JP2002171445A - Solid-state imaging device and imaging apparatus - Google Patents

Solid-state imaging device and imaging apparatus

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JP2002171445A
JP2002171445A JP2000368263A JP2000368263A JP2002171445A JP 2002171445 A JP2002171445 A JP 2002171445A JP 2000368263 A JP2000368263 A JP 2000368263A JP 2000368263 A JP2000368263 A JP 2000368263A JP 2002171445 A JP2002171445 A JP 2002171445A
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JP
Japan
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row
signal
pixel
solid
imaging device
Prior art date
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Application number
JP2000368263A
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Japanese (ja)
Inventor
Tatsuya Takahashi
達也 高橋
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Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an imaging apparatus used for detecting a motion that is downsized. SOLUTION: The imaging apparatus is configured so that even number rows of an image pickup section of a frame transfer type CCD image sensor 20 are shaded and odd number rows and the even number rows of the image pickup section are independently driven. Exposure is made twice within one frame period. An image signal obtained at an aperture row at a first exposure is transferred to an adjacent shade row, then a second exposure is conducted and a new image signal is obtained at the aperture row. Image data alternately appear at an output of the sensor 20 in different exposure timing in the unit of rows. A line memory 26 delays the image data transferred to the aperture row of the image pickup section by one horizontal scanning period only and the delayed image data are given to a comparator 28. Thus, the data stored in the shaded row at the first exposure and the data of the second exposure at the aperture row outputted in succession to the first exposure data and directly given to the comparator 28 can be synchronized with each other. The comparator 28 outputs a difference between both the data and the difference is used for motion detection.

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、被写体の動きを検
出できるようにした固体撮像素子及び撮像装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solid-state image pickup device and an image pickup apparatus capable of detecting the movement of a subject.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より行われている被写体の動き検出
では、撮像装置を用いて複数画像を撮像し、それらの画
像信号を比較するようにしている。そして、それらの画
像の変化に基づいて被写体の動きを検知する。
2. Description of the Related Art In the conventional motion detection of a subject, a plurality of images are picked up using an image pickup device and their image signals are compared. Then, the movement of the subject is detected based on the changes in the images.

【0003】従来の装置では、先行するタイミングで撮
像された1枚の画像がフレームメモリに格納される。そ
して、後続するタイミングで撮像された画像の画像信号
の出力が得られると、これとフレームメモリに保持され
た先行画像の画像信号とが、例えば差分を求める等の処
理により対比され、差分画像といった形で画像の変化が
求められる。
In a conventional apparatus, one image taken at a preceding timing is stored in a frame memory. When the output of the image signal of the image captured at the subsequent timing is obtained, the output is compared with the image signal of the preceding image held in the frame memory by, for example, a process of obtaining a difference. The change of the image is required in the form.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】従来の装置では、先行
するタイミングでの1枚分の画像を記憶するフレームメ
モリといった比較的大容量の記憶手段が必要であり、装
置の小型化に不利であると共に、コストが高くなるとい
った問題があった。
The conventional apparatus requires relatively large-capacity storage means such as a frame memory for storing one image at the preceding timing, which is disadvantageous for downsizing the apparatus. In addition, there is a problem that the cost is increased.

【0005】本発明は上記問題点を解消するためになさ
れたもので、大容量の記憶手段を用いずに2時刻間での
画像の変化を検出できる固体撮像素子及び撮像装置を提
供することを目的とする。
An object of the present invention is to provide a solid-state imaging device and an imaging device capable of detecting a change in an image between two times without using a large-capacity storage means. Aim.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明に係る固体撮像素
子は、撮像部が、複数の画素が奇数行又は偶数行のいず
れか一方で遮光部材により遮光され、前記各画素での前
記信号電荷の蓄積及び列方向転送を、奇数行と偶数行と
で互いに独立に行うものである。
According to the solid-state image pickup device of the present invention, the image pickup section is configured such that a plurality of pixels are light-shielded by a light-shielding member in either an odd-numbered row or an even-numbered row, and the signal charge in each pixel is reduced. And the transfer in the column direction are performed independently for odd rows and even rows.

【0007】本発明によれば、撮像部の遮光部材が配さ
れた行の画素は受光しないため信号電荷を発生せず、隣
接する行の画素が生成した信号電荷を蓄積するために利
用される。電荷転送手段が隣接する行を独立に駆動可能
であることにより、遮光画素に形成された電位井戸はそ
のままに保ちながら、非遮光画素に形成された電位井戸
を制御して、当該非遮光画素に蓄積された信号電荷を水
平CCDレジスタ側に移動させ、隣接する遮光画素の電
位井戸に移すことができる。この電荷移動を行った後、
非遮光画素は引き続いて受光により信号電荷を発生し蓄
積する。この動作により、非遮光画素とそれに隣接する
遮光画素とには受光期間が互いにずれた信号電荷が蓄積
される。この状態で、撮像部から蓄積部へフレームシフ
トを行い、信号電荷を読み出す。出力信号には、行単位
で交互に遮光画素の出力信号と非遮光画素の出力信号と
が現れる。すなわち、同一画素についての受光タイミン
グが異なる信号が、1フレーム単位や1フィールド単位
といった大きな周期ではなく、1ライン単位という小さ
な周期で出力信号に現れる。よって、本固体撮像素子を
用いれば、動き検出を行うためには、先行する1ライン
分の信号を記憶すれば十分である。
According to the present invention, the pixels in the row where the light-blocking member of the image pickup unit is arranged do not receive light, and therefore do not generate signal charges, but are used to accumulate the signal charges generated by the pixels in the adjacent rows. . Since the charge transfer means can independently drive adjacent rows, the potential well formed in the non-light-shielded pixel is controlled while the potential well formed in the light-shielded pixel is maintained as it is, and the potential well formed in the non-light-shielded pixel is controlled. The stored signal charges can be moved to the horizontal CCD register side, and can be transferred to the potential well of the adjacent light-shielded pixel. After performing this charge transfer,
The non-light-shielded pixels subsequently generate and accumulate signal charges by receiving light. By this operation, signal charges whose light receiving periods are shifted from each other are accumulated in the non-light-shielded pixel and the light-shielded pixel adjacent thereto. In this state, a frame shift is performed from the imaging unit to the storage unit, and signal charges are read. In the output signal, the output signal of the light-shielded pixel and the output signal of the non-light-shielded pixel appear alternately in row units. That is, signals having different light receiving timings for the same pixel appear in the output signal not in a large cycle such as one frame unit or one field unit but in a small cycle such as one line unit. Therefore, when the present solid-state imaging device is used, it is sufficient to store a signal for one preceding line in order to perform motion detection.

【0008】本発明に係る撮像装置は、信号電荷の蓄積
及び列方向転送が可能な複数の画素が行列配置されて奇
数行又は偶数行のいずれか一方が遮光されると共に他方
が開口され、各画素での前記信号電荷の蓄積及び列方向
転送が遮光行と開口行とで独立に行われる撮像部を有す
る固体撮像素子と、第1撮像期間にて前記開口行で生成
された第1信号電荷を蓄積させ、前記第1信号電荷を隣
接する前記遮光行の各画素へ列方向転送した後、前記第
1撮像期間と同じ長さとなる第2撮像期間に前記開口行
の各画素に第2信号電荷を蓄積させるように前記固体撮
像素子を駆動する駆動回路と、前記固体撮像素子から前
記第1信号電荷に応じて順次、出力される第1出力信号
を少なくとも1行分格納するラインメモリとを備え、前
記ラインメモリから読み出される前記第1出力信号と、
当該第1出力信号に連続して前記固体撮像素子から前記
第2信号電荷に応じて出力される第2出力信号との差に
基づいて被写体の変化を検出するものである。
In the image pickup apparatus according to the present invention, a plurality of pixels capable of accumulating signal charges and transferring in the column direction are arranged in a matrix, one of the odd rows and the even rows is shielded from light, and the other is opened. A solid-state imaging device having an imaging unit in which accumulation and column transfer of the signal charge in a pixel are performed independently in a light-shielded row and an aperture row, and a first signal charge generated in the aperture row during a first imaging period Is accumulated, and the first signal charge is transferred in the column direction to each pixel of the adjacent light-shielded row, and then the second signal is supplied to each pixel of the aperture row in a second imaging period having the same length as the first imaging period. A driving circuit for driving the solid-state imaging device so as to accumulate electric charges, and a line memory for storing at least one row of first output signals sequentially output from the solid-state imaging device in accordance with the first signal charge. Equipped, said line memory Said first output signal to be read,
A change in a subject is detected based on a difference between the first output signal and a second output signal output from the solid-state imaging device in accordance with the second signal charge.

