JPH03187585A - Solid-state image pickup element - Google Patents

Solid-state image pickup element

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JPH03187585A
JPH03187585A JP1325877A JP32587789A JPH03187585A JP H03187585 A JPH03187585 A JP H03187585A JP 1325877 A JP1325877 A JP 1325877A JP 32587789 A JP32587789 A JP 32587789A JP H03187585 A JPH03187585 A JP H03187585A
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JP
Japan
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signal charges
line
parallel
solid
transferred
Prior art date
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Pending
Application number
JP1325877A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tatsuo Nagasaki
達夫 長崎
Kenji Kishi
健治 岸
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
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Publication date
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Priority to US07/627,043 priority patent/US5153731A/en
Publication of JPH03187585A publication Critical patent/JPH03187585A/en
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  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain the solid state image pickup element of good handlability and high paracticability by simultaneous-integrating a two-dimensional filtering function together with a photoelectric converting part, and obtaining its filtering output at real time. CONSTITUTION:The two-dimensional filtering function is simultaneous-integrated with a solid state image pickup element main body 1, and simultaneously, hori zontal transfer registers 2a to 2n of n-stages are provided, and signal charge is parallel-transferred among these. Accordingly, the desired filtering output can be obtained directly from the solid state image pickup element and in addition at real time, without constructing any exclusive hardware type two-di mensional filtering circuit as a built-on circuit.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は2次元フィルタ機能を備え、リアルタイムにフ
ィルタリング処理が施された映像信号を得ることのでき
る固体撮像素子に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a solid-state imaging device that is equipped with a two-dimensional filter function and can obtain a video signal that has been subjected to filtering processing in real time.

[従来の技術] 近時、CODイメージセンサやMOS型イメージセンサ
等の固体撮像素子を用いて被写体を電予約に撮像入力す
る技術が種々開発され、ビデオカメラや電子スチルカメ
ラ等として種々実現されている。
[Prior Art] Recently, various technologies have been developed for capturing and inputting images of subjects using solid-state image sensors such as COD image sensors and MOS image sensors, and various technologies have been realized as video cameras, electronic still cameras, etc. There is.

この種の固体撮像素子(イメージセンサ)は、基本的に
はマトリックス状に配列された複数の光電変換部を備え
、各光電変換部にて入射光量に応じて発生・蓄積された
信号電荷を信号電荷転送部(転送レジスタ)を介して順
次時系列に読み出す如く構成される。
This type of solid-state image sensor (image sensor) basically has multiple photoelectric conversion sections arranged in a matrix, and each photoelectric conversion section generates and accumulates signal charges according to the amount of incident light. The data are configured to be read out sequentially in time series via a charge transfer unit (transfer register).

しかしてこのようなイメージセンサを介して求められる
映像信号を取り扱う場合、画像信号処理として、例えば
隣接画素間の微分値を求めて画像のエツジ成分を抽出す
る為の2次元フィルタリング処理や、照明むらを補正す
る為の2次元バイパスフィルタリング処理が良く行われ
る。この2次元フィルタリング処理は、基本的には注目
画素およびその周囲の複数の画素と所定の重み係数との
間でたたみ込み積分演算を実行することによりなされる
。即ち、この2次元フィルタリング処理は、従来−船釣
には固体撮像素子から時系列に読み出される画素信号を
nライン分のシフトレジスタに格納し、これらの各シフ
トレジスタからそれぞれ求められる画素信号を遅延処理
して(nXm)画素の信号を得、これらの各信号にそれ
ぞれ所定のフィルタ係数を乗じた後、その総和を求める
ことにより実現される。
However, when handling video signals obtained through such an image sensor, image signal processing includes, for example, two-dimensional filtering processing to extract the edge component of the image by determining the differential value between adjacent pixels, and uneven illumination. Two-dimensional bypass filtering processing is often performed to correct this. This two-dimensional filtering process is basically performed by performing a convolution integral operation between the pixel of interest, a plurality of surrounding pixels, and a predetermined weighting coefficient. In other words, this two-dimensional filtering process conventionally involves storing pixel signals read out in time series from a solid-state image sensor in shift registers for n lines, and delaying the pixel signals obtained from each of these shift registers. This is realized by processing to obtain signals of (nXm) pixels, multiplying each of these signals by a predetermined filter coefficient, and then calculating the sum of the signals.

