JPH11196336A - Method for driving common camera for hdtv/sdtv - Google Patents

Method for driving common camera for hdtv/sdtv

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JPH11196336A
JPH11196336A JP10000600A JP60098A JPH11196336A JP H11196336 A JPH11196336 A JP H11196336A JP 10000600 A JP10000600 A JP 10000600A JP 60098 A JP60098 A JP 60098A JP H11196336 A JPH11196336 A JP H11196336A
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JP
Japan
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sdtv
hdtv
signal
mode
pixels
Prior art date
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Application number
JP10000600A
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Japanese (ja)
Inventor
Koichi Harada
耕一 原田
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve a frame rate in a standard television(SDTV) mode and to make it possible to share an output system for a high definition televion(HDTV) signal for a SDTV signal. SOLUTION: In an HDTV/SDTV common camera provided with a CCD solid-state image pickup element 10 consisting of 2,000,000 pixels corresonding to an HDTV system and capable of selectively outputting either one of television(TV) signals for both the HDTV and SDTV systems, a timing generator (TG) 23 generates an HDTV signal from the pixel information on all pixels included in the element 10 in accordance with a TV mode signal applied from the outside at the time of the HDTV mode. At the time of the SDTV mode, timing is controlled so as to generate an SDTV signal by thinning the pixel information on the element 10 e.g. at the rate of one pixel per two pixels in both of row and column directions.

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、HDTV(high-d
efinition television)/SDTV(standard televis
ion )共用カメラの駆動方法に関し、特にHDTV方式
に対応した画素数を有する固体撮像素子を具備し、HD
TVおよびSDTVの両方の方式のテレビジョン信号を
選択的に出力可能なHDTV/SDTV共用カメラの駆
動方法に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to an HDTV (high-d
efinition television) / SDTV (standard televis)
ion) A method for driving a shared camera, particularly, including a solid-state imaging device having a number of pixels corresponding to the HDTV system,
The present invention relates to a method for driving an HDTV / SDTV shared camera capable of selectively outputting both TV and SDTV television signals.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、200万画素のCCD(Charge Co
upled Device) 固体撮像素子を撮像デバイスとして用い
たHDTV/SDTV共用カメラが開発され、商品化さ
れている。ここに、HDTV方式とは、高精細で、かつ
視覚心理的に臨場感を与える次世代テレビジョン方式で
あるハイビジョンのことを言う。また、SDTV方式と
は、NTSC方式やPAL方式などの現行のテレビジョ
ン方式を言う。
2. Description of the Related Art In recent years, a CCD (Charge Co., Ltd.) having two million pixels has been developed.
upled Device) An HDTV / SDTV shared camera using a solid-state imaging device as an imaging device has been developed and commercialized. Here, the HDTV system refers to a high-definition television system, which is a next-generation television system that provides a sense of reality with high definition and visual psychology. The SDTV system refers to a current television system such as the NTSC system or the PAL system.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】このHDTV/SDT
V共用カメラでは、従来、HDTVモード時には、20
0万画素のCCD固体撮像素子の全画素の画素情報に基
づいてHDTV信号を生成する一方、SDTVモード時
には、このHDTV信号をオーバーナイキストサンプリ
ングすることによってSDTV信号を生成していた。そ
のため、SDTV信号のフレームレートは、HDTV信
号と同じフレームレートの30フレーム/secに制限
され、さらにSDTV信号を生成するためのサンプリン
グ回路が必要となるため、その分だけ回路構成が複雑に
なる。
This HDTV / SDT
Conventionally, in a V-shared camera, 20
While the HDTV signal is generated based on the pixel information of all the pixels of the CCD solid-state imaging device having 100,000 pixels, in the SDTV mode, the SDTV signal is generated by performing over-Nyquist sampling of the HDTV signal. Therefore, the frame rate of the SDTV signal is limited to 30 frames / sec, which is the same frame rate as the HDTV signal, and a sampling circuit for generating the SDTV signal is required, which complicates the circuit configuration.

【0004】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、SDTVモードでの
フレームレートの向上を可能にするとともに、HDTV
信号の出力系のSDTV信号への共用化を可能としたH
DTV/SDTV共用カメラの駆動方法を提供すること
にある。
[0004] The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to make it possible to improve the frame rate in the SDTV mode and to improve the HDTV.
H enabling sharing of signal output system to SDTV signal
An object of the present invention is to provide a driving method of a DTV / SDTV shared camera.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明では、HDTV方
式に対応した画素数を有する固体撮像素子を具備し、H
DTVおよびSDTVの両方の方式のテレビジョン信号
を選択的に出力可能なHDTV/SDTV共用カメラに
おいて、HDTVモード時には固体撮像素子の全画素の
画素情報からHDTV信号を生成し、SDTVモード時
には固体撮像素子の画素情報を間引いてSDTV信号を
生成するようにする。
According to the present invention, a solid-state image pickup device having a pixel number corresponding to the HDTV system is provided.
In an HDTV / SDTV shared camera capable of selectively outputting both DTV and SDTV television signals, an HDTV signal is generated from pixel information of all pixels of the solid-state imaging device in the HDTV mode, and a solid-state imaging device in the SDTV mode. Is thinned to generate an SDTV signal.

