JPH09130819A - Solid-state image pickup device - Google Patents

Solid-state image pickup device

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JPH09130819A
JPH09130819A JP7287138A JP28713895A JPH09130819A JP H09130819 A JPH09130819 A JP H09130819A JP 7287138 A JP7287138 A JP 7287138A JP 28713895 A JP28713895 A JP 28713895A JP H09130819 A JPH09130819 A JP H09130819A
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JP
Japan
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image pickup
solid
state image
plates
plate
Prior art date
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Pending
Application number
JP7287138A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Koji Mitani
公二 三谷
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Japan Broadcasting Corp
Original Assignee
Nippon Hoso Kyokai NHK
Japan Broadcasting Corp
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH09130819A publication Critical patent/JPH09130819A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To miniaturize an image processor without using a frame memory of a digital system in order to detect moving information of an image from the image pickup output signal of a solid-state image pickup device. SOLUTION: This device consists of plural sheets of CCD solid-state image pickup plates 3 to 6. Then when a FIT-type CCD solid-state image pickup plate is used for each of the CCD solid-state image pickup plates, concerning one sheet of solid-state image pickup plate 5 among the plural sheets, the driving timing of a driving signal for driving the solid-state image pickup plate is made different from the driving timing of a driving signal for driving the other solid- state image pickup plates 3 to 5 to fetch a difference signal mutually between the respective image pickup output signals of the one sheet of solid-state image pickup plate 5 and one sheet of solid-state image pickup plate 4 among before- mentioned the other solid-state image pickup plates both of which are driven with mutually different driving timings as moving information of image picked-up image.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、複数枚のCCD固
体撮像板を具えてなる固体撮像装置に関わり、特に、撮
像出力信号に加えて、撮像画像の動き情報をも出力する
ことを可能とするものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solid-state image pickup device comprising a plurality of CCD solid-state image pickup plates, and in particular, it is possible to output motion information of a picked-up image in addition to an image pickup output signal. To do.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、画像の動き情報を検出(動き検
出)しようとすると、異なる時間に撮像された画像間で
差分をとる必要がある。テレビジョンカメラなどの動画
像撮像装置は、通常、1秒間に60枚のフィールド画像
信号を出力する。この画像信号を、フィールド前と後の
間で差分処理するためには、1フィールド分の画像信号
を記憶するメモリが必要となる。
2. Description of the Related Art Generally, in order to detect motion information of an image (motion detection), it is necessary to obtain a difference between images captured at different times. A moving image capturing device such as a television camera normally outputs 60 field image signals per second. In order to perform differential processing of this image signal between before and after the field, a memory for storing the image signal for one field is required.

【0003】このメモリをアナログ領域で実現し、1フ
ィールド分の画像信号を記憶しようとすると、VTR等
の記憶手段が必要となるが、これでは、実時間での差分
処理は困難である。そこで従来技術では、動画像撮像装
置から得られ連続した複数枚の画像信号をA/D変換
し、ディジタル信号にした後、複数枚のフィールドメモ
リ(ディジタルメモリ)に記憶し、この複数枚のフィー
ルドメモリに記憶した互いに異なる時点に撮像された画
像信号間で差分処理を行い、動き情報を検出している。
If this memory is realized in the analog domain and an image signal for one field is to be stored, a storage means such as a VTR is required, but this makes it difficult to perform difference processing in real time. Therefore, in the conventional technique, a plurality of continuous image signals obtained from the moving image pickup device are A / D converted into digital signals, which are then stored in a plurality of field memories (digital memory). Motion information is detected by performing difference processing between image signals stored in the memory and captured at different times.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述のような
ディジタル方式の複数枚のフィールドメモリを使用して
画像の動き情報を検出するには、まず、A/D変換器に
よって画像信号をディジタル信号に変換しなければなら
ないなど、画像信号をディジタル方式のフィールドメモ
リに記憶させるための処理を必要とし、そのための装置
はフィールドメモリを含めて、画像がハイビジョンのよ
うに高精細化すればするほど回路規模や消費電力の増大
を招くことになる。
However, in order to detect motion information of an image using a plurality of digital field memories as described above, first, an image signal is converted into a digital signal by an A / D converter. It is necessary to perform processing to store the image signal in a digital field memory, such as when the image signal is converted into a high-definition image such as a high-definition circuit. This leads to an increase in scale and power consumption.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】以上説明したように、従
来行なわれてきた画像の動き検出は、テレビジョンカメ
ラの外部、すなわち撮像出力信号を処理する画像信号処
理系において行なわれていて、そのために、ディジタル
方式のフィールドメモリを必要としていた。これに対し
本発明は、フレーム・インタライン・トランスファ(F
IT)型CCD固体撮像板(通常FIT型CCD撮像素
子と記され、例えば、松本ほか“インターライン転送方
式CCDにおけるスミアーとその低減化構造”、信学技
報。ED82−11.pp.27−32(May, 1982)
や、堀居ほか“新構成CCD撮像素子”昭56信学半導
全大 135.p.136(1981)等を参照)を用
いた固体撮像装置においては、固体撮像板内に光電変換
部から読み出した電荷を、アナログ信号のままで1フィ
ールド分蓄積する電荷蓄積部を有していることから、固
体撮像装置内に電荷蓄積部を有するCCD固体撮像板
(例えば、FIT型CCD固体撮像板)とこれを有しな
いCCD固体撮像板(例えば、IT型CCD固体撮像
板)とを混在させ、電荷蓄積部を有するCCD固体撮像
板からの撮像出力信号を有しないものからの撮像出力信
号に対して1フィールド遅らせることによって、あるい
は、以下の実施の形態において詳細に説明するように、
蓄積部を有する複数枚のCCD固体撮像板(例えば、F
IT型CCD固体撮像板)を用いて固体撮像装置を構成
し、電荷蓄積部への電荷転送のタイミング(固体撮像板
の駆動タイミング)を複数の固体撮像板間で異ならせる
ことによって、従来のディジタル方式フィールドメモリ
を用いて行っていた画像の動き検出が、アナログの領域
においても可能であるとの着想のもとになされたもので
ある。
As described above, the conventional image motion detection is performed outside the television camera, that is, in the image signal processing system that processes the image pickup output signal. In addition, it required a digital field memory. In contrast, the present invention is based on the frame interline transfer (F
IT) type CCD solid-state image pickup plate (usually referred to as FIT type CCD image pickup element, for example, Matsumoto et al., "Smear and its reduction structure in interline transfer type CCD", IEICE Tech. ED82-11.pp.27- 32 (May, 1982)
And Horii et al. “New CCD image sensor” Sho 56 Shin-Gaku Semi-conductor 135. p. 136 (see 1981)), a solid-state image pickup device has a charge accumulation unit for accumulating charges read from a photoelectric conversion unit for one field as an analog signal in a solid-state imaging plate. Therefore, a CCD solid-state image pickup plate (for example, FIT CCD solid-state image pickup plate) having a charge storage unit and a CCD solid-state image pickup plate (for example, IT-type CCD solid-state image pickup plate) not having the charge storage unit are mixed in the solid-state image pickup device, By delaying the image pickup output signal from the CCD solid-state image pickup plate having a charge storage portion by one field, or as described in detail in the following embodiments,
A plurality of CCD solid-state imaging plates (for example, F
An IT type CCD solid-state image pickup plate) is used to configure a solid-state image pickup device, and the timing of charge transfer to the charge storage section (driving timing of the solid-state image pickup plate) is made different among a plurality of solid-state image pickup plates, thereby making it possible to use a conventional digital image pickup device. This is based on the idea that the motion detection of an image, which was performed using the method field memory, can be performed in the analog area.

