JP5398610B2 - Solid-state electronic imaging device and operation control method thereof - Google Patents

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Description

この発明は,固体電子撮像装置およびその動作制御方法に関する。   The present invention relates to a solid-state electronic imaging device and an operation control method thereof.

ディジタル・カメラでは撮像素子が用いられており,合成画像を得るためにフォトダイオードに蓄積された信号電荷を混合するものがある(特許文献1)。また,撮像素子としてC−MOSセンサを用いることが実用化されている。このようなC−MOSセンサにおいては,物体の移動の様子を特定するものがある(特許文献2)。C−MOSセンサでは,フォトダイオードに蓄積された信号電荷を1行ごとに順に読み出すために,1行ごとに露光タイミングが異なる。このために,動きのある被写体を撮像すると,歪が生じることがある(いわゆるローリング歪)。このようなローリング歪を補正するものもある(特許文献3)。   An image sensor is used in a digital camera, and there is one that mixes signal charges accumulated in a photodiode in order to obtain a composite image (Patent Document 1). In addition, the use of a C-MOS sensor as an image sensor has been put into practical use. Among such C-MOS sensors, there is one that specifies how the object moves (Patent Document 2). In the C-MOS sensor, since the signal charges accumulated in the photodiode are sequentially read out for each row, the exposure timing is different for each row. For this reason, when a moving subject is imaged, distortion may occur (so-called rolling distortion). There is also one that corrects such rolling distortion (Patent Document 3).

しかしながら,未だローリング歪を軽減するために改善の余地がある。   However, there is still room for improvement in order to reduce rolling distortion.

特開2006-270658号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2006-270658 特開2006-217213号公報JP 2006-217213 JP 特開2009-141717号公報JP 2009-141717 A

この発明は,比較的簡単にローリング歪を軽減することを目的とする。   An object of the present invention is to reduce rolling distortion relatively easily.

この発明による固体電子撮像装置は,赤色,緑色もしくは青色またはシアン,マゼンタもしくはイエローの光成分を透過する特性を有するカラー・フィルタが受光面上に形成された光電変換素子が奇数行奇数列および偶数行偶数列または奇数行偶数列および偶数行奇数列に配列され,第4n(nは0以上の整数)+1行と第4n+2行において斜め方向の2つの光電変換素子に形成されているカラー・フィルタの特性と第4n+3行と第4n+4行において斜め方向の2つの光電変換素子に形成されているカラー・フィルタの特性とがそれぞれ同じであるC−MOSセンサ,奇数行の光電変換素子に蓄積された信号電荷を第m(mは正の奇数)行から1行ずつ順に行方向に読み出し,最終行の読み出しが終了したことに応じて第1行から1行ずつ順に行方向に読み出す,あるいは第m行から1行ずつ順に行方向とは逆方向に読み出し,第1行の読み出しが終了したことに応じて最終行から1行ずつ順に行方向とは逆方向に読み出して奇数行映像信号として出力するように上記C−MOSセンサを制御する奇数行信号電荷読み出し制御手段,ならびに上記奇数行の光電変換素子に蓄積された信号電荷が第m行から1行ずつ順に行方向に読み出された場合には,偶数行の光電変換素子に蓄積された信号電荷を,第m+1行から1行ずつ行方向とは逆方向に読み出し,第1行の読み出しが終了したことに応じて最終行から1行ずつ順に行方向とは逆方向に読み出し,上記奇数行の光電変換素子に蓄積された信号電荷が第m行から1行ずつ行方向とは逆方向に読み出された場合には,偶数行の光電変換素子に蓄積された信号電荷を,第m+1行から1行ずつ順に行方向に読み出し,最終行の読み出しが終了したことに応じて第1行から1行ずつ順方向に読み出して偶数行映像信号として出力するように上記C−MOSセンサを制御する偶数行信号電荷読み出し制御手段を備えていることを特徴とする。   In the solid-state electronic imaging device according to the present invention, a photoelectric conversion element having a color filter having a characteristic of transmitting red, green or blue or cyan, magenta or yellow light components formed on the light receiving surface has odd-numbered rows, odd-numbered columns and even-numbered columns. Color filters arranged in rows even columns or odd rows even columns and even rows and odd columns and formed in two photoelectric conversion elements obliquely in the 4n (n is an integer of 0 or more) +1 and 4n + 2 rows And the characteristics of the color filters formed in the two photoelectric conversion elements in the oblique direction in the 4n + 3 and 4n + 4 lines are respectively stored in the C-MOS sensor and the odd-numbered photoelectric conversion elements. The signal charges are sequentially read from the m-th row (m is a positive odd number) row one by one in the row direction, and from the first row to the first row in response to the end of reading of the last row Read one line in the row direction, or read one line from the m-th line in the reverse direction to the row direction, and in reverse from the row direction one line at a time from the last line in response to the completion of reading the first line And the odd-numbered row signal charge reading control means for controlling the C-MOS sensor so as to output it as an odd-numbered video signal, and the signal charges accumulated in the odd-numbered photoelectric conversion elements one by one from the m-th row. When read in the row direction in order, the signal charges accumulated in the photoelectric conversion elements in the even-numbered rows are read one by one from the m + 1th row in the direction opposite to the row direction, and the reading of the first row is completed. Depending on the situation, reading from the last row one by one is performed in the direction opposite to the row direction, and the signal charges accumulated in the odd-numbered photoelectric conversion elements are read one by one from the mth row in the direction opposite to the row direction. If so, even rows The signal charges accumulated in the photoelectric conversion elements are read out in the row direction one by one from the (m + 1) th row, and read out in the forward direction one by one from the first row in response to the end of the reading of the last row. An even-numbered row signal charge readout control means for controlling the C-MOS sensor so as to output it as a signal is provided.

この発明は,上記固体電子撮像装置に適した動作制御方法も提供している。すなわち,赤色,緑色もしくは青色またはシアン,マゼンタもしくはイエローの光成分を透過する特性を有するカラー・フィルタが受光面上に形成された光電変換素子が奇数行奇数列および偶数行偶数列または奇数行偶数列および偶数行奇数列に配列され,第4n(nは0以上の整数)+1行と第4n+2行において斜め方向の2つの光電変換素子に形成されているカラー・フィルタの特性と第4n+3行と第4n+4行において斜め方向の2つの光電変換素子に形成されているカラー・フィルタの特性とがそれぞれ同じであるC−MOSセンサを備えた固体電子撮像装置の動作制御方法において,奇数行信号電荷読み出し制御手段が,奇数行の光電変換素子に蓄積された信号電荷を第m(mは正の奇数)行から1行ずつ順に行方向に読み出し,最終行の読み出しが終了したことに応じて第1行から1行ずつ順に行方向に読み出す,あるいは第m行から1行ずつ順に行方向とは逆方向に読み出し,第1行の読み出しが終了したことに応じて最終行から1行ずつ順に行方向とは逆方向に読み出して奇数行映像信号として出力するように上記C−MOSセンサを制御し,偶数行信号電荷読み出し制御手段が,上記奇数行の光電変換素子に蓄積された信号電荷が第m行から1行ずつ順に行方向に読み出された場合には,偶数行の光電変換素子に蓄積された信号電荷を,第m+1行から1行ずつ行方向とは逆方向に読み出し,第1行の読み出しが終了したことに応じて最終行から1行ずつ順に行方向とは逆方向に読み出し,上記奇数行の光電変換素子に蓄積された信号電荷が第m行から1行ずつ行方向とは逆方向に読み出された場合には,偶数行の光電変換素子に蓄積された信号電荷を,第m+1行から1行ずつ順に行方向に読み出し,最終行の読み出しが終了したことに応じて第1行から1行ずつ順方向に読み出して偶数行映像信号として出力するように上記C−MOSセンサを制御するものである。   The present invention also provides an operation control method suitable for the solid-state electronic imaging device. That is, a photoelectric conversion element in which a color filter having a characteristic of transmitting light components of red, green or blue or cyan, magenta or yellow is formed on the light receiving surface is an odd-numbered row odd-numbered column and an even-numbered row even-numbered column or an odd-numbered row even-numbered. Characteristics of the color filters formed in the two photoelectric conversion elements in the diagonal direction in the 4n (n is an integer of 0 or more) +1 row and the 4n + 2 row, and the 4n + 3 row, In an operation control method for a solid-state electronic imaging device including a C-MOS sensor having the same characteristics of color filters formed in two photoelectric conversion elements in oblique directions in the 4n + 4th row, odd-numbered row signal charge readout The control means reads out the signal charges accumulated in the odd-numbered photoelectric conversion elements in the row direction one by one from the m-th row (m is a positive odd number). Depending on the end of reading of the last row, reading from the first row one row at a time in the row direction, or reading from the mth row one row at a time in the direction opposite to the row direction, reading of the first row is completed In response to this, the C-MOS sensor is controlled so as to read out one row at a time from the last row in the direction opposite to the row direction and output as an odd row video signal, and the even row signal charge read control means has the odd number. When the signal charges accumulated in the photoelectric conversion elements in the rows are read in the row direction one by one from the m-th row, the signal charges accumulated in the photoelectric conversion elements in the even-numbered rows are changed to 1 from the (m + 1) -th row. Each row is read in the direction opposite to the row direction, and in response to the end of reading the first row, the rows are read one by one from the last row in the direction opposite to the row direction, and stored in the odd-numbered photoelectric conversion elements. Signal charge is 1 row from the m-th row When read in the direction opposite to the one row direction, the signal charges accumulated in the photoelectric conversion elements in the even number rows are read in the row direction one by one from the (m + 1) th row, and the reading of the last row is completed. Accordingly, the C-MOS sensor is controlled so as to read out from the first row one by one in the forward direction and output it as an even-numbered video signal.

