JP2994394B2 - Solid-state imaging device - Google Patents

Solid-state imaging device

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【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、電子的に撮像入力された電子スチル画像を
ブロック符号化によりデータ圧縮して記録する固体撮像
素子に関する。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solid-state imaging device that compresses and records an electronic still image electronically captured and input by block coding.

[従来の技術] 近時、所謂銀塩フィルムを用いたスチルカメラに代わ
り、CCD等の固体撮像素子を用いて電子的に撮像された
電子スチル画像信号をフロッピーディスクやメモリーカ
ード等に記録し、この記録画像をTVモニタ等による画像
表示に供するようにした固体撮像装置が電子スチルカメ
ラと称されて注目されている。この種の電子スチルカメ
ラ(固体撮像装置)によれば、銀塩フィルムを用いたス
チル画像の記録と異なり、フィルム現像処理等を行なう
ことなしに簡易にその撮像画像(スチル画像)をモニタ
することができ、また報道機関等においてはそのまま画
像データ通信に供することができる等の優れた特徴を有
する。
[Related Art] Recently, instead of a still camera using a so-called silver halide film, an electronic still image signal electronically imaged using a solid-state imaging device such as a CCD is recorded on a floppy disk, a memory card, or the like, A solid-state imaging device that uses this recorded image for image display on a TV monitor or the like has attracted attention as an electronic still camera. According to this type of electronic still camera (solid-state imaging device), unlike recording of a still image using a silver halide film, the captured image (still image) can be easily monitored without performing film development processing or the like. It has excellent features such as being able to be used directly for image data communication in news organizations and the like.

ところで固体撮像素子を用いて電子的に撮像されたス
チル画像信号を記録する場合、そのデータ量は相当膨大
なものとなる。例えばスチル画像を構成する画素毎に、
その画素情報をR,G,Bの3原色に色分解し、各色成分毎
にそのぞれ8ビットのディジタル・データに変換するこ
とを想定しても、そのデータ量は非常に膨大なものとな
る。そこで従来では、電子的に撮像入力された電子スチ
ル画像信号に所定の符号化処理を施すことによってデー
タ圧縮し、これを記録に供することが考えられている。
When recording a still image signal that is electronically captured using a solid-state imaging device, the data amount is considerably enormous. For example, for each pixel constituting a still image,
Even if it is assumed that the pixel information is color-separated into the three primary colors of R, G, and B, and that each color component is converted into 8-bit digital data, the amount of data is extremely enormous. Become. Therefore, conventionally, it has been considered to compress data by performing a predetermined encoding process on an electronic still image signal electronically captured and input, and to provide the data for recording.

このようなデータ圧縮の有効な手法として、上記電子
スチル画像を所定の符号化ブロック単位毎にデータ圧縮
するブロック符号化がある。この画像のブロック符号化
は、例えば『電子情報通信学会論文誌A Vol.J71−A N
o.2 pp.481〜487(1988.2)』に紹介されるように、画
像を小さなブロックに分け、各ブロックに対してそれぞ
れ独立に直交変換(例えば離散的コサイン変換等)を施
すことによってそのデータ圧縮を行なうものである。
As an effective technique for such data compression, there is block coding for compressing the electronic still image data in units of predetermined coding blocks. The block coding of this image is performed, for example, in “Transactions of the Institute of Electronics, Information and Communication Engineers A Vol. J71-AN”.
o.2 pp.481-487 (1988.2) ”, the image is divided into small blocks, and each block is subjected to an orthogonal transformation (for example, discrete cosine transformation, etc.) independently to obtain the data. Performs compression.

[発明が解決しようとする課題] ところで従来、電子スチル画像に対するブロック符号
化を行なう場合、一般的には固体撮像素子にて撮像入力
された電子スチル画像信号を一旦バッファメモリに格納
した後、このバッファメモリに格納した後、このバッフ
ァメモリから所定の符号化ブロック単位毎にその撮像画
像を選択的に読出して上述した直交変換によるブロック
符号化を逐次施すものとなっている。この為、符号化
(データ圧縮)処理の高速化を図る上で問題があり、ま
たバッファメモリを必要とする為に、その制御回路部を
含めてハードウェア構成が複雑化することが否めないと
云う問題があった。
[Problems to be Solved by the Invention] Conventionally, when block coding is performed on an electronic still image, generally, an electronic still image signal captured and input by a solid-state imaging device is temporarily stored in a buffer memory, and then, After being stored in the buffer memory, the captured image is selectively read out from the buffer memory for each predetermined coding block unit, and the above-described block coding by the orthogonal transform is sequentially performed. For this reason, there is a problem in increasing the speed of the encoding (data compression) processing, and it is unavoidable that the hardware configuration including its control circuit unit becomes complicated because a buffer memory is required. There was a problem.

本発明は、このような事情を考慮してなされたもの
で、その目的とするところは、撮像入力される電子スチ
ル画像を効率的にブロック符号化してデータ圧縮するこ
とのできる固体撮像素子を提供することにある。
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a solid-state imaging device that can efficiently block-code and compress data of an electronic still image to be captured and input. Is to do.

[課題を解決するための手段] 本発明は、撮像される電子スチル画像信号を所定の符
号化ブロック単位毎に符号化してデータ圧縮する固体撮
像素子に係わり、 特に、前記固体撮像素子の撮像面領域を上記符号化ブ
ロック単位にそれぞれ対応させてブロック分割してお
き、これらの分割されたブロック毎にその画像信号の読
出しを行ってブロック符号化することを特徴とする。
Means for Solving the Problems The present invention relates to a solid-state imaging device that encodes an electronic still image signal to be imaged for each predetermined coding block and compresses data, and in particular, an imaging surface of the solid-state imaging device. The region is divided into blocks corresponding to the above-mentioned coded block units, and the image signal is read out for each of these divided blocks to perform block coding.