【0006】この着想のもとに、本発明固体撮像装置
は、複数枚の固体撮像板を具えてなる固体撮像装置にお
いて、電荷蓄積部を有するCCD固体撮像板とこれを有
しないCCD固体撮像板とを混在させ、それら両者から
相互に1フィールド期間ずれた撮像出力信号を取り出す
か、あるいは、電荷蓄積部を有する複数のCCD固体撮
像板で構成した場合には、それら固体撮像板のうち、あ
る固体撮像板の駆動タイミングを、他の固体撮像板の駆
動タイミングから1フィールド期間ずらすことによって
固体撮像装置内で相互に1フィールド期間離れた時点に
撮像された撮像出力信号を同時に得、得られた撮像出力
信号間で差信号をとることにより、撮像画像の動き情報
を検出することができるようにしたものである。
Based on this idea, the solid-state image pickup device of the present invention is a solid-state image pickup device comprising a plurality of solid-state image pickup plates, and a CCD solid-state image pickup plate having a charge storage portion and a CCD solid-state image pickup plate not having the same. , And the imaging output signals that are shifted from each other by one field period are taken out from each other, or, if they are composed of a plurality of CCD solid-state imaging plates having a charge accumulating portion, one of those solid-state imaging plates is present. By shifting the drive timing of the solid-state image pickup plate from the drive timing of the other solid-state image pickup plate for one field period, the image pickup output signals imaged at the time points separated by one field period from each other in the solid-state image pickup device were simultaneously obtained. By taking the difference signal between the image pickup output signals, it is possible to detect the motion information of the picked-up image.