【0006】HDTV/SDTV共用カメラにおいて、
HDTVモードでは通常通り、固体撮像素子の全画素の
画素情報に基づいてHDTV信号を生成するのに対し、
SDTVモードでは、固体撮像素子の全画素に対して、
行および列の各方向において例えば2画素に1画素の割
合で画素情報を間引き、この間引き処理によって得られ
る画素情報に基づいてSDTV信号を生成する。
In an HDTV / SDTV shared camera,
In the HDTV mode, as usual, an HDTV signal is generated based on pixel information of all pixels of the solid-state imaging device.
In the SDTV mode, for all pixels of the solid-state imaging device,
In each of the row and column directions, for example, pixel information is thinned out at a ratio of one pixel to two pixels, and an SDTV signal is generated based on the pixel information obtained by the thinning processing.

【0007】このように、画素情報を間引くことによ
り、SDTVモードでの総画素数が減ったことと等価と
なり、SDTV信号のフレームレートが上がる。その結
果、SDTVモードにおいて、高速撮像が実現される。
また、このSDTVの高速撮像モードは、HDTV放送
時の高速再生モードの実現にも利用できる。
As described above, thinning out the pixel information is equivalent to a reduction in the total number of pixels in the SDTV mode, and increases the SDTV signal frame rate. As a result, high-speed imaging is realized in the SDTV mode.
Further, the SDTV high-speed imaging mode can also be used to realize a high-speed playback mode during HDTV broadcasting.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。図1は、本発明の一
実施形態を示す概略構成図であり、撮像デバイスとして
例えばインターライン転送方式CCD固体撮像素子を用
いたHDTV/SDTV共用カメラに適用された場合を
示す。ここで、CCD固体撮像素子としては、HDTV
方式に対応した200万画素の画素数を有するものが用
いられる。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of the present invention, and shows a case where the present invention is applied to an HDTV / SDTV shared camera using, for example, an interline transfer type CCD solid-state imaging device as an imaging device. Here, as the CCD solid-state imaging device, HDTV
A pixel having a pixel number of 2 million pixels corresponding to the method is used.

【0009】図1において、被写体からの入射光(像
光)は、レンズ11等の光学系によってCCD固体撮像
素子の撮像部12の受光面上に結像される。撮像部12
は、行(垂直)方向および列(水平)方向にマトリクス
状に2次元配置され、入射光をその光量に応じた電荷量
の信号電荷に変換して蓄積する複数のセンサ部(画素)
13と、これらセンサ部13の垂直列ごとに設けられ、
各センサ部13から読み出しゲート部14を介して読み
出される信号電荷を垂直転送する複数本の垂直CCD1
5とから構成されている。
In FIG. 1, incident light (image light) from a subject is imaged on a light receiving surface of an imaging section 12 of a CCD solid-state imaging device by an optical system such as a lens 11. Imaging unit 12
Are two-dimensionally arranged in a matrix in the row (vertical) direction and the column (horizontal) direction, and convert a plurality of sensor units (pixels) into incident signal light and convert the incident light into signal charges having a charge amount corresponding to the light amount.
13, provided for each vertical column of the sensor units 13,
A plurality of vertical CCDs 1 for vertically transferring signal charges read from each sensor unit 13 via a read gate unit 14
And 5.

【0010】この撮像部12において、センサ部13は
例えばPN接合のフォトダイオードからなっている。こ
のセンサ部13に蓄積された信号電荷は、読み出しゲー
ト部14に後述する読み出しパルスXSGが印加される
ことによって垂直CCD15に読み出される。垂直CC
D15は例えば2層電極4相(φV1〜φV4)駆動の
構成となっており、各センサ部13から読み出された信
号電荷を、4相の垂直転送パルスφV1〜φV4によっ
て駆動されることにより、水平ブランキング期間の一部
にて1走査線(1ライン)に相当する部分ずつ順に垂直
転送(ラインシフト)を行う。
In the image pickup section 12, the sensor section 13 is composed of, for example, a PN junction photodiode. The signal charges accumulated in the sensor unit 13 are read out to the vertical CCD 15 by applying a readout pulse XSG described later to the readout gate unit 14. Vertical CC
D15 has, for example, a two-layer electrode, four-phase (φV1 to φV4) drive configuration. The signal charges read from each sensor unit 13 are driven by four-phase vertical transfer pulses φV1 to φV4. In a part of the horizontal blanking period, vertical transfer (line shift) is sequentially performed for a portion corresponding to one scanning line (one line).

