JPH05167932A - Solid state image pickup device - Google Patents
Solid state image pickup deviceInfo
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Landscapes
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- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、光情報を画素単位で光
電変換し、その光電変換によって得られる複数の画素情
報を所定時間に亘り蓄積して出力する光電変換部から全
画素の画像情報が1フィールド毎に読み出される2ライ
ン同時読み出し型の固体イメージセンサを用いた固体撮
像装置に関し、特に、標準テレビジョン方式のフィール
ド周波数の2倍のフィールド周波数を有する撮像信号を
出力する固体撮像装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to photoelectric conversion of light information on a pixel-by-pixel basis, and a plurality of pieces of pixel information obtained by the photoelectric conversion are accumulated and output for a predetermined period of time. The present invention relates to a solid-state imaging device using a 2-line simultaneous readout type solid-state image sensor that reads out every 1 field, and more particularly to a solid-state imaging device that outputs an imaging signal having a field frequency twice the field frequency of a standard television system. ..
【0002】[0002]
【従来の技術】CCD(Charge Coupled
Device:電荷結合素子)イメージセンサなどの
固体イメージセンサは、撮像管と比較して焼き付きや
残像がない、耐衝撃性が高い、カメラの小型化が容
易である、など優れた特徴を有している。通常、インタ
ーレス走査が採用されたNTSC方式などの標準テレビ
ジョン方式に準拠するビデオカメラでは、奇数フィール
ド画像の各画素からの撮像信号と偶数フィールド画像の
各画素からの撮像信号を1フィールド期間(NTSC方
式では1/60秒)毎に交互に読み出すようにしたCC
Dイメージセンサが用いられている。また、2ライン分
の水平転送レジスタを設けて、奇数フィールド画像の各
画素からの撮像信号及び偶数フィールド画像の各画素か
らの撮像信号を1フィールド期間内に全て読み出すよう
にした2ライン同時読み出し型の所謂Progress
ing Scan CCD(以下、単にP.S.CCD
という)イメージセンサが、高解像度ビデオカメラ用に
提供されている。2. Description of the Related Art CCD (Charge Coupled)
A solid-state image sensor such as a device (charge-coupled device) image sensor has excellent features such as no image sticking or afterimage, high impact resistance, and easy miniaturization of a camera, compared with an imaging tube. There is. Generally, in a video camera conforming to a standard television system such as the NTSC system in which interlaced scanning is adopted, an image pickup signal from each pixel of an odd field image and an image pickup signal from each pixel of an even field image are recorded for one field period ( CC that is read alternately every 1/60 seconds in the NTSC system
A D image sensor is used. In addition, a two-line simultaneous readout type in which a horizontal transfer register for two lines is provided so that the image pickup signal from each pixel of the odd field image and the image pickup signal from each pixel of the even field image are all read out within one field period The so-called "Progress"
ing Scan CCD (hereinafter simply referred to as P.S.CCD
Image sensors are provided for high resolution video cameras.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来のNT
SC方式などの標準テレビジョン方式に準拠するビデオ
カメラでは、60フィールド/秒すなわちフィールド周
波数が60Hzとなっているが、産業用や画像処理用な
どでは、例えば、印刷物のチェックや高速で移送される
物体の検査を行う場合に、高速処理が必要となる。そし
て、上記CCDイメージセンサなどの固体イメージセン
サは、容量性負荷であるために、駆動周波数が2倍にな
ると負荷も2倍となる。従って、高速処理を行うために
フィールド周波数を高くすると、駆動回路の能力が不足
する虞れがあり、全駆動システムを見直す必要が生じ
る。特に、高解像度ビデオカメラ用のP.S.CCDで
は、1本の水平転送レジスタで全画素からの撮像信号を
1フィールド期間内に全て読み出すの困難であるために
2本の水平転送レジスタを設けるようにしているのであ
るから、2倍の速度で駆動することは極めて困難であ
る。By the way, the conventional NT
A video camera conforming to a standard television system such as the SC system has a field frequency of 60 fields / second, that is, a field frequency of 60 Hz. High speed processing is required when inspecting an object. Since the solid-state image sensor such as the CCD image sensor is a capacitive load, the load doubles when the driving frequency doubles. Therefore, if the field frequency is increased in order to perform high-speed processing, there is a risk that the drive circuit will lack capacity, and it will be necessary to review the entire drive system. In particular, P.3 for high resolution video cameras. S. In the CCD, since it is difficult to read all the image pickup signals from all pixels with one horizontal transfer register within one field period, two horizontal transfer registers are provided, so that the speed is doubled. It is extremely difficult to drive with.