然し乍ら、このような2次元フィルタリング処理回路を
専用のハードウェア回路として構築し、固体撮像素子の
出力段に接続して所望とするフィルタリング出力を得る
には、その画像処理装置の構成が相当大掛かりとなるこ
とが否めない。しかもリアルタイムにフィルタリング出
力を得ることができないと云う問題がある。
However, in order to construct such a two-dimensional filtering processing circuit as a dedicated hardware circuit and connect it to the output stage of the solid-state image sensor to obtain the desired filtering output, the configuration of the image processing device must be quite large. It is undeniable that it will happen. Moreover, there is a problem that filtering output cannot be obtained in real time.

[発明が解決しようとする課題] このよ、うに従来にあっては、固体撮像素子から求めら
れる映像信号に対して2次元フィルタリング処理を施す
場合、専用の2次元フィルタリング回路を上記固体撮像
素子の外付は回路として構築する必要があり、その画像
処理装置の構成が相当大掛かりとなることが否めず、ま
たリアルタイムにフィルタリング出力を求めることがで
きないと云う問題があった。
[Problems to be Solved by the Invention] Conventionally, when performing two-dimensional filtering processing on a video signal obtained from a solid-state image sensor, a dedicated two-dimensional filtering circuit is used to connect the solid-state image sensor to a video signal obtained from the solid-state image sensor. It is necessary to construct an external circuit as a circuit, and there is a problem in that the configuration of the image processing device becomes quite large-scale, and the filtering output cannot be obtained in real time.

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、固体撮像素子から直接的に、し
かもリアルタイムに所望とするフィルタリング出力を得
ることのできる取り扱い性が良好で、実用性の高い固体
撮像素子を提供することにある。
The present invention has been made in consideration of these circumstances, and its purpose is to provide an easy-to-handle device that allows desired filtering output to be obtained directly from a solid-state image sensor in real time. An object of the present invention is to provide a highly practical solid-state imaging device.

[課題を解決するための手段] 本発明は、マトリックス状に配列された複数の光電変換
部から1ライン単位で上記光電変換部に蓄積された信号
電荷を並列に転送する固体撮像素子の出力段に、 前記光電変換部から1ライン単位で並列転送される信号
電荷を連続するnライン分に亘って格納し、各ラインの
信号電荷をそれぞれ直列転送して出力するn段の転送レ
ジスタを設けると共に、これらのn段の転送レジスタか
らそれぞれ直列に転送出力される信号電荷を遅延処理し
て各ライン毎にそれぞれ連続するm画素の信号電荷を並
列出力する遅延手段と、この遅延手段により求められる
n段m画素の各信号電荷にそれぞれ所定の係数を乗算す
る複数の乗算器、およびこれらの各乗算器による各乗算
値の総和を求める加算器とを同時集積したことを特徴と
するものである。
[Means for Solving the Problems] The present invention provides an output stage of a solid-state image sensor that transfers signal charges accumulated in the photoelectric conversion units line by line from a plurality of photoelectric conversion units arranged in a matrix in parallel. In addition, an n-stage transfer register is provided to store the signal charges transferred in parallel line by line from the photoelectric conversion unit over n consecutive lines, and to serially transfer and output the signal charges of each line. , a delay means for delay processing the signal charges serially transferred and outputted from these n stages of transfer registers and outputting in parallel signal charges of m consecutive pixels for each line, and n determined by this delay means. This device is characterized by simultaneously integrating a plurality of multipliers that multiply each signal charge of m-stage pixels by a predetermined coefficient, and an adder that calculates the sum of each multiplication value by each of these multipliers.

[作 用] 本発明によれば、マトリックス状に配列された複数の充
電変換部から1ライン単位で並列転送される信号電荷を
連続するnライン分に亘って格納し、各ラインの信号電
荷をそれぞれ直列転送して出力するn段の転送レジスタ
を用いて上記nラインの各信号電荷を並列に、しかも時
系列に読み出しながら各ラインにおける連続したm画素
の信号電荷をそれぞれ抽出し、これらの(nXm)画素
の信号を用いてリアルタイムにフィルタリング処理を施
した信号を固体撮像素子の出力として求めることが可能
となる。
[Function] According to the present invention, signal charges transferred in parallel line by line from a plurality of charging converters arranged in a matrix are stored over n consecutive lines, and the signal charges of each line are stored. Using n-stage transfer registers that serially transfer and output each signal charge, each of the signal charges of the above n lines is read out in parallel and in time series, and the signal charges of consecutive m pixels in each line are extracted, and these ( It becomes possible to obtain a signal obtained by performing filtering processing in real time using the signal of the nXm) pixel as the output of the solid-state image sensor.