【0011】ここで、垂直CCD15において、1相目
(φV1),3相目(φV3)に対応する転送電極は、
読み出しゲート部14のゲート電極を兼ねている。この
ことから、4相の垂直転送パルスφV1〜φV4のう
ち、1相目,3相目の各垂直転送パルスφV1,φV3
が低レベル(以下、“L”レベルと称す)、中間レベル
(以下、“M”レベルと称す)および高レベル(以下、
“H”レベルと称す)の3値をとるように設定されてお
り、その3値目の“H”レベルのパルスが読み出しゲー
ト部14に印加される読み出しパルスXSGとなる。
Here, in the vertical CCD 15, transfer electrodes corresponding to the first phase (φV1) and the third phase (φV3) are:
The gate also serves as a gate electrode of the read gate unit 14. From this, of the four-phase vertical transfer pulses φV1 to φV4, the first and third phase vertical transfer pulses φV1 and φV3
Are a low level (hereinafter, referred to as “L” level), an intermediate level (hereinafter, referred to as “M” level) and a high level (hereinafter, referred to as “M” level).
(Referred to as “H” level), and the third “H” level pulse becomes the read pulse XSG applied to the read gate unit 14.

【0012】撮像部12の下側には、2本の水平CCD
16,17が配されている。また、2本の水平CCD1
6,17の間には、撮像部12の画素配列における例え
ば偶数列に対応してHHゲート部18が設けられてい
る。そして、このHHゲート部18にHHゲートパルス
φHHGが印加されることにより、撮像部12の画素配
列における偶数列の画素の信号電荷について、水平CC
D16から水平CCD17へ転送されることになる。
Below the imaging unit 12, two horizontal CCDs are provided.
16, 17 are arranged. In addition, two horizontal CCDs 1
Between the pixels 6 and 17, an HH gate unit 18 is provided corresponding to, for example, an even-numbered column in the pixel array of the imaging unit 12. When the HH gate pulse φHHG is applied to the HH gate unit 18, the signal charges of the pixels in the even-numbered columns in the pixel array of the imaging unit 12 are transferred to the horizontal CC.
The data is transferred from D16 to the horizontal CCD 17.

【0013】水平CCD17の外側にはさらに、ドレイ
ン部19が配されている。また、水平CCD17とドレ
イン部19の間には、排出ゲート部20が設けられてい
る。そして、この排出ゲート部20に排出ゲートパルス
φDrainが印加されることにより、水平CCD17
内に存在する電荷が排出ゲート部20を介してドレイン
部19へ排出されることになる。
A drain portion 19 is further provided outside the horizontal CCD 17. In addition, a discharge gate section 20 is provided between the horizontal CCD 17 and the drain section 19. When the discharge gate pulse φDrain is applied to the discharge gate section 20, the horizontal CCD 17
The electric charges existing inside are discharged to the drain portion 19 through the discharge gate portion 20.

【0014】2本の水平CCD16,17は、例えば2
層電極2相(φH1,φH2)駆動の構成となってお
り、垂直CCD15から移された1ライン分の信号電荷
を、2相の水平転送パルスφH1,φH2によって駆動
されることにより、水平ブランキング期間後の水平走査
期間において順次水平転送を行う。水平CCD16,1
7の各転送先側の端部には、例えばフローティング・デ
ィフュージョン・アンプ構成の電荷電圧変換部21,2
2が設けられている。
The two horizontal CCDs 16 and 17 are, for example, 2
The layer electrodes are driven by two phases (φH1, φH2), and the signal charges for one line transferred from the vertical CCD 15 are driven by the two-phase horizontal transfer pulses φH1, φH2 to provide horizontal blanking. Horizontal transfer is sequentially performed in a horizontal scanning period after the period. Horizontal CCD 16,1
For example, charge-voltage converters 21 and 21 having a floating diffusion amplifier configuration
2 are provided.

【0015】これら電荷電圧変換部21,22は、水平
CCD16,17によってそれぞれ水平転送されてきた
信号電荷を順次信号電圧に変換して出力する。これら信
号電圧は、被写体からの像光の入射量に応じたCCD出
力OUT1,OUT2として導出される。以上により、
インターライン転送方式のCCD固体撮像素子10が構
成されている。
The charge-voltage converters 21 and 22 sequentially convert signal charges horizontally transferred by the horizontal CCDs 16 and 17 into signal voltages and output the signal charges. These signal voltages are derived as CCD outputs OUT1 and OUT2 according to the amount of incident image light from the subject. From the above,
An interline transfer type CCD solid-state imaging device 10 is configured.

【0016】このCCD固体撮像素子10を駆動するた
めの4相の垂直転送パルスφV1〜φV4、2相の水平
転送パルスφH1,φH2、HHゲートパルスφHHG
および排出ゲートパルスφDrainを含む各種のタイ
ミング信号は、タイミングジェネレータ(TG)23で
生成される。このタイミングジェネレータ23は、外部
から与えられるTVモード信号に応じて、HDTVモー
ドとSDTVモードを選択的に採る構成となっている。
Four-phase vertical transfer pulses φV1 to φV4 for driving the CCD solid-state imaging device 10, two-phase horizontal transfer pulses φH1, φH2, and HH gate pulse φHHG
Various timing signals including the discharge gate pulse φDrain are generated by a timing generator (TG) 23. The timing generator 23 is configured to selectively adopt the HDTV mode and the SDTV mode according to a TV mode signal supplied from the outside.

