JPH0642722B2 - Imaging device - Google Patents

Imaging device

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JPH0642722B2
JPH0642722B2 JP61174981A JP17498186A JPH0642722B2 JP H0642722 B2 JPH0642722 B2 JP H0642722B2 JP 61174981 A JP61174981 A JP 61174981A JP 17498186 A JP17498186 A JP 17498186A JP H0642722 B2 JPH0642722 B2 JP H0642722B2
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image pickup
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Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は、キヤパシタを介して電位が制御される光電荷
蓄積領域を有する光電変換素子を用いた撮像装置に関す
る。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to an image pickup apparatus using a photoelectric conversion element having a photocharge storage region whose potential is controlled via a capacitor.

本発明による撮像装置は、たとえば画像入力装置、ワー
クステイシヨン、デジタル複写機、ワードプロセツサ、
バーコードリーダや、カメラ、ビデアカメラ、8ミリカ
メラ等のオートフオーカス用光電変換被写体検出装置等
にも適用可能である。
The image pickup apparatus according to the present invention is, for example, an image input apparatus, a workstation, a digital copying machine, a word processor,
It is also applicable to a barcode reader, a photoelectric conversion subject detection device for autofocus such as a camera, a video camera, and an 8 mm camera.

〔従来技術〕[Prior art]

近年、光電変換装置、特に固体撮像装置に関する研究が
CCD型およびMOS型の2方式を中心に行われてい
る。
2. Description of the Related Art In recent years, research on photoelectric conversion devices, particularly solid-state imaging devices, has been conducted mainly on two systems, CCD type and MOS type.

CCD型撮像装置は、MOS型キヤパシタ電極下にポテ
ンシヤル井戸を形成し、光入射により発生した電荷をこ
の井戸に蓄積し、読出し時には、これらのポテンシヤル
井戸を、電極にかけるパルスにより順次動かして、蓄積
された電荷を出力アンプまで転送して読出す、という原
理を用いている。したがって、比較的構造が簡単であ
り、CCD自体で発生する雑音が小さく、低照度撮影が
可能となる。
The CCD type image pickup device forms a potential well under a MOS type capacitor electrode and accumulates electric charges generated by light incidence in this well. At the time of reading, these potential wells are sequentially moved by a pulse applied to the electrode and accumulated. The principle of transferring the stored electric charge to the output amplifier and reading it is used. Therefore, the structure is relatively simple, the noise generated in the CCD itself is small, and low-illuminance shooting is possible.

一方、MOS型撮像装置は、受光部を構成するpn接合
より成るフオトダイオードの各々に光の入射により発生
した電荷を蓄積し、読出し時にはそれぞれのフオトダイ
オードに接続されたMOSスイツチングトランジスタを
順次ONすることにより蓄積された電荷を出力アンプに
読出す、という原理を用いている。したがって、CCD
型に比較して構造上複雑となるものの、蓄積容量を大き
くとることができ、ダイナミツク・レンジを広くするこ
とができる。
On the other hand, the MOS type image pickup device accumulates the electric charge generated by the incidence of light in each of the pn junction photodiodes which constitute the light receiving section, and turns on the MOS switching transistors connected to the respective photodiodes at the time of reading. The principle is that the accumulated charge is read out to the output amplifier. Therefore, CCD
Although the structure is more complicated than the mold, the storage capacity can be increased and the dynamic range can be widened.

しかし、これら従来方式の撮像装置には、次のような欠
点が存在するために、将来的に高解像度化を進めて行く
上で大きな支障となっていた。
However, these conventional type image pickup devices have the following drawbacks, and thus have been a major obstacle in promoting higher resolution in the future.

CCD型撮像装置では、1)出力アンプとしてMOS型
アンプがオンチツプ化されるために、シリコンとシリコ
ン酸化膜の界面から画像上、目につきやすい1/f雑音
が発生する。2)高解像度化を図るために、セル数を増
加させて高密度化すると、ひとつのポテンシャル井戸に
蓄積できる最大電荷量が減少し、ダイナミツクレンジが
取れなくなる。3)蓄積電荷を転送して行く構造である
ために、セルに一つでも欠陥が存在すると、そこで電荷
転送がストツプしてしまい、製造歩留りが悪くなる。
In the CCD type image pickup device, 1) the MOS type amplifier is turned on as an output amplifier, so that 1 / f noise, which is easily noticeable on an image, is generated from the interface between silicon and a silicon oxide film. 2) If the number of cells is increased to increase the density in order to achieve higher resolution, the maximum amount of charge that can be stored in one potential well decreases, and the dynamic range cannot be obtained. 3) Since the structure is such that accumulated charges are transferred, if there is even one defect in the cell, the charge transfer is stopped there and the manufacturing yield deteriorates.

MOS型撮像装置では、1)信号読出し時に、各フオト
ダイオードに配線容量が接続されているために、大きな
信号電圧ドロツプが発生する。2)配線容量が大きく、
これによるランダム雑音の発生が大きい。3)走査用M
OSスイツチングトランジスタの寄生容量のバラツキに
よる固定パターン雑音の混入がある。このために、低照
度撮像が困難となり、また、高解像度化を図るために各
セルを縮小すると、蓄積電荷は減少するが、配線容量が
あまり小さくならないために、S/N比が小さくなる。
In the MOS type image pickup device, 1) a large signal voltage drop is generated because a wiring capacitance is connected to each photodiode at the time of signal reading. 2) Large wiring capacitance
This causes a large amount of random noise. 3) M for scanning
Fixed pattern noise is mixed due to variations in the parasitic capacitance of the OS switching transistors. For this reason, low-illuminance imaging becomes difficult, and if each cell is reduced in order to achieve higher resolution, the accumulated charge is reduced, but the S / N ratio becomes smaller because the wiring capacitance does not become so small.

