JP2713295B2 - Driving method of solid-state imaging device and imaging device - Google Patents
Driving method of solid-state imaging device and imaging deviceInfo
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Landscapes
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
- Color Television Image Signal Generators (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、固体撮像素子の駆
動方法及びこの駆動方法を使用した撮像装置に関するも
のである。更に詳細には、既存の固体撮像素子を用いて
順次走査の映像信号を得ることのできる撮像装置及びそ
のための固体撮像素子の駆動方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】電子スチルカメラやビデオカメラに使用
される一般的な固体撮像素子の、各水平画素列に対する
走査順序には図4(A),(B)に示すように大きく2
つの方法がある。
【0003】第1の方法は図4(A)に示すように、各
画素に蓄積された信号電荷を第1のフィールド(Odd
フィールド)で画素20の並んだ水平画素列を垂直方向
の1列おきに走査し(図4(A)の実線で示す走査)、
第2のフィールド(evenフィールド)で先に走査し
なかったり残りの水平画素列を走査して(図4(A)の
破線で示す走査)、2つのフィールド(=1フレーム)
で全信号電荷を読み出す方法である。
【0004】第2の方法は図4(B)に示すように、1
回の水平走査で隣接する2つの水平画素列を走査して、
1フィールドで全信号電荷を読み出す方法であり、ビデ
オカメラに使用したときに垂直方向の解像度劣化を防ぐ
ため、図4の実線で示す走査と破線で示す走査のように
第1フィールド(oddフィールド)と第2フィールド
(evenフィールド)とで1図の水平走査で同時に読
出す2つの水平画素列のペアを垂直方向に1列ずらして
走査している。
【0005】第1の方法は、フレーム画像が得られると
いう長所があり垂直解像度の良好な画像の撮影記録に適
している。
【0006】第2の方法は、フィールド画像しか得られ
ず垂直解像度が劣化するという欠点がある反面、一般に
画像は垂直相関性が強く、垂直解像度が半分になっても
総合の画質としてはフレーム画像とでそれ程大きな差が
無く、フレーム画像に比して1ヶの記録媒体に記録でき
る画像の枚数が2倍になるという長所を有している。
【0007】したがって、電子スチルカメラでは、状況
に応じて、第1,第2の走査方法を切り換えて使用する
事が従来から考えられている。
【0008】しかしながら、図5や図6に示すように各
画素にモザイク状の色フィルタが配されたカラー固体撮
像素子の場合には、第1の走査方法ではoddフィール
ド、evenフィールド共に対応する水平走査行で同一
の出力が得られるが、第2の走査方法では、oddフィ
ールドとevenフィールドとで得られる信号出力が異
なる。
【0009】つまりoddフィールドの信号出力は第1
の走査方法のときと同一の信号が得られ、同一の信号処
理方法で色分離を行なって必要な信号(例えば輝度信号
Yと略R−Y,B−Yの2つの色差信号)が得られるも
のの、evenフィールドの信号出力は同一の信号処理
方法では色分離が行なえず必要な信号が得られない。こ
れについて、更に詳しく説明を行なう。
【0010】図5に示す色フィルタでは、第1の走査方
法では、oddフィールド、evenフィールドとも
に、nH及びn’H目の水平走査時にはそれぞれ第N
行、(N+1)行を走査して、R,G成分が各画素毎に
得られ、又oddフィールドの(n+1)H及びeve
nフィールドの(n+1)’H目にはそれぞれ(N+
2)行,(N+3)行を走査してG,B成分が各画素毎
に得られるので1H期間の相関を利用することにより、
(R+2G+B)成分よりなる輝度信号と、R−G及び
B−Gの2種の色差信号が得られ、標準テレビジョン方
式に合致した信号を形成することができる。
【0011】一方、第2の走査方法では、oddフィー
ルドにはnH目には第N行と(N+1)行の信号を同時
に読み出して、2R,2G成分が得られ、(n+1)H
目には第(N+2)行と(N+3)行の信号を同時に読
み出して、2G,2B成分が得られるので、第1の走査
方法のときと同一の信号処理方法で同種の信号を得るこ
とができる。
【0012】しかし、evenフィールドでは、n’H
目には第(N+1)行と(N+2)行が同時に読み出さ
れて、(R+G)成分と(B+G)成分が得られ、(n
+1)’H目には第(N+3)行と(N+4)行が同時
に読み出されて、(R+G)成分と(G+B)成分が得
られるので第1の走査方法のときと同じ信号処理方法で
は色分離を行なうことができず同種の信号を得ることが
できない。
【0013】次に、図6に示す色フィルタでは、第1の
走査方法では、oddフィールド・evenフィールド
ともにnH及びn’H目の水平走査時にはそれぞれ第N
行、(N+1)行を走査して低周波成分として1/2
(Cy+G+Ye+Mg)=R+B+3/2G信号が、
変調成分として1/2{(Cy+G)−(Ye+M
g)}=−(R−G/2)信号が得られる。
【0014】又oddフィールドの(n+1)H及びe
venフィールドの(n+1)’H目にはそれぞれ(N
+2)行、(N+3)行を走査して低周波成分として1
/2(Cy+Mg+Ye+G)=R+B+3/2G信号
が、変調成分として1/2{(Cy+Mg)−(Ye+
G)}=B−G/2信号が得られる。
【0015】したがって1H期間の相関を利用すること
により、R+B+3/2Gの輝度信号とR−G/2及び
B−G/2の2種類の色差信号が得られ、標準テレビジ
ョン信号に合致した信号を形成することができる。
【0016】一方、第2の走査方法では、oddフィー
ルドにはnH目には第N行と(N+1)行の信号を同時
に読み出して、低周波成分として2×1/2(Cy+G
+Ye+Mg)=2R+2B+3G信号が、変調成分と
して2×1/2{(Cy+G)−(Ye+Mg)}=−
(2R−G)信号が得られ、(n+1)H目には第(N
+2)行と(N+3)行の信号を同時に読み出して、低
周波成分として2×1/2(Cy+Mg+Ye+G)=