【0009】本発明によれば、第1撮像期間において
は、開口行にのみ受光による信号電荷が蓄積される。撮
像制御部が、開口行と遮光行とを独立に駆動可能な電荷
転送手段を制御することによって、第2撮像期間に先だ
って、第1撮像期間に開口行に蓄積された第1信号電荷
を1画素分だけ列方向に、すなわち水平CCDレジスタ
側に転送し、隣接する遮光行に移送する。第2撮像期間
においては、開口行には受光により新たな信号電荷が蓄
積される。このとき、遮光行には開口行から移送された
第1信号電荷が保持される。第2撮像期間が完了した時
点で、遮光行には第1撮像期間において開口行にて生成
された第1信号電荷が保持され、開口行には第2撮像期
間において開口行にて生成された第2信号電荷が保持さ
れている。この状態で、撮像部から蓄積部へフレームシ
フトを行い、さらに蓄積部から水平CCDレジスタへの
ラインシフト、及び水平転送を行って、固体撮像素子か
らの出力信号を得る。この出力信号には、第1信号電荷
に応じた第1出力信号と第2信号電荷に応じた第2出力
信号とが行単位で交互に現れる。ラインメモリは、固体
撮像素子の1行分の画像信号を記憶することができ、あ
る開口行の第1撮像期間での画像信号である第1出力信
号を記憶するように制御される。その第1出力信号に引
き続いて、同じ開口行の第2撮像期間での画像信号であ
る第2出力信号が固体撮像素子から出力される。比較器
を用い、当該比較器にこの第2出力信号を入力すると共
に、それに同期して、ラインメモリに記憶された第1出
力信号を入力する。比較器はこの両者を比較する。これ
により、同一の開口行について、異なるタイミングにて
得られた画像信号が比較される。第1撮像期間と第2撮
像期間とは基本的に同じ長さに設定されるので、各画素
に入射する光の強度に変化がなければ、第1出力信号と
第2出力信号との対応画素の信号値は、基本的には同一
となることが期待され、また反対に、第1撮像期間及び
第2撮像期間の間に被写体に動きが生じた場合には、信
号値が変化した画素が検知されるはずである。ラインメ
モリに格納される内容は、1行置きの第1出力信号の出
力に応じて順次、更新され、各開口行に関する比較が1
行単位で処理され、先行する第1撮像期間での1画面分
の出力信号を保持する必要がない。
According to the present invention, in the first imaging period, signal charges due to light reception are accumulated only in the aperture rows. The imaging control unit controls the charge transfer means that can independently drive the aperture row and the light-shielded row, so that the first signal charges accumulated in the aperture row during the first imaging period are reduced by one before the second imaging period. The data is transferred by the number of pixels in the column direction, that is, to the horizontal CCD register side, and is transferred to an adjacent light-shielded row. In the second imaging period, new signal charges are accumulated in the aperture rows by receiving light. At this time, the first signal charges transferred from the aperture rows are held in the light-shielded rows. When the second imaging period is completed, the first signal charge generated in the aperture row in the first imaging period is held in the light-shielded row, and the first signal charge generated in the aperture row in the second imaging period is held in the aperture row. The second signal charge is held. In this state, a frame shift is performed from the imaging unit to the storage unit, and a line shift and a horizontal transfer are performed from the storage unit to the horizontal CCD register to obtain an output signal from the solid-state imaging device. In this output signal, a first output signal corresponding to the first signal charge and a second output signal corresponding to the second signal charge appear alternately in row units. The line memory is capable of storing image signals for one row of the solid-state imaging device, and is controlled to store a first output signal which is an image signal of a certain aperture row in a first imaging period. Subsequent to the first output signal, a second output signal that is an image signal in the second imaging period of the same aperture row is output from the solid-state imaging device. Using a comparator, the second output signal is input to the comparator, and the first output signal stored in the line memory is input in synchronization with the second output signal. The comparator compares the two. As a result, image signals obtained at different timings for the same aperture row are compared. Since the first imaging period and the second imaging period are basically set to the same length, if there is no change in the intensity of light incident on each pixel, the pixel corresponding to the first output signal and the second output signal Are expected to be basically the same, and conversely, if the subject moves during the first imaging period and the second imaging period, the pixel whose signal value has changed Should be detected. The contents stored in the line memory are sequentially updated in accordance with the output of the first output signal in every other row, and the comparison for each open row is performed by one.
Processing is performed on a row-by-row basis, and there is no need to hold output signals for one screen in the preceding first imaging period.

【0010】他の本発明に係る撮像装置は、信号電荷の
蓄積及び列方向転送が可能な複数の画素が行列配置さ
れ、各画素での前記信号電荷の蓄積及び列方向転送が奇
数行と偶数行とで独立に行われる撮像部を有する固体撮
像素子と、第1撮像期間に前記撮像部の各画素に信号電
荷を蓄積させ、蓄積した信号電荷を奇数行の画素から隣
接する偶数行の画素へ列方向転送した後、第2撮像期間
に前記撮像部の各画素に信号電荷を蓄積させるように前
記固体撮像素子を駆動する駆動回路と、前記偶数行の画
素に蓄積される信号電荷に応じて前記固体撮像素子から
順次、出力される第1出力信号を少なくとも1行分格納
するラインメモリとを備え、前記ラインメモリから読み
出される前記第1出力信号と、当該第1出力信号に連続
して前記奇数行の画素に蓄積される信号電荷に応じて前
記固体撮像素子から出力される第2出力信号との差に基
づいて被写体の変化を検出するものである。
In another imaging apparatus according to the present invention, a plurality of pixels capable of accumulating signal charges and transferring in the column direction are arranged in a matrix, and the accumulation of signal charges and the transfer in the column direction at each pixel are performed in odd rows and even numbers. A solid-state imaging device having an imaging unit independently performed on a row; a signal charge is accumulated in each pixel of the imaging unit in a first imaging period; and the accumulated signal charge is shifted from an odd-numbered pixel to an adjacent even-numbered pixel. After the transfer in the column direction, a driving circuit for driving the solid-state imaging device so as to accumulate signal charges in each pixel of the imaging unit during a second imaging period, and A line memory for storing at least one row of first output signals sequentially output from the solid-state imaging device, wherein the first output signal read from the line memory and the first output signal are successively provided. The odd line drawing It detects a change in the subject based on the difference between the second output signal output from the solid-state imaging device according to the accumulated signal charges to.