つまり、固体撮像素子の撮像面から符号化の対称とな
る所定のブロック単位毎にそれぞれ画像信号の読出しを
行い得るように、固体撮像素子の撮像面自体を所定の符
号化ブロック単位に対応させてブロック分割しておき、
読出回路によってブロック単位毎にそこでの画像信号を
読み出すことで、画像信号を一旦バッファメモリに格納
することなくブロック符号化を行い得るようにしたこと
を特徴とするものである。
In other words, the imaging surface of the solid-state imaging device is made to correspond to a predetermined coding block unit so that an image signal can be read out from the imaging surface of the solid-state imaging device for each predetermined block unit that is symmetrical in encoding. Divide the block,
The image signal is read out for each block by a readout circuit, so that block encoding can be performed without temporarily storing the image signal in a buffer memory.

[作用] このように構成された本発明の固体撮像素子によれ
ば、撮像面から直接的に、ブロック符号化の対象となる
ブロック領域毎にそこでの画像信号を読出すことが可能
となるので、撮像面から読み出される画像信号に対して
直接的にブロック符号化処理を施すことが可能となる。
この結果、その処理速度の高速化と、ハードウエア構成
の簡素化を図ることが可能となる。
[Operation] According to the solid-state imaging device of the present invention configured as described above, an image signal can be read directly from an imaging surface for each block area to be subjected to block encoding. In addition, it is possible to directly perform a block encoding process on an image signal read from an imaging surface.
As a result, the processing speed can be increased and the hardware configuration can be simplified.

[実施例] 以下、図面を参照して本発明の実施例に係わる固体撮
像素子につき説明する。
[Embodiment] Hereinafter, a solid-state imaging device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図は本発明に係わる第1の実施例に係わる固体撮
像素子の要部概略構成図で、固体撮像素子の概略的な平
面構成を示している。例えばCCD等からなる固体撮像素
子は、撮像光学系を介して入力される被写体像の結像位
置にその撮像面を位置させて設けられ、上記被写体像を
光電変換し、その光量(像面照度)に応じた信号電荷を
蓄積することで、該被写体像を電子的に撮像入力するも
のである。このようにして撮像入力されて上記固体撮像
素子の撮像面に蓄積されている上記被写体像に応じた信
号電荷を読出し(転送出力し)、所定の符号化処理を施
してデータ圧縮した電子スチル画像信号がフロッピーデ
ィスクやメモリカード等の所定の記録媒体に記録され
る。このデータ圧縮の為の符号化処理として離散的コサ
イン変換等のブロック符号化方式が採用される。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a main part of a solid-state imaging device according to a first embodiment of the present invention, and shows a schematic plan configuration of the solid-state imaging device. For example, a solid-state imaging device made of a CCD or the like is provided with its imaging surface positioned at an imaging position of a subject image input via an imaging optical system, photoelectrically converts the subject image, and outputs the light amount (image surface illuminance). By accumulating the signal charges corresponding to (1), the subject image is electronically captured and input. An electronic still image that is read out (transferred and output) according to the subject image stored in the imaging surface of the solid-state imaging device and input and captured and subjected to a predetermined encoding process to perform data compression. The signal is recorded on a predetermined recording medium such as a floppy disk or a memory card. As an encoding process for this data compression, a block encoding method such as discrete cosine transform is adopted.

さて本素子が特徴とするところは、第1図に示すよう
に固体撮像素子1の所定の画素配列をなす撮像面2を、
上述したブロック符号化の単位となる所定の符号化ブロ
ック単位(領域)に対応させて縦横にブロック分割し、
例えば縦6行・横4列からなる撮像単位ブロックA1,A2,
〜A6,B1,B2,〜B6,C1,C2,〜C6,D1,D2,〜D6を設定してい
る点にある。そしてこれらの各撮像単位ブロックからそ
こでの撮像画像信号(信号電荷)をそれぞれ各別に読出
すべく、縦方向の撮像単位ブロックにそれぞれ対応して
ライン単位でその信号電荷を垂直方向に転送する転送ラ
インバッファR1,R2,〜R6と、これらの各転送ラインバッ
ファR1,R2,〜R6から1ライン分づつその信号電荷を水平
方向に転送する水平転送ラインH1,H2,〜H6とをそれぞれ
設けたことを特徴としている。
The feature of the present device is that, as shown in FIG. 1, an imaging surface 2 forming a predetermined pixel array of a solid-state imaging device 1 is
The block is divided vertically and horizontally in correspondence with a predetermined coding block unit (area) which is a unit of the above-described block coding,
For example, imaging unit blocks A1, A2,
AA6, B1, B2, BB6, C1, C2, CC6, D1, D2, 〜D6. A transfer line for transferring the signal charges in the vertical direction in line units corresponding to the vertical imaging unit blocks in order to individually read out the captured image signals (signal charges) therefrom from each of the imaging unit blocks. Buffers R1, R2, to R6 and horizontal transfer lines H1, H2, to H6 for transferring the signal charges in a horizontal direction by one line from each of these transfer line buffers R1, R2, to R6. It is characterized by.

