JPH11284914A - Solid-state image pickup device - Google Patents

Solid-state image pickup device

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JPH11284914A
JPH11284914A JP10083636A JP8363698A JPH11284914A JP H11284914 A JPH11284914 A JP H11284914A JP 10083636 A JP10083636 A JP 10083636A JP 8363698 A JP8363698 A JP 8363698A JP H11284914 A JPH11284914 A JP H11284914A
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image
solid
imaging device
state imaging
light receiving
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Minoru Hamada
稔 浜田
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Sanyo Electric Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a still image with high image quality. SOLUTION: A shutter device 17 placed between a lens 16 and a solid-state image pickup element 11 is kept open in a 1st image pickup operation and closed after opening for a prescribed period in a 2nd image pickup operation. A drive circuit 12 is operated, based on a reference clock CKH whose frequency is high in the 1st image pickup operation and the drive circuit 12 is operated, based on a reference clock CKL whose frequency is low in the 2nd image pickup operation.

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、フレーム転送方式
のCCD固体撮像素子を用いた固体撮像装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solid-state imaging device using a frame transfer type CCD solid-state imaging device.

【0002】[0002]

【従来の技術】パーソナルコンピュータやワードプロセ
ッサなどのコンピュータ機器に画像情報を取り込む手段
として、固体撮像素子を用いた電子スチルカメラが用い
られるようになっている。この電子スチルカメラは、従
来のテレビカメラ等の撮像装置と同様に、被写体画像を
動画、即ち、静止画像の連続として撮らえ、その中から
所望の1画面の画像情報を取り出すように構成される。
通常、このような電子スチルカメラの画像情報の処理に
おいては、処理の高速化を図るため、適当に間引いた少
ない情報量の画像信号で連続画像を再生し、最終的に取
り出そうとする1画面の画像情報に対してのみ完全な信
号処理を施すようにしている。
2. Description of the Related Art An electronic still camera using a solid-state imaging device has been used as a means for taking image information into a computer device such as a personal computer or a word processor. This electronic still camera is configured to capture a subject image as a moving image, that is, a sequence of still images, and extract desired one-screen image information from the moving image, that is, a sequence of still images, similarly to a conventional imaging device such as a television camera. .
Usually, in the processing of image information of such an electronic still camera, in order to speed up the processing, a continuous image is reproduced with an image signal of a small amount of information which is appropriately thinned out, and one screen of an image to be finally extracted is finally obtained. Complete signal processing is performed only on image information.

【0003】図3は、電子スチルカメラの構成を示すブ
ロック図である。CCD固体撮像素子1は、行列配置さ
れた複数の受光画素と各受光画素に対応付けられるシフ
トレジスタとを有する。複数の受光画素は、周知のレン
ズ機構によって受光面に照射される被写体画像に対応す
る光に応答して情報電荷を発生して蓄積する。シフトレ
ジスタは、各受光画素に蓄積される情報電荷を所定の順
序で転送出力する。また、固体撮像素子1には、シフト
レジスタの出力端に、情報電荷を画素単位で蓄積する容
量が設けられており、転送出力される情報電荷の電荷量
が電圧値に変換して取り出され、画像信号Y0(t)として
出力される。
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of an electronic still camera. The CCD solid-state imaging device 1 has a plurality of light receiving pixels arranged in a matrix and a shift register associated with each light receiving pixel. The plurality of light receiving pixels generate and accumulate information charges in response to light corresponding to the subject image irradiated on the light receiving surface by a known lens mechanism. The shift register transfers and outputs information charges accumulated in each light receiving pixel in a predetermined order. Further, the solid-state imaging device 1 is provided with a capacitor for accumulating information charges in pixel units at an output end of the shift register, and the amount of information charges transferred and output is converted into a voltage value and taken out. It is output as an image signal Y0 (t).

