JP2003143489A - Video signal generator - Google Patents

Video signal generator

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JP2003143489A
JP2003143489A JP2001336701A JP2001336701A JP2003143489A JP 2003143489 A JP2003143489 A JP 2003143489A JP 2001336701 A JP2001336701 A JP 2001336701A JP 2001336701 A JP2001336701 A JP 2001336701A JP 2003143489 A JP2003143489 A JP 2003143489A
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Japan
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transistor
signal
pulse
shutter
period
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JP2001336701A
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Japanese (ja)
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Hidefumi Tanaka
英史 田中
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Victor Company of Japan Ltd
Original Assignee
Victor Company of Japan Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the problem in a conventional technique that the vicinity of a pixel composing section serving as an image pickup element must be formed with a circuit function composing section, this causes increases in an area of a device and in power consumption, and especially, the increase in the number of pixels makes it difficult to operate the device because a high speed is required. SOLUTION: A video image generator 10 consisting of a single CMOS structure has four pixel composing sections 110, 111, 112 and 113, a driving pulse control section 12, a shutter driving pulse control section 13 and an image data shaping section, all of which are incorporated in the device. Constituting the device with the CMOS structure on the same plane of a wafer enables to incorporate these components into the device 10 consisting of a single CMOS structure. This constitution can realize high performance such as small size, low power consumption and high speed without a peripheral circuit, and driving method can be facilitated.

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】本発明は映像信号発生装置に
係り、特にHDTV画像の画素数以上の画素数を持つ撮
像装置を用いて、シャッター制御により鮮明な画像の映
像信号を発生する映像信号発生装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a video signal generator, and more particularly to a video signal generator for generating a clear video signal by shutter control by using an image pickup device having a pixel number greater than that of an HDTV image. Regarding the device.

【0002】[0002]

【従来の技術】図15は従来の映像信号発生装置の一例
の構成図を示す。この映像信号発生装置は、複数の画素
が二次元マトリックス状に配置された画素構成部1と、
画素構成部1に対して水平駆動パルス及び垂直駆動パル
スを供給する駆動パルス制御部2と、画素構成部1に対
してシャッター駆動パルスを供給するシャッター駆動パ
ルス制御部3と、画素構成部1から取り出された画像デ
ータを整形する画像データ整形部4とから構成されてい
る。
2. Description of the Related Art FIG. 15 is a block diagram showing an example of a conventional video signal generator. This video signal generator includes a pixel configuration unit 1 in which a plurality of pixels are arranged in a two-dimensional matrix,
From the pixel configuration unit 1, a drive pulse control unit 2 that supplies a horizontal drive pulse and a vertical drive pulse to the pixel configuration unit 1, a shutter drive pulse control unit 3 that supplies a shutter drive pulse to the pixel configuration unit 1, The image data shaping unit 4 shapes the extracted image data.

【0003】ここで、画素構成部1は電荷転送素子(C
CD)構造からなる撮像素子であり、製作するためのプ
ロセスが複雑で多種類なため、簡単な各種駆動パルス列
しか画素構成部1に組み込めない。このため、図15に
斜線を付して示すように、駆動パルス制御部2、シャッ
ター駆動パルス制御部3、画像データ整形部4などの回
路機能構成部は画素構成部1とは別に設ける必要があ
る。
Here, the pixel configuration unit 1 includes a charge transfer element (C
Since it is an image pickup device having a CD structure and the manufacturing process is complicated and there are many kinds, only simple various drive pulse trains can be incorporated in the pixel configuration unit 1. Therefore, as shown by hatching in FIG. 15, the circuit functional components such as the drive pulse control unit 2, the shutter drive pulse control unit 3, and the image data shaping unit 4 need to be provided separately from the pixel configuration unit 1. is there.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】このため、従来の映像
信号発生装置は、撮像素子である画素構成部1の周辺を
上記の回路機能構成部(駆動パルス制御部2、シャッタ
ー駆動パルス制御部3、画像データ整形部4)で形成し
なければならず、装置の面積が大きくなり、消費電力も
増加している。特に画素数を増加させて、高画質な画像
を得ようとすると、その規模は益々増加し、動画を確保
するためには高速化も要求されるから稼動も困難とな
り、実用性に乏しいという問題がある。
Therefore, in the conventional video signal generator, the circuit functional components (drive pulse control unit 2, shutter drive pulse control unit 3) described above are provided around the pixel configuration unit 1 which is an image sensor. , The image data shaping section 4) must be formed, and the area of the device is increased and the power consumption is also increased. In particular, when the number of pixels is increased to obtain a high-quality image, the scale of the image is increased more and more, and in order to secure a moving image, operation is difficult because it is required to operate at high speed. There is.

【0005】ところで、特に、スポーツ・動物等の動画
像を撮像し、この動画像から写真並みの高解像度画像を
得ることは従来考えられていない。写真並みの画像を得
ようとすると、高精細度テレビ信号(HDTV信号)で
は画素数が不足し、写真機、ディジタルカメラのような
静止画を中心とした機材を別に用意する必要がある。そ
して、写真並みの鮮明な静止画像を得ようとすると、被
写体光像を静止させてから映像信号にする必要がある。
By the way, in particular, it has not been conventionally considered to capture a moving image of sports, animals, etc., and obtain a high-resolution image similar to a photograph from this moving image. In order to obtain an image similar to that of a photograph, the number of pixels is insufficient for a high definition television signal (HDTV signal), and it is necessary to separately prepare equipment such as a photographer and a digital camera mainly for still images. Then, in order to obtain a still image as clear as a photograph, it is necessary to stop the optical image of the subject and then convert it into a video signal.

【0006】また、高解像度の写真並みの画像印刷とす
るためには、例えば入力画素数は、A4サイズ(約30
cm×20cm)の記録紙に印刷するとして画素密度を
12ドット/mmとすると、3600ドット×2400
ドットがおおよその画素数として必要である。しかし、
TV画像では640×480の画素数が主であり、HD
TV画像でも1920×1080画素数しかないため、
HDTV画像の4倍の画素数(3840×2160)を
持つ画像入力装置を用意する必要がある。
In order to print a high-resolution photo-like image, for example, the number of input pixels is A4 size (about 30).
cm × 20 cm) and the pixel density is 12 dots / mm when printing on a recording paper of 3600 dots × 2400
Dots are needed as an approximate number of pixels. But,
In TV images, the number of pixels is 640 x 480, and HD
Even TV images have only 1920 x 1080 pixels,
It is necessary to prepare an image input device having four times as many pixels (3840 × 2160) as an HDTV image.

【0007】しかし、HDTV用の4倍の画素数を持つ
テレビカメラは現在なく、高解像度のラインスキャナや
ディジタルカメラでは静止画のみで動画を扱うことはで
きないという問題がある。特に、映画館のような大スク
リーンに対して、映画フィルムでは写真並みの画像を動
画で投射できたのが、テレビカメラのような電子的な撮
像部を持つ機器では解像度が低く写真並みの画像実現が
困難で、これが大きな課題となっている。
However, there is no television camera for HDTV having four times the number of pixels, and there is a problem that a high resolution line scanner or a digital camera cannot handle a moving image with only a still image. In particular, it was possible to project a movie-like image with a movie film as a moving image on a large screen such as a movie theater, but with a device having an electronic image pickup unit such as a TV camera, the resolution is low and a photograph-like image is obtained. This is difficult to achieve, and this is a major issue.

【0008】また、画素数が増加するのに伴い、読み出
し時間を増加させると、一画面当たりの読み出し時間が
増え、フリッカとなって見にくい画面表示となるので、
画素単位での読み出し時間の高速化が必要となるが、こ
れは撮像部の高速化が難しく、実現が非常に困難であ
る。
Further, if the read time is increased as the number of pixels increases, the read time per screen increases, and flicker results in a difficult-to-see screen display.
It is necessary to speed up the reading time in units of pixels, but this is difficult to speed up the imaging unit, and is very difficult to realize.

【0009】それに星空のように被写体光像の照射量が
極端に少ない場合、連続画像を得るためには、垂直走査
期間以上は蓄積時間を増やせないため、実用的な画像を
得ることができない。
When the irradiation amount of the subject light image is extremely small like a starry sky, a practical image cannot be obtained because the accumulation time cannot be increased beyond the vertical scanning period in order to obtain a continuous image.

【0010】本発明は以上の点に鑑みなされたもので、
撮像素子である画素構成部と共にその周辺の回路機能構
成部も同一のCMOS構造に組み込み得る映像信号発生
装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above points,
It is an object of the present invention to provide a video signal generation device in which a pixel configuration unit which is an image sensor and a circuit function configuration unit around the pixel configuration unit can be incorporated in the same CMOS structure.

【0011】また、本発明の他の目的は、光学的に連続
した高解像度画像を分割して同時に撮像することによ
り、読み出し速度を速め、動画状態でも高解像度を得な
がら、撮像素子特性に合わせた分割形態で撮像した画像
を、一画面分記憶すると同時にそれ以前に記憶した画像
を標準HDTV信号に沿った信号に分割しこれを出力す
る機能を備えることにより、被写体光像の照射量による
シャッター動作も含めた高解像度画像を得る映像信号発
生装置を提供することにある。
Another object of the present invention is to divide an optically continuous high-resolution image and pick it up at the same time to speed up the reading speed and obtain a high resolution even in a moving image state while adjusting to the characteristics of the image pickup device. By storing the image captured in the divided mode for one screen and dividing the previously stored image into signals along the standard HDTV signal and outputting the signals, the shutter depending on the irradiation amount of the light image of the subject is provided. An object of the present invention is to provide a video signal generator that obtains a high resolution image including operations.

【0012】また、本発明の他の目的は、画素が簡単な
構造で、動画状態でも鮮明で画質のよい静止画像が得ら
れるCMOS撮像素子を用いた映像信号発生装置を提供
することにある。
Another object of the present invention is to provide a video signal generator using a CMOS image pickup device which has a simple pixel structure and which can obtain a clear still image of high quality even in a moving image.

【0013】更に、本発明の他の目的は、被写体光像の
動作が速くても連続的な間欠像の映像信号を発生し得る
映像信号発生装置を提供することにある。
Still another object of the present invention is to provide a video signal generator capable of generating a video signal of a continuous intermittent image even if the movement of the subject light image is fast.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、第1の発明は、被写体光像をフォトダイオードで撮
像し電気信号である画像データに変換する画素構成部
と、画素構成部から出力された画像データに対してノイ
ズ除去、信号レベル調整の整形処理を施して映像信号と
して外部へ出力する画像データ整形部と、水平同期信
号、垂直同期信号及びリセット信号に基づき、リセット
パルス、転送パルス及び行選択用パルスを発生して画素
構成部に供給する駆動パルス制御部と、シャッター制御
信号データに基づきシャッター信号を発生して画素構成
部へ供給するシャッター駆動パルス制御部とが、ウェハ
の同一平面上にCMOS構造として形成されている構成
としたものである。
In order to achieve the above object, a first aspect of the present invention comprises a pixel configuration section for capturing a subject light image with a photodiode and converting it into image data which is an electric signal, and a pixel configuration section. An image data shaping unit that performs noise removal and signal level adjustment shaping processing on the output image data and outputs it as a video signal to the outside, and reset pulse and transfer based on the horizontal synchronization signal, vertical synchronization signal and reset signal. A drive pulse control unit that generates a pulse and a row selection pulse and supplies the pulse to the pixel configuration unit, and a shutter drive pulse control unit that generates a shutter signal based on the shutter control signal data and supplies the shutter signal to the pixel configuration unit The structure is formed as a CMOS structure on the same plane.

【0015】この発明では、画素構成部、画像データ整
形部、駆動パルス制御部及びシャッター駆動パルス制御
部をCMOS構造でそれぞれ構成しているため、ウェハ
の同一平面上にCMOS構造としてすべて組み込み形成
することができる。
In the present invention, since the pixel configuration section, the image data shaping section, the drive pulse control section, and the shutter drive pulse control section are each configured with a CMOS structure, they are all formed on the same plane of the wafer as a CMOS structure. be able to.

【0016】また、上記の目的を達成するため、第2の
発明は、上記の第1の発明の画素構成部を、標準高精細
度テレビ画像の水平方向の画素数のM倍(Mは2以上の
整数)で、かつ、垂直方向の画素数のN倍(Nは2以上
の整数)の画素数を水平方向にM・N分割した画素数の
M・N個の分割画素構成部からなり、M・N個の分割画
素構成部から全部でM・N個の画像データを並列に出力
し、画像データ整形部は、M・N個の分割画素構成部か
ら並列に出力されたM・N個の画像データに対して別々
にノイズ除去、信号レベル調整の整形処理を施してM・
N個の映像信号として外部へ並列に出力する構成とした
ものである。この発明では、標準高精細度テレビ(HD
TV)画像の画素数のM・N倍の画素数の高解像度の映
像信号を得ることができる。
In order to achieve the above object, a second aspect of the present invention is the pixel configuration section of the first aspect of the present invention, wherein M times the number of horizontal pixels of a standard high definition television image (M is 2). The number of pixels is N.times.the number of pixels in the vertical direction (N is an integer of 2 or more) and is divided by M.N in the horizontal direction. , MN divided pixel constituent units output a total of MN image data in parallel, and the image data shaping unit outputs MN divided pixel constituent units in parallel. Noise removal and signal level adjustment shaping processing is applied to each image data separately, and M
In this configuration, N video signals are output to the outside in parallel. In this invention, a standard high definition television (HD
It is possible to obtain a high-resolution video signal having the number of pixels which is M · N times the number of pixels of a (TV) image.