【0007】すなわち、本発明固体撮像装置は、複数枚
のCCD固体撮像板を具えてなる固体撮像装置であっ
て、該固体撮像装置は、前記複数枚の固体撮像板のうち
の少なくとも1枚の固体撮像板が、受光部に配置された
光電変換素子によって光電変換される全画素の電荷を少
なくとも1フィールド分蓄積する蓄積部を有して、該蓄
積部に前記全画素の電荷を1フィールド期間内に1ライ
ン分ずつ順次転送して蓄積するとともに、前記蓄積部に
蓄積されている1フィールド前の蓄積電荷を水平電荷転
送手段に転送して1画素ごとに順次読み出すように構成
され、前記複数枚の固体撮像板のうちの前記少なくとも
1枚の固体撮像板を除く複数枚の固体撮像板が、受光部
に配置された光電変換素子によって光電変換される全画
素の電荷を1フィールド期間内に1ライン分ずつ順次転
送して1画素ごとに順次読み出すように構成され、前記
少なくとも1枚の固体撮像板のうちの1枚の固体撮像板
および前記少なくとも1枚の固体撮像板を除く前記複数
枚の固体撮像板のうちの1枚の固体撮像板の各撮像出力
信号相互間の差信号が、撮像画素の動き情報として取り
出されるように構成されていることを特徴とするもので
ある。
That is, the solid-state image pickup device of the present invention is a solid-state image pickup device comprising a plurality of CCD solid-state image pickup plates, wherein the solid-state image pickup device is at least one of the plurality of solid-state image pickup plates. The solid-state image pickup plate has a storage unit for storing at least one field of charges of all pixels photoelectrically converted by the photoelectric conversion element arranged in the light receiving unit, and the storage unit stores the charges of all the pixels for one field period. Each of the plurality of lines is sequentially transferred and accumulated therein, and the accumulated charge of one field before accumulated in the accumulator is transferred to the horizontal charge transfer means and sequentially read out pixel by pixel. A plurality of solid-state image pickup plates other than the at least one solid-state image pickup plate out of the single solid-state image pickup plates receive a charge of all pixels photoelectrically converted by the photoelectric conversion element arranged in the light receiving portion. One solid-state image pickup plate of the at least one solid-state image pickup plate and the at least one solid-state image pickup plate are configured to be sequentially read out line by line and sequentially read out for each pixel in a read period. The difference signal between the image pickup output signals of one solid-state image pickup plate among the plurality of solid-state image pickup plates except the one is configured to be extracted as motion information of the image pickup pixel. is there.

【0008】また、本発明固体撮像装置は、前記複数枚
の固体撮像板が2枚の緑色光用固体撮像板、および各1
枚の青色光および赤色光用固体撮像板からなり、前記少
なくとも1枚の固体撮像板のうちの1枚の固体撮像板は
前記2枚の緑色光用固体撮像板のうちの1枚であり、前
記少なくとも1枚の固体撮像板を除く前記複数枚の固体
撮像板のうちの1枚の固体撮像板は前記2枚の緑色光用
固体撮像板のうちの他の1枚であり、前記差信号は前記
2枚の緑色光用固体撮像板の各撮像出力信号相互間から
取り出されるように構成されていることを特徴とするも
のである。
In the solid-state image pickup device of the present invention, the plurality of solid-state image pickup plates are two solid-state image pickup plates for green light, and one solid-state image pickup plate for green light.
Consisting of one solid-state image pickup plate for blue light and red light, one solid-state image pickup plate of the at least one solid-state image pickup plate is one of the two solid-state image pickup plates for green light, One of the plurality of solid-state image pickup plates except the at least one solid-state image pickup plate is another one of the two solid-state image pickup plates for green light, and the difference signal Is configured to be taken out from between the respective image pickup output signals of the two solid-state image pickup plates for green light.

【0009】また、本発明固体撮像装置は、2枚の緑色
光用固体撮像板、および各1枚の赤色光および青色光用
固体撮像板にそれぞれフレーム・インタライン・トラン
スファ型CCD固体撮像板を用いて固体撮像装置が構成
されるとともに、各1枚の緑色光、青色光および赤色光
用固体撮像板については、垂直ブランキング期間に全画
素の蓄積電荷を垂直電荷転送CCDを介して蓄積部に転
送して蓄積し、該蓄積された当該フィールドの蓄積電荷
が次のフィールドの映像有効期間に読み出されるように
し、該読み出された出力信号のうち前記緑色光用固体撮
像板に対応する出力信号が第1の撮像出力信号とされ、
残る1枚の緑色光用固体撮像板については、垂直ブラン
キング期間に全画素が蓄積電荷を垂直電荷転送CCDに
転送され、次のフィールドの映像有効期間に、蓄積部に
蓄積されている1フィールド前の蓄積電荷を第2の撮像
出力信号として読み出しながら、映像有効期間内の水平
ブランキング期間ごとに1ライン分の蓄積電荷が前記垂
直電荷転送CCDから前記蓄積部に転送蓄積されるよう
にし、前記第1および第2の撮像出力信号相互間の差信
号が撮像画像の動き情報として取り出されるように構成
されていることを特徴とするものである。
The solid-state image pickup device of the present invention includes two solid-state image pickup plates for green light, and one solid-state image pickup plate for red light and one solid-state image pickup plate for blue light, each having a frame interline transfer type CCD solid-state image pickup plate. The solid-state image pickup device is configured using the solid-state image pickup device for green light, blue light, and red light, and the accumulated charge of all pixels is accumulated through the vertical charge transfer CCD in the vertical blanking period. The accumulated electric charge of the field concerned is read out during the video effective period of the next field, and the output corresponding to the solid-state image pickup plate for green light is output from the read output signal. The signal is the first imaging output signal,
With respect to the remaining one solid-state image pickup plate for green light, all the pixels transfer the accumulated charge to the vertical charge transfer CCD during the vertical blanking period, and the one field accumulated in the accumulation unit during the image effective period of the next field. While reading the previous accumulated charge as the second image pickup output signal, the accumulated charge for one line is transferred and accumulated from the vertical charge transfer CCD to the accumulation unit for each horizontal blanking period within the video effective period, The difference signal between the first and second image pickup output signals is extracted as motion information of a picked-up image.