【0011】本発明によれば、第1撮像期間において
は、第1画素行及び第2画素行のそれぞれに受光による
信号電荷が蓄積される。ここで、第1画素行の任意の画
素P1に蓄積された信号電荷をA1、この画素に列方向に
隣接する第2画素行の画素P2に蓄積された信号電荷を
2と表す。撮像制御部が、第1画素行と第2画素行と
を独立に駆動可能な電荷転送手段を制御することによっ
て、第2撮像期間に先だって、第1撮像期間に第1画素
行に蓄積された第1信号電荷を1画素分だけ列方向に、
すなわち水平CCDレジスタ側に転送し、隣接する第2
画素行に移送する。これにより画素P1は空となり、画
素P2は画素P1から移送された第1信号電荷A1と自身
が生成した第1信号電荷A2とが合成加算された信号電
荷(A1+A2)を保持する。第2撮像期間においては、
第1画素行には受光により新たな信号電荷が蓄積され、
また第2画素行にはさらなる信号電荷が追加蓄積され
る。ここで第2撮像期間に画素P1に生成された信号電
荷をB1、画素P2に追加蓄積された信号電荷をB2と表
す。第2撮像期間が完了した時点で、第1画素行には第
2撮像期間において生成された第2信号電荷が保持さ
れ、第2画素行には第1撮像期間において第1画素行と
第2画素行とで生成された第1信号電荷及び第2撮像期
間において第2画素行で生成された第2信号電荷の合計
が保持される。すなわち、画素P1は信号電荷B1を保持
し、画素P2は信号電荷(A1+A2+B2)を保持する。
この状態で、撮像部から蓄積部へフレームシフトを行
い、さらに蓄積部から水平CCDレジスタへのラインシ
フト、及び水平転送を行って、固体撮像素子からの出力
信号を得る。この出力信号には、信号電荷B1に応じた
第1出力信号と信号電荷(A1+A2+B2)に応じた第
2出力信号とが行単位で交互に現れる。ラインメモリ
は、固体撮像素子の1行分の画像信号を記憶することが
でき、ある第2画素行に対応する第2出力信号を記憶す
るように制御される。その第2出力信号に引き続いて、
隣接する第1画素行に対応する第1出力信号が固体撮像
素子から出力される。演算器を用い、当該演算器にこの
第1出力信号を入力すると共に、それに同期して、ライ
ンメモリに記憶された第2出力信号を入力する。演算器
はこの両者に基づいて第1撮像期間での受光強度と第2
撮像期間での受光強度とを比較する。受光強度の比較
は、各撮像期間での信号をそれぞれの撮像期間の長さで
規格化して行うことができる。また例えば、画素P1
画素P2とは互いに隣接するので、それらの間での空間
的な受光強度の差異を無視するという近似を行うことと
すれば、A1=A2≡Aとみなされ、またB1=B2≡Bと
みなされる。この場合には、画素P1の信号電荷はB、
画素P2の信号電荷は(2A+B)である。簡単のため
に第1撮像期間と第2撮像期間とが同じ長さであるとす
れば、演算器は、これら信号電荷から(A−B)を算出
し、撮像部のある点で異なるタイミングにて得られた画
像信号が比較され、被写体の動きに伴う画像信号の差異
を検出することができる。ここでは理解を容易とするた
めに近似による単純化を行った場合を説明したが、この
ような近似を行わない場合でも、第2出力信号とこれに
連続する第1出力信号とは、互いに近接した画素におけ
る異なる撮像タイミングでの情報を含むものであるの
で、それらに基づいて被写体の動きに伴う情報を画像信
号から検出することが可能である。ラインメモリに格納
される内容は、1行置きの第2出力信号の出力に応じて
順次、更新され、異なる撮像タイミングで得られる情報
同士の比較が1行単位で処理され、先行する第1撮像期
間での1画面分の出力信号を保持する必要がない。
According to the present invention, in the first imaging period, signal charges due to light reception are accumulated in each of the first pixel row and the second pixel row. Here, the signal charge stored in an arbitrary pixel P 1 in the first pixel row is denoted by A 1 , and the signal charge stored in the pixel P 2 in the second pixel row adjacent to this pixel in the column direction is denoted by A 2. . The imaging control unit controls the charge transfer unit that can independently drive the first pixel row and the second pixel row, so that the charge is accumulated in the first pixel row in the first imaging period before the second imaging period. The first signal charge is shifted by one pixel in the column direction,
That is, transfer to the horizontal CCD register side
Transfer to pixel row. Thereby, in the pixel P 1 is empty, the pixel P 2 is the first signal charge A 2 and synthetic added signal charges first signal charges A 1 and itself transferred from the pixel P 1 is generated (A 1 + A 2 ) Hold. In the second imaging period,
New signal charges are accumulated in the first pixel row by receiving light,
Further, additional signal charges are additionally stored in the second pixel row. Wherein represents B 1 signal charges generated in the pixel P 1, the additional signal charge accumulated in the pixel P 2 and B 2 in the second imaging period. At the time when the second imaging period is completed, the first pixel row holds the second signal charge generated in the second imaging period, and the second pixel row includes the first pixel row and the second pixel charge in the first imaging period. The sum of the first signal charges generated in the pixel rows and the second signal charges generated in the second pixel rows in the second imaging period is held. That is, the pixel P 1 holds the signal charges B 1, pixel P 2 holds a signal charge (A 1 + A 2 + B 2).
In this state, a frame shift is performed from the imaging unit to the storage unit, a line shift is performed from the storage unit to the horizontal CCD register, and a horizontal transfer is performed to obtain an output signal from the solid-state imaging device. In this output signal, a first output signal corresponding to the signal charge B 1 and a second output signal corresponding to the signal charge (A 1 + A 2 + B 2 ) appear alternately in row units. The line memory can store image signals for one row of the solid-state imaging device, and is controlled to store a second output signal corresponding to a certain second pixel row. Following the second output signal,
A first output signal corresponding to an adjacent first pixel row is output from the solid-state imaging device. The first output signal is input to the arithmetic unit using the arithmetic unit, and the second output signal stored in the line memory is input in synchronization with the first output signal. The arithmetic unit calculates the received light intensity in the first imaging period and the second
The received light intensity during the imaging period is compared. The comparison of the received light intensity can be performed by standardizing the signal in each imaging period by the length of each imaging period. Further, for example, since the adjacent to the pixel P 1 and the pixel P 2, if performing the approximation that ignores differences spatial light intensity between them, A 1 = A 2 ≡A and everyone And B 1 = B 2 ≡B. In this case, the signal charge of the pixel P1 is B,
The signal charge of the pixel P2 is (2A + B). Assuming that the first imaging period and the second imaging period have the same length for simplicity, the arithmetic unit calculates (A−B) from these signal charges, and at different timings at a certain point of the imaging unit. The obtained image signals are compared, and a difference between the image signals due to the movement of the subject can be detected. Here, the case where simplification by approximation is performed for easy understanding has been described. However, even when such approximation is not performed, the second output signal and the first output signal following the second output signal are close to each other. Since information at different imaging timings of the pixels is included, it is possible to detect information accompanying the movement of the subject from the image signal based on the information. The contents stored in the line memory are sequentially updated in accordance with the output of the second output signal in every other row, the comparison between pieces of information obtained at different imaging timings is processed in units of one row, and the preceding first imaging is performed. It is not necessary to hold the output signal for one screen in the period.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態について
図面を参照して説明する。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0013】[実施形態1]図1は、本発明に係る固体
撮像素子の模式的な平面図である。この固体撮像素子
は、フレーム転送型のCCD(電荷結合素子)イメージ
センサであり、複数の受光素子を行列配置した撮像部
2、及び撮像部2に蓄積された信号電荷を高速に列方
向、すなわち垂直方向に転送(フレームシフト)して取
り込み一時的に保持する蓄積部4を有する。さらに、蓄
積部4からラインシフト動作により1行ずつ読み出され
た信号電荷を水平転送する水平CCDシフトレジスタ
6、及び水平CCDシフトレジスタ6から読み出される
1画素分ずつの信号電荷を電圧信号に変換する出力部8
を有する。これら撮像部2、蓄積部4、水平CCDシフ
トレジスタ6及び出力部8は通常、半導体基板上に集積
化して形成される。なお、以下の記述で、撮像部2、蓄
積部4の画素行の行数は水平CCDシフトレジスタ6か
ら遠い端部側から起算したものであり、この順序はCC
Dイメージセンサ20からの読み出し順、すなわち画像
上の水平走査順とは逆であることに留意する。
[First Embodiment] FIG. 1 is a schematic plan view of a solid-state imaging device according to the present invention. This solid-state imaging device is a frame transfer type CCD (charge-coupled device) image sensor. It has a storage unit 4 for transferring (frame shifting) in the vertical direction and taking in and temporarily storing the data. Further, a horizontal CCD shift register 6 for horizontally transferring the signal charges read line by line from the storage unit 4 by the line shift operation, and a signal charge for each pixel read from the horizontal CCD shift register 6 is converted into a voltage signal. Output unit 8
Having. The imaging section 2, the storage section 4, the horizontal CCD shift register 6, and the output section 8 are usually formed integrally on a semiconductor substrate. In the following description, the number of pixel rows of the imaging unit 2 and the storage unit 4 is calculated from the end far from the horizontal CCD shift register 6, and the order is CC.
Note that the order of reading from the D image sensor 20, that is, the order of horizontal scanning on the image is opposite.