【0017】また、上記の目的を達成するため、第3の
発明は、第1の発明の画素構成部を構成する各画素を、
被写体光像が照射されて入射光量に応じた電荷を蓄積す
るフォトダイオードと、フォトダイオードに蓄積された
電荷を転送する転送用トランジスタと、転送用トランジ
スタを介して転送されたフォトダイオードの電荷を蓄積
する蓄積部と、蓄積部に蓄積された電荷を増幅する増幅
用トランジスタと、増幅用トランジスタで増幅された電
荷を行選択用パルスによりオンとされて出力する行選択
用トランジスタと、蓄積部をリセットするリセット用ト
ランジスタと、フォトダイオードの蓄積電荷をシャッタ
ー信号によりリセットするシャッター信号用トランジス
タとからなる構成とし、シャッター駆動パルス制御部
を、垂直同期信号の帰線期間内で全画素のシャッター信
号用トランジスタをオンとして全画素のフォトダイオー
ドの蓄積電荷を同時にゼロとした後、全画素のシャッタ
ー信号用トランジスタを同時にオフとするシャッター信
号を周期的に発生し、駆動パルス制御部は、シャッター
信号用トランジスタがオフの期間にリセット用トランジ
スタをオンとするリセットパルスを発生してからシャッ
ター信号用トランジスタがオンする直前に、転送用トラ
ンジスタをオンとし、かつ、垂直同期信号の帰線期間直
前で転送用トランジスタをオフとする転送パルスを発生
し、シャッター信号用トランジスタがオフの期間にフォ
トダイオードに蓄積された電荷を、オンとされた転送用
トランジスタを介して蓄積部に転送させてから垂直同期
信号の帰線期間外の映像期間で各画素の読み出し位置で
定められた読み出しタイミングで行選択用トランジスタ
を順次オンとする行選択用パルスを出力する構成とした
ものである。
In order to achieve the above-mentioned object, a third aspect of the present invention is to provide each pixel constituting the pixel constituting section of the first aspect of the invention with
A photodiode that illuminates the subject light image and accumulates charges according to the amount of incident light; a transfer transistor that transfers the charges accumulated in the photodiode; and a photodiode charge that is transferred via the transfer transistor. Storage unit, an amplification transistor that amplifies the charge accumulated in the storage unit, a row selection transistor that outputs the charge amplified by the amplification transistor when turned on by a row selection pulse, and the storage unit is reset And a shutter signal transistor that resets the accumulated charge of the photodiode by a shutter signal, and the shutter drive pulse control unit includes a shutter signal transistor for all pixels within the blanking period of the vertical synchronization signal. Is turned on and the accumulated charges of the photodiodes of all pixels are simultaneously After setting to zero, a shutter signal that simultaneously turns off the shutter signal transistors of all pixels is periodically generated, and the drive pulse control unit sets the reset pulse that turns on the reset transistor while the shutter signal transistor is off. The shutter signal transistor is turned on immediately before the shutter signal transistor is turned on and the transfer pulse is turned off immediately before the vertical synchronization signal blanking period. The charge stored in the photodiode during the off period is transferred to the storage section via the transfer transistor that is turned on, and then determined at the readout position of each pixel in the video period outside the blanking period of the vertical synchronization signal. A row selection pulse that sequentially turns on the row selection transistors is output at the specified read timing. It is obtained by a configuration in which.

【0018】この発明では、垂直同期信号の帰線期間内
でフォトダイオードに蓄積された電荷を、オンとされた
転送用トランジスタを介して蓄積部に転送することがで
きるため、映像期間で行われる行選択に影響なく電荷転
送ができる。
According to the present invention, the electric charge accumulated in the photodiode within the blanking period of the vertical synchronizing signal can be transferred to the accumulating portion via the transfer transistor which is turned on. Charges can be transferred without affecting row selection.

【0019】また、上記の目的を達成するため、第4の
発明は、シャッター駆動パルス制御部を、1垂直同期信
号期間内又は複数の垂直同期信号期間内で、シャッター
信号用トランジスタをオフとするシャッター信号を発生
する構成としたことを特徴とする。この発明では、1垂
直同期信号期間内でシャッター信号用トランジスタをオ
フとするときには、高速な動画像を静止画像として撮像
することができ、また、複数の垂直同期信号期間内でシ
ャッター信号用トランジスタをオフとするときには、長
時間露光ができる。
Further, in order to achieve the above object, a fourth invention is such that the shutter drive pulse control unit turns off the shutter signal transistor within one vertical synchronizing signal period or within a plurality of vertical synchronizing signal periods. It is characterized by being configured to generate a shutter signal. According to the present invention, when the shutter signal transistor is turned off within one vertical synchronizing signal period, a high-speed moving image can be captured as a still image, and the shutter signal transistor can be turned on within a plurality of vertical synchronizing signal periods. When turned off, long exposure is possible.

【0020】また、上記の目的を達成するため、第5の
発明は、撮像部を構成する複数の画素回路と、これら複
数の画素回路に各種駆動パルスを供給する駆動パルス発
生手段とにより、被写体光像を電気信号である映像信号
に変換して出力する映像信号発生装置において、複数の
画素回路の各々は、被写体光像が照射されて入射光量に
応じた電荷を蓄積するフォトダイオードと、フォトダイ
オードに蓄積された電荷を転送する転送用トランジスタ
と、転送用トランジスタを介して転送されたフォトダイ
オードの電荷を蓄積する蓄積部と、蓄積部に蓄積された
電荷を増幅する増幅用トランジスタと、増幅用トランジ
スタで増幅された電荷を行選択用パルスによりオンとさ
れて出力する行選択用トランジスタと、蓄積部をリセッ
トするリセット用トランジスタとからなり、駆動パルス
発生手段は、リセット用トランジスタを第1の所定期間
オンにして、蓄積部をリセットするリセットパルスを発
生した後、転送用トランジスタを第2の所定期間オンに
して、フォトダイオードに蓄積されている電荷を蓄積部
に転送する転送パルスを発生することを、すべての画素
回路に対して同時に行い、続いて映像期間で各画素の読
み出し位置で定められた読み出しタイミングで行選択用
トランジスタを順次オンとする行選択用パルスを発生す
る構成としたものである。
In order to achieve the above-mentioned object, a fifth aspect of the invention is to provide a plurality of pixel circuits forming an image pickup section and a drive pulse generating means for supplying various drive pulses to the plurality of pixel circuits. In a video signal generator that converts a light image into a video signal that is an electrical signal and outputs the video signal, each of the plurality of pixel circuits includes a photodiode that illuminates a subject light image and accumulates electric charge according to the amount of incident light. A transfer transistor that transfers the charge stored in the diode, a storage unit that stores the charge of the photodiode transferred through the transfer transistor, an amplification transistor that amplifies the charge stored in the storage unit, and an amplification unit. Row select transistor that turns on the charge amplified by the row select transistor by the row select pulse and resets the storage unit And a drive pulse generating means for turning on the reset transistor for a first predetermined period to generate a reset pulse for resetting the storage unit, and thereafter for turning on the transfer transistor for a second predetermined period to turn on the photo transistor. The transfer pulse that transfers the charge stored in the diode to the storage unit is generated simultaneously for all pixel circuits, and then the row selection is performed at the read timing determined by the read position of each pixel in the video period. It is configured to generate a row selection pulse that sequentially turns on the use transistors.

【0021】この発明では、駆動パルスの付与の仕方を
工夫して、フォトダイオードの電荷リセット用のシャッ
ター信号用トランジスタを不要にしたため、フォトダイ
オード周辺のトランジスタ数を従来に比べて削減するこ
とができる。また、被写体光像が動画でもフォトダイオ
ードに蓄積した電荷を蓄積部に転送することにより静止
画像を得ることができる。
In the present invention, the method of applying the drive pulse is devised to eliminate the need for the shutter signal transistor for resetting the charge of the photodiode, so that the number of transistors around the photodiode can be reduced as compared with the conventional case. . Further, even if the subject light image is a moving image, a still image can be obtained by transferring the charges accumulated in the photodiode to the accumulation unit.

【0022】また、上記の目的を達成するため、第6の
発明は、撮像部を構成する複数の画素回路と、これら複
数の画素回路に各種駆動パルスを供給する駆動パルス発
生手段とにより、被写体光像を電気信号である映像信号
に変換して出力する映像信号発生装置において、複数の
画素回路の各々は、被写体光像が照射されて入射光量に
応じた電荷を蓄積するフォトダイオードと、フォトダイ
オードに蓄積された電荷を転送する転送用トランジスタ
と、転送用トランジスタを介して転送されたフォトダイ
オードの電荷を蓄積する蓄積部と、蓄積部に蓄積された
電荷を増幅する増幅用トランジスタと、増幅用トランジ
スタで増幅された電荷を行選択用パルスによりオンとさ
れて出力する行選択用トランジスタと、蓄積部をリセッ
トするリセット用トランジスタとからなり、駆動パルス
発生手段は、リセット用トランジスタ及び転送用トラン
ジスタを第1の所定期間同時にオンにして、蓄積部及び
フォトダイオードをリセットするリセットパルス及び転
送パルスを発生した後、転送用トランジスタのみを第2
の所定期間オンにして、フォトダイオードに蓄積されて
いる電荷を蓄積部に転送する転送パルスを発生すること
を、すべての画素回路に対して同時に行い、続いて映像
期間で各画素の読み出し位置で定められた読み出しタイ
ミングで行選択用トランジスタを順次オンとする行選択
用パルスを発生する構成としたものである。
In order to achieve the above-mentioned object, a sixth aspect of the present invention provides a plurality of pixel circuits forming an image pickup section and a drive pulse generating means for supplying various drive pulses to the plurality of pixel circuits. In a video signal generator that converts a light image into a video signal that is an electrical signal and outputs the video signal, each of the plurality of pixel circuits includes a photodiode that illuminates a subject light image and accumulates electric charge according to the amount of incident light. A transfer transistor that transfers the charge stored in the diode, a storage unit that stores the charge of the photodiode transferred through the transfer transistor, an amplification transistor that amplifies the charge stored in the storage unit, and an amplification unit. Row select transistor that turns on the charge amplified by the row select transistor by the row select pulse and resets the storage unit And a drive pulse generating means for turning on the reset transistor and the transfer transistor at the same time for a first predetermined period to generate a reset pulse and a transfer pulse for resetting the storage section and the photodiode, and then the transfer transistor. Only second
Is turned on for a predetermined period of time to generate a transfer pulse that transfers the charge accumulated in the photodiode to the storage section at the same time for all pixel circuits, and then at the read position of each pixel in the video period. The configuration is such that a row selection pulse for sequentially turning on the row selection transistors is generated at a predetermined read timing.

【0023】この発明では、リセット用トランジスタ及
び転送用トランジスタを第1の所定期間同時にオンにし
て、蓄積部及びフォトダイオードをリセットするリセッ
トパルス及び転送パルスを発生した後、転送用トランジ
スタのみを第2の所定期間オンにして、フォトダイオー
ドに蓄積されている電荷を蓄積部に転送する転送パルス
を発生するようにしたため、速いシャッター動作を行う
ことができる。
According to the present invention, the reset transistor and the transfer transistor are simultaneously turned on for the first predetermined period to generate a reset pulse and a transfer pulse for resetting the storage section and the photodiode, and then only the transfer transistor is turned to the second. Since the transfer pulse for transferring the electric charge accumulated in the photodiode to the accumulating portion is generated by turning on for a predetermined period of time, a fast shutter operation can be performed.

【0024】また、上記の目的を達成するため、第7の
発明は、第5又は第6の発明の駆動パルス発生手段を、
垂直同期信号の帰線期間内の始めから一定期間を第1の
所定期間として、リセットパルスのみ又はリセットパル
ス及び転送パルスを発生し、第1の所定の期間経過直後
の所定時点から垂直同期信号の帰線期間の終了直前まで
の期間を第2の所定期間として転送パルスを発生し、垂
直同期信号の帰線期間外の映像期間で行選択用パルスを
順次発生する構成としたことを特徴とする。
In order to achieve the above-mentioned object, a seventh invention is the drive pulse generating means of the fifth or sixth invention,
The reset pulse alone or the reset pulse and the transfer pulse are generated with a certain period from the beginning in the blanking period of the vertical synchronization signal as the first predetermined period, and the vertical synchronization signal is generated from the predetermined time point immediately after the first predetermined period has elapsed. The transfer pulse is generated with the period until immediately before the end of the blanking period as the second predetermined period, and the row selection pulse is sequentially generated in the video period outside the blanking period of the vertical synchronization signal. .