【0017】ここで、HDTVモードでは、CCD固体
撮像素子10において、フィールド又はフレーム読み出
し処理を行い、SDTVモードでは、CCD固体撮像素
子10の全画素のうち、列方向においては1画素おき
に、行方向においては2画素を単位として2画素おきに
画素情報を間引く処理を行う。そのために、タイミング
ジェネレータ23は、各TVモードに対応したタイミン
グで各タイミング信号を出力する。特に、1相目,3相
目の垂直転送パルスφV1,φV3については、この2
つのTVモードに対応するために2系統の垂直転送パル
ス(φV1,φV1′,φV3,φV3′)を発生する
構成となっている。
Here, in the HDTV mode, a field or frame reading process is performed in the CCD solid-state imaging device 10, and in the SDTV mode, of all the pixels of the CCD solid-state imaging device 10, every other pixel in the column direction has a row. In the direction, a process of thinning out pixel information for every two pixels in units of two pixels is performed. For this purpose, the timing generator 23 outputs each timing signal at a timing corresponding to each TV mode. In particular, for the first and third phase vertical transfer pulses φV1 and φV3,
In order to support two TV modes, two systems of vertical transfer pulses (φV1, φV1 ′, φV3, φV3 ′) are generated.

【0018】CCD固体撮像素子10から出力される2
系統のCCD出力OUT1,OUT2は、信号処理回路
24でCDS(Correlated Double Sampling;相関二重サ
ンプリング)や同期信号の付加などの種々の信号処理が
行われた後、各TVモードに対応したHDTV信号/S
DTV信号として出力される。
2 output from the CCD solid-state imaging device 10
The system CCD outputs OUT1 and OUT2 are subjected to various signal processing such as CDS (Correlated Double Sampling) and addition of a synchronization signal by a signal processing circuit 24, and then to an HDTV signal corresponding to each TV mode. / S
It is output as a DTV signal.

【0019】図2は、1本の垂直CCD15における転
送電極31-1,31-2,31-3,31-4の配線パターン
図である。本配線系においては、間引き読み出しを可能
とするために、1相目,3相目の垂直転送パルスφV
1,φV3の配線に工夫が凝らされている。具体的に
は、上述したように、1相目,3相目の垂直転送パルス
として2系統の垂直転送パルスφV1,φV1′,φV
3,φV3′が用意され、かつ垂直転送パルスφV1,
φV1′,φV2,φV3,φV3′,φV4を伝送す
るために6本のバスライン32〜36が配線されてい
る。
FIG. 2 is a wiring pattern diagram of the transfer electrodes 31-1, 31-2, 31-3 and 31-4 in one vertical CCD 15. In this wiring system, in order to enable thinning-out reading, the vertical transfer pulse φV of the first and third phases is used.
The wiring of 1, φV3 is devised. Specifically, as described above, two systems of vertical transfer pulses φV1, φV1 ′, φV are used as the first and third phase vertical transfer pulses.
3, φV3 ′, and a vertical transfer pulse φV1,
Six bus lines 32 to 36 are wired to transmit φV1 ′, φV2, φV3, φV3 ′, and φV4.

【0020】そして、垂直転送パルスφV2,φV4を
それぞれ伝送するバスライン34,37には、全画素に
ついてそれぞれ対応する転送電極31-2,31-4が接続
されている。また、垂直転送パルスφV1,φV3を伝
送するバスライン32,35には、隣り合う2画素に対
応する転送電極31-1,31-3が2画素おきに接続さ
れ、垂直転送パルスφV1′,φV3′を伝送するバス
ライン33,36には、バスライン33に接続されてい
ない隣り合う2画素に対応する転送電極31-1,31-3
が2画素おきに接続されている。
The bus lines 34 and 37 for transmitting the vertical transfer pulses φV2 and φV4 are connected to the corresponding transfer electrodes 31-2 and 31-4 for all the pixels, respectively. Further, transfer electrodes 31-1 and 31-3 corresponding to two adjacent pixels are connected to the bus lines 32 and 35 for transmitting the vertical transfer pulses φV1 and φV3 every two pixels, respectively. Are connected to the transfer electrodes 31-1 and 31-3 corresponding to two adjacent pixels which are not connected to the bus line 33.
Are connected every two pixels.

【0021】図3に、垂直CCD15におけるラインシ
フト期間での4相の垂直転送パルスφV1(φV
1′),φV2,φV3(φV3′),φV4の位相関
係を示す。ここで、垂直転送パルスφV1(φV
1′),φV3(φV3′)は、先述したように、その
3値目の“H”レベルのパルスがセンサ部13から信号
電荷を読み出すときに読み出しゲート部14のゲート電
極に印加される読み出しパルスXSGとなる。
FIG. 3 shows a four-phase vertical transfer pulse φV1 (φV
1 ′), φV2, φV3 (φV3 ′), φV4. Here, the vertical transfer pulse φV1 (φV
1 ′) and φV3 (φV3 ′) are readout signals applied to the gate electrode of the readout gate unit 14 when the third “H” level pulse reads out signal charges from the sensor unit 13 as described above. It becomes pulse XSG.