【0010】また、本発明固体撮像装置は、前記撮像画
像の動き情報が必要でないときには、前記2枚の緑色光
用固体撮像板の双方から時間差のない撮像出力信号が得
られるように3板式から4板式撮像方式に切り替える切
替手段を具え構成されていることを特徴とするものであ
る。
Further, the solid-state image pickup device of the present invention is of a three-plate type so that when the motion information of the picked-up image is not necessary, an image pickup output signal without a time difference can be obtained from both of the two solid-state image pickup plates for green light. It is characterized in that it comprises a switching means for switching to a four-plate imaging system.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下に添付図面を参照し、実施の
形態に基づいて本発明を詳細に説明する。図1は、本発
明固体撮像装置の構成をブロック図にて示している。図
1において、符号7以下で示される電子回路を除いて
は、いわゆる4板式のカラー固体撮像装置と構造的に変
わらない。従って、本装置は、画像の動き情報検出を行
う必要がないときは、通常の4板式撮像モードに切り替
え使用する構成をとることができる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the solid-state imaging device of the present invention. In FIG. 1, the structure is the same as that of a so-called four-plate type color solid-state imaging device except for electronic circuits denoted by reference numeral 7 and below. Therefore, the present apparatus can be configured to switch and use the normal four-plate imaging mode when it is not necessary to detect the motion information of the image.

【0012】この4板式カラー固体撮像装置の部分(符
号6までによって示される部分)は、周知のように、光
学像を結像させる撮像レンズ1,4板式撮像用光分解プ
リズム2、青色光用CCD固体撮像板(以下、単にCC
Dと記す)3、緑色光I用CCD4、緑色光II用CCD
5および赤色光用CCD6によって構成されている。し
かし、本発明において重要なことは、緑色光II用CCD
5の駆動信号の駆動タイミングを他の色光用CCD3,
4および6のそれと異にしていることであるが、これに
ついては、後に駆動信号の波形図を示し、詳細に説明す
る。
As is well known, the part of the four-plate type color solid-state image pickup device (the part indicated by reference numeral 6) is an image pickup lens 1 for forming an optical image, a four-plate type image-pickup photolytic prism 2, and a blue light. CCD solid-state image pickup plate (hereinafter, simply CC
D) 3, CCD 4 for green light I, CCD for green light II
5 and CCD 6 for red light. However, what is important in the present invention is the CCD for green light II.
The drive timing of the drive signal of No. 5 is set to other color light CCDs 3,
Although different from those of 4 and 6, this will be described in detail later with reference to the waveform diagram of the drive signal.

【0013】ここでは、すべてにフィールドメモリを有
するCCDを使用し、それらのうち緑色光II用CCD5
を緑色光I用CCD4とは異なった駆動タイミング(C
CD3,4および6については同一の駆動タイミング)
で駆動することにより、CCD5からはCCD4からの
撮像画像信号より1フィールド遅れた撮像出力信号が得
られるものとする。CCD3,4および6の撮像出力信
号をそれぞれ前置増幅器7,8および10を介してB
(青)、G(緑)およびR(赤)の3原色の撮像出力信
号を得る。
Here, a CCD having a field memory is used for all, and a CCD 5 for green light II is used among them.
Is different from the driving timing (C
(The same drive timing for CD3, 4 and 6)
It is assumed that the image pickup output signal delayed by one field from the image pickup image signal from the CCD 4 is obtained from the CCD 5 by being driven by. The image pickup output signals of the CCDs 3, 4 and 6 are passed through the preamplifiers 7, 8 and 10 to the B
Image pickup output signals of three primary colors of (blue), G (green) and R (red) are obtained.

【0014】一方、CCD5の撮像出力信号を前置増幅
器9を介して減算器11(減数端子又は被減数端子)に
導びくとともに、前置増幅器8の出力信号をも減算器1
1(被減数端子または減数端子)に導き相互に減算を行
い、減算器11の出力端子から現時点とそれより1フィ
ールド遅れた各撮像出力信号について変化分(動き成分
信号)を取り出すことができる。
On the other hand, the image pickup output signal of the CCD 5 is guided to the subtractor 11 (the subtractive terminal or the subtrahend terminal) via the preamplifier 9, and the output signal of the preamplifier 8 is also subtracted.
It is possible to extract the change (motion component signal) from the output terminal of the subtracter 11 for each imaging output signal which is delayed by one field from the output terminal of the subtractor 11 by leading to 1 (reducible terminal or subtractive terminal).

【0015】本発明で使用する固体撮像板の駆動方法
(通常の駆動方法および本発明を達成するために必要と
する駆動方法)について説明するに先立って、本発明固
体撮像装置で使用するCCDの一例の構成を示し、その
動作について説明する。図2は、本発明固体撮像装置で
使用するフレーム・インタライン・トランスファ(FI
T)型CCDの一例の構成を示している。図に示すよう
に、この方式のCCDは光学像を受光する受光部12、
受光部12に配置される各画素ごとのフォトダイオード
13、これらフォトダイオードによって光電変換された
電荷を記憶する蓄積部14、電荷を垂直方向に転送する
垂直電荷転送CCD15、電荷を水平方向に転送する水
平電荷転送CCD16および出力増幅器17によって構
成されている。フォトダイオード13により光電変換さ
れた電荷は図中の矢印に示される経路に沿って転送さ
れ、撮像出力信号が出力端子18から出力される。
Prior to describing the method of driving the solid-state image pickup plate used in the present invention (the ordinary driving method and the driving method required to achieve the present invention), the CCD used in the solid-state image pickup device of the present invention will be described. An example of the configuration is shown and its operation will be described. FIG. 2 shows a frame interline transfer (FI) used in the solid-state imaging device of the present invention.
The structure of an example of a T) type CCD is shown. As shown in the figure, this type of CCD has a light receiving section 12 for receiving an optical image,
A photodiode 13 for each pixel arranged in the light receiving unit 12, a storage unit 14 that stores charges photoelectrically converted by these photodiodes, a vertical charge transfer CCD 15 that transfers the charges in the vertical direction, and a charge that transfers the charges in the horizontal direction. It is composed of a horizontal charge transfer CCD 16 and an output amplifier 17. The charges photoelectrically converted by the photodiode 13 are transferred along the path indicated by the arrow in the figure, and the image pickup output signal is output from the output terminal 18.

