順次、読み出し列選択回路12により選択す
る。加算処理を行う1列目が選択されている間、読み出
し行選択回路11により第1の画素群の配置されている
行を順次または同時に選択することにより、第1の画素
群の信号を加算回路13に読み出していく。加算回路1
3はすべての第1の画素群の信号が入力されるとその加
算信号を出力端子に出力する。続いて第2、第3の画素
群について同様の信号読み出し、加算処理を行い、1列
目の3つの画素群の加算信号を得る。
Next, the columns in which the pixel groups to be added in the column direction are arranged are sequentially selected by the read column selection circuit 12. While the first column to be subjected to the addition processing is selected, the row in which the first pixel group is arranged is sequentially or simultaneously selected by the readout row selection circuit 11 so that the signal of the first pixel group is added to the addition circuit. 13 is read. Addition circuit 1
When the signals of all the first pixel groups are input, 3 outputs the added signal to the output terminal. Subsequently, similar signal readout and addition processing are performed for the second and third pixel groups to obtain addition signals of the three pixel groups in the first column.

【0030】さらに、加算処理を行う2列目から4列目
についても同様の動作を行っていき、4列各3つの加算
信号を得る。
Further, the same operation is performed for the second to fourth columns in which the addition process is performed, and three addition signals for each of the four columns are obtained.

【0031】これら図6におけるイメージセンサの加算
処理を行う画素群のうち、4つの列の第2の画素群、す
なわち中央部分に配置されている画素群信号の加算値の
時間的変化を示したものが図7である。白い球体がイメ
ージセンサ上の選択された各々の画素群上にある時だ
け、加算信号が大きく増加し、通り過ぎると元の信号レ
ベルに戻る変化が現れている。4つの加算値信号は変化
が起こるタイミングが違うだけで同様の変化を示してい
る。
FIG. 6 shows the temporal change in the added value of the second pixel group of the four columns, that is, the pixel group signal arranged at the center portion, of the pixel group for performing the addition processing of the image sensor in FIG. This is shown in FIG. Only when a white sphere is on each of the selected groups of pixels on the image sensor does the addition signal increase significantly, with a change back to the original signal level appearing after passing. The four added value signals show the same change except for the timing at which the change occurs.

【0032】第1の実施形態と同様に、各々の加算値の
時間的変化からイメージセンサが撮像した画像に動きが
あったか検知することが出来るが、さらに各々の加算値
を比較観測することにより、被写体の動いている方向を
知ることができる。また、いずれの画素群に変化があっ
たかによって、画面内で被写体の動いている位置が把握
でき、行方向、列方向それぞれの方向に並んでいる画素
群の変化から動きの方向もわかる。
As in the first embodiment, it is possible to detect whether or not the image picked up by the image sensor has moved from the temporal change of each of the added values. The direction in which the subject is moving can be known. In addition, the moving position of the subject in the screen can be determined based on which of the pixel groups has changed, and the direction of the movement can be determined from the changes in the pixel groups arranged in the row direction and the column direction.

【0033】なお、第1の実施形態と同様に何らかの背
景画像がある場合でも、背景として静止していれば加算
値のオフセット値が加わるだけで加算値の変化には影響
を与えないので、同様の波形となって観測でき被写体に
動きが検知できる。
Even if there is some background image as in the first embodiment, if the background is stationary, only the offset value of the added value is added and the change of the added value is not affected. The waveform can be observed, and the motion of the subject can be detected.

【0034】このような画素信号の加算処理を行う場
合、加算値の信号レベルは単一画素の信号レベルに比べ
て加算された分、高くなるので各画素の電荷蓄積時間は
短時間でよい。画面全体の詳細な画像データが必要でな
く、例えば画像内の被写体がどの位置でどの方向に動い
ているかのような情報だけが必要なときには、このよう
な画素群の加算信号を扱えば、イメージセンサ全画素の
信号を読み出して信号処理を行う場合に比べ、必要な情
報が直接、短時間で得られる。
When such pixel signal addition processing is performed, the signal level of the added value is higher than the signal level of a single pixel by the amount added, so that the charge storage time of each pixel is short. When detailed image data of the entire screen is not required, for example, only information such as where and in which direction the subject in the image is moving is needed, by using such a pixel group addition signal, Necessary information can be obtained directly in a short time as compared with the case where the signals of all the pixels of the sensor are read and the signal processing is performed.