【0022】そして、HDTVモードの際には、撮像部
12の全画素から信号電荷を読み出す必要があることか
ら、図4(A)に示すように、垂直転送パルスφV1,
φV3およびφV1′,φV3′の双方に読み出しパル
スXSGが立つようにする。これに対し、SDTVモー
ドの際には、垂直方向(行方向)において2画素を単位
として2画素おきに信号電荷を読み出す必要があること
から、図4(B)に示すように、垂直転送パルスφV
1,φV3とφV1′,φV3′に奇数フィールドと偶
数フィールドで交互に読み出しパルスXSGが立つよう
にする。
In the HDTV mode, since it is necessary to read out signal charges from all the pixels of the image pickup unit 12, the vertical transfer pulse φV1, as shown in FIG.
The read pulse XSG is set to rise at both φV3 and φV1 ′, φV3 ′. On the other hand, in the SDTV mode, since it is necessary to read out signal charges every two pixels in units of two pixels in the vertical direction (row direction), as shown in FIG. φV
At 1, φV3, φV1 ', and φV3', the read pulse XSG rises alternately in odd and even fields.

【0023】すなわち、HDTVモードでは、垂直転送
パルスφV1,φV3とφV1′,φV3′の双方に読
み出しパルスXSGが立つことで、全画素から信号電荷
が読み出されることになる。一方、SDTVモードで
は、垂直転送パルスφV1,φV3とφV1′,φV
3′に交互に読み出しパルスXSGが立つことで、垂直
方向において、2画素を単位として2画素おきに信号電
荷が読み出されることになる。換言すれば、垂直2画素
を単位として2画素おきに信号電荷が間引かれることに
なる。
That is, in the HDTV mode, the signal charges are read from all the pixels by setting the read pulse XSG to both the vertical transfer pulses φV1, φV3 and φV1 ′, φV3 ′. On the other hand, in the SDTV mode, the vertical transfer pulses φV1, φV3 and φV1 ′, φV
Since the read pulse XSG rises alternately at 3 ', signal charges are read every two pixels in units of two pixels in the vertical direction. In other words, signal charges are thinned out every two pixels in units of two vertical pixels.

【0024】次に、HDTVモード/SDTVモードの
各TVモードごとに、垂直CCD15から水平CCD1
6,17へのVH転送、水平CCD16,17間のHH
転送および水平CCD16,17の水平転送を中心に動
作説明を行う。
Next, for each TV mode of the HDTV mode / SDTV mode, the vertical CCD 15
VH transfer to 6 and 17, HH between horizontal CCD 16 and 17
The operation will be described focusing on the transfer and the horizontal transfer of the horizontal CCDs 16 and 17.

【0025】先ず、図5の動作説明図を用いて、HDT
Vモードの動作について説明する。なお、センサ部13
からの信号電荷の読み出しに際しては、先述したよう
に、全画素の信号電荷が垂直CCD15に読み出され、
垂直方向において隣り合う2画素を単位として混合され
ているものとする。この状態から、垂直CCD15のラ
インシフト動作により、1ライン分の信号電荷が水平C
CD16にVH転送される(状態1)。ここで、1ライ
ン分の信号電荷のうち、奇数列の画素を●印、偶数列の
信号電荷を○印でそれぞれ模式的に示すものとする。
First, referring to the operation explanatory diagram of FIG.
The operation in the V mode will be described. The sensor unit 13
As described above, when the signal charges from the pixels are read out, the signal charges of all the pixels are read out to the vertical CCD 15, and
It is assumed that two adjacent pixels in the vertical direction are mixed as a unit. From this state, the signal charge for one line is transferred to the horizontal C by the line shift operation of the vertical CCD 15.
VH transfer to CD 16 (state 1). Here, among the signal charges for one line, the pixels in the odd columns are schematically indicated by ●, and the signal charges in the even columns are schematically indicated by ○.

【0026】このとき、HHゲート部18のゲート電極
にはHHゲートパルスφHHGが与えられており、これ
により水平CCD16にVH転送された1ライン分の信
号電荷のうち、偶数列の信号電荷○については、HHゲ
ート部18を介して水平CCD17にHH転送される
(状態2)。以降、水平CCD16,17の転送動作に
より、奇数列の信号電荷●と偶数列の信号電荷○とが並
行して水平転送され(状態3)、電荷電圧検出部21,
22から2系統のCCD出力OUT1,OUT2として
導出される。
At this time, an HH gate pulse φHHG is applied to the gate electrode of the HH gate section 18, whereby, among the signal charges of one line transferred to the horizontal CCD 16 by VH, the signal charges of even-numbered columns are obtained. Is HH-transferred to the horizontal CCD 17 via the HH gate section 18 (state 2). Thereafter, due to the transfer operation of the horizontal CCDs 16 and 17, the signal charges in the odd-numbered columns and the signal charges in the even-numbered columns are horizontally transferred in parallel (state 3).
22 are derived as two systems of CCD outputs OUT1 and OUT2.