2R+2B+3G信号が、変調成分として2×1/2
{(Cy+Mg)−(Ye+G)=2B−G信号が得ら
れるので、第1の走査方法のときと同一の信号処理方法
で同種の信号を得ることができる。
【0017】しかし、evenフィールドでは、n’H
目には第(N+1)行と(N+2)行が同時に読み出さ
れ、(n+1)’H目には第(N+3)行と(N+4)
行が同時に読み出されて、n’H目、(n+1)’H目
ともに低周波成分として、1/2{(Cy+G)+(C
y+Mg)+(Ye+G)}=2R+2B+3Gが、変
調成分として{(Cy+G)+(Cy+Mg)−(Ye
+Mg)−(Ye+G)}=B−R信号が得られるた
め、第1の走査方法のときと同じ信号処理方法では色分
離を行なうことができず同種の信号を得ることができな
い。
【0018】したがって、図5や図6に示すような、第
1の走査方法で各フィールドともに必要な信号が得られ
る色フィルタが配されたカラー固体撮像素子を、電子ス
チルカメラに応用して第2の走査方法で使用するときに
は、光学シャッタを用いて固体撮像素子に蓄積した被写
体像に対応した信号の読み出しを必要な信号が得られる
フィールドに同期して(つまりフレーム同期で)行なう
必要がある。
【0019】このように構成した電子スチルカメラの例
を図7に示す。同図において、1はレンズ、2は絞り、
3はシャッター、4は固体撮像素子、5は信号処理回
路、6は測光素子、8は露出制御回路、9は固体撮像素
子走査方法切換スイッチ、13は素子駆動回路、11は
記録方法切換スイッチ、12は記録ヘッド切換スイッ
チ、14は記録装置、15は第1の記録ヘッド、16は
第2の記録ヘッド、17は第1の記録領域、18は第2
の記録領域、19は記録モード切換スイッチ、20は同
期信号発生器、21はゲート回路である。
【0020】次に図7の動作を説明する。被写体(図示
せず)からの光はレンズ1を通して測光素子6に導かれ
被写体の明るさが測定され、この測光素子6からの情報
により、露出制御回路8において適正露出量が決定さ
れ、この値に基づいて被写体撮像時に絞り2の絞り及び
シャッター3のシャッター秒時を固定撮像素子4に適正
露光量を与える値に制御する。
【0021】そして、固体撮像素子4は、素子駆動回路
13より発生された駆動信号(同期信号信号発生器20
より発生された同期信号に同期しているものとする。)
を、走査方法切換スイッチ9で切り換えられた駆動信号
によって走査され、信号電荷が読み出されて信号処理回
路5に導かれる。信号処理回路5で、記録装置14への
記録に適した信号形態に処理された信号は記録方法切換
スイッチ11に導かれる。
【0022】一方、記録モード切換スイッチ19で、フ
レーム記録モードとフィールド記録モードいずれかが選
択されて、この情報に基づいて、フレーム記録モードが
選択された時には、走査方法切換スイッチ9は端子Aの
方に、記録方法切換スイッチ11は端子Aの方に切り換
えられる。
【0023】また、記録モード切換スイッチ19が、フ
ィールド記録モードが選択された時には、走査方法切換
スイッチ9は端子Bの方に、記録方法切換スイッチ11
は端子Bの方に切換えられる。なお、走査方法切換スイ
ッチ9の端子Aには、前記した第1の走査方法を行なう
為の第1の駆動信号が、素子駆動回路13からの信号が
直接導かれているが、素子13には前記した第2の走査
方法を行なう為の駆動信号がゲート回路21でフィール
ド判別信号に応じてゲートされた後に導かれている。
【0024】これは前記したように、第2の走査方法で
は、oddフィールド,evenフィールドいずれかの
フィールドの走査でしか必要な信号が得られないため、
固体撮像素子からの信号電荷読み出しを適当なフィール
ドに同期して行なうためである。たとえば、図5や図6
に示した色フィルタを配された固体撮像素子の場合に
は、シャッタを開けることにより固体撮像素子4に導か
れて蓄積されている被写体像に対応した電荷の読み取り
はoddフィールド期間に行なわれる。
【0025】このようにして、フレーム記録モードが選
択された時には、固体撮像素子4は第1の走査方法で走
査され、信号処理回路5からの信号は、記録方法切換ス
イッチ11の端子Aに導かれ、該信号はヘッド切換スイ
ッチ12によって第1フィールド目には第1の記録ヘッ
ド15に、第2フィールド目には第2の記録ヘッド16
に導かれて、それぞれ第1フィールドの信号は第1の記
録領域17に、第2フィールドの信号は第2の記録領域
18に記録される。またフィールド記録モードが選択さ
れた時には、固体撮像素子4は第2の走査方法で必要な
信号が得られるフィールド期間に走査され、信号処理回
路5からの信号は、記録方法切換スイッチ11の端子B
に導かれ、第1の記録ヘッド15によって第1の記録領
域17に記録される。
【0026】
【発明が解決しようとする課題】上記したような従来の
固体撮像素子の駆動方法及びこの駆動方法を使用した撮
像装置では、インタレース走査の映像信号は得られるも
のの、順次走査の映像信号を得ることができず、パーソ
ナルコンピュータや通信分野との整合性の良い撮像装置
を得ることができない。
【0027】本発明は、この課題を解決して既存の固体
撮像素子を用いて順次走査映像信号を得ることのできる
撮像装置及びそのための固体撮像素子の駆動方法を提供
することを目的とする。
【0028】
【課題を解決するための手段】本発明は上記問題点を解
決するため、垂直方向に2N(Nは2以上の整数)行以
上の水平画素列を有する固定撮像素子の水平画素列の走
査状態を垂直方向に隣接する2つの画素の信号電荷を混
合してから読み出すことにより隣接する2つの水平画素
列の信号を1回の水平走査で同時に読み出し1垂直走査
期間で全画面を走査する際に1回の水平走査で同時に読
み出す2つの水平画素列の組み合わせを毎垂直走査期間
で常に同じ水平画素列としたことを特徴とする固体撮像
素子の駆動方法、及び垂直方向に2N(Nは2以上の整
数)行以上の水平画素列を有する固体撮像素子と、この
固体撮像素子の水平画素列の走査状態を垂直方向に隣接
する2つの画素の信号電荷を混合してから読み出すこと
により隣接する2つの水平画素列の信号を1回の水平走
査で同時に読み出し1垂直走査期間で全画面を走査する
際に1回の水平走査で同時に読み出す2つの水平画素列
の組み合わせを毎垂直走査期間で常に同じ水平画素列と
する固体撮像素子駆動回路と、前記固体撮像素子出力信
号を処理して垂直走査線数N本の順次走査の映像信号を
出力する信号処理回路を備えたことを特徴とする撮像装
置である。
【0029】