この発明によると,C−MOSセンサからは奇数行の光電変換素子に蓄積された信号電荷にもとづいて得られる奇数行映像信号と偶数行の光電変換素子に蓄積された信号電荷にもとづいて得られる偶数行と映像信号とが得られる。奇数行映像信号によって表される画像(奇数行画像)は,すべての行の光電変換素子に蓄積された信号電荷にもとづいて得られる映像信号によって表される画像の奇数行の画素から構成される画像である。また,偶数行映像信号によって表される画像(偶数行画像)は,すべての行の光電変換素子に蓄積された信号電荷にもとづいて得られる映像信号によって表される画像の偶数行の画素から構成される画像である。これらの2つの奇数行画像と偶数行画像とはほぼ同じと見なせる。画像の半分を奇数行画像の半分を利用し,画像の残りの半分を偶数行画像を利用して画像合成すると,C−MOSセンサのすべての光電変換素子に蓄積された信号電荷を読み出して画像を生成する場合に比べて,画像を生成するのに必要な時間が短くなる。したがって,ローリング歪が軽減される。   According to the present invention, the C-MOS sensor is obtained based on the odd-numbered video signal obtained based on the signal charges accumulated in the odd-numbered photoelectric conversion elements and the signal charge accumulated in the even-numbered photoelectric conversion elements. Even rows and video signals are obtained. An image represented by an odd-numbered video signal (odd-numbered image) is composed of pixels in odd-numbered rows of an image represented by a video signal obtained based on signal charges accumulated in photoelectric conversion elements in all rows. It is an image. An image represented by an even-numbered video signal (even-numbered row image) is composed of pixels in even-numbered rows of an image represented by a video signal obtained on the basis of signal charges accumulated in photoelectric conversion elements of all rows. It is an image to be. These two odd row images and even row images can be regarded as substantially the same. When half of the image is synthesized using half of the odd-numbered row image and the other half of the image is synthesized using the even-numbered row image, the signal charges accumulated in all the photoelectric conversion elements of the C-MOS sensor are read and the image is read. The time required to generate an image is shorter than when generating. Therefore, rolling distortion is reduced.

被写体が所定以上の速さの動きを有するかどうかを判定する動き判定手段,および上記動き判定手段によって被写体が所定以上の速さの動きを有すると判定されたことに応じて,上記奇数行信号読み出し制御手段の制御のもとに得られる奇数行映像信号によって表わされる奇数行画像の上半分または下半分と,上記偶数行信号読み出し制御手段の制御のもとに得られる偶数行映像信号によって表わされる偶数行画像の下半分または上半分とから1フレームの画像を生成する画像生成手段をさらに備えてもよい。   A motion determining means for determining whether or not the subject has a motion with a speed greater than or equal to a predetermined speed, and the odd-numbered row signal when the motion determining means determines that the subject has a motion with a speed with a speed greater than or equal to a predetermined speed. Expressed by the upper or lower half of the odd-numbered row image represented by the odd-numbered row video signal obtained under the control of the readout control means and the even-numbered row video signal obtained under the control of the even-numbered row signal readout control means. An image generation means for generating an image of one frame from the lower half or the upper half of the even-numbered line image may be further provided.

被写体の移動方向を検出する移動方向検出手段をさらに備えてもよい。この場合,上記移動方向検出手段によって,向かって左方向に被写体が移動していることが検出されたことに応じて,上記奇数行信号電荷読み出し制御手段は,第1行の光電変換素子または最終行の光電変換素子から信号電荷を読み出すように上記C−MOSセンサを制御することとなろう。   You may further provide the moving direction detection means which detects the moving direction of a to-be-photographed object. In this case, in response to the movement direction detection means detecting that the subject is moving in the left direction toward the left, the odd-numbered row signal charge read-out control means sends the photoelectric conversion element in the first row or the final row. The C-MOS sensor will be controlled so as to read out signal charges from the photoelectric conversion elements in the row.

上記移動方向検出手段によって,向かって左方向以外の方向に被写体が移動していることが検出されたことに応じて,上記奇数行信号電荷読み出し制御手段は,上記C−MOSセンサの光電変換素子のすべての行の半分の行の光電変換素子から信号電荷を読み出すものとしてもよい。   When the moving direction detecting means detects that the subject is moving in a direction other than the left direction, the odd-numbered row signal charge reading control means is configured to detect the photoelectric conversion element of the C-MOS sensor. The signal charges may be read from the photoelectric conversion elements in half of all the rows.

C−MOSの模式図を示している。The schematic diagram of C-MOS is shown. C−MOSの読み出し順序を示している。The C-MOS read order is shown. C−MOSの回路図を示している。The circuit diagram of C-MOS is shown. C−MOSの読み出し順序を示している。The C-MOS read order is shown. 合成画像が生成される様子を示している。It shows how a composite image is generated. ディジタル・カメラの電気的構成を示している。2 shows the electrical configuration of a digital camera. ディジタル・カメラの処理手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process sequence of a digital camera. C−MOSの読み出し順序を示している。The C-MOS read order is shown. C−MOSの読み出し順序を示している。The C-MOS read order is shown. ディジタル・カメラの処理手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process sequence of a digital camera. ディジタル・カメラの処理手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process sequence of a digital camera. 被写体像の一例である。It is an example of a to-be-photographed image. 被写体像の一例である。It is an example of a to-be-photographed image.

図1は,この発明の実施例を示すもので,C−MOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)センサ40の一部分の模式図を示している。   FIG. 1 shows an embodiment of the present invention and shows a schematic diagram of a part of a C-MOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) sensor 40.

C−MOSセンサ40には,行方向および列方向に多数のフォトダイオード2および3が配列されている。奇数行に配列されているフォトダイオード2に符号「2」が付され,偶数行に配列されているフォトダイオード3に符号「3」が付されている。この実施例では,奇数行奇数列および偶数行偶数列にフォトダイオード2または3が配列されているが,奇数行偶数列および偶数行奇数列にフォトダイオード2または3が配列されるようにしてもよい。   In the C-MOS sensor 40, a large number of photodiodes 2 and 3 are arranged in the row direction and the column direction. The photodiodes 2 arranged in the odd rows are denoted by “2”, and the photodiodes 3 disposed in the even rows are denoted by “3”. In this embodiment, the photodiodes 2 or 3 are arranged in odd rows and odd columns and even rows and even columns, but photodiodes 2 or 3 may be arranged in odd rows and even columns and even rows and odd columns. Good.