【0014】撮像部2及び蓄積部4はそれぞれ垂直CC
Dシフトレジスタを多数平行配置した構造を有し、基板
上に形成した電極により基板内の電位を操作して電荷の
蓄積及び転送を制御する。
The imaging unit 2 and the storage unit 4 each have a vertical CC
It has a structure in which a number of D shift registers are arranged in parallel, and controls the accumulation and transfer of electric charges by operating the potential in the substrate by electrodes formed on the substrate.

【0015】撮像部2は、1行置きに受光面を遮光膜等
で遮光される。例えば、奇数行が遮光膜で覆われ光を受
光することができないように構成される。一方、偶数行
の位置には遮光膜の開口が設けられ、奇数行は光を受光
可能に構成される。すなわち、図1の固体撮像素子では
奇数行が開口行、偶数行が遮光行に構成される。撮像部
2は開口行及び遮光行のそれぞれに3相ずつ、合計6相
のクロック信号φVI1〜φVI6を供給され、撮像部2は開
口行と遮光行とにそれぞれ別個の信号電荷パケットを蓄
積することができる。そして、開口行と遮光行とは互い
に独立に動作させ、例えば、遮光行に蓄積された電荷パ
ケットは移動させずに、開口行に蓄積された電荷パケッ
トを隣接する遮光行に垂直転送させ合成することができ
る。
In the imaging section 2, the light receiving surface is shielded by a light shielding film or the like every other row. For example, the configuration is such that odd rows are covered with a light-shielding film and cannot receive light. On the other hand, the openings of the light-shielding film are provided at the positions of the even rows, and the odd rows are configured to be able to receive light. That is, in the solid-state imaging device of FIG. 1, odd rows are configured as aperture rows, and even rows are configured as light-shielded rows. Imaging unit 2 one by each of three phases of the opening line and shielding lines is supplied with a clock signal phi VI1 to [phi] VI6 total of 6 phases, the imaging unit 2 accumulates the respective separate signal charge packets to the opening line and the light-shielding line can do. Then, the aperture row and the light-shielded row are operated independently of each other. For example, the charge packets stored in the aperture row are vertically transferred to the adjacent light-shielded row and synthesized without moving the charge packets stored in the light-shielded row. be able to.

【0016】蓄積部4は全面を遮光膜で覆われ、光の入
射による電荷発生を防止されるので、フレームシフトさ
れた撮像部2からの画像情報をそのまま保持することが
できる。蓄積部4の各行は3相の電圧クロック信号φ
VS1〜φVS3を供給され、共通に駆動される。1行当たり
3相が割り当てられることにより、蓄積部4は撮像部2
と同様、各行独立して信号電荷パケットを蓄積すること
ができ、蓄積された信号電荷は同時・並列的に垂直転送
できる。
The entire surface of the storage section 4 is covered with a light-shielding film to prevent the generation of electric charges due to the incidence of light, so that the frame-shifted image information from the imaging section 2 can be held as it is. Each row of the storage unit 4 stores a three-phase voltage clock signal φ.
Is supplied to VS1 to [phi] VS3, it is commonly driven. By allocating three phases to one row, the storage unit 4 stores the image data in the imaging unit 2.
Similarly to the above, signal charge packets can be stored in each row independently, and the stored signal charges can be vertically transferred simultaneously and in parallel.

【0017】図2は、本発明に係る撮像装置の概略のブ
ロック構成図である。本装置は、CCDイメージセンサ
20、駆動回路22、ADC(Analog-to-Digital Conv
erter)24、ラインメモリ26、比較器28を含んで
構成される。さらに駆動回路22は、CCDイメージセ
ンサ20の撮像部2の動作を制御する撮像制御部30
と、蓄積部4及び水平CCDシフトレジスタ6の動作を
制御する読み出し制御部32とを含んでいる。
FIG. 2 is a schematic block diagram of the imaging apparatus according to the present invention. This device comprises a CCD image sensor 20, a drive circuit 22, an ADC (Analog-to-Digital Conv.
erter) 24, a line memory 26, and a comparator 28. Further, the drive circuit 22 includes an imaging control unit 30 that controls the operation of the imaging unit 2 of the CCD image sensor 20.
And a read control unit 32 for controlling the operations of the storage unit 4 and the horizontal CCD shift register 6.

【0018】図3は、本装置の動作を説明するフロー図
である。図4は、本装置の動作を説明する駆動パルス及
び出力信号の模式的なタイミング図である。本装置で
は、1フレーム期間内に2回の露光、すなわち2画面分
の信号電荷の蓄積が行われる。1回目の露光時間EXP1の
始まりは電子シャッタ動作により決定される(S4
0)。電子シャッタ動作では、例えば基板裏面に印加さ
れるパルスφSHが立ち上げられ、フレーム期間の途中ま
でに撮像部2に蓄積された信号電荷が基板側に吸引され
排出される。この電子シャッタ動作が完了すると、撮像
部2での新たな電荷蓄積が開始され、これが1回目の露
光時間EXP1の開始タイミングとなる(S45)。露光に
より、撮像部2の開口行(第(2i−1)行、iは自然
数))の画素に信号電荷が発生し蓄積される。一方、遮
光行の画素は、基本的に電子シャッタ動作により空にさ
れたままである。
FIG. 3 is a flowchart for explaining the operation of the present apparatus. FIG. 4 is a schematic timing chart of driving pulses and output signals for explaining the operation of the present apparatus. In this apparatus, exposure is performed twice in one frame period, that is, signal charges for two screens are accumulated. The start of the first exposure time EXP1 is determined by the electronic shutter operation (S4).
0). In the electronic shutter operation, for example, a pulse φ SH applied to the back surface of the substrate rises, and the signal charges accumulated in the imaging unit 2 up to the middle of the frame period are sucked and discharged to the substrate side. When the electronic shutter operation is completed, new charge accumulation in the imaging unit 2 is started, and this is the start timing of the first exposure time EXP1 (S45). By the exposure, signal charges are generated and accumulated in the pixels in the aperture row (the (2i-1) th row, i is a natural number) of the imaging unit 2. On the other hand, the pixels in the light-shielded row are basically left empty by the electronic shutter operation.