【発明の実施の形態】図1は本発明の実施の形態を示す
ブロック図である。同図において、1はレンズ、2は絞
り、3はシャッター、4は図2,図3に示すような走査
方法が切り換え可能で色フィルタが配されたカラー固体
撮像素子、5は信号処理回路、6は測光素子、8は露出
制御回路、9は固体撮像素子走査方法切換スイッチ、1
0は素子駆動回路、11は記録方法切換スイッチ、12
は記録ヘッド切換スイッチ、14は記録装置、15は第
1の記録ヘッド、16は第2の記録ヘッド、17は第1
の記録領域、18は第2の記録領域、19は記録モード
切換スイッチ、20は同期信号発生器である。被写体
(図示せず)からの光はレンズ1を通して測光素子6に
導かれ被写体の明るさが測定され、この測光素子6から
の情報により、露出制御回路8において適正露出光量が
決定され、この値に基づいて被写体撮影時に絞り2の絞
り値及びシャッター3のシャッター秒時を固体撮像素子
4に適正露光量を与える値に制御する。
【0030】そして、固体撮像素子4は、素子駆動回数
10より発生された駆動信号を、走査方法切換スイッチ
9で切り換えられた駆動信号によって走査され、信号荷
電が読み出されて信号処理回路5に導かれる。
【0031】なお、駆動信号は同期信号発生器20によ
り発生される同期信号に同期している。信号処理回路5
で、記録装置14への記録に適した信号形態に処理され
た信号は記録方法切換スイッチ11に導かれる。一方、
記録モード切換スイッチ19で、フレーム記録モードと
フィールド記録モードいずれかが選択されて、この情報
に基づいて、フレーム記録モードが選択された時には、
走査方法切換スイッチ9は端子Aの方に、記録方法切換
スイッチ11は端子Aの方に切り換えられる。
【0032】この端子Aには従来例の説明の項で述べた
第1の走査方法を行なう為の第1の駆動信号が導かれて
いるので、例えば図2や図3の第1の走査方法に記した
走査順序で1水平走査期間で1つの水平行を順次に読み
出して2フィールド期間で全画面の信号読み出しを行な
うこととなり、2フィールドつまり1フィールド分の信
号が得られる。
【0033】この信号は信号処理回路5で処理された後
に、記録方法切換スイッチ11の端子Aに導かれ、該信
号はヘッド切換スイッチ12によって第1フィールド目
には第1の記録ヘッド15に、第2フィールド目には第
2の記録ヘッド16に導かれて、それぞれ第1フィール
ドの信号は第1の記録領域17に、第2のフィールドの
信号は第2の記録領域18に記録される。
【0034】なおこのフレーム記録モード時について
は、図2,図3に示した色フィルタの配された固体撮像
素子の走査方法も従来例と同じであるので、得られる信
号も全て同じとなる。
【0035】一方、記録モード切換スイッチ19でフィ
ールド記録モードが選択された時には、走査方法切換ス
イッチ11は端子Bの方に切換えられる。この端子Bに
は、1回の水平走査で隣り合う2つの水平行の信号を同
時に読み出して1フィールド期間で全画面の信号読み出
しを行なう第2の駆動信号が導かれている。
【0036】この第2の駆動信号による走査は従来例と
は異なり、図2,図3の第2の走査方法に記した走査順
序のように、oddフィールド,evenフィールドともに1
回の水平走査で同時に読み出す2つの水平行の組は、配
された色フィルタが同一である2つの水平行となってい
て、いずれのフィールド期間に読み出してもフレーム記
録モード時と同じ信号処理方法で必要な信号が信号処理
回路5の出力に得られる走査方法とされている。
【0037】したがって、フィールド記録モード時にお
いても、シャッタを開いて撮影した被写体像を、フレー
ム同期ではなく撮影終了直後の垂直同期信号に同期して
つまりフィールド同期で読み出すことができる。
【0038】このようにして読み出された信号は、フレ
ーム記録時と同一の信号処理回路5で処理されてフレー
ム記録時と同一の信号形態とされて、記録方法切換スイ
ッチ11の端子Bに導かれ、第1の記録ヘッド15によ
って第1の記録領域17に記録される。
【0039】
【発明の効果】本発明は上記したように、垂直方向に2
N(Nは2以上の整数)行以上の水平画素列を有する固
体撮像素子の水平画素列の走査状態を垂直方向に隣接す
る2つの画素の信号電荷を混合してから読み出すことに
より隣接する2つの水平画素列の信号を1回の水平走査
で同時に読み出し1垂直走査期間で全画面を走査する際
に1回の水平走査で同時に読み出す2つの水平画素列の
組み合わせを毎垂直走査期間で常に同じ水平画素列とす
ることで、既存の固体撮像素子を用いて、順次走査の映
像信号を得ることができ、パーソナルコンピュータや通
信分野との整合性の良い撮影装置を得ることができ産業
上の効果が大きい。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION [0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a method for driving a solid-state imaging device and an imaging apparatus using the driving method. More specifically, the present invention relates to an imaging apparatus capable of obtaining a sequentially-scanned video signal using an existing solid-state imaging device and a driving method of the solid-state imaging device therefor. 2. Description of the Related Art As shown in FIGS. 4A and 4B, the scanning order of a general solid-state imaging device used for an electronic still camera or a video camera with respect to each horizontal pixel row is roughly two.
There are two ways. In a first method, as shown in FIG. 4A, a signal charge stored in each pixel is transferred to a first field (Odd).