フォトダイオード2または3の受光面上には,赤色成分,緑色成分または青色成分の光成分を透過する特性を有するカラー・フィルタが形成されている。赤色の光成分を透過するフィルタには「R」または「r」の符号が付され,緑色の光成分を透過するフィルタには「G」または「g」の符号が付され,青色の光成分を透過するフィルタには「B」または「b」の符号が付されている。第4n(nは0以上の整数)+1行と第4n+2行とにおいて斜め方向の2つの光電変換素子に形成されているカラー・フィルタの特性と第4n+3行と第4n+4行とにおいて斜め方向の2つのフォトダイオード2および3に形成されているカラー・フィルタの特性とがそれぞれ同じである。赤色成分,緑色成分または青色成分の光成分を透過する特性を有するカラー・フィルタの代わりに,シアン成分,マゼンタ成分またはイエロー成分の光成分を透過する特性を有するカラー・フィルタを設けてもよい。そのような場合であっても,上述のように,斜め方向の2つの光電変換素子に形成されているカラー・フィルタの特性は同じものとされる。   On the light receiving surface of the photodiode 2 or 3, a color filter having a characteristic of transmitting a red component, a green component, or a blue component is formed. Filters that transmit red light components are labeled with “R” or “r”, filters that transmit green light components are labeled with “G” or “g”, and blue light components The filter that passes through is labeled “B” or “b”. Characteristics of the color filters formed in the two photoelectric conversion elements in the diagonal direction in the 4nth (n is an integer of 0 or more) +1 row and the 4n + 2th row, and 2 in the diagonal direction in the 4n + 3th row and the 4n + 4th row. The characteristics of the color filters formed in the two photodiodes 2 and 3 are the same. Instead of a color filter having a characteristic of transmitting a red component, a green component, or a blue component, a color filter having a characteristic of transmitting a cyan component, a magenta component, or a yellow component may be provided. Even in such a case, as described above, the characteristics of the color filters formed in the two photoelectric conversion elements in the oblique direction are the same.

図2は,C−MOSセンサ40の読み出し順序を示している。   FIG. 2 shows the reading order of the C-MOS sensor 40.

この実施例では,奇数行のフォトダイオード2に蓄積された信号電荷は,第1行から順に(1行置きに)行方向に読み出される。これに対して,偶数行のフォトダイオード2に蓄積された信号電荷は,一番下の最終行から順に(1行置きに)行方向とは逆の方向に読み出される。奇数行のフォトダイオード2に蓄積された信号電荷にもとづいて得られる画像を奇数行画像4,偶数行のフォトダイオード3に蓄積された信号電荷にもとづいて得られる画像を偶数行画像5ということにする。   In this embodiment, the signal charges accumulated in the photodiodes 2 in the odd-numbered rows are read in the row direction in order from the first row (every other row). On the other hand, the signal charges accumulated in the photodiodes 2 in the even-numbered rows are read in the direction opposite to the row direction in order (every other row) from the bottom last row. An image obtained based on the signal charges accumulated in the odd-numbered photodiodes 2 is referred to as an odd-numbered image 4, and an image obtained based on the signal charges accumulated in the even-numbered photodiodes 3 is referred to as an even-numbered image 5. To do.

このように,この実施例では,C−MOSセンサ40を用いて行われる一回の撮像により,奇数行画像4と偶数行画像5とが得られる。この実施例では,図1から分かるように,第4n(nは0以上の整数)+1行と第4n+2行において斜め方向の2つの光電変換素子に形成されているカラー・フィルタの特性と第4n+3行と第4n+4行において斜め方向の2つの光電変換素子に形成されているカラー・フィルタの特性とがそれぞれ同じであるので,奇数行画像4と偶数行画像5との各画素の色特性(C−MOSセンサ40のカラー・フィルタ)の出現順序は同じとなる。   As described above, in this embodiment, the odd-numbered row image 4 and the even-numbered row image 5 are obtained by one imaging performed using the C-MOS sensor 40. In this embodiment, as can be seen from FIG. 1, the characteristics of the color filter formed in the two photoelectric conversion elements in the oblique direction in the 4n (n is an integer of 0 or more) +1 row and the 4n + 2 row and the 4n + 3 Since the characteristics of the color filters formed in the two photoelectric conversion elements in the oblique direction in the row and the 4n + 4th row are the same, the color characteristics (C of each pixel in the odd row image 4 and the even row image 5 are the same. The appearance order of the color filter of the MOS sensor 40 is the same.

図3は,C−MOSセンサ40の回路図である。   FIG. 3 is a circuit diagram of the C-MOS sensor 40.

上述した奇数行のフォトダイオード2には,第1のFET(Field effect transistor)21のソース端子が接続されている。第1のFET21のゲート端子には,読み出しライン25が接続されている。第1のFET21のドレイン端子には,第2のFET22のソース端子および第3のFET23のゲート端子が接続されている。第2のFET22のゲート端子およびソース端子には,リセット・ライン24およびドレイン・ライン26がそれぞれ接続されている。第3のFET23のドレイン端子およびソース端子には信号ライン27およびドレイン・ライン26が接続されている。これらのフォトダイオード2および第1から第3のFET21から23が奇数画像の1画素に対応する。これらのフォトダイオード2および第1から第3のFET21から23のひとまとまりを,奇数行画素部20と呼ぶこととする。   A source terminal of a first field effect transistor (FET) 21 is connected to the photodiodes 2 in the odd rows described above. A read line 25 is connected to the gate terminal of the first FET 21. The drain terminal of the first FET 21 is connected to the source terminal of the second FET 22 and the gate terminal of the third FET 23. A reset line 24 and a drain line 26 are connected to the gate terminal and the source terminal of the second FET 22, respectively. A signal line 27 and a drain line 26 are connected to the drain terminal and the source terminal of the third FET 23. The photodiode 2 and the first to third FETs 21 to 23 correspond to one pixel of the odd image. A group of the photodiode 2 and the first to third FETs 21 to 23 is referred to as an odd-numbered pixel unit 20.

同様に,上述した偶数行のフォトダイオード3には,第1のFET(Field effect transistor)31のソース端子が接続されている。第1のFET31のゲート端子には,読み出しライン35が接続されている。第1のFET31のドレイン端子には,第2のFET32のソース端子および第3のFET33のゲート端子が接続されている。第2のFET32のゲート端子およびソース端子には,リセット・ライン34およびドレイン・ライン36がそれぞれ接続されている。第3のFET33のドレイン端子およびソース端子には信号ライン37およびドレイン・ライン36が接続されている。これらのフォトダイオード3および第1から第3のFET31から33が偶数画像の1画素に対応する。これらのフォトダイオード3および第1から第3のFET31から33のひとまとまりを,偶数行画素部30と呼ぶこととする。   Similarly, the source terminals of first field effect transistors (FETs) 31 are connected to the photodiodes 3 in the even rows. A read line 35 is connected to the gate terminal of the first FET 31. The drain terminal of the first FET 31 is connected to the source terminal of the second FET 32 and the gate terminal of the third FET 33. A reset line 34 and a drain line 36 are connected to the gate terminal and the source terminal of the second FET 32, respectively. A signal line 37 and a drain line 36 are connected to the drain terminal and the source terminal of the third FET 33. The photodiode 3 and the first to third FETs 31 to 33 correspond to one pixel of the even image. A group of the photodiode 3 and the first to third FETs 31 to 33 is referred to as an even-numbered row pixel unit 30.

信号ライン27および37の一端には定電流源28および38が接続されている。   Constant current sources 28 and 38 are connected to one ends of the signal lines 27 and 37.

第1のシフト・レジスタ25は,奇数行のフォトダイオード2への電荷の蓄積,排出を制御するもので,リセット・ライン24および読み出しライン25が接続されている。第1のシフト・レジスタ25から1行ずつ順に行方向にリセット・ライン24および読み出しライン25にリセット・パルスおよび読み出しパルスが出力することにより,奇数行のフォトダイオード2に蓄積された不要電荷がドレインから掃き出される。第1のシフト・レジスタ25から1行ずつ行方向に読み出しライン25に読み出しパルスが出力することにより,奇数行のフォトダイオード2に蓄積された信号電荷が信号ライン27から奇数行画像を表す第1の映像信号として出力される。   The first shift register 25 controls the accumulation and discharge of charges in the odd-numbered photodiodes 2, and the reset line 24 and the readout line 25 are connected to the first shift register 25. Unnecessary charges accumulated in the odd-numbered photodiodes 2 are drained by outputting reset pulses and readout pulses to the reset line 24 and readout line 25 in the row direction in order from the first shift register 25. Swept from. By outputting a read pulse from the first shift register 25 to the read line 25 in the row direction one row at a time, the signal charges accumulated in the photodiodes 2 in the odd rows represent the first image representing the odd row images from the signal lines 27. Are output as video signals.