【0004】駆動回路2は、固体撮像素子1の各シフト
レジスタに対して多相の垂直転送クロックφv及び水平
転送クロックφhを供給し、複数の受光画素に蓄積され
る情報電荷を所定の順序で転送出力させる。即ち、垂直
同期信号VTに従うタイミングで固体撮像素子1の受光
画素からシフトレジスタへ情報電荷を転送させた後、水
平同期信号HTに従うタイミングで1行ずつ情報電荷を
転送出力させることにより、画像信号Y0(t)を得られる
ようにしている。タイミング制御回路3は、一定周期の
基準クロックに基づいて垂直走査信号VT及び水平同期
信号HTを生成し、駆動回路2に供給する。この垂直同
期信号VT及び水平同期信号HTは、固体撮像素子1の
垂直走査及び水平走査のタイミングを決定するためのも
のであり、所定のテレビジョン方式に従って生成され
る。同時に、画像信号Y0(t)を垂直同期信号VT及び水
平同期信号HTに従い規格化するタイミング信号PCを
生成し、後述する信号処理回路4へ供給する。また、タ
イミング制御回路3は、画像確定指示DMに応答し、駆
動回路2の連続撮像動作を停止させると共に、信号処理
回路4に画像信号Y0(t)に対応した特定の1画面の画像
データD(n)を出力させる。
A drive circuit 2 supplies a multi-phase vertical transfer clock φv and a horizontal transfer clock φh to each shift register of the solid-state image pickup device 1, and converts information charges accumulated in a plurality of light receiving pixels in a predetermined order. Transfer and output. That is, after the information charges are transferred from the light receiving pixels of the solid-state imaging device 1 to the shift register at the timing according to the vertical synchronization signal VT, the information charges are transferred and output line by row at the timing according to the horizontal synchronization signal HT, thereby obtaining the image signal Y0. (t). The timing control circuit 3 generates a vertical scanning signal VT and a horizontal synchronization signal HT based on a reference clock having a constant period, and supplies the generated signal to the drive circuit 2. The vertical synchronizing signal VT and the horizontal synchronizing signal HT are for determining the timing of the vertical scanning and the horizontal scanning of the solid-state imaging device 1, and are generated according to a predetermined television system. At the same time, a timing signal PC for normalizing the image signal Y0 (t) in accordance with the vertical synchronizing signal VT and the horizontal synchronizing signal HT is generated and supplied to a signal processing circuit 4 described later. Further, the timing control circuit 3 stops the continuous imaging operation of the drive circuit 2 in response to the image determination instruction DM, and instructs the signal processing circuit 4 to output image data D of one specific screen corresponding to the image signal Y0 (t). (n) is output.

【0005】信号処理回路4は、固体撮像素子1から出
力される画像信号Y0(t)を取り込み、タイミング信号P
Cに従ってサンプルホールド、レベル補正等の各種の処
理を施し、所定のフォーマットに準じた画像信号Y1(t)
として表示器5へ供給する。この信号処理回路4は、A
/D変換器及びD/A変換器を含み、画像信号Y0(t)を
デジタルデータとして信号処理を施し、所定の信号処理
が完了した後にアナログ値の画像信号Y1(t)に戻して表
示器5へ供給するように構成される。さらに、信号処理
回路4は、タイミング制御回路3が画像確定指示DMを
受けたときの画像信号Y0(t)の1画面分に対応するデジ
タル画像データD(n)を静止画出力として外部へ供給す
る。表示器5は、LCDパネル等からなり、信号処理回
路4から供給される画像信号Y1(t)に従う固体撮像素子
1が撮らえた画像を連続して表示する。尚、画像確定指
示DMを受けた後には、静止画出力として出力される画
像データD(n)に対応する静止画像を表示する。
[0005] The signal processing circuit 4 captures the image signal Y0 (t) output from the solid-state image sensor 1 and outputs the timing signal P
Various processes such as sample hold and level correction are performed according to C, and an image signal Y1 (t) conforming to a predetermined format is performed.
Is supplied to the display 5. This signal processing circuit 4
A / D converter and a D / A converter, perform signal processing using the image signal Y0 (t) as digital data, and after completion of predetermined signal processing, return to an image signal Y1 (t) of an analog value to display. 5. Further, the signal processing circuit 4 supplies digital image data D (n) corresponding to one screen of the image signal Y0 (t) when the timing control circuit 3 receives the image determination instruction DM to the outside as a still image output. I do. The display 5 is composed of an LCD panel or the like, and continuously displays images taken by the solid-state imaging device 1 according to the image signal Y1 (t) supplied from the signal processing circuit 4. After receiving the image confirmation instruction DM, a still image corresponding to the image data D (n) output as a still image output is displayed.