このように、CCD型およびMOS型撮像装置は高解像
度化に対して本質的な問題点を有している。これらの撮
像装置に対して、新方式の半導体撮像装置が提案されて
いる(特開昭56−150878号公報、特開昭56−
157073号公報、特開昭56−165473号公
報)。ここで提案されている方式は、光入射によって発
生した電荷を制御電極(例えば、バイポーラトランジス
タのベース、静電誘導トランジスタSITあるいはMO
Sトランジスタのゲート)に蓄積し、蓄積された電荷を
各セルの増幅機能を利用して電荷増幅を行い読出すもの
である。この方式では、高出力、広ダイナミツク・レン
ジ、低雑音および非破壊読出しが可能であり、高解像度
化の可能性を有している。
As described above, the CCD-type and MOS-type image pickup devices have an essential problem in achieving higher resolution. For these image pickup devices, a new type of semiconductor image pickup device has been proposed (Japanese Patent Laid-Open Nos. 56-150878 and 56-56).
157073, JP-A-56-165473). In the method proposed here, charges generated by light incidence are transferred to a control electrode (for example, a base of a bipolar transistor, a static induction transistor SIT or MO).
It is stored in the gate of the S-transistor, and the stored charge is read by performing charge amplification using the amplification function of each cell. With this method, high output, wide dynamic range, low noise and nondestructive readout are possible, and there is a possibility of high resolution.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problems to be solved by the invention]

しかしながら、非破壊読出しモードで光電変換信号を複
数回読出すと、読出された信号振幅が低下する。これは
光電変換素子の信号電流読出し時において、光電変換素
子のベースに蓄積された電荷が、ベース電流によって放
電される事による。この様な電荷の減衰とは光電変換素
子の電流増幅率hFEと等価ベース容量CBおよびエミ
ツタ負荷容量CVによる下記の近似式で表すことが出来
る。
However, when the photoelectric conversion signal is read a plurality of times in the nondestructive read mode, the read signal amplitude decreases. This is because the electric charge accumulated in the base of the photoelectric conversion element is discharged by the base current when the signal current of the photoelectric conversion element is read. Such charge attenuation can be represented by the following approximate expression based on the current amplification factor hFE of the photoelectric conversion element, the equivalent base capacitance CB, and the emitter load capacitance CV.

例えばhFE=2000,CB=0.1PF,CV=4P
Fとすれば1回の読出しで電荷は2%低下することにな
る。従って非破壊読出しを複数回繰返すと撮像デバイス
の出力信号は、読出し、回数に応じて、低下してしま
う。従って上述の非破壊読出しモードを利用して、例え
ば撮像デバイスの各水平ラインの組合せを変えて第1回
目の読出し信号を第1フイールド信号、第2回目の読出
し信号を第2フイールド信号として静止画記録を行な
い、これをデイスプレイ上に再生すると、フイールド毎
の信号レベルの違いがフリツカとなって、非常に見ずら
い画面となってしまう。
For example, hFE = 2000, CB = 0.1PF, CV = 4P
If it is F, the charge will be reduced by 2% by one read. Therefore, if the nondestructive reading is repeated a plurality of times, the output signal of the image pickup device will decrease according to the number of times of reading. Therefore, by using the above-mentioned nondestructive read mode, for example, by changing the combination of the horizontal lines of the image pickup device, the first read signal is used as the first field signal and the second read signal is used as the second field signal. If you make a recording and play it back on the display, the difference in signal level between fields will be flickering, and the screen will be very difficult to see.

また、従来の撮像記録装置を使って、動く被写体を動画
として記録し、これを再生時、フレームの静止画として
鑑賞すると各フイールドで記録時刻が1/60秒ずれて
いるためにブレた静止画となってしまう欠点があった。
そこで完全な静止画を得るにはシヤツタに類する手段を
使って2フイールド分の信号を同時に形成し、これを順
次読出す必要があり、多くの画素数が必要であった。ま
た動画を記録する際には極力フリツカーや信号レベルの
変動を防がなければならないという問題があった。
In addition, when a moving subject is recorded as a moving image using a conventional image recording device and viewed as a still image of a frame during playback, the still image is blurred because the recording time is shifted by 1/60 seconds at each field. There was a drawback that became.
Therefore, in order to obtain a complete still image, it is necessary to form signals for two fields at the same time by using a means similar to a shutter and read them sequentially, which requires a large number of pixels. Further, when recording a moving image, there was a problem that flickers and signal level fluctuations had to be prevented as much as possible.

本発明の目的は前記問題点を解決した撮像装置を提供す
る事にある。
An object of the present invention is to provide an image pickup device that solves the above problems.

又、簡単な構成で高品質の画像を形成し得る撮像装置を
提供する事を目的としている。
Another object is to provide an image pickup apparatus capable of forming a high quality image with a simple structure.

〔問題点を解決する為の手段〕[Means for solving problems]

上記目的を達成するために、本発明では非破壊読出し可
能な該数の光電変換セルからなる撮像素子と、該撮像素
子から光電変換された情報信号を非破壊で複数回読出す
駆動手段と、読出し回数に応じて情報信号の利得を変え
る利得制御手段を有する撮像装置を有する。
In order to achieve the above-mentioned object, in the present invention, an image pickup device composed of the number of photoelectric conversion cells which can be read nondestructively, a driving means for nondestructively reading an information signal photoelectrically converted from the image pickup device a plurality of times, and a reading operation. The image pickup apparatus has a gain control unit that changes the gain of the information signal according to the number of times.

