JPH06284349A - Solid-state image pickup device and driving method therefor - Google Patents

Solid-state image pickup device and driving method therefor

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Publication number
JPH06284349A
JPH06284349A JP5067981A JP6798193A JPH06284349A JP H06284349 A JPH06284349 A JP H06284349A JP 5067981 A JP5067981 A JP 5067981A JP 6798193 A JP6798193 A JP 6798193A JP H06284349 A JPH06284349 A JP H06284349A
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JP
Japan
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signal
register
solid
output signal
transferred
Prior art date
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Pending
Application number
JP5067981A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hajime Akimoto
秋元  肇
Haruhisa Ando
治久 安藤
Katsutaka Kimura
勝高 木村
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.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP5067981A priority Critical patent/JPH06284349A/en
Publication of JPH06284349A publication Critical patent/JPH06284349A/en
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Abstract

PURPOSE:To provide a solid-state image pickup device capable of performing signal processings respectively suitable for moving images and still images and performing recording. CONSTITUTION:Signal electric charge read from a photodiode 1 to a vertical CCD register 2 is preserved through a horizontal CCD register 3, an output amplifier 6 and a moving image compression circuit 12 in a memory 13 for the moving images at the time of processing it as a moving image signal and is preserved through a signal electric charge storage CCD register 4, the horizontal CCD register 5 for the still images, the output amplifier 7 for the still images and a still image compression circuit 16 in the memory 17 for the still images at the time of processing it as a still image signal. Thus, the band of the output amplifier and the bit length of digital signals, etc., can be optimized for the moving images and the still images and high quality output images can be obtained.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、固体撮像素子で受光し
た信号電荷から特に高画質な動画像と静止画像を得るの
に好適な固体撮像装置とその駆動方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solid-state image pickup device suitable for obtaining a moving image and a still image of high image quality from a signal charge received by a solid-state image pickup device, and a driving method thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】現在市販されているカメラ一体型VTR
の構造の一例を、図13を用いて以下に説明する。図1
3はこのような従来例による回路構造図である。Si半
導体基板上の受光部には、マトリクス状に配置されたホ
トダイオード1と、ホトダイオード1の一端に接続され
た垂直CCDレジスタ2が設けられている。垂直CCD
レジスタ2の終端は一個の水平CCDレジスタ3に接続
されており、さらに水平CCDレジスタ3の終端は出力
アンプ6に入力している。出力アンプ6の出力は相関二
重サンプリング回路(CDS)/利得制御回路(AG
C)10、信号処理回路42、エンコーダ43を経て、
輝度(Y)/信号カラー(C)信号ともにVCRユニッ
ト44、VTRテープ45に入力される。本従来例にお
いては、ホトダイオード1に蓄えられた信号電荷は、所
定のタイミングで一括して垂直CCD2に読みだされ、
更に水平CCD3に順次転送される。水平CCD3に転
送された信号電荷は、更に順次出力アンプ6により電圧
出力信号に変換される。この電圧出力信号は、CDS回
路10によるリセット雑音の除去、AGC回路10によ
る利得変換を受けた後、エンコーダ43によりビデオ信
号に変換されてVCRユニット44に入力、VTRテー
プ45に記録される。このような技術の例としては、例
えばアイトリプルイー、トランザクションズオン コン
シューマーエレクトロニクス1990年8月494頁か
ら501頁(IEEE Transactions on Consumer Electroni
cs, Vol.36, No.3, Aug., 1990 pp.494-501)に詳しい。
2. Description of the Related Art Camera-integrated VTRs currently on the market
An example of the structure will be described below with reference to FIG. Figure 1
3 is a circuit structure diagram according to such a conventional example. A photodiode 1 arranged in a matrix and a vertical CCD register 2 connected to one end of the photodiode 1 are provided in the light receiving portion on the Si semiconductor substrate. Vertical CCD
The end of the register 2 is connected to one horizontal CCD register 3, and the end of the horizontal CCD register 3 is input to the output amplifier 6. The output of the output amplifier 6 is the correlated double sampling circuit (CDS) / gain control circuit (AG
C) 10, the signal processing circuit 42, the encoder 43,
Both the luminance (Y) / signal color (C) signals are input to the VCR unit 44 and the VTR tape 45. In this conventional example, the signal charges stored in the photodiode 1 are collectively read out to the vertical CCD 2 at a predetermined timing,
Further, it is sequentially transferred to the horizontal CCD 3. The signal charges transferred to the horizontal CCD 3 are further sequentially converted into voltage output signals by the output amplifier 6. This voltage output signal is subjected to reset noise removal by the CDS circuit 10 and gain conversion by the AGC circuit 10, and then converted into a video signal by the encoder 43, input to the VCR unit 44, and recorded on the VTR tape 45. Examples of such a technology include, for example, Eye Triple E, Transactions on Consumer Electronics, August 1990, pages 494 to 501 (IEEE Transactions on Consumer Electronics).
cs, Vol.36, No.3, Aug., 1990 pp.494-501).

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の固
体撮像装置においては、動画像には適したビデオ信号処
理を行なえるものの、静止画像に適した信号処理は行な
えなかった。従って静止画像が必要な場合にも、動画像
として一度記録された画像を静止させて得るために、静
止画としては不十分な画質しか得ることができなかっ
た。本発明の目的は、動画や静止画のように画質の異な
る画像に適合する信号処理を行うことのできる、特に高
画質の動画や静止画を得ることのできる固体撮像装置及
びその駆動方法を提供することにある。
In the conventional solid-state image pickup device as described above, video signal processing suitable for moving images can be performed, but signal processing suitable for still images cannot be performed. Therefore, even when a still image is required, the image once recorded as a moving image is obtained by making it still, so that the image quality is insufficient as a still image. An object of the present invention is to provide a solid-state imaging device capable of performing signal processing suitable for images having different image quality such as moving images and still images, and particularly a solid-state imaging device capable of obtaining high-quality moving images and still images, and a driving method thereof. To do.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の固体撮像装置では、例えば図1に示すよう
に、半導体基板上にマトリクス状に形成された画素領域
からなる受光部例えば1で受光した光によって生じた信
号電荷を該受光部1から読み出し、その信号電荷を信号
電荷−信号電圧変換部例えばレジスタ3の一端に接続し
た出力アンプ6を介してアナログ信号電圧に変換し、こ
のアナログ信号電圧をアナログ−ディジタル変換部例え
ば11によりディジタル信号に変換し、このディジタル
信号を情報量圧縮部例えば12を用いて信号圧縮し、こ
の圧縮された信号を圧縮信号蓄積部例えば13に蓄積す
る固体撮像装置において、上記の信号電荷−信号電圧変
換部を含む、アナログ−ディジタル変換部、情報量圧縮
部、圧縮信号蓄積部までの信号経路を複数通り設け、す
なわち上記のような2、3から13に至る信号経路のみ
ならず例えば2から5を経て信号電荷−信号電圧変換部
7、さらにアナログ−ディジタル変換部15、情報量圧
縮部16、圧縮信号蓄積部17に至る信号経路を設け、
これらを切り替える切り替え手段例えば9を設けること
とする。
In order to achieve the above object, in the solid-state image pickup device of the present invention, as shown in FIG. 1, for example, a light receiving portion composed of pixel regions formed in a matrix on a semiconductor substrate, for example, The signal charge generated by the light received at 1 is read from the light receiving unit 1, and the signal charge is converted into an analog signal voltage through the signal charge-signal voltage conversion unit, for example, the output amplifier 6 connected to one end of the register 3, This analog signal voltage is converted into a digital signal by an analog-digital conversion unit such as 11, the digital signal is compressed by an information amount compression unit such as 12, and the compressed signal is stored in a compressed signal storage unit such as 13. In the solid-state imaging device, the analog-digital conversion unit including the signal charge-signal voltage conversion unit, the information amount compression unit, and the compressed signal storage A plurality of signal paths up to, that is, not only the signal paths from 2, 3 to 13 as described above but also signal charge-signal voltage conversion section 7, analog-digital conversion section 15, information A signal path to the quantity compression unit 16 and the compressed signal storage unit 17 is provided,
A switching means, for example, 9 for switching these is provided.

【0005】あるいは上記目的を達成するための本発明
の固体撮像装置の駆動方法としては、例えば図1に示す
ように、半導体基板上のマトリクス状の受光領域1で受
光した信号電荷を各列の受光領域毎に第1のレジスタ列
2に所定のタイミングで転送し、該第1のレジスタ2に
転送した各列の信号電荷を上記第1のレジスタ列2と垂
直な方向に配列した他のレジスタを介して順次出力生成
部に信号を転送し、該信号を読み出すことにより出力信
号を得るようにした駆動方法において、上記他のレジス
タとして異なる経路のレジスタを有して該それぞれのレ
ジスタを介して信号電荷を転送することとし、その一方
の経路として、上記他のレジスタとして第2のレジスタ
3を介して第1の出力信号生成部6に信号電荷を転送す
る信号経路と、また他方の経路として、上記第1のレジ
スタ2を介して上記受光領域内に蓄えられていた全ての
信号電荷を第3のレジスタ列4に蓄積し、該第3のレジ
スタ列4に蓄積した電荷を上記他のレジスタとして第4
のレジスタ5を介して第2の出力信号生成部7に順次転
送する他の信号経路とを持ち、これにより、第1の出力
信号生成部6への信号電荷の転送が連続的に行われてい
る最中に、第2の出力信号生成部7への信号電荷の転送
動作を挿入することとする。
Alternatively, as a method of driving a solid-state image pickup device of the present invention to achieve the above object, for example, as shown in FIG. 1, signal charges received in a matrix-shaped light receiving region 1 on a semiconductor substrate are provided in each column. Another register in which each of the light receiving regions is transferred to the first register train 2 at a predetermined timing, and the signal charges of each train transferred to the first register train 2 are arranged in a direction perpendicular to the first register train 2. In the driving method in which the signal is sequentially transferred to the output generation unit via the, and the output signal is obtained by reading the signal, a register having a different path is provided as the other register, and the output signal is obtained via the respective registers. The signal charge is transferred, and one path is a signal path for transferring the signal charge to the first output signal generation unit 6 via the second register 3 as the other register. As the other path, all the signal charges stored in the light receiving region via the first register 2 are stored in the third register row 4, and the charges stored in the third register row 4 are stored. Fourth register as other register
And another signal path that is sequentially transferred to the second output signal generation unit 7 via the register 5 of the above, whereby the signal charge is continuously transferred to the first output signal generation unit 6. During the operation, the transfer operation of the signal charge to the second output signal generation section 7 is inserted.

【0006】本発明のその他の特徴については実施例の
中で詳細に説明する。
Other features of the present invention will be described in detail in the embodiments.