これらの水平転送ラインH1,H2,〜H6からそれぞれ転送
される信号電荷は、例えばブロック選択ゲートG1,G2,〜
G6を介して共通水平転送ラインHに送出され、プロセッ
サPに導かれる。
The signal charges transferred from these horizontal transfer lines H1, H2, to H6 respectively are, for example, block selection gates G1, G2, to
The signal is sent to the common horizontal transfer line H via G6 and guided to the processor P.

尚、ここでは上述したように紙面(図面上)の横方向
を水平方向、縦方向を垂直方向としてそれぞれ定義して
その説明を進めるが、その方向は装置の仕様(撮像する
スチル画像の向き等)に応じて定義すれば良いものであ
る。
Here, as described above, the horizontal direction of the paper (on the drawing) is defined as the horizontal direction, and the vertical direction is defined as the vertical direction. ) Can be defined.

ここで上述した如くブロック分割された撮像面は、第
2図に1つの撮像単位ブロックの平面構成を示すよう
に、画素に対応した複数の受光部PDをマトリックス状に
配列形成し、垂直方向の画素(受光部)PDの並びに添っ
てそれそれ設けられた複数の垂直転送ラインVTとの間を
それぞれ転送ゲートHGを介して結んだ構造となってい
る。尚、上記垂直転送ラインVTは前述した複数の撮像単
位ブロックから転送ラインバッファに亙って垂直方向に
それぞれ連続的に繋がり形成されるものである。
Here, as described above, the imaging surface divided into blocks is formed by arranging a plurality of light receiving units PD corresponding to pixels in a matrix as shown in FIG. It has a structure in which a plurality of vertical transfer lines VT provided alongside the pixels (light receiving portions) PD are connected via transfer gates HG. The vertical transfer line VT is formed so as to be continuously connected in the vertical direction from the plurality of imaging unit blocks to the transfer line buffer.

しかして上記画素にそれぞれ対応する受光部PDはそこ
に照射される光を光電変換し、その光量に応じた信号電
荷を蓄積して画素信号とするものである。これらの各受
光部PDにそれぞれ蓄積された信号電荷(画素信号)が水
平転送ゲートパルスを受けて開成される転送ゲートHGを
介して、そこに隣接する垂直転送ラインVTにそれぞれ一
括転送される。これらの各垂直転送ラインVTにそれぞれ
一括転送された信号電荷が、該垂直転送ラインVTに印加
される垂直転送パルスを受けて1画素分づつ垂直方向に
転送される。
The light receiving units PD corresponding to the pixels photoelectrically convert the light applied thereto, and accumulate signal charges corresponding to the amounts of light to form pixel signals. The signal charges (pixel signals) stored in the respective light receiving units PD are transferred collectively to a vertical transfer line VT adjacent thereto through a transfer gate HG which is opened in response to a horizontal transfer gate pulse. The signal charges batch-transferred to each of the vertical transfer lines VT are transferred in the vertical direction by one pixel in response to a vertical transfer pulse applied to the vertical transfer line VT.

さて第3図は上述した如く構成された本素子の動作タ
イミングを示す図であり、このタイミング図を参照して
本素子の特徴である信号読出し処理を説明する。
FIG. 3 is a diagram showing the operation timing of the present element configured as described above. The signal readout process, which is a feature of the present element, will be described with reference to this timing chart.

固体撮像装置(電子スチルカメラ)のシャッタレリー
ズ操作に伴い、被写体像の光量に応じた絞り制御(入射
光量調節)を行なった状態で固体撮像素子を駆動するこ
とにより、その撮像面に結像されている被写体像の像面
照度に応じた信号電荷が画素単位で前記受光部PDにそれ
ぞれ蓄積される。この信号電荷の蓄積(露光)の後、そ
の信号電荷を読出すべく第3図に示すタイミングでその
読出し制御が行なわれる。
Along with the shutter release operation of the solid-state imaging device (electronic still camera), the solid-state imaging device is driven in a state where the aperture control (adjustment of the incident light amount) according to the light amount of the subject image is performed, so that the image is formed on the imaging surface thereof. Signal charges corresponding to the image plane illuminance of the subject image are accumulated in the light receiving unit PD in pixel units. After the accumulation (exposure) of the signal charge, the read control is performed at the timing shown in FIG. 3 to read the signal charge.

この信号電荷の読出しは、先ず前述した各撮像単位ブ
ロックの転送ゲートHGに水平転送ゲートパルスを印加し
て各画素(受光部)PDにそれぞれ蓄積されている信号電
荷を垂直転送ラインVTに転送し、所定の周期で垂直転送
ラインVTに加えられる垂直転送パルス群φVに従って1
単位ブロック分づつその信号電荷を垂直方向に転送する
ことから行なわれる。この垂直転送パルス群φVによ
り、その1回目の印加時に撮像単位ブロックA1,A2,〜A6
の信号電荷が転送ラインバッファR1,R2,〜R6にそれぞれ
転送され、また撮像単位ブロックB1,B2,〜B6の信号電荷
が撮像単位ブロックA1,A2,〜A6に、撮像単位ブロックC
1,C2,〜C6の信号電荷が撮像単位ブロックB1,B2,〜B6
に、そして撮像単位ブロックD1,D2,〜D6の信号電荷が撮
像単位ブロックC1,C2,〜C6にそれぞれ転送される。
To read out the signal charges, first, a horizontal transfer gate pulse is applied to the transfer gate HG of each imaging unit block described above to transfer the signal charges stored in each pixel (light receiving portion) PD to the vertical transfer line VT. , According to a vertical transfer pulse group φV applied to the vertical transfer line VT at a predetermined cycle.
This is performed by transferring the signal charges in the unit block in the vertical direction. By the vertical transfer pulse group φV, the imaging unit blocks A1, A2,.
Are transferred to the transfer line buffers R1, R2, to R6, respectively, and the signal charges of the imaging unit blocks B1, B2, to B6 are transferred to the imaging unit blocks A1, A2, to A6, and the imaging unit block C, respectively.
The signal charges of 1, C2, to C6 are changed to the imaging unit blocks B1, B2, to B6.
Then, the signal charges of the imaging unit blocks D1, D2, to D6 are transferred to the imaging unit blocks C1, C2, to C6, respectively.