【0006】図4は、フレーム転送方式のCCD固体撮
像素子1の構成を示す模式図で、図5は、同期信号と固
体撮像素子1を駆動する各転送クロックとの関係を示す
タイミング図である。この図においては、図面を簡略化
するため、受光画素の配列を12行×16列で示してあ
る。フレーム転送方式のCCD固体撮像素子1は、受光
部1i、蓄積部1s、水平転送部1h及び出力部1dよ
り構成される。受光部1iは、垂直方向に連続する互い
に平行な複数のCCDシフトレジスタからなり、これら
のシフトレジスタの各ビットがそれぞれ受光画素を構成
する。この受光部1iには、垂直同期信号VTに同期す
る多相のフレーム転送クロックφfが印加され、撮像期
間中に各受光画素に蓄積された情報電荷が垂直走査のブ
ランキング期間に蓄積部1sへ高速転送される。
FIG. 4 is a schematic diagram showing the configuration of the frame transfer type CCD solid-state imaging device 1, and FIG. 5 is a timing chart showing the relationship between a synchronization signal and each transfer clock for driving the solid-state imaging device 1. . In this figure, for simplification of the drawing, the arrangement of the light receiving pixels is shown by 12 rows × 16 columns. The frame transfer type CCD solid-state imaging device 1 includes a light receiving unit 1i, a storage unit 1s, a horizontal transfer unit 1h, and an output unit 1d. The light receiving section 1i is composed of a plurality of CCD shift registers that are continuous in the vertical direction and are parallel to each other, and each bit of these shift registers constitutes a light receiving pixel. A multi-phase frame transfer clock φf synchronized with the vertical synchronizing signal VT is applied to the light receiving unit 1i, and information charges accumulated in each light receiving pixel during the imaging period are supplied to the accumulation unit 1s during the vertical scanning blanking period. High-speed transfer.

【0007】蓄積部1sは、受光部1iのシフトレジス
タに連続し、ビット数が一致する複数のCCDシフトレ
ジスタからなり、これらのシフトレジスタの各ビットに
受光部1iの各受光画素から転送出力される情報電荷を
それぞれ一時的に蓄積する。この蓄積部1sには、垂直
同期信号VT及び水平同期信号HTに同期した多相の垂
直転送クロックφvが印加され、受光部1iから情報電
荷が1画面単位で取り込まれると共に、取り込まれた情
報電荷が水平走査のブランキング期間に1行単位で水平
転送部1hへ転送される。
The storage section 1s is composed of a plurality of CCD shift registers of the same number of bits which are continuous with the shift register of the light receiving section 1i, and each bit of these shift registers is transferred and output from each light receiving pixel of the light receiving section 1i. Information charges are temporarily stored. A multi-phase vertical transfer clock φv synchronized with the vertical synchronizing signal VT and the horizontal synchronizing signal HT is applied to the storage unit 1s, and information charges are taken from the light receiving unit 1i in units of one screen, and the taken information charges are taken. Are transferred to the horizontal transfer unit 1h on a row-by-row basis during the blanking period of horizontal scanning.

【0008】水平転送部1hは、蓄積部1sの各シフト
レジスタの出力が各ビットに結合された単一のCCDシ
フトレジスタからなり、蓄積部1sの各シフトレジスタ
から転送出力される情報電荷を各ビットに受ける。この
水平転送部1hには、水平同期信号HTに同期した多相
の水平転送クロックφhが印加され、蓄積部1sの各シ
フトレジスタから1水平ライン単位で転送出力される情
報電荷が順次出力部1d側へ転送される。
The horizontal transfer unit 1h is composed of a single CCD shift register in which the output of each shift register of the storage unit 1s is combined with each bit, and stores information charges transferred and output from each shift register of the storage unit 1s. Receive a bit. A multi-phase horizontal transfer clock φh synchronized with the horizontal synchronization signal HT is applied to the horizontal transfer unit 1h, and information charges transferred and output from each shift register of the storage unit 1s in units of one horizontal line are sequentially output to the output unit 1d. Transferred to the side.