Field), a horizontal pixel row in which the pixels 20 are arranged is scanned every other row in the vertical direction (scanning indicated by a solid line in FIG.
In the second field (even field), scanning is not performed first or the remaining horizontal pixel rows are scanned (scanning indicated by a broken line in FIG. 4A), and two fields (= 1 frame)
Is a method of reading out all signal charges. [0004] The second method is as shown in FIG.
Two adjacent horizontal pixel rows are scanned in one horizontal scan,
This is a method of reading out all signal charges in one field. In order to prevent resolution degradation in the vertical direction when used in a video camera, a first field (odd field) as shown by a scan shown by a solid line and a scan shown by a broken line in FIG. In the second field (even field), two horizontal pixel columns, which are simultaneously read out in the horizontal scanning of FIG. 1, are scanned while being shifted by one column in the vertical direction. The first method has an advantage that a frame image can be obtained, and is suitable for photographing and recording an image having a good vertical resolution. The second method has a drawback that a vertical resolution is deteriorated because only a field image is obtained. However, generally, an image has a strong vertical correlation, and even if the vertical resolution is halved, the overall image quality is a frame image. There is an advantage that there is no significant difference between the two and the number of images that can be recorded on one recording medium is twice as large as the frame image. Therefore, in the electronic still camera, switching between the first and second scanning methods according to the situation has been conventionally considered. However, in the case of a color solid-state imaging device in which a mosaic color filter is arranged in each pixel as shown in FIGS. 5 and 6, in the first scanning method, the horizontal scanning corresponding to both the odd field and the even field is performed. Although the same output is obtained in the scanning row, the signal output obtained in the odd field and the signal output obtained in the even field are different in the second scanning method. That is, the signal output of the odd field is the first
And the necessary signals (for example, a luminance signal Y and two color difference signals of approximately RY and BY) are obtained by performing color separation by the same signal processing method. However, the signal output of the even field cannot be color-separated by the same signal processing method, and a necessary signal cannot be obtained. This will be described in more detail. In the color filter shown in FIG. 5, in the first scanning method, both the odd field and the even field have the Nth and n'H horizontal scannings, respectively, during the horizontal scanning.