〔作用〕[Action]

このように構成することにより読み出し出力の劣化を補
正でき、フリツカー現象を抑制できる。
With this configuration, it is possible to correct the deterioration of the read output and suppress the flickering phenomenon.

〔実施例〕〔Example〕

本発明の光電変換装置の一実施例について図面を用いて
説明する。
An embodiment of the photoelectric conversion device of the present invention will be described with reference to the drawings.

前述の如き非破壊読出し可能な光センサセル構造を二次
元的に列した光電変換装置の回路構成図を第2図に示
す。尚、上記センサセルの構造は例えば特開昭60−1
2764号公報に示されるようなもので良い。
FIG. 2 shows a circuit configuration diagram of a photoelectric conversion device in which the nondestructive readable optical sensor cell structure as described above is two-dimensionally arranged. The structure of the sensor cell is described in, for example, JP-A-60-1.
The one shown in Japanese Patent No. 2764 may be used.

点線でかこまれた基本光センサセル30(尚バイボーラ
トランジスタのコレクタは半導体基板および半導体基板
電極に接続される。読出しパルスおよびリフレツシユパ
ルスを印加するための水平ライン31,31′,31″
……読出しパルスを発生させるための垂直シフトレジス
タ32インタレース回路IL、インターレース回路IL
と水平ライン31,31′,31″……の間のバツフア
MOSトランジスタ33,33′,33″……バツフア
MOSトランジスタ33,33′,33″……のゲート
にパルスを印加するための端子34、リフレツシユパル
スを印加するためのバツフアMOSトランジスタ……3
5,35′,35″、それのゲートにパルスを印加する
ための端子36、リフレツシユパルスを印加するための
垂直シフトレジスタ52、基本光センサセル30から蓄
積電圧を読出すための垂直ライン38,38′,38″
……及び51,51′,51″……各垂直ラインを選択
するためのパルスを発生する水平シフトレジスタ39、
各垂直ランを開閉するためのゲート用MOSトランジス
タ40,40′,40″……、49,49′,49″…
…蓄積電圧をアンプ部に読出すための出力ライン41,
59読出し後に、出力ラインに蓄積した電荷をリフレツ
シユするためのMOSトランジスタ42,53,MOS
トランジスタ42,53へリフレツシユパルスを印加す
るための端子43,54,出力信号を増幅するためのバ
イボーラ、MOS−FET,J−FET等のトランジス
タ44,55,負荷抵抗45,56とトランジスタ4
4,55を電源に接続するための端子46,57,トラ
ンジスタの出力端子47,58,読出し動作において垂
直ライン51,51′,51″に蓄積された電荷をリフ
レツシユするためのMOSトランジスタ48,48′,
48″……50,50′,50″およびMOSトランジ
スタ48,48′,48″……50,50′,50″の
ゲートにパルスを印加するための端子49等によりこの
光電変換装置は構成されている。
A basic photosensor cell 30 surrounded by a dotted line (the collector of the bipolar transistor is connected to the semiconductor substrate and the semiconductor substrate electrode. Horizontal lines 31, 31 ', 31 "for applying the read pulse and the refresh pulse.
...... Vertical shift register 32 interlace circuit IL for generating read pulse, interlace circuit IL
And the horizontal lines 31, 31 ', 31 "... Between the buffer MOS transistors 33, 33', 33" ... The buffer MOS transistors 33, 33 ', 33 ". , A buffer MOS transistor for applying a refresh pulse .... 3
5, 35 ', 35 ", a terminal 36 for applying a pulse to its gate, a vertical shift register 52 for applying a refresh pulse, a vertical line 38 for reading an accumulated voltage from the basic photosensor cell 30, 38 ', 38 "
... and 51, 51 ', 51 "... a horizontal shift register 39 for generating a pulse for selecting each vertical line,
MOS transistors 40, 40 ', 40 "for gates, 49, 49', 49" for opening and closing each vertical run.
... Output line 41 for reading the accumulated voltage to the amplifier section,
After reading 59, MOS transistors 42, 53, and MOS transistors for refreshing the charge accumulated in the output line.
Terminals 43 and 54 for applying a refresh pulse to the transistors 42 and 53, transistors 44 and 55 such as a bipolar, MOS-FET and J-FET for amplifying an output signal, load resistors 45 and 56 and a transistor 4
Terminals 46 and 57 for connecting 4, 55 to a power source, output terminals 47 and 58 of the transistors, and MOS transistors 48 and 48 for refreshing charges accumulated on the vertical lines 51, 51 'and 51 "in the read operation. ′,
This photoelectric conversion device is constituted by 48 "... 50, 50 ', 50" and terminals 49 for applying a pulse to the gates of the MOS transistors 48, 48', 48 "... 50, 50 ', 50". ing.

又、本発明の撮像装置では光電変換装置の各部分32,
34,36,39,43,49,52,IL,54に対
して駆動パルスを供給する為のクロツクドライバーCK
D、及びこのクロツクドライバーにタイミングパルスを
供給する為のクロツクジエネレータCKGを有してい
る。又、これらクロツクドライバーCKD及びクロツク
ジエネエータCKGにより制御手段が構成されている。
Further, in the image pickup device of the present invention, each portion 32 of the photoelectric conversion device,
Clock driver CK for supplying drive pulses to 34, 36, 39, 43, 49, 52, IL, 54
D, and a clock generator CKG for supplying a timing pulse to this clock driver. Further, the clock driver CKD and the clock generator CKG constitute a control means.