【0016】図3は、本発明固体撮像装置を実現するた
めに必要なCCDの駆動タイミングを示している。図3
において、(a)はCCD3,4および6を駆動する駆
動信号の、および(b)はCCD5を駆動する駆動信号
のそれぞれ駆動タイミングを示している。ここでは、駆
動信号(駆動パルス)の種類を、本発明を特徴づけるた
めに必要最小限のもの絞り、垂直ブランキング信号l、
電荷読み出しパルスm、垂直電荷転送パルスn、垂直−
水平電荷転送パルスo、その拡大図p、及び水平電荷転
送パルスqのみを示している。
FIG. 3 shows the driving timing of the CCD necessary for realizing the solid-state image pickup device of the present invention. FIG.
2A shows drive timings of drive signals for driving the CCDs 3, 4 and 6, and FIG. 8B shows drive timings of drive signals for driving the CCD 5. Here, the type of drive signal (drive pulse) is set to the minimum necessary for characterizing the present invention, the vertical blanking signal l,
Charge read pulse m, vertical charge transfer pulse n, vertical −
Only the horizontal charge transfer pulse o, its enlarged view p, and the horizontal charge transfer pulse q are shown.

【0017】まず、駆動信号(a)では、垂直ブランキ
ング期間内に電荷読み出しパルスmによりフォトダイオ
ード13から垂直電荷転送CCD15(図2参照:以下
同じ)に電荷が転送される。さらに、垂直電荷転送パル
スnにより受光部12の全電荷を蓄積部14に転送す
る。映像有効期間内では水平ブランキング期間に垂直−
水平電荷転送パルスo(その拡大図p)により蓄積部1
4に蓄えられた1ライン分の電荷を水平電荷転送CCD
16に転送し、水平電荷転送パルスqにより水平電荷転
送CCD16から転送された電荷を読み出し、出力増幅
器17を介して出力端子18から撮像出力信号を出力す
る。
First, with the drive signal (a), charges are transferred from the photodiode 13 to the vertical charge transfer CCD 15 (see FIG. 2; the same applies hereinafter) by the charge read pulse m within the vertical blanking period. Further, the vertical charge transfer pulse n transfers all the charges of the light receiving unit 12 to the storage unit 14. Vertical to horizontal blanking period during video valid period −
By the horizontal charge transfer pulse o (enlarged view p), the storage unit 1
The charge for one line stored in 4 is a horizontal charge transfer CCD
16, the charge transferred from the horizontal charge transfer CCD 16 is read by the horizontal charge transfer pulse q, and the imaging output signal is output from the output terminal 18 via the output amplifier 17.

【0018】次に、駆動信号(b)においては、電荷読
み出しパルスmにより垂直電荷転送CCD15に電荷が
転送されるところまでは駆動信号(a)の場合と同じで
ある。しかし、その後は駆動信号(a)場合のように垂
直ブランキング期間内に全電荷を蓄積部に転送すること
を行わず、垂直電荷転送パルスnにより映像有効期間内
に一段(1ライン)ずつ電荷を蓄積部に転送する。この
ようにして受光部12、蓄積部14を通過した電荷は1
ラインごとに垂直−水平電荷転送パルスo(その拡大図
p)により水平電荷転送CCD16に転送され、水平電
荷転送パルスqによりその転送された電荷を読み出し、
出力増幅器17を介して出力端子18から撮像出力信号
を出力する。
Next, the drive signal (b) is the same as that of the drive signal (a) up to the point where charges are transferred to the vertical charge transfer CCD 15 by the charge read pulse m. However, after that, as in the case of the drive signal (a), all the charges are not transferred to the storage unit during the vertical blanking period, and the vertical charge transfer pulse n causes the charges to be transferred one stage (one line) at a time during the video effective period. Is transferred to the storage unit. In this way, the charge passing through the light receiving unit 12 and the storage unit 14 is 1
Each line is transferred to the horizontal charge transfer CCD 16 by the vertical-horizontal charge transfer pulse o (its enlarged view p), and the transferred charge is read by the horizontal charge transfer pulse q,
An imaging output signal is output from the output terminal 18 via the output amplifier 17.