By scanning the row and the (N + 1) row, R and G components are obtained for each pixel, and (n + 1) H and even of the odd field are obtained.
At the (n + 1) 'H-th field of the n-th field, (N +
2) Since the G and B components are obtained for each pixel by scanning the row and the (N + 3) row, by utilizing the correlation in the 1H period,
A luminance signal composed of (R + 2G + B) components and two kinds of color difference signals of RG and BG are obtained, and a signal conforming to the standard television system can be formed. On the other hand, in the second scanning method, the signals of the Nth row and the (N + 1) th row are simultaneously read out at the nHth time in the odd field to obtain 2R and 2G components, and the (N + 1) H
The eyes simultaneously read the signals of the (N + 2) th row and the (N + 3) th row to obtain 2G and 2B components. Therefore, it is possible to obtain the same kind of signal by the same signal processing method as that in the first scanning method. it can. However, in the even field, n'H
The (N + 1) -th and (N + 2) -th rows are read out at the same time to obtain (R + G) and (B + G) components, and (n)
The (N + 3) -th row and the (N + 4) -th row are read out simultaneously at the (+1) 'H-th time, and the (R + G) component and the (G + B) component are obtained. Therefore, in the same signal processing method as in the first scanning method, Color separation cannot be performed, and the same type of signal cannot be obtained. Next, in the color filter shown in FIG. 6, in the first scanning method, both the odd field and the even field have the Nth and n'H horizontal scannings, respectively.
Row and (N + 1) row are scanned to obtain 1/2 as a low frequency component.
(Cy + G + Ye + Mg) = R + B + 3 / 2G signal
1/2 {(Cy + G) − (Ye + M)
g) The signal} =-(RG / 2) is obtained. Also, (n + 1) H and e in the odd field
The (N + 1) 'Hth of the ven field is (N
+2) row and (N + 3) row are scanned to obtain 1
/ 2 (Cy + Mg + Ye + G) = R + B + 3 / 2G signal becomes 1/2 {(Cy + Mg) − (Ye +
G)} = BG / 2 signal is obtained. Therefore, by utilizing the correlation in the 1H period, a luminance signal of R + B + 3 / 2G and two kinds of color difference signals of RG / 2 and BG / 2 are obtained, and a signal matching the standard television signal is obtained. Can be formed. On the other hand, in the second scanning method, the signals of the Nth row and the (N + 1) th row are simultaneously read out at the nHth time in the odd field, and 2 × 1/2 (Cy + G
+ Ye + Mg) = 2R + 2B + 3G signal is 2 × 1/2 {(Cy + G) − (Ye + Mg)} = −
(2R-G) signal is obtained, and the (N + 1) th H-th (N
+2) row and (N + 3) row signals are read out simultaneously, and 2 × 1/2 (Cy + Mg + Ye + G) =
2R + 2B + 3G signal is 2 × 1/2 as a modulation component
Since {(Cy + Mg) − (Ye + G) = 2B−G signal is obtained, the same kind of signal can be obtained by the same signal processing method as in the first scanning method. However, in the even field, n'H
The (N + 1) -th row and (N + 2) -th row are read simultaneously at the eye, and the (N + 3) -th row and (N + 4) at the (n + 1) 'H-th eye
The rows are read out at the same time, and both the n'H-th and (n + 1) 'H-th are 1/2 (Cy + G) + (C
y + Mg) + (Ye + G)} = 2R + 2B + 3G is {(Cy + G) + (Cy + Mg) − (Ye) as a modulation component.
+ Mg) − (Ye + G)} = BR signal is obtained, so that the same signal processing method as in the first scanning method cannot perform color separation and cannot obtain the same kind of signal. Therefore, a color solid-state imaging device provided with a color filter which can obtain a necessary signal for each field by the first scanning method as shown in FIGS. 5 and 6 is applied to an electronic still camera. In the case of using the second scanning method, it is necessary to read out a signal corresponding to a subject image stored in the solid-state imaging device using an optical shutter in synchronization with a field where a necessary signal is obtained (that is, in frame synchronization). . FIG. 7 shows an example of the electronic still camera configured as described above. In the figure, 1 is a lens, 2 is an aperture,
3 is a shutter, 4 is a solid-state image sensor, 5 is a signal processing circuit, 6 is a photometric device, 8 is an exposure control circuit, 9 is a solid-state image sensor scanning method switch, 13 is an element driving circuit, 11 is a recording method switch, 12, a recording head changeover switch; 14, a recording device; 15, a first recording head; 16, a second recording head; 17, a first recording area;
, A recording mode changeover switch 19, a synchronization signal generator 20, and a gate circuit 21. Next, the operation of FIG. 7 will be described. Light from a subject (not shown) is guided to the photometric element 6 through the lens 1 to measure the brightness of the subject, and the information from the photometric element 6 determines an appropriate exposure amount in the exposure control circuit 8. The aperture of the aperture 2 and the shutter time of the shutter 3 at the time of imaging the subject are controlled to values that give the fixed image sensor 4 an appropriate exposure amount based on The solid-state image pickup device 4 is driven by a drive signal (a synchronous signal signal generator 20) generated by the device drive circuit 13.