【0019】電子シャッタ動作から所定時間経過する
と、撮像制御部30がパルスφVI1〜φVI6を生成して、
開口行(第(2i−1)行)に隣接する遮光行(第2i
行)へ信号電荷C1(2i-1,n)を垂直転送する(S5
0)。1回目の露光時間EXP1は、電子シャッタ動作から
この垂直転送までの期間である。ここでC1(m,n)は、1
回目の露光時間に、第m行第n列の画素に発生する電荷
を表す。ちなみに、このとき、遮光行は駆動されず、遮
光行(第2i行)から開口行(第(2i+1)行)へは
電荷は移動しない。
[0019] When a predetermined time has elapsed since the electronic shutter operation, the imaging control unit 30 generates a pulse phi VI1 to [phi] VI6,
The light-shielded row (2i-1) row adjacent to the opening row ((2i-1) -th row)
The signal charges C 1 (2i-1, n) are vertically transferred to the row (S5).
0). The first exposure time EXP1 is a period from the electronic shutter operation to the vertical transfer. Where C 1 (m, n) is 1
The charge generated in the pixels in the m-th row and the n-th column during the third exposure time is shown. Incidentally, at this time, the light-shielded row is not driven, and the charge does not move from the light-shielded row (second i-th row) to the aperture row ((2i + 1) -th row).

【0020】1回目の露光により生じた信号電荷を遮光
行に移送する動作が完了すると、2回目の露光時間EXP2
が開始される(S55)。2回目の露光時間において、
遮光行の画素は、開口行から移送された信号電荷C1(2i
-1,n)を保持する。一方、開口行の画素に対しては、撮
像制御部30は、光入射により発生する信号電荷を蓄積
可能なように電位を制御する。
When the operation of transferring the signal charge generated by the first exposure to the light-shielded row is completed, the second exposure time EXP2
Is started (S55). In the second exposure time,
The pixels in the light-shielded row receive the signal charges C 1 (2i
-1, n). On the other hand, the imaging control unit 30 controls the potential of the pixels in the aperture rows so that the signal charges generated by light incidence can be accumulated.

【0021】フレーム期間が終了すると、撮像制御部3
0、読み出し制御部32がパルスφ VI1〜φVI6,φVS1
〜φVS3を生成して、撮像部2から蓄積部4へのフレー
ムシフトが行われる(S60)。2回目の露光時間EXP2
は、開口行から遮光行への電荷移送が行われた時刻から
フレームシフトの開始までの期間である。ここで2回目
の露光時間に、第m行第n列の画素に発生する電荷をC
2(m,n)と表す。1回目の露光時間EXP1と2回目の露光時
間EXP2とは長さが等しくなるように、開口行から遮光行
への移送処理S50のタイミングが設定される。
When the frame period ends, the imaging control unit 3
0, read control unit 32 outputs pulse φ VI1~ ΦVI6, ΦVS1
~ ΦVS3Is generated, and a frame from the imaging unit 2 to the storage unit 4 is generated.
A system shift is performed (S60). Second exposure time EXP2
From the time when the charge transfer from the opening row to the shading row was performed
This is a period until the start of the frame shift. Here for the second time
During the exposure time, the charge generated in the pixel at the m-th row and the n-th column is represented by C
TwoExpressed as (m, n). First exposure time EXP1 and second exposure time
From the opening row to the shading row so that the length is equal to the interval EXP2
The timing of the transfer process S50 is set.

【0022】フレームシフトによって、蓄積部4の各画
素には、撮像部2の対応する画素に2回目の露光時間が
完了した時点で蓄積されている信号電荷が移送される。
つまり、蓄積部4の第(2i−1)行、すなわち開口行
には、信号電荷C2(2i-1,n)が蓄積され、第2i行、す
なわち遮光行には、信号電荷C1(2i-1,n)が転送され、
保持される。
By the frame shift, the signal charges stored in the corresponding pixels of the image pickup unit 2 when the second exposure time is completed are transferred to each pixel of the storage unit 4.
That is, the signal charge C 2 (2i−1, n) is stored in the (2i−1) th row, that is, the opening row of the storage unit 4, and the signal charge C 1 ( 2i-1, n) is transferred,
Will be retained.

【0023】蓄積部4に高速にフレームシフトされた信
号電荷は、1水平走査期間を周期として1行ずつ垂直転
送される(S65)。ラインシフトは読み出し制御部3
2が生成するφVS1〜φVS3により行われる。このライン
シフトにより、水平CCDシフトレジスタ6に1行分の
信号電荷が移送され、水平CCDシフトレジスタ6はク
ロックφHで駆動され、これを水平転送する(S7
0)。
The signal charges frame-shifted to the storage section 4 at high speed are vertically transferred one row at a time with one horizontal scanning period as a cycle (S65). Line shift is read control unit 3
2 is generated by φ VS1 to φ VS3 generated. This line shift is transferred one row of the signal charges to the horizontal CCD shift register 6, a horizontal CCD shift register 6 is driven by the clock phi H, which horizontally transfers (S7
0).

【0024】CCDイメージセンサ20では出力部8が
水平CCDシフトレジスタ6から読み出された信号電荷
を電圧値に変換して出力する。CCDイメージセンサ2
0から出力される電圧値は、ADC24によりデジタル
値に変換される。ここで、信号電荷C1(m,n)、C2(m,n)
に対応するデジタル値をそれぞれD1(m,n)、D2(m,n)と
表す。デジタル値は順次、ラインメモリ26と比較器2
8とに入力される。ラインメモリ26は、基本的に1水
平走査線分の記憶容量を有する。ラインメモリ26に入
力されたデジタル値は1水平走査期間だけ遅延されて比
較器28に読み出され、読み出された記憶場所は順次、
新たに入力されるデジタル値で上書きされ更新される。
In the CCD image sensor 20, the output section 8 converts the signal charge read from the horizontal CCD shift register 6 into a voltage value and outputs it. CCD image sensor 2
The voltage value output from 0 is converted to a digital value by the ADC 24. Here, the signal charges C 1 (m, n) and C 2 (m, n)
Are represented as D 1 (m, n) and D 2 (m, n), respectively. The digital values are sequentially stored in the line memory 26 and the comparator 2
8 is input. The line memory 26 basically has a storage capacity for one horizontal scanning line. The digital value input to the line memory 26 is delayed by one horizontal scanning period and read out to the comparator 28, and the read storage locations are sequentially
It is overwritten and updated with the newly input digital value.

【0025】ここで、比較器28は後述するように、1
水平走査期間だけ遅延された遮光行のデジタル値D1(2i
-1,n)と、遅延させずに直接入力された開口行のデジタ
ル値D2(2i-1,n)とを比較するために利用される。よっ
て、必ずしも、開口行のデジタル値をラインメモリ26
に格納する必要はなく、また遮光行のデジタル値を直
接、比較器28に入力する必要はない。すなわち、処理
上は、CCDイメージセンサ20からの出力が遮光行で
ある場合には(S75)、デジタル値をラインメモリ2
6に格納し(S80)、開口行である場合には(S7
5)、デジタル値を直接、比較器28に入力すればよい
(S85)。この処理に対応して、ADC24の出力に
切り換えスイッチを設けて、開口行が出力される間は、
ADC24を比較器28に直接接続する側にスイッチを
切り換え、遮光行が出力される間は、ADC24をライ
ンメモリ26に接続する側にスイッチを切り換える構成
が可能である。しかし、本装置では、スイッチを廃し回
路構成を簡単とするために図2に示すように、CCDイ
メージセンサ20から読み出される出力が開口行と遮光
行とのいずれに対応するものであるかに関係なく、ライ
ンメモリ26と比較器28とに入力する構成にしてい
る。
Here, as will be described later, the comparator 28 has 1
The digital value D 1 (2i
-1, n) is used to compare the digital value D 2 (2i-1, n) of the aperture row directly input without delay. Therefore, the digital value of the opening row is not necessarily stored in the line memory 26.
And it is not necessary to directly input the digital value of the shaded row to the comparator 28. That is, in processing, if the output from the CCD image sensor 20 is a light-shielded row (S75), the digital value is stored in the line memory 2
6 (S80), and if it is an open row (S7).
5) The digital value may be directly input to the comparator 28 (S85). In response to this processing, a changeover switch is provided for the output of the ADC 24, and while the aperture row is output,
A configuration is possible in which the switch is switched to the side where the ADC 24 is directly connected to the comparator 28 and the switch is switched to the side where the ADC 24 is connected to the line memory 26 while the light-shielded row is output. However, in this apparatus, as shown in FIG. 2, in order to eliminate the switch and simplify the circuit configuration, it is determined whether the output read from the CCD image sensor 20 corresponds to the aperture row or the light-shielded row. Instead, the data is input to the line memory 26 and the comparator 28.