【0004】そこで、本発明は上述の如き従来の固体イ
メージセンサを使用した固体撮像装置における問題点に
鑑み、産業用や画像処理用に最適な高いフィールド周波
数を有する撮像信号を確実に出力することのできる固体
撮像装置を提供するものである。In view of the problems in the solid-state image pickup device using the conventional solid-state image sensor as described above, the present invention can reliably output an image pickup signal having a high field frequency, which is optimum for industrial use or image processing. The present invention provides a solid-state imaging device capable of performing
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明に係る固体撮像装
置は、上述の課題を解決するために、光情報を画素単位
で光電変換し、その光電変換によって得られる複数の画
素情報を所定時間に亘り蓄積して出力する光電変換部か
ら全画素の画像情報が2本の水平転送レジスタを介して
1フィールド毎に読み出される2ライン同時読み出し型
の固体イメージセンサと、上記固体イメージセンサから
一方の水平転送レジスタを介して読み出される撮像情報
を少なくとも1ライン分記憶する第1のメモリと、上記
イメージセンサから他方の水平転送レジスタを介して読
み出される画像情報を少なくとも1ライン分記憶する第
2のメモリと、上記第1及び第2のメモリから読み出さ
れる各画像情報を交互に切り換えて出力する情報切換手
段と、上記固体イメージセンサから2ライン同時に読み
出される各画像情報を上記第1及び第2のメモリに書き
込み、その書き込み速度の2倍の読み出し速度で読み出
して、上記情報切換手段を介して各画像情報を交互に出
力させる制御を行う制御手段とを有することを特徴とす
るものである。In order to solve the above-mentioned problems, a solid-state image pickup device according to the present invention photoelectrically converts optical information in pixel units, and outputs a plurality of pixel information obtained by the photoelectric conversion for a predetermined time. A two-line simultaneous read-out type solid-state image sensor in which image information of all pixels is read out for each field from two photoelectric transfer units that accumulate and output over the entire range, and one of the solid-state image sensor is used. A first memory for storing at least one line of imaging information read out via a horizontal transfer register, and a second memory for storing at least one line of image information read out from the image sensor via the other horizontal transfer register. And information switching means for alternately switching and outputting each image information read from the first and second memories, and the solid-state image Image information read simultaneously from two lines from the image sensor is written in the first and second memories, read at a read speed twice as fast as the write speed, and the image information is alternately output via the information switching means. It has a control means for controlling.
【0006】[0006]
【作用】発明に係る固体撮像装置では、2ライン同時読
み出し型の固体イメージセンサから各水平転送レジスタ
を介して読み出される各画像情報を第1及び第2のメモ
リに書き込み、その書き込み速度の2倍の読み出し速度
で読み出して、情報切換手段を介して各画像情報を交互
に出力する。In the solid-state image pickup device according to the present invention, each image information read from the two-line simultaneous read-out type solid-state image sensor through each horizontal transfer register is written in the first and second memories, and the writing speed is doubled. The image information is read at the reading speed of 1 and the image information is alternately output via the information switching means.
【0007】[0007]
【実施例】以下、本発明に係る固体撮像装置の一実施例
について図面に従い詳細に説明する。本発明に係る固体
撮像装置は、例えば図1のブロック図に示すように構成
される。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a solid-state image pickup device according to the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. The solid-state imaging device according to the present invention is configured, for example, as shown in the block diagram of FIG.
【0008】この図1に示す固体撮像装置は、2ライン
同時読み出し型のCCDイメージセンサ1、このCCD
イメージセンサ1から2ライン同時に読み出された各撮
像信号がそれぞれ相関二重サンプリング回路2A,2B
を介して供給される各プロセス処理回路3A,3B、こ
れらのプロセス処理回路3A,3Bによりプロセス処理
が施された各撮像信号がそれぞれA/D変換器4A,4
Bを介して供給される各フィールドメモリ5A,5B、
これらのフィールドメモリ5A,5Bから読み出された
各撮像信号が供給されるデマルチプレクサ6、このデマ
ルチプレクサ6から出力された撮像信号がD/A変換器
7を介して供給されるエンコーダ8、このエンコーダ8
によるエンコード出力として得られるビデオ信号を出力
端子10から出力する出力バッファ9、上記CCDイメ
ージセンサ1を駆動するCCD駆動回路11、このCC
D駆動回路11などに各種クロック信号などを与えて動
作制御を行う制御部12などから成る。The solid-state image pickup device shown in FIG. 1 includes a CCD image sensor 1 of a two-line simultaneous read-out type, and this CCD.
The image pickup signals read simultaneously from two lines from the image sensor 1 are respectively correlated double sampling circuits 2A and 2B.
Via the process processing circuits 3A and 3B, and the image pickup signals processed by these process processing circuits 3A and 3B are A / D converters 4A and 4A, respectively.
Each field memory 5A, 5B supplied via B,
A demultiplexer 6 to which the image pickup signals read from the field memories 5A and 5B are supplied, an encoder 8 to which the image pickup signals output from the demultiplexer 6 are supplied via a D / A converter 7, Encoder 8
An output buffer 9 for outputting a video signal obtained as an encoded output from the output terminal 10, a CCD drive circuit 11 for driving the CCD image sensor 1, and a CC for this CC.
The D drive circuit 11 and the like are provided with a control unit 12 that gives various clock signals and the like to control the operation.