It is assumed that it is synchronized with the generated synchronization signal. )
Is scanned by the driving signal switched by the scanning method changeover switch 9, and the signal charges are read out and guided to the signal processing circuit 5. The signal processed by the signal processing circuit 5 into a signal form suitable for recording on the recording device 14 is guided to the recording method switch 11. On the other hand, when either the frame recording mode or the field recording mode is selected by the recording mode changeover switch 19 and the frame recording mode is selected based on this information, the scanning method changeover switch 9 is set to the terminal A of the terminal A. On the other hand, the recording method switch 11 is switched to the terminal A. When the recording mode changeover switch 19 selects the field recording mode, the scanning method changeover switch 9 is connected to the terminal B and the recording method changeover switch 11 is turned on.
Is switched to the terminal B. Note that a first drive signal for performing the above-described first scanning method and a signal from the element driving circuit 13 are directly guided to a terminal A of the scanning method changeover switch 9. The driving signal for performing the above-described second scanning method is guided after being gated by the gate circuit 21 in accordance with the field determination signal. As described above, in the second scanning method, a necessary signal can be obtained only by scanning one of the odd field and the even field.
This is for reading out signal charges from the solid-state imaging device in synchronization with an appropriate field. For example, in FIG.
In the case of the solid-state imaging device provided with the color filter shown in (1), reading of the charge corresponding to the subject image which is guided to and stored in the solid-state imaging device 4 by opening the shutter is performed in the odd field period. As described above, when the frame recording mode is selected, the solid-state imaging device 4 is scanned by the first scanning method, and the signal from the signal processing circuit 5 is transmitted to the terminal A of the recording method switch 11. The signal is supplied to the first recording head 15 in the first field by the head changeover switch 12 and to the second recording head 16 in the second field.
, The signal of the first field is recorded in the first recording area 17, and the signal of the second field is recorded in the second recording area 18. When the field recording mode is selected, the solid-state imaging device 4 is scanned during a field period in which a required signal can be obtained by the second scanning method, and a signal from the signal processing circuit 5 is supplied to a terminal B of the recording method switch 11.
And is recorded in the first recording area 17 by the first recording head 15. In the above-described conventional method of driving a solid-state image pickup device and an image pickup apparatus using this driving method, although an interlaced scan image signal is obtained, a progressive scan image signal is obtained. A signal cannot be obtained, and an imaging device having good compatibility with a personal computer and a communication field cannot be obtained. It is an object of the present invention to solve the above-mentioned problems and to provide an imaging apparatus capable of obtaining a progressively scanned video signal using an existing solid-state imaging device and a method of driving the solid-state imaging device therefor. According to the present invention, there is provided a horizontal pixel column of a fixed image pickup device having 2N (N is an integer of 2 or more) horizontal pixel columns in a vertical direction. Is read out by mixing signal charges of two pixels adjacent in the vertical direction and reading out the signals of two adjacent horizontal pixel columns simultaneously in one horizontal scan, and scanning the entire screen in one vertical scan period A method of driving a solid-state imaging device, wherein a combination of two horizontal pixel columns read simultaneously in one horizontal scan is always the same horizontal pixel column in each vertical scanning period, and 2N (N Is an integer of 2 or more). A solid-state imaging device having a horizontal pixel column of two or more rows and a scanning state of the horizontal pixel column of the solid-state imaging device are read out after mixing signal charges of two vertically adjacent pixels. Yo The signals of two adjacent horizontal pixel columns are simultaneously read out in one horizontal scan, and when scanning the entire screen in one vertical scan period, the combination of two horizontal pixel columns read out simultaneously in one horizontal scan is used for each vertical scan. A solid-state imaging device driving circuit that always has the same horizontal pixel row in the period; and a signal processing circuit that processes the solid-state imaging device output signal and outputs a video signal of N vertical scanning lines in sequential scanning. Is an imaging device. FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention. In the figure, 1 is a lens, 2 is an aperture, 3 is a shutter, 4 is a color solid-state imaging device provided with a color filter capable of switching a scanning method as shown in FIGS. 2 and 3, 5 is a signal processing circuit, 6 is a photometric element, 8 is an exposure control circuit, 9 is a solid-state image sensor scanning method switch, 1
0 is an element driving circuit, 11 is a recording method switch, 12
Is a recording head changeover switch, 14 is a recording device, 15 is a first recording head, 16 is a second recording head, and 17 is a first recording head.