【0019】上述した駆動信号(b)によって駆動され
たCCD5(緑色光II用CCD)の撮像出力信号は、駆
動信号(a)によって駆動された他のCCDの撮像出力
信号より1フィールド遅れて出力される。従って、この
関係にある緑色光用撮像出力信号間で減算を行えば、動
き成分信号のみ(フィールド差分信号)が出力されるこ
とになる。
The image pickup output signal of the CCD 5 (green light II CCD) driven by the drive signal (b) described above is output one field later than the image pickup output signals of the other CCDs driven by the drive signal (a). To be done. Therefore, if subtraction is performed between the green light image pickup output signals having this relationship, only the motion component signal (field difference signal) is output.

【0020】以上説明した実施の形態においては、使用
するCCDのすべてをFIT型固体撮像板で構成し、そ
れらCCDのある1枚の駆動タイミングを他のものの駆
動タイミングから1フィールド期間ずらす、具体的に
は、各1枚の緑色光、青色光および赤色光用固体撮像板
については、垂直ブランキング期間に全画素の蓄積電荷
を垂直電荷転送CCDを介して蓄積部に転送して蓄積
し、該蓄積された当該フィールドの蓄積電荷が次のフィ
ールドの映像有効期間に読み出されるようにし、該読み
出された出力信号のうち前記緑色光用固体撮像板に対応
する出力信号が第1の撮像出力信号とされ、残る1枚の
緑色光用固体撮像板については、垂直ブランキング期間
に全画素が蓄積電荷を垂直電荷転送CCDに転送され、
次のフィールドの映像有効期間に、蓄積部に蓄積されて
いる1フィールド前の蓄積電荷を第2の撮像出力信号と
して読み出しながら、映像有効期間内の水平ブランキン
グ期間ごとに1ライン分の蓄積電荷が前記垂直電荷転送
CCDから前記蓄積部に転送蓄積されるようにし、前記
第1および第2の撮像出力信号相互間の差信号が撮像画
像の動き情報として取り出されるように構成したが、こ
れは、以下のような構成に変えて実施することもでき
る。
In the embodiment described above, all the CCDs to be used are made up of FIT type solid-state image pickup plates, and the driving timing of one of the CCDs is shifted from the driving timing of the other one field period. For each of the solid-state image pickup plates for green light, blue light, and red light, the accumulated charges of all pixels are transferred to and accumulated in the accumulation unit via the vertical charge transfer CCD during the vertical blanking period. The accumulated charge of the field concerned is read out during the video valid period of the next field, and the output signal corresponding to the solid-state image pickup plate for green light among the read output signals is the first image pickup output signal. In the remaining one solid-state image pickup plate for green light, all the pixels transfer the accumulated charge to the vertical charge transfer CCD during the vertical blanking period.
During the video effective period of the next field, the accumulated charge of one field before stored in the accumulating unit is read as the second imaging output signal, and the accumulated charge of one line is obtained for each horizontal blanking period within the image effective period. Is configured to be transferred and accumulated from the vertical charge transfer CCD to the accumulator, and a difference signal between the first and second image pickup output signals is taken out as motion information of a picked-up image. Alternatively, the configuration may be changed as follows.

【0021】すなわち、本発明の他の実施の形態におい
ては、固体撮像装置を構成する複数の固体撮像板のう
ち、少なくとも1枚の固体撮像板が、受光部に配置され
た光電変換素子によって光電変換される全画素の電荷を
少なくとも1フィールド分蓄積する蓄積部を有して、該
蓄積部に前記全画素の電荷を1フィールド期間内に1ラ
イン分ずつ順次転送して蓄積するとともに、前記蓄積部
に蓄積されている1フィールド前の蓄積電荷を水平電荷
転送手段に転送して1画素ごとに順次読み出すように構
成され、前記複数枚の固体撮像板のうちの前記少なくと
も1枚の固体撮像板を除く複数枚の固体撮像板が、受光
部に配置された光電変換素子によって光電変換される全
画素の電荷を1フィールド期間内に1ライン分ずつ順次
転送して1画素ごとに順次読み出すように構成され、前
記少なくとも1枚の固体撮像板のうちの1枚の固体撮像
板および前記少なくとも1枚の固体撮像板を除く前記複
数枚の固体撮像板のうちの1枚の固体撮像板の各撮像出
力信号相互間の差信号が、撮像画素の動き情報として取
り出されるように構成してもよい。
That is, in another embodiment of the present invention, at least one solid-state image pickup plate among a plurality of solid-state image pickup plates constituting the solid-state image pickup device is photoelectrically converted by the photoelectric conversion element arranged in the light receiving section. A storage unit for storing the charges of all pixels to be converted for at least one field is provided, and the charges of all the pixels are sequentially transferred to and stored in the storage unit for one line in one field period. Is configured to transfer the accumulated charge of one field before stored in the unit to the horizontal charge transfer means and sequentially read it for each pixel, and the at least one solid-state image pickup plate among the plurality of solid-state image pickup plates A plurality of solid-state image pickup plates except for transfer the charges of all the pixels photoelectrically converted by the photoelectric conversion element arranged in the light receiving section one line by one line within one field period, and One solid-state image pickup plate of the at least one solid-state image pickup plate and one solid-state image pickup of the plurality of solid-state image pickup plates excluding the at least one solid-state image pickup plate A difference signal between the image pickup output signals of the plate may be extracted as motion information of the image pickup pixel.