【0025】この発明では、垂直同期信号の帰線期間内
でフォトダイオードに蓄積された電荷を、オンとされた
転送用トランジスタを介して蓄積部に転送することがで
きるため、映像期間で行われる行選択に影響なく電荷転
送ができる。
According to the present invention, the charge accumulated in the photodiode within the blanking period of the vertical synchronizing signal can be transferred to the accumulating portion via the transfer transistor which is turned on. Charges can be transferred without affecting row selection.

【0026】また、上記の目的を達成するため、第8の
発明は、全画素回路のフォトダイオードの入射光側に被
写体光像を間欠的にフォトダイオードに照射するメカニ
カルシャッター機構を更に有し、駆動パルス発生手段
は、メカニカルシャッター機構により間欠的にフォトダ
イオードに蓄積された被写体光像の光量に応じた電荷を
蓄積部に転送して蓄積するようにリセットパルス及び転
送パルスを発生することを特徴とする。
In order to achieve the above-mentioned object, the eighth invention further comprises a mechanical shutter mechanism for intermittently irradiating the photodiode with a subject light image on the incident light side of the photodiode of all pixel circuits, The drive pulse generating means generates a reset pulse and a transfer pulse so that the mechanical shutter mechanism intermittently transfers charges according to the amount of light of the subject light image accumulated in the photodiode to the accumulating unit and accumulates the charges. And

【0027】この発明では、メカニカルシャッター機構
により間欠的にフォトダイオードに被写体光像による電
荷を蓄積することができるため、被写体光像の動作が速
くても連続的な間欠像の映像信号を発生することができ
る。
In the present invention, the mechanical shutter mechanism allows the photodiode to intermittently accumulate the electric charge of the subject light image, so that a continuous intermittent image signal is generated even if the subject light image operates quickly. be able to.

【0028】[0028]

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面と共に説明する。図1は本発明になる映像信号発
生装置の一実施の形態の構成図を示す。同図において、
一つのCMOS構造からなる映像信号発生装置10内に
は、4つの画素構成部110、111、112及び11
3と、駆動パルス制御部12と、シャッター駆動パルス
制御部13と、画像データ整形部14とが組み込まれて
いる。このように、一つのCMOS構造からなる映像信
号発生装置10内に、駆動パルス制御部12、シャッタ
ー駆動パルス制御部13及び画像データ整形部14を画
素構成部110、111、112及び113と共に組み
込めたのは、これらを後述するように、ウェハの同一平
面上にCMOS構造で構成するようにしたためである。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a block diagram of an embodiment of a video signal generator according to the present invention. In the figure,
In the video signal generator 10 having one CMOS structure, four pixel components 110, 111, 112 and 11 are provided.
3, a drive pulse control unit 12, a shutter drive pulse control unit 13, and an image data shaping unit 14 are incorporated. As described above, the drive pulse control unit 12, the shutter drive pulse control unit 13, and the image data shaping unit 14 can be incorporated together with the pixel configuration units 110, 111, 112, and 113 in the video signal generator 10 having one CMOS structure. This is because, as will be described later, these are configured with a CMOS structure on the same plane of the wafer.

【0029】この映像信号発生装置10には、HDTV
標準信号に同期した水平同期信号HD、垂直同期信号V
D、クロック(Clock)、シャッター制御信号デー
タSdata、シャッター駆動タイミング信号Sres
etが入力される。駆動パルス制御部12は、入力され
た水平同期信号HD、垂直同期信号VD及びクロックに
同期した、垂直駆動パルス15、水平駆動パルス16を
発生して画素構成部110〜113へ供給する。シャッ
ター駆動パルス制御部13は、シャッター制御信号デー
タSdata、シャッター駆動タイミング信号Sres
etに基づいて、シャッター駆動パルス17を生成して
画素構成部110〜113に供給する。
The video signal generating device 10 includes an HDTV
Horizontal sync signal HD and vertical sync signal V synchronized with standard signals
D, clock (Clock), shutter control signal data Sdata, shutter drive timing signal Sres
et is input. The drive pulse control unit 12 generates a vertical drive pulse 15 and a horizontal drive pulse 16 that are synchronized with the input horizontal synchronization signal HD, vertical synchronization signal VD, and a clock and supplies them to the pixel configuration units 110 to 113. The shutter drive pulse control unit 13 has a shutter control signal data Sdata and a shutter drive timing signal Sres.
The shutter drive pulse 17 is generated based on et and is supplied to the pixel configuration units 110 to 113.

【0030】更に、画像データ整形部14は、画素構成
部110〜113からそれぞれ出力された画素データを
整形して被写体光像データDout0、Dout1、D
out2、Dout3として並列に出力する。また、映
像信号発生装置10は、シャッター期間の読み出し信号
Ptを出力する。画素構成部110〜113は後述する
ように全体の画素数がHDTVの画素数の4倍の画素数
であり、それらが水平4分割された画素構成である。
Further, the image data shaping section 14 shapes the pixel data output from the pixel construction sections 110 to 113 to subject light image data Dout0, Dout1, D.
Output as out2 and Dout3 in parallel. Further, the video signal generator 10 outputs a read signal Pt for the shutter period. As will be described later, the pixel configuration units 110 to 113 have a total pixel number that is four times the pixel number of the HDTV, and have a pixel configuration that is horizontally divided into four.

【0031】次に、画素構成部110〜113を構成す
る各画素の構成と動作について説明する。図2は図1中
の画素構成部の一画素分の画素回路の一例の回路図を示
す。この画素回路は、水平方向に複数個、垂直方向にN
個(ライン数がNラインの場合)、マトリックス状に配
列されて画素構成部110〜113を構成しており、同
じ行の1ライン分の複数の画素回路内の各MOS型電界
効果トランジスタTr3のゲートは、同一の行選択信号
Thにより同時にスイッチング制御される。
Next, the configuration and operation of each pixel constituting the pixel configuration sections 110 to 113 will be described. FIG. 2 shows a circuit diagram of an example of a pixel circuit for one pixel of the pixel configuration section in FIG. This pixel circuit has a plurality of pixel circuits in the horizontal direction and N pixels in the vertical direction.
Pixels (when the number of lines is N lines) are arranged in a matrix to form the pixel components 110 to 113, and each of the MOS field effect transistors Tr3 in the plurality of pixel circuits for one line in the same row is formed. The gates are switching-controlled simultaneously by the same row selection signal Th.

【0032】図2において、まずMOS型電界効果トラ
ンジスタTr1のゲートにシャッター信号Tsを加え、
所定のシャッターオン時間トランジスタTr1をオフと
することにより、トランジスタTr1のソースにカソー
ドが接続されているフォトダイオードPDに披写体光像
を結像し、被写体光像の光量に応じた電荷を蓄積する。
すなわち、フォトダイオードPDに入射されている被写
体光像の光量に応じてPDの電荷量が変化するが、トラ
ンジスタTr1のオフの期間はPDの両端の電圧が被写
体光量に応じた電荷により変化する。
In FIG. 2, first, a shutter signal Ts is applied to the gate of the MOS field effect transistor Tr1.
By turning off the transistor Tr1 for a predetermined shutter-on time, an image of the object image is formed on the photodiode PD whose cathode is connected to the source of the transistor Tr1, and charges corresponding to the amount of light of the subject light image are accumulated. To do.
That is, although the charge amount of the PD changes according to the light amount of the subject light image incident on the photodiode PD, the voltage across the PD changes due to the charge according to the subject light amount while the transistor Tr1 is off.

【0033】次に、フォトダイオードPDのカソードと
蓄積部を構成するコンデンサCの非接地側端子との間に
接続された電荷転送用のMOS型電界効果トランジスタ
Tr4のゲートに電荷転送パルスTtを印加して、トラ
ンジスタTr4をオンにし、前もってコンデンサCの非
接地側端子にソースが接続されているMOS型電界効果
トランジスタTr5のゲートに印加するリセットパルス
TrによりトランジスタTr5をオンにして電荷をゼロ
にしておいたコンデンサCに、トランジスタTr4のド
レイン、ソースを介してPDの電荷を転送する。電荷転
送後、トランジスタTr4をオフとする。
Next, a charge transfer pulse Tt is applied to the gate of the MOS field effect transistor Tr4 for charge transfer, which is connected between the cathode of the photodiode PD and the non-grounded side terminal of the capacitor C constituting the storage section. Then, the transistor Tr4 is turned on, and the transistor Tr5 is turned on by the reset pulse Tr applied to the gate of the MOS field effect transistor Tr5 whose source is connected to the non-grounded side terminal of the capacitor C in advance to zero the charge. The electric charge of PD is transferred to the placed capacitor C through the drain and source of the transistor Tr4. After the charge transfer, the transistor Tr4 is turned off.

【0034】コンデンサCに蓄積された電荷に応じてコ
ンデンサCの両端に発生した電圧は、増幅用のMOS型
電界効果トランジスタTr2により増幅されてトランジ
スタTr2のソースよりMOS型電界効果トランジスタ
Tr3のドレインに供給される。トランジスタTr3の
ゲートには行選択パルスThが供給されて、ある1ライ
ン期間トランジスタTr3がオンとされ、上記のトラン
ジスタTr2で増幅された信号がトランジスタTr3の
ドレイン、ソースを介して映像信号として出力される。
行選択が終了した後、トランジスタTr4がオフの間に
トランジスタTr1のゲートに印加されるシャッター信
号TsによりトランジスタTr1をオフにして、次の被
写体光像をフォトダイオードPDに蓄積する。以下同様
にこの動作を繰り返す。
The voltage generated at both ends of the capacitor C according to the electric charge accumulated in the capacitor C is amplified by the MOS field effect transistor Tr2 for amplification, and is amplified from the source of the transistor Tr2 to the drain of the MOS field effect transistor Tr3. Supplied. A row selection pulse Th is supplied to the gate of the transistor Tr3 to turn on the transistor Tr3 for one line period, and the signal amplified by the transistor Tr2 is output as a video signal via the drain and source of the transistor Tr3. It
After the row selection is completed, the transistor Tr1 is turned off by the shutter signal Ts applied to the gate of the transistor Tr1 while the transistor Tr4 is off, and the next subject light image is stored in the photodiode PD. The same operation is repeated thereafter.

【0035】シャッター信号Tsは全画素同じものを用
いることにより、被写体光像の電荷を同一時間ですべて
の画素回路内の各フォトダイオードPDに蓄積される。
そして、コンデンサCに転送された電荷を、行選択パル
スThにより同じラインの複数の行選択用トランジスタ
Tr3を同時にオンとし、かつ、異なるラインの複数の
行選択用トランジスタTr3は順次にオンとして、映像
信号を出力する。
By using the same shutter signal Ts for all pixels, the electric charge of the subject light image is accumulated in each photodiode PD in all pixel circuits at the same time.
Then, the charges transferred to the capacitor C are simultaneously turned on by the row selection pulse Th to turn on the plurality of row selection transistors Tr3 on the same line, and sequentially turn on the plurality of row selection transistors Tr3 on different lines. Output a signal.

【0036】例えば、図3(A)に示す垂直同期期間V
Dにおいて、同図(B)に示すシャッター信号Tsのハ
イレベル期間Sonの間、図2のトランジスタTr1を
オフにして被写体光像をPDに蓄積する。被写体光量が
少なければTr1のオフ期間(シャッターオン期間)を
図3(B)にSon’で示すように増やし、被写体光量
が多ければ同図(B)にSon”で示すようにシャッタ
ーオン期間を少なくする。
For example, the vertical synchronization period V shown in FIG.
At D, during the high level period Son of the shutter signal Ts shown in FIG. 7B, the transistor Tr1 of FIG. 2 is turned off and the subject light image is accumulated in the PD. If the subject light amount is small, the Tr1 off period (shutter on period) is increased as shown by Son 'in FIG. 3 (B), and if the subject light amount is large, the shutter on period is shown by Son "in FIG. 3 (B). Reduce.

【0037】次に、トランジスタTr1がオフの間に図
3(C)に示す転送パルスTtにより図2のトランジス
タTr4をオンにして、コンデンサCにPDに発生した
電荷を転送する。転送パルスTtは垂直同期信号の帰線
期間内にオンにすれば、映像期間内に行なわれる行選択
に影響はなくなる。シャッター信号TsをVD期間内で
用いる場合、映像信号は連続して行選択されるから図3
(D)に示すようにシャッター期間の読み出し信号Pt
は常にオンにされる。
Next, while the transistor Tr1 is off, the transistor Tr4 of FIG. 2 is turned on by the transfer pulse Tt shown in FIG. 3 (C) to transfer the electric charge generated in the PD to the capacitor C. If the transfer pulse Tt is turned on within the blanking period of the vertical synchronizing signal, the row selection performed during the video period is not affected. When the shutter signal Ts is used within the VD period, the video signals are continuously selected in rows, so that FIG.
As shown in (D), the readout signal Pt during the shutter period
Is always turned on.