次に第3図は制御手段による撮像装置の駆動方法を示す
図で、n1,n2……は各センサーセルからなる行情報
で、奇数フイールドでは図の様にn1とn2からO1ラ
イン、n3とn4からO2ラインの情報を形成し、偶数
フイールドでは奇数フイールドとは行情報の組合せを変
えて、n2とn3からe1ライン,n4とn5からe2
ライン情報を形成する。
Next, FIG. 3 is a diagram showing a driving method of the image pickup apparatus by the control means, where n1, n2 ... Are row information consisting of each sensor cell, and in an odd field, as shown in the figure, n1 and n2 are O1 lines, n3 and so on. The information of the O2 line is formed from n4, and in the even field, the combination of the row information is changed from that of the odd field to change the line information from n2 and n3 to the e1 line and from n4 and n5 to e2.
Form line information.

その為にインターレース回路ILにより、フイールド毎
に第3図のような2ラインずつの組合せで2水平ライン
情報を同時に読出し夫々47,58の出力端子にこの情
報を出力する。また本実施例では非破壊読み出しモード
で制御をするので上記偶数フイールドの読み出しが終了
するまでは行情報のリフレツシユを行なわないようにす
る。従って同一情報を奇数フイールドでは1回目として
読出し、偶数フイールドでは2回目として読出すことに
なる。
Therefore, the interlace circuit IL simultaneously reads out two horizontal line information in a combination of two lines as shown in FIG. 3 for each field, and outputs this information to the output terminals of 47 and 58, respectively. Further, in this embodiment, since the control is performed in the nondestructive read mode, the refresh of the row information is not performed until the reading of the even field is completed. Therefore, the same information is read as the first time in the odd field and is read as the second time in the even field.

次に第1図は、第3図で説明した非破壊読出し方式を実
現する為の信号処理ブロツク図である。
Next, FIG. 1 is a signal processing block diagram for realizing the nondestructive reading method described in FIG.

図において90はシヤツター、100はセンサー、CK
Dはドライバー、CKGはクロツク発生器、SYSはシ
ステムコントローラである。また200及び300は非
破壊読出しモード時の偶数フイールドでの信号利得を上
げるよう調整する利得調整器、SW1は奇、偶数フイー
ルドでの信号切替スイツチ500は輝度信号を形成する
輝度処理回路、600は色信号を形成する色処理回路、
700は輝度及び色信号を得てガンマ補正、AGCホワ
イトバランス等の処理を行ない輝度信号Y、色差信号R
−Y、B−Y信号を形成するプロセス回路である。
In the figure, 90 is a shutter, 100 is a sensor, CK
D is a driver, CKG is a clock generator, and SYS is a system controller. Further, 200 and 300 are gain adjusters for adjusting the signal gain in the even field in the nondestructive read mode, SW1 is odd, the signal switching switch 500 in the even field is a brightness processing circuit for forming a brightness signal, and 600 is A color processing circuit for forming a color signal,
A luminance signal Y and a color difference signal R 700 are obtained by obtaining luminance and color signals and performing processing such as gamma correction and AGC white balance.
It is a process circuit that forms -Y and BY signals.

次に800は磁気記録回路でR−Y、B−Yの色差同時
信号を線順次化する色差線順次信号形成器や輝度及び色
差線順次色信号をFM変調するFM変調器、記録増幅器
等から成る。900は記録ヘツドで図示省略のビデオフ
ロツピーに対してFM信号を記録するものである。次1
000はエンコーダでありNTSC信号を形成し、VT
R等へこのNTSと信号を供給する。
Next, reference numeral 800 denotes a magnetic recording circuit including a color difference line-sequential signal forming device for line-sequencing the RY and BY color-difference simultaneous signals, an FM modulator for FM-modulating luminance and color difference line-sequential color signals, and a recording amplifier. Become. A recording head 900 records an FM signal for video floppy (not shown). Next 1
000 is an encoder that forms an NTSC signal and
This NTS and a signal are supplied to R and the like.

また前記NTSC信号はEVF1100へ入力され、モ
ニターされる。尚、MSWは静止画記録(スチル)モー
ドと動画記録(ムービー)モードとを切換えるモード切
換スイツチRLは撮影及び記録を指示するトリガー用の
レリーズスイツチである。
The NTSC signal is input to the EVF 1100 and monitored. MSW is a mode switching switch RL for switching between still image recording (still) mode and moving image recording (movie) mode, and RL is a trigger release switch for instructing shooting and recording.

次に第4図示実線のスチルモードの動作を説明する。M
SWでスチルモードを選択したときにはレリーズスイツ
チ4RLのON(t)後、一旦シヤツタにより所定時
間(t〜t)の露光が為され、その後、シヤツタ閉
成状態において第3図の様な読み出し制御がt〜t
の2フイールド期間かけて為される。このときセンサー
100の出力端子47,58から読出される信号は奇数
フイールドでは、シスコンSYSによりスイツチSW1
において第4図示実線の如くt〜tの間PSWがロ
ーレベルであるのでa端子とc端子が接続される。従っ
てセンサーの出力は回路200,300によるレベル調
整はなされずに輝度処理回路500、色処理回路60
0、磁気記録回路800、磁気ヘツド900を介してビ
デオフロツピーの第nトラツクに記録される。そして磁
気ヘツド900は偶数フイールド信号を記録する為に、
第(n+1)トラツクへ送られる。
Next, the operation of the still mode indicated by the fourth solid line in the figure will be described. M
When the still mode is selected by SW, after the release switch 4RL is turned on (t 1 ), the shutter is once exposed for a predetermined time (t 3 to t 4 ), and then the shutter is closed as shown in FIG. Read control is t 5 to t 8
It will be done over 2 field periods. At this time, the signals read from the output terminals 47 and 58 of the sensor 100 are switch SW1 by the syscon SYS at an odd field.
In, the PSW is at the low level during the period from t 5 to t 7 as indicated by the solid line in the fourth figure, so that the terminals a and c are connected. Therefore, the output of the sensor is not level-adjusted by the circuits 200 and 300, and the brightness processing circuit 500 and the color processing circuit 60
0, the magnetic recording circuit 800, and the magnetic head 900 are used to record to the nth track of the video floppy. And the magnetic head 900 records even field signals,
It is sent to the (n + 1) th track.