【0009】上記CCDイメージセンサ1は、図2に示
すように、それぞれ撮像面に奇数フィールド画像および
偶数フィールドの画像の各画素に対応するホトダイオー
ドなどの感光素子SO,SEがマトリックス状に配列さ
れた撮像部IMと、この撮像部IMの各感光素子SO,
SEにより得られる蓄積電荷が垂直転送レジスタを介し
て転送される蓄積部STとを有する所謂フレーム・イン
ターライン・トランスファ(FIT)型のCCDイメー
ジセンサであって、上記各感光素子SO,SEにより得
られた蓄積電荷を上記蓄積部STから2本の水平転送レ
ジスタHOREG ,HEREG を介して2ライン同時に読み
出すことにより、1フィールド毎に全画素すなわち1フ
レーム(2フィールド)分の蓄積電荷を撮像信号として
出力するようにした2ライン同時読み出し型のP.S.
CCDイメージセンサが使用されている。In the CCD image sensor 1, as shown in FIG. 2, photosensitive elements SO and SE such as photodiodes corresponding to respective pixels of an odd field image and an even field image are arranged in a matrix on the image pickup surface. The image pickup section IM and the photosensitive elements SO of the image pickup section IM,
A so-called frame interline transfer (FIT) type CCD image sensor having an accumulating portion ST in which accumulated charges obtained by SE are transferred through a vertical transfer register, and is obtained by each of the photosensitive elements SO and SE. The accumulated charges thus read are simultaneously read out from the accumulating section ST for two lines via two horizontal transfer registers HO REG and HE REG to image the accumulated charges of all pixels, that is, one frame (2 fields) for each field. A two-line simultaneous read-out type P.I. S.
A CCD image sensor is used.
【0010】このCCDイメージセンサ1は、上記CC
D駆動回路11により次のように駆動される。This CCD image sensor 1 has the above-mentioned CC
It is driven by the D drive circuit 11 as follows.
【0011】すなわち、上記蓄積部STに転送された蓄
積電荷は、その垂直転送レジスタVOREG ,VEREG か
ら先ず第1の水平転送レジスタHOREG に転送される。
その際、図3のAに示すように、奇数垂直転送レジスタ
VOREG の電荷は上記第1の水平転送レジスタHOREG
のH1 相へ、また、偶数垂直転送レジスタVOREG の電
荷は上記第1の水平転送レジスタHOREG のH2 相に入
る。ここで、同図中の「O1 」,「O2 」・・・は、奇
数垂直転送レジスタVOREG から転送された電荷を示
し、また、「E1 」,「E2 」・・・は、偶数垂直転送
レジスタVEREG から転送された電荷を示している。That is, the accumulated charges transferred to the storage section ST are first transferred from the vertical transfer registers VO REG and VE REG to the first horizontal transfer register HO REG .
At that time, as shown in A of FIG. 3, the charges of the odd vertical transfer register VO REG are equal to those of the first horizontal transfer register HO REG.
To of an H 1 phase, also the charge of the even vertical transfer register VO REG enters into H 2 phase of the first horizontal transfer register HO REG. Here, “O 1 ”, “O 2 ” ... In the figure indicate the charges transferred from the odd vertical transfer register VO REG , and “E 1 ”, “E 2 ” ... , The even-numbered vertical transfer register VE REG is shown.
【0012】なお、上記第1の水平転送レジスタHO
REG と第2の水平転送レジスタHOREG は、同じ駆動パ
ルスφH1 ,φH2 でH1 ,H2 相が動作する。上記駆
動パルスφH1 ,φH2 がともに「H」で、H1 ,H2
相に電荷が蓄積される状態となっている。また、上記第
1の水平転送レジスタHOREG と第2の水平転送レジス
タHOREG との間の転送ゲートは、駆動パルスφHHG
が「H」となっていることにより、開成されている。The first horizontal transfer register HO
The REG and the second horizontal transfer register HO REG operate in the H 1 and H 2 phases with the same drive pulses φH 1 and φH 2 . When the drive pulses φH 1 and φH 2 are both “H”, H 1 and H 2
Charges are accumulated in the phases. Further, the transfer gate between the first horizontal transfer register HO REG and the second horizontal transfer register HO REG has a drive pulse φHHG.
Has been opened because it is "H".
【0013】そして、この状態で駆動パルスφH2 を
「H」から「L」に変化させることにより、図3のBに
示すように、上記偶数垂直転送レジスタVOREG からの
電荷「E1 」,「E2 」・・・が、上記第1の水平転送
レジスタHOREG のφH2 相からφHHGを経て、上記
第2の水平転送レジスタHEREG のH1 相へ転送され
る。これにより、上記第1の水平転送レジスタHOREG
のH1 相には奇数垂直転送レジスタVOREG の電荷「O
1 」,「O2 」・・・が入り、また、上記第2の水平転
送レジスタHEREG のH1 相には偶数垂直転送レジスタ
VOREG の電荷「E1 」,「E2 」・・・が入る。Then, by changing the driving pulse φH 2 from "H" to "L" in this state, the charge "E 1 " from the even vertical transfer register VO REG , as shown in FIG. 3B, “E 2 ” ... Is transferred from the φH 2 phase of the first horizontal transfer register HO REG to the H 1 phase of the second horizontal transfer register HE REG via φHHG. As a result, the first horizontal transfer register HO REG
H 1 phase of the odd vertical transfer register VO REG charge "O
1 ”,“ O 2 ”, etc., and the charges“ E 1 ”,“ E 2 ”, ... Of the even vertical transfer register VO REG are added to the H 1 phase of the second horizontal transfer register HE REG. Goes in.