【0007】[0007]

【作用】本発明においては、上記のように受光部から読
み出した信号電荷を異なる信号経路を介して出力信号を
生成することにより、画質の異なる画像に対応した信号
処理により所要の画質の出力信号を得ることが可能にな
る。特に例えば静止画の画像信号と動画の画像信号とに
対して、画一的ではなく、異なる信号電荷−信号電圧変
換処理、アナログ−ディジタル変換処理、情報量圧縮処
理、圧縮信号蓄積処理を施すことが可能になる。すなわ
ち、静止画像の信号処理経路の中では所望の画質を得る
ために動画像の場合より周波数帯域を狭くしてより低雑
音化したり、またディジタル信号処理の中では静止画に
対してはビット数を大きくしてより高画質にすることが
可能になるなど、高画質な動画像及び静止画像を得るこ
とができるようになる。さらにこれらの信号経路を切り
替える手段を備えることにより、例えば動画の信号転送
の最中に静止画の転送動作を挿入することが可能にな
る。
In the present invention, as described above, the signal charges read from the light receiving section are generated as output signals through different signal paths, so that an output signal of a desired image quality is obtained by signal processing corresponding to images of different image quality. It will be possible to obtain. Particularly, for example, different signal charge-signal voltage conversion processing, analog-digital conversion processing, information amount compression processing, and compressed signal accumulation processing are applied to the image signal of a still image and the image signal of a moving image, not uniformly. Will be possible. That is, in the signal processing path of a still image, in order to obtain a desired image quality, the frequency band is made narrower to reduce noise, and in the digital signal processing, the number of bits for a still image is reduced. It becomes possible to obtain a high-quality moving image and still image, for example, by increasing the. Further, by providing a means for switching these signal paths, it becomes possible to insert a still image transfer operation during, for example, signal transfer of a moving image.

【0008】[0008]

【実施例】(第1の実施例)以下本発明による固体撮像
装置の第1の実施例を、図1及び図2を用いて説明す
る。図1は本発明の第1の実施例による撮像装置の回路
構成図である。Si半導体基板上の受光部には、マトリ
クス状に配置されたホトダイオード1と、ホトダイオー
ド1の一端に接続された垂直CCDレジスタ2が設けら
れている。垂直CCDレジスタ2の一端は一個の水平C
CDレジスタ3に接続されており、さらに水平CCDレ
ジスタ3の終端は出力アンプ6に入力している。出力ア
ンプ6の出力は相関二重サンプリング回路(CDS)/
利得制御回路(AGC)10、A/Dコンバータ11、
動画圧縮回路12を経て動画用メモリ13につながって
いる。また垂直CCDレジスタ2の他端は、さらに信号
電荷蓄積CCDレジスタ4を経て静止画用水平CCDレ
ジスタ5に接続されており、さらに静止画用水平CCD
レジスタ5の終端は静止画用出力アンプ7に入力してい
る。静止画用出力アンプ7の出力は静止画用相関二重サ
ンプリング回路(CDS)/利得制御回路(AGC)1
4、静止画用A/Dコンバータ15、静止画圧縮回路1
6を経て静止画用メモリ17につながっている。なお垂
直CCDレジスタ2および信号電荷蓄積CCDレジスタ
4の転送に関しては、垂直CCDレジスタ駆動回路8を
介して、動画/静止画切り換え回路9により制御され
る。なおこの動画/静止画切り換え回路9は、図中では
省略したが、信号が垂直CCDレジスタ2から出力アン
プ6を経て動画用メモリ13に伝送される系を経るの
か、垂直CCDレジスタ2から静止画用出力アンプ7を
経て静止画用メモリ17に転送される系を経るのかを切
り換える役割も持つ。また図1においては、図面の簡略
化のためにホトダイオード1の数を3行3列として示し
ているが、本発明はホトダイオード1の配列数を制限し
ない。以下、本実施例の動作について述べる。ホトダイ
オード1に蓄えられた信号電荷は、所定のタイミングで
一括して垂直CCDレジスタ2に読みだされる。この信
号電荷は、動画信号として処理される際には水平CCD
レジスタ3へ順次転送される。一方静止画信号として処
理される際には、静止画信号電荷蓄積CCDレジスタ4
へ一括して転送された後に、静止画用水平CCDレジス
タ5へ順次転送される。この動画及び静止画の転送方向
の制御を行なうのは動画/静止画切り換え回路9であ
る。水平CCDレジスタ3に転送された信号電荷は、順
次出力アンプ6により電圧出力信号に変換される。この
電圧出力信号は、CDS回路10によるリセット雑音の
除去、AGC回路10による利得変換を受けた後、動画
用A/Dコンバータ11によりディジタル信号に変換さ
れ、さらに動画圧縮回路12において信号圧縮処理を受
けた後に、動画用メモリ13に保存される。一方静止画
用水平CCDレジスタ5に転送された信号電荷は、順次
静止画用出力アンプ7により電圧出力信号に変換され
る。この電圧出力信号は、静止画用CDS回路14によ
るリセット雑音の除去、静止画用AGC回路10による
利得変換を受けた後、静止画用A/Dコンバータ15に
よりディジタル信号に変換され、静止画圧縮回路16に
おいて信号圧縮処理を受けた後に、静止画用メモリ17
に保存される。本実施例における動画用の出力アンプ6
までの信号電荷読み出し手段は、垂直CCDレジスタ2
内の信号電荷が走査画面上で1行毎に水平CCDレジス
タ3内に順次転送される、いわゆるインターライン転送
方式として知られているものであり、静止画用の静止画
出力アンプ7までの信号電荷読み出し手段は、垂直CC
Dレジスタ2内の信号電荷が一括して信号電荷蓄積CC
Dレジスタ4内に転送され、この後水平CCDレジスタ
5に1行毎に順次転送される、いわゆるフレームインタ
ーライン転送方式として知られているものと同一であ
る。なお本実施例においては、色信号処理に関する記載
は省略している。さて一般には、動画の出力信号レート
は外部からの要請に基づいて決定される。例えば高精細
テレビ(HDTV)の規格に合わせるためには、もしも
ホトダイオードの数が垂直方向に1000、水平方向に
2000であれば、水平CCDレジスタ3の転送周波数
は74MHz、動画用A/Dコンバータ11の入出力で
は74Mバイト/秒の信号出力が必要になる。このため
には出力アンプ6には200MHz以上のカットオフ周
波数が要求される。一方静止画の出力レートに対する制
限は、静止画の連写速度のみであり、これは撮影装置の
側で決定することが可能である。例えば連写速度を5回
/秒とすれば、静止画用水平CCDレジスタ5の転送周
波数は5MHz強、静止画用A/Dコンバータ15の入
出力は5Mバイト/秒強の信号出力で良く、静止画出力
アンプ7のカットオフ周波数は30MHzもあれば使用
できることになる。出力アンプのランダム雑音電圧の大
きさは、雑音帯域の平方根で決まるため、カットオフ周
波数が200MHzの場合と30MHzの場合の出力ア
ンプのランダム雑音電圧は2.5倍以上異なる。本実施
例のように静止画の雑音を動画の雑音以上に低減するこ
とは、実用上極めて意義がある。人間の視特性は、静止
画には動画に比較して、より高画質であることを要求す
るからである。すなわち、静止画信号処理の信号電荷−
信号電圧変換部は動画信号処理のそれよりも出力アナロ
グ信号電圧の信号帯域が低く、さらに静止画信号処理の
アナログ−ディジタル変換部、情報量圧縮部、圧縮信号
蓄積部は、動画信号処理のそれらよりも1画素当りの信
号伝送に費やす時間を大きくすることにより動画ととも
に出力し得る静止画に対してはより高画質な画質が得ら
れるようにしている。なお、このように静止画信号のS
/Nは動画信号のS/Nよりも高いため、静止画用A/
Dコンバータ15、静止画圧縮回路16、静止画用メモ
リ17で扱うビット数は、A/Dコンバータ11、動画
圧縮回路12、動画用メモリ13で扱うビット数よりも
多いことが望ましい。例えば後者のそれが8ビットであ
るとすると、前者のそれは10ビットである。本実施例
による撮像装置の一般的な用途においては、動画用メモ
リ13に蓄えられる画像の枚数は、静止画用メモリ17
に蓄えられる画像の枚数よりも遥かに多い。例えば前述
の例では、動画は1秒間に60枚の画像を含むのに対し
て、静止画は5枚である。従って動画圧縮回路12で
は、静止画圧縮回路16に比べてより大きい信号圧縮技
術を用い、一方静止画圧縮回路16では画質の劣化を最
小限に抑えるためにこれよりは信号圧縮量を控えるよう
にする。これにより、圧縮信号蓄積部における1画面あ
たりの信号蓄積のためのメモリ量は、静止画の方が動画
の場合より大きくし、静止画に対する高画質性を確保し
ている。またこのようにすることにより、動画に対して
はメモリは少なくてすむ一方、静止画に対しては高画質
を得ながら最小限のメモリの使用にとどめるなど、メモ
リを効果的に使用している。本実施例においては、動画
像用の信号電荷は垂直CCDレジスタ2を、順次水平C
CDレジスタ3へ転送されるのに対して、静止画像用の
信号電荷は垂直CCDレジスタ2から静止画信号電荷蓄
積CCDレジスタ4へと、一括して転送される。従って
上記のように、静止画用水平CCDレジスタ5の転送周
波数を水平CCDレジスタ3の転送周波数より遅くして
も、連続した動画の撮影に対しては支障を来さない。す
なわち通常の動画の撮影中に、静止画を1枚挿入するこ
とが可能である。これは撮影者が動画の撮影中に、静止
画撮影用のスイッチを入れることにより実現される。な
お静止画像用の信号電荷の、静止画信号電荷蓄積CCD
レジスタ4への一括転送を比較的低速で行ないたい場合
には、静止画を1枚挿入した後の1,2枚分のみ、動画
の撮影を停止させても、画像の劣化はそれほど大きくは
ない。また本実施例においては、動画用の出力アンプ6
までの信号電荷読み出し手段は、インターライン転送方
式として知られているものであり、静止画用の静止画出
力アンプ7までの信号電荷読み出し手段は、フレームイ
ンターライン転送方式として知られているものと同一で
ある。従ってより高画質を要求される静止画像のために
は信号電荷蓄積CCDレジスタを利用して例えば超高速
にこれに蓄積しその信号電荷を順次転送するようにすれ
ば、スミア雑音はフレームインターライン転送方式特有
の効果により低減できる一方、動画像の撮像にはインタ
ーライン転送方式を用いることにより回路を簡略化で
き、半導体基板の使用面積の増加を抑えられる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS (First Embodiment) A first embodiment of the solid-state image pickup device according to the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 is a circuit configuration diagram of an image pickup apparatus according to a first embodiment of the present invention. A photodiode 1 arranged in a matrix and a vertical CCD register 2 connected to one end of the photodiode 1 are provided in the light receiving portion on the Si semiconductor substrate. One end of the vertical CCD register 2 is a horizontal C
It is connected to the CD register 3, and the end of the horizontal CCD register 3 is input to the output amplifier 6. The output of the output amplifier 6 is the correlated double sampling circuit (CDS) /
Gain control circuit (AGC) 10, A / D converter 11,
It is connected to the moving picture memory 13 via the moving picture compression circuit 12. Further, the other end of the vertical CCD register 2 is further connected to a still image horizontal CCD register 5 via a signal charge storage CCD register 4, and further still image horizontal CCD.
The terminal of the register 5 is input to the still image output amplifier 7. The output of the still image output amplifier 7 is a correlated double sampling circuit (CDS) / gain control circuit (AGC) 1 for still image.
4, still image A / D converter 15, still image compression circuit 1
It is connected to the still image memory 17 via 6. The transfer of the vertical CCD register 2 and the signal charge storage CCD register 4 is controlled by the moving image / still image switching circuit 9 via the vertical CCD register drive circuit 8. Although not shown in the figure, the moving image / still image switching circuit 9 is not connected to the vertical CCD register 2 or the still image from the vertical CCD register 2 whether the signal is transmitted from the vertical CCD register 2 to the moving image memory 13 via the output amplifier 6. It also has a role of switching between the system for transferring to the still image memory 17 through the output amplifier 7 for use. Further, in FIG. 1, the number of photodiodes 1 is shown as 3 rows and 3 columns for simplification of the drawing, but the present invention does not limit the number of photodiodes 1 arranged. The operation of this embodiment will be described below. The signal charges stored in the photodiode 1 are collectively read out to the vertical CCD register 2 at a predetermined timing. This signal charge is a horizontal CCD when processed as a moving image signal.
It is sequentially transferred to the register 3. On the other hand, when processed as a still image signal, the still image signal charge storage CCD register 4
To the horizontal CCD register 5 for still images. The moving image / still image switching circuit 9 controls the transfer direction of the moving image and still image. The signal charge transferred to the horizontal CCD register 3 is sequentially converted into a voltage output signal by the output amplifier 6. The voltage output signal is subjected to removal of reset noise by the CDS circuit 10 and gain conversion by the AGC circuit 10, and then converted into a digital signal by the moving picture A / D converter 11, and further subjected to signal compression processing in the moving picture compression circuit 12. After being received, it is stored in the moving image memory 13. On the other hand, the signal charge transferred to the still image horizontal CCD register 5 is sequentially converted into a voltage output signal by the still image output amplifier 7. The voltage output signal is subjected to removal of reset noise by the still image CDS circuit 14 and gain conversion by the still image AGC circuit 10, and then converted into a digital signal by the still image A / D converter 15 to compress the still image. After receiving the signal compression processing in the circuit 16, the still image memory 17
Stored in. Output amplifier 6 for moving images in this embodiment
The signal charge reading means up to is the vertical CCD register 2
It is known as a so-called interline transfer system in which the signal charges in the inside are sequentially transferred to the horizontal CCD register 3 for each row on the scanning screen, and signals to the still image output amplifier 7 for still images The charge reading means is a vertical CC
The signal charges in the D register 2 are collectively stored in the signal charges CC
This is the same as what is known as a so-called frame interline transfer system in which data is transferred to the D register 4 and then sequentially transferred to the horizontal CCD register 5 row by row. In the present embodiment, the description regarding the color signal processing is omitted. Generally, the output signal rate of a moving image is determined based on a request from the outside. For example, in order to conform to the standard of high definition television (HDTV), if the number of photodiodes is 1000 in the vertical direction and 2000 in the horizontal direction, the transfer frequency of the horizontal CCD register 3 is 74 MHz and the moving picture A / D converter 11 is used. Input / output of requires a signal output of 74 Mbytes / second. For this purpose, the output amplifier 6 is required to have a cutoff frequency of 200 MHz or higher. On the other hand, the limitation on the output rate of the still image is only the continuous shooting speed of the still image, which can be determined by the photographing device. For example, if the continuous shooting speed is 5 times / second, the transfer frequency of the horizontal CCD register 5 for still images may be 5 MHz or more, and the input / output of the A / D converter 15 for still images may be 5 Mbytes / second or more. If the cutoff frequency of the still image output amplifier 7 is 30 MHz, it can be used. Since the magnitude of the random noise voltage of the output amplifier is determined by the square root of the noise band, the random noise voltage of the output amplifier differs by 2.5 times or more when the cutoff frequency is 200 MHz and 30 MHz. Reducing the noise of a still image more than the noise of a moving image as in the present embodiment is extremely significant in practical use. This is because the human visual characteristics require that a still image has higher image quality than a moving image. That is, the signal charge of the still image signal processing −
The signal voltage converter has a signal band of the output analog signal voltage lower than that of the moving image signal processing, and the analog-digital converter of the still image signal processing, the information amount compression unit and the compressed signal storage unit are those of the moving image signal processing. By making the time spent for signal transmission per pixel larger than that, a higher quality image can be obtained for a still image that can be output together with a moving image. It should be noted that the S of the still image signal is
/ N is higher than the S / N of the video signal, so A /
It is desirable that the D converter 15, the still image compression circuit 16, and the still image memory 17 handle more bits than the A / D converter 11, the moving image compression circuit 12, and the moving image memory 13. For example, if the latter is 8 bits, the former is 10 bits. In a general application of the image pickup apparatus according to the present embodiment, the number of images stored in the moving image memory 13 is equal to that of the still image memory 17.
Much more than the number of images stored in. For example, in the above example, the moving image includes 60 images per second, while the still image includes 5 images. Therefore, the moving picture compression circuit 12 uses a signal compression technique larger than that of the still picture compression circuit 16, while the still picture compression circuit 16 uses a smaller amount of signal compression in order to minimize deterioration of image quality. To do. As a result, the amount of memory for storing signals per screen in the compressed signal storage unit is larger for still images than for moving images, and high image quality for still images is ensured. By doing so, memory is effectively used, for example, while moving images require less memory, still images can obtain high image quality while using the minimum amount of memory. . In this embodiment, the signal charges for moving images are transferred to the vertical CCD register 2 and sequentially to the horizontal C
In contrast to being transferred to the CD register 3, the still image signal charges are collectively transferred from the vertical CCD register 2 to the still image signal charge storage CCD register 4. Therefore, as described above, even if the transfer frequency of the still image horizontal CCD register 5 is set lower than the transfer frequency of the horizontal CCD register 3, no trouble occurs in capturing continuous moving images. That is, it is possible to insert one still image during shooting of a normal moving image. This is realized by the photographer turning on a switch for still image shooting while shooting a moving image. Still image signal charge storage CCD for signal charge for still image
When batch transfer to the register 4 is desired at a relatively low speed, the deterioration of the image is not so great even if the shooting of the moving image is stopped for only one or two images after inserting one still image. . Further, in this embodiment, the output amplifier 6 for moving images is used.
The signal charge reading means up to the above is known as an interline transfer method, and the signal charge reading means up to the still image output amplifier 7 for a still image is known as a frame interline transfer method. It is the same. Therefore, for still images requiring higher image quality, smear noise can be transferred by frame interline transfer if a signal charge storage CCD register is used to store the signal charges at a very high speed and transfer the signal charges sequentially. While this can be reduced by the effect peculiar to the method, the circuit can be simplified by using the interline transfer method for capturing a moving image, and the increase in the area used for the semiconductor substrate can be suppressed.