偶数フイールドではセンサー100は非破壊モードで読
出されるので、センサー100からの出力信号は数%小
さくなっている。そのため信号利得調整器200,30
0で上記数%分のロスを補なうようレベルアツプ調整が
なされる。即ち第4図示実線の如くスイツチSW1はシ
スコンSYSからの制御パルスPSWがt〜tの間
ハイレベルとなることによりb端子とc端子が接続され
る。従って奇数フイールドとほぼ同一振幅の偶数フイー
ルド信号が、後段の輝度処理回路及び色処理回路へ接続
され第(n+1)トラツクに記録される。
Since the sensor 100 is read in the non-destructive mode in the even field, the output signal from the sensor 100 is reduced by several percent. Therefore, the signal gain adjusters 200, 30
At 0, level up adjustment is performed so as to compensate for the above loss of several percent. That switch SW1 as the fourth illustrated solid line control pulse PSW from the system controller SYS is terminal b and the terminal c is connected by a between a high level of t 7 ~t 8. Therefore, an even field signal having substantially the same amplitude as the odd field is connected to the luminance processing circuit and the color processing circuit in the subsequent stage and recorded in the (n + 1) th track.

そして磁気ヘツドは次の第(n+2)トラツクへ送られ
これで1フレーム分の記録が終了し、次の撮影待機状態
となり、次にレリーズスイツチがONとなるのを待つ。
Then, the magnetic head is sent to the next (n + 2) th track, recording of one frame is completed, the next photographing standby state is set, and then the release switch is turned on.

上述の様に奇数フイールドと偶数フイールドの信号レベ
ルをほぼ同一となる様制御したのでフリツカのない高品
位の画像を得る事が出来た。
As described above, since the signal levels of the odd field and the even field are controlled to be almost the same, it is possible to obtain a high-quality image without flickering.

次にムービーモードの実施例の説明を第4図示点線を用
いてする。尚、RLとφFはスチルモードと同じであ
る。
Next, an example of the movie mode will be described using the dotted line in the fourth diagram. RL and φF are the same as in the still mode.

即ちムービ撮影時はレリーズスイツチRLのON(t
〜t)によりシヤツターはこの間開成状態のまま画像
蓄積し、読み出し時は破壊読出しモードになる様読出し
直後に、その行のリフレツシュを行なう。このときスイ
ツチSW1は常にa−cが接続される様にシスコンSY
SによりパルスPSWはローレベルに制御される。又ク
ロツクドライバー及び回路800はt〜tの間だけ
動作する。
That is, during movie shooting, release switch RL is turned on (t 1
~t 6) by Shiyatsuta is still image storage therebetween open state, when being read immediately after reading which become destructive read mode, performs Rifuretsushu of the line. At this time, switch SW1 is connected to syscon SY so that ac is always connected.
The pulse PSW is controlled to a low level by S. The black poke drivers and circuit 800 operates only during the t 2 ~t 6.

次に第5図は第1図示実施例のクロツクドライバーCK
Dよりセンサー100に供給される各制御パルスの概略
タイミング図である。
Next, FIG. 5 shows the clock driver CK of the first embodiment shown in FIG.
FIG. 7 is a schematic timing diagram of control pulses supplied from D to the sensor 100.

図示(A)の水平ブラツキングパルスHBLKを参考に
他のパルスを説明する。図示(B)(φH−RF)及び
(C)(φU−RF)は夫々シフトレジスタ52、端子
149に供給されるリフレツシユパルスで、これらのパ
ルスは水平ブランキングの期間内に供給され、センサー
のベース及び各垂直ラインに蓄積されている電荷を1行
ずつトランジスタ……48,48′,48″……,……
50,50′,50″を介してアースにリフレツシユす
る。
Other pulses will be described with reference to the horizontal blacking pulse HBLK shown in FIG. In the figure, (B) (φH-RF) and (C) (φU-RF) are refresh pulses supplied to the shift register 52 and the terminal 149, respectively, and these pulses are supplied during the horizontal blanking period and the sensor The electric charges accumulated in the base of the and the vertical lines are transferred one by one to the transistors …… 48,48 ′, 48 ″ ……, ……
Reflect to ground via 50, 50 ', 50 ".

次にパルス(D)(φHS)は水平シフトレジスタ39
の、又(F)(φVS)は垂直シフトレジスタ32のシ
フトパルスである。また(E)(φHS−RF)は端子
43,54に供給されるビツトリフレツシユパルスであ
る。
Next, the pulse (D) (φHS) is applied to the horizontal shift register 39.
Further, (F) (φVS) is a shift pulse of the vertical shift register 32. Further, (E) (φHS-RF) is a bit refresh pulse supplied to the terminals 43 and 54.