【0014】次に、上記駆動パルスφHHGを「L」に
することにより、転送ゲートを閉成して上記第1の水平
転送レジスタHOREG と上記第2の水平転送レジスタH
EREG との間の転送を禁止し、この状態で上記駆動パル
スφH1 を「H」から「L」にするとともに、上記駆動
パルスφH2 を「L」から「H」に変化することによ
り、図3のCに示すように、各水平転送レジスタHO
REG ,HEREG ,中の電荷をH1 相からH2 相へ転送す
る。Next, by setting the drive pulse φHHG to "L", the transfer gate is closed to close the first horizontal transfer register HO REG and the second horizontal transfer register H.
By prohibiting the transfer to and from E REG , changing the drive pulse φH 1 from “H” to “L” and changing the drive pulse φH 2 from “L” to “H” in this state, As shown in C of FIG. 3, each horizontal transfer register HO
The charges in REG , HE REG , are transferred from the H 1 phase to the H 2 phase.
【0015】そして、上記駆動パルスφHHGを「L」
にして上記転送ゲートを開成した状態で、上記駆動パル
スφH1 を「L」から「H」にするとともに、上記駆動
パルスφH2 を「H」から「L」に変化することによ
り、図3のDに示すように、上記第1の水平転送レジス
タHOREG のH2 相の電荷「O2 」,「O3 」・・・を
上記第2の水平転送レジスタHEREG のH1 相へ転送す
るとともに、該第2の水平転送レジスタHEREG のH2
相の電荷「E2 」,「E3 」・・・をH1 相へ転送す
る。これにより、上記第1の水平転送レジスタHOREG
には電荷が無く、全ての電荷が上記第2の水平転送レジ
スタHEREG に転送され、この第2の水平転送レジスタ
HEREG のH1 相に上記奇数垂直転送レジスタVOREG
の電荷「O1 」,「O2 」・・・と偶数垂直転送レジス
タVOREG の電荷「E1 」,「E2 」・・・が加算され
た状態で入ることになる。以上の動作で上記第2の水平
転送レジスタHEREG に1走査線分の撮像電荷が転送さ
れる。Then, the drive pulse φHHG is set to "L".
Then, while the transfer gate is opened, the drive pulse φH 1 is changed from “L” to “H”, and the drive pulse φH 2 is changed from “H” to “L”. As shown in D, the charges “O 2 ”, “O 3 ” ... Of the H 2 phase of the first horizontal transfer register HO REG are transferred to the H 1 phase of the second horizontal transfer register HE REG. Together with H 2 of the second horizontal transfer register HE REG
The phase charges “E 2 ”, “E 3 ” ... Are transferred to the H 1 phase. As a result, the first horizontal transfer register HO REG
There is no electric charge in the second horizontal transfer register HE REG and all the electric charges are transferred to the second horizontal transfer register HE REG , and the odd vertical transfer register VO REG is added to the H 1 phase of the second horizontal transfer register HE REG.
, "O 1 ", "O 2 " ... And the charges "E 1 ", "E 2 " ... Of the even vertical transfer register VO REG are added. By the above operation, the imaging charge for one scanning line is transferred to the second horizontal transfer register HE REG .
【0016】さらに、上記駆動パルスφHHGを「L」
にして上記転送ゲートを開成した状態で、上記駆動パル
スφH1 ,φH2 をともに「H」にして、上記垂直転送
レジスタVOREG ,VEREG から電荷の転送を受け、図
3のEに示すように、奇数垂直転送レジスタVOREG の
電荷を上記第1の水平転送レジスタHOREG のH1 相
に、また、偶数垂直転送レジスタVOREG の電荷を上記
第1の水平転送レジスタHOREG のH2 相に入れる。Further, the drive pulse φHHG is set to "L".
Then, with the transfer gate opened, both the drive pulses φH 1 and φH 2 are set to “H”, the charge is transferred from the vertical transfer registers VO REG and VE REG , and as shown in E of FIG. the odd charges of the vertical transfer register VO REG to H 1 phase of the first horizontal transfer register HO REG, also the even vertical transfer register VO REG H 2 phases of the first horizontal transfer register HO REG charge of Put in.
【0017】そして、上記駆動パルスφH1 は「H」の
まま上記駆動パルスφH2 を「H」から「L」にするこ
とにより、図3のFに示すように、上記第1の水平転送
レジスタHOREG のH2 相の電荷「O2 」,「O3 」・
・・をH1 相へ転送する。これにより、この第1の水平
転送レジスタHOREG のH1 相に上記奇数垂直転送レジ
スタVOREG の電荷「O1 」,「O2 」・・・と偶数垂
直転送レジスタVOREG の電荷「E1 」,「E2 」・・
・が加算された状態で入ることになる。なお、上記第2
の水平転送レジスタHEREG では、H2 相からH1 相へ
空転送されるだけで変化はない。Then, the drive pulse φH 1 is kept at “H”, and the drive pulse φH 2 is changed from “H” to “L”, so that the first horizontal transfer register as shown in F of FIG. HO REG H 2 phase charge “O 2 ”, “O 3 ” ・
... the transfer to H 1 phase. Thus, the charge "O 1" of the first horizontal transfer register HO REG of an H 1 phase to the odd vertical transfer register VO REG, "O 2", ... and the charge of the even vertical transfer register VO REG "E 1 , "E 2 " ...