【0027】このように、HDTV方式に対応した20
0万画素のCCD固体撮像素子10において、1ライン
分の信号電荷を奇数列と偶数列の2系統に振り分け、2
本の水平CCD16,17で水平転送することにより、
水平駆動周波数(水平転送パルスφH1,φH2の周波
数)を、1本の水平CCDで水平転送する場合の半分に
低減できることになる。
As described above, the 20 compatible with the HDTV system is used.
In the CCD solid-state imaging device 10 having 100,000 pixels, the signal charges for one line are divided into two systems of odd columns and even columns.
By performing horizontal transfer by the horizontal CCDs 16 and 17,
The horizontal drive frequency (the frequency of the horizontal transfer pulses φH1 and φH2) can be reduced to half that in the case where horizontal transfer is performed by one horizontal CCD.

【0028】続いて、図6〜図8の動作説明図を用い
て、SDTVモードの動作について説明する。
Next, the operation of the SDTV mode will be described with reference to the operation explanatory diagrams of FIGS.

【0029】先ず、センサ部13からの信号電荷の読み
出しに際しては、行方向(垂直)方向において2画素お
きに信号電荷が読み出される(状態1)。このとき、垂
直2画素の信号電荷は垂直CCD15内で混合される。
これにより、垂直2画素を単位として2画素おきに信号
電荷が間引かれる。すなわち、行方向において、2画素
に1画素の割合で間引き処理が行われる。次に、垂直C
CD15のラインシフト動作により、1ライン分の信号
電荷が水平CCD16にVH転送される(状態2)。
First, when reading out signal charges from the sensor section 13, signal charges are read out every two pixels in the row direction (vertical direction) (state 1). At this time, the signal charges of the two vertical pixels are mixed in the vertical CCD 15.
As a result, signal charges are thinned out every two pixels in units of two vertical pixels. That is, in the row direction, the thinning process is performed at a ratio of one pixel to two pixels. Next, the vertical C
By the line shift operation of the CD 15, the signal charges for one line are VH-transferred to the horizontal CCD 16 (state 2).

【0030】このとき、HHゲート部18のゲート電極
にはHHゲートパルスφHHGが、排出ゲート部20の
ゲート電極には排出ゲートパルスφDrainがそれぞ
れ与えられており、これにより水平CCD16にVH転
送された1ライン分の信号電荷のうち、偶数列の信号電
荷○については、HHゲート部18を介して水平CCD
17にHH転送され、さらに排出ゲート部20を介して
ドレイン部19へ掃き捨てられる(状態3)。その結
果、列方向(水平方向)において、1画素おきに信号電
荷が間引かれたことになる。
At this time, the HH gate pulse φHHG is applied to the gate electrode of the HH gate section 18 and the discharge gate pulse φDrain is applied to the gate electrode of the discharge gate section 20, whereby the VH transfer to the horizontal CCD 16 is performed. Of the signal charges of one line, the signal charges of even-numbered columns are transferred to the horizontal CCD through the HH gate unit 18.
17 is transferred to the drain portion 19 via the discharge gate portion 20 (state 3). As a result, signal charges are thinned out every other pixel in the column direction (horizontal direction).

【0031】次に、次の1ライン分の信号電荷のうち、
偶数列の信号電荷○についてのみ水平CCD16にVH
転送される(状態4)。このとき、状態3の場合と同様
に、HHゲート部18のゲート電極にはHHゲートパル
スφHHGが、排出ゲート部20のゲート電極には排出
ゲートパルスφDrainが与えられており、これによ
り次のラインの偶数列の信号電荷○は、HHゲート部1
8を介して水平CCD17にHH転送され、さらに排出
ゲート部20を介してドレイン部19へ掃き捨てられる
(状態5)。
Next, of the signal charges for the next one line,
VH is applied to the horizontal CCD 16 only for the signal charges in the even-numbered columns.
Transferred (state 4). At this time, as in the case of the state 3, the HH gate pulse φHHG is applied to the gate electrode of the HH gate section 18 and the discharge gate pulse φDrain is applied to the gate electrode of the discharge gate section 20. Of the even-numbered column of the HH gate unit 1
8 is transferred to the horizontal CCD 17 via the HH 8 and further swept away to the drain unit 19 via the discharge gate unit 20 (state 5).

【0032】次に、水平CCD16に蓄積されている前
の1ライン分の奇数列の信号電荷●が1段だけ水平転送
され、さらにHHゲート部18のゲート電極にHHゲー
トパルスφHHGが印加されることで、HHゲート部1
8を介して水平CCD17にHH転送される(状態
6)。この水平CCD17にHH転送された信号電荷●
はさらに、水平CCD17において1段だけ水平転送さ
れる(状態7)。
Next, the signal charges in the odd-numbered columns for one line before being stored in the horizontal CCD 16 are horizontally transferred by one stage, and an HH gate pulse φHHG is applied to the gate electrode of the HH gate unit 18. The HH gate unit 1
8 to the horizontal CCD 17 via HH (state 6). The signal charge HH transferred to the horizontal CCD 17
Is further horizontally transferred by one stage in the horizontal CCD 17 (state 7).