この結果、専用のハードウェア化された2次元フィルタ
リング回路を外付は回路として構築することなしに、固
体撮像素子から直接的に、しかもリアルタイムに所望と
するフィルタリング出力を得ることが可能となり、その
取り扱い性を十分に高めることが可能となる。
As a result, it becomes possible to obtain the desired filtering output directly from the solid-state image sensor in real time without constructing a dedicated hardware two-dimensional filtering circuit as an external circuit. It becomes possible to sufficiently improve the ease of handling.

[実施例] 以下、図面を参照して本発明の一実施例に係る固体撮像
素子について説明する。
[Example] Hereinafter, a solid-state image sensor according to an example of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図は実施例に係る固体撮像素子の概略構成を示す図
で、lは固体撮像素子本体である。この固体撮像素子本
体】は、入射光量に応じた信号電荷を発生するフォトダ
イオードからなる複数の光電変換部1aをそれぞれ画素
としてマトリックス状に配列すると共に、これらの光電
変換部1aの各列に沿って垂直転送レジスタ1bをそれ
ぞれ配し、且つ各列の光電変換部1aと垂直転送レジス
タtbとがなす列方向の単位ユニット毎に素子間分離領
域1cを形成した平面構成を有する。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a solid-state image sensor according to an embodiment, and l is a main body of the solid-state image sensor. This solid-state image sensor main body has a plurality of photoelectric conversion units 1a each consisting of a photodiode that generates a signal charge according to the amount of incident light, arranged in a matrix as pixels, and a plurality of photoelectric conversion units 1a arranged along each row of these photoelectric conversion units 1a. It has a planar configuration in which vertical transfer registers 1b are arranged in each column, and an element isolation region 1c is formed for each unit in the column direction formed by the photoelectric conversion section 1a and vertical transfer register tb in each column.

前記各列の垂直転送レジスタlbは、光電変換部1aと
の間に形成されたトランスファゲート1dの制御を受け
て前記各光電変換部1aにそれぞれ蓄積された信号電荷
を並列に転送入力し、図示しない垂直転送制御部からの
垂直転送りロックを受けて駆動されて、上記並列入力さ
れた各光電変換部1aからの信号電荷を垂直方向、ここ
では図面の下側に向けてそれぞれ垂直転送する。この結
果、この固体撮像素子本体lからは、前記各列の垂直転
送レジスタ1bから1ライン単位に、つまりマトリック
ス状に配列された複数の光電変換部1aの最下位片の各
光電変換部1aからの信号電荷から順に1ライン分ずつ
並列に転送出力されるようになっている。
The vertical transfer register lb in each column transfers and inputs the signal charge accumulated in each photoelectric converter 1a in parallel under the control of a transfer gate 1d formed between the photoelectric converter 1a and the photoelectric converter 1a. It is driven in response to a vertical transfer lock from a vertical transfer control section, and vertically transfers the parallel input signal charges from each photoelectric conversion section 1a in the vertical direction, here, toward the bottom of the drawing. As a result, from the solid-state image sensor main body l, data is transmitted line by line from the vertical transfer register 1b of each column, that is, from each photoelectric conversion unit 1a of the lowest piece of the plurality of photoelectric conversion units 1a arranged in a matrix. The signal charges are transferred and output in parallel one line at a time starting from the signal charges.

しかしてこのような固体撮像素子本体lの上記各垂直転
送レジスタIbの出力端には、1ライン分ずつ並列に転
送出力される信号電荷を並列入力し、人力された信号電
荷を横方向に水平転送するn段(ここでは3段)の水平
転送レジスタ2a、 2b、 2cが設けられている。
However, signal charges that are transferred and outputted in parallel for one line are input in parallel to the output terminals of each of the vertical transfer registers Ib of the solid-state image sensor body l, and the manually input signal charges are transferred horizontally in the horizontal direction. N-stage (here, three stages) horizontal transfer registers 2a, 2b, and 2c are provided for data transfer.