【0009】最後に本実施例の画像出力タイミングを図
2を用いて説明する。図2は本実施例の静止画像及び動
画像の出力のタイミングを説明する図であり、図中には
どのようなタイミングで静止画あるいは動画の出力が、
静止画出力アンプ7あるいは出力アンプ6から出力され
るかを示している。前述のように本実施例の出力動画像
は1秒間に60フィールド、出力静止画像は1秒間に5
画面とし、図中の時間=0(秒)のタイミングで、本実
施例の動作が動画像出力から静止画像出力モードに切り
替わったとし、1/60秒間は静止画像の信号経路に切
り替わったとすると、図のように画像信号電荷(1)は
静止画経路に蓄積転送され、画像信号電荷(2)以降の
1/5秒間には動画像として11フィールド分が転送さ
れ、その間に静止画像は1画面得られることになる。な
お時間=0(秒)の時刻における動画像(図中に(1)
で示す)の情報は得られないことになるが、この画面に
関しては、その前後の画像からの内挿補間や、前回の画
面を再度繰り返すことなどによって、実用上の問題は殆
んど生じないようにすることが可能である。
Finally, the image output timing of this embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a diagram for explaining the output timing of a still image and a moving image according to the present embodiment. In the figure, at which timing a still image or a moving image is output,
It shows whether it is output from the still image output amplifier 7 or the output amplifier 6. As described above, the output moving image of this embodiment has 60 fields per second, and the output still image has 5 fields per second.
If it is assumed that the operation of the present embodiment is switched from the moving image output to the still image output mode at the timing of time = 0 (seconds) in the figure on the screen, and the signal path of the still image is switched for 1/60 seconds, As shown in the figure, the image signal charge (1) is accumulated and transferred to the still image path, and 11 fields are transferred as a moving image in the ⅕ second after the image signal charge (2), during which one screen of the still image is transferred. Will be obtained. In addition, a moving image at time = 0 (second) ((1) in the figure)
Information will not be obtained, but practical problems will not occur for this screen due to interpolation interpolation from the images before and after that, or by repeating the previous screen again. It is possible to do so.

【0010】(第2の実施例)以下本発明による固体撮
像装置の第2の実施例を、図3を用いて説明する。
(Second Embodiment) A second embodiment of the solid-state image pickup device according to the present invention will be described below with reference to FIG.