【0033】次に、それまでVH転送が禁止されていた
次の1ライン分の奇数列の信号電荷●が水平CCD16
にVH転送される(状態8)。以降、水平CCD16,
17の転送動作により、1ライン分の奇数列の信号電荷
●と、次の1ライン分の奇数列の信号電荷●とが並行し
て水平転送され(状態9)、電荷電圧検出部21,22
から2系統のCCD出力OUT1,OUT2として導出
される。
Next, the signal charges in the odd-numbered columns for the next one line, for which VH transfer has been prohibited, are transferred to the horizontal CCD 16.
VH transfer (state 8). Thereafter, the horizontal CCD 16,
By the transfer operation of No. 17, the odd-numbered signal charges of one line and the odd-numbered signal charges of the next one line are horizontally transferred in parallel (state 9), and the charge voltage detectors 21 and 22 are transferred.
Are derived as two systems of CCD outputs OUT1 and OUT2.

【0034】なお、以上の一連の処理は一例に過ぎず、
その態様としては種々の変更が可能である。例えば、状
態4および状態5の処理を省略し、状態8の処理におい
て、次の1ライン分の信号電荷をVH転送する際に、奇
数列の信号電荷●のみをVH転送するのではなく、図9
の状態8′に示すように、偶数列の信号電荷○をもVH
転送し、このとき、偶数列の信号電荷○については、そ
のままHHゲート部18、水平CCD17および排出ゲ
ート部20を介してドレイン部19に掃き捨てるように
しても良い。
The above series of processing is only an example,
Various changes are possible as the mode. For example, the processing in the state 4 and the state 5 is omitted, and in the processing in the state 8, when the signal charge for the next one line is transferred to the VH, only the signal charge in the odd column is not transferred to the VH. 9
As shown in a state 8 'of FIG.
At this time, the signal charges の in the even-numbered columns may be swept away to the drain unit 19 via the HH gate unit 18, the horizontal CCD 17 and the discharge gate unit 20 as they are.

【0035】なお、本実施形態では、インターライン転
送方式のCC固体撮像素子を用いた場合を例に採って説
明したが、全画素読み出し方式のCCD固体撮像素子を
用いた場合にも同様に適用可能である。
Although the present embodiment has been described by taking as an example the case of using a CC solid-state imaging device of the interline transfer system, the same applies to the case of using a CCD solid-state imaging device of an all-pixel readout system. It is possible.

【0036】上述したように、HDTV方式に対応した
200万画素のCCD固体撮像素子10を撮像デバイス
として用いたHDTV/SDTV共用カメラにおいて、
SDTVモードでは、行および列の各方向において2画
素に1画素の割合で信号電荷(画素情報)を間引くこと
で、SDTVモードでの総画素数が等価的にHDTVモ
ードの場合の1/4となる。これにより、SDTV信号
のフレームレートがHDTV信号のフレームレートの4
倍となるため、4倍速撮像が実現される。
As described above, in an HDTV / SDTV shared camera using a 2 million pixel CCD solid-state imaging device 10 compatible with the HDTV system as an imaging device,
In the SDTV mode, signal charges (pixel information) are thinned out at a ratio of one pixel to two pixels in each direction of a row and a column, so that the total number of pixels in the SDTV mode is equivalent to 1 / of that in the HDTV mode. Become. As a result, the frame rate of the SDTV signal is 4 times the frame rate of the HDTV signal.
Therefore, quadruple speed imaging is realized.

【0037】このとき、水平CCD16,17の駆動周
波数は、HDTVモードのときのそれと同じで良いの
で、SDTVモードのときでも水平CCD16,17や
電荷電圧変換部21,22を有効に使えることになる。
また、従来技術のように、HDTV信号をオーバーナイ
キストサンプリングしてSDTV信号を生成する特別な
サンプリング処理が不要であり、しかも出力系(信号処
理系)がHDTV用に高速駆動が可能であることから、
当該出力系をSDTV信号にも共用できる利点がある。
At this time, the driving frequency of the horizontal CCDs 16 and 17 may be the same as that in the HDTV mode, so that the horizontal CCDs 16 and 17 and the charge-voltage converters 21 and 22 can be effectively used even in the SDTV mode. .
In addition, special sampling processing for generating an SDTV signal by over-Nyquist sampling an HDTV signal as in the related art is unnecessary, and the output system (signal processing system) can be driven at high speed for HDTV. ,
There is an advantage that the output system can be shared with the SDTV signal.

【0038】また、上記実施形態では、SDTVモード
で得られた信号を4倍速撮像のSDTV信号として用い
るとしたが、SDTVモードで得られた信号をそのまま
HDTV信号として用いることにより、HDTV放送時
の高速再生モードを実現することもできる。
In the above embodiment, the signal obtained in the SDTV mode is used as the SDTV signal for quadruple-speed imaging. However, the signal obtained in the SDTV mode is used as it is as an HDTV signal, so that the A high-speed playback mode can also be realized.