Is a second recording area, 19 is a recording mode changeover switch, and 20 is a synchronization signal generator. The light from the subject (not shown) is guided to the photometric element 6 through the lens 1 to measure the brightness of the subject, and the information from the photometric element 6 determines an appropriate exposure light amount in the exposure control circuit 8. The aperture value of the aperture 2 and the shutter time of the shutter 3 are controlled to values that give the solid-state imaging device 4 an appropriate exposure amount at the time of subject photographing. The solid-state imaging device 4 scans the driving signal generated by the device driving frequency 10 with the driving signal switched by the scanning method changeover switch 9, reads out the signal charge, and sends it to the signal processing circuit 5. Be guided. The drive signal is synchronized with the synchronization signal generated by the synchronization signal generator 20. Signal processing circuit 5
The signal processed into a signal form suitable for recording on the recording device 14 is guided to the recording method switch 11. on the other hand,
When either the frame recording mode or the field recording mode is selected by the recording mode switch 19, and the frame recording mode is selected based on this information,
The scanning method switch 9 is switched to the terminal A, and the recording method switch 11 is switched to the terminal A. Since the first drive signal for performing the first scanning method described in the description of the conventional example is led to the terminal A, for example, the first scanning method shown in FIGS. , One horizontal row is sequentially read out in one horizontal scanning period, and the signal of the entire screen is read out in two field periods, so that signals for two fields, that is, one field are obtained. After this signal is processed by the signal processing circuit 5, it is led to the terminal A of the recording method changeover switch 11, and the signal is sent to the first recording head 15 in the first field by the head changeover switch 12. In the second field, the signal is guided to the second recording head 16, and the signal of the first field is recorded in the first recording area 17 and the signal of the second field is recorded in the second recording area 18. In this frame recording mode, since the method of scanning the solid-state image pickup device provided with the color filters shown in FIGS. 2 and 3 is the same as that of the conventional example, the signals obtained are all the same. On the other hand, when the field recording mode is selected by the recording mode switch 19, the scanning method switch 11 is switched to the terminal B. To this terminal B, a second drive signal for simultaneously reading out two adjacent horizontal rows of signals in one horizontal scan and reading out signals of the entire screen in one field period is led. The scanning by the second drive signal is different from the conventional example, and as shown in the scanning order described in the second scanning method of FIGS.
The set of two horizontal rows that are simultaneously read out in one horizontal scan is two horizontal rows in which the arranged color filters are the same, and the same signal processing method as in the frame recording mode is used regardless of the readout during any field period. Is a scanning method in which a necessary signal is obtained at the output of the signal processing circuit 5. Therefore, even in the field recording mode, the subject image photographed by opening the shutter can be read out not in frame synchronization but in synchronization with the vertical synchronization signal immediately after the end of photography, that is, in field synchronization. The signal read out in this way is processed by the same signal processing circuit 5 as used in the frame recording to have the same signal form as that used in the frame recording. Then, the data is recorded in the first recording area 17 by the first recording head 15. According to the present invention, as described above, two vertical
The scanning state of a horizontal pixel column of a solid-state imaging device having N (N is an integer of 2 or more) horizontal pixel columns or more is read by mixing signal charges of two pixels that are vertically adjacent to each other and then reading out. The signals of two horizontal pixel columns are read out simultaneously in one horizontal scan, and when scanning the entire screen in one vertical scan period, the combination of two horizontal pixel columns read out simultaneously in one horizontal scan is always the same in every vertical scan period By using a horizontal pixel array, it is possible to obtain a progressively scanned video signal using an existing solid-state imaging device, and to obtain a photographing apparatus having good compatibility with a personal computer and a communication field, thereby achieving an industrial effect. Is big.
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第一の実施の形態を示すブロック図
【図2】本発明に使用する固体撮像素子の色フィルタ配
列の第の実施の形態とその走査方法を示す説明図
【図3】本発明に使用する固体撮像素子の色フィルタ配
列の第2の実施の形態とその走査方法を示す説明図
【図4】固体撮像素子の走査方法を示す説明図
【図5】図5は従来の電子スチルカメラのブロック図
【図6】図6は従来の電子スチルカメラに使用する色フ
ィルタ付固体撮像素子の例及びその走査方法を示す説明
図
【図7】図7は従来の電子スチルカメラのブロック図
【符号の説明】
1 レンズ
2 絞り
3 シャッター
4 固体撮像素子
5 信号処理回路
6 測光素子
8 露出制御回路
9 走査方法切換スイッチ
10 素子駆動回路
11 記録方法切換スイッチ
12 ヘッド切換スイッチ
14 記録装置
19 記録モード切換スイッチ