【0035】さらに、CMOSイメージセンサでは各画
素から信号を読み出しても、各画素に蓄積されている信
号に影響を与えないので、各画素のリセットをせずに電
荷蓄積を続行し、再度読み出すことも可能である。つま
り、イメージセンサ内に配置されたいくつかの画素群の
加算信号を観測し、加算値レベル及びその変化から何ら
かの判断をして、あらためて全画素の信号を読み出し直
すことも可能である。
Further, in the CMOS image sensor, even if a signal is read from each pixel, the signal stored in each pixel is not affected, so that charge accumulation is continued without resetting each pixel and read again. Is also possible. That is, it is also possible to observe the added signals of several pixel groups arranged in the image sensor, make some judgment from the added value level and its change, and read out the signals of all the pixels again.

【0036】また、CCDイメージセンサによって同様
の動作をさせた場合、垂直CCDレジスタVCCD、水
平CCDレジスタHCCDの駆動は全画素を読み出す場
合とそれほど変わらない。CMOSイメージセンサでは
読み出す画素列のみを読み出す動作であるので、CCD
イメージセンサに比べて短時間かつ低消費電力で所望の
加算信号が得られる。
When the same operation is performed by the CCD image sensor, the driving of the vertical CCD register VCCD and the horizontal CCD register HCCD is not much different from the case of reading all pixels. In a CMOS image sensor, since only the pixel column to be read is read, the CCD
A desired addition signal can be obtained in a shorter time and with lower power consumption than the image sensor.

【0037】なお、本実施形態を応用する一例として、
全画素中の動きのあるポイントを検出する手段として動
作させることができる。上述の4行4列の検出結果によ
り、例えば100m秒後に同一アドレスに相当する4行
4列を図7に示した加算信号として検出して、先に検出
した値と比較し、変化のある場合に、その変化のある領
域を特定して、動き領域を特定する。その動き領域が複
数個であれば、複数領域で動きのある領域として特定で
きる。また、その100m秒後に再度動き領域を中心と
して4行4列の領域の画素加算信号を検出して、先に検
出した値と比較して変化のある領域を特定することで、
動き領域を検出できる。このように、全画素の領域を走
査せず、特定の領域のみの加算信号を得ることにより、
動き領域の検出を可能とし、その時の消費電力を削減で
きる。
As an example of applying this embodiment,
It can be operated as means for detecting a moving point in all pixels. Based on the above detection result of 4 rows and 4 columns, for example, after 100 msec, 4 rows and 4 columns corresponding to the same address are detected as the addition signal shown in FIG. 7 and compared with the previously detected value, and there is a change. Next, an area having the change is specified, and a motion area is specified. If there are a plurality of motion areas, the area can be specified as a moving area in a plurality of areas. Also, 100 ms later, the pixel addition signal of the area of 4 rows and 4 columns is detected again with the motion area as the center, and the area having the change is identified by comparing with the previously detected value.
A motion area can be detected. As described above, by scanning the area of all pixels and obtaining an addition signal of only a specific area,
A motion area can be detected, and power consumption at that time can be reduced.