この状態で前記各転送ラインバッファR1,R2,〜R6にそ
のタイミングを相互に異ならせて垂直転送パルス群φR
1,φR2,〜φR6を順に与え、各転送ラインバッファR1,R
2,〜R6にそれぞれ転送されている撮像単位ブロックの信
号電荷を1ブロック単位で順次1ライン分づつ垂直転送
する。そして前記各転送ラインバッファR1,R2,〜R6にそ
れぞれ対応して設けられている水平転送ラインH1,H2,〜
H6に、上記各垂直転送パルス群φR1,φR2,〜R6に対応し
て、且つ同期して与えられる水平転送パルス群φH1,φH
2,〜φH6より、上記垂直転送パルスに同期して転送ライ
ンバッファR1,R2,〜R6から水平転送ラインH1,H2,〜H6に
転送される信号電荷を1ライン分に亙って水平方向に転
送する。この1ライン分に亙って水平方向に転送される
信号電荷がブロック選択ゲートG1,G2,〜G6から共通水平
転送ラインHを介してプロセッサPに送り込まれる。
In this state, the timings of the transfer line buffers R1, R2,.
1, φR2, to φR6 are given in order, and each transfer line buffer R1, R
The signal charges of the imaging unit blocks which are respectively transferred to R2 to R6 are vertically transferred one line at a time in block units. The horizontal transfer lines H1, H2,... Provided corresponding to the transfer line buffers R1, R2,.
H6, the horizontal transfer pulse groups φH1 and φH are provided correspondingly and synchronously with the vertical transfer pulse groups φR1, φR2, to R6.
2 to φH6, the signal charges transferred from the transfer line buffers R1, R2, to R6 to the horizontal transfer lines H1, H2, to H6 in a horizontal direction over one line in synchronization with the vertical transfer pulse. Forward. The signal charges transferred in the horizontal direction over this one line are sent from the block selection gates G1, G2, to G6 to the processor P via the common horizontal transfer line H.

従ってこの例では、先ず垂直転送パルス群φR1と、こ
れに同期している水平転送パルス群φH1とに従い、転送
ラインバッファR1に転送されている撮像単位ブロックA1
の信号電荷がその全体に亙ってプロセッサPに転送され
ることになる。その後、垂直転送パルス群φR2と水平転
送パルス群φH2とに従い、転送ラインバッファR2に転送
されている撮像単位ブロックA2の信号電荷がプロセッサ
Pに転送され、更に垂直転送パルス群φR3と水平転送パ
ルス群φH3とに従って転送ラインバッファR3に転送され
ている撮像単位ブロックA3の信号電荷、……垂直転送パ
ルス群φR6と水平転送パルス群φH6とに従って転送ライ
ンバッファR6に転送されている撮像単位ブロックA6の信
号電荷が順次撮像単位ブロック単位でプロセッサPに転
送されることになる。
Therefore, in this example, first, the imaging unit block A1 transferred to the transfer line buffer R1 according to the vertical transfer pulse group φR1 and the horizontal transfer pulse group φH1 synchronized therewith.
Is transferred to the processor P over its entirety. Thereafter, according to the vertical transfer pulse group φR2 and the horizontal transfer pulse group φH2, the signal charge of the imaging unit block A2 transferred to the transfer line buffer R2 is transferred to the processor P, and further, the vertical transfer pulse group φR3 and the horizontal transfer pulse group The signal charge of the imaging unit block A3 transferred to the transfer line buffer R3 according to φH3, the signal of the imaging unit block A6 transferred to the transfer line buffer R6 according to the vertical transfer pulse group φR6 and the horizontal transfer pulse group φH6. The electric charges are sequentially transferred to the processor P in the imaging unit block unit.

以上のようにして最初の垂直転送パルス群φVによ
り、転送ラインバッファR1,R2,〜R6にそれぞれ転送した
撮像単位ブロックA1,A2,〜A6の信号電荷をそれぞれブロ
ック単位で転送出力した後、次の垂直転送パルス群φV
を印加する。この2回目の垂直転送パルス群φVの印加
により、撮像単位ブロックA1,A2,〜A6に転送されていた
撮像単位ブロックB1,B2,〜B6の信号電荷が転送ラインバ
ッファR1,R2,〜R6にそれぞれ転送され、また各撮像単位
ブロックにそれぞれ転送されていた信号電荷が次段の撮
像単位ブロックにそれぞれ転送される。そしてこの状態
で前述した垂直転送パルス群φR1,φR2,〜φR6と水平転
送パルス群φH1,φH2,〜φH6とにより、転送ラインバッ
ファR1,R2,〜R6にそれぞれ転送された前記撮像単位ブロ
ックB1,B2,〜B6からの信号電荷が上述したようにしてブ
ロック単位で順次プロセッサPに転送出力される。
As described above, the signal charges of the imaging unit blocks A1, A2, to A6 transferred to the transfer line buffers R1, R2, to R6 are transferred and output in block units by the first vertical transfer pulse group φV. Vertical transfer pulse group φV
Is applied. By the application of the second vertical transfer pulse group φV, the signal charges of the imaging unit blocks B1, B2, to B6 that have been transferred to the imaging unit blocks A1, A2, to A6 are transferred to the transfer line buffers R1, R2, to R6. The signal charges respectively transferred and transferred to the respective imaging unit blocks are respectively transferred to the next-stage imaging unit blocks. Then, in this state, the imaging unit blocks B1, transferred to the transfer line buffers R1, R2, to R6 by the vertical transfer pulse groups φR1, φR2, to φR6 and the horizontal transfer pulse groups φH1, φH2, to φH6 described above, respectively. The signal charges from B2 to B6 are sequentially transferred and output to the processor P in block units as described above.