・ You will enter with added. In addition, the second
In the horizontal transfer register HE REG , the idle transfer is performed from the H 2 phase to the H 1 phase without any change.
【0018】以上の動作により、上記各水平転送レジス
タHOREG ,HEREG にそれぞれ1走査線分の撮像電荷
が入ることになる。As a result of the above operation, the image-capturing charges for one scanning line enter the respective horizontal transfer registers HO REG and HE REG .
【0019】そして、上記駆動パルスφH1 を「H」か
ら「L」にするとともに、上記駆動パルスφH2 を
「L」から「H」に変化することにより、H1 相からH
2 相へ転送し、次に再び上記駆動パルスφH1 を「L」
から「H」にするとともに、上記駆動パルスφH2 を
「H」から「L」に変化することにより、H2 相からH
1 相へ転送する動作を繰り返すことにより、2ライン同
時読み出しを行う。なお、上記CCDイメージセンサ1
から2ライン同時に読み出される各撮像信号は、図3の
Gに示すように、上記第2の水平転送レジスタHEREG
を介して読み出される撮像信号が上記第1の水平転送レ
ジスタHOREG を介して読み出される撮像信号よりも1
画素分遅れている。Then, by changing the drive pulse φH 1 from “H” to “L” and changing the drive pulse φH 2 from “L” to “H”, the H 1 phase is changed to H.
Transfer to the 2- phase, then again drive pulse φH 1 to "L"
H from as well as to the "H" by changing the driving pulse .phi.H 2 from "H" to "L", the H 2 phase
Two lines are simultaneously read by repeating the operation of transferring to one phase. The CCD image sensor 1
As shown in G of FIG. 3, the respective image pickup signals read out simultaneously from two lines from the second horizontal transfer register HE REG
The image pickup signal read via the first horizontal transfer register HO REG is 1 than the image pickup signal read via the first horizontal transfer register HO REG.
It's a pixel behind.
【0020】このCCDイメージセンサ1から2ライン
同時に読み出された各撮像信号は、それぞれ相関二重サ
ンプリング回路2A,2Bによりノイズ低減処理が施さ
れてから各プロセス処理回路3A,3Bに供給される。
上記プロセス処理回路3A,3Bは、上記相関二重サン
プリング回路2A,2Bを介して供給される各撮像信号
にビデオカメラとして必要なガンマ補正,クランプ,ホ
ワイトクリップなどのプロセス処理を施す。The image pickup signals read out simultaneously from the CCD image sensor 1 for two lines are subjected to noise reduction processing by the correlated double sampling circuits 2A and 2B, respectively, and then supplied to the process processing circuits 3A and 3B. ..
The process processing circuits 3A and 3B perform process processing such as gamma correction, clamp, and white clip necessary for a video camera on each image pickup signal supplied via the correlated double sampling circuits 2A and 2B.
【0021】ここで、上記第2の水平転送レジスタHE
REG を介して読み出された撮像信号が供給される上記相
関二重サンプリング回路2Bと上記プロセス処理回路3
Bとの間には、遅延回路13が設けれている。この遅延
回路13は、上記第2の水平転送レジスタHEREG を介
して読み出された撮像信号に1画素ピッチに相当する遅
延量を与える。これにより、上記プロセス処理回路3
A,3Bには、上記CCDイメージセンサ1から2ライ
ン同時に読み出された各撮像信号が位相を一致させた状
態で供給される。Here, the second horizontal transfer register HE
The correlated double sampling circuit 2B and the process processing circuit 3 to which the image pickup signal read out via the REG is supplied.
A delay circuit 13 is provided between B and B. The delay circuit 13 gives a delay amount corresponding to one pixel pitch to the image pickup signal read via the second horizontal transfer register HE REG . Thereby, the process processing circuit 3
The image pickup signals read out from the CCD image sensor 1 for two lines at the same time are supplied to A and 3B in a state where the phases thereof match.
【0022】そして、上記各プロセス処理回路3A,3
Bによりプロセス処理が施された各撮像信号は、それぞ
れA/D変換器4A,4Bにより1画素ピッチに対応す
るサンプリング周波数fSPでサンプリングされてディジ
タル化されて上記第1及び第2のフィールドメモリ5
A,5Bに供給される。Then, each of the process processing circuits 3A, 3
Each image pickup signal processed by B is sampled by the A / D converters 4A and 4B at a sampling frequency f SP corresponding to one pixel pitch and digitized to be the first and second field memories. 5
It is supplied to A and 5B.