【0039】[0039]

【発明の効果】以上説明したように、HDTV方式に対
応した画素数を有する固体撮像素子を具備し、HDTV
およびSDTVの両方の方式のテレビジョン信号を選択
的に出力可能なHDTV/SDTV共用カメラにおい
て、HDTVモード時には固体撮像素子の全画素の画素
情報からHDTV信号を生成する一方、SDTVモード
時には固体撮像素子の画素情報を間引いてSDTV信号
を生成するようにしたことにより、SDTVモードでは
総画素数が減ったことと等価となるため、SDTV信号
のフレームレートが上がり、高速撮像を実現できること
になる。
As described above, the solid-state imaging device having the number of pixels corresponding to the HDTV system is provided.
HDTV / SDTV shared camera capable of selectively outputting both TV signal of SDTV and SDTV, generates an HDTV signal from the pixel information of all the pixels of the solid-state imaging device in the HDTV mode, and generates the solid-state imaging device in the SDTV mode Since the SDTV signal is generated by thinning out the pixel information, the SDTV mode is equivalent to a reduction in the total number of pixels, so that the frame rate of the SDTV signal is increased and high-speed imaging can be realized.

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

【図1】本発明の一実施形態を示す概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of the present invention.

【図2】垂直CCDにおける3相の転送電極の配線パタ
ーン図である。
FIG. 2 is a wiring pattern diagram of three-phase transfer electrodes in a vertical CCD.

【図3】ラインシフト期間での3相の垂直転送パルスの
位相関係を示す波形図である。
FIG. 3 is a waveform diagram showing a phase relationship between three-phase vertical transfer pulses during a line shift period.

【図4】読み出しパルスXSGを説明するためのタイミ
ングチャートであり、(A)はHDTVモード時、
(B)はSDTVモード時をそれぞれ示している。
FIG. 4 is a timing chart for explaining a read pulse XSG. FIG.
(B) shows the case of the SDTV mode, respectively.

【図5】HDTVモード時の動作説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram of an operation in an HDTV mode.

【図6】SDTVモード時の動作説明図(その1)であ
る。
FIG. 6 is an explanatory diagram (1) of an operation in an SDTV mode.

【図7】SDTVモード時の動作説明図(その2)であ
る。
FIG. 7 is an operation explanatory diagram (part 2) in the SDTV mode.

【図8】SDTVモード時の動作説明図(その3)であ
る。
FIG. 8 is an operation explanatory view (3) in the SDTV mode.

【図9】変形例を示す動作説明図である。FIG. 9 is an operation explanatory view showing a modified example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…CCD固体撮像素子、12…撮像部、13…セン
サ部、14…読み出しゲート部、15…垂直CCD、1
6,17…水平CCD、18…HHゲート部、19…ド
レイン部、20…排出ゲート部、21,22…電荷電圧
変換部、23…タイミングジェネレータ、24…信号処
理回路
10: CCD solid-state imaging device, 12: imaging unit, 13: sensor unit, 14: readout gate unit, 15: vertical CCD, 1
6, 17: horizontal CCD, 18: HH gate section, 19: drain section, 20: discharge gate section, 21, 22: charge-voltage converter, 23: timing generator, 24: signal processing circuit

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 HDTV方式に対応した画素数を有する
固体撮像素子を具備し、HDTVおよびSDTVの両方
の方式のテレビジョン信号を選択的に出力可能なHDT
V/SDTV共用カメラにおいて、 HDTVモード時には前記固体撮像素子の全画素の画素
情報からHDTV信号を生成し、 SDTVモード時には前記固体撮像素子の画素情報を間
引いてSDTV信号を生成することを特徴とするHDT
V/SDTV共用カメラの駆動方法。
1. An HDT comprising a solid-state imaging device having a number of pixels corresponding to the HDTV system and capable of selectively outputting television signals of both HDTV and SDTV systems.
In the V / SDTV shared camera, an HDTV signal is generated from pixel information of all pixels of the solid-state imaging device in the HDTV mode, and an SDTV signal is generated by thinning out pixel information of the solid-state imaging device in the SDTV mode. HDT
A method for driving a V / SDTV shared camera.
【請求項2】 前記SDTV信号を、前記HDTV信号
と同じ出力回路を通して出力することを特徴とする請求
項1記載のHDTV/SDTV共用カメラの駆動方法。
2. The method of driving an HDTV / SDTV shared camera according to claim 1, wherein the SDTV signal is output through the same output circuit as the HDTV signal.
【請求項3】 前記SDTVモード時に、前記固体撮像
素子の全画素に対して行および列の各方向においてそれ
ぞれ2画素に1画素の割合で画素情報を間引いてSDT
V信号を生成することを特徴とする請求項1記載のHD
TV/SDTV共用カメラの駆動方法。
3. In the SDTV mode, pixel information is thinned out for every pixel of the solid-state imaging device at a ratio of one pixel to two pixels in each of row and column directions.
2. The HD according to claim 1, wherein the HD signal is generated.
A method for driving a TV / SDTV shared camera.
JP10000600A 1998-01-06 1998-01-06 Method for driving common camera for hdtv/sdtv Pending JPH11196336A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007174098A (en) * 2005-12-20 2007-07-05 Samsung Electronics Co Ltd Video processing apparatus and computer program
JP2013098728A (en) * 2011-10-31 2013-05-20 Canon Inc Image output device

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