このような信号電荷の転送制御を繰返して前記撮像単
位ブロックD1,D2,〜D6からの信号電荷をブロック単位で
転送出力し、固体撮像素子1にて撮像入力された被写体
像の電子スチル画像の読出しを終了する。
By repeating such signal charge transfer control, the signal charges from the imaging unit blocks D1, D2, to D6 are transferred and output in block units, and an electronic still image of a subject image captured and input by the solid-state imaging device 1 is output. End the reading.

かくしてこのように構成された本素子によれば、電子
スチル画像信号をデータ圧縮するブロック符号化のブロ
ック単位にそれぞれ対応させて固体撮像素子1の撮像面
をブロック分割しておき、これらの分割されたブロック
毎にそこでの撮像画像信号である信号電荷をそれぞれま
とめて読出すことができるので、当該固体撮像素子1か
ら読出される画素信号(信号電荷量に対応した信号)を
そのまま用いて所定のブロック符号化処理を行なうこと
が可能となる。従って従来装置のようにバッファメモリ
を準備し、このバッファメモリに撮像画像信号を一旦格
納した後、所定のブロック単位毎にその画像信号を選択
的に読出してブロック符号化に供する必要がなくなるの
で、そのハードウェア構成を非常に簡単なものとするこ
とができる。また一旦バッファメモリに撮像画像信号を
格納する手間を省ける分だけ、その処理速度の高速化を
図ることが可能となる。また上述した信号電荷の転送制
御は、垂直・水平方向に対する転送クロックパルスの選
択的な印加と、その切替え制御等によって容易に実現で
きるものであるから、これによってその制御系が徒に複
雑化することがない等の効果が奏せられる。
Thus, according to the present element configured as described above, the imaging surface of the solid-state imaging device 1 is divided into blocks corresponding to the block units of the block coding for compressing the electronic still image signal. The signal charges, which are the captured image signals there, can be read out collectively for each block, so that the pixel signals (signals corresponding to the signal charge amounts) read out from the solid-state image pickup device 1 can be used as they are, by a predetermined method. Block encoding processing can be performed. Therefore, it is not necessary to prepare a buffer memory as in the conventional device, temporarily store the captured image signal in this buffer memory, and then selectively read out the image signal for each predetermined block unit and use it for block encoding. The hardware configuration can be made very simple. In addition, the processing speed can be increased as much as the time for temporarily storing the captured image signal in the buffer memory can be saved. Further, the transfer control of the signal charge described above can be easily realized by the selective application of the transfer clock pulse in the vertical and horizontal directions and the switching control thereof, so that the control system becomes complicated. The effect that there is no such thing is produced.

ところで上述した実施例では、マトリックス状に分割
設定された複数の撮像単位ブロックの各信号電荷をブロ
ック単位で同一方向に転送制御し、これをシリアル出力
するようにしたが、各撮像単位ブロックの信号電荷をそ
れぞれ行または列を単位として並列出力するようにして
も良い。
In the above-described embodiment, the signal charges of the plurality of imaging unit blocks divided and set in a matrix are controlled to be transferred in the same direction in block units, and are serially output. Charges may be output in parallel in units of rows or columns.

第4図はこの並列出力を実現する本発明に係る固体撮
像素子の第2の実施例を示す要部概略構成図である。こ
の実施例装置は、固体撮像素子1のマトリックス状にブ
ロック分割された複数の撮像単位ブロックの各信号電荷
を、列単位に交互に逆向きに転送するように構成し、各
撮像単位ブロックの列にそれぞれ対応して設けた転送ラ
インバッファR1,R2,〜R6のそれぞれに水平転送ラインH
1,H2,〜H6を介して各別にプロセッサPを設けて構成さ
れる。
FIG. 4 is a schematic diagram showing a main part of a solid-state imaging device according to a second embodiment of the present invention for realizing the parallel output. The apparatus of this embodiment is configured to transfer each signal charge of a plurality of imaging unit blocks divided into a matrix of the solid-state imaging device 1 alternately in a column unit in a reverse direction, and to form a column of each imaging unit block. The horizontal transfer lines H are respectively provided to the transfer line buffers R1, R2,.
Processors P are provided separately through 1, H2, to H6.

このように構成された実施例の素子によれば、撮像単
位ブロックの列によってその信号電荷の読出し順序が異
なることになるが、ブロック符号化には全く支障を来た
すことがない。またデータ圧縮されて記録された電子ス
チル画像信号を復号再生するときの順序を上記信号電荷
の読出し順序に対応付けて定めておくことにより、その
読出し順序の問題を回避することが可能となる。
According to the element of the embodiment configured as described above, the reading order of the signal charges is different depending on the column of the imaging unit block, but there is no hindrance to the block coding. Further, by determining the order of decoding and reproducing the electronic still image signal recorded after data compression in association with the reading order of the signal charges, it is possible to avoid the problem of the reading order.