【0023】上記第1及び第2のフィールドメモリ5
A,5Bには、上記A/D変換器4A,4Bによりディ
ジタル化された各撮像信号が上記サンプリング周波数f
SPに等しいクロックレートの書き込みクロックにより書
き込まれ、図4に示すように、上記CCDイメージセン
1の1フィールド走査毎に全画素分の撮像信号が書き込
まれる。そして、これらのフィールドメモリ5A,5B
に書き込まれた各撮像信号は、次の1フィールド走査期
間中に上記書き込みクロックの2倍のクロックレートの
読み出しクロックにより読み出される。すなわち、上記
第1及び第2のフィールドメモリ5A,5Bからは、上
記CCDイメージセン1の1フィールド走査毎に書き込
まれた全画素分の撮像信号がその書き込み速度の2倍の
読み出し速度で読み出される。ここで、上記第1及び第
2のフィールドメモリ5A,5Bは、上記制御部12か
ら供給されるリードイネーブル信号によって制御され、
一方が1フィールド査期間の前半だけ読み出し動作が行
われ、他方が1フィールド走査期間の後半だけ読み出し
動作が行われる。The above first and second field memories 5
In A and 5B, the image pickup signals digitized by the A / D converters 4A and 4B are sampled at the sampling frequency f.
Writing is performed with a write clock having a clock rate equal to SP , and as shown in FIG. 4, image pickup signals for all pixels are written for each one-field scan of the CCD image sensor 1. Then, these field memories 5A, 5B
The respective image pickup signals written in 1) are read out by a read clock having a clock rate twice as high as the write clock during the next 1-field scanning period. That is, the image pickup signals for all pixels written for each one-field scan of the CCD image sensor 1 are read out from the first and second field memories 5A and 5B at a read speed twice as fast as the write speed. .. Here, the first and second field memories 5A and 5B are controlled by a read enable signal supplied from the controller 12,
One of the read operations is performed only in the first half of the one-field scanning period, and the other read operation is performed only in the second half of the one-field scanning period.
【0024】そして、これらのフィールドメモリ5A,
5Bから読み出された2倍速の各撮像信号は、上記デマ
ルチプレクサ6を介して上記D/A変換器7に供給され
る。Then, these field memories 5A,
Each double-speed image pickup signal read from 5B is supplied to the D / A converter 7 via the demultiplexer 6.
【0025】上記デマルチプレクサ6は、上記制御部1
2から供給される制御信号により制御され、1フィール
ド走査期間の前半は上記第1のフィールドメモリ5Aか
ら読み出された撮像信号を選択し、1フィールド走査期
間の後半は上記第2のフィールドメモリ5Bから読み出
された撮像信号を選択することにより、図4に示すよう
に1チャンネルの撮像信号を形成する。すなわち、上記
CCDイメージセン1の1フィールド走査毎に読み出さ
れた2チャンネルの撮像信号が2倍速の1チャンネルの
撮像信号に変換される。The demultiplexer 6 includes the controller 1
Under the control of the control signal supplied from the No. 2, the image pickup signal read from the first field memory 5A is selected in the first half of the one field scanning period, and the second field memory 5B is selected in the second half of the one field scanning period. By selecting the image pickup signal read from, the 1-channel image pickup signal is formed as shown in FIG. That is, the 2-channel image pickup signal read out for each field scanning of the CCD image sensor 1 is converted into the double-speed 1-channel image pickup signal.
【0026】このデマルチプレクサ6により得られる2
倍速の撮像信号は、上記D/A変換器7によりアナログ
化されてから、上記エンコーダ8に供給される。このエ
ンコーダ8は、アナログ化された2倍速の撮像信号にブ
ランキングや同期信号などを付加して、所望の形式のビ
デオを形成する。そして、上記エンコーダ8によるエン
コード出力として得られるビデオ信号は、上記出力バッ
ファ9を介して出力端子10から特性インーダンスが7
5Ωの伝送ラインに出力される。2 obtained by this demultiplexer 6
The double-speed image pickup signal is converted into an analog signal by the D / A converter 7 and then supplied to the encoder 8. The encoder 8 adds a blanking signal, a synchronizing signal, or the like to the analogized double-speed imaging signal to form a video in a desired format. The video signal obtained as an encoded output by the encoder 8 has a characteristic impedance of 7 from the output terminal 10 via the output buffer 9.
It is output to the 5Ω transmission line.
【0027】さらに、上記CCD駆動回路11などに各
種クロック信号などを与えて動作制御を行う上記制御部
12は、同期信号発生器14,クロック発生器15及び
タイミング信号発生器16などを備えてなる。Further, the control section 12 for applying various clock signals to the CCD drive circuit 11 and the like to control the operation includes a synchronizing signal generator 14, a clock generator 15, a timing signal generator 16 and the like. ..