第2のシフト・レジスタ35は,偶数行のフォトダイオード3への電荷の蓄積,排出を制御するもので,リセット・ライン34および読み出しライン35が接続されている。第2のシフト・レジスタ35から1行ずつ順に行方向にリセット・ライン34および読み出しライン35にリセット・パルスおよび読み出しパルスが出力することにより,偶数行のフォトダイオード3に蓄積された不要電荷がドレインから掃き出される。第2のシフト・レジスタ35から1列ずつ列方向に読み出しライン35に読み出しパルスが出力することにより,偶数行のフォトダイオード2に蓄積された信号電荷が信号ライン37から偶数行画像を表す第2の映像信号として出力される。   The second shift register 35 controls the accumulation and discharge of charges to the photodiodes 3 in even rows, and is connected to the reset line 34 and the readout line 35. Unnecessary charges accumulated in the photodiodes 3 in the even rows are drained by outputting reset pulses and readout pulses to the reset line 34 and the readout line 35 in the row direction in order from the second shift register 35. Swept from. By outputting a read pulse from the second shift register 35 to the read line 35 in the column direction one column at a time, the signal charges accumulated in the photodiodes 2 in the even rows represent the second row images representing the even row images from the signal lines 37. Are output as video signals.

図4は,C−MOSセンサ40のフォトダイオード2または3の露光時間を示している。   FIG. 4 shows the exposure time of the photodiode 2 or 3 of the C-MOS sensor 40.

上述したように,奇数行のフォトダイオード2に蓄積された信号電荷は,第1行から順に(1行置きに)行方向に読み出される。これに対して,偶数行のフォトダイオード2に蓄積された信号電荷は,一番下の最終行から順に(1行置きに)行方向とは逆の方向に読み出される。C−MOSセンサ40の行数はN+1行とする。奇数行の露光時間と偶数行の露光時間とを区別できるようにするために,奇数行の露光時間には「奇」の文字が付され,偶数行の露光時間には「偶」の文字が付されている。   As described above, the signal charges accumulated in the photodiodes 2 in the odd-numbered rows are read in the row direction sequentially (every other row) from the first row. On the other hand, the signal charges accumulated in the photodiodes 2 in the even-numbered rows are read in the direction opposite to the row direction in order (every other row) from the bottom last row. The number of rows of the C-MOS sensor 40 is N + 1. To make it possible to distinguish between the exposure time for odd lines and the exposure time for even lines, the odd-numbered exposure time is marked with "odd" and the even-numbered exposure time is marked with "even". It is attached.

奇数行のフォトダイオード2だけを考えた場合,第1行のフォトダイオード2は,時刻t1から時刻t3の間が露光時間となる。第3行のフォトダイオード2は,時刻t2から時刻t4となる。第1行のフォトダイオード2の露光開始タイミングは時刻t1であるのに対し,第3行のフォトダイオード2の露光開始タイミングは時刻t2であり,第1行の露光開始タイミングである時刻t1よりも時刻Δtだけずれる。第5行以下の各行のフォトダイオード2の露光開始タイミングも,それぞれの行の直前の奇数行のフォトダイオード2の露光開始タイミングよりも時刻Δtだけずれる。第N行の奇数行のフォトダイオード2の露光開始タイミングは,時刻t(N+1)となり,第1行のフォトダイオード2の露光開始タイミングである時刻tよりもT1=t(N+1)−t1だけの時刻ずれる。   When only the odd-numbered photodiodes 2 are considered, the exposure time for the photodiodes 2 in the first row is from time t1 to time t3. The photodiodes 2 in the third row are from time t2 to time t4. The exposure start timing of the photodiodes 2 in the first row is time t1, whereas the exposure start timing of the photodiodes 2 in the third row is time t2, which is higher than the time t1 that is the exposure start timing of the first row. It is shifted by time Δt. The exposure start timing of the photodiodes 2 in the fifth and subsequent rows is also shifted by a time Δt from the exposure start timing of the photodiodes 2 in the odd-numbered rows immediately before the respective rows. The exposure start timing of the odd-numbered photodiodes 2 in the N-th row is time t (N + 1), which is T1 = t (N + 1) −t1 from the time t that is the exposure start timing of the photodiodes 2 in the first row. The time is off.

上述のように,偶数行のフォトダイオード3は,最終行から上方向(行方向とは逆の方向)に向かって信号電荷が読み出される。最終行である第N+1行のフォトダイオード3は,時刻t1から時刻t3の間が露光時間となる。第N−1行のフォトダイオード3は,時刻t2から時刻t4となる。奇数行のフォトダイオード3の信号電荷の読み出しと同様に,各行のフォトダイオード3の露光開始タイミングも,直前に露光開始する偶数行のフォトダイオード3の露光開始タイミングよりも時刻Δtだけずれる。第2行の偶数行のフォトダイオード3の露光開始タイミングは,時刻t(N+1)となり,第N+1行のフォトダイオード3の露光開始タイミングである時刻tよりもT1=t(N+1)−t1だけの時刻ずれる。   As described above, the signal charges are read from the photodiodes 3 in the even-numbered rows in the upward direction (the direction opposite to the row direction) from the last row. The photodiode 3 in the (N + 1) th row, which is the last row, has an exposure time from time t1 to time t3. The photodiodes 3 in the (N−1) th row are from time t2 to time t4. Similar to the readout of the signal charges of the odd-numbered photodiodes 3, the exposure start timing of the photodiodes 3 in each row is also shifted by the time Δt from the exposure start timing of the even-numbered photodiodes 3 that start exposure immediately before. The exposure start timing of the photodiodes 3 in the even-numbered rows of the second row is time t (N + 1), which is only T1 = t (N + 1) −t1 from the time t that is the exposure start timing of the photodiodes 3 in the N + 1-th row. The time is off.

この実施例では,すべての奇数行のフォトダイオード2の上半分に蓄積された信号電荷によって表される画像(1フレームの上半分の画像)と,すべての偶数行のフォトダイオード3の下半分に蓄積された信号電荷によって表される画像(1フレームの下半分の画像)とが合成されて1フレームの画像が生成される。すなわち,奇数行については第1行からN/2行までのフォトダイオード2に蓄積された信号電荷と,偶数行については第(N+1)/2行から第(N+1)行までのフォトダイオード3に蓄積された信号電荷とから1フレームの画像が生成される。奇数行の第1行または偶数行の第N+1行の露光開始タイミングである時刻t1から奇数行の第N/2行または偶数行の第(N+1)/2行の露光開始タイミングまでの時刻のずれは,(T1)/2=t1−t(N/2)となり,比較的短くなる。そのためにローリング歪が軽減される。奇数行画像の下半分の画像と偶数行画像の上半分の画像とを合成してもよい。   In this embodiment, an image (upper half image of one frame) represented by the signal charges accumulated in the upper half of the photodiodes 2 in all odd rows and the lower half of the photodiodes 3 in all even rows. The image represented by the accumulated signal charge (the lower half image of one frame) is combined to generate an image of one frame. That is, the signal charges accumulated in the photodiodes 2 from the first row to the N / 2 rows for the odd rows and the photodiodes 3 from the (N + 1) / 2 rows to the (N + 1) rows for the even rows. An image of one frame is generated from the accumulated signal charges. Time lag from time t1 which is the exposure start timing of the odd-numbered first row or even-numbered row to the (N + 1) -th row to the exposure start timing of odd-numbered row N / 2 or the even-numbered (N + 1) / 2-th row Becomes (T1) / 2 = t1-t (N / 2), which is relatively short. Therefore, rolling distortion is reduced. The lower half image of the odd row image and the upper half image of the even row image may be combined.

図5は,画像合成が行われる様子を示している。   FIG. 5 shows how image synthesis is performed.

上述したように,奇数行画像51を構成する上半分の画像52と下半分の画像53とのうちの上半分の画像52と,偶数行画像61を構成する上半分の画像62と下半分の画像63とのうちの下半分の画像63とが合成されて合成画像70が得られる。この合成画像70は,ローリング歪が軽減されたものとなる。   As described above, the upper half image 52 of the upper half image 52 and the lower half image 53 constituting the odd row image 51, and the upper half image 62 and the lower half of the even row image 61 are constituted. The synthesized image 70 is obtained by synthesizing the lower half image 63 of the image 63. The composite image 70 has reduced rolling distortion.