【0011】図3は本発明の第2の実施例による撮像装
置の回路構成図の一部であり、第1の実施例とは異なる
部分と、その周辺部のみ示してある。第2の実施例は第
1の実施例とほぼ同一の構造を有するが、垂直CCDレ
ジスタ2の一端と水平CCDレジスタ3との間に動画信
号電荷蓄積CCDレジスタ18を有し、動画信号電荷蓄
積CCDレジスタ18をも制御する垂直レジスタ制御回
路19を有するところが異なる。本実施例の動作もほぼ
第1の実施例のそれと同一であるが、ホトダイオード1
に蓄えられ垂直CCDレジスタ2に読みだされた信号電
荷は、動画信号として処理される際にも、一度動画信号
電荷蓄積CCDレジスタ18へ一括して転送された後
に、順次水平CCDレジスタ3へ転送されるところが異
なる。本実施例における動画用の出力アンプ6までの信
号電荷読み出し手段は、静止画用の静止画出力アンプ7
までの信号電荷読み出し手段と同じく、フレームインタ
ーライン転送方式として知られているものである。本実
施例においては、動画像用の信号電荷は垂直CCDレジ
スタ2から動画信号電荷蓄積CCDレジスタ18へ、静
止画像用の信号電荷は垂直CCDレジスタ2から静止画
信号電荷蓄積CCDレジスタ4へと、ともに一括して転
送される。
FIG. 3 is a part of a circuit configuration diagram of an image pickup apparatus according to a second embodiment of the present invention, and shows only a portion different from the first embodiment and its peripheral portion. The second embodiment has substantially the same structure as the first embodiment, but has a moving picture signal charge storage CCD register 18 between one end of the vertical CCD register 2 and the horizontal CCD register 3, and stores the moving picture signal charge. The difference is that it has a vertical register control circuit 19 which also controls the CCD register 18. The operation of this embodiment is almost the same as that of the first embodiment, but the photodiode 1
The signal charges stored in the vertical CCD register 2 and transferred to the horizontal CCD register 3 are transferred to the horizontal CCD register 3 after being collectively transferred to the moving image signal charge storage CCD register 18 even when processed as a moving image signal. Where they are done is different. In the present embodiment, the signal charge reading means up to the output amplifier 6 for moving images is the still image output amplifier 7 for still images.
Like the signal charge reading means up to, it is known as a frame interline transfer method. In this embodiment, the signal charge for moving images is transferred from the vertical CCD register 2 to the moving image signal charge storage CCD register 18, and the signal charge for still images is transferred from the vertical CCD register 2 to the still image signal charge storage CCD register 4. Both are transferred together.

【0012】従って本実施例においても、通常の動画の
撮影中に、静止画を1枚挿入することが可能であること
は明らかである。また本実施例においては動画用の出力
アンプ6までの信号電荷読み出し手段にも、静止画用の
静止画出力アンプ7までの信号電荷読み出し手段と同じ
く、フレームインターライン転送方式を用いたため、静
止画像、動画像ともにスミア雑音は大きく低減可能であ
る。
Therefore, also in this embodiment, it is apparent that one still image can be inserted during the shooting of a normal moving image. Further, in the present embodiment, the frame interline transfer method is used for the signal charge reading means up to the moving image output amplifier 6 as well as the signal charge reading means up to the still image outputting amplifier 7 for still images. , Smear noise can be greatly reduced in both moving images.

【0013】(第3の実施例)以下本発明による固体撮
像装置の第3の実施例を、図4を用いて説明する。
(Third Embodiment) A third embodiment of the solid-state image pickup device according to the present invention will be described below with reference to FIG.

【0014】図4は本発明の第3の実施例による撮像装
置の回路構成図の一部であり、第2の実施例同様に第1
の実施例とは異なる部分と、その周辺部のみ示してあ
る。第3の実施例も第1の実施例とほぼ同一の構造を有
するが、垂直CCDレジスタ2の両端は直接水平CCD
レジスタ3および静止画水平CCDレジスタ5に接続さ
れており、静止画信号電荷蓄積CCDレジスタ4を有さ
ないところ、垂直レジスタ制御回路20は垂直CCDレ
ジスタ2のみを制御するところが異なる。本実施例の動
作もほぼ第1の実施例のそれと同一であるが、ホトダイ
オード1に蓄えられ垂直CCDレジスタ2に読みだされ
た信号電荷は、静止画信号として処理される際にも、動
画信号の際と同様に、順次静止画水平CCDレジスタ5
へ直接転送されるところが異なる。本実施例における静
止画出力アンプ7までの信号電荷読み出し手段は、動画
用の出力アンプ6までの信号電荷読み出し手段と同じ
く、インターライン転送方式として知られているもので
ある。本実施例においては、静止画出力アンプ7までの
信号電荷読み出し手段にも、動画用の出力アンプ6まで
の信号電荷読み出し手段と同じく、インターライン転送
方式を用いたため、半導体基板の使用面積の増加を抑え
ることができる。
FIG. 4 is a part of a circuit configuration diagram of an image pickup device according to a third embodiment of the present invention, and is similar to the second embodiment in the first embodiment.
Only parts different from the embodiment of FIG. The third embodiment also has substantially the same structure as the first embodiment, but both ends of the vertical CCD register 2 are directly horizontal CCDs.
The vertical register control circuit 20 is connected to the register 3 and the still image horizontal CCD register 5 and does not have the still image signal charge storage CCD register 4, but the vertical register control circuit 20 controls only the vertical CCD register 2. The operation of this embodiment is almost the same as that of the first embodiment, but the signal charge stored in the photodiode 1 and read out to the vertical CCD register 2 is processed as a still image signal, and a moving image signal is also obtained. In the same way as in the case of, the still image horizontal CCD register 5
The point where it is directly transferred to is different. The signal charge reading means up to the still image output amplifier 7 in this embodiment is known as an interline transfer system like the signal charge reading means up to the moving image output amplifier 6. In this embodiment, since the inter-line transfer method is used for the signal charge reading means up to the still image output amplifier 7 as well as the signal charge reading means up to the moving image output amplifier 6, the used area of the semiconductor substrate is increased. Can be suppressed.

【0015】(第4の実施例)以下本発明による固体撮
像装置の第4の実施例を、図5及び図6を用いて説明す
る。本実施例による撮像装置の回路構成およびその動作
は、第1の実施例のそれとほぼ同一であるので説明を省
略する。しかしながら本実施例は、その受光部の画素構
造が第1の実施例のそれとは異なるため、受光部の画素
構造及びその動作を図5および図6を用いて説明する。
図5は本発明の第4の実施例による画素部の構造図であ
る。各画素はホトダイオード28および垂直CCDレジ
スタ27より構成されている。また垂直CCDレジスタ
27は、第1層ゲート21,24、第2層ゲート22,
25、第3層ゲート23,26から成る3層のポリSi
ゲートを有し、ここで第3層ゲート23,26は、ホト
ダイオード28A,28Bと垂直CCDレジスタ27と
の接続部もかねている。以下、本実施例の動作について
述べる。ホトダイオード28A,28Bに蓄えられた信
号電荷は、所定のタイミングで第3層ゲート23,26
に電圧パルスを印加することにより、垂直CCDレジス
タ27へと読みだされる。この読み出し動作の際、本実
施例においては画素信号混合読み出し方式と画素信号独
立読み出し方式との選択が可能である。これに関して、
図6を用いて説明する。図6は本実施例による各ポリS
iゲート21,22,23,24,25,26の駆動パ
ルス波形の説明図である。信号電荷を電子とすれば、各
波形は上方が正電圧、下方が負電圧になり、信号電荷が
ホールであれば上下はこの逆である。また、図にも示し
たように、各パルスの低レベルをL、中レベルをM、高
レベルをHと称し、例えばこれらの電圧はそれぞれ−9
V、0V、9Vである。まず画素信号混合読み出し方式
の場合、1フィールド目には、初めに第3層ゲート2
3,26がMからHになり、ホトダイオード28A,2
8Bに蓄えられていた信号電荷は、垂直CCDレジスタ
27へと読みだされる。続いてゲート24,25がM、
ゲート26がL、ゲート21,22がM、ゲート24,
25がLに順次変わることにより、ホトダイオード28
A,28Bに蓄えられていた信号電荷は混合されてゲー
ト21,22,23の下に読みだされたことになる。次
に2フィールド目には、信号電荷は垂直CCDレジスタ
27へと読みだされた後、ゲート21,22がM、ゲー
ト26がLに順次変わり、ホトダイオード28A,28
Bの信号電荷は、それぞれもう一つ上、あるいは下のホ
トダイオードの信号電荷と混合されてゲート21,2
2,23の下に読みだされたことになる。この次のフィ
ールドでは、この読み出し動作は再び1フィールド目に
戻る。すなわちインタレース駆動が行なわれていること
になる。なお読み出し動作終了後は、垂直CCDレジス
タ27は4相CCD転送を行なうが、この後の動作は第
1の実施例と同一であるので省略する。次に画素信号独
立読み出し方式の場合は、毎フィールドで同一の読み出
し動作を行なう。すなわち第3層ゲート23,26がM
からHになり、ホトダイオード28A,28Bに蓄えら
れていた信号電荷は、垂直CCDレジスタ27へと読み
だされる。この後は第3層ゲート23,26はMに変わ
り、各々のゲートはホトダイオード28A,28Bに蓄
えられていた信号電荷を独立に読みだしたことになる。
なお読み出し動作終了後は、垂直CCDレジスタ27は
3相CCD転送を行なうが、この後の動作は第1の実施
例と同一であるので省略する。本実施例においては第1
の実施例と同様に、静止画の出力信号レートを動画の出
力信号レートよりも遅くすることによる静止画のS/N
改善効果等が得られるほか、上記のように画素信号混合
読み出し方式と画素信号独立読み出し方式の選択が可能
であるという利点を有する。このことにより、通常は動
画及び静止画とも比較的大きな飽和信号の得られる画素
信号混合読み出し方式を用い、また特に高精細な画質を
要求される静止画の撮像においては画素信号独立読み出
し方式に切り替えること等が可能となる。
(Fourth Embodiment) A fourth embodiment of the solid-state image pickup device according to the present invention will be described below with reference to FIGS. The circuit configuration and the operation of the image pickup apparatus according to the present embodiment are almost the same as those of the first embodiment, so the description thereof will be omitted. However, in this embodiment, the pixel structure of the light receiving portion is different from that of the first embodiment, so the pixel structure of the light receiving portion and its operation will be described with reference to FIGS. 5 and 6.
FIG. 5 is a structural diagram of a pixel portion according to a fourth embodiment of the present invention. Each pixel is composed of a photodiode 28 and a vertical CCD register 27. The vertical CCD register 27 includes a first layer gate 21, 24, a second layer gate 22,
25, three layers of poly-Si composed of third layer gates 23 and 26
It has a gate, and here the third layer gates 23 and 26 also serve as a connecting portion between the photodiodes 28A and 28B and the vertical CCD register 27. The operation of this embodiment will be described below. The signal charges stored in the photodiodes 28A and 28B are supplied to the third layer gates 23 and 26 at a predetermined timing.
It is read out to the vertical CCD register 27 by applying a voltage pulse to. In this reading operation, in the present embodiment, it is possible to select the pixel signal mixed reading method or the pixel signal independent reading method. In this regard,
This will be described with reference to FIG. FIG. 6 shows each poly S according to this embodiment.
It is explanatory drawing of the drive pulse waveform of i gate 21,22,23,24,25,26. When the signal charge is an electron, each waveform has a positive voltage on the upper side and a negative voltage on the lower side. If the signal charge is a hole, the upper and lower sides are opposite. As shown in the figure, the low level of each pulse is called L, the middle level is called M, and the high level is called H. For example, these voltages are -9, respectively.
They are V, 0V and 9V. First, in the case of the pixel signal mixed read-out method, in the first field, first, the third layer gate 2
3, 26 changes from M to H, and photodiodes 28A, 2
The signal charge stored in 8B is read out to the vertical CCD register 27. Then the gates 24 and 25 are M,
The gate 26 is L, the gates 21 and 22 are M, the gate 24,
25 is sequentially changed to L, so that the photodiode 28
The signal charges stored in A and 28B are mixed and read out under the gates 21, 22 and 23. Next, in the second field, after the signal charges are read out to the vertical CCD register 27, the gates 21 and 22 are changed to M and the gate 26 is changed to L, so that the photodiodes 28A and 28 are turned on.
The signal charge of B is mixed with the signal charge of the upper or lower photodiode, respectively, and is mixed with the gates 21 and 2.
It will be read under 2,23. In the next field, the read operation returns to the first field again. That is, interlaced drive is being performed. After the read operation is completed, the vertical CCD register 27 performs four-phase CCD transfer, but the operation after this is the same as that in the first embodiment, and therefore the description thereof is omitted. Next, in the case of the pixel signal independent reading method, the same reading operation is performed in each field. That is, the third-layer gates 23 and 26 are M
From H to H, and the signal charges stored in the photodiodes 28A and 28B are read out to the vertical CCD register 27. After that, the third-layer gates 23 and 26 change to M, and the respective gates independently read the signal charges stored in the photodiodes 28A and 28B.
After the read operation is completed, the vertical CCD register 27 performs the three-phase CCD transfer, but the operation after this is the same as that of the first embodiment, and the description thereof is omitted. In this embodiment, the first
In the same manner as in the above embodiment, the S / N ratio of the still image is reduced by making the output signal rate of the still image slower than the output signal rate of the moving image.
In addition to the improvement effect, there is an advantage that the pixel signal mixed read method and the pixel signal independent read method can be selected as described above. As a result, the pixel signal mixed read-out method, which can obtain a relatively large saturation signal for both moving images and still images, is usually used, and the pixel signal independent read-out method is switched to when picking up still images that require particularly high-definition image quality. It becomes possible.