【0026】比較器28は、第(2i−1)行のデジタ
ル値D2(2i-1,n)を1画素ずつ順次入力されると共に、
これに同期してラインメモリ26で遅延された第2i行
のデジタル値D1(2i-1,n)を1画素ずつ順次入力され
る。比較器28は、これら2つの入力D1(2i-1,n)、D2
(2i-1,n)を比較する(S90)。例えば、比較器28は
1(2i-1,n)とD2(2i-1,n)との差を算出し、本装置から
は、その差分値Δ(2i-1,n)が出力される。
The comparator 28 sequentially receives the digital values D 2 (2i-1, n) of the (2i-1) th row one pixel at a time,
In synchronization with this, the digital value D 1 (2i-1, n) of the 2i-th row delayed by the line memory 26 is sequentially input pixel by pixel. The comparator 28 outputs these two inputs D 1 (2i-1, n), D 2
(2i-1, n) are compared (S90). For example, the comparator 28 calculates the difference between D 1 (2i-1, n) and D 2 (2i-1, n), and outputs the difference value Δ (2i-1, n) from the device. Is done.

【0027】比較処理S90は、蓄積部4に蓄積された
全画素行が読み出されるまで繰り返される(S95)。
また、以上の動作は、動作停止指示があるまで繰り返さ
れる(S100)。
The comparison process S90 is repeated until all the pixel rows stored in the storage unit 4 are read (S95).
The above operation is repeated until an operation stop instruction is issued (S100).

【0028】1回目と2回目との露光時間の長さを同じ
としたことにより、差分値Δ(2i-1,n)は、第(2i−
1)行第n列の画素での受光強度の変化を意味する。よ
って、本撮像装置からの出力を用いて、被写体の動き検
出を行うことができる。例えば、差分値の絶対値が所定
の閾値以上の画素の数や画像内における分布に基づいて
画像内に1回目と2回目との露光時間の間に動きがあっ
たか否かを判断することができる。
Since the lengths of the first and second exposure times are the same, the difference value Δ (2i-1, n) becomes (2i−
1) It means a change in the received light intensity at the pixel in the row and the n-th column. Therefore, the motion of the subject can be detected using the output from the imaging device. For example, it is possible to determine whether or not there is movement between the first and second exposure times in the image based on the number of pixels whose absolute value of the difference value is equal to or greater than a predetermined threshold value and the distribution in the image. .

【0029】[実施形態2]図5は、本発明に係る撮像
装置の概略のブロック構成図である。本実施形態におい
て、上記第1の実施形態と同様の構成要素には同一の符
号を付し、説明の簡略化を図る。本装置のCCDイメー
ジセンサ200の撮像部は、各画素にて受光可能であ
る。すなわち、第1の実施形態のCCDイメージセンサ
20の撮像部2の偶数行が遮光行であったのに対し、本
装置のCCDイメージセンサ200の撮像部は遮光行を
有さない点で相違する。但し、撮像部は上記実施形態と
同様、6相の電圧クロック信号φVI1〜φVI6を供給さ
れ、1行当たり3相が割り当てられることにより、撮像
部は奇数行と偶数行とにそれぞれ別個の信号電荷パケッ
トを蓄積することができる。また奇数行、偶数行をそれ
ぞれ別個に3相駆動可能に構成されることにより、奇数
行と偶数行とは互いに独立に動作させることができ、例
えば偶数行に蓄積された電荷パケットは移動させずに奇
数行に蓄積された電荷パケットを隣接する偶数行に垂直
転送させ合成することができる。また、本装置では比較
器28に代えて、演算器202を備えている。
[Embodiment 2] FIG. 5 is a schematic block diagram of an imaging apparatus according to the present invention. In the present embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description is simplified. The imaging unit of the CCD image sensor 200 of the present device can receive light at each pixel. That is, while the even-numbered rows of the image pickup unit 2 of the CCD image sensor 20 of the first embodiment are light-shielded rows, the image pickup units of the CCD image sensor 200 of the present apparatus have no light-shielded rows. . However, as in the above embodiment, the imaging unit is supplied with six-phase voltage clock signals φ VI1 to φ VI6, and three phases are assigned to one row, so that the imaging unit has separate odd and even rows. Signal charge packets can be stored. In addition, since the odd-numbered rows and the even-numbered rows can be separately driven in three phases, the odd-numbered rows and the even-numbered rows can operate independently of each other. For example, the charge packets stored in the even-numbered rows are not moved. The charge packets accumulated in the odd rows can be vertically transferred to the adjacent even rows and combined. In addition, the present apparatus includes an arithmetic unit 202 instead of the comparator 28.

【0030】本装置の動作は、基本的な点では図3、図
4を用いて説明した上記実施形態と同様である。異なる
点の一つは、1回目の露光時間EXP1と2回目の露光時間
EXP2とは必ずしも同一でなくてもよいことである。この
点を考慮しながら、図3のフロー図を援用して、本装置
の動作の特徴点を説明する。
The operation of this apparatus is basically the same as that of the above-described embodiment described with reference to FIGS. One of the differences is the first exposure time EXP1 and the second exposure time
It is not necessarily the same as EXP2. In consideration of this point, the feature of the operation of the present apparatus will be described with reference to the flowchart of FIG.

【0031】電子シャッタ動作から1回目の露光が開始
され、奇数行から偶数行への移送処理S50により、1
回目の露光(長さEXP1)が終了する。この1回目の露光
により奇数行(第(2i−1)行、iは自然数)の画素
には信号電荷C1(2i-1,n)が発生し蓄積される。またこ
の奇数行に隣接する偶数行(第2i行)の画素には、C
1(2i,n)が蓄積される。ここで、列方向に隣接する2画
素での信号の差異は多くの場合、小さい。すなわちC
1(2i,n)=C1(2i-1,n)とみなす近似が可能である。よっ
て、本装置では、この近似により、偶数行には近似的に
奇数行と同じ量の信号電荷C1(2i-1,n)が発生し蓄積さ
れるものとして取り扱う。
The first exposure is started from the electronic shutter operation.
The first exposure (length EXP1) ends. By this first exposure, signal charges C 1 (2i-1, n) are generated and accumulated in the odd-numbered rows ((2i−1) th row, i is a natural number). The pixels in the even-numbered row (2i-th row) adjacent to the odd-numbered row include C
1 (2i, n) is accumulated. Here, the difference in signal between two pixels adjacent in the column direction is often small. That is, C
It is possible to perform approximation assuming that 1 (2i, n) = C 1 (2i-1, n). Therefore, in the present apparatus, by this approximation, the signal charges C 1 (2i-1, n) having the same amount as the odd-numbered rows are generated and accumulated in the even-numbered rows.