図6は,ディジタル・カメラの電気的構成を示すブロック図である。   FIG. 6 is a block diagram showing the electrical configuration of the digital camera.

ディジタル・カメラの全体の動作は,制御装置43によって統括される。   The overall operation of the digital camera is controlled by the control device 43.

ディジタル・カメラには上述したC−MOSセンサ40が含まれている。このC−MOSセンサ40は,読み出し制御装置41によって読み出しが制御される。撮像モードではC−MOSセンサ40によって一定周期で被写体が撮像されており,いわゆるスルー画が一定周期で得られる。C−MOSセンサ40からは,上述したように,奇数像画像を表す第1の映像信号と偶数行画像を表す第2の映像信号とが一定周期で出力されることとなる。これらの第1の映像信号および第2の映像信号は,被写体動き検出装置42に入力する。被写体に動きがある場合には,奇数像画像によって表される被写体の形状と偶数行画像によって表される被写体の形状とが変わる。奇数像画像によって表される被写体の形状と偶数行画像によって表される被写体の形状とが異なることにより,被写体に動きがあることがわかる。また,被写体動き検出装置42には,撮像装置が含まれており,その撮像装置によって被写体が2回撮像される。その2回の撮像によって得られた2フレームの被写体像から被写体の動き方向が検出される。被写体動き検出装置42から出力された動き量および動き方向を示すデータは,制御装置43に入力する。   The digital camera includes the C-MOS sensor 40 described above. Reading of the C-MOS sensor 40 is controlled by a reading control device 41. In the imaging mode, the subject is imaged at a constant cycle by the C-MOS sensor 40, and so-called through images are obtained at a constant cycle. As described above, the C-MOS sensor 40 outputs the first video signal representing the odd-numbered image and the second video signal representing the even-numbered row image at a constant cycle. These first video signal and second video signal are input to the subject motion detection device 42. When the subject moves, the shape of the subject represented by the odd-numbered image and the shape of the subject represented by the even-numbered row image change. It can be seen that the subject has a movement because the shape of the subject represented by the odd image and the shape of the subject represented by the even row image are different. The subject motion detection device 42 includes an imaging device, and the subject is imaged twice by the imaging device. The direction of movement of the subject is detected from the two frames of the subject image obtained by the two imaging operations. Data indicating the amount and direction of movement output from the subject movement detection device 42 is input to the control device 43.

奇数像画像は,上述のように奇数行のフォトダイオード2を上の行から下の行に向かって順に信号電荷が読み出されたものにもとづいて得られるものであるのに対し,偶数行画像は,偶数行のフォトダイオード3が下の行から上の行に向かって順に信号電荷が読み出されたものにもとづいて得られるものである。このために,被写体に動きがある場合には,奇数行画像によって表される被写体像と偶数行画像によって表される被写体像との間にずれが生じ,そのずれから被写体の動き量(所定以上の速さの動きがあるか,動き速度,動きの有無)が検出される。たとえば,水平方向に移動している被写体を撮像した場合,奇数行画像は下の画像部分ほど水平方向への歪が大きくなるのに対し,偶数行画像は上の画像部分ほど水平方向への歪が大きくなる。このように歪の部分または歪の無い部分を比較することにより被写体の動き量を算出できる。動き量をそれぞれ表すデータは制御装置43に入力する。   The odd-numbered image is obtained based on the signal charges read out in order from the upper row to the lower row of the photodiodes 2 in the odd-numbered row as described above, whereas the even-numbered row image is obtained. Is obtained on the basis of the signal charges read out in order from the lower row to the upper row of the photodiodes 3 in the even rows. For this reason, when the subject moves, a shift occurs between the subject image represented by the odd-numbered row image and the subject image represented by the even-numbered row image. Whether there is a movement at a speed, movement speed, presence / absence of movement). For example, when an object moving in the horizontal direction is imaged, the odd-line image is more distorted in the horizontal direction in the lower image part, whereas the even-line image is distorted in the horizontal direction in the upper image part. Becomes larger. Thus, the amount of motion of the subject can be calculated by comparing the distorted portion or the non-distorted portion. Data representing the amount of movement is input to the control device 43.

シャッタ・レリーズ・ボタン(図示略)が押されると,C−MOSセンサ40によって被写体が撮像され,C−MOSセンサ40から奇数行画像を表す第1の映像信号と偶数行画像を表す第2の映像信号とが出力される。C−MOSセンサ40から出力された第1の映像信号と第2の映像信号とは,画像合成/選択装置44に入力する。   When a shutter release button (not shown) is pressed, the subject is imaged by the C-MOS sensor 40, and the first video signal representing the odd-numbered row image and the second image representing the even-numbered row image from the C-MOS sensor 40. Video signal is output. The first video signal and the second video signal output from the C-MOS sensor 40 are input to the image composition / selection device 44.

画像合成/選択装置44には,制御装置43から画像合成/選択信号も入力する。被写体動き検出装置42によって被写体の動きが検出された場合には,上述したように,奇数行画像の上半分の画像と偶数行画像の下半分の画像とから1フレームの合成画像が生成するような画像合成/選択信号が画像合成/選択装置44に入力する。これに対して,被写体の動きが検出されなかった場合には,第1の映像信号または第2の映像信号のいずれか一方(両方でもよい)の映像信号が出力するような画像合成/選択信号が画像合成/選択装置44に入力する。   The image composition / selection device 44 also receives an image composition / selection signal from the control device 43. When the movement of the subject is detected by the subject motion detection device 42, as described above, a composite image of one frame is generated from the upper half image of the odd row image and the lower half image of the even row image. The image composition / selection signal is input to the image composition / selection device 44. On the other hand, when the movement of the subject is not detected, the image composition / selection signal is such that either the first video signal or the second video signal (or both) is output. Is input to the image composition / selection device 44.

画像合成/選択装置44から出力された映像信号が信号処理装置45において所定の信号処理が行われる。信号処理装置45から出力された映像信号(画像データ)は,記録制御装置46によってメモリ・カード47に記録される。   The video signal output from the image composition / selection device 44 is subjected to predetermined signal processing in the signal processing device 45. The video signal (image data) output from the signal processing device 45 is recorded on the memory card 47 by the recording control device 46.

図7は,ディジタル・カメラの処理手順を示すフローチャートである。   FIG. 7 is a flowchart showing the processing procedure of the digital camera.

上述のようにシャッタ・レリーズ・ボタンが押され,被写体が撮像されると,C−MOSセンサ40の奇数行のフォトダイオード2については第1行から順に行方向に信号電荷が読み出され(走査され),偶数行のフォトダイオード3については最終行から上の行に向かって信号電荷が読み出される(ステップ81)。   When the shutter release button is pressed and the subject is imaged as described above, the signal charges are read in the row direction in order from the first row for the photodiodes 2 in the odd-numbered rows of the C-MOS sensor 40 (scanning). In the even-numbered photodiodes 3, signal charges are read from the last row to the upper row (step 81).

高速に動く被写体(または単に動く被写体)が検出された場合には(ステップ82でYES),奇数行画像の上半分(下半分でもよい)の画像と偶数行画像の下半分(上半分でもよい)の画像とが合成されて合成画像が得られる(ステップ83)。高速に動く被写体(または単に動く被写体)が検出されなかった場合には(ステップ82でNO),奇数行画像または偶数行画像のどちらを記録するかが選択される(ステップ84)。   If a fast moving subject (or simply a moving subject) is detected (YES in step 82), the upper half (or lower half) of the odd-numbered image and the lower half (upper half) of the even-numbered row image may be used. ) And the synthesized image are obtained (step 83). If a fast moving subject (or simply a moving subject) is not detected (NO in step 82), it is selected whether to record an odd row image or an even row image (step 84).

合成画像または選択された奇数行画像または偶数行画像がメモリ・カードに記録される(ステップ85)。   The composite image or the selected odd row image or even row image is recorded on the memory card (step 85).

図8から図10は,他の実施例を示している。   8 to 10 show another embodiment.

図8は,C−MOSセンサ40の読み出し順序を示している。   FIG. 8 shows the reading order of the C-MOS sensor 40.