【0009】出力部1dは、水平転送部1hの出力側で
情報電荷を受ける容量を含み、水平転送部1hから転送
出力される情報電荷を受けて電荷量に応じた電圧値を出
力する。この出力部1dには、水平転送クロックφhに
従うリセットクロックφrが印加され、水平転送部1h
から順次転送出力される情報電荷を1画素単位で排出さ
せることにより、1画素毎の情報電荷量に対応する電圧
値を取り出すようにしている。ここで出力される電圧値
の変化が画像信号Y0(t)となる。
The output section 1d includes a capacitor for receiving information charges on the output side of the horizontal transfer section 1h, receives the information charges transferred and output from the horizontal transfer section 1h, and outputs a voltage value corresponding to the charge amount. A reset clock φr according to the horizontal transfer clock φh is applied to the output unit 1d, and the horizontal transfer unit 1h
By discharging the information charges sequentially transferred and output from each pixel, a voltage value corresponding to the information charge amount for each pixel is extracted. The change in the voltage value output here becomes the image signal Y0 (t).

【0010】このような、フレーム転送方式の固体撮像
素子1は、撮像して得られた情報電荷を一時的に蓄積す
る蓄積部1sが、受光部1iの受光画素から離れている
ため、受光画素からの不要な電荷の漏れ込みが少ない。
このため、固体撮像素子から任意のタイミングで情報電
荷を読み出して静止画像を得る電子スチルカメラに適し
ている。
In such a solid-state imaging device 1 of the frame transfer system, the storage section 1s for temporarily storing the information charges obtained by imaging is separated from the light receiving pixels of the light receiving section 1i. Leakage of unnecessary charges from the device is small.
Therefore, the present invention is suitable for an electronic still camera that obtains a still image by reading information charges from a solid-state imaging device at an arbitrary timing.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】上述の固体撮像素子1
においては、垂直同期信号VTの周期と受光画素の数と
に応じて垂直転送クロックφv及び水平転送クロックφh
の周波数が設定される。即ち、垂直走査の間に垂直方向
の受光画素数(水平ライン数)に応じた回数の水平走査
を可能にし、各水平走査の間に1水平ラインの全受光画
素から情報電荷を読み出せるように垂直転送クロックφ
v及び水平転送クロックφhの周波数が設定される。従っ
て、固体撮像素子11の受光画素の数が多くなれば、垂
直転送クロックφv及び水平転送クロックφhの周波数は
高くなる。例えば、固体撮像素子11の受光画素が60
0(V)×800(H)で、毎秒30フレームの画像を
得ようとする場合、ブランキング期間を無視したとして
も出力の周波数は、14.4MHzとなるため、実際の
水平転送クロックφhは、周波数を20MHz程度に設
定しなければならない。
The above-mentioned solid-state image pickup device 1
, The vertical transfer clock φv and the horizontal transfer clock φh depend on the cycle of the vertical synchronization signal VT and the number of light receiving pixels.
Is set. That is, the number of horizontal scans corresponding to the number of light receiving pixels (the number of horizontal lines) in the vertical direction during vertical scanning is enabled, and information charges can be read from all light receiving pixels of one horizontal line during each horizontal scan. Vertical transfer clock φ
v and the frequency of the horizontal transfer clock φh are set. Therefore, as the number of light receiving pixels of the solid-state imaging device 11 increases, the frequencies of the vertical transfer clock φv and the horizontal transfer clock φh increase. For example, if the number of light receiving pixels of the solid-state
When an image of 30 frames per second is obtained at 0 (V) × 800 (H), the output frequency is 14.4 MHz even if the blanking period is ignored, so that the actual horizontal transfer clock φh is , The frequency must be set to about 20 MHz.