【0038】次に、垂直同期期間VD以上の期間シャッ
ター動作を行う場合について図4のタイミングチャート
と共に説明する。図4(A)に示す垂直同期期間VDに
対し、同図(B)に示すシャッター信号Tsを複数のV
D期間である期間Sonの間ハイレベルにして、期間S
onの間、図2のトランジスタTr1をオフにして、被
写体光像をフォトダイオードPDに照射して電荷を蓄積
する。被写体光量が少なければシャッターオン期間(T
r1のオフ期間)を図4(B)にSon’で示すように
Sonよりも長くし、被写体光量が多ければ図4(B)
にSon”で示すようにシャッターオン期間(Tr1の
オフ期間)を短くする。
Next, the case where the shutter operation is performed for a period longer than the vertical synchronization period VD will be described with reference to the timing chart of FIG. In the vertical synchronization period VD shown in FIG. 4A, the shutter signal Ts shown in FIG.
During the period S, which is the D period, the level is kept high and the period S
While it is on, the transistor Tr1 of FIG. 2 is turned off, and the light image of the subject is applied to the photodiode PD to accumulate electric charges. The shutter-on period (T
The off period of r1) is set longer than Son as shown by Son 'in FIG. 4B, and if the subject light amount is large,
The shutter on period (off period of Tr1) is shortened as indicated by "Son".

【0039】次に、トランジスタTr1がオフの間に図
4(C)に示すように転送パルスTtをハイレベルにし
て、図2のトランジスタTr4をオンにしてフォトダイ
オードPDの蓄積電荷をコンデンサCに転送する。この
転送パルスTtにより転送用トランジスタTr4を垂直
同期信号の帰線期間内にオンにすることにより、映像期
間内に行われる行選択に影響はなくなる。この場合、転
送パルスTtの繰り返し周期Pがシャッター信号Tsの
間隔となる。また、図4(D)に示すように、シャッタ
ー期間の読み出し信号Ptは、転送パルスTtによりト
ランジスタTr4がオンになった直後の映像期間Trの
みオンにされる。
Next, while the transistor Tr1 is off, the transfer pulse Tt is set to a high level as shown in FIG. 4C, the transistor Tr4 in FIG. 2 is turned on, and the charge accumulated in the photodiode PD is stored in the capacitor C. Forward. The transfer pulse Tt turns on the transfer transistor Tr4 within the blanking period of the vertical synchronizing signal, thereby eliminating the influence on the row selection performed during the video period. In this case, the repetition period P of the transfer pulse Tt becomes the interval of the shutter signal Ts. Further, as shown in FIG. 4D, the read signal Pt in the shutter period is turned on only in the video period Tr immediately after the transistor Tr4 is turned on by the transfer pulse Tt.

【0040】なお、図4(E)〜(H)はシャッター信
号間隔がP’と、上記のシャッター信号間隔Pよりも短
い場合のタイミングチャートで、同図(E)は垂直同期
信号、同図(F)はシャッター信号Ts、同図(G)は
転送パルスTt、同図(H)はシャッター期間の読み出
し信号Ptを示す。
4E to 4H are timing charts when the shutter signal interval is P ', which is shorter than the shutter signal interval P, and FIG. 4E shows the vertical synchronizing signal and FIG. (F) shows the shutter signal Ts, (G) shows the transfer pulse Tt, and (H) shows the read signal Pt during the shutter period.

【0041】次に、本発明の映像信号発生装置を含む撮
像装置の構成と、その撮像装置の動作について説明す
る。図5は本発明になる映像信号発生装置を含むカメラ
システムの一例のブロック図を示す。同図において、撮
像部22はA/D変換部23を内蔵しており、図1に示
した本発明の映像信号発生装置の一実施の形態を構成し
ている。このA/D変換部23を内蔵した撮像部22
は、高精細度テレビ(HDTV)方式の撮像装置の水平
方向の画素数1920、垂直方向の画素数1080(す
なわち、1920×1080)の4倍の画素数である、
水平方向の画素数3840、垂直方向の画素数2160
(すなわち、3840×2160)の固体撮像素子を有
している。各画素の回路構成は図2の画素回路と同様で
ある。
Next, the structure of an image pickup apparatus including the video signal generator of the present invention and the operation of the image pickup apparatus will be described. FIG. 5 shows a block diagram of an example of a camera system including a video signal generator according to the present invention. In the figure, the image pickup unit 22 has an A / D conversion unit 23 built therein, and constitutes one embodiment of the video signal generator of the present invention shown in FIG. Imaging unit 22 incorporating this A / D conversion unit 23
Is four times the number of pixels 1920 in the horizontal direction and 1080 (1080 × 1080) in the vertical direction of a high-definition television (HDTV) system imaging device.
3840 horizontal pixels, 2160 vertical pixels
It has a solid-state image sensor (that is, 3840 × 2160). The circuit configuration of each pixel is similar to that of the pixel circuit of FIG.

【0042】なお、この画素数に加えて、例えば光学ブ
ラックを確保するために黒レベル基準部分用の若干の画
素を有していてもよい。また、カラー画像用の場合は、
3原色のそれぞれについて計3つの撮像部を有するが、
ここでは、一つのみについて代表して説明する。
In addition to this number of pixels, some pixels may be provided for the black level reference portion in order to secure optical black, for example. Also, for color images,
Although it has a total of three imaging units for each of the three primary colors,
Here, only one will be described as a representative.

【0043】撮像部22は上記のようにHDTV画像の
4倍の画素数から構成されているが、この画素数を水平
方向に4分割して、図1に110〜113で示した4つ
の画素構成部を有する構成とされている。すなわち、各
々水平方向の画素数960(=3840/4)、垂直方
向の画素数2160である4つの画素構成部110〜1
13が、水平方向に配列されている。これは、HDTV
画像の4倍の画素数の画像信号を出力するためには高速
化が必要であるが、そのような高速化が困難であり、ま
た、境界部の補正を行い易くするためである。
The image pickup unit 22 is composed of four times as many pixels as the HDTV image as described above. The number of pixels is divided into four in the horizontal direction, and four pixels 110 to 113 shown in FIG. It is configured to have a component. That is, four pixel constituent parts 110 to 1 each having 960 (= 3840/4) pixels in the horizontal direction and 2160 pixels in the vertical direction.
13 are arranged in the horizontal direction. This is HDTV
It is necessary to increase the speed in order to output an image signal having four times as many pixels as the image, but it is difficult to increase the speed and it is easy to correct the boundary portion.

【0044】被写体光像は図5のレンズ21を経由して
撮像部22に結像され、ここで図1に示した画素構成部
110〜113によりそれぞれ光電変換されて低速の4
分割したアナログ電気信号に変換されて並列に取り出さ
れて、図1の画像データ整形部14に供給される。ここ
で、4つの画素構成部110〜113で撮像されたアナ
ログ電気信号は、同じラインでは4つの画素構成部11
0〜113から時系列的に得られる。
The subject light image is formed on the image pickup section 22 via the lens 21 of FIG. 5, and photoelectrically converted by the pixel construction sections 110 to 113 shown in FIG.
It is converted into a divided analog electric signal, taken out in parallel, and supplied to the image data shaping unit 14 in FIG. Here, the analog electric signals imaged by the four pixel configuration units 110 to 113 are the same as the four pixel configuration units 11 on the same line.
It is obtained in time series from 0 to 113.

【0045】上記の画像データ整形部14は、例えば図
6のブロック図に示す構成とされており、画素構成部1
10〜113から取り出されたアナログ4並列信号を黒
レベル固定回路31で光学的に設けられた黒レベルを検
出し、一定の電位に固定した後、利得/オフセット調整
回路32によりアナログ4並列信号の利得・オフセット
が同一になるように揃えてA/D変換器33に供給す
る。このA/D変換器33は、図5に示したA/D変換
部23に相当し、ここで入力アナログ4並列信号がディ
ジタル信号に変換された後、出力信号整形回路34によ
りノイズ等が除去され整形されてディジタル4並列信号
として出力される。
The above-mentioned image data shaping section 14 has the structure shown in the block diagram of FIG.
The black level fixing circuit 31 detects the black level of the analog 4 parallel signals extracted from 10 to 113 and fixes them to a fixed potential, and then the gain / offset adjusting circuit 32 fixes the analog 4 parallel signals. It is supplied to the A / D converter 33 so that the gain and offset are the same. The A / D converter 33 corresponds to the A / D converter 23 shown in FIG. 5, and after the input analog 4-parallel signal is converted into a digital signal, the output signal shaping circuit 34 removes noise and the like. Then, it is shaped and output as a digital 4-parallel signal.

【0046】再び図5に戻って説明するに、撮像部22
内の画像データ整形部14から出力されるディジタル4
並列信号は、図5にH1〜H4で模式的に示す水平方向
に画面を4分割した水平分割画像信号であり、信号処理
部24に供給されてガンマ、利得、オフセット、周波数
帯域等の所定の信号処理が施されてから水平/標準変換
部25に供給される。
Referring back to FIG. 5 again, the image pickup section 22 will be described.
Digital 4 output from the image data shaping unit 14 in
The parallel signal is a horizontal division image signal obtained by dividing the screen into four in the horizontal direction, which is schematically shown by H1 to H4 in FIG. 5, and is supplied to the signal processing unit 24 to have a predetermined gamma, gain, offset, frequency band, or the like. The signal is processed and then supplied to the horizontal / standard conversion unit 25.

【0047】ここで、水平/標準変換部25に入力され
る水平方向に4分割されたディジタル信号(映像信号)
のそれぞれは、図7(A)に示すように、水平方向96
0画素、垂直方向2160ラインの映像信号で、例えば
HDTV方式(ハイビジョン方式)の同期信号(水平走
査周波数33.75kHz、垂直走査周波数30Hz、クロック周波
数74.25MHz)に基づいて生成された、周波数67.5kHzの
水平駆動信号HD、周波数30Hzの垂直駆動信号VD、周
波数74.25MHzのクロックに基づいて得られる信号であ
る。すなわち、フリッカの少ない画像としては垂直方向
が30Hzでなければならないから、水平方向の駆動周
波数は67.5kHz(=33.75kHz×2)となる。
Here, a digital signal (video signal) which is input to the horizontal / standard conversion unit 25 and which is divided into four in the horizontal direction.
As shown in FIG. 7A, each of the
A video signal of 0 pixels and 2160 lines in the vertical direction, which is generated based on, for example, an HDTV system (high-definition system) synchronization signal (horizontal scanning frequency 33.75 kHz, vertical scanning frequency 30 Hz, clock frequency 74.25 MHz), with a frequency of 67.5 kHz It is a signal obtained based on a horizontal drive signal HD, a vertical drive signal VD having a frequency of 30 Hz, and a clock having a frequency of 74.25 MHz. That is, since an image with less flicker must be 30 Hz in the vertical direction, the driving frequency in the horizontal direction is 67.5 kHz (= 33.75 kHz × 2).

【0048】これに対し、水平/標準変換部25から出
力される標準方式4分割映像信号V1〜V4は、撮像部
22の全画素を水平方向に2分割、垂直方向に2分割の
計4分割された映像信号で、それぞれは図7(B)に示
すように、水平方向1920画素(=960画素×
2)、垂直方向1080ライン(=2160ライン/
2)であり、例えば周波数33.75kHzの水平駆動信号H
D、周波数30Hzの垂直駆動信号VD、周波数74.25MHzの
クロックに基づいて得られる、HDTV規格準拠の映像
信号である。
On the other hand, the standard system 4-division video signals V1 to V4 output from the horizontal / standard conversion unit 25 are divided into two in the horizontal direction and two in the vertical direction, that is, a total of four divisions. As shown in FIG. 7B, each of the generated video signals is 1920 pixels in the horizontal direction (= 960 pixels ×
2), 1080 lines in the vertical direction (= 2160 lines /
2), for example, a horizontal drive signal H with a frequency of 33.75 kHz
It is a video signal conforming to the HDTV standard, which is obtained based on a vertical drive signal VD having a frequency of 30 Hz and a clock having a frequency of 74.25 MHz.

【0049】水平/標準変換部25は、2つのメモリ
(一方のメモリを#1、他方をメモリ#2とする)と、
メモリ制御回路などから構成されており、図7(C)、
(D)に、また、図8に模式的に示すように、メモリ#
1には1VD期間で1画面分の水平方向への第1の4分
割映像信号H1〜H4をすべてそのまま記憶し、次の1
VD期間で直前に書き込んだ第1の4分割映像信号H1
〜H4を水平及び垂直方向にそれぞれ2分割した第2の
4分割映像信号V1〜V4として出力する。
The horizontal / standard conversion unit 25 has two memories (one memory is # 1 and the other is memory # 2).
7C includes a memory control circuit and the like.
(D) and, as schematically shown in FIG.
1 stores all the first four-divided video signals H1 to H4 in the horizontal direction for one screen in a 1VD period as they are and stores the next 1
The first 4-division video signal H1 written immediately before in the VD period
To H4 are output as second four-divided video signals V1 to V4, which are obtained by dividing each of the two in the horizontal and vertical directions.