この実施例では,奇数行のフォトダイオード2は真ん中の行であるN/2行から上方向に読み出され,第1行のフォトダイオード2が読み出されると,最終行のフォトダイオード2から上方向に読み出される。また,偶数行のフォトダイオード3は真ん中の行である(N+1)/2行からから行方向(下方向)に読み出され,最終行のフォトダイオード3が読み出されると,第2行のフォトダイオード3から行方向に読み出される。   In this embodiment, the odd-numbered photodiodes 2 are read upward from the middle row N / 2, and when the first row of photodiodes 2 is read, the photodiodes 2 in the last row are read upward. Is read out. Further, the photodiodes 3 in the even-numbered rows are read from the middle row (N + 1) / 2 rows in the row direction (downward), and when the photodiodes 3 in the last row are read out, the photodiodes in the second row 3 is read out in the row direction.

図9は,C−MOSセンサ40のフォトダイオード2または3での露光時間を示している。この図においても図4に示すものと同様に,奇数行の露光時間と偶数行の露光時間とを区別できるようにするために,奇数行の露光時間には「奇」の文字が付され,偶数行の露光時間には「偶」の文字が付されている。   FIG. 9 shows the exposure time in the photodiode 2 or 3 of the C-MOS sensor 40. In this figure as well, as shown in FIG. 4, in order to distinguish between the exposure time for odd-numbered lines and the exposure time for even-numbered lines, the odd-numbered line exposure times are marked with “odd” characters. “Even” characters are added to the exposure time of even lines.

奇数行のフォトダイオード2だけを考えた場合,N/2行のフォトダイオード2は,時刻t1から時刻t3の間が露光時間となる。(N−2)/2行のフォトダイオード2は,時刻t2から時刻t4となる。上述したように,各行のフォトダイオード2の露光開始タイミングは,それぞれの行の直前の奇数行のフォトダイオード2の露光開始タイミングよりも時刻Δtだけずれる。   When only the odd-numbered photodiodes 2 are considered, the exposure time for the photodiodes 2 in the N / 2-th line is from time t1 to time t3. The photodiodes 2 in the (N-2) / 2 rows are from time t2 to time t4. As described above, the exposure start timing of the photodiodes 2 in each row is shifted by the time Δt from the exposure start timing of the odd-numbered photodiodes 2 immediately before each row.

偶数行のフォトダイオード3は,真ん中の行である第(N+1)/2行から行方向に順に読み出される。各行のフォトダイオード3の露光開始タイミングも,直前に露光開始する偶数行のフォトダイオード3の露光開始タイミングよりも時刻Δtだけずれる。   The photodiodes 3 in the even-numbered rows are sequentially read in the row direction from the (N + 1) / 2th row which is the middle row. The exposure start timing of the photodiodes 3 in each row is also shifted by the time Δt from the exposure start timing of the photodiodes 3 in the even-numbered rows that start exposure immediately before.

この実施例においても,すべての奇数行のフォトダイオード2の上半分に蓄積された信号電荷によって表される画像(1フレームの上半分の画像)と,すべての偶数行のフォトダイオード3の下半分に蓄積された信号電荷によって表される画像(1フレームの下半分の画像)とが合成されて1フレームの画像が生成される。すなわち,奇数行については第1行からN/2行までのフォトダイオード2に蓄積された信号電荷と,偶数行については第(N+1)/2行から第(N+1)行までのフォトダイオード3に蓄積された信号電荷とから1フレームの画像が生成される。上述のように奇数行のフォトダイオード2および偶数行のフォトダイオード3の最初の行の露光開始タイミングである時刻t1から1フレームの合成画像が得られるための行(奇数行については第1行,偶数行については最終行)の露光開始タイミングまでの時刻のずれは,ら図4に示すものと同様に(T1)/2=t1−t(N/2)となり,比較的短くなる。そのためにローリング歪が軽減される。   Also in this embodiment, the image (the upper half image of one frame) represented by the signal charges accumulated in the upper half of the photodiodes 2 in all odd rows and the lower half of the photodiodes 3 in all even rows. Are combined with the image (the lower half image of one frame) represented by the signal charge accumulated in the frame to generate an image of one frame. That is, the signal charges accumulated in the photodiodes 2 from the first row to the N / 2 rows for the odd rows and the photodiodes 3 from the (N + 1) / 2 rows to the (N + 1) rows for the even rows. An image of one frame is generated from the accumulated signal charges. As described above, a row for obtaining a composite image of one frame from time t1, which is the exposure start timing of the first row of the odd-numbered photodiodes 2 and the even-numbered photodiodes 3 (the first row for the odd-numbered rows, The time lag until the exposure start timing for the even-numbered row is (T1) / 2 = t1-t (N / 2), which is relatively short, as shown in FIG. Therefore, rolling distortion is reduced.

図10は,ディジタル・カメラの処理手順を示すフローチャートである。この図において,図7に示す処理と同じ処理については同じ符号が付されている。   FIG. 10 is a flowchart showing the processing procedure of the digital camera. In this figure, the same processes as those shown in FIG.

上述のようにシャッタ・レリーズ・ボタンが押され,被写体が撮像されると,C−MOSセンサ40の奇数行のフォトダイオード2については真ん中の行から上方向に信号電荷が読み出され(走査され),第1行のフォトダイオード2が読み出されると,最終行のフォトダイオード2から上方向に信号電荷が読み出される。偶数行のフォトダイオード3については真ん中の行から行方向に向かって信号電荷が読み出され,最終行のフォトダイオード3が読み出されると第2行のフォトダイオード3から順に行方向に向かって信号電荷が読み出される(ステップ81A)。このようにして,奇数行画像と偶数行画像が得られる。   When the shutter release button is pressed and the subject is imaged as described above, the signal charges are read (scanned) upward from the middle row of the photodiodes 2 of the odd-numbered rows of the C-MOS sensor 40. ), When the photodiodes 2 in the first row are read, the signal charges are read upward from the photodiodes 2 in the last row. For even-numbered photodiodes 3, signal charges are read in the row direction from the middle row, and when the last row of photodiodes 3 is read, the signal charges are sequentially read in the row direction from the photodiodes 3 in the second row. Is read (step 81A). In this way, an odd line image and an even line image are obtained.

高速に動く被写体(または単に動く被写体)が検出された場合には(ステップ82でYES),奇数行画像の上半分(下半分でもよい)の画像と偶数行画像の下半分(上半分でもよい)の画像とが合成されて合成画像が得られる(ステップ83)。高速に動く被写体(または単に動く被写体)が検出されなかった場合には(ステップ82でNO),奇数行画像または偶数行画像のどちらを記録するかが選択される(ステップ84)。   If a fast moving subject (or simply a moving subject) is detected (YES in step 82), the upper half (or lower half) of the odd-numbered image and the lower half (upper half) of the even-numbered row image may be used. ) And the synthesized image are obtained (step 83). If a fast moving subject (or simply a moving subject) is not detected (NO in step 82), it is selected whether to record an odd row image or an even row image (step 84).

合成画像または選択された奇数行画像または偶数行画像がメモリ・カードに記録される(ステップ85)。   The composite image or the selected odd row image or even row image is recorded on the memory card (step 85).

図11から図13は,他の実施例を示している。   11 to 13 show another embodiment.

図11は,ディジタル・カメラの処理手順を示すフローチャートである。   FIG. 11 is a flowchart showing the processing procedure of the digital camera.

撮像モードが設定されると,被写体が撮像され,スルー画が得られる(ステップ91)。   When the imaging mode is set, the subject is imaged and a through image is obtained (step 91).