20 同期信号発生器BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a first embodiment of a color filter array of a solid-state imaging device used in the present invention and a scanning method thereof. FIG. 3 is an explanatory diagram showing a second embodiment of a color filter array of a solid-state imaging device used in the present invention and a scanning method thereof. FIG. 4 is an explanatory diagram showing a scanning method of a solid-state imaging device. FIG. 5 is a block diagram of a conventional electronic still camera. FIG. 6 is an explanatory view showing an example of a solid-state image pickup device with a color filter used in a conventional electronic still camera and a scanning method thereof. Reference numeral 7 denotes a block diagram of a conventional electronic still camera. [Description of References] 1 Lens 2 Aperture 3 Shutter 4 Solid-state imaging device 5 Signal processing circuit 6 Photometry device 8 Exposure control circuit 9 Scanning method switch 10 Element drive circuit 11 Recording method switch 12 f Switch 14 recording device 19 recording mode switch 20 synchronization signal generator
Claims (1)
画素列を有する固体撮像素子の水平画素列の走査状態を
垂直方向に隣接する2つの画素の信号電荷を混合してか
ら読み出すことにより隣接する2つの水平画素列の信号
を1回の水平走査で同時に読み出し1垂直走査期間で全
画面を走査する際に1回の水平走査で同時に読み出す2
つの水平画素列の組み合わせを毎垂直走査期間で常に同
じ水平画素列としたことを特徴とする固体撮像素子の駆
動方法。 2.色フィルタの水平方向配列が第1の配列である水平
行と前記第1の配列とは異なる第2の配列である水平行
とがそれぞれ垂直方向に2行ずつ交互に配されたカラー
固体撮像素子の水平画素列の走査状態を垂直方向に隣接
する2つの画素の信号電荷を混合してから読み出すこと
により隣接する2つの水平画素列の信号を1回の水平走
査で同時に読み出し1垂直走査期間で全画面を走査する
際に1回の水平走査で同時に読み出す2つの水平画素列
の組み合わせを毎垂直走査期間で常に同じ水平画素列と
したことを特徴とする請求項1記載の固体撮像素子の駆
動方法。 3.垂直方向に2N(Nは2以上の整数)行以上の水平
画素列を有する固体撮像素子と、この固体撮像素子の水
平画素列の走査状態を垂直方向に隣接する2つの画素の
信号電荷を混合してから読み出すことにより隣接する2
つの水平画素列の信号を1回の水平走査で同時に読み出
し1垂直走査期間で全画面を走査する際に1回の水平走
査で同時に読み出す2つの水平画素列の組み合わせを毎
垂直走査期間で常に同じ水平画素列とする固体撮像素子
駆動回路と、前記固体撮像素子出力信号を処理して垂直
走査線数N本の順次走査の映像信号を出力する信号処理
回路を備えたことを特徴とする撮像装置。 4.色フィルタの水平方向配列が第1の配列である水平
行と前記第1の配列とは異なる第2の配列である水平行
とがそれぞれ垂直方向に2行ずつ交互に配されたカラー
固体撮像素子と、このカラー固体撮像素子の水平画素列
の走査状態を垂直方向に隣接する2つの画素の信号電荷
を混合してから読み出すことにより隣接する2つの水平
画素列の信号を1回の水平走査で同時に読み出し1垂直
走査期間で全画面を走査する際に1回の水平走査で同時
に読み出す2つの水平画素列の組み合わせを毎垂直走査
期間で常に同じ水平画素列とする固体撮像素子駆動回路
と、前記固体撮像素子出力信号を処理して垂直走査線数
N本の順次走査の映像信号を出力する信号処理回路を備
えたことを特徴とする請求項3記載の撮像装置。(57) [Claims] The scanning state of a horizontal pixel column of a solid-state imaging device having 2N (N is an integer of 2 or more) horizontal pixel columns in the vertical direction is read by mixing signal charges of two vertically adjacent pixels. The signals of two adjacent horizontal pixel columns are simultaneously read out by one horizontal scan, and simultaneously read out by one horizontal scan when scanning the entire screen in one vertical scan period.
A method for driving a solid-state imaging device, wherein a combination of two horizontal pixel columns is always the same horizontal pixel column in each vertical scanning period. 2. A color solid-state imaging device in which horizontal rows of color filters are arranged in a first arrangement and horizontal rows which are a second arrangement different from the first arrangement are alternately arranged in two rows in a vertical direction. Is read out after mixing the signal charges of two pixels adjacent in the vertical direction after mixing the signal charges of two adjacent pixels in the vertical direction, thereby simultaneously reading out the signals of two adjacent horizontal pixel columns in one horizontal scan and in one vertical scan period. 2. The driving of the solid-state imaging device according to claim 1, wherein a combination of two horizontal pixel rows read simultaneously in one horizontal scan when scanning the entire screen is always the same horizontal pixel row in each vertical scanning period. Method. 3. A solid-state imaging device having 2N (N is an integer of 2 or more) horizontal pixel columns in the vertical direction and a signal state of two adjacent pixels in the vertical direction are mixed by scanning the horizontal pixel column of the solid-state imaging device. And then read out to get
The signals of two horizontal pixel columns are read out simultaneously in one horizontal scan, and the combination of two horizontal pixel columns read out simultaneously in one horizontal scan when scanning the entire screen in one vertical scan period is always the same in every vertical scan period An image pickup apparatus comprising: a solid-state image sensor driving circuit for forming a horizontal pixel row; and a signal processing circuit for processing the solid-state image sensor output signal and outputting a video signal of N vertical scanning lines sequentially scanned. . 4. A color solid-state imaging device in which horizontal rows of color filters are arranged in a first arrangement and horizontal rows which are a second arrangement different from the first arrangement are alternately arranged in two rows in a vertical direction. And reading out the scanning state of the horizontal pixel row of the color solid-state imaging device by mixing signal charges of two vertically adjacent pixels and reading out the signals of two adjacent horizontal pixel rows in one horizontal scan. A solid-state imaging device driving circuit in which a combination of two horizontal pixel columns simultaneously read in one horizontal scan when scanning the entire screen in one vertical scanning period at the same time is always the same horizontal pixel column in each vertical scanning period; 4. The image pickup apparatus according to claim 3, further comprising a signal processing circuit that processes the output signal of the solid-state image pickup device and outputs a video signal of a sequential scan of N vertical scanning lines.
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