【0028】上記同期信号発生器14は、上記タイミン
グ信号発生器16に垂直同期信号VD,水平同期信号H
Dを供給しているとともに、上記エンコーダ8にブラン
キングパルスBLKや同期信号SYNCを供給してい
る。また、上記クロック発生器15は、上述のサンプリ
ング周波数fSPの2倍の周波数2fSPのクロックパルス
を上記D/A変換器7や上記タイミング信号発生器16
に供給しているとともに、上記第1及び第2のフィール
ドメモリ5A,5Bに読み出しクロックとして供給して
いる。さらに、上記タイミング信号発生器16は、上記
垂直同期信号VD,水平同期信号HD及びクロックパル
スに基づいて、上記CCDイメージセン1の駆動に必要
な各種クロック信号を形成して上記CCD駆動回路11
に供給している。また、 上記サンプリング周波数fSP
のクロックパルスを形成し、このクロックパルスを上記
A/D変換器3A,3Bに供給しているとともに、上記
第1及び第2のフィールドメモリ5A,5Bに書き込み
クロックとして供給している。さらに、1フィールド走
査期間の前半は上記第1のフィールドメモリ5Aから読
み出された撮像信号を選択し、1フィールド走査期間の
後半は上記第2のフィールドメモリ5Bから読み出され
た撮像信号を選択するための制御信号を形成し、この制
御信号を上記デマルチプレクサ6に供給している。The synchronizing signal generator 14 supplies the vertical synchronizing signal VD and the horizontal synchronizing signal H to the timing signal generator 16.
In addition to supplying D, the encoder 8 is supplied with a blanking pulse BLK and a synchronization signal SYNC. The clock generator 15 applies a clock pulse having a frequency 2f SP , which is twice the sampling frequency f SP , to the D / A converter 7 and the timing signal generator 16.
And a read clock to the first and second field memories 5A and 5B. Further, the timing signal generator 16 forms various clock signals necessary for driving the CCD image sensor 1 on the basis of the vertical synchronizing signal VD, the horizontal synchronizing signal HD and the clock pulse to generate the CCD driving circuit 11.
Is being supplied to. In addition, the sampling frequency f SP
The clock pulse is generated, and this clock pulse is supplied to the A / D converters 3A and 3B and is also supplied to the first and second field memories 5A and 5B as a write clock. Further, the image pickup signal read from the first field memory 5A is selected in the first half of the one field scanning period, and the image pickup signal read from the second field memory 5B is selected in the second half of the one field scanning period. A control signal for generating the control signal is generated, and this control signal is supplied to the demultiplexer 6.
【0029】このような構成の固体撮像装置では、2ラ
イン同時読み出し型の固体イメージセンサ1から各水平
転送レジスタHOREG ,HEREG を介して読み出される
各画像信号を第1及び第2のフィールドメモリ5A,5
Bに書き込み、その書き込み速度の2倍の読み出し速度
で読み出して、上記デマルチプレクサ6を介して1チャ
ンネルの映像信号として出力することができる。この映
像信号は、上記固体イメージセンサ1により得られる全
画素分の撮像信号から形成した2倍速の映像信号であっ
て、動解像度が高く、動きの速い被写体の撮影に適して
いる。また、上記固体イメージセンサ1を高速で駆動す
る必要がないので、確実に撮像動作を行うことができ
る。In the solid-state image pickup device having such a structure, the image signals read from the 2-line simultaneous read-out type solid-state image sensor 1 through the horizontal transfer registers HO REG and HE REG are used as first and second field memories. 5A, 5
B can be written, read at a read speed twice as fast as the write speed, and output as a 1-channel video signal via the demultiplexer 6. This video signal is a double speed video signal formed from the image pickup signals for all pixels obtained by the solid-state image sensor 1 and is suitable for photographing a fast-moving subject with high dynamic resolution. Further, since it is not necessary to drive the solid-state image sensor 1 at high speed, it is possible to reliably perform the image pickup operation.
【0030】なお、上述の実施例では、2ライン同時読
み出し型の固体イメージセンサ1から読み出される各画
像信号を第1及び第2のフィールドメモリ5A,5Bに
書き込み、各フィールドメモリ5A,5Bから各映像信
号を1フィールド走査期間の前半と後半とに分けて高速
で読み出すようにしたが、各フィールドメモリ5A,5
Bに代えて、ラインメモリを用いるようにしても良い。
この場合には、固体イメージセンサ1から2ライン同時
読み出される各画像信号を各ラインメモリに書き込み、
1ライン走査期間の前半と後半とに分けて高速で読み出
すことにより、上記固体イメージセンサ1から1フィー
ルド走査期間中に読み出される全画素分の映像信号を1
チャンネルの映像信号とした所謂ノンインターレースの
ビデオ信号を2倍速で得ることができる。In the above embodiment, each image signal read from the two-line simultaneous read-out type solid-state image sensor 1 is written in the first and second field memories 5A and 5B, and each image signal is read from each field memory 5A and 5B. The video signal is read at high speed by dividing it into the first half and the second half of one field scanning period.
Instead of B, a line memory may be used.
In this case, each image signal read from the solid-state image sensor 1 for two lines simultaneously is written in each line memory,
By reading the first line scanning period in the first half and the latter half at high speed, the video signals for all pixels read out from the solid-state image sensor 1 in one field scanning period are read by one.
A so-called non-interlaced video signal used as a channel video signal can be obtained at double speed.