高速に動く被写体(または単に動く被写体)が検出された場合には(ステップ82でYES),その被写体の進行方向が,左方向かどうかが判定される(ステップ93)。左方向の場合には,C−MOSセンサ40の奇数行のフォトダイオード2については第1行から順に行方向に信号電荷が読み出され(走査され),偶数行のフォトダイオード3については最終行から上の行に向かって信号電荷が読み出されるように設定される(ステップ94)。C−MOSセンサ40の奇数行のフォトダイオード2については真ん中の行から上方向に信号電荷が読み出され(走査され),第1行のフォトダイオード2が読み出されると,最終行のフォトダイオード2から上方向に信号電荷が読み出される。偶数行のフォトダイオード3については真ん中の行から行方向に向かって信号電荷が読み出され,最終行のフォトダイオード3が読み出されると第2行のフォトダイオード3から順に行方向に向かって信号電荷が読み出されるように設定される(ステップ95)。   If a fast moving subject (or simply a moving subject) is detected (YES in step 82), it is determined whether or not the traveling direction of the subject is the left direction (step 93). In the case of the left direction, the signal charges are read (scanned) in the row direction from the first row for the photodiodes 2 in the odd-numbered rows of the C-MOS sensor 40, and the last row for the photodiodes 3 in the even-numbered rows. The signal charge is set so as to be read out from the upper line toward the upper line (step 94). For the odd-numbered photodiodes 2 of the C-MOS sensor 40, signal charges are read (scanned) upward from the middle row, and when the photodiodes 2 in the first row are read out, the photodiodes 2 in the final row are read out. The signal charge is read upward from. For even-numbered photodiodes 3, signal charges are read in the row direction from the middle row, and when the last row of photodiodes 3 is read, the signal charges are sequentially read in the row direction from the photodiodes 3 in the second row. Is set to be read (step 95).

被写体が撮像され(ステップ96),設定された読み出し方法で信号電荷が読み出されて,得られた奇数行画像の上半分と偶数行画像の下半分とが合成されて合成画像が得られる(ステップ97)。得られた合成画像を表す画像データについて所定の画像処理が行われ,メモリ・カードに記録される(ステップ98)。   The subject is imaged (step 96), the signal charge is read by the set readout method, and the upper half of the obtained odd-numbered row image and the lower half of the even-numbered row image are synthesized to obtain a synthesized image ( Step 97). Predetermined image processing is performed on the image data representing the obtained composite image and is recorded on the memory card (step 98).

高速に動く被写体が検出されなければ(ステップ92でNO),1行ずつ順に走査するように設定される(ステップ99)。被写体が撮像され,得られた画像データについて所定の画像処理が行われメモリ・カードに記録される(ステップ98)。奇数行画像または偶数行画像のいずれの画像を表す画像データをメモリ・カードに記録するようにしてもよいし,奇数行画像および偶数行画像を合成して高画質の1フレームの合成画像を生成し,その生成された合成画像を表す画像データをメモリ・カードに記録するようにしてもよい。   If an object that moves at high speed is not detected (NO in step 92), scanning is set to sequentially scan one line at a time (step 99). The subject is imaged, and predetermined image processing is performed on the obtained image data and recorded on the memory card (step 98). Image data representing either an odd-numbered image or an even-numbered row image may be recorded on a memory card, or an odd-numbered image and an even-numbered row image are synthesized to generate a high-quality one-frame synthesized image. Then, the image data representing the generated composite image may be recorded on the memory card.

図12は,被写体が左方向に移動している被写体像の一例である。   FIG. 12 is an example of a subject image in which the subject is moving in the left direction.

矩形の被写体が左方向に移動している場合,上述のように,C−MOSセンサ40の奇数行のフォトダイオード2については第1行から順に行方向に信号電荷が読み出され(走査され),偶数行のフォトダイオード3については最終行から上の行に向かって信号電荷が読み出されて合成画像111が得られる。この合成画像111に含まれる移動する被写体像112は,上側の部分と下側の部分には歪が少ない。これに対して,奇数行画像または偶数行画像で読み出し順序を変えないと破線で示す画像113に示すように,下側の部分に大きな歪が生じてしまう。   When the rectangular object is moving in the left direction, as described above, the signal charges are read (scanned) in the row direction in order from the first row for the photodiodes 2 in the odd-numbered rows of the C-MOS sensor 40. For the photodiodes 3 in the even rows, the signal charges are read from the last row to the upper row, and the composite image 111 is obtained. The moving subject image 112 included in the composite image 111 has little distortion in the upper part and the lower part. On the other hand, if the reading order is not changed in the odd row image or the even row image, a large distortion occurs in the lower portion as shown in the image 113 indicated by a broken line.

図13は,被写体が右方向に移動している被写体増の一例である。   FIG. 13 is an example of subject increase in which the subject is moving in the right direction.

矩形の被写体が右方向に移動している場合,上述のように,C−MOSセンサ40の奇数行のフォトダイオード2については真ん中の行から上方向に信号電荷が読み出され(走査され),第1行のフォトダイオード2が読み出されると,最終行のフォトダイオード2から上方向に信号電荷が読み出されて奇数行画像が得られ,偶数行のフォトダイオード3については真ん中の行から行方向に向かって信号電荷が読み出され,最終行のフォトダイオード3が読み出されると第2行のフォトダイオード3から順に行方向に向かって信号電荷が読み出されて偶数行画像が得られる。これらの奇数行画像と偶数行画像とから合成画像114が得られる。この合成画像114に含まれる移動する被写体像115は,上側の部分と下側の部分には歪が少ない。これに対して,奇数行画像または偶数行画像で読み出し順序を変えないと破線で示す画像116に示すように,下側の部分に大きな歪が生じてしまう。   When the rectangular object is moving in the right direction, the signal charges are read (scanned) upward from the middle row of the photodiodes 2 in the odd-numbered rows of the C-MOS sensor 40 as described above. When the photodiodes 2 in the first row are read out, signal charges are read upward from the photodiodes 2 in the last row to obtain an odd-numbered row image. For the photodiodes 3 in the even-numbered rows, the row direction from the middle row is obtained. When the signal charges are read out toward the first row and the photodiodes 3 in the last row are read out, the signal charges are read out in the row direction sequentially from the photodiodes 3 in the second row, and an even row image is obtained. A composite image 114 is obtained from these odd and even line images. The moving subject image 115 included in the composite image 114 has little distortion in the upper part and the lower part. On the other hand, if the reading order is not changed in the odd row image or the even row image, a large distortion occurs in the lower portion as shown in the image 116 indicated by a broken line.

2,3 フォトダイオード(光電変換素子)
40 C−MOSセンサ
41 読み出し制御装置
42 被写体動き検出装置(動き判定手段,移動方向検出手段)
43 画像合成/選択装置
R,G,B,r,g,b カラー・フィルタ
2, 3 Photodiode (photoelectric conversion element)
40 C-MOS sensor
41 Read control device
42 Subject motion detection device (motion determination means, movement direction detection means)
43 Image composition / selection device R, G, B, r, g, b Color filter

Claims (5)