【0038】また、上記実施形態では4行4列の検出結
果を求める例を示したが、対象画像の性質から、もっと
粗い例えば2行2列を特定して対象画像の変化を読み取
るようにしてもよいし、もっときめの細かい行列として
もよいし、例えば海面の凹凸変化を検出しようとする場
合には、1行n列の検出点を検出すればよく、任意に設
定できる。このことから、対象画像の特徴により、撮像
装置の消費電力が左右されることになる。
In the above-described embodiment, an example of obtaining the detection result of 4 rows and 4 columns has been described. However, from the nature of the target image, a coarser, for example, 2 rows and 2 columns is specified to read the change of the target image. Alternatively, a finer matrix may be used. For example, when an attempt is made to detect a change in the unevenness of the sea surface, it is only necessary to detect the detection points in one row and n columns, and the setting can be arbitrarily set. Thus, the power consumption of the imaging device depends on the characteristics of the target image.

【0039】[0039]

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、CM
OSイメージセンサを用いて、特定の画素群のみ読み出
しを行い、加算処理をした後、加算信号を出力するの
で、全画素の読み出しを行い、同等の信号処理を行う場
合に比べて必要な情報が短時間に直接取り出せる効果が
ある。複数の画素間で信号を加算するので通常の全画素
読み出しに比べて短時間の蓄積時間で所望の信号レベル
に達するので、高速な処理が可能で、動作させる部分は
限定されているので通常の動作に比べて大幅に消費電力
も低減できる。
As described above, according to the present invention, the CM
Using an OS image sensor, only a specific pixel group is read out, an addition process is performed, and then an addition signal is output. Therefore, information necessary for reading out all the pixels and performing equivalent signal processing is smaller than that in a case where the same signal processing is performed. There is an effect that it can be directly taken out in a short time. Since a signal is added between a plurality of pixels, a desired signal level is reached in a shorter accumulation time than a normal all-pixel readout, high-speed processing is possible, and a part to be operated is limited. Power consumption can be significantly reduced as compared with operation.

【0040】また、加算処理を行った画素群の読み出し
を行った後、画素に蓄積された電荷をリセットせず、引
き続き蓄積を続けていれば、加算信号により何らかの判
断を行った後、あらためて全画素の信号を読み出した
り、もう一度特定の画素群のみ読み出して加算処理を行
うことも可能である。
After reading out the pixel group that has been subjected to the addition processing, if the charge stored in the pixel is not reset and the storage is continued, some judgment is made based on the addition signal, and then all the pixels are reset. It is also possible to read out pixel signals or read out only a specific pixel group again to perform addition processing.

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

【図1】本発明の固体撮像装置の構成ブロック図であ
る。
FIG. 1 is a configuration block diagram of a solid-state imaging device according to the present invention.

【図2】本発明の固体撮像装置の加算回路の回路図であ
る。
FIG. 2 is a circuit diagram of an addition circuit of the solid-state imaging device according to the present invention.

【図3】本発明の固体撮像装置の画素領域検出の動作説
明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram of an operation of detecting a pixel area of the solid-state imaging device of the present invention.

【図4】本発明の固体撮像装置の画素領域検出の動作説
明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram of an operation of detecting a pixel area of the solid-state imaging device according to the present invention.

【図5】本発明の固体撮像装置の画素領域検出の動作説
明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram of an operation of detecting a pixel area of the solid-state imaging device of the present invention.

【図6】本発明の固体撮像装置の画素領域検出の動作説
明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram of an operation of detecting a pixel area of the solid-state imaging device according to the present invention.

【図7】本発明の固体撮像装置の画素領域検出の動作説
明図である。
FIG. 7 is an explanatory diagram of an operation of detecting a pixel area of the solid-state imaging device according to the present invention.

【図8】従来例の固体撮像装置の画素領域検出の動作説
明図である。
FIG. 8 is an explanatory diagram of an operation of detecting a pixel area of a conventional solid-state imaging device.