【0016】(第5の実施例)以下本発明による固体撮
像装置の第5の実施例を、図7、図8、図9、及び図1
0を用いて説明する。図7は本発明の第5の実施例によ
る撮像装置の回路構成図の一部であり、第1の実施例と
は異なる部分と、その周辺部のみ示してある。第5の実
施例は第1の実施例とほぼ同一の構造を有するが、信号
電荷蓄積CCDレジスタ29が2つの部分から構成され
ており、それぞれの部分が偶数あるいは奇数行のホトダ
イオード1の信号電荷を蓄積できるようにも制御可能
な、垂直レジスタ制御回路30を有するところが異な
る。本実施例の動作もほぼ第1の実施例のそれと同一で
あるが、ホトダイオード1に蓄えられた信号電荷が、一
括して垂直CCDレジスタ2に画素信号混合方式として
読みだされる場合と、ホトダイオード1の信号電荷が偶
数あるいは奇数行のみ独立して読みだされる場合とを選
択可能であるところが異なる。本実施例におけるこのよ
うな動作について、以下図8及び図9を用いて説明す
る。図8は本発明の第5の実施例による画素部の構造図
である。各画素はホトダイオード28および垂直CCD
レジスタ27より構成されている。また垂直CCDレジ
スタ27は、第1層ゲート31,33、第2層ゲート3
2,34から成る2層のポリSiゲートを有し、ここで
第2層ゲート32,34は、ホトダイオード28A,2
8Bと垂直CCDレジスタ27との接続部もかねてい
る。ホトダイオード28A,28Bに蓄えられた信号電
荷は、所定のタイミングで第2層ゲート32,34に電
圧パルスを印加することにより、垂直CCDレジスタ2
7へと読みだされる。これに関して、図9を用いて説明
する。図9は本実施例による各ポリSiゲート31,3
2,33,34の駆動パルス波形の説明図である。各波
形の上方と下方の定義、各パルスのL、M、Hの定義と
その値は第4の実施例のそれと同一である。まず画素信
号混合読み出し方式の場合、その動作は第4の実施例の
それと同一である。しかしながら画素信号独立読み出し
方式を行なう場合には、初めにゲート32がHになり、
ホトダイオード28Aの信号電荷がゲート31,32に
読みだされる。読みだされた1行おきのホトダイオード
28の信号電荷は、信号電荷蓄積CCDレジスタ29に
一括して転送されるが、これに引き続いてゲート34が
Hになり、ホトダイオード28Bの信号電荷がゲート3
3,34に読みだされる。読みだされた1行おきの残り
のホトダイオード28の信号電荷は、信号電荷蓄積CC
Dレジスタ29に再び一括して転送される。この後の動
作は第1の実施例と同一であるので省略する。本実施例
においては第1の実施例と同様に、静止画の出力信号レ
ートを動画の出力信号レートよりも遅くすることによる
静止画のS/N改善効果等が得られるほか、上記のよう
に画素信号混合読み出し方式と画素信号独立読み出し方
式の選択が可能であるという利点を有する。このことに
より、動画は通常の画素信号混合読み出し方式を行なう
一方、静止画の撮像においては画素信号独立読み出し方
式を行なうことで高精細な画質を得る事が可能となる。
(Fifth Embodiment) Hereinafter, a fifth embodiment of the solid-state image pickup device according to the present invention will be described with reference to FIGS. 7, 8, 9 and 1.
It will be described using 0. FIG. 7 is a part of a circuit configuration diagram of an image pickup apparatus according to a fifth embodiment of the present invention, and shows only a portion different from the first embodiment and its peripheral portion. The fifth embodiment has almost the same structure as the first embodiment, but the signal charge storage CCD register 29 is composed of two parts, and each part has a signal charge of the photodiodes 1 of even or odd rows. Is different in that it has a vertical register control circuit 30 that can be controlled so as to store the data. The operation of this embodiment is almost the same as that of the first embodiment, except that the signal charges stored in the photodiode 1 are collectively read out to the vertical CCD register 2 as a pixel signal mixing system and the photodiode. The difference is that it is possible to select whether the signal charge of 1 is independently read out only in the even or odd rows. Such operation in this embodiment will be described below with reference to FIGS. 8 and 9. FIG. 8 is a structural diagram of a pixel portion according to a fifth embodiment of the present invention. Each pixel is a photodiode 28 and a vertical CCD
It is composed of a register 27. The vertical CCD register 27 includes the first layer gates 31 and 33 and the second layer gate 3
2, 34 has a two-layer poly-Si gate, where the second-layer gates 32, 34 are photodiodes 28A, 2
It also serves as a connecting portion between 8B and the vertical CCD register 27. The signal charges stored in the photodiodes 28A and 28B are applied to the vertical CCD register 2 by applying voltage pulses to the second layer gates 32 and 34 at a predetermined timing.
It is read to 7. This will be described with reference to FIG. FIG. 9 shows the poly-Si gates 31 and 3 according to this embodiment.
It is explanatory drawing of the drive pulse waveform of 2, 33, 34. The definition above and below each waveform, the definition of L, M and H of each pulse and their values are the same as those of the fourth embodiment. First, in the case of the pixel signal mixed reading method, the operation is the same as that of the fourth embodiment. However, when the pixel signal independent reading method is performed, the gate 32 first becomes H,
The signal charge of the photodiode 28A is read out to the gates 31 and 32. The read signal charges of the photodiodes 28 in every other row are collectively transferred to the signal charge storage CCD register 29. Following this, the gate 34 becomes H, and the signal charges of the photodiode 28B are transferred to the gate 3.
It is read out in 3,34. The signal charges of the remaining photodiodes 28 in every other row that have been read out are signal charge accumulation CC.
The data is transferred to the D register 29 again in a batch. The operation after this is the same as that of the first embodiment, and will be omitted. Similar to the first embodiment, in this embodiment, the S / N improvement effect of a still image can be obtained by making the output signal rate of a still image slower than the output signal rate of a moving image, and as described above. There is an advantage that it is possible to select the pixel signal mixed read method and the pixel signal independent read method. As a result, it is possible to obtain a high-definition image quality by performing the pixel signal mixed read-out method for moving images and the pixel signal independent read-out method for still image capturing.

【0017】最後に、本実施例の色フィルタの配置例を
図10に示す。同図において、受光面36の一端には水
平CCDレジスタ3と出力アンプ6が、受光面36の他
端には信号電荷蓄積CCDレジスタ部35を介して静止
画用水平CCDレジスタ5と静止画用出力アンプ7が接
続されている。ここで受光面36にはRGB3色からな
るストライプ状の色フィルタが設けられている。このよ
うな色フィルタ配置を用いることにより、画素信号混合
読み出し方式と画素信号独立読み出し方式の両者におい
て、高い色再現性を両立させる事が可能である。
Finally, FIG. 10 shows an arrangement example of the color filters of this embodiment. In the figure, the horizontal CCD register 3 and the output amplifier 6 are provided at one end of the light receiving surface 36, and the horizontal CCD register 5 for still images and the still image are provided at the other end of the light receiving surface 36 via the signal charge storage CCD register section 35. The output amplifier 7 is connected. Here, the light-receiving surface 36 is provided with a stripe-shaped color filter composed of three colors of RGB. By using such a color filter arrangement, it is possible to achieve high color reproducibility in both the pixel signal mixed read method and the pixel signal independent read method.

【0018】(第6の実施例)以下本発明による固体撮
像装置の第6の実施例を、図11を用いて説明する。
(Sixth Embodiment) A sixth embodiment of the solid-state image pickup device according to the present invention will be described below with reference to FIG.