【0022】また、図1乃至図3につき説明した実施の
形態においては、実施の形態の冒頭にも述べたように、
動き情報を取り出す必要がない場合は、切替手段を介し
CCD3乃至6にすべて同一の駆動パルス、すなわち図
3の駆動信号(a)(または、図3の駆動信号(b))
を供給することによって4板式撮像モードとして動作さ
せることができる。なお、動き情報を検出する構成にお
いては、CCD3,4および6のみから撮像出力信号を
得ているから、当然に3板式撮像モードである。これら
のことは、上述の他の実施の形態においても同様に当て
はまる。
In the embodiment described with reference to FIGS. 1 to 3, as described at the beginning of the embodiment,
When it is not necessary to extract the motion information, the same drive pulse is applied to the CCDs 3 to 6 through the switching means, that is, the drive signal (a) in FIG. 3 (or the drive signal (b) in FIG. 3).
Can be operated in a four-plate imaging mode. In the configuration for detecting the motion information, the image pickup output signal is obtained only from the CCDs 3, 4 and 6, and therefore, the three-plate type image pickup mode is selected. The same applies to the other embodiments described above.

【0023】[0023]

【発明の効果】本発明によれば、固体撮像装置の内部
で、しかもディジタル方式のフレームメモリ等を使用す
ることなく動き成分信号(フィールド差分信号)を形成
することができるので、従来のように、固体撮像装置か
ら取り出された撮像出力信号についてディジタル処理を
して動き情報を検出するという必要がなくなり、従っ
て、画像処理装置から動き検出部を省略できるなど画像
処理装置の小型・軽量化あるいは経済的波及効果に寄与
することができる。
According to the present invention, since the motion component signal (field difference signal) can be formed inside the solid-state image pickup device without using a digital frame memory or the like, it is possible to form the motion component signal as in the conventional case. It is not necessary to detect the motion information by digitally processing the image pickup output signal taken out from the solid-state image pickup device. Therefore, the motion detection unit can be omitted from the image processing device, and the size and weight of the image processing device can be reduced. It can contribute to the ripple effect.

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

【図1】本発明固体撮像装置の構成をブロック図にて示
している。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a solid-state imaging device according to the present invention.

【図2】本発明固体撮像装置で使用するCCDの一例の
構成を示している。
FIG. 2 shows a configuration of an example of a CCD used in the solid-state imaging device of the present invention.

【図3】本発明固体撮像装置を実現するために必要なC
CDの駆動タイミングを示している。
FIG. 3 is a C necessary for realizing the solid-state imaging device of the present invention.
The drive timing of CD is shown.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 撮像レンズ 2 4板式撮像用光分解プリズム 3 青色光用CCD 4 緑色光I用CCD 5 緑色光II用CCD 6 赤色光用CCD 7,8,9,10 前置増幅器 11 減算器 12 受光部 13 フォトダイオード 14 蓄積部 15 垂直電荷転送CCD 16 水平電荷転送CCD 17 出力増幅器 18 出力端子 l 垂直ブランキング信号 m 電荷読み出しパルス n 垂直電荷転送パルス o 垂直−水平電荷転送パルス p 垂直−水平電荷転送パルス(拡大図) q 水平電荷転送パルス 1 Imaging Lens 2 4 Plate Type Photolytic Prism 3 CCD for Blue Light 4 CCD for Green Light I 5 CCD for Green Light II 6 CCD for Red Light 7, 8, 9, 10 Preamplifier 11 Subtractor 12 Photoreceptor 13 Photodiode 14 Storage unit 15 Vertical charge transfer CCD 16 Horizontal charge transfer CCD 17 Output amplifier 18 Output terminal l Vertical blanking signal m Charge read pulse n Vertical charge transfer pulse o Vertical-horizontal charge transfer pulse p Vertical-horizontal charge transfer pulse ( Enlarged view) q Horizontal charge transfer pulse