赤色,緑色もしくは青色またはシアン,マゼンタもしくはイエローの光成分を透過する特性を有するカラー・フィルタが受光面上に形成された光電変換素子が奇数行奇数列および偶数行偶数列または奇数行偶数列および偶数行奇数列に配列され,第4n(nは0以上の整数)+1行と第4n+2行において斜め方向の2つの光電変換素子に形成されているカラー・フィルタの特性と第4n+3行と第4n+4行において斜め方向の2つの光電変換素子に形成されているカラー・フィルタの特性とがそれぞれ同じであるC−MOSセンサ,
奇数行の光電変換素子に蓄積された信号電荷を第m(mは正の奇数)行から1行ずつ順に行方向に読み出し,最終行の読み出しが終了したことに応じて第1行から1行ずつ順に行方向に読み出す,あるいは第m行から1行ずつ順に行方向とは逆方向に読み出し,第1行の読み出しが終了したことに応じて最終行から1行ずつ順に行方向とは逆方向に読み出して奇数行映像信号として出力するように上記C−MOSセンサを制御する奇数行信号電荷読み出し制御手段,ならびに
上記奇数行の光電変換素子に蓄積された信号電荷が第m行から1行ずつ順に行方向に読み出された場合には,偶数行の光電変換素子に蓄積された信号電荷を,第m+1行から1行ずつ行方向とは逆方向に読み出し,第1行の読み出しが終了したことに応じて最終行から1行ずつ順に行方向とは逆方向に読み出し,上記奇数行の光電変換素子に蓄積された信号電荷が第m行から1行ずつ行方向とは逆方向に読み出された場合には,偶数行の光電変換素子に蓄積された信号電荷を,第m+1行から1行ずつ順に行方向に読み出し,最終行の読み出しが終了したことに応じて第1行から1行ずつ順方向に読み出して偶数行映像信号として出力するように上記C−MOSセンサを制御する偶数行信号電荷読み出し制御手段,
を備えた固体電子撮像装置。
A photoelectric conversion element in which a color filter having a characteristic of transmitting light components of red, green or blue or cyan, magenta or yellow is formed on the light receiving surface is an odd-numbered row odd-numbered column and an even-numbered row even-numbered column or an odd-numbered even-numbered column and The characteristics of the color filters arranged in the even rows and the odd columns, and formed in the two photoelectric conversion elements obliquely in the 4n (n is an integer of 0 or more) +1 row and the 4n + 2 row, the 4n + 3 row and the 4n + 4 row C-MOS sensors having the same characteristics of the color filters formed in the two photoelectric conversion elements in the diagonal direction in the row,
The signal charges accumulated in the photoelectric conversion elements in the odd-numbered rows are sequentially read in the row direction from the mth row (m is a positive odd number) row in the row direction, and from the first row to the first row in response to the end of reading of the last row Read sequentially in the row direction, or read from the m-th row one by one in the opposite direction to the row direction, and in response to the end of reading the first row, one row from the last row in the opposite direction to the row direction And the odd-numbered row signal charge readout control means for controlling the C-MOS sensor so as to output it as an odd-numbered video signal, and the signal charges accumulated in the odd-numbered photoelectric conversion elements one by one from the m-th row. When read in the row direction in order, the signal charges accumulated in the photoelectric conversion elements in the even-numbered rows are read one by one from the m + 1th row in the direction opposite to the row direction, and the reading of the first row is completed. Possibly from the last line When the signal charges stored in the odd-numbered photoelectric conversion elements are read one by one from the m-th row in the reverse direction to the row direction, one row at a time The signal charges accumulated in the photoelectric conversion elements in the row are read out in the row direction one by one from the (m + 1) th row, and are read in the forward direction one by one from the first row in response to the end of reading out the last row. Even row signal charge readout control means for controlling the C-MOS sensor to output as a row video signal;
A solid-state electronic imaging device.
被写体が所定以上の速さの動きを有するかどうかを判定する動き判定手段,および
上記動き判定手段によって被写体が所定以上の速さの動きを有すると判定されたことに応じて,上記奇数行信号電荷読み出し制御手段の制御のもとに得られる奇数行映像信号によって表わされる奇数行画像の上半分または下半分の画像と,上記偶数行信号電荷読み出し制御手段の制御のもとに得られる偶数行映像信号によって表わされる下半分または上半分の画像とから1フレームの画像を生成する画像生成手段,
をさらに備えた請求項1に記載の固体電子撮像装置。
A motion determining means for determining whether or not the subject has a motion of a predetermined speed or more, and the odd row signal in response to the motion determining means determining that the subject has a motion of a predetermined speed or more. The image of the upper half or the lower half of the odd row image represented by the odd row video signal obtained under the control of the charge readout control means and the even row obtained under the control of the even row signal charge readout control means. Image generating means for generating an image of one frame from the lower half image or the upper half image represented by the video signal;
The solid-state electronic imaging device according to claim 1, further comprising:
被写体の移動方向を検出する移動方向検出手段をさらに備え,
上記移動方向検出手段によって,向かって左方向に被写体が移動していることが検出されたことに応じて,上記奇数行信号電荷読み出し制御手段は,第1行の光電変換素子または最終行の光電変換素子から信号電荷を読み出すように上記C−MOSセンサを制御するものである,
請求項2に記載の固体電子撮像装置。
A moving direction detecting means for detecting the moving direction of the subject;
In response to detecting that the subject is moving in the left direction toward the moving direction detecting means, the odd-numbered row signal charge reading control means is configured to detect the photoelectric conversion elements in the first row or the photoelectric conversion elements in the last row. The C-MOS sensor is controlled so as to read the signal charge from the conversion element.
The solid-state electronic imaging device according to claim 2.
上記移動方向検出手段によって,向かって左方向以外の方向に被写体が移動していることが検出されたことに応じて,上記奇数行信号電荷読み出し制御手段は,上記C−MOSセンサの光電変換素子のすべての行の半分の行の光電変換素子から信号電荷を読み出すものである,
請求項3に記載の固体電子撮像装置。
When the moving direction detecting means detects that the subject is moving in a direction other than the left direction, the odd-numbered row signal charge reading control means is configured to detect the photoelectric conversion element of the C-MOS sensor. The signal charge is read from the photoelectric conversion elements in half of all the rows of
The solid-state electronic imaging device according to claim 3.
赤色,緑色もしくは青色またはシアン,マゼンタもしくはイエローの光成分を透過する特性を有するカラー・フィルタが受光面上に形成された光電変換素子が奇数行奇数列および偶数行偶数列または奇数行偶数列および偶数行奇数列に配列され,第4n(nは0以上の整数)+1行と第4n+2行において斜め方向の2つの光電変換素子に形成されているカラー・フィルタの特性と第4n+3行と第4n+4行において斜め方向の2つの光電変換素子に形成されているカラー・フィルタの特性とがそれぞれ同じであるC−MOSセンサを備えた固体電子撮像装置の動作制御方法において,
奇数行信号電荷読み出し制御手段が,奇数行の光電変換素子に蓄積された信号電荷を第m(mは正の奇数)行から1行ずつ順に行方向に読み出し,最終行の読み出しが終了したことに応じて第1行から1行ずつ順に行方向に読み出す,あるいは第m行から1行ずつ順に行方向とは逆方向に読み出し,第1行の読み出しが終了したことに応じて最終行から1行ずつ順に行方向とは逆方向に読み出して奇数行映像信号として出力するように上記C−MOSセンサを制御し,
偶数行信号電荷読み出し制御手段が,上記奇数行の光電変換素子に蓄積された信号電荷が第m行から1行ずつ順に行方向に読み出された場合には,偶数行の光電変換素子に蓄積された信号電荷を,第m+1行から1行ずつ行方向とは逆方向に読み出し,第1行の読み出しが終了したことに応じて最終行から1行ずつ順に行方向とは逆方向に読み出し,上記奇数行の光電変換素子に蓄積された信号電荷が第m行から1行ずつ行方向とは逆方向に読み出された場合には,偶数行の光電変換素子に蓄積された信号電荷を,第m+1行から1行ずつ順に行方向に読み出し,最終行の読み出しが終了したことに応じて第1行から1行ずつ順方向に読み出して偶数行映像信号として出力するように上記C−MOSセンサを制御する,
固体電子撮像装置の動作制御方法。
A photoelectric conversion element in which a color filter having a characteristic of transmitting light components of red, green or blue or cyan, magenta or yellow is formed on the light receiving surface is an odd-numbered row odd-numbered column and an even-numbered row even-numbered column or an odd-numbered even-numbered column and The characteristics of the color filters arranged in the even rows and the odd columns, and formed in the two photoelectric conversion elements obliquely in the 4n (n is an integer of 0 or more) +1 row and the 4n + 2 row, the 4n + 3 row and the 4n + 4 row In an operation control method for a solid-state electronic imaging device including a C-MOS sensor having the same characteristics of color filters formed in two photoelectric conversion elements in an oblique direction in a row,
The odd-numbered signal charge read control means reads the signal charges accumulated in the photoelectric conversion elements in the odd-numbered rows one by one from the m-th (m is a positive odd number) row in the row direction, and the reading of the last row is completed. In response to the first row, reading is performed in the row direction one row at a time, or one row from the mth row is read in the direction opposite to the row direction, and the first row is read in response to the end of reading the first row. The C-MOS sensor is controlled so as to read out each row in the direction opposite to the row direction and output as an odd row video signal,
The even-numbered signal charge reading control means accumulates in the even-numbered photoelectric conversion elements when the signal charges accumulated in the odd-numbered photoelectric conversion elements are read in the row direction one by one from the mth row. The read signal charges are read one by one from the (m + 1) th row in the direction opposite to the row direction, and read from the last row one by one from the last row in the direction opposite to the row direction in response to the completion of the reading of the first row, When the signal charges accumulated in the odd-numbered photoelectric conversion elements are read one by one from the m-th row in the direction opposite to the row direction, the signal charges accumulated in the even-numbered photoelectric conversion elements are The C-MOS sensor reads out line by line from the (m + 1) th line in order in the row direction, and reads out in the forward direction line by line from the first line in response to the end of reading out the last line and outputs it as an even-numbered video signal. Control,
Operation control method of solid-state electronic imaging device.
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