【0012】半導体構成のCCDシフトレジスタでは、
転送クロックの周波数が高くなると、電極の電位の変化
が転送クロックに十分に追従できなくなるため、情報電
荷の転送能力が低くなる。従って、シフトレジスタ内で
情報電荷の転送残りが生じやすくなり、画像信号のS/
N比が低下して再生画面の画質が劣化する。このような
画質の劣化は、画像信号により静止画像を表示したとき
に目立ちやすくなる。
In a CCD shift register having a semiconductor structure,
When the frequency of the transfer clock increases, the change in the potential of the electrode cannot sufficiently follow the transfer clock, so that the transfer capability of the information charge decreases. Therefore, the transfer of the information charges is apt to occur in the shift register, and the S / S of the image signal is reduced.
The N ratio decreases, and the image quality of the playback screen deteriorates. Such deterioration in image quality becomes more noticeable when a still image is displayed by an image signal.

【0013】そこで本発明は、固体撮像素子の受光画素
の数を増やしたときの転送クロックの高周波数化に伴う
画質の劣化を防止することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION It is therefore an object of the present invention to prevent a deterioration in image quality due to a higher frequency of a transfer clock when the number of light receiving pixels of a solid-state imaging device is increased.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】本発明は、上述の課題を
解決するために成されたものであり、その特徴とすると
ころは、被写体画像を繰り返し撮像して1画面単位で画
像情報が連続する第1の画像信号を得る第1の撮像動作
と、上記第1の画像信号で表示される連続画像の内の1
つに対応する被写体画像を新たに撮像して1画面分の画
像情報を含む第2の画像信号を得る第2の撮像動作と、
を実行する固体撮像装置であって、複数の受光画素が行
列配置された受光部及び上記複数の受光画素に対応する
複数の蓄積画素が行列配置された蓄積部を含む固体撮像
素子と、上記固体撮像素子の受光部に被写体画像を結像
するレンズ機構と、上記レンズ機構を通して上記固体撮
像素子の受光部に照射される光の光路上で開閉制御され
るシャッタ機構と、第1の撮像動作で、上記シャッタ機
構を開き、上記固体撮像素子の受光部の各受光画素に継
続的に蓄積される情報電荷を一定の周期で蓄積部の蓄積
画素へ転送した後、蓄積部から1行単位で転送出力して
第1の画像信号を得ると共に、第2の撮像動作で、上記
シャッタ機構を所定の期間開いた後に閉じ、上記固体撮
像素子の受光部の各受光画素に蓄積された情報電荷を蓄
積部の蓄積画素へ転送した後、蓄積部から1行単位で転
送出力して第2の画像信号を得る駆動回路と、を備え、
上記駆動回路は、上記固体撮像素子の蓄積部から情報電
荷を転送出力する転送周波数を、上記第2の撮像動作で
上記第1の撮像動作よりも低く設定したことにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and the feature of the present invention is that a subject image is repeatedly captured and image information is continuously displayed in units of one screen. A first imaging operation for obtaining a first image signal to be performed, and one of continuous images displayed by the first image signal
A second image capturing operation for newly capturing a subject image corresponding to the second image signal to obtain a second image signal including image information for one screen;
A solid-state imaging device including a light receiving unit in which a plurality of light receiving pixels are arranged in a matrix and a storage unit in which a plurality of storage pixels corresponding to the plurality of light receiving pixels are arranged in a matrix, A lens mechanism for forming a subject image on a light receiving portion of the imaging device, a shutter mechanism for opening and closing on the optical path of light irradiated to the light receiving portion of the solid-state imaging device through the lens mechanism, and a first imaging operation. Opening the shutter mechanism, transferring the information charges continuously accumulated in the respective light receiving pixels of the light receiving unit of the solid-state imaging device to the storage pixels of the storage unit at a fixed cycle, and then transferring the information charges from the storage unit in units of one row. The first image signal is output to obtain a first image signal, and in the second imaging operation, the shutter mechanism is opened and closed for a predetermined period and then closed, and the information charges accumulated in each light receiving pixel of the light receiving section of the solid-state imaging device are accumulated. To the storage pixels After feeding, and a driving circuit for obtaining a second image signal transferred output from the storage unit on a line-by-line basis,
The drive circuit is configured to set a transfer frequency for transferring and outputting information charges from a storage unit of the solid-state imaging device to be lower in the second imaging operation than in the first imaging operation.