【0050】一方、メモリ#2には、メモリ#1が読み
出した動作を行っているときに、メモリ#1が読み出し
ている1VD期間の次の1VD期間の第1の4分割映像
信号H1〜H4をすべてそのまま記憶し、次の1VD期
間で(すなわち、メモリ#1が書き込みを行っている1
VD期間で)直前に書き込んだ第1の4分割映像信号H
1〜H4を水平及び垂直方向にそれぞれ2分割した第2
の4分割映像信号V1〜V4として出力する。ここで、
第2の4分割映像信号V1〜V4のそれぞれは、図7
(B)に示したように、標準方式であるHDTV規格準
拠の映像信号である。
On the other hand, in the memory # 2, when the operation read by the memory # 1 is being performed, the first 4-divided video signals H1 to H4 in the 1VD period following the 1VD period read by the memory # 1. All are stored as they are, and in the next 1VD period (that is, when the memory # 1 is writing 1
The first 4-division video signal H written immediately before (in the VD period)
1st-H4 divided into two in the horizontal and vertical directions respectively
4 divided video signals V1 to V4. here,
Each of the second 4-divided video signals V1 to V4 is shown in FIG.
As shown in (B), the video signal conforms to the HDTV standard, which is a standard method.

【0051】このようにして、水平/標準変換部25に
おいて、メモリ#1とメモリ#2とを1VD期間毎に交
互に第1の4分割映像信号H1〜H4の書き込みと第2
の4分割映像信号V1〜V4の読み出しとを行うと共
に、一方のメモリが書き込み動作を行っているときに
は、他方のメモリが読み出し動作を行うようにすること
により、第2の4分割映像信号V1〜V4を並列に常時
出力することができる。従って、メモリ#1とメモリ#
2はいずれか一方が常に書き込み動作をしているから、
この場合のシャッター期間の読み出し信号Ptは常にオ
ン(所定論理値)である。
In this way, in the horizontal / standard conversion unit 25, the memory # 1 and the memory # 2 are alternately written every 1 VD period for writing the first 4-divided video signals H1 to H4 and the second.
The four 4-divided video signals V1 to V4 are read out, and when one memory is performing a write operation, the other memory is performed a read operation. V4 can always be output in parallel. Therefore, memory # 1 and memory #
As for 2, either one is always writing,
In this case, the read signal Pt during the shutter period is always on (predetermined logical value).

【0052】図5において、水平/標準変換部25から
ビット並列に出力された第2の4分割映像信号であるH
DTV標準信号V1、V2、V3及びV4は、並列/直
列変換部26において、所定の規格に従うビット直列信
号に変換された後、伝送部27に供給される。一方、4
本のマイクロホン28からの4組の音声信号は、A/D
変換部29でディジタル信号に変換された後、信号処理
部30で音量・音質等の処理が施されて伝送部27に供
給される。伝送部27では、ビット直列のHDTV標準
信号V1、V2、V3及びV4に、信号処理部30から
の4組のディジタル音声信号M1、M2、M3及びM4
を多重化して所定の伝送路へ出力する。
In FIG. 5, H, which is the second 4-division video signal output from the horizontal / standard conversion unit 25 in bit parallel.
The DTV standard signals V1, V2, V3 and V4 are converted by the parallel / serial conversion unit 26 into bit serial signals according to a predetermined standard, and then supplied to the transmission unit 27. On the other hand, 4
The four sets of audio signals from the microphone 28 of the book are A / D
After being converted into a digital signal by the conversion unit 29, the signal processing unit 30 performs processing such as volume and sound quality and supplies the processed signal to the transmission unit 27. In the transmission section 27, four sets of digital audio signals M1, M2, M3 and M4 from the signal processing section 30 are added to the bit serial HDTV standard signals V1, V2, V3 and V4.
Are multiplexed and output to a predetermined transmission path.

【0053】ところで、以上は撮像部22の各画素のシ
ャッターのオン期間が1VD期間以内の場合の動作であ
るが、シャッターのオン期間が1VD期間よりも長い長
時間露光での使用も可能である。図9は長時間の露光時
の、水平/標準変換部25の二つのメモリ#1及び#2
の使用状態を模式的に示す。
By the way, the above is the operation when the ON period of the shutter of each pixel of the image pickup unit 22 is within the 1VD period, but it is also possible to use it for a long exposure in which the ON period of the shutter is longer than the 1VD period. . FIG. 9 shows two memories # 1 and # 2 of the horizontal / standard conversion unit 25 during long-time exposure.
The usage state of is schematically shown.

【0054】図9において、まず、水平方向に4分割さ
れている4分割画像1をメモリ#1に書き込み(画像1
Write)、次にこれを水平方向及び垂直方向に2分割ず
つされたHDTV規格準拠の4分割画像として読み出す
(画像1Read)。次の1VD期間の水平方向4分割画像
2は直ぐにはメモリ#2には書き込まず、所定時間被写
体光像を撮像部22に照射したままの状態としておく。
この間、メモリ#1からは画像1が連続して読み出され
る(図9の例では、連続して3VD期間、HDTV標準
の4分割画像1が読み出される。)。次に、長時間露光
して得られた水平方向4分割画像2をメモリ#2に書き
込む(画像2Write)。次に、メモリ#2に書き込んだ
画像2を水平方向及び垂直方向に2分割ずつされたHD
TV標準の4分割画像に変換して連続して複数のVD期
間読み出す(画像2Read)。
In FIG. 9, first, a four-divided image 1 which is horizontally divided into four is written in the memory # 1 (image 1
Write), and then read this as a four-division image conforming to the HDTV standard, which is divided into two in the horizontal direction and in the vertical direction (Image 1 Read). The horizontal four-divided image 2 in the next 1VD period is not immediately written in the memory # 2, and the subject optical image is left to be radiated to the imaging unit 22 for a predetermined time.
During this period, the image 1 is continuously read from the memory # 1 (in the example of FIG. 9, the HDTV standard 4-division image 1 is continuously read during the 3VD period). Next, the horizontal four-divided image 2 obtained by the long-time exposure is written in the memory # 2 (image 2 Write). Next, the image 2 written in the memory # 2 is divided into two in the horizontal and vertical directions.
The image is converted into a TV standard 4-division image and continuously read for a plurality of VD periods (Image 2 Read).

【0055】このようにして、長時間露光を行い、非常
に暗い被写体光像を十分蓄積し目に見える画像として出
力する。このように、撮像部22は長時間露光し、読み
出し部は同一メモリを繰り返し読むため、安定した鮮明
な画像を得ることができる。特に星空のような光量が少
なくゆっくり変化する被写体光像を観測するのに適して
いる。
In this way, long-time exposure is performed, and a very dark subject light image is sufficiently accumulated and output as a visible image. In this way, the imaging unit 22 is exposed for a long time and the reading unit repeatedly reads the same memory, so that a stable and clear image can be obtained. It is especially suitable for observing a subject light image with a small amount of light such as the starry sky and changing slowly.

【0056】以上説明した実施の形態では、画素回路と
して、図2に示した製法の簡単なCMOS構造の画素回
路とすることにより、各画素のシャッターのオン期間が
1VD期間以内である場合は勿論のこと、シャッターの
オン期間が1VD期間よりも長い長時間露光での使用も
可能な撮像部(画素構成部)を、周辺の駆動パルス制御
部12、シャッター駆動パルス制御部13及び画像デー
タ整形部14と共に同じウェハの同一平面上のCMOS
構造に組み込んだ映像信号発生装置10を実現すること
ができる。
In the embodiment described above, the pixel circuit is a CMOS-structured pixel circuit having a simple manufacturing method shown in FIG. 2, so that the shutter ON period of each pixel is within 1 VD period. That is, the peripheral drive pulse control unit 12, the shutter drive pulse control unit 13, and the image data shaping unit are provided with an imaging unit (pixel configuration unit) that can be used in long-time exposure in which the shutter ON period is longer than 1 VD period. CMOS on the same wafer with 14 on the same plane
The video signal generator 10 incorporated in the structure can be realized.

【0057】従って、本実施の形態では、小型・低消費
電力・高速等の高性能で、周辺回路が不要で駆動方法も
容易な映像信号発生装置を得ることができる。特に、シ
ャッター期間の読み出し信号Ptを出力するようにする
ことで、メモリ制御が容易になり、短時間露光や長時間
露光が容易にできる。
Therefore, according to the present embodiment, it is possible to obtain a video signal generator having high performance such as small size, low power consumption and high speed, which requires no peripheral circuit and can be easily driven. In particular, by outputting the read signal Pt for the shutter period, memory control becomes easier, and short-time exposure and long-time exposure can be facilitated.

【0058】次に、本発明の第2の実施の形態について
説明する。上記の実施の形態では、画素回路を図2の構
成として、シャッターを全画素同一時間に設定してい
る。このように構成することで、例えば垂直同期信号期
間内の被写体光像による電荷を所定期間同時に全画素の
フォトダイオードPDに蓄積でき、その蓄積電荷を垂直
同期信号の帰線期間内でコンデンサCに転送しておくこ
とにより、次の垂直同期信号の映像期間に映像信号とし
て取り出すことができる。
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the above embodiment, the pixel circuit is configured as shown in FIG. 2 and the shutters are set at the same time for all pixels. With this configuration, for example, charges due to the subject light image in the vertical synchronizing signal period can be accumulated in the photodiodes PD of all pixels at the same time for a predetermined period, and the accumulated charges are stored in the capacitor C in the blanking period of the vertical synchronizing signal. By transferring, it can be taken out as a video signal during the video period of the next vertical synchronizing signal.

【0059】しかし、この構成では、トランジスタの数
が5個であり、画素構成上も駆動パルスが多く必要で煩
雑である。また、性能上から見ると、被写体光像を電荷
にするフォトダイオードPD周辺はできるだけ簡単な構
造にして、ノイズが混入し難く、電荷の放電がし難い構
成とすることが望まれるが、このトランジスタがフォト
ダイオードPDの周辺に配置されることで性能劣化の問
題が発生する。特に、撮像部の面積を小さくしたり、画
素数を増やして高解像度とする際に、配線部分が複雑に
なり、このため画素部分の面積が少なく、性能向上に支
障を来たすおそれがある。
However, in this structure, the number of transistors is 5, and a large number of driving pulses are required in the pixel structure, which is complicated. From the viewpoint of performance, it is desirable that the periphery of the photodiode PD, which makes the subject light image an electric charge, have a structure as simple as possible so that noise is not easily mixed in and electric charge is hardly discharged. Is disposed around the photodiode PD, which causes a problem of performance deterioration. In particular, when the area of the imaging unit is reduced or the number of pixels is increased to achieve high resolution, the wiring portion becomes complicated, and the area of the pixel portion is small, which may hinder performance improvement.

【0060】そこで、本発明の第2の実施の形態では、
上記の課題を解決するため、画素回路として図10に示
す回路図の構成とする。同図中、図2と同一構成部分に
は同一符号を付してある。すなわち、本実施の形態の画
素回路は、図2に示した第1の実施の形態の画素回路か
ら、シャッター信号Tsがゲートに印加されるトランジ
スタTr1を削除した構成である。従って、この実施の
形態の画素回路を用いる場合は、図1のシャッター駆動
パルス制御部13は不要である。
Therefore, in the second embodiment of the present invention,
In order to solve the above problems, a pixel circuit has a circuit diagram configuration shown in FIG. In the figure, the same components as those in FIG. 2 are designated by the same reference numerals. That is, the pixel circuit of the present embodiment has a configuration in which the transistor Tr1 to which the shutter signal Ts is applied to the gate is deleted from the pixel circuit of the first embodiment shown in FIG. Therefore, when the pixel circuit of this embodiment is used, the shutter drive pulse control unit 13 of FIG. 1 is unnecessary.

【0061】次に、この画素回路の動作について、図1
1のタイミングチャートと共に説明する。なお、図11
(A1)〜(A4)は同じ時間軸での信号波形図を示
し、図11(B1)〜(B4)は同じ時間軸で、かつ、
同図(A1)〜(A4)とは異なる時間軸の信号波形図
を示す。まず、被写体光像の光量が少ないときの動作に
ついて、図11(A1)〜(A4)と共に説明する。図
11(A2)に示すように、リセットパルスTrが、同
図(A1)に示す垂直同期信号(VD)の帰線期間(V.
Blanking)の始めにハイレベルとされ、図10のトラン
ジスタTr5をオンとする。これにより、所定の電圧が
トランジスタTr5のドレイン、ソースを介してコンデ
ンサCに印加され、コンデンサCが所定電位にリセット
される。
Next, the operation of this pixel circuit will be described with reference to FIG.
The timing chart of No. 1 will be described. Note that FIG.
(A1) to (A4) show signal waveform diagrams on the same time axis, and FIGS. 11 (B1) to (B4) show the same time axis and
The signal waveform diagram of a time axis different from the same figure (A1)-(A4) is shown. First, the operation when the light amount of the subject light image is small will be described with reference to FIGS. 11 (A1) to 11 (A4). As shown in FIG. 11 (A2), the reset pulse Tr has a blanking period (V. V.) of the vertical synchronizing signal (VD) shown in FIG. 11 (A1).
A high level is set at the beginning of (Blanking), and the transistor Tr5 in FIG. 10 is turned on. As a result, a predetermined voltage is applied to the capacitor C via the drain and source of the transistor Tr5, and the capacitor C is reset to the predetermined potential.