【0019】図11は本発明の第6の実施例による撮像
装置の回路構成図である。マトリクス状に配置されたホ
トダイオードから相関二重サンプリング回路(CDS)
/利得制御回路(AGC)10、A/Dコンバータ11
までの動画信号回路、及び静止画用相関二重サンプリン
グ回路(CDS)/利得制御回路(AGC)14、静止
画用A/Dコンバータ15までの静止画信号回路は、色
フィルター以外は第5の実施例と同一であるので撮像部
37として示す。撮像部37は3個設けられており、こ
れらの動画出力は動画像合成部38を経て動画圧縮回路
12、動画用メモリ13につながっている。また静止画
出力は、静止画像合成部39を経て静止画圧縮回路1
6、静止画用メモリ17につながっている。以下、本実
施例の動作について述べる。本実施例の動作に関して
も、マトリクス状に配置されたホトダイオードから相関
二重サンプリング回路(CDS)/利得制御回路(AG
C)10、A/Dコンバータ11までの動画信号回路の
動作、及び静止画用相関二重サンプリング回路(CD
S)/利得制御回路(AGC)14、静止画用A/Dコ
ンバータ15までの静止画信号回路の動作は、第5の実
施例と同一であるので省略する。3つの撮像部37から
出力された動画信号は、動画像合成部38で一つの合成
画像としてまとめられる。また色信号処理も必要に応じ
てここで行なわれる。合成された動画像は動画圧縮回路
12において信号圧縮処理を受けた後に、動画用メモリ
13に保存される。また静止画像に関しても同様であ
り、3つの撮像部37から出力された静止画信号は、静
止画像合成部39で一つの合成画像としてまとめられ
る。色信号処理も必要に応じてここで行なわれる。合成
された静止画像は静止画圧縮回路16において信号圧縮
処理を受けた後に、静止画用メモリ17に保存される。
本実施例については撮像部37を3個有するため、図面
上では省略したが、入射光をダイクロイックミラーやハ
ーフミラー等で分割させて撮像することにより、第5の
実施例の3倍の解像度を得ることができる。
FIG. 11 is a circuit configuration diagram of an image pickup device according to a sixth embodiment of the present invention. Correlated double sampling circuit (CDS) from photodiodes arranged in matrix
/ Gain control circuit (AGC) 10, A / D converter 11
Up to the moving picture signal circuit, the still picture correlated double sampling circuit (CDS) / gain control circuit (AGC) 14, and the still picture signal circuit up to the still picture A / D converter 15 Since it is the same as that of the embodiment, it is shown as an imaging unit 37. Three image pickup units 37 are provided, and these moving image outputs are connected to the moving image compression circuit 12 and the moving image memory 13 via the moving image synthesizing unit 38. Still image output is performed by the still image compression circuit 1 via the still image synthesizing unit 39.
6, connected to the still image memory 17. The operation of this embodiment will be described below. Regarding the operation of this embodiment as well, the photodiodes arranged in a matrix form the correlated double sampling circuit (CDS) / gain control circuit (AG).
C) Operation of moving image signal circuit up to 10, A / D converter 11, and correlated double sampling circuit for still image (CD
The operation of the still picture signal circuit up to S) / gain control circuit (AGC) 14 and still picture A / D converter 15 is the same as that of the fifth embodiment, and therefore its explanation is omitted. The moving image signals output from the three image capturing units 37 are combined into a single combined image by the moving image combining unit 38. Color signal processing is also performed here as needed. The combined moving image is stored in the moving image memory 13 after being subjected to signal compression processing in the moving image compression circuit 12. The same applies to a still image, and the still image signals output from the three image capturing units 37 are combined into a single combined image by the still image combining unit 39. Color signal processing is also performed here if necessary. The combined still image is stored in the still image memory 17 after undergoing signal compression processing in the still image compression circuit 16.
Although the third embodiment has three image pickup units 37, it is omitted in the drawing, but by dividing the incident light with a dichroic mirror, a half mirror, or the like to obtain an image with a resolution three times that of the fifth embodiment. Obtainable.

【0020】(第7の実施例)以下本発明による固体撮
像装置の第7の実施例を、図12を用いて説明する。図
12は本発明の第7の実施例による撮像装置の回路構成
図である。本発明の構成は、第1の実施例の構成と比較
してA/Dコンバータ11、動画圧縮回路12、動画用
メモリ13の系が、アナログ動画圧縮回路40、アナロ
グ動画用メモリ41に変わっていることを除けば同一で
ある。アナログ動画圧縮回路40とは、例えば低域通過
フィルタのようなアナログ領域での情報圧縮を行なう回
路であり、アナログ動画用メモリ41とは、たとえばV
CRユニットやVTRテープのようなアナログ領域での
記録手段である。以下、本実施例の動作について述べ
る。本実施例の動作は、出力アンプ6により電圧出力信
号に変換され、CDS回路10によるリセット雑音の除
去、AGC回路10による利得変換を受けた信号が、ア
ナログ動画圧縮回路40によって信号圧縮処理を受けた
後に、アナログ動画用メモリ41に保存されること以外
は第1の実施例と同一である。本実施例は特に動画用回
路をアナログ信号で扱うために、高速のA/D変換器や
ディジタル信号処理が不要であり、ハードウエアのコス
トが低減できる。その一方、高画質を要求されるが信号
処理速度は比較的低速で良い静止画用信号処理は、ディ
ジタル信号を用いるので問題は生じない。
(Seventh Embodiment) A seventh embodiment of the solid-state image pickup device according to the present invention will be described below with reference to FIG. FIG. 12 is a circuit configuration diagram of an image pickup apparatus according to the seventh embodiment of the present invention. In the configuration of the present invention, compared to the configuration of the first embodiment, the system of the A / D converter 11, the moving picture compression circuit 12, and the moving picture memory 13 is changed to an analog moving picture compression circuit 40 and an analog moving picture memory 41. They are the same except that The analog moving image compression circuit 40 is a circuit that compresses information in an analog region, such as a low-pass filter, and the analog moving image memory 41 is, for example, V.
It is a recording means in an analog area such as a CR unit or a VTR tape. The operation of this embodiment will be described below. In the operation of this embodiment, the signal which is converted into a voltage output signal by the output amplifier 6, the reset noise is removed by the CDS circuit 10, and the gain is converted by the AGC circuit 10 is subjected to the signal compression processing by the analog moving image compression circuit 40. After that, it is the same as the first embodiment except that it is stored in the analog moving image memory 41. In this embodiment, since the moving picture circuit is handled with an analog signal, a high-speed A / D converter and digital signal processing are unnecessary, and the hardware cost can be reduced. On the other hand, signal processing for still images, which requires high image quality but relatively low signal processing speed, does not cause a problem because digital signals are used.

【0021】[0021]

【発明の効果】本発明による固体撮像装置によれば、信
号電荷−信号電圧変換部を含む、アナログ−ディジタル
変換部、情報量圧縮部、圧縮信号蓄積部までの信号経路
を複数通り設け、これらを切り替える切り替え手段を設
けたことにより、特に静止画の画像信号と動画の画像信
号とに対して、異なる信号電荷−信号電圧変換処理、ア
ナログ−ディジタル変換処理、情報量圧縮処理、圧縮信
号蓄積処理を施すことが可能になり、高画質な動画像及
び静止画像を得ることができる。
According to the solid-state image pickup device of the present invention, a plurality of signal paths are provided to the analog-digital conversion section including the signal charge-signal voltage conversion section, the information amount compression section, and the compressed signal storage section. By providing a switching means for switching between, the different signal charge-signal voltage conversion processing, analog-digital conversion processing, information amount compression processing, compressed signal storage processing, especially for still image signals and moving image signals. Can be performed, and high-quality moving images and still images can be obtained.

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

【図1】本発明の第1の実施例による回路構成図。FIG. 1 is a circuit configuration diagram according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第1の実施例の画像出力タイミング。FIG. 2 is an image output timing of the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第2の実施例による回路構成図の受光
部近傍の部分。
FIG. 3 is a portion in the vicinity of a light receiving portion of a circuit configuration diagram according to a second embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第3の実施例による回路構成図の受光
部近傍の部分。
FIG. 4 is a portion of a circuit configuration diagram near a light receiving portion according to a third embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第4の実施例による画素部の構造図。FIG. 5 is a structural diagram of a pixel unit according to a fourth embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第4の実施例の画素部の駆動パルスの
例図。
FIG. 6 is an exemplary diagram of drive pulses of a pixel portion according to a fourth embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第5の実施例による回路構成図の受光
部近傍の部分。
FIG. 7 is a portion in the vicinity of a light receiving portion of a circuit configuration diagram according to a fifth embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第5の実施例による画素部の構造図。FIG. 8 is a structural diagram of a pixel portion according to a fifth embodiment of the present invention.

【図9】本発明の第5の実施例の画素部の駆動パルスの
例図。
FIG. 9 is an exemplary diagram of drive pulses of a pixel section according to a fifth embodiment of the present invention.

【図10】本発明の第5の実施例の色フィルタ配置の例
図。
FIG. 10 is an example diagram of a color filter arrangement according to a fifth embodiment of the present invention.

【図11】本発明の第6の実施例による回路構成図。FIG. 11 is a circuit configuration diagram according to a sixth embodiment of the present invention.

【図12】本発明の第7の実施例による回路構成図。FIG. 12 is a circuit configuration diagram according to a seventh embodiment of the present invention.

【図13】従来例の回路構成図。FIG. 13 is a circuit configuration diagram of a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…ホトダイオード 2…垂直CCDレ
ジスタ 3…水平CCDレジスタ 4…信号電荷蓄積
CCDレジスタ 5…静止画用水平CCDレジスタ 6…出力アンプ 7…静止画用出力アンプ 8…垂直CCDレ
ジスタ駆動回路 9…動画/静止画切り換え回路 10…相関二重サンプリング回路(CDS)/利得制御
回路(AGC) 11…A/Dコンバータ 12…動画圧縮回
路 13…動画用メモリ 14…静止画用相関二重サンプリング回路(CDS)/
利得制御回路(AGC) 15…静止画用A/Dコンバ
ータ 16…静止画圧縮回路 17…静止画用メモリ
1 ... Photodiode 2 ... Vertical CCD register 3 ... Horizontal CCD register 4 ... Signal charge storage CCD register 5 ... Still image horizontal CCD register 6 ... Output amplifier 7 ... Still image output amplifier 8 ... Vertical CCD register drive circuit 9 ... Video / Still image switching circuit 10 ... Correlated double sampling circuit (CDS) / gain control circuit (AGC) 11 ... A / D converter 12 ... Movie compression circuit 13 ... Movie memory 14 ... Still image correlated double sampling circuit (CDS) /
Gain control circuit (AGC) 15 ... Still image A / D converter 16 ... Still image compression circuit 17 ... Still image memory