上記の各パルスのうちで、センサー情報を破壊又は非破
壊で読出す各モードの選択に関係するのは、リフレツシ
ユパルス(B)(C)である。即ちリフレツシユパルス
を停止すれば非破壊読出しモードとなる。
Of the above-mentioned pulses, the refresh pulse (B) (C) is related to the selection of each mode for reading the sensor information in a destructive or non-destructive manner. That is, if the refresh pulse is stopped, the nondestructive read mode is set.

従って、シスコンSYSでクロツクジエネレータCKG
及びドライバーCKDを制御し、動画記録、静止画記録
を自由に選定できる。破壊読出しのときは第5図示の如
く水平ブランキング期間の毎にパルスφH−RF、φV
−RFにより読み出し終了直後の行の情報をリフレツシ
ユし、非破壊読み出しのときにはφH−RF、φV−R
Fを供給しないことにより奇数フイールド、偶数フイー
ルドで同じ行信号を2回続けて読み出すことができる。
Therefore, in the system controller SYS, the clock generator CKG
Also, by controlling the driver CKD, it is possible to freely select moving image recording or still image recording. At the time of destructive reading, pulses φH-RF and φV are generated every horizontal blanking period as shown in FIG.
-Reflect the information in the row immediately after the reading by RF, and φH-RF, φV-R for nondestructive reading.
By not supplying F, it is possible to read the same row signal twice in succession with an odd field and an even field.

次に本発明の第2の実施例を第6図、第7図を参照して
説明する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 6 and 7.

第6図はセンサー100かの行情報読出しを3線同時に
行なうようにした時の説明図である。センサー100の
構造は第2図の2線読み出しを3線読み出しに変更する
だけなので詳細は省略する。奇数フイールドでは行情報
n1,n2,n3からO1ライン、n3,n4,n5か
らO2ラインが形成される。この場合ムービー撮影のと
きは奇数行の情報は非破壊で読出す。
FIG. 6 is an explanatory diagram when the row information of the sensor 100 is read out simultaneously for three lines. Since the structure of the sensor 100 is only changed from the 2-line reading in FIG. 2 to the 3-line reading, the details are omitted. In the odd field, line information n1, n2, n3 forms O1 line and n3, n4, n5 forms O2 line. In this case, when shooting a movie, the information in the odd-numbered rows is read nondestructively.

次に偶数フイールドでは行情報読出しの組合せを変え
る。即ち、n2,n3,n4からe1ライン、n4,n
5,n6からe2ラインが形成される。
Next, in the even field, the combination of reading row information is changed. That is, from n2, n3, n4 to e1 line, n4, n
An e2 line is formed from 5, n6.

このときムービーモードでは偶数行の情報を非破壊で読
出す。尚、スチルモードではすべての行情報を非破壊読
出しする。
At this time, in the movie mode, the information of even rows is read nondestructively. In the still mode, all row information is read nondestructively.

従ってムービーモード及びスチルモードの奇数フイール
ドでは各ライン01,02,03……を構成する3本の
行情報のうち第6図中の一番上の1行(奇数の行情報)
のみが出力低下する。
Therefore, in the odd field of the movie mode and the still mode, of the three lines of information forming each line 01, 02, 03 ..
Only the output is reduced.

又、ムービーモードの偶数フイールドについても全く同
様に第6図中の各ラインe1,e2,e3……を構成す
る3本の行情報のうち1番上の1行(偶数の行情報)の
みが出力低下する。
Similarly, for the even field in the movie mode, only the first row (even-numbered row information) of the three pieces of row information forming each of the lines e1, e2, e3, ... Output decreases.

一方、スチルモードではの偶数フイールドでは各ライン
e1,e2,e3……を構成する3本の行情報のうち上
の2本の行情報が3回目の読み出しとなり出力低下する
のに対し、1番下の1本の行情報は2回目の読み出しと
なり出力低下の割合は小さいことがわかる。
On the other hand, in the even mode field in the still mode, the upper two pieces of row information among the three pieces of row information forming each line e1, e2, e3 ... It can be seen that the lower one row information is read for the second time and the rate of output decrease is small.

次に第7図は第6図示実施例の信号処理ブロツク図であ
る。本実施例は第1図示実施例に以下の処理回路を追加
したものである。
Next, FIG. 7 is a signal processing block diagram of the sixth embodiment shown in FIG. In this embodiment, the following processing circuit is added to the first illustrated embodiment.

先ず101はマルチプレクサである。このマルチプレク
サは次のような働きをする。
First, 101 is a multiplexer. This multiplexer works as follows.

即ち第6図中のn1〜n7……の各行の出力線は例えば
n1,n4,n7……が第1の出力端子x1に構造的に
接続されており、n2,n5,n8……が第2の出力端
子x2に接続されており、n3,n6,n9……が第3
の出力端子x3に接続されている。
That is, in the output lines of each row of n1 to n7 ... In FIG. 6, for example, n1, n4, n7 ... Are structurally connected to the first output terminal x1, and n2, n5, n8. 2 is connected to the output terminal x2, and n3, n6, n9 ...
Is connected to the output terminal x3 of.