またこのような構成を採用して信号電荷を並列的に読
出すようにしておけば、その読出しに要する時間の短縮
化を図ることができ、換言すれば十分な時間的余裕をも
って撮像画像信号の読出しを行なうことが可能となる。
また上述したようにその信号電荷の読出し(転送)の向
きをブロック列単位に交互に逆向きとすることで、固体
撮像素子1上での複数のセルのレイアウト構造の簡易化
を図り、その素子構造の簡略化を図ることが可能となる
等の効果が奏せられる。
If the signal charges are read out in parallel by adopting such a configuration, the time required for the reading can be shortened. In other words, the time required for the readout of the captured image signal can be reduced with a sufficient time margin. Reading can be performed.
As described above, the direction of reading (transferring) of the signal charges is alternately reversed in units of block columns, thereby simplifying the layout structure of a plurality of cells on the solid-state imaging device 1, and The effects such as the simplification of the structure can be achieved.

尚、第1図および第4図に示したプロセッサPは、信
号電荷を電圧出力に変換する出力アンプの機能だけを持
つものであっても良いし、或いはこれに加えてアナログ
・ディジタル変換や符号化処理の機能を備えたものであ
っても良い。
The processor P shown in FIGS. 1 and 4 may have only the function of an output amplifier for converting signal charges into voltage outputs, or may additionally have an analog / digital conversion or code. It may have a function of the conversion process.

次に本発明に係わる固体撮像素子の第3の実施例につ
き説明する。第5図はこの実施例の素子の要部概略構成
図である。この実施例の素子は符号化ブロックに対応し
てブロック分割される撮像面の各撮像単位ブロックの画
素をそれぞれ非破壊読出しセルを用いて構成する。そし
て水平・垂直ブロック選択回路4,5により水平走査回路S
H1,SH2,〜SH6および垂直走査回路SV1,SV2,〜SV4をそれ
ぞれ選択的に駆動して撮像単位ブロックを選択指定し、
この選択的に駆動される水平走査回路SHnおよび垂直走
査回路SVmの制御の下で、これにより選択指定される撮
像単位ブロックの画素に対応した非破壊読出しセルを行
方向および列方向に順次選択的にアクセスして、そこに
蓄積されている信号電荷を順次選択的に読出すようにし
たものである。
Next, a third embodiment of the solid-state imaging device according to the present invention will be described. FIG. 5 is a schematic diagram of a main part of the element of this embodiment. In the element of this embodiment, the pixels of each imaging unit block on the imaging surface which is divided into blocks corresponding to the coding block are configured using non-destructive read cells. Then, the horizontal / vertical block selection circuits 4 and 5 cause the horizontal scanning circuit S
H1, SH2, to SH6 and the vertical scanning circuits SV1, SV2, to SV4 are selectively driven to select and specify an imaging unit block,
Under the control of the selectively driven horizontal scanning circuit SHn and vertical scanning circuit SVm, non-destructive read cells corresponding to the pixels of the imaging unit block selected and designated thereby are sequentially and selectively selected in the row direction and the column direction. , And the signal charges stored therein are sequentially and selectively read.

この撮像単位ブロックの画素をなす非破壊読出しセル
6は、例えば第6図に示すように画素に対応してマトリ
ックス状に設けられており、水平走査回路SHnおよび垂
直走査回路SVmをなすシフトレジスタ7,8により順次アク
セスされて、そこに蓄積されている信号電荷を出力する
如く構成される。
The non-destructive readout cells 6 forming the pixels of the imaging unit block are provided in a matrix corresponding to the pixels, for example, as shown in FIG. 6, and the shift register 7 forming the horizontal scanning circuit SHn and the vertical scanning circuit SVm. , 8 to output the signal charges stored therein.

尚、上記非破壊読出しセル6を画素として構成される
固体撮像素子としては、例えば第7図(a)に示すよう
にゲートキャパシタを備えて構成される静電誘導トラン
ジスタ[SIT]を画素とするSITイメージセンサや、同図
(b)に示すようなMOSトランジスタで画素を構成したC
MD[Charge Modulation Device]イメージセンサ、或い
は同図(c)に示すような画素の中に増幅回路を組込ん
だAMI[Amplifided MOS Inteligent Imager]として実
現される。
As the solid-state imaging device in which the nondestructive readout cell 6 is configured as a pixel, for example, an electrostatic induction transistor [SIT] configured with a gate capacitor as illustrated in FIG. 7A is defined as a pixel. A pixel composed of a SIT image sensor or a MOS transistor as shown in FIG.
It is realized as an MD [Charge Modulation Device] image sensor or an AMI [Amplifided MOS Intelligent Imager] in which an amplification circuit is incorporated in a pixel as shown in FIG.

このように構成された本実施例の素子によれば、例え
ば第8図にその動作タイミングを示すように垂直走査回
路SV1から1単位分の撮像単位ブロックを垂直方向に走
査する垂直走査パルスφSV1を6回に亙って繰返し出力
し、この期間に亙って上記垂直走査パルスφSV1に同期
して水平走査回路SH1,SH2,〜SH6から順に水平走査パル
スφSH1,φSH2,〜φSH6を出力することで、第5図にお
ける1行目の撮像単位ブロックA1,A2,〜A6の画素をなす
非破壊読出しセル6の蓄積電荷が、その撮像単位ブロッ
ク毎に順次シリアルに読出される。
According to the element of the present embodiment configured as described above, for example, as shown in the operation timing of FIG. 8, the vertical scanning circuit SV1 generates a vertical scanning pulse φSV1 for scanning one unit of imaging unit block in the vertical direction. The output is repeated six times, and over this period, the horizontal scanning pulses φSH1, φSH2, to φSH6 are sequentially output from the horizontal scanning circuits SH1, SH2, to SH6 in synchronization with the vertical scanning pulse φSV1. 5, the accumulated charges in the non-destructive readout cells 6 forming the pixels of the imaging unit blocks A1, A2, to A6 on the first row are sequentially and serially read out for each imaging unit block.