【0032】奇数行から偶数行への移送を行うと、偶数
行には1回目の露光で自身に蓄積された電荷と奇数行に
蓄積された電荷との両方が合成され蓄積される。すなわ
ち、偶数行には信号電荷2C1(2i-1,n)が蓄積され、一
方、奇数行の信号電荷は0となる。
When the transfer from the odd-numbered row to the even-numbered row is performed, in the even-numbered row, both the electric charge accumulated in the first exposure and the electric charge accumulated in the odd-numbered row are synthesized and accumulated. That is, the signal charges 2C 1 (2i-1, n) are accumulated in the even rows, while the signal charges in the odd rows become 0.

【0033】この状態でフレームシフトS60までの2
回目の露光(長さEXP2)が行われる。この2回目の露光
により奇数行の画素には信号電荷C2(2i-1,n)が発生し
蓄積される。またこの奇数行に隣接する偶数行の画素に
は、C2(2i,n)が蓄積される。この場合も1回目の露光
の場合と同様、C2(2i,n)=C2(2i-1,n)と近似する。偶
数行には、1回目の露光後の信号電荷にさらに2回目の
露光で得られる信号電荷が加算される。よって、2回目
の露光終了時点では、奇数行には信号電荷C2(2i-1,n)
が保持され、偶数行には信号電荷〔2C1(2i-1,n)+C2
(2i-1,n)〕が保持される。
In this state, 2 until the frame shift S60.
The second exposure (length EXP2) is performed. By the second exposure, signal charges C 2 (2i−1, n) are generated and accumulated in the odd-numbered rows of pixels. Further, C 2 (2i, n) is accumulated in the pixels of the even rows adjacent to the odd rows. In this case, as in the case of the first exposure, C 2 (2i, n) is approximated to C 2 (2i-1, n). In the even-numbered rows, the signal charges obtained in the second exposure are further added to the signal charges after the first exposure. Therefore, at the end of the second exposure, the odd-numbered rows contain signal charges C 2 (2i-1, n)
Are held, and the signal charges [2C 1 (2i-1, n) + C 2
(2i-1, n)] is maintained.

【0034】フレーム期間が終了すると、フレームシフ
トが行われる(S60)。フレームシフトによって、C
CDイメージセンサ200の蓄積部の各画素には、撮像
部の対応する画素に2回目の露光時間が完了した時点で
蓄積されている信号電荷が移送される。つまり、蓄積部
の第(2i−1)行、すなわち奇数行には、信号電荷C
2(2i-1,n)が蓄積され、第2i行、すなわち偶数行に
は、信号電荷〔2C1(2i-1,n)+C2(2i-1,n)〕が転送さ
れ、保持される。
When the frame period ends, a frame shift is performed (S60). By frame shift, C
To each pixel of the storage unit of the CD image sensor 200, the signal charge stored in the corresponding pixel of the imaging unit when the second exposure time is completed is transferred. That is, the signal charge C is stored in the (2i-1) th row of the storage unit, that is, in the odd row.
2 (2i-1, n) is accumulated, and the signal charge [2C 1 (2i-1, n) + C 2 (2i-1, n)] is transferred and held in the second i-th row, that is, the even-numbered row. You.

【0035】CCDイメージセンサ200の蓄積部に高
速にフレームシフトされた信号電荷は、1水平走査期間
を周期として1行ずつ水平CCDシフトレジスタ6へ垂
直転送され(S65)、水平CCDシフトレジスタ6は
これを水平転送して(S70)、出力部8から信号電荷
量に応じた電圧値が出力される。
The signal charges frame-shifted in the storage section of the CCD image sensor 200 at high speed are vertically transferred to the horizontal CCD shift register 6 line by line at intervals of one horizontal scanning period (S65). This is horizontally transferred (S70), and the output unit 8 outputs a voltage value corresponding to the signal charge amount.

【0036】CCDイメージセンサ200から出力され
る電圧値は、ADC24によりデジタル値に変換され
る。ここで、信号電荷C1(m,n)、C2(m,n)に対応するデ
ジタル値をそれぞれD1(m,n)、D2(m,n)と表す。デジタ
ル値は順次、ラインメモリ26と演算器202とに入力
される。ラインメモリ26は、基本的に1水平走査線分
の記憶容量を有する。ラインメモリ26に入力されたデ
ジタル値は1水平走査期間だけ遅延されて演算器202
に読み出され、読み出された記憶場所は順次、新たに入
力されるデジタル値で上書きされ更新される。
The voltage value output from the CCD image sensor 200 is converted into a digital value by the ADC 24. Here, digital values corresponding to the signal charges C 1 (m, n) and C 2 (m, n) are represented as D 1 (m, n) and D 2 (m, n), respectively. The digital values are sequentially input to the line memory 26 and the arithmetic unit 202. The line memory 26 basically has a storage capacity for one horizontal scanning line. The digital value input to the line memory 26 is delayed by one horizontal scanning period,
, And the read storage locations are sequentially overwritten and updated with newly input digital values.

【0037】演算器202は、第(2i−1)行のデジ
タル値D2(2i-1,n)を1画素ずつ順次入力されると共
に、これに同期してラインメモリ26で遅延された第2
i行のデジタル値〔2D1(2i-1,n)+D2(2i-1,n)〕を1
画素ずつ順次入力される。演算器202はこの両者に基
づいて1回目の露光時間での受光強度と2回目の露光時
間での受光強度とを比較する。受光強度の比較は、各露
光時間での信号をそれぞれの露光時間の長さEXP1,EXP2
で規格化して行うことができる。演算器202での処理
を簡単とするためには、EXP1=EXP2に設定するのが好適
である。この場合、演算器は、例えば、これら奇数行と
偶数行とのデジタル値から差分値Δ(2i-1,n)≡〔D1(2i
-1,n)−D2(2i-1,n)〕を算出して、この差分値が本装置
から出力される。ちなみに、本装置では、上記実施形態
での比較器28での比較処理S90に代えて、演算器2
02での上述の演算処理が行われる。この本撮像装置か
らの出力を用いて、上記実施形態と同様、被写体の動き
検出を行うことができる。
The arithmetic unit 202 sequentially receives the digital value D 2 (2i-1, n) of the (2i-1) th row one pixel at a time, and delays the digital value D 2 (2i-1, n) by the line memory 26 in synchronization with the digital value D 2 (2i-1, n). 2
The digital value of the i-th row [2D 1 (2i-1, n) + D 2 (2i-1, n)] is 1
The pixels are sequentially input. The arithmetic unit 202 compares the received light intensity during the first exposure time with the received light intensity during the second exposure time based on the two. To compare the received light intensity, the signals at each exposure time were compared with the length of each exposure time EXP1, EXP2
Can be standardized. In order to simplify the processing in the arithmetic unit 202, it is preferable to set EXP1 = EXP2. In this case, the arithmetic unit, for example, calculates a difference value Δ (2i-1, n) ≡ [D 1 (2i
−1, n) −D 2 (2i−1, n)], and this difference value is output from the present apparatus. Incidentally, in this device, instead of the comparison process S90 in the comparator 28 in the above embodiment, the arithmetic unit 2
02 is performed. Using the output from the imaging device, the motion of the subject can be detected in the same manner as in the above embodiment.

【0038】[0038]

【発明の効果】本発明の固体撮像素子及び撮像装置によ
れば、異なる撮像期間において得られる画像データが、
ラインごとに交互に得られる。本発明では、画像上の同
じ点での一方の撮像期間の画像データと他方の撮像期間
の画像データとを比較する際の比較器又は演算器への両
画像データの入力タイミングをラインメモリを用いて行
うことができる。すなわち、フレームメモリ等の大容量
の記憶手段を要しないので、2時刻間での画像の変化を
検出できる撮像装置の小型化及び低コスト化が可能とな
る効果が得られる。
According to the solid-state imaging device and the imaging device of the present invention, image data obtained in different imaging periods can be
Obtained alternately for each line. In the present invention, when comparing the image data of one imaging period and the image data of the other imaging period at the same point on the image, the input timing of both image data to the comparator or the arithmetic unit is determined using a line memory. Can be done. That is, since a large-capacity storage unit such as a frame memory is not required, an effect is obtained in that the size and cost of an imaging device capable of detecting a change in an image between two times can be reduced.