【0062】その後、リセットパルスTrが垂直同期信
号(VD)の帰線期間内で図11(A2)に示すように
ローレベルとなり、トランジスタTr5がオフとされた
直後に、今度はトランジスタTr4のゲートに印加され
る転送パルスTtが図11(A3)に示すようにハイレ
ベルとなり、トランジスタTr4がオンにされ、これに
よりフォトダイオードPDに蓄積された被写体光像によ
る電荷が、トランジスタTr4のドレイン、ソースを介
して全てコンデンサCに転送される。従って、この電荷
転送終了時にはフォトダイオードPDの電荷はゼロとな
る。
After that, the reset pulse Tr becomes low level as shown in FIG. 11 (A2) within the blanking period of the vertical synchronizing signal (VD), and immediately after the transistor Tr5 is turned off, the gate of the transistor Tr4 is turned on. The transfer pulse Tt applied to the transistor Tr4 becomes high level as shown in FIG. 11A3, the transistor Tr4 is turned on, and the charge due to the subject light image accumulated in the photodiode PD is thereby changed to the drain and source of the transistor Tr4. Are all transferred to the capacitor C via. Therefore, the charge of the photodiode PD becomes zero at the end of this charge transfer.

【0063】垂直同期信号(VD)の帰線期間の終了直
前までに電荷の転送は終了し、また転送パルスTtをロ
ーレベルとしてトランジスタTr4をオフにする。ここ
までの動作を全画素同時に行うことにより、同一時間被
写体光像を電荷にする電子シャッター動作となる。次
に、垂直同期信号の帰線期間外の映像期間に各画素の位
置により定められた読み出しタイミングで行選択パルス
Thをハイレベルにして、図10のトランジスタTr3
をオンにして、増幅用トランジスタTr2で増幅された
コンデンサCの端子電圧を、トランジスタTr3を介し
て映像信号として出力する。
The charge transfer is completed immediately before the blanking period of the vertical synchronizing signal (VD) is completed, and the transfer pulse Tt is set to the low level to turn off the transistor Tr4. By performing the operation up to this point on all pixels at the same time, the electronic shutter operation is performed in which the subject light image is charged for the same time. Next, the row selection pulse Th is set to the high level at the read timing determined by the position of each pixel in the video period outside the blanking period of the vertical synchronization signal, and the transistor Tr3 in FIG.
Is turned on, and the terminal voltage of the capacitor C amplified by the amplifying transistor Tr2 is output as a video signal via the transistor Tr3.

【0064】このような画素回路構成で動作させること
により、図2の画素回路に比べて少ないトランジスタと
パルス列で同一時間の電子シャッター動作を行わせるこ
とができる。この画素回路のシャッターオン期間は、図
11(A4)に示すように、垂直同期信号の帰線期間外
の映像期間である。また、図10に示す画素回路におい
て、フォトダイオードPDの周辺も簡単な構造にでき、
被写体光像から形成される電荷を阻害する要因を減らす
ことができるから、S/Nのよい電荷量を得ることがで
きる。
By operating with such a pixel circuit configuration, it is possible to perform the electronic shutter operation for the same time with a smaller number of transistors and pulse trains as compared with the pixel circuit of FIG. The shutter-on period of this pixel circuit is a video period outside the blanking period of the vertical synchronizing signal, as shown in FIG. In addition, in the pixel circuit shown in FIG. 10, the periphery of the photodiode PD can be made into a simple structure,
Since it is possible to reduce the factor that hinders the charge formed from the subject light image, it is possible to obtain a charge amount with a good S / N.

【0065】上記のように被写体光像の光量が少ないと
きは図11(A2)及び(A3)に示すパルス列を用い
て垂直同期信号全体の期間の光量を使用する必要がある
が、被写体光像の光量が多く速い電子シャッター動作を
行わせたいときは図11(B2)及び(B3)のパルス
列を用いる。
When the light quantity of the subject light image is small as described above, it is necessary to use the light quantity of the entire period of the vertical synchronizing signal by using the pulse trains shown in (A2) and (A3) of FIG. When it is desired to perform a fast electronic shutter operation with a large amount of light, the pulse trains of FIGS. 11B2 and 11B3 are used.

【0066】すなわち、被写体光像の光量が多い場合に
は、図11(B2)に示すリセットパルスTrと同図
(B3)に示す転送パルスTtとを、同図(B1)に示
す垂直同期信号の帰線期間の最初から短期間、同時にハ
イレベルとして、図10のトランジスタTr5及びTr
4をそれぞれオンさせる。これにより、コンデンサCと
フォトダイオードPDが同時にリセットされる。リセッ
ト終了後直ちにリセットパルスTrと転送パルスTtを
ローレベルとしてトランジスタTr5及びTr4をそれ
ぞれオフにする。
That is, when the light amount of the subject light image is large, the reset pulse Tr shown in FIG. 11 (B2) and the transfer pulse Tt shown in FIG. 11 (B3) are combined with the vertical synchronization signal shown in FIG. 11 (B1). From the beginning of the blanking period of the above, the transistors Tr5 and Tr of FIG.
Turn on 4 respectively. As a result, the capacitor C and the photodiode PD are reset at the same time. Immediately after completion of the reset, the reset pulse Tr and the transfer pulse Tt are set to the low level to turn off the transistors Tr5 and Tr4, respectively.

【0067】次に、図10のフォトダイオードPDに被
写体光像による電荷を蓄積する。蓄積が終了したら、転
送パルスTtによりトランジスタTr4のみをオンにし
てフォトダイオードPDの電荷をコンデンサCに転送す
る。転送期間は図11(B3)にgで示すように、垂直
同期信号の帰線期間終了直前の転送パルスTtの短期間
のハイレベル期間である。従って、フォトダイオードP
Dのすべての電荷が転送終了せず、PDには電荷が若干
残るが、これは次のリセット時に消去される。
Next, the electric charge due to the subject light image is accumulated in the photodiode PD of FIG. When the storage is completed, only the transistor Tr4 is turned on by the transfer pulse Tt to transfer the charge of the photodiode PD to the capacitor C. The transfer period is a short high level period of the transfer pulse Tt immediately before the end of the blanking period of the vertical synchronizing signal, as indicated by g in FIG. 11 (B3). Therefore, the photodiode P
Although not all the charges in D have been transferred and some charges remain in PD, they are erased at the next reset.

【0068】次に、垂直同期信号の帰線期間外の映像期
間に各画素の位置により定められた読み出しタイミング
で行選択パルスThをハイレベルにして、図10のトラ
ンジスタTr3をオンにして、増幅用トランジスタTr
2で増幅されたコンデンサCの端子電圧を、トランジス
タTr3を介して映像信号として出力する。
Next, the row selection pulse Th is set to the high level at the read timing determined by the position of each pixel during the video period other than the blanking period of the vertical synchronizing signal to turn on the transistor Tr3 in FIG. Transistor Tr
The terminal voltage of the capacitor C amplified in 2 is output as a video signal via the transistor Tr3.

【0069】これにより、図11(B4)に示すよう
に、垂直同期信号の帰線期間内の電子シャッター動作を
行うことができる。従って、非常に速い被写体光像の動
きも静止画像として取り出すことができる。また、リセ
ットパルス幅は披写体光像の光量に応じて、図11(B
2)に点線で示すように選択することができるので、よ
り光量を増やせばさらに速い被写体光像の動作を静止さ
せることができる。
As a result, as shown in FIG. 11B4, the electronic shutter operation can be performed within the blanking period of the vertical synchronizing signal. Therefore, a very fast movement of the subject light image can be extracted as a still image. In addition, the reset pulse width depends on the light quantity of the light image of the presentation object, as shown in FIG.
Since the selection can be made as indicated by the dotted line in 2), the operation of the subject optical image that is faster can be stopped by increasing the light amount.

【0070】次に、シャッター動作を間欠的に行う場合
の動作について説明する。移動する被写体を撮像する場
合、図11(A2)及び(A3)に示したパルス列を用
いて連続的にシャッター動作を行った場合は、被写体光
像の動作が速い場合、図12(B)に示すように全体が
重なり合って不鮮明な画像しか得られない。また、図1
2(B2)及び(B3)に示したパルス列を用いたとき
は一瞬にしか撮像できないので、この速い動作の被写体
光像を捕らえることは困難である。
Next, the operation when the shutter operation is performed intermittently will be described. When a moving subject is imaged, when the shutter operation is continuously performed using the pulse trains shown in FIGS. 11A2 and 11A3, when the movement of the subject optical image is fast, FIG. As shown, the whole image overlaps and only a blurred image is obtained. Also, FIG.
When the pulse trains shown in 2 (B2) and (B3) are used, it is possible to capture an image only in a moment, so it is difficult to capture the subject optical image of this fast operation.

【0071】従って、速い動作の被写体光像の静止画を
連続的に得るために、本実施の形態では図13に示すよ
うなメカニカルシャッターを撮像装置のレンズ21と撮
像部22の間に挿入する。このメカニカルシャッター
は、モータ41と、モータ41の回転軸42の先端が中
心部に固定された回転円盤43と、モータ41の回転を
制御するモータ同期駆動部45とからなる。回転円盤4
3は、光を透過させる開口部44aと、光を遮光する遮
光部44bとから構成されており、回転円盤43の回転
に伴い、レンズ21から撮像部22に至る光路を開口部
44aと遮光部44bとが交互に横切ることにより間欠
的に遮光する。
Therefore, in order to continuously obtain the still images of the fast-moving subject light image, in the present embodiment, a mechanical shutter as shown in FIG. 13 is inserted between the lens 21 and the image pickup section 22 of the image pickup device. . This mechanical shutter includes a motor 41, a rotating disk 43 having a rotating shaft 42 of the motor 41 having a tip end fixed to the center thereof, and a motor synchronous drive unit 45 for controlling the rotation of the motor 41. Rotating disk 4
Reference numeral 3 includes an opening 44a that allows light to pass therethrough, and a light-shielding portion 44b that shields the light. The optical path from the lens 21 to the image pickup unit 22 along the rotation of the rotating disk 43 is arranged along the opening 44a and the light-shielding portion 3. By alternately crossing with 44b, light is intermittently shielded.

【0072】次に、図12(A2)、(A3)に示した
パルス列で動作する状態に撮像部22を設定し、垂直同
期信号期間、被写体光像を撮像部22により撮像する。
続いて、撮像部22からの同期信号をモータ同期駆動部
45で生成した駆動信号により、図13中のモータ41
を回転駆動することにより、回転円盤43を回転させ
る。これにより、図14(A)に示す垂直同期信号に対
して、回転円盤43の回転によりレンズ21から撮像部
22に至る光路が間欠的に遮光されて同図(B)に示す
間欠シャッター状態となる。なお、間欠シャッターは被
写体光像の動き及び光量に応じて間欠数、間隔を設定す
る。
Next, the image pickup section 22 is set in a state of operating with the pulse train shown in FIGS. 12A2 and 12A3, and the subject optical image is picked up by the image pickup section 22 during the vertical synchronizing signal period.
Then, the motor 41 in FIG. 13 is driven by the drive signal generated by the motor synchronous drive section 45 from the image pickup section 22.
The rotary disk 43 is rotated by driving the rotary disk 43. As a result, in response to the vertical synchronizing signal shown in FIG. 14A, the optical path from the lens 21 to the image pickup section 22 is intermittently shielded by the rotation of the rotary disk 43, and the intermittent shutter state shown in FIG. Become. The intermittent shutter sets the intermittent number and interval according to the movement of the subject light image and the light amount.

【0073】すなわち、モータ41及び回転円盤43の
回転により、回転円盤43の開口部44aを通った被写
体光像が撮像部22に間欠的に送られ、撮像部22から
映像信号として出力される。撮像部22では被写体光像
が間欠的に捕らえられ、図12(A)に示す間欠シャッ
ター像が得られる。この様にすれば、被写体光像の動作
が速くても連続的な間欠像として表示されるから、これ
を静止画として取り出すことができる。この静止画は、
図10に示したフォトダイオードPDの周辺が簡単な構
造のCMOS撮像部で得られるので、鮮明で画質の良い
静止画が得られる。
That is, as the motor 41 and the rotary disc 43 rotate, the subject optical image passing through the opening 44a of the rotary disc 43 is intermittently sent to the image pickup unit 22 and output from the image pickup unit 22 as a video signal. The light image of the subject is intermittently captured by the imaging unit 22, and the intermittent shutter image shown in FIG. 12A is obtained. By doing so, even if the movement of the subject light image is fast, it is displayed as a continuous intermittent image, so that it can be taken out as a still image. This still image is
Since the periphery of the photodiode PD shown in FIG. 10 can be obtained by the CMOS image pickup unit having a simple structure, a clear still image with good image quality can be obtained.