即ち、ここでは第2図に例示するように連続する3ライ
ンの3画素に亘る(3X3)画素領域での画素信号に基
づいて2次元フィルタリング処理を行うべく、;前記固
体撮像素子本体1から1ライン単位で並列に求められる
信号電荷を連続する3ライン分に亘って格納するべく、
3段の水平転送レジスタ2a、 2b、 2cが設けら
れている。つまりこの例では、gラインの第に画素を注
目画素とし、その周囲の(3X 3)画素を参照して2
次元フィルタリング処理を行うべく、(N−1)ライン
目1gライン目、(II+1)ライン目の各信号電荷を
それぞれ1ライン分に亘ってそれぞれ蓄積するものとな
っている。
That is, here, in order to perform two-dimensional filtering processing based on pixel signals in a (3×3) pixel area spanning three pixels in three consecutive lines as illustrated in FIG. In order to store signal charges calculated in parallel for each line over three consecutive lines,
Three stages of horizontal transfer registers 2a, 2b, and 2c are provided. In other words, in this example, the pixel of the g line is set as the pixel of interest, and the surrounding (3X 3) pixels are referred to and 2
In order to perform the dimensional filtering process, the signal charges of the (N-1)th line, the 1gth line, and the (II+1)th line are respectively accumulated over one line.

これらの水平転送レジスタ2a、 2b、 2cは、図
示しない水平転送制御部からの水平転送りロックを受け
て駆動されて、そこに並列人力された1ライン分の信号
電荷を水平方向、ここでは図面の右側に向けてそれぞれ
水平転送する。この際、前記水平転送レジスタ2a、 
2b、 2cからそれぞれ出力される信号電荷はバッフ
ァ3a、 3b、 3cを介してそれぞれその先端部(
左端側)に帰還人力され、前記水平転送レジスタ2a、
 2bにおいてそれぞれ巡回的に転送制御されるものと
なっている。モして1ライン分の信号電荷がその巡回的
な直列転送により1巡したとき、前記固体撮像素子本体
1からの1ラインを単位とする信号電荷の並列出力に同
期し、各水平転送レジスタ2a、 2b、 2cにおけ
る1ライン分の信号電荷が並列に次段へと出力される。
These horizontal transfer registers 2a, 2b, and 2c are driven in response to a horizontal transfer lock from a horizontal transfer control section (not shown), and transfer signal charges for one line manually applied thereto in a horizontal direction, here in the drawing. Transfer horizontally towards the right side of each. At this time, the horizontal transfer register 2a,
The signal charges outputted from 2b and 2c respectively pass through buffers 3a, 3b and 3c to their tips (
left end side), the horizontal transfer register 2a,
2b, the transfer is controlled cyclically. When the signal charges for one line go around once through the cyclic serial transfer, each horizontal transfer register 2a is synchronized with the parallel output of the signal charges in units of one line from the solid-state image sensor body 1. , 2b, 2c for one line are output in parallel to the next stage.

この出力制御により、水平転送レジスタ2aに蓄積され
ていた1ライン分、例えば(N+1)ライン口の信号電
荷が水平転送レジスタ2bに並列転送され、このとき水
平転送レジスタ2bに蓄積されていたgライン目の1ラ
イン分の信号電荷が水平転送レジスタ2cに並列転送さ
れる。そして水平転送レジスタ2cに蓄積されていた(
、Q−1)ライン目の1ライン分の信号電荷はそのまま
排出され、前記水平転送レジスタ2aには新たに(ρ+
2)ライン目の信号電荷が1ライン分に亘って格納され
ることになる。
Due to this output control, the signal charges for one line, for example, the (N+1) line start, accumulated in the horizontal transfer register 2a are transferred in parallel to the horizontal transfer register 2b, and at this time, the g line accumulated in the horizontal transfer register 2b is transferred in parallel. The signal charges for one line are transferred in parallel to the horizontal transfer register 2c. Then, it was accumulated in the horizontal transfer register 2c (
, Q-1), the signal charges for one line are discharged as they are, and the horizontal transfer register 2a is newly filled with (ρ+
2) The signal charges of the line are stored over one line.

この結果、各水平転送レジスタ2a、 2b、 2cに
それぞれ1ライン分に亘ってそれぞれ格納される信号電
荷が1ライン分シフトされる。そしてこの状態で、前述
したように各水平転送レジスタ2a、 2b。
As a result, the signal charges stored in each of the horizontal transfer registers 2a, 2b, and 2c over one line are shifted by one line. In this state, each horizontal transfer register 2a, 2b is transferred as described above.

2Cからその信号電荷が直列転送により前記バッファ3
a、 3b、 3cを介してそれぞれ直列に読み出され
ることになる。
The signal charge from 2C is transferred to the buffer 3 by serial transfer.
They will be read out serially via the terminals a, 3b, and 3c, respectively.

尚、3段目(最終段)の水平転送レジスタ2cについて
は、そこに並列人力された信号電荷を直列転送した後に
は、それらの信号電荷を再利用する必要がないので、直
列転送出力した信号電荷の先端側への帰還入力を省略し
、そこでは巡回的な転送動作を行わせないようにするこ
とも可能である。
Regarding the horizontal transfer register 2c in the third stage (final stage), after the signal charges input in parallel thereto are serially transferred, there is no need to reuse those signal charges. It is also possible to omit the feedback input of the charge to the leading end side, so that the cyclic transfer operation is not performed there.