その後、垂直走査回路SV2を選択し、該垂直走査回路S
V2からその撮像単位ブロックを垂直方向に走査する垂直
走査パルスφSV2を6回に亙って繰返し出力し、この期
間に亙って上記垂直走査パルスφSV2に同期して水平走
査回路SH1,SH2,〜SH6から順に水平走査パルスφSH1,φS
H2,〜φSH6を出力することで、今度は2行目の撮像単位
ブロックB1,B2,EB6の画素をなす非破壊読出しセル6の
蓄積電荷が、その撮像単位ブロック毎に順次シリアルに
読出される。
Thereafter, the vertical scanning circuit SV2 is selected, and the vertical scanning circuit S2 is selected.
From V2, a vertical scanning pulse φSV2 for scanning the imaging unit block in the vertical direction is repeatedly output six times, and over this period, the horizontal scanning circuits SH1, SH2,... Are synchronized with the vertical scanning pulse φSV2. Horizontal scanning pulses φSH1, φS in order from SH6
By outputting H2, .about..phi.SH6, the accumulated charges of the nondestructive readout cells 6 forming the pixels of the imaging unit blocks B1, B2, EB6 in the second row are sequentially read out serially for each imaging unit block. .

このようにして垂直走査パルスφSV1,φSV2,〜φSV4
を順次選択的に切替えながら、これに同期して上記水平
走査パルスφSH1,φSH2,〜φSH6を順次印加していくこ
とにより、固体撮像素子1による撮像画像信号が撮像単
位ブロック毎に、非破壊的に順次シリアルに読出される
ことになる。従ってこのように本素子を構成しても前述
した各実施例と同様な効果が奏せられる。
Thus, the vertical scanning pulses φSV1, φSV2, to φSV4
Are sequentially switched selectively, and the horizontal scanning pulses φSH1, φSH2, to φSH6 are sequentially applied in synchronization with this, so that the image signal captured by the solid-state imaging device 1 is non-destructively output for each imaging unit block. Are sequentially read out serially. Therefore, even when the present element is configured as described above, the same effects as those of the above-described embodiments can be obtained.

尚、本発明は上述した実施例に限定されるものではな
い。例えば固体撮像素子の撮像面のブロック分割数は、
その撮像面の大きさ(全体の画素領域)とブロック符号
化の単位となる大きさ(符号化対象と画素領域)とに基
づいて定めれば良いものである。またブロック符号化の
手法としては前述した離散的コサイン変換による直交符
号化のみならず、従来より種々提唱されている手法を適
宜採用可能である。またブロック分割された複数の撮像
単位ブロックからの撮像画像信号の読出し順序等は素子
仕様に応じて定めれば良いものであり、その他、本発明
はその要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施するこ
とができる。
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment. For example, the number of divided blocks on the imaging surface of the solid-state imaging device is
What is necessary is just to determine based on the size (the whole pixel area) of the imaging surface and the size (encoding object and pixel area) which is a unit of block encoding. As a method of block coding, not only orthogonal coding by discrete cosine transform described above, but also various conventionally proposed methods can be appropriately used. The reading order of the captured image signals from the plurality of divided imaging unit blocks may be determined according to the element specifications. In addition, the present invention may be variously modified and implemented without departing from the gist thereof. can do.

[発明の効果] 以上説明したように本発明に係る固体撮像素子によれ
ば、CCD等の固体撮像素子にて電子的に撮像された画像
信号を、ブロック符号化の単位となる所定の撮像単位ブ
ロック毎に順次読出すので、その画像信号を一旦バッフ
ァメモリに格納してその信号系列の並びを変換すること
なく、固体撮像素子から読出される信号に対してそのま
まブロック符号化処理を施すことが可能となる。この結
果、バッファメモリを不要とすることのみならず、その
制御回路部をも不要としてハードウェア構成の大幅な簡
略化を図ることが可能となる。しかも並列読出しの構成
を採用することにより、その読出し速度に対する制約を
大幅に緩和し、撮像画像信号を高速処理することが可能
となる等の実用上多大なる効果が奏せられる。
[Effects of the Invention] As described above, according to the solid-state imaging device of the present invention, an image signal electronically captured by a solid-state imaging device such as a CCD is converted into a predetermined imaging unit serving as a block coding unit. Since the image signals are sequentially read out for each block, the image signals are temporarily stored in the buffer memory, and the signal read out from the solid-state imaging device can be directly subjected to the block coding processing without converting the arrangement of the signal series. It becomes possible. As a result, not only the buffer memory is not required, but also the control circuit section is not required, and the hardware configuration can be greatly simplified. In addition, by adopting the configuration of parallel reading, the effect on the reading speed can be greatly eased, and a great effect can be obtained in practical use, such as high-speed processing of a captured image signal.