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 複数枚のCCD固体撮像板を具えてなる
固体撮像装置であって、該固体撮像装置は、 前記複数枚の固体撮像板のうちの少なくとも1枚の固体
撮像板が、受光部に配置された光電変換素子によって光
電変換される全画素の電荷を少なくとも1フィールド分
蓄積する蓄積部を有して、該蓄積部に前記全画素の電荷
を1フィールド期間内に1ライン分ずつ順次転送して蓄
積するとともに、前記蓄積部に蓄積されている1フィー
ルド前の蓄積電荷を水平電荷転送手段に転送して1画素
ごとに順次読み出すように構成され、 前記複数枚の固体撮像板のうちの前記少なくとも1枚の
固体撮像板を除く複数枚の固体撮像板が、受光部に配置
された光電変換素子によって光電変換される全画素の電
荷を1フィールド期間内に1ライン分ずつ順次転送して
1画素ごとに順次読み出すように構成され、 前記少なくとも1枚の固体撮像板のうちの1枚の固体撮
像板および前記少なくとも1枚の固体撮像板を除く前記
複数枚の固体撮像板のうちの1枚の固体撮像板の各撮像
出力信号相互間の差信号が、撮像画素の動き情報として
取り出されるように構成されていることを特徴とする固
体撮像装置。
1. A solid-state image pickup device comprising a plurality of CCD solid-state image pickup plates, wherein at least one of the plurality of solid-state image pickup plates has a light receiving section. Has a storage unit for storing the electric charges of all pixels photoelectrically converted by the photoelectric conversion element arranged in 1 field, and the electric charges of all the pixels are sequentially stored in the storage unit for one line within one field period. While being transferred and accumulated, the accumulated charge of one field before accumulated in the accumulator is transferred to the horizontal charge transfer means and sequentially read out pixel by pixel. Of the plurality of solid-state image pickup plates except the at least one solid-state image pickup plate, the charges of all the pixels photoelectrically converted by the photoelectric conversion element arranged in the light receiving portion are sequentially arranged for one line in one field period. Of the plurality of solid-state image pickup plates excluding the at least one solid-state image pickup plate and the at least one solid-state image pickup plate. A solid-state image pickup device, characterized in that a difference signal between image pickup output signals of one of the solid-state image pickup plates is extracted as motion information of an image pickup pixel.
【請求項2】 請求項1記載の固体撮像装置において、 前記複数枚の固体撮像板は2枚の緑色光用固体撮像板、
および各1枚の青色光および赤色光用固体撮像板からな
り、 前記少なくとも1枚の固体撮像板のうちの1枚の固体撮
像板は前記2枚の緑色光用固体撮像板のうちの1枚であ
り、 前記少なくとも1枚の固体撮像板を除く前記複数枚の固
体撮像板のうちの1枚の固体撮像板は前記2枚の緑色光
用固体撮像板のうちの他の1枚であり、 前記差信号は前記2枚の緑色光用固体撮像板の各撮像出
力信号相互間から取り出されるように構成されているこ
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 plurality of solid-state imaging plates are two solid-state imaging plates for green light,
And each of the solid-state image pickup plates for blue light and red light, one solid-state image pickup plate of the at least one solid-state image pickup plate is one of the two solid-state image pickup plates for green light. And one solid-state image pickup plate of the plurality of solid-state image pickup plates excluding the at least one solid-state image pickup plate is another one of the two solid-state image pickup plates for green light, The solid-state image pickup device according to claim 1, wherein the difference signal is extracted from between the image pickup output signals of the two solid-state image pickup plates for green light.
【請求項3】 2枚の緑色光用固体撮像板、および各1
枚の赤色光および青色光用固体撮像板にそれぞれフレー
ム・インタライン・トランスファ型CCD固体撮像板を
用いて固体撮像装置が構成されるとともに、 各1枚の緑色光、青色光および赤色光用固体撮像板につ
いては、垂直ブランキング期間に全画素の蓄積電荷を垂
直電荷転送CCDを介して蓄積部に転送して蓄積し、該
蓄積された当該フィールドの蓄積電荷が次のフィールド
の映像有効期間に読み出されるようにし、該読み出され
た出力信号のうち前記緑色光用固体撮像板に対応する出
力信号が第1の撮像出力信号とされ、 残る1枚の緑色光用固体撮像板については、垂直ブラン
キング期間に全画素の蓄積電荷が垂直電荷転送CCDに
転送され、次のフィールドの映像有効期間に、蓄積部に
蓄積されている1フィールド前の蓄積電荷を第2の撮像
出力信号として読み出しながら、映像有効期間内の水平
ブランキング期間ごとに1ライン分の蓄積電荷が前記垂
直電荷転送CCDから前記蓄積部に転送蓄積されるよう
にし、 前記第1および第2の撮像出力信号相互間の差信号が撮
像画像の動き情報として取り出されるように構成されて
いることを特徴とする固体撮像装置。
3. Two solid-state image pickup plates for green light, and one each
A solid-state image pickup device is constructed by using a frame interline transfer type CCD solid-state image pickup plate for each of the solid-state image pickup plates for red light and blue light, and one solid-state image pickup plate for green light, blue light, and red light. Regarding the image pickup plate, the accumulated charges of all pixels are transferred to and accumulated in the accumulation section through the vertical charge transfer CCD during the vertical blanking period, and the accumulated charges of the field concerned are accumulated during the image effective period of the next field. The output signal corresponding to the solid-state image pickup plate for green light among the read output signals is set as the first image pickup output signal, and the remaining one solid-state image pickup plate for green light is The accumulated charges of all pixels are transferred to the vertical charge transfer CCD during the blanking period, and the accumulated charges of one field before accumulated in the accumulation unit are accumulated during the video effective period of the next field. While reading out as the second image pickup output signal, the accumulated charges for one line are transferred and accumulated from the vertical charge transfer CCD to the accumulating unit for each horizontal blanking period within the video effective period. The solid-state image pickup device is configured so that a difference signal between the image pickup output signals of 1 is extracted as motion information of a pickup image.
【請求項4】 請求項2または3記載の固体撮像装置に
おいて、 前記撮像画像の動き情報が必要でないときには、前記2
枚の緑色光用固体撮像板の双方から時間差のない撮像出
力信号が得られるように3板式から4板式撮像方式に切
り替える切替手段を具え構成されていることを特徴とす
る固体撮像装置。
4. The solid-state imaging device according to claim 2, wherein when the motion information of the captured image is not needed, the 2
A solid-state image pickup device comprising switching means for switching from a three-plate type to a four-plate type image pickup system so that an image pickup output signal having no time difference can be obtained from both of the solid-state image pickup plates for green light.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100681832B1 (en) * 2000-03-31 2007-02-12 삼성테크윈 주식회사 Camera using a number of charge coupled device

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