しかして前記各水平転送レジスタ2a、 2b、 2c
から前記バッファ3a、 3b、 3cを介してそれぞ
れ信号電荷が直列に出力される信号端には、その直列転
送タイミングに同期してそれらの信号電荷をそれぞれサ
ンプリング保持する第1のサンプルホールド回路4a、
 4b、 4c、 1サンプル遅延した後に上記各信号
電荷をそれぞれサンプリング保持する第2のサンプルホ
ールド回路5a、 5b、 5cs更に2サンプル遅延
した後に上記各信号電荷をそれぞれサンプリング保持す
る第3のサンプルホールド回路6a。
Therefore, each of the horizontal transfer registers 2a, 2b, 2c
A first sample-and-hold circuit 4a for sampling and holding the signal charges in synchronization with the serial transfer timing is provided at the signal end where the signal charges are output in series through the buffers 3a, 3b, and 3c.
4b, 4c, second sample-and-hold circuits that sample and hold each of the above-mentioned signal charges after one sample delay 5a, 5b, 5cs; third sample-and-hold circuit that samples and holds each of the above-mentioned signal charges after another two-sample delay; 6a.

6b、 6cがそれぞれ設けられている。尚、上記第2
のサンプルホールド回路5a、 5b、 5cは、ここ
ではバッファを介して直接接続された2段のサンプルホ
ールド回路にてそれぞれ構成され、また前記第3のサン
プルホールド回路6a、 6b、 Beは、ここではバ
ッファを介して直接接続された3段のサンプルホールド
回路にてそれぞれ構成されている。
6b and 6c are provided respectively. In addition, the above second
The sample-and-hold circuits 5a, 5b, and 5c are each configured of two-stage sample-and-hold circuits that are directly connected via a buffer, and the third sample-and-hold circuits 6a, 6b, and Be are each configured here as Each circuit is composed of three stages of sample and hold circuits that are directly connected via buffers.

このようにして前記各水平転送レジスタ2a、 2b。In this way, each horizontal transfer register 2a, 2b.

2cの出力端にそれぞれ並列に設けられた第1乃至第3
のサンプルホールド回路4a、〜4c、 5b、〜[l
a。
2c, each of which is provided in parallel with the output end of the first to third
Sample and hold circuits 4a, ~4c, 5b, ~[l
a.

〜6cにて、前述した各ラインの連続する3画素につい
ての信号電荷、つまり(3ライン×3画素)の信号電荷
がそれぞれ並列に求められるようになっている。
In steps 6c to 6c, the signal charges for the three consecutive pixels of each line described above, that is, the signal charges of (3 lines x 3 pixels) are determined in parallel.

これらの第1乃至第3のサンプルホールド回路4a、 
〜4c、 5b、 〜Ba、 〜6cにそれぞれ接続さ
れた乗算器7a、 7b、〜71は、上述した如く求め
られる(3ライン×3画素)の信号電荷に対して、係数
レジスタ8に設定されたフィルタ係数をそれぞれ乗算す
るものであり、これらの乗算器7a、 7b、〜71に
よる乗算出力は加算器9に与えられ、その総和が求めら
れるようになっている。尚、上記係数レジスタ8に設定
されるフィルタ係数は、2次元フィルタリング処理の内
容に応じて予めプリセット的に設定されるものである。
These first to third sample and hold circuits 4a,
The multipliers 7a, 7b, and 71 connected to ~4c, 5b, ~Ba, and ~6c, respectively, calculate the values set in the coefficient register 8 for the signal charges of (3 lines x 3 pixels) obtained as described above. The multiplication outputs of these multipliers 7a, 7b, . Note that the filter coefficients set in the coefficient register 8 are preset in advance according to the contents of the two-dimensional filtering process.

このようなフィルタ係数を用いた乗算処理とその乗算結
果の加算処理により、ここでは(3X 3)画素につい
ての2次元フィルタリング処理が実行される。そしてそ
のフィルタリング処理結果である前記加算器9からの出
力は、出力バッファ10を介して固体撮像素子のフィル
タリング出力として外部出力される。
Two-dimensional filtering processing for (3×3) pixels is executed here by multiplication processing using such filter coefficients and addition processing of the multiplication results. The output from the adder 9, which is the result of the filtering process, is outputted to the outside via an output buffer 10 as a filtering output of the solid-state image sensor.