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

【図1】 本発明に係る固体撮像素子の模式的な平面図
である。
FIG. 1 is a schematic plan view of a solid-state imaging device according to the present invention.

【図2】 本発明の第1の実施形態に係る撮像装置の概
略のブロック構成図である。
FIG. 2 is a schematic block configuration diagram of the imaging apparatus according to the first embodiment of the present invention.

【図3】 本装置の動作を説明するフロー図である。FIG. 3 is a flowchart illustrating the operation of the present apparatus.

【図4】 本装置の動作を説明する駆動パルス及び出力
信号の模式的なタイミング図である。
FIG. 4 is a schematic timing chart of driving pulses and output signals for explaining the operation of the present apparatus.

【図5】 本発明の第2の実施形態に係る撮像装置の概
略のブロック構成図である。
FIG. 5 is a schematic block configuration diagram of an imaging device according to a second embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 撮像部、4 蓄積部、6 水平CCDシフトレジス
タ、8 出力部、20,200 CCDイメージセン
サ、22 駆動回路、24 ADC、26 ラインメモ
リ、28 比較器、30 撮像制御部、32 読み出し
制御部、202演算器。
2 imaging section, 4 accumulation section, 6 horizontal CCD shift register, 8 output section, 20,200 CCD image sensor, 22 drive circuit, 24 ADC, 26 line memory, 28 comparator, 30 imaging control section, 32 read control section, 202 arithmetic unit.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 信号電荷の蓄積及び列方向転送が可能な
複数の画素が行列配置された撮像部と、前記複数の画素
に蓄積される信号電荷を前記撮像部から列方向に取り込
んで一時蓄積する蓄積部とを含むフレーム転送型の固体
撮像素子において、 前記撮像部は、 前記複数の画素が奇数行又は偶数行のいずれか一方で遮
光部材により遮光され、 前記各画素での前記信号電荷の蓄積及び列方向転送を、
奇数行と偶数行とで互いに独立に行うこと、 を特徴とする固体撮像素子。
1. An imaging section in which a plurality of pixels capable of accumulating signal charges and transferring in a column direction are arranged in a matrix, and signal charges accumulated in the plurality of pixels are taken in the column direction from the imaging section and temporarily stored. A frame transfer type solid-state imaging device including: a plurality of pixels, wherein the plurality of pixels are light-shielded by a light-shielding member in one of an odd-numbered row and an even-numbered row; Store and column transfer
A solid-state imaging device, wherein the odd-numbered rows and the even-numbered rows are performed independently of each other.
【請求項2】 請求項1記載の固体撮像素子において、 前記複数の画素の奇数列又は偶数列のいずれか他方に光
を集光させるレンズ機構を有する固体撮像素子。
2. The solid-state imaging device according to claim 1, further comprising a lens mechanism for condensing light on one of an odd column and an even column of the plurality of pixels.
【請求項3】 信号電荷の蓄積及び列方向転送が可能な
複数の画素が行列配置されて奇数行又は偶数行のいずれ
か一方が遮光されると共に他方が開口され、各画素での
前記信号電荷の蓄積及び列方向転送が遮光行と開口行と
で独立に行われる撮像部を有する固体撮像素子と、 第1撮像期間にて前記開口行で生成された第1信号電荷
を蓄積させ、前記第1信号電荷を隣接する前記遮光行の
各画素へ列方向転送した後、前記第1撮像期間と同じ長
さとなる第2撮像期間に前記開口行の各画素に第2信号
電荷を蓄積させるように前記固体撮像素子を駆動する駆
動回路と、 前記固体撮像素子から前記第1信号電荷に応じて順次、
出力される第1出力信号を少なくとも1行分格納するラ
インメモリと、を備え、 前記ラインメモリから読み出される前記第1出力信号
と、当該第1出力信号に連続して前記固体撮像素子から
前記第2信号電荷に応じて出力される第2出力信号との
差に基づいて被写体の変化を検出すること、 を特徴とする撮像装置。
3. A plurality of pixels capable of accumulating signal charges and transferring in a column direction are arranged in a matrix, one of an odd-numbered row and an even-numbered row is shielded from light, and the other is opened. A solid-state imaging device having an imaging unit in which accumulation and column direction transfer are independently performed in a light-shielded row and an aperture row; and accumulating a first signal charge generated in the aperture row in a first imaging period. After transferring one signal charge in the column direction to each pixel of the adjacent light-shielded row, a second signal charge is accumulated in each pixel of the aperture row in a second imaging period having the same length as the first imaging period. A drive circuit for driving the solid-state imaging device; and, in accordance with the first signal charge from the solid-state imaging device,
A line memory for storing at least one row of the output first output signal, wherein the first output signal read from the line memory and the second output signal from the solid-state imaging device are continuously provided from the first output signal. 2. A change in a subject is detected based on a difference from a second output signal output in response to the two signal charges.
【請求項4】 信号電荷の蓄積及び列方向転送が可能な
複数の画素が行列配置され、各画素での前記信号電荷の
蓄積及び列方向転送が奇数行と偶数行とで独立に行われ
る撮像部を有する固体撮像素子と、 第1撮像期間に前記撮像部の各画素に信号電荷を蓄積さ
せ、蓄積した信号電荷を奇数行の画素から隣接する偶数
行の画素へ列方向転送した後、第2撮像期間に前記撮像
部の各画素に信号電荷を蓄積させるように前記固体撮像
素子を駆動する駆動回路と、 前記偶数行の画素に蓄積される信号電荷に応じて前記固
体撮像素子から順次、出力される第1出力信号を少なく
とも1行分格納するラインメモリと、を備え、 前記ラインメモリから読み出される前記第1出力信号
と、当該第1出力信号に連続して前記奇数行の画素に蓄
積される信号電荷に応じて前記固体撮像素子から出力さ
れる第2出力信号との差に基づいて被写体の変化を検出
すること、 を特徴とする撮像装置。
4. An imaging system in which a plurality of pixels capable of accumulating signal charges and transferring in a column direction are arranged in a matrix, and accumulating and transferring the signal charges in each pixel in an odd row and an even row are independently performed in each pixel. A solid-state imaging device having a unit, storing signal charges in each pixel of the imaging unit during a first imaging period, and transferring the stored signal charges from odd-numbered rows of pixels to adjacent even-numbered rows in the column direction. A driving circuit for driving the solid-state imaging device so as to accumulate signal charges in each pixel of the imaging unit during two imaging periods, and sequentially from the solid-state imaging device according to the signal charges accumulated in the even-numbered rows of pixels. A line memory for storing the output first output signal for at least one row, wherein the first output signal read from the line memory is stored in the odd-numbered row of pixels following the first output signal. Signal charge Detecting a change in a subject based on a difference from a second output signal output from the solid-state imaging device in response to the change.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008166974A (en) * 2006-12-27 2008-07-17 Fujifilm Corp Image blur detection method, imaging apparatus, and image blur detection program
KR100866386B1 (en) 2007-02-09 2008-11-03 실리콤텍(주) Low power image sensor that enables motion detection and method for motion detection using the image sensor
JP2011024035A (en) * 2009-07-16 2011-02-03 Sharp Corp Motion detection device, image capturing apparatus, method of detecting motion, program, and design method

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008166974A (en) * 2006-12-27 2008-07-17 Fujifilm Corp Image blur detection method, imaging apparatus, and image blur detection program
KR100866386B1 (en) 2007-02-09 2008-11-03 실리콤텍(주) Low power image sensor that enables motion detection and method for motion detection using the image sensor
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