【0074】なお、本発明は上記の実施の形態に限定さ
れるものではなく、例えば、図10に示した画素回路
を、図1に示した画素構成部110〜113の各画素に
用い、かつ、周辺回路を図1のように同じウェハの平面
上のCMOS構造に組み込むこともできるが、周辺回路
はCMOS構造に組み込まなくても構わない。ただし、
図10に示した画素回路を同じウェハの平面上のCMO
S構造に組み込んだ場合、周辺回路にはシャッター駆動
パルス制御部は不要である。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and for example, the pixel circuit shown in FIG. 10 is used for each pixel of the pixel constituent parts 110 to 113 shown in FIG. Although the peripheral circuit can be incorporated in the CMOS structure on the same wafer plane as shown in FIG. 1, the peripheral circuit need not be incorporated in the CMOS structure. However,
The pixel circuit shown in FIG. 10 is a CMO on the same wafer plane.
When incorporated in the S structure, the shutter drive pulse control unit is not required in the peripheral circuit.

【0075】また、図13に示した回転円盤43を含む
メカニカルシャッター機構により間欠シャッターを行う
場合は、画素回路は図10のものに限定されるものでは
なく、図2に示した回路構成の画素回路でも使用でき
る。更に、画素構成部は、標準HDTV画像の水平方向
の画素数の2倍で、かつ、垂直方向の画素数の2倍の画
素数を4分割したものに限定されるものではなく、各々
水平方向の画素数のm倍、垂直方向の画素数のn倍
(m、nの一方は2以上の整数、他方は3以上の整数)
の画素数を水平方向にm・n分割した画素数のm・n個
の分割画素構成部とすることもできる。更に、上記の実
施の形態では、各画素は二次元マトリックス状に配列さ
れていると説明したが、一次元直線状に配列されていて
もよい。
When the mechanical shutter mechanism including the rotating disk 43 shown in FIG. 13 performs the intermittent shutter, the pixel circuit is not limited to that shown in FIG. 10, and the pixel circuit having the circuit configuration shown in FIG. 2 is used. It can also be used in circuits. Furthermore, the pixel configuration unit is not limited to one in which the number of pixels in the horizontal direction of the standard HDTV image is twice, and the number of pixels in the vertical direction is twice, and the pixel configuration unit is divided into four. M times the number of pixels in the vertical direction and n times the number of pixels in the vertical direction (one of m and n is an integer of 2 or more, the other is an integer of 3 or more)
The number of pixels may be m.n divided pixels in the horizontal direction, and the number of pixels may be m.n. Furthermore, in the above-described embodiment, it has been described that the pixels are arranged in a two-dimensional matrix, but they may be arranged in a one-dimensional linear form.

【0076】[0076]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
画素構成部、画像データ整形部、駆動パルス制御部及び
シャッター駆動パルス制御部をCMOS構造でそれぞれ
構成することにより、ウェハの同一平面上にCMOS構
造としてすべて組み込み形成するようにしたため、小型
・低消費電力・高速等の高性能で、周辺回路が不要で駆
動方法も容易な映像信号発生装置を実現することができ
る。特に、シャッター期間の読み出し信号を出力するこ
とで、後段の映像信号処理回路のメモリ制御が容易にな
り、短時間露光及び長時間露光を容易に行うことができ
る。
As described above, according to the present invention,
The pixel structure section, the image data shaping section, the drive pulse control section, and the shutter drive pulse control section are each configured with a CMOS structure so that they are all built-in as a CMOS structure on the same plane of the wafer. It is possible to realize a video signal generator having high performance such as electric power and high speed, which does not require peripheral circuits and can be easily driven. In particular, by outputting the read signal in the shutter period, the memory control of the video signal processing circuit in the subsequent stage becomes easy, and the short-time exposure and the long-time exposure can be easily performed.

【0077】また、本発明によれば、標準高精細度テレ
ビ(HDTV)画像の画素数のM・N倍の画素数の高解
像度の映像信号を得ることができるため、写真並みの高
解像度の静止画像を得ることができる。
Further, according to the present invention, it is possible to obtain a high-resolution video signal having a number of pixels M × N times the number of pixels of a standard high-definition television (HDTV) image. Still images can be obtained.

【0078】また、本発明によれば、長時間露光ができ
るため、星空のような極端に被写体光像の照射量が少な
い場合でも、実用的な画像を得ることができる。
Further, according to the present invention, since long-time exposure is possible, a practical image can be obtained even when the irradiation amount of the subject light image is extremely small such as the starry sky.

【0079】また、本発明によれば、駆動パルスの付与
の仕方を工夫して、フォトダイオードの電荷リセット用
のシャッター信号用トランジスタを不要とすることによ
り、フォトダイオード周辺のトランジスタ数を従来に比
べて削減したため、フォトダイオード周辺の構造を簡単
にでき、ノイズが混入し難く、電荷の放電がし難い構成
とすることができ、また、撮像部の面積を小さくする場
合も配線部分の複雑化を極力抑えることができるため、
小型な構成により高品質の映像信号の発生ができる。
Further, according to the present invention, by devising the method of applying the drive pulse and eliminating the need for the shutter signal transistor for resetting the charge of the photodiode, the number of transistors around the photodiode can be made smaller than the conventional one. The structure around the photodiode can be simplified, noise can be less likely to mix in, and charge can be less easily discharged.In addition, even when the area of the image pickup unit is reduced, the wiring part is not complicated. Because it can be suppressed as much as possible,
High-quality video signals can be generated with a compact structure.

【0080】また、本発明によれば、リセット用トラン
ジスタ及び転送用トランジスタを第1の所定期間同時に
オンにして、蓄積部及びフォトダイオードをリセットす
るリセットパルス及び転送パルスを発生した後、転送用
トランジスタのみを第2の所定期間オンにして、フォト
ダイオードに蓄積されている電荷を蓄積部に転送する転
送パルスを発生することにより、速いシャッター動作を
行うようにしたため、被写体光像が動画でも鮮明で画質
の良い静止画像を得ることができる。
According to the present invention, the reset transistor and the transfer transistor are simultaneously turned on for a first predetermined period to generate a reset pulse and a transfer pulse for resetting the storage section and the photodiode, and then the transfer transistor. Only the second switch is turned on for the second predetermined period to generate a transfer pulse that transfers the electric charge accumulated in the photodiode to the accumulating unit, so that the fast shutter operation is performed, so that the subject light image is clear even in a moving image. It is possible to obtain a still image with good image quality.

【0081】更に、本発明によれば、メカニカルシャッ
ター機構により間欠的にフォトダイオードに被写体光像
による電荷を蓄積することにより、被写体光像の動作が
速くても連続的な間欠像の映像信号を発生できるため、
垂直同期信号期間、垂直帰線期間、及び垂直同期信号期
間の間欠期間における被写体光像が動画状態でも、鮮明
で画質の良い静止画像を間欠的に得ることができる。
Further, according to the present invention, the mechanical shutter mechanism intermittently accumulates the electric charge of the subject light image in the photodiode, so that a continuous intermittent image signal can be generated even if the subject light image operates quickly. Because it can occur
Even if the subject light image in the vertical synchronizing signal period, the vertical blanking period, and the intermittent period of the vertical synchronizing signal period is in a moving image state, a clear still image with good image quality can be intermittently obtained.

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

【図1】本発明の映像信号発生装置の一実施の形態の構
成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram of an embodiment of a video signal generator of the present invention.

【図2】図1中の画素構成部を構成する画素回路の第1
の実施の形態の回路図である。
FIG. 2 is a first pixel circuit which constitutes a pixel configuration unit in FIG.
It is a circuit diagram of an embodiment of.

【図3】図2のシャッター動作のパルス例を示す図であ
る。
FIG. 3 is a diagram showing a pulse example of a shutter operation of FIG.

【図4】図2の長時間シャッター動作例を示す図であ
る。
FIG. 4 is a diagram showing an example of a long-time shutter operation of FIG.

【図5】図1の映像信号発生装置を有するカメラシステ
ムの一例のブロック図である。
5 is a block diagram of an example of a camera system including the video signal generator of FIG.

【図6】図1中の画像データ整形部の一例の構成図であ
る。
6 is a block diagram of an example of an image data shaping unit in FIG.

【図7】図5中の要部の画素構成と短時間露光時の図5
中の水平/標準変換部のメモリ動作例を示す図である。
FIG. 7 is a pixel configuration of a main part in FIG. 5 and FIG.
It is a figure which shows the memory operation example of the horizontal / standard conversion part in the inside.

【図8】図5中の短時間露光時の水平/標準変換部のメ
モリ動作例を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing an example of a memory operation of a horizontal / standard conversion unit at the time of short-time exposure in FIG.

【図9】図5中の長時間露光時の水平/標準変換部のメ
モリ動作例を示す図である。
9 is a diagram showing a memory operation example of a horizontal / standard conversion unit at the time of long-time exposure in FIG.

【図10】図1中の画素構成部を構成する画素回路の第
2の実施の形態の回路図である。
FIG. 10 is a circuit diagram of a second embodiment of a pixel circuit that constitutes the pixel configuration unit in FIG.

【図11】図10のシャッター動作を説明する図であ
る。
11 is a diagram illustrating the shutter operation of FIG.

【図12】本発明の間欠シャッターおよび連続シャッタ
ー時の画像を示す図である。
FIG. 12 is a diagram showing images at an intermittent shutter and a continuous shutter of the present invention.

【図13】本発明装置におけるメカニカルシャッター装
置の一例の構成図である。
FIG. 13 is a configuration diagram of an example of a mechanical shutter device in the device of the present invention.

【図14】図13のメカニカルシャッター動作を垂直同
期信号との関係で示す図である。
14 is a diagram showing the mechanical shutter operation of FIG. 13 in relation to a vertical synchronizing signal.

【図15】従来の映像信号発生装置の一例の構成図であ
る。
FIG. 15 is a block diagram of an example of a conventional video signal generator.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 映像信号発生装置 12 駆動パルス制御部 13 シャッター駆動パルス制御部 14 画像データ整形部 22 撮像部 23 A/D変換部 25 水平/標準変換部 26 並列/直列変換部 31 黒レベル固定回路 32 利得/オフセット調整回路 33 A/D変換器 34 出力信号整形回路 41 モータ 43 回転円盤 44a 開口部 44b 遮光部 45 モータ同期駆動部 110〜113 画素構成部 Tr1 シャッター用MOS型電界効果トランジスタ Tr2 増幅用MOS型電界効果トランジスタ Tr3 行選択用MOS型電界効果トランジスタ Tr4 転送用MOS型電界効果トランジスタ Tr5 リセット用MOS型電界効果トランジスタ PD フォトダイオード 10 Video signal generator 12 Drive pulse controller 13 Shutter drive pulse controller 14 Image data shaping section 22 Imaging unit 23 A / D converter 25 Horizontal / standard converter 26 Parallel / serial converter 31 Black level fixing circuit 32 gain / offset adjustment circuit 33 A / D converter 34 Output signal shaping circuit 41 motor 43 rotating disk 44a opening 44b Light-shielding part 45 Motor synchronous drive unit 110-113 pixel configuration unit Tr1 MOS field effect transistor for shutter Tr2 amplification MOS field effect transistor Tr3 Row selection MOS field effect transistor Tr4 transfer MOS field effect transistor Tr5 reset MOS field effect transistor PD photodiode

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4M118 AA04 AA10 AB01 BA14 CA02 DD11 DD12 FA06 FA14 FA33 GA10 5C024 CX39 CX54 CY47 DX02 GY31 GZ41    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    F-term (reference) 4M118 AA04 AA10 AB01 BA14 CA02                       DD11 DD12 FA06 FA14 FA33                       GA10                 5C024 CX39 CX54 CY47 DX02 GY31                       GZ41