尚、ここでは前4己2のサンプルホールド回路5bのサ
ンプリング出力は、注目画素の信号電荷、つまり固体撮
像素子本体1からの通常的な信号出力として出力バッフ
ァ11を介してそのまま出力されるようになっている。
In this case, the sampling output of the sample and hold circuit 5b of the front 4 and 2 is output as is through the output buffer 11 as a signal charge of the pixel of interest, that is, a normal signal output from the solid-state image sensor body 1. It has become.

このような2系統の出力により、固体撮像素子本体1に
て撮像された生の信号電荷(映像信号)と、上述した2
次元フィルタリング処理された映像信号とが相互に同期
して求められる。換言すれば、2次元フィルタリング出
力が、その生の映像信号に対してリアルタイムに求めら
れる。
With these two output systems, the raw signal charge (video signal) imaged by the solid-state image sensor body 1 and the above-mentioned two
The dimensional filtered video signals are obtained in synchronization with each other. In other words, a two-dimensional filtered output is determined in real time for the raw video signal.

かくしてこのような回路機能部(2次元フィルタリング
機能)を同時集積回路化してなる固体撮像素子によれば
、その素子出力として2次元フィルタリング処理が施さ
れた画像信号を、その生の画像信号と共にリアルタイム
に得ることができる。
Thus, according to a solid-state image sensor formed by simultaneously integrating such a circuit function section (two-dimensional filtering function), an image signal that has been subjected to two-dimensional filtering processing as an output of the element can be processed in real time together with the raw image signal. can be obtained.

しかも前記係数レジスタ8に、予めそのフィルタリング
仕様に応じたフィルタ係数を設定しておくだけで、所望
とするフィルタリング出力を直接的に素子出力として求
めることができる。従って従来のように2次元フィルタ
リング回路を画像処理装置の一部としてわざわざハード
ウェア化する必要がなくなる。しかもそのフィルタリン
グされた信号のリアルタイム性を十分に確保することが
でき、その使い勝手を飛躍的に向上させることが可能と
なる。
Moreover, by simply setting filter coefficients according to the filtering specifications in advance in the coefficient register 8, the desired filtering output can be directly obtained as the element output. Therefore, there is no need to take the trouble to implement a two-dimensional filtering circuit in hardware as a part of the image processing device, unlike in the past. Furthermore, it is possible to sufficiently ensure real-time performance of the filtered signal, and it is possible to dramatically improve its usability.

また上述した2次元フィルタリング機能を固体撮像素子
本体lと同時集積化することは現在の半導体製造技術か
らして比較的簡単であり、また前述したn段の水平転送
レジスタ2a、〜2nを設け、これらの間で信号電荷を
並列転送することも比較的簡単であるから、固体撮像素
子自体の構成がさほど複雑化することもない等の利点が
ある。従ってこの種の固体撮像素子を用いて構築される
ビデオカメラや電子スチルカメラの構成の大幅な簡素化
を図ることが可能となる。
Further, it is relatively easy to simultaneously integrate the above-mentioned two-dimensional filtering function with the solid-state image sensor main body l, considering the current semiconductor manufacturing technology, and the above-mentioned n-stage horizontal transfer registers 2a, to 2n are provided. Since it is relatively easy to transfer signal charges in parallel between these, there are advantages such as the structure of the solid-state imaging device itself does not become very complicated. Therefore, it is possible to greatly simplify the configuration of a video camera or an electronic still camera constructed using this type of solid-state imaging device.

ところで上述した実施例では、n段(3段)の水平転送
レジスタ2a、 2b、 2eを並列に設け、これらの
間で1ライン分の信号電荷を並列転送するように構成し
たが、これを第3図に例示するように直列接続されたn
段(3段)の水平転送レジスタ2a、 2b、 2cと
して実現することも可能である。即ち、1段目の水平転
送レジスタ2aか、ら直列に出力される信号電荷をバッ
ファ3aを介してそのまま2段目の水平転送レジスタ2
bに入力し、更にこの2段目の水平転送レジスタ2bか
ら直列に出力される信号電荷をバッファ3bを介してそ
のまま3段目の水平転送レジスタ2Cに入力するように
構成する。
By the way, in the embodiment described above, n stages (three stages) of horizontal transfer registers 2a, 2b, and 2e are provided in parallel, and the signal charges for one line are transferred in parallel between them. n connected in series as illustrated in Figure 3.
It is also possible to implement the horizontal transfer registers 2a, 2b, and 2c in stages (three stages). That is, the signal charges serially output from the first stage horizontal transfer register 2a are directly transferred to the second stage horizontal transfer register 2 via the buffer 3a.
b, and the signal charges serially output from the second-stage horizontal transfer register 2b are input as they are to the third-stage horizontal transfer register 2C via the buffer 3b.