これに対し、マルチプレクサ101では奇数フイールド
の水平ライン出力01を形成する為にセンサ100の読
み出しを制御するときにはx1,x2,x3を夫々x
4,x5,x6に接続し、02を形成するときにはx
3,x1,x2を夫々x4,x5,x6に接続し、03
を形成するときにはx2,x3,x1を夫々x4,x
5,x6に接続する。以下同様にして水平ライン毎にx
1〜x3とx4〜x5の接続関係を切換える。
On the other hand, in the multiplexer 101, x1, x2, and x3 are respectively set to x when controlling the reading of the sensor 100 in order to form the horizontal line output 01 having an odd field.
4, x5, x6, and when forming 02, x
3, x1, x2 are connected to x4, x5, x6 respectively, and 03
To form x2, x3, x1 respectively x4, x
5x6. Similarly for each horizontal line x
The connection relationship between 1 to x3 and x4 to x5 is switched.

又、偶数フイールドのe1を形成するときにはマルチプ
レクサ101はx2,x3,x1を夫々x4,x5,x
6につなぎ、e2を形成するときにはx1,x2,x3
を夫々x4,x5,x6につなぎ、e3を形成するとき
にはx3,x1,x2を夫々x4,x5,x6につな
ぐ。
When forming an even field e1, the multiplexer 101 converts x2, x3, x1 into x4, x5, x, respectively.
When connecting to 6 to form e2, x1, x2, x3
To x4, x5, x6 respectively, and when forming e3, x3, x1, x2 are respectively connected to x4, x5, x6.

又、前述の様にムービー、スチル両モードにおいて各水
平ラインを形成する時に、3線出力の中で、必ず1つの
出力だけが他の2つの出力と異なるレベルとなるので、
その時の信号レベルの調整のために信号利得調整器20
0,300を設けている。即ちムービーモードの場合に
は前述のように奇数フイールドでも、第6図の3本の出
力のうち1番上の出力即ち第7図では出力ラインx4の
出力が低下するのでゲインアツプ用の信号利得調整器2
00で、x4の出力をx5,x6の出力レベルに合わせ
てやる。
Also, as described above, when each horizontal line is formed in both the movie and still modes, only one output of the three-line output always has a different level from the other two outputs.
Signal gain adjuster 20 for adjusting the signal level at that time
0,300 are provided. That is, in the movie mode, even with an odd field as described above, the highest output of the three outputs of FIG. 6, that is, the output of the output line x4 in FIG. 7, decreases, so the signal gain adjustment for gain up is performed. Bowl 2
At 00, the output of x4 is adjusted to the output levels of x5 and x6.

一方、スチルモードではx4,x5の出力に対し前述の
ように1番下のx6の出力だけ出力レベルが高いのでゲ
インダウン用の信号利得調整器300でx6の出力をx
4,x5の出力に合わせてやる。
On the other hand, in the still mode, the output level of the lowest x6 is higher than the outputs of x4 and x5 as described above, and therefore the signal gain adjuster 300 for gain reduction changes the output of x6 to x.
Do it according to the output of 4, x5.

その為にシスコンSYSはスイツチ400をムービーモ
ードではa−cを、スチルモードではb−cを接続する
よう制御する。
Therefore, the system controller SYS controls the switch 400 so as to connect ac in the movie mode and bc in the still mode.

次に信号利得調整器210,220,230はスチルモ
ードの偶数フイールドでの信号レベルの劣化をゲインア
ツプして調整する為のものである。即ち、第6図示の様
にスチルモードの偶数フイールドでは3回目又は2回目
の読出しをすることになるので、信号レベルの低下は大
きく、そのためフリツカは非常に目立つ。前述の利得調
整器300によりx6の出力はx4,x5の出力即ち3
回目の読み出しレベルに合せられているのでスチルモー
ドでは奇数フイールドと偶数フイールドの出力差が大き
い。しかしこれによるフリツカ成分は信号利得調整器2
10,220,230で除去されるので高品位の画像と
なる。スイツチ450はムービー撮影時にe−fが接続
され、スチル撮影時にはd−fが接続される選択スイツ
チである。
Next, the signal gain adjusters 210, 220 and 230 are for gain-up adjusting the deterioration of the signal level in the even field of the still mode. That is, as shown in FIG. 6, in the even field in the still mode, the third or second read is performed, so that the signal level is greatly reduced, and the flickers are very noticeable. With the gain adjuster 300 described above, the output of x6 is the output of x4, x5, ie
In the still mode, the output difference between the odd-numbered field and the even-numbered field is large because it is adjusted to the read level of the first time. However, the flickering component due to this is the signal gain adjuster 2
Since it is removed at 10, 220 and 230, a high quality image is obtained. The switch 450 is a selection switch to which ef is connected during movie shooting and df is connected during still shooting.

以上の様に3線出力方式の採用に問題となるフリツカ問
題を解決出来、3線出力方式の水平・垂直解像度の向上
及び偽色信号の低減効果をさらに発揮する事が出来た。
As described above, the flickering problem, which is a problem in adopting the 3-line output system, can be solved, and the horizontal / vertical resolution of the 3-line output system can be improved and the false color signal can be further reduced.

次に本発明の第3の実施例を次に説明する。第8図は信
号利得調整器210,220,230を簡略した実施例
図である。即ちフリツカが良く目立つのは輝度信号Yで
あるための3線出力x4′〜x6′の合成又は3線出力
の点順次化により輝度信号Yを形成後、信号レベルの調
整を信号利得調整器210′で行う様にした。SW3は
スイツチ450と同様ムービーモードでe、スチルモー
ドでdにつながる。尚輝度信号を形成する他の方法とし
ては、複線出力の場合、そのうちの一本の信号を緑色フ
イルタに対応する出力となるように構成しておき、この
出力を低域輝度信号としても良く、その時は低域輝度信
号を形成する信号線のみに信号利得調整器を挿入すれば
良い。
Next, a third embodiment of the present invention will be described. FIG. 8 is an embodiment diagram in which the signal gain adjusters 210, 220, 230 are simplified. That is, the flicker is most noticeable because the luminance signal Y is formed, the luminance signal Y is formed by combining the three-line outputs x4 'to x6' or by dot-sequencing the three-line outputs, and then the signal level is adjusted by the signal gain adjuster 210. I did it in ‘ SW3 is connected to e in the movie mode and d in the still mode like the switch 450. As another method of forming the luminance signal, in the case of double-line output, one of the signals is configured to be an output corresponding to the green filter, and this output may be used as the low-frequency luminance signal, In that case, the signal gain adjuster may be inserted only in the signal line forming the low-frequency luminance signal.