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

図は本発明に係わる固体撮像素子の実施例を示すもの
で、第1図は第1の実施例の要部概略構成図、第2図は
同実施例の素子における撮像単位ブロックの構成例を示
す図、第3図は同実施例の素子における信号読み出しの
動作タイミングを示す図、第4図は本発明に係わる第2
の実施例の素子の要部概略構成図、第5図は本発明に係
わる第3の実施例の素子の要部概略構成図、第6図は第
3の実施例の素子における撮像単位ブロックの構成例を
示す図、第7図は非破壊読出しセルの構成例を示す図、
第8図は同実施例の素子における信号読み出しの動作タ
イミングを示す図である。 1……CCD等の固体撮像素子、2……撮像面、4……水
平ブロック選択回路、5……垂直ブロック選択回路、6
……非破壊読出しセル、7……水平走査回路、8……垂
直走査回路、A1,A2,〜〜A6,B1,B2,〜B6,C1,C2,〜C6,D1,
D2,〜D6……撮像単位ブロック、R1,R2,〜R6……転送ラ
インバッファ。
FIG. 1 shows an embodiment of a solid-state imaging device according to the present invention. FIG. 1 is a schematic diagram of a main portion of the first embodiment, and FIG. 2 is a configuration example of an imaging unit block in the device of the embodiment. FIG. 3 is a diagram showing an operation timing of signal reading in the device of the embodiment, and FIG. 4 is a diagram showing a second embodiment according to the present invention.
FIG. 5 is a schematic diagram of a main part of a device according to a third embodiment of the present invention, FIG. 5 is a schematic diagram of a main part of a device according to a third embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 7 is a diagram showing a configuration example, FIG. 7 is a diagram showing a configuration example of a nondestructive read cell,
FIG. 8 is a diagram showing an operation timing of signal reading in the device of the embodiment. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Solid-state image sensor, such as CCD, 2 ... Image pick-up surface, 4 ... Horizontal block selection circuit, 5 ... Vertical block selection circuit, 6
... Non-destructive readout cell, 7 ... Horizontal scanning circuit, 8 ... Vertical scanning circuit, A1, A2, ~~ A6, B1, B2, ~ B6, C1, C2, ~ C6, D1,
D2, to D6: imaging unit block, R1, R2, to R6: transfer line buffer.

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】所定の符号化ブロック単位に対応させてブ
ロック分割された撮像面と、 この撮像面でそれぞれ分割された前記各ブロック単位毎
にそれぞれの画像信号の読み出しを行う信号読出し回路
とを有し、 前記信号読出し回路は、 前記撮像面の前記ブロックからの信号電荷をライン単位
で転送する転送ラインバッファと、 前記転送ラインバッファからの1ライン分づつの信号電
荷を転送する転送ラインと、 前記ブロックを選択するブロック選択ゲートと、 を有することを特徴とする固体撮像素子。
An imaging surface divided into blocks corresponding to a predetermined coding block unit, and a signal readout circuit for reading an image signal for each block unit divided by the imaging surface are provided. A transfer line buffer that transfers signal charges from the block on the imaging surface in units of lines, and a transfer line that transfers signal charges for one line from the transfer line buffer, And a block selection gate for selecting the block.
【請求項2】所定の符号化ブロック単位に対応させてブ
ロック分割された撮像面と、 この撮像面でそれぞれ分割された前記各ブロック単位毎
にそれぞれの画像信号の送出を行う信号読出し回路とを
有し、 前記信号読出し回路は、 前記撮像面の前記ブロックからの信号電荷をライン単位
で転送する複数の転送ラインバッファと、 前記転送ラインバッファからの1ライン分づつの信号電
荷を転送する前記複数の転送ラインに対応して設けられ
た水平転送ラインと、 転送後の信号電荷を送出させる水平転送ラインを選択す
るブロック選択ゲートと、 を有することを特徴とする固体撮像素子。
2. An imaging surface divided into blocks corresponding to a predetermined coding block unit, and a signal readout circuit for transmitting an image signal for each block unit divided by the imaging surface. A plurality of transfer line buffers for transferring signal charges from the block on the imaging surface in units of lines, and the plurality of signal lines for transferring one line of signal charges from the transfer line buffer. A solid-state imaging device, comprising: a horizontal transfer line provided corresponding to the transfer line of (1), and a block selection gate for selecting a horizontal transfer line for transmitting the signal charges after the transfer.
【請求項3】所定の符号化ブロック単位に対応させてブ
ロック分割された撮像面と、 この撮像面でそれぞれ分割された前記各ブロック単位毎
にそれぞれの画像信号の読み出しを行う信号読出し回路
とを有し、 前記信号読出し回路は、 前記撮像面の前記ブロックのうちから信号電荷を読み出
すブロックを選択する水平ブロック選択回路及び垂直ブ
ロック選択回路を有することを特徴とする固体撮像素
子。
3. An imaging surface divided into blocks corresponding to a predetermined coding block unit, and a signal readout circuit for reading out an image signal for each block unit divided on the imaging surface. And a signal readout circuit, comprising: a horizontal block selection circuit and a vertical block selection circuit for selecting a block from which signal charges are read out of the blocks on the imaging surface.
【請求項4】所定の符号化ブロック単位に対応させてブ
ロック分割された撮像面と、 この撮像面でそれぞれ分割された前記各ブロック単位毎
にそれぞれの画像信号の読み出しを行う信号読出し回路
と、 前記信号読出し回路により読み出した前記画像信号に対
してアナログ・ディジタル変換及び符号化処理を行うプ
ロセッサと、 を有することを特徴とする固体撮像素子。
4. An imaging surface divided into blocks corresponding to predetermined coding block units, a signal readout circuit for reading image signals for each of the block units divided on the imaging surface, A processor that performs analog-to-digital conversion and encoding processing on the image signal read by the signal reading circuit.
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