このような構成とすれば、これらの水平転送レジスタ2
a、 2b、 2c間で1ライン分の信号電荷を並列転
送する必要がなくなり、また各水平転送レジスタ2a、
 2b、 2cにおいて信号電荷を巡回的に直列転送す
る必要がなくなるので、その駆動系と構成の簡略化を図
ることが可能となる。
With this configuration, these horizontal transfer registers 2
It is no longer necessary to transfer signal charges for one line in parallel between a, 2b, and 2c, and each horizontal transfer register 2a,
Since there is no need to cyclically transfer signal charges in series in 2b and 2c, the drive system and configuration thereof can be simplified.

またこの際、各水平転送レジスタ2a、 2b、 2c
から直列に転送出力される信号電荷を遅延処理する為の
第1乃至第3のサンプルホールド回路としては、第3図
に示すようにバッファを介して直列接続された3段のサ
ンプルホールド回路として実現し、各段のサンプルホー
ルド回路にそれぞれ保持された信号電荷を並列に読み出
すようにすれば良い。このようにすれば前述した第1の
実施例に示す構成に比較して遅延処理に必要なサンプル
ホールド回路の数を少なくし、その構成の簡略化を図る
ことが可能となる。そしてこのようにして構成の簡略化
を図っても先の実施例と同様な効果が奏せられる。
Also, at this time, each horizontal transfer register 2a, 2b, 2c
The first to third sample-and-hold circuits for delay processing the signal charges serially transferred and output from the circuit are realized as three-stage sample-and-hold circuits connected in series via buffers, as shown in Figure 3. However, the signal charges held in the sample and hold circuits of each stage may be read out in parallel. In this way, the number of sample and hold circuits required for delay processing can be reduced compared to the configuration shown in the first embodiment described above, and the configuration can be simplified. Even if the configuration is simplified in this way, the same effects as in the previous embodiment can be achieved.

尚、本発明は上述した実施例に限定されるものではない
。実施例では(3ライン×3画素)の信号電荷間で2次
元フィルタリング処理を行うものとして説明したが、−
船釣に(nライン×m画素)の2次元フィルタリング処
理を行う場合には、n段の水平転送レジスタとm段の遅
延手段(サンプリング回路)を設けるようにすれば良い
。また2次元フィルタリング処理を行う為のフィルタ係
数については、その処理仕様が固定的に定められる場合
には、予めROMデータ等として設定しておくようにす
ることも可能である。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 embodiments described above. In the embodiment, it was explained that two-dimensional filtering processing is performed between signal charges of (3 lines x 3 pixels), but -
When performing two-dimensional filtering processing (n lines x m pixels) for boat fishing, it is sufficient to provide n stages of horizontal transfer registers and m stages of delay means (sampling circuits). Further, regarding filter coefficients for performing two-dimensional filtering processing, if the processing specifications are fixedly determined, it is also possible to set them in advance as ROM data or the like. In addition, the present invention can be implemented with various modifications without departing from the gist thereof.

[発明の効果コ 以上説明したように本発明によれば、光電変換部から読
み出される信号電荷(画像信号)に対して2次元フィル
タリング処理を施す為の2次元フィルタリング機能を上
記光電変換部と共に同時集積化し、リアルタイムにその
フィルタリング出力を求め得るものとなっている。しか
も非常に効果的に2次元フィルタリング機能を組み込み
、所望とするフィルタリング出力を求め得るように構成
されている。この結果、この種の固体撮像素子を用いて
構築されるビデオカメラや電子スチルカメラの構成の大
幅な簡素化を図ることを可能とし、その取扱いの簡略化
を図り得る等の実用上多大なる効果を奏し得る。
[Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention, the two-dimensional filtering function for performing two-dimensional filtering processing on the signal charge (image signal) read out from the photoelectric conversion unit is simultaneously provided with the photoelectric conversion unit. It has become possible to integrate the filter and obtain its filtering output in real time. Moreover, it is configured to incorporate a two-dimensional filtering function very effectively and obtain a desired filtering output. As a result, it has become possible to significantly simplify the configuration of video cameras and electronic still cameras constructed using this type of solid-state image sensor, and has great practical effects such as simplifying their handling. can be played.