【0015】本発明によれば、静止画像を得るための第
2の撮像動作に限ってシャッタ機構が動作し、受光部へ
の光の照射が遮断されるようになる。この状態のとき、
第1の撮像動作のときと比較して、蓄積部から情報電荷
を転送出力する転送周波数を低く設定したことにより、
固体撮像素子の転送効率が低くなるのを防止できる。
According to the present invention, the shutter mechanism operates only in the second imaging operation for obtaining a still image, and the irradiation of light to the light receiving section is cut off. In this state,
By setting the transfer frequency for transferring and outputting information charges from the storage unit lower than in the first imaging operation,
The transfer efficiency of the solid-state imaging device can be prevented from being lowered.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】図1は、本発明の固体撮像素子の
実施形態を説明するブロック図であり、図2は、その動
作を説明するタイミング図である。本発明の固体撮像装
置は、動画を表示する第1の画像信号を得るための第1
の撮像動作と、静止画を表示する第2の画像信号を得る
ための第2の撮像動作と、を外部からの指示に応答して
実行するものである。
FIG. 1 is a block diagram illustrating an embodiment of a solid-state imaging device according to the present invention, and FIG. 2 is a timing chart illustrating the operation thereof. The solid-state imaging device according to the present invention is provided with a first image signal for obtaining a first image signal for displaying a moving image.
And the second imaging operation for obtaining a second image signal for displaying a still image are executed in response to an external instruction.

【0017】CCD固体撮像素子11は、図4に示す固
体撮像素子1と同じフレーム転送方式であり、受光部及
び蓄積部を有する。この固体撮像素子11は、第1の撮
像動作において、一定の周期で連続して画像を表示する
第1の画像信号Y0(t)を出力し、第2の撮像動作におい
て、1画面分の画像を表示する第2の画像信号y0(t)を
出力する。
The CCD solid-state imaging device 11 is of the same frame transfer system as the solid-state imaging device 1 shown in FIG. 4, and has a light receiving section and a storage section. The solid-state imaging device 11 outputs a first image signal Y0 (t) that continuously displays an image at a constant period in the first imaging operation, and outputs an image for one screen in the second imaging operation. Is output as the second image signal y0 (t).

【0018】駆動回路12は、固体撮像素子11の各部
に対して多相のフレーム転送クロックφf、垂直転送ク
ロックφv及び水平転送クロックφhを供給し、各受光画
素に蓄積される情報電荷を所定の順序で転送出力させ
る。この駆動回路12は、周波数の異なる2種類の基準
クロックCKH、CKLの何れかに従い、フレーム転送
クロックφf、垂直転送クロックφv及び水平転送クロ
ックφhを生成するように構成される。即ち、固体撮像
素子11を連続して動作させる第1の撮像動作において
は、例えば周波数20MHzの高い第1の基準クロック
CKHに基づいて各転送クロックを生成する。そして、
固体撮像素子11を1回だけ動作させる第2の撮像動作
においては、例えば周波数200kHzの第2の基準ク
ロックCKLに基づいて各転送クロックを生成するよう
に構成される。
The drive circuit 12 supplies a multi-phase frame transfer clock φf, a vertical transfer clock φv, and a horizontal transfer clock φh to each part of the solid-state imaging device 11, and converts information charges accumulated in each light receiving pixel to a predetermined value. Transfer and output in order. The drive circuit 12 is configured to generate a frame transfer clock φf, a vertical transfer clock φv, and a horizontal transfer clock φh according to one of two types of reference clocks CKH and CKL having different frequencies. That is, in the first imaging operation in which the solid-state imaging device 11 is continuously operated, each transfer clock is generated based on, for example, a high first reference clock CKH having a frequency of 20 MHz. And
In the second imaging operation in which the solid-state imaging device 11 is operated only once, each transfer clock is generated based on, for example, a second reference clock CKL having a frequency of 200 kHz.