Claims (20)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】半導体基板上にマトリクス状に形成された
画素領域からなる受光部で受光した光によって生じた信
号電荷を該受光部から読み出し、その信号電荷を信号電
荷−信号電圧変換部によりアナログ信号電圧に変換し、
このアナログ信号電圧をアナログ−ディジタル変換部に
よりディジタル信号に変換し、このディジタル信号を情
報量圧縮部を用いて信号圧縮し、この圧縮された信号を
圧縮信号蓄積部に蓄積する固体撮像装置において、 上記の信号電荷−信号電圧変換部を含む、アナログ−デ
ィジタル変換部、情報量圧縮部、圧縮信号蓄積部までの
信号経路を異なる画質の画像信号処理手段に対応し複数
通り備え、かつこれらを切り替える切り替え手段を備え
ることを特徴とする固体撮像装置。
1. A signal charge generated by light received by a light-receiving portion formed of a pixel region formed in a matrix on a semiconductor substrate is read out from the light-receiving portion, and the signal charge is analogized by a signal charge-signal voltage converter. Convert to signal voltage,
In the solid-state imaging device, which converts the analog signal voltage into a digital signal by the analog-digital conversion unit, compresses the digital signal by using the information amount compression unit, and stores the compressed signal in the compressed signal storage unit, A plurality of signal paths including the above-mentioned signal charge-signal voltage conversion section to the analog-digital conversion section, the information amount compression section, and the compressed signal storage section are provided corresponding to the image signal processing means of different image quality, and these are switched. A solid-state imaging device comprising switching means.
【請求項2】請求項1記載の固体撮像装置において、上
記信号経路を静止画信号処理手段と動画信号処理手段に
対応し2通り備えることを特徴とする固体撮像装置。
2. The solid-state imaging device according to claim 1, wherein the signal path is provided in two ways corresponding to a still image signal processing means and a moving image signal processing means.
【請求項3】請求項2記載の固体撮像装置において、静
止画信号処理手段の信号電荷−信号電圧変換部は動画信
号処理手段のそれよりも出力アナログ信号電圧の信号帯
域が低く、さらに静止画信号処理手段のアナログ−ディ
ジタル変換部、情報量圧縮部、圧縮信号蓄積部は、動画
信号処理手段のそれらよりも1画素当りの信号伝送に費
やす時間が大きいことを特徴とする固体撮像装置。
3. The solid-state image pickup device according to claim 2, wherein the signal charge-signal voltage conversion section of the still image signal processing means has a lower signal band of the output analog signal voltage than that of the moving image signal processing means, and the still image is further processed. A solid-state imaging device characterized in that the analog-digital conversion unit, the information amount compression unit, and the compressed signal storage unit of the signal processing unit spend more time in signal transmission per pixel than those of the moving image signal processing unit.
【請求項4】請求項2または請求項3記載の固体撮像装
置において、静止画信号処理手段のアナログ−ディジタ
ル変換部、情報量圧縮部、圧縮信号蓄積部のディジタル
信号のビット数は、動画信号処理手段のそれらよりも取
り扱うビット数が大きいことを特徴とする固体撮像装
置。
4. The solid-state image pickup device according to claim 2 or 3, wherein the number of bits of the digital signal in the analog-digital conversion unit, the information amount compression unit and the compressed signal storage unit of the still image signal processing unit is a moving image signal. A solid-state imaging device having a larger number of bits to be handled than those of the processing means.
【請求項5】請求項2乃至請求項4の何れかに記載の固
体撮像装置において、静止画信号処理手段の情報量圧縮
部は動画信号処理手段のそれよりも情報圧縮量が小さ
く、静止画信号処理手段の圧縮信号蓄積部は、動画信号
処理手段のそれよりも1画面当りの信号蓄積に費やすメ
モリの量が大きいことを特徴とする固体撮像装置。
5. The solid-state image pickup device according to claim 2, wherein the information amount compression section of the still image signal processing means has a smaller information compression amount than that of the moving image signal processing means, and the still image A solid-state imaging device characterized in that the compressed signal storage section of the signal processing means consumes a larger amount of memory for signal storage per screen than that of the moving image signal processing means.
【請求項6】半導体基板上にマトリクス状に設けた受光
領域で受光した信号光によって各受光領域内に蓄えられ
た信号電荷を、上記受光領域の各列毎に設けた第1のレ
ジスタ列に所定のタイミングで転送し、さらに上記の信
号電荷を、第1のレジスタ列の一端に接続し、第1のレ
ジスタとは垂直方向に設けた第2のレジスタに転送し、
さらに第2のレジスタ内の信号電荷を、第2のレジスタ
の一端に設けた第1の出力信号生成部に順次読み出すこ
とにより出力信号を得る構成を有する固体撮像装置にお
いて、上記第1のレジスタ列の他端には、第1のレジス
タを介して上記受光領域内に蓄えられていた全ての信号
電荷を蓄積するための第3のレジスタ列を設け、さらに
第3のレジスタ列内に蓄えられた信号電荷を、第3のレ
ジスタ列の一端に接続され第3のレジスタとは垂直方向
に設けられた第4のレジスタに転送し、さらに第4のレ
ジスタ内の信号電荷を、第4のレジスタの一端に設けら
れた第2の出力信号生成部に順次読みだすことにより出
力信号を得る構成と、ならびに第2のレジスタへの信号
転送経路と第4のレジスタへの信号転送経路とを切り替
える切り替え手段とを備えることを特徴とする固体撮像
装置。
6. The signal charge accumulated in each light receiving area by the signal light received in the light receiving area provided in a matrix on a semiconductor substrate is supplied to a first register row provided for each row of the light receiving area. The signal charges are transferred at a predetermined timing, and further the above-mentioned signal charges are transferred to a second register which is connected to one end of the first register row and is provided in a direction perpendicular to the first register,
Furthermore, in the solid-state imaging device having a configuration in which an output signal is obtained by sequentially reading out a signal charge in the second register to a first output signal generation section provided at one end of the second register, the first register row A third register row for accumulating all the signal charges accumulated in the light receiving area via the first register is provided at the other end of the third register row, and is further accumulated in the third register row. The signal charge is transferred to a fourth register which is connected to one end of the third register row and is provided in a direction perpendicular to the third register, and the signal charge in the fourth register is transferred to the fourth register. A configuration for obtaining an output signal by sequentially reading out to a second output signal generation unit provided at one end, and switching means for switching between a signal transfer path to the second register and a signal transfer path to the fourth register The solid-state imaging device, characterized in that it comprises a.
【請求項7】請求項6記載の固体撮像装置において、第
4のレジスタの駆動周波数が、第2のレジスタの駆動周
波数よりも低く、かつ第2の出力信号生成部の出力信号
帯域は、第1の出力信号生成部の出力信号帯域よりも低
いことを特徴とする固体撮像装置。
7. The solid-state imaging device according to claim 6, wherein the drive frequency of the fourth register is lower than the drive frequency of the second register, and the output signal band of the second output signal generation unit is 1. The solid-state imaging device is characterized in that it is lower than the output signal band of the No. 1 output signal generation unit.
【請求項8】請求項6または請求項7記載の固体撮像装
置において、上記切り替え手段は、第2のレジスタを介
して第1の出力信号生成部に信号電荷を連続的に転送中
に、第3及び第4のレジスタを介しての第2の出力信号
生成部への信号電荷の転送動作を挿入するスイッチ手段
であることを特徴とする固体撮像装置。
8. The solid-state imaging device according to claim 6 or 7, wherein said switching means continuously transfers the signal charge to the first output signal generation section via the second register, 2. A solid-state image pickup device comprising switch means for inserting a transfer operation of a signal charge to a second output signal generation section via the third and fourth registers.
【請求項9】半導体基板上にマトリクス状に設けられた
受光領域で受光された信号光によって生じ、上記の各受
光領域内に蓄えられた信号電荷を、上記受光領域の各列
毎に設けられた第1のレジスタ列に所定のタイミングで
転送し、該第1のレジスタに転送された信号電荷をレジ
スタを介して出力信号生成部に順次読み出すことにより
出力信号を得る構成を備える固体撮像装置において、 上記第1のレジスタ列の一端には、第1のレジスタを介
して上記受光領域内に蓄えられていた全ての信号電荷を
蓄積するための第2のレジスタ列を設け、さらに第2の
レジスタ列内に蓄えられた信号電荷を、第2のレジスタ
列の一端に接続し第2のレジスタとは垂直方向に設けた
第3のレジスタに転送し、さらに第3のレジスタ内の信
号電荷を、第3のレジスタの一端に設けた第1の出力信
号生成部に順次読み出すことにより出力信号を得る構成
と、上記第1のレジスタ列の他端には、第1のレジスタ
を介して上記受光領域内に蓄えられていた全ての信号電
荷を蓄積するための第4のレジスタ列を設け、さらに第
4のレジスタ列内に蓄えられた信号電荷を、第4のレジ
スタ列の一端に接続され第4のレジスタとは垂直方向に
設けた第5のレジスタに転送し、さらに第5のレジスタ
内の信号電荷を、第5のレジスタの一端に設けた第2の
出力信号生成部に順次読み出すことにより出力信号を得
る構成と、ならびに第3のレジスタへの信号転送経路と
第5のレジスタへの信号転送経路とを切り替える手段と
を備えることを特徴とする固体撮像装置。
9. A signal charge, which is generated by signal light received in a light receiving region provided in a matrix on a semiconductor substrate and accumulated in each light receiving region, is provided for each column of the light receiving region. In a solid-state imaging device having a configuration in which an output signal is transferred to a first register row at a predetermined timing and the signal charges transferred to the first register are sequentially read out to an output signal generation unit via the register. A second register row for accumulating all the signal charges stored in the light receiving area via the first register is provided at one end of the first register row, and the second register is further provided. The signal charge stored in the column is transferred to a third register which is connected to one end of the second register column and is provided in a direction perpendicular to the second register, and further the signal charge in the third register is Third Re A configuration in which an output signal is obtained by sequentially reading out to a first output signal generation unit provided at one end of the transistor, and the other end of the first register row is stored in the light receiving area via a first register. A fourth register row for accumulating all the signal charges stored therein is provided, and the signal charge accumulated in the fourth register row is connected to one end of the fourth register row to form a fourth register. Is transferred to a fifth register provided in the vertical direction, and the signal charge in the fifth register is sequentially read out to a second output signal generation unit provided at one end of the fifth register to obtain an output signal. A solid-state imaging device comprising: a configuration; and means for switching a signal transfer path to a third register and a signal transfer path to a fifth register.
【請求項10】請求項9記載の固体撮像装置において、
第5のレジスタの駆動周波数が、第3のレジスタの駆動
周波数よりも低く、かつ第2の出力信号生成部の出力信
号帯域が、第1の出力信号生成部の出力信号帯域よりも
低いことを特徴とする固体撮像装置。
10. The solid-state image pickup device according to claim 9,
The drive frequency of the fifth register is lower than the drive frequency of the third register, and the output signal band of the second output signal generation unit is lower than the output signal band of the first output signal generation unit. A characteristic solid-state imaging device.
【請求項11】請求項9または請求項10記載の固体撮
像装置において、上記切り替え手段は、第3のレジスタ
を介して第1の出力信号生成部に信号電荷を連続的に転
送中に、第4及び第5のレジスタを介しての第2の出力
信号生成部への信号電荷の転送動作を挿入するスイッチ
手段であることを特徴とする固体撮像装置。
11. The solid-state imaging device according to claim 9 or 10, wherein said switching means continuously transfers the signal charge to the first output signal generation section through the third register, A solid-state image pickup device comprising switch means for inserting a signal charge transfer operation to the second output signal generation section via the fourth and fifth registers.