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

第1図は本発明の一実施例に係る光電変換素子の概略構
成図、第2図は2次元フィルタリング処理を行う為の画
素の概念を示す図、第3図は本発明の別の実施例を示す
光電変換素子の概略構成図である。 1・・・固体撮像素子本体、la・・・光電変換部、1
b・・・垂直転送レジスタ、le・・・素子間分離領域
、1d・・・トランスファゲート、2a、 2b、 2
c・・・水平転送レジスタ、3a、 3b、 3cm・
・バッファ、4a、 〜4c、 5b。 〜6a、〜6c・・・第1乃至第3のサンプルホールド
回路(遅延手段)  7a、7b、〜7I・・・乗算器
、8・・・フィルタ係数レジスタ、9・・・加算器、1
0、11・・・出力バッファ。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a photoelectric conversion element according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing the concept of a pixel for performing two-dimensional filtering processing, and FIG. 3 is another embodiment of the present invention. FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a photoelectric conversion element. 1... Solid-state image sensor body, la... Photoelectric conversion section, 1
b... Vertical transfer register, le... Inter-element isolation region, 1d... Transfer gate, 2a, 2b, 2
c...Horizontal transfer register, 3a, 3b, 3cm・
- Buffers, 4a, ~4c, 5b. ~6a, ~6c... First to third sample hold circuits (delay means) 7a, 7b, ~7I... Multiplier, 8... Filter coefficient register, 9... Adder, 1
0, 11... Output buffer.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)マトリックス状に配列された複数の光電変換部か
ら1ライン単位で上記光電変換部に蓄積された信号電荷
を並列に転送し、この並列転送した1ライン単位の信号
電荷を直列転送して前記各光電変換素子からの信号電荷
を時系列に読み出す固体撮像素子において、 前記光電変換部から1ライン単位で並列転送される信号
電荷を連続するnライン分に亘って格納し、各ラインの
信号電荷をそれぞれ直列転送して出力するn段の転送レ
ジスタと、これらのn段の転送レジスタからそれぞれ直
列に転送出力される信号電荷を遅延処理して各ライン毎
にそれぞれ連続するm画素の信号電荷を並列出力する遅
延手段と、この遅延手段により求められるn段m画素の
各信号電荷にそれぞれ所定の係数を乗算する複数の乗算
器と、これらの乗算器による各乗算値の総和を求める加
算器とを同時集積したことを特徴とする固体撮像素子。
(1) The signal charges accumulated in the photoelectric conversion unit are transferred line by line from a plurality of photoelectric conversion units arranged in a matrix in parallel, and the parallel transferred signal charges in units of line are transferred in series. In the solid-state imaging device that reads signal charges from each of the photoelectric conversion elements in time series, the signal charges transferred from the photoelectric conversion unit in parallel in units of lines are stored over n consecutive lines, and the signal charges of each line are stored. There are n stages of transfer registers that serially transfer and output charges, and signal charges that are serially transferred and output from these n stages of transfer registers are delayed to form consecutive m pixel signal charges for each line. a delay means for outputting in parallel, a plurality of multipliers for multiplying each signal charge of n stages and m pixels obtained by the delay means by a predetermined coefficient, and an adder for calculating the sum of the multiplied values by these multipliers. What is claimed is: 1. A solid-state imaging device characterized by simultaneous integration of
(2)n段の転送レジスタは、並列入力された1ライン
分の信号電荷を巡回的に直列転送して出力すると共に、
光電変換部からの1ライン単位での信号電荷の読み出し
に同期して、1ライン分の信号電荷を次段に並列転送す
るnライン分の並列転送レジスタからなることを特徴と
する請求項(1)に記載の固体撮像素子。
(2) The n-stage transfer register cyclically serially transfers signal charges for one line input in parallel and outputs the same.
Claim (1) comprising a parallel transfer register for n lines that transfers signal charges for one line to the next stage in parallel in synchronization with readout of signal charges for each line from the photoelectric conversion section. ).
(3)n段の転送レジスタは、直列に接続されたnライ
ン分の転送レジスタからなることを特徴とする請求項(
1)に記載の固体撮像素子。
(3) Claim (3) characterized in that the n-stage transfer register consists of transfer registers for n lines connected in series.
1) The solid-state imaging device according to item 1).
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003516700A (en) * 1999-12-10 2003-05-13 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ Processing and shuffling of parallel data

Cited By (2)

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JP4733894B2 (en) * 1999-12-10 2011-07-27 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ Parallel data processing and shuffling

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