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 被写体光像をフォトダイオードで撮像し
電気信号である画像データに変換する画素構成部と、 前記画素構成部から出力された画像データに対してノイ
ズ除去、信号レベル調整の整形処理を施して映像信号と
して外部へ出力する画像データ整形部と、 水平同期信号、垂直同期信号及びリセット信号に基づ
き、リセットパルス、転送パルス及び行選択用パルスを
発生して前記画素構成部に供給する駆動パルス制御部
と、 シャッター制御信号データに基づきシャッター信号を発
生して前記画素構成部へ供給するシャッター駆動パルス
制御部とが、 ウェハの同一平面上にCMOS構造として形成されてい
ることを特徴とする映像信号発生装置。
1. A pixel configuration unit that captures a subject light image with a photodiode and converts it into image data that is an electric signal, and noise removal and signal level adjustment shaping processing for the image data output from the pixel configuration unit. And an image data shaping section for outputting as a video signal to the outside, and a reset pulse, a transfer pulse and a row selection pulse are generated based on a horizontal synchronizing signal, a vertical synchronizing signal and a reset signal and supplied to the pixel forming section. The drive pulse control section and the shutter drive pulse control section that generates a shutter signal based on shutter control signal data and supplies the shutter signal to the pixel configuration section are formed as a CMOS structure on the same plane of the wafer. Video signal generator.
【請求項2】 前記画素構成部は、標準高精細度テレビ
画像の水平方向の画素数のM倍(Mは2以上の整数)
で、かつ、垂直方向の画素数のN倍(Nは2以上の整
数)の画素数を水平方向にM・N分割した画素数のM・
N個の分割画素構成部からなり、前記M・N個の分割画
素構成部から全部でM・N個の画像データを並列に出力
し、前記画像データ整形部は、前記M・N個の分割画素
構成部から並列に出力されたM・N個の画像データに対
して別々にノイズ除去、信号レベル調整の整形処理を施
してM・N個の映像信号として外部へ並列に出力するこ
とを特徴とする請求項1記載の映像信号発生装置。
2. The pixel configuration unit is M times the number of pixels in the horizontal direction of a standard high definition television image (M is an integer of 2 or more).
And the number of pixels N times the number of pixels in the vertical direction (N is an integer of 2 or more) is M · N divided by M
The image data shaping unit includes N divided pixel constituent units, outputs a total of MN image data in parallel from the MN divided pixel constituent units, and the image data shaping unit divides the MN divided units. It is characterized in that noise reduction and signal level adjustment shaping processing are separately applied to MN image data output in parallel from the pixel configuration unit and output in parallel as MN video signals to the outside. The video signal generator according to claim 1.
【請求項3】 前記画素構成部を構成する各画素は、被
写体光像が照射されて入射光量に応じた電荷を蓄積する
フォトダイオードと、前記フォトダイオードに蓄積され
た電荷を転送する転送用トランジスタと、前記転送用ト
ランジスタを介して転送された前記フォトダイオードの
電荷を蓄積する蓄積部と、前記蓄積部に蓄積された電荷
を増幅する増幅用トランジスタと、前記増幅用トランジ
スタで増幅された電荷を前記行選択用パルスによりオン
とされて出力する行選択用トランジスタと、前記蓄積部
をリセットするリセット用トランジスタと、前記フォト
ダイオードの蓄積電荷を前記シャッター信号によりリセ
ットするシャッター信号用トランジスタとからなり、 前記シャッター駆動パルス制御部は、垂直同期信号の帰
線期間内で全画素の前記シャッター信号用トランジスタ
をオンとして全画素の前記フォトダイオードの蓄積電荷
を同時にゼロとした後、全画素の前記シャッター信号用
トランジスタを同時にオフとするシャッター信号を周期
的に発生し、前記駆動パルス制御部は、前記シャッター
信号用トランジスタがオフの期間に前記リセット用トラ
ンジスタをオンとする前記リセットパルスを発生してか
ら前記シャッター信号用トランジスタがオンする直前
に、前記転送用トランジスタをオンとし、かつ、前記垂
直同期信号の帰線期間直前で前記転送用トランジスタを
オフとする前記転送パルスを発生し、前記シャッター信
号用トランジスタがオフの期間に前記フォトダイオード
に蓄積された電荷を、オンとされた前記転送用トランジ
スタを介して前記蓄積部に転送させてから前記垂直同期
信号の帰線期間外の映像期間で各画素の読み出し位置で
定められた読み出しタイミングで前記行選択用トランジ
スタを順次オンとする前記行選択用パルスを出力するこ
とを特徴とする請求項1又は2記載の映像信号発生装
置。
3. Each of the pixels forming the pixel structure section has a photodiode that accumulates electric charges according to the amount of incident light when a subject light image is irradiated, and a transfer transistor that transfers the electric charges accumulated in the photodiode. A storage unit for storing the charges of the photodiode transferred via the transfer transistor, an amplification transistor for amplifying the charges stored in the storage unit, and a charge amplified by the amplification transistor. A row selection transistor that is turned on and output by the row selection pulse, a reset transistor that resets the storage unit, and a shutter signal transistor that resets the accumulated charge of the photodiode by the shutter signal, The shutter drive pulse control unit controls all pixels within the blanking period of the vertical synchronization signal. After the transistors for shutter signals are turned on and the accumulated charges in the photodiodes of all pixels are simultaneously set to zero, a shutter signal for simultaneously turning off the transistors for shutter signals of all pixels is periodically generated, and the drive pulse control is performed. The unit turns on the transfer transistor immediately before the shutter signal transistor turns on after the reset pulse that turns on the reset transistor is turned on while the shutter signal transistor is off, and The transfer pulse that turns off the transfer transistor is generated immediately before the blanking period of the vertical synchronization signal, and the charge accumulated in the photodiode during the period when the shutter signal transistor is off is turned on. After transferring to the storage unit via the transfer transistor, The row selection pulse for sequentially turning on the row selection transistors is output at a read timing determined at a read position of each pixel in a video period outside the blanking period of the vertical synchronization signal. 1. The video signal generator according to 1 or 2.
【請求項4】 前記シャッター駆動パルス制御部は、1
垂直同期信号期間内又は複数の垂直同期信号期間内で、
前記シャッター信号用トランジスタをオフとする前記シ
ャッター信号を発生することを特徴とする請求項1乃至
3のうちいずれか一項記載の映像信号発生装置。
4. The shutter drive pulse control unit is 1
Within the vertical sync signal period or within multiple vertical sync signal periods,
4. The video signal generator according to claim 1, wherein the shutter signal for turning off the shutter signal transistor is generated.
【請求項5】 撮像部を構成する複数の画素回路と、こ
れら複数の画素回路に各種駆動パルスを供給する駆動パ
ルス発生手段とにより、被写体光像を電気信号である映
像信号に変換して出力する映像信号発生装置において、 前記複数の画素回路の各々は、 被写体光像が照射されて入射光量に応じた電荷を蓄積す
るフォトダイオードと、 前記フォトダイオードに蓄積された電荷を転送する転送
用トランジスタと、 前記転送用トランジスタを介して転送された前記フォト
ダイオードの電荷を蓄積する蓄積部と、 前記蓄積部に蓄積された電荷を増幅する増幅用トランジ
スタと、 前記増幅用トランジスタで増幅された電荷を行選択用パ
ルスによりオンとされて出力する行選択用トランジスタ
と、 前記蓄積部をリセットするリセット用トランジスタとか
らなり、 前記駆動パルス発生手段は、前記リセット用トランジス
タを第1の所定期間オンにして、前記蓄積部をリセット
するリセットパルスを発生した後、前記転送用トランジ
スタを第2の所定期間オンにして、前記フォトダイオー
ドに蓄積されている電荷を前記蓄積部に転送する転送パ
ルスを発生することを、すべての画素回路に対して同時
に行い、続いて映像期間で各画素の読み出し位置で定め
られた読み出しタイミングで前記行選択用トランジスタ
を順次オンとする前記行選択用パルスを発生する構成と
したことを特徴とする映像信号発生装置。
5. A subject optical image is converted into a video signal which is an electric signal and output by a plurality of pixel circuits forming an image pickup section and drive pulse generation means for supplying various drive pulses to the plurality of pixel circuits. In the video signal generating device, each of the plurality of pixel circuits includes a photodiode that accumulates charges corresponding to the amount of incident light when a subject light image is irradiated, and a transfer transistor that transfers the charges accumulated in the photodiode. A storage unit that stores the charges of the photodiode transferred via the transfer transistor, an amplification transistor that amplifies the charges stored in the storage unit, and a charge that is amplified by the amplification transistor. A row selection transistor that is turned on and output by a row selection pulse, and a reset transistor that resets the storage unit The drive pulse generating means turns on the reset transistor for a first predetermined period to generate a reset pulse for resetting the storage unit, and then turns on the transfer transistor for a second predetermined period. , Generating a transfer pulse for transferring the electric charge accumulated in the photodiode to the accumulating section to all pixel circuits at the same time, and then performing a read operation determined at a read position of each pixel in a video period. A video signal generating device having a configuration for generating the row selecting pulse for sequentially turning on the row selecting transistor at a timing.
【請求項6】 撮像部を構成する複数の画素回路と、こ
れら複数の画素回路に各種駆動パルスを供給する駆動パ
ルス発生手段とにより、被写体光像を電気信号である映
像信号に変換して出力する映像信号発生装置において、 前記複数の画素回路の各々は、 被写体光像が照射されて入射光量に応じた電荷を蓄積す
るフォトダイオードと、 前記フォトダイオードに蓄積された電荷を転送する転送
用トランジスタと、 前記転送用トランジスタを介して転送された前記フォト
ダイオードの電荷を蓄積する蓄積部と、 前記蓄積部に蓄積された電荷を増幅する増幅用トランジ
スタと、 前記増幅用トランジスタで増幅された電荷を行選択用パ
ルスによりオンとされて出力する行選択用トランジスタ
と、 前記蓄積部をリセットするリセット用トランジスタとか
らなり、 前記駆動パルス発生手段は、前記リセット用トランジス
タ及び前記転送用トランジスタを第1の所定期間同時に
オンにして、前記蓄積部及び前記フォトダイオードをリ
セットするリセットパルス及び転送パルスを発生した
後、前記転送用トランジスタのみを第2の所定期間オン
にして、前記フォトダイオードに蓄積されている電荷を
前記蓄積部に転送する転送パルスを発生することを、す
べての画素回路に対して同時に行い、続いて映像期間で
各画素の読み出し位置で定められた読み出しタイミング
で前記行選択用トランジスタを順次オンとする前記行選
択用パルスを発生する構成としたことを特徴とする映像
信号発生装置。
6. A subject light image is converted into a video signal, which is an electric signal, and output by a plurality of pixel circuits forming an image pickup section and drive pulse generation means for supplying various drive pulses to the plurality of pixel circuits. In the video signal generating device, each of the plurality of pixel circuits includes a photodiode that accumulates charges corresponding to the amount of incident light when a subject light image is irradiated, and a transfer transistor that transfers the charges accumulated in the photodiode. A storage unit that stores the charges of the photodiode transferred via the transfer transistor, an amplification transistor that amplifies the charges stored in the storage unit, and a charge that is amplified by the amplification transistor. A row selection transistor that is turned on and output by a row selection pulse, and a reset transistor that resets the storage unit The drive pulse generating means is configured to simultaneously turn on the reset transistor and the transfer transistor for a first predetermined period to generate a reset pulse and a transfer pulse for resetting the storage section and the photodiode, Only the transfer transistor is turned on for a second predetermined period to generate a transfer pulse for transferring the electric charge accumulated in the photodiode to the accumulating unit, for all pixel circuits at the same time. In the video period, the video signal generator is configured to generate the row selection pulse that sequentially turns on the row selection transistor at a read timing determined by a read position of each pixel in the video period.
【請求項7】 前記駆動パルス発生手段は、垂直同期信
号の帰線期間内の始めから一定期間を前記第1の所定期
間として、前記リセットパルスのみ又は前記リセットパ
ルス及び前記転送パルスを発生し、前記第1の所定の期
間経過直後の所定時点から前記垂直同期信号の帰線期間
の終了直前までの期間を前記第2の所定期間として前記
転送パルスを発生し、前記垂直同期信号の帰線期間外の
映像期間で前記行選択用パルスを順次発生することを特
徴とする請求項5又は6記載の映像信号発生装置。
7. The drive pulse generating means generates only the reset pulse or the reset pulse and the transfer pulse with a certain period from the beginning of a blanking period of a vertical synchronization signal as the first predetermined period, The transfer pulse is generated with the period from the predetermined time point immediately after the first predetermined time period has elapsed to immediately before the end of the vertical synchronization signal retrace line period as the second predetermined period, and the retrace line period of the vertical synchronization signal is generated. 7. The video signal generating device according to claim 5, wherein the row selection pulse is sequentially generated in an external video period.
【請求項8】 全画素回路の前記フォトダイオードの入
射光側に前記被写体光像を間欠的に前記フォトダイオー
ドに照射するメカニカルシャッター機構を更に有し、前
記駆動パルス発生手段は、前記メカニカルシャッター機
構により間欠的に前記フォトダイオードに蓄積された被
写体光像の光量に応じた電荷を前記蓄積部に転送して蓄
積するように前記リセットパルス及び前記転送パルスを
発生することを特徴とする請求項5乃至7のうちいずれ
か一項記載の映像信号発生装置。
8. A mechanical shutter mechanism for intermittently irradiating the photodiode with the subject light image on the incident light side of the photodiodes of all pixel circuits, wherein the drive pulse generating means is the mechanical shutter mechanism. 6. The reset pulse and the transfer pulse are generated so as to intermittently transfer and accumulate charges according to the light quantity of the subject light image accumulated in the photodiode to the accumulation unit. 8. The video signal generator according to any one of items 1 to 7.
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