次に第9図はセンサ出力信号をプロセス処理後、信号レ
ベルの調整を行なう第4実施例である。輝度信号Yは磁
気記録回路800の前段で信号利得調整器210″によ
りレベル調整が行なわる。
Next, FIG. 9 shows a fourth embodiment in which the signal level is adjusted after processing the sensor output signal. The level of the luminance signal Y is adjusted by the signal gain adjuster 210 ″ before the magnetic recording circuit 800.

また色差信号は信号利得調整器を減らすために色差信号
を色差線順次信号形成回路800′で線順次化した後で
信号利得調整器300′によりレベル調整を行う。SW
4,SW5はスチルモードでの側、ムービーモードでb
側につながるスナツチである。この処理により、非破壊
読出しに起因する輝度信号のフリツカ成分と、また色信
号のずれ及びホワイトバランスずれ、色フリツカを除去
出来る。
Further, in order to reduce the number of signal gain adjusters, the color difference signals are level-adjusted by the signal gain adjuster 300 'after the color difference signals are line-sequentialized by the color difference line-sequential signal forming circuit 800'. SW
4, SW5 side in still mode, b in movie mode
It is a snatch that connects to the side. By this processing, it is possible to remove the flickering component of the luminance signal due to the nondestructive reading, the color signal shift, the white balance shift, and the color flickering.

上述の様に非破壊読出しを複数回行なった時、この読出
し回数に応じて信号レベルの調整を行ったので輝度成分
のフリツカ及び色成分のずれホワイトバランスずれ及び
色フリツカを除去する事が出来、非破壊センサの特徴を
最大限に生かす事が出来た。
As described above, when non-destructive reading is performed a plurality of times, the signal level is adjusted according to the number of times of reading, so that the luminance component flickers and the color component shifts, the white balance shifts, and the color flickers can be removed. We were able to maximize the features of the non-destructive sensor.

また非破壊読出しモードと破壊読出しモードを切換可能
としたので動画、静止画を撮影目的に合わせて選らぶ事
が出来た。さらに静止画記録前の撮影チエツクも、フリ
ツカがない状態で出来る様になった。
In addition, the non-destructive read mode and the destructive read mode can be switched, so it is possible to select moving images and still images according to the shooting purpose. In addition, it is now possible to take a shooting check before recording a still image without flickering.

〔効果〕〔effect〕

本発明によれば非破壊でセンサー出力を複数回読み出す
場合に読み出し回数に応じてゲインを調整しているので
フリツカーがなくなり画質が大巾に向上した。
According to the present invention, when the sensor output is read nondestructively a plurality of times, the gain is adjusted according to the number of times of reading, so flickers are eliminated and the image quality is greatly improved.

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

第1図は撮像装置の構成例図、第2図は制御手段による
撮像装置の駆動方法を示す図、第3図は第1図の撮像装
置に適した光電変換素子の実施例図、第4図はムービー
及びスチルモードのタイミング図、第5図は第4図実施
例のセンサ駆動タイミング例図、第6図は本発明の第2
の実施例の駆動方法を示す図、第7図は第6図の実施例
に係る撮像装置の構成例図、第8図、第9図は本発明の
第3、第4実施例図である。 100はセンサー、200,300,210,220,
230は信号利得調整器、SW1,SW3,SW4,S
W5,400,450は切換スイツチ、SYSはシステ
ムコントローラー、CKGはクロツク発生器、CKDは
クロツクドライバーである。
1 is a diagram showing a configuration example of an image pickup device, FIG. 2 is a diagram showing a method of driving the image pickup device by a control means, FIG. 3 is an embodiment diagram of a photoelectric conversion element suitable for the image pickup device of FIG. 1, and FIG. FIG. 5 is a timing diagram of movie and still mode, FIG. 5 is an example diagram of sensor driving timing of FIG. 4 embodiment, and FIG. 6 is a second diagram of the present invention.
FIG. 7 is a diagram showing a driving method of the embodiment of the present invention, FIG. 7 is a structural example diagram of an image pickup apparatus according to the embodiment of FIG. 6, and FIGS. 8 and 9 are third and fourth embodiments of the present invention. . 100 is a sensor, 200, 300, 210, 220,
230 is a signal gain adjuster, SW1, SW3, SW4, S
W5, 400 and 450 are switching switches, SYS is a system controller, CKG is a clock generator, and CKD is a clock driver.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】非破壊読出し可能な該数の光電変換セルか
らなる撮像素子と、該撮像素子から光電変換された情報
信号を非破壊で複数回読出す駆動手段と、読出し回数に
応じて情報信号の利得を変える利得制御手段を有する撮
像装置。
1. An image pickup device comprising a nondestructive read-out number of photoelectric conversion cells, a driving means for nondestructively reading an information signal photoelectrically converted from the image pickup device a plurality of times, and an information signal according to the number of read times. Apparatus having a gain control means for changing the gain of the image pickup device.
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