【請求項12】請求項1乃至請求項11の何れかに記載
の固体撮像装置において、マトリクス状に設けられた受
光領域上には、一受光領域ごとに光学特性の異なる色フ
ィルタが第1のレジスタと並行にストライプ状に設けら
れていることを特徴とする固体撮像装置。
12. The solid-state imaging device according to claim 1, wherein a color filter having different optical characteristics is provided for each light-receiving region on the light-receiving region provided in a matrix. A solid-state imaging device characterized by being provided in a stripe shape in parallel with a register.
【請求項13】請求項12記載の固体撮像装置におい
て、色フィルタは赤、緑、青の3色のフィルタからなる
ことを特徴とする固体撮像装置。
13. The solid-state image pickup device according to claim 12, wherein the color filters are filters of three colors of red, green and blue.
【請求項14】請求項12記載の固体撮像装置を3個有
し、これらの固体撮像装置の出力信号を合成して1つの
動画あるいは静止画のカラー画像出力を得る手段を備え
ることを特徴とする固体撮像装置。
14. A solid-state image pickup device according to claim 12, comprising three means, and combining the output signals of these solid-state image pickup devices to obtain a color image output of one moving image or a still image. Solid-state imaging device.
【請求項15】半導体基板上にマトリクス状に形成され
た画素領域からなる受光部で受光した光によって生じた
信号電荷を該受光部から読み出し、その信号電荷を信号
電荷−信号電圧変換部により信号電圧に変換し、この信
号電圧を信号蓄積部に蓄積する固体撮像装置において、
上記の信号電荷−信号電圧変換部を含む、信号蓄積部ま
での信号経路を複数通り設け、少なくとも1つの信号経
路を信号電荷−アナログ信号電圧変換部、アナログ−デ
ィジタル変換部、ディジタル情報圧縮部を経て圧縮信号
蓄積部に至る系とし、また少なくとも1つの信号経路を
信号電荷−アナログ信号電圧変換部、アナログ情報圧縮
部を経て圧縮信号蓄積部に至る系とし、かつこれらを切
り替える切り替え手段を備えることを特徴とする固体撮
像装置。
15. A signal charge generated by light received by a light-receiving section composed of pixel regions formed in a matrix on a semiconductor substrate is read out from the light-receiving section, and the signal charge is signaled by a signal charge-signal voltage conversion section. In the solid-state imaging device that converts into a voltage and stores this signal voltage in the signal storage unit,
A plurality of signal paths including the signal charge-signal voltage conversion section to the signal storage section are provided, and at least one signal path is provided with a signal charge-analog signal voltage conversion section, an analog-digital conversion section, and a digital information compression section. A system that leads to the compressed signal storage unit, and at least one signal path that serves as a system that leads to the compressed signal storage unit via the signal charge-analog signal voltage conversion unit and the analog information compression unit, and has switching means for switching between these. A solid-state image pickup device comprising:
【請求項16】請求項15記載の固体撮像装置におい
て、上記デイジタルの信号経路は静止画信号を扱い、上
記アナログの信号経路は動画信号を扱うものであること
を特徴とする固体撮像装置。
16. The solid-state image pickup device according to claim 15, wherein the digital signal path handles a still image signal, and the analog signal path handles a moving image signal.
【請求項17】半導体基板上のマトリクス状の受光領域
で受光した信号電荷を各列の受光領域毎に第1のレジス
タ列に所定のタイミングで転送し、該第1のレジスタに
転送した各列の信号電荷を上記第1のレジスタ列と垂直
な方向に配列した他のレジスタを介して順次出力生成部
に信号を転送し、該信号を読み出すことにより出力信号
を得るようにした固体撮像装置の駆動方法において、 上記他のレジスタとして異なる経路のレジスタを有して
該それぞれのレジスタを介して信号電荷を転送すること
とし、その一方の経路として、上記他のレジスタとして
第2のレジスタを介して第1の出力信号生成部に信号電
荷を転送する信号経路と、また他方の経路として、上記
第1のレジスタを介して上記受光領域内に蓄えられてい
た全ての信号電荷を第3のレジスタ列に蓄積し、該第3
のレジスタ列に蓄積した電荷を上記他のレジスタとして
第4のレジスタを介して第2の出力信号生成部に順次転
送する他の信号経路とを持ち、これにより、第1の出力
信号生成部への信号電荷の転送が連続的に行われている
最中に、第2の出力信号生成部への信号電荷の転送動作
を挿入することを特徴とする固体撮像装置の駆動方法。
17. A column in which signal charges received in a matrix-shaped light receiving region on a semiconductor substrate are transferred to a first register column at a predetermined timing for each column of the light receiving region and transferred to the first register. Of the solid-state image pickup device in which the signal charge is sequentially transferred to the output generation unit via another register arranged in the direction perpendicular to the first register row, and the output signal is obtained by reading the signal. In the driving method, a register having a different path is provided as the other register, and the signal charges are transferred through the respective registers, and one path is provided as the other register through the second register. As a signal path for transferring the signal charges to the first output signal generation unit, and as the other path, all the signal charges stored in the light receiving region via the first register are The third register string is stored and
And another signal path for sequentially transferring the electric charge accumulated in the register row of the above to the second output signal generation unit as the other register via the fourth register, and thereby to the first output signal generation unit. The method for driving a solid-state imaging device, wherein the operation of transferring the signal charge to the second output signal generation unit is inserted while the transfer of the signal charge is continuously performed.
【請求項18】半導体基板上のマトリクス状の受光領域
で受光した信号電荷を各列の受光領域毎に第1のレジス
タ列に所定のタイミングで転送し、該第1のレジスタに
転送した各列の信号電荷を上記第1のレジスタ列と垂直
な方向に配列した他のレジスタを介して順次出力生成部
に信号を転送し、該信号を読み出すことにより出力信号
を得るようにした固体撮像装置の駆動方法において、 上記他のレジスタとして異なる経路のレジスタを有して
該それぞれのレジスタを介して信号電荷を転送すること
とし、その一方の経路として、第1のレジスタを介して
上記受光領域内に蓄えられていた全ての信号電荷を第2
のレジスタ列に蓄積し、さらに第2のレジスタ列内に蓄
えられた信号電荷を上記他のレジスタとして第3のレジ
スタを介して第1の出力信号生成部に順次転送する信号
経路と、また他方の経路として、上記第1のレジスタを
介して上記受光領域内に蓄えられていた全ての信号電荷
を第4のレジスタ列に蓄積し、さらに第4のレジスタ列
内に蓄えられた信号電荷を上記他のレジスタとして第5
のレジスタを介して第2の信号生成部に順次転送する信
号経路とを持ち、これにより第1の出力信号生成部への
信号電荷の転送が連続的に行われている最中に、第2の
出力信号生成部への信号電荷の転送動作を挿入すること
を特徴とする固体撮像装置の駆動方法。
18. A column in which signal charges received in a matrix-shaped light receiving region on a semiconductor substrate are transferred to a first register column at a predetermined timing for each light receiving region in each column and transferred to the first register. Of the solid-state image pickup device in which the signal charge is sequentially transferred to the output generation unit via another register arranged in the direction perpendicular to the first register row, and the output signal is obtained by reading the signal. In the driving method, a register having a different path is provided as the other register, and the signal charge is transferred through the respective registers, and one path is provided in the light receiving region through the first register. The second is all the signal charges that have been stored.
And a signal path for sequentially transferring the signal charges stored in the second register train to the first output signal generation unit via the third register as the other register. As a path of the above, all signal charges stored in the light receiving region via the first register are stored in the fourth register train, and the signal charges stored in the fourth register train are stored in the fourth register train. 5th as another register
And a signal path for sequentially transferring to the second signal generation section via the register of the second signal generation section, so that while the transfer of the signal charge to the first output signal generation section is continuously performed, A method for driving a solid-state image pickup device, comprising:
【請求項19】請求項17または請求項18記載の固体
撮像装置の駆動方法において、各受光領域内に蓄えられ
た信号電荷を、第1の出力信号生成部に読み出す際に
は、第1のレジスタと並行な方向に隣接する2つの受光
領域ごとに信号電荷を加算した後に、第1のレジスタお
よび第2のレジスタ内を転送して第1の出力信号生成部
に転送することとし、一方、第2の出力信号生成部に読
み出す際には、第1のレジスタと並行な方向に隣接する
2つの受光領域ごとに信号電荷を加算した後に、第1の
レジスタおよび第3、4のレジスタ内を経て第2の出力
信号生成部に転送する信号電荷転送方法によるか、もし
くは各受光領域ごとに個別に第1のレジスタ、第3のレ
ジスタおよび第4のレジスタ内を転送して第2の出力信
号生成部に転送する信号電荷転送方法によるか、何れか
の方法を選択可能とすることを特徴とする固体撮像装置
の駆動方法。
19. The method for driving a solid-state image pickup device according to claim 17 or 18, wherein when the signal charges stored in each light receiving region are read out to the first output signal generation unit, After adding the signal charges for each of the two light-receiving regions adjacent to each other in the direction parallel to the register, the signals are transferred in the first register and the second register and transferred to the first output signal generation unit. When reading out to the second output signal generation unit, after adding the signal charges for every two light receiving regions adjacent to each other in the direction parallel to the first register, the contents of the first register and the third and fourth registers are changed. Via the signal charge transfer method for transferring to the second output signal generation unit via the second output signal generation unit, or by individually transferring in the first register, the third register and the fourth register for each light receiving region. Transfer to generator The driving method of the solid-state imaging apparatus characterized by a No. either by charge transfer method, you can select one of the methods.
【請求項20】請求項19記載の固体撮像装置の駆動方
法において、各受光領域内に蓄えられた信号電荷を、第
1の出力信号生成部に読み出す際には、一括して上記受
光領域から第1のレジスタに転送することとし、一方、
第2の出力信号生成部に読み出す際には、上記の一括し
て上記受光領域から第1のレジスタに転送する転送方法
のほかに、奇数行または偶数行の受光領域から一括して
第1のレジスタに転送し、さらに第3のレジスタ内に転
送した後に、残りの偶数行または奇数行の受光領域から
も一括して第1のレジスタに転送し、さらに第3のレジ
スタ内に転送する転送方法も選択可能とすることを特徴
とする固体撮像装置の駆動方法。
20. A method of driving a solid-state image pickup device according to claim 19, wherein when the signal charges accumulated in each light receiving region are read out to the first output signal generating section, the signal charges are collectively removed from the light receiving region. Transfer to the first register, while
When reading out to the second output signal generation unit, in addition to the transfer method of transferring the light receiving areas to the first register all at once, it is possible to collectively perform the first transfer from the light receiving areas of the odd-numbered rows or even-numbered rows. A transfer method in which the data is transferred to the register, and further transferred to the third register, and then collectively transferred to the first register from the remaining light-receiving regions of even rows or odd rows, and further transferred to the third register. A method for driving a solid-state image pickup device, which is also selectable.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6917383B2 (en) 2000-07-14 2005-07-12 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Image sensing device

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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