【0031】[0031]
【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、発明
に係る固体撮像装置では、2ライン同時読み出し型の固
体イメージセンサから各水平転送レジスタを介して読み
出される各画像情報を第1及び第2のメモリに書き込
み、その書き込み速度の2倍の読み出し速度で読み出し
て、情報切換手段を介して各画像情報を交互に出力する
ことにより、産業用や画像処理用に最適な高いフィール
ド周波数を有する撮像信号を確実に得ることができる。As is apparent from the above description, in the solid-state image pickup device according to the present invention, each image information read from the two-line simultaneous readout type solid-state image sensor via each horizontal transfer register is used as the first and the first image information. By writing in two memories and reading out at a reading speed twice as fast as the writing speed, and alternately outputting each image information through the information switching means, a high field frequency suitable for industrial use or image processing is provided. The image pickup signal can be reliably obtained.
【0032】従って、本発明によれば、動解像度が高
く、動きの速い被写体の撮影に適した固体撮像装置を提
供することができる。Therefore, according to the present invention, it is possible to provide a solid-state image pickup device having a high dynamic resolution and suitable for photographing a fast-moving subject.
【図1】本発明に係る固体撮像装置の構成を示すブロッ
ク図である。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a solid-state imaging device according to the present invention.
【図2】上記固体撮像装置に用いた2ライン同時読み出
し型のCCDイメージセンサの構成を示す模式的な平面
図である。FIG. 2 is a schematic plan view showing a configuration of a 2-line simultaneous readout type CCD image sensor used in the solid-state imaging device.
【図3】上記CCDイメージセンサにおける撮像電荷の
各水平転送レジスタによる転送状態を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a transfer state of image pickup charges by each horizontal transfer register in the CCD image sensor.
【図4】上記固体撮像装置の動作を示すタイミングチャ
ートである。FIG. 4 is a timing chart showing the operation of the solid-state imaging device.
1・・・・・・・・・・CCDイメージセンサ 4A,4B・・・・・・A/D変換器 5A,5B・・・・・・フィールドメモリ 6・・・・・・・・・・デマルチプレクサ 7・・・・・・・・・・D/A変換器 8・・・・・・・・・・エンコーダ 11・・・・・・・・・・CCD駆動回路 12・・・・・・・・・・制御部 SO,SE・・・・・・・感光素子 IM・・・・・・・・・・撮像部 ST・・・・・・・・・・蓄積部 HOREG ,HEREG ・・・水平転送レジスタ1 --- CCD image sensor 4A, 4B --- A / D converter 5A, 5B --- field memory 6 --- Demultiplexer 7 ... D / A converter 8 ... Encoder 11 ... CCD drive circuit 12 ...・ ・ ・ Control unit SO, SE ・ ・ ・ Photosensitive element IM ・ ・ ・ ・ ・ Image pickup unit ST ・ ・ ・ ・ ・ Storage unit HO REG , HE REG ... Horizontal transfer registers
Claims (1)
電変換によって得られる複数の画素情報を所定時間に亘
り蓄積して出力する光電変換部から全画素の画像情報が
2本の水平転送レジスタを介して1フィールド毎に読み
出される2ライン同時読み出し型の固体イメージセンサ
と、 上記固体イメージセンサから一方の水平転送レジスタを
介して読み出される撮像情報を少なくとも1ライン分記
憶する第1のメモリと、 上記イメージセンサから他方の水平転送レジスタを介し
て読み出される画像情報を少なくとも1ライン分記憶す
る第2のメモリと、 上記第1及び第2のメモリから読み出される各画像情報
を交互に切り換えて出力する情報切換手段と、 上記固体イメージセンサから2ライン同時に読み出され
る各画像情報を上記第1及び第2のメモリに書き込み、
その書き込み速度の2倍の読み出し速度で読み出して、
上記情報切換手段を介して各画像情報を交互に出力させ
る制御を行う制御手段とを有することを特徴とする固体
撮像装置。1. Horizontal transfer of two pieces of image information of all pixels from a photoelectric conversion unit that photoelectrically converts optical information in pixel units and accumulates and outputs a plurality of pixel information obtained by the photoelectric conversion for a predetermined time. A two-line simultaneous read-out type solid-state image sensor which is read out for each field via a register, and a first memory which stores at least one line of imaging information read from the solid-state image sensor through one horizontal transfer register. A second memory for storing at least one line of image information read from the image sensor via the other horizontal transfer register, and the image information read from the first and second memories are alternately switched and output. Information switching means for controlling the image information and the image information read out from the solid-state image sensor for two lines at the same time. Write to memory,
Read at twice the read speed of that write speed,
A solid-state imaging device, comprising: a control unit that performs control to alternately output each image information via the information switching unit.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3353787A JP2988095B2 (en) | 1991-12-18 | 1991-12-18 | Solid-state imaging device |
Applications Claiming Priority (1)
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JPH05167932A true JPH05167932A (en) | 1993-07-02 |
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1991
- 1991-12-18 JP JP3353787A patent/JP2988095B2/en not_active Expired - Fee Related
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