【図9】従来例の固体撮像装置の画素領域検出の動作説
明図である。
FIG. 9 is an explanatory diagram of an operation of detecting a pixel area of a conventional solid-state imaging device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 読み出し行選択回路 12 読み出し列選択回路 13 加算回路(読み出し回路) 14 画素 21,31 全画素領域 22 選択読み出し領域の画素列 23 白い球体 32 行選択領域 33 列選択領域 41,42,46〜48,50 転送スイッチ DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Read-out row selection circuit 12 Read-out column selection circuit 13 Addition circuit (read-out circuit) 14 Pixel 21, 31 All pixel area 22 Pixel row of selection read-out area 23 White sphere 32 Row selection area 33 Column selection area 41, 42, 46-48 , 50 transfer switch

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 複数の光電変換素子をマトリクス状に備
える固体撮像装置において、前記複数の光電変換素子の
うち、同一列内の複数個の光電変換素子の信号の加算値
または同一行内の複数個の光電変換素子の信号の加算値
を出力する加算手段を有することを特徴とする固体撮像
装置。
1. A solid-state imaging device comprising a plurality of photoelectric conversion elements arranged in a matrix, wherein, among the plurality of photoelectric conversion elements, an added value of signals of a plurality of photoelectric conversion elements in the same column or a plurality of signals in the same row. A solid-state imaging device having an adding unit that outputs an added value of the signals of the photoelectric conversion elements.
【請求項2】 請求項1記載の固体撮像装置において、 複数ヶ所の前記同一列内の複数個の光電変換素子の信号
の加算値または同一行内の複数個の光電変換素子の信号
の加算値を出力する手段を有することを特徴とする固体
撮像装置。
2. The solid-state imaging device according to claim 1, wherein an added value of signals of a plurality of photoelectric conversion elements in the same column at a plurality of locations or an added value of signals of a plurality of photoelectric conversion elements in the same row is provided. A solid-state imaging device comprising output means.
【請求項3】 前記加算値を算出した前記複数ヶ所の光
電変換素子群のうち、少なくとも一つの光電変換素子群
は他の光電変換素子群とは異なる列または行にあること
を特徴とする請求項2記載の固体撮像装置。
3. The method according to claim 1, wherein at least one of the plurality of photoelectric conversion element groups for which the sum has been calculated is in a different column or row from the other photoelectric conversion element groups. Item 3. The solid-state imaging device according to Item 2.
【請求項4】 前記加算値を算出した前記複数ヶ所の光
電変換素子群はすべて同一の列または行であることを特
徴とする請求項2記載の固体撮像装置。
4. The solid-state imaging device according to claim 2, wherein all of the plurality of photoelectric conversion element groups for which the added value is calculated are in the same column or row.
【請求項5】 前記加算手段を有し、前記同一列加算値
または前記同一行加算値の時間的変化から被写体の動き
を検知をする動き検知手段を有することを特徴とする請
求項1記載の固体撮像装置。
5. The image processing apparatus according to claim 1, further comprising: the addition unit, and a motion detection unit configured to detect a motion of the subject from a temporal change of the same column addition value or the same row addition value. Solid-state imaging device.
【請求項6】 前記複数ヶ所の前記同一列加算値または
前記同一行加算値の時間的変化から被写体の動きを検知
をする動き検知手段を有することを特徴とする請求項2
記載の固体撮像装置。
6. A motion detecting means for detecting a motion of a subject from a temporal change of the same column sum or the same row sum at the plurality of locations.
The solid-state imaging device according to any one of the preceding claims.
【請求項7】 前記複数ヶ所の前記同一列加算値または
前記同一行加算値の時間的変化から被写体の動きを検知
する動き検知手段を有することを特徴とする請求項3記
載の固体撮像装置。
7. The solid-state imaging device according to claim 3, further comprising a motion detection unit configured to detect a motion of a subject based on a temporal change of the same column addition value or the same row addition value at the plurality of locations.
【請求項8】 前記複数ヶ所の前記同一列加算値または
前記同一行加算値の時間的変化から被写体の動きを検知
をする動き検知手段を有することを特徴とする請求項4
記載の固体撮像装置。
8. A motion detecting means for detecting a motion of a subject from a temporal change of the same column addition value or the same row addition value at the plurality of locations.
The solid-state imaging device according to any one of the preceding claims.
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