【0019】タイミング制御回路13は、一定周期の基
準クロックに基づいて、垂直同期信号VT及び水平同期
信号HTを生成し、駆動回路12に供給する。これら垂
直同期信号VT及び水平同期信号HTは、第1の撮像動
作で駆動回路12を連続動作させて固体撮像素子11か
ら、動画を表示する画像信号Y0(t)を得られるようにす
る。そして、第2の撮像動作で駆動回路12を1回だけ
動作させて固体撮像素子11から静止画を表示する画像
信号y0(t)を得られるようにする。また、タイミング制
御回路13は、第1の撮像動作ではシャッタ機構17を
開き、第2の撮像動作では一定の期間シャッタ機構17
を開いた後に閉じるように指示するシャッタ制御信号S
Tを生成してシャッタ駆動回路18へ供給する。
The timing control circuit 13 generates a vertical synchronizing signal VT and a horizontal synchronizing signal HT based on a reference clock having a constant period, and supplies the generated signal to the drive circuit 12. The vertical synchronizing signal VT and the horizontal synchronizing signal HT allow the driving circuit 12 to operate continuously in the first imaging operation so that the solid-state imaging device 11 can obtain an image signal Y0 (t) for displaying a moving image. Then, the driving circuit 12 is operated only once in the second imaging operation so that the image signal y0 (t) for displaying a still image can be obtained from the solid-state imaging device 11. Further, the timing control circuit 13 opens the shutter mechanism 17 in the first imaging operation, and opens the shutter mechanism 17 for a certain period in the second imaging operation.
Control signal S instructing to close after opening
T is generated and supplied to the shutter drive circuit 18.

【0020】信号処理回路14は、A/D変換器及びD
/A変換器を含み、画像信号Y0(t)、y0(t)をデジタル
データとして信号処理を施し、所定の信号処理が完了し
た後にアナログ値の画像信号Y1(t)、y1(t)に戻して表
示器15へ供給するように構成される。この信号処理回
路14は、第1の撮像動作において、固体撮像素子11
から出力される画像信号Y0(t)を取り込み、タイミング
信号PCに従い、サンプルホールド、レベル補正等の各
種の処理を施し、所定のフォーマットに従う画像信号Y
1(t)として表示器15へ供給する。また、第2の撮像動
作において、固体撮像素子11から出力される画像信号
y0(t)を取り込み、画像信号Y0(t)と同様に、サンプル
ホールド、レベル補正等の各種の処理を施した後、画像
信号y0(t)に対応するデジタル画像データD(n)を静止
画出力として外部へ供給する。このとき、表示器5に対
しても、静止画出力に対応し、画像信号y1(t)を供給す
る。表示器15は、LCDパネル等からなり、信号処理
回路14から供給される画像信号Y1(t)、y1(t)に従う
画像を表示する。
The signal processing circuit 14 includes an A / D converter and a D / D converter.
/ A converter, performs signal processing using the image signals Y0 (t) and y0 (t) as digital data, and converts the analog image signals Y1 (t) and y1 (t) after predetermined signal processing is completed. It is configured to be returned to the display 15. In the first imaging operation, the signal processing circuit 14
The image signal Y0 (t) output from the device is taken in, subjected to various processes such as sample hold, level correction, etc., in accordance with the timing signal PC.
It is supplied to the display 15 as 1 (t). In the second imaging operation, the image signal y0 (t) output from the solid-state imaging device 11 is fetched and subjected to various processes such as sample hold and level correction similarly to the image signal Y0 (t). , And supplies digital image data D (n) corresponding to the image signal y0 (t) to the outside as a still image output. At this time, an image signal y1 (t) is also supplied to the display 5 in response to the still image output. The display 15 includes an LCD panel or the like, and displays an image according to the image signals Y1 (t) and y1 (t) supplied from the signal processing circuit 14.

【0021】レンズ機構16は、固体撮像素子11の受
光部に対応して配置され、被写体からの光を取り込んで
固体撮像素子の受光部に被写体画像を結像する。シャッ
タ機構17は、レンズ機構16と固体撮像素子11との
間に配置され、固体撮像素子11の受光部に照射される
光を必要に応じて遮断する。このシャッタ機構17は、
光の透過の制御が可能なものであればよく、液晶パネル
や遮光板等を用いることが考えられる。シャッタ駆動回
路18は、後述するタイミング制御回路13から供給さ
れるシャッタ制御信号STに基づいて駆動クロックφd
を発生し、シャッタ機構17を開閉駆動する。例えば、
シャッタ制御信号STが立ち上げられている間はシャッ
タ機構17を開き、立ち下げられている間はシャッタ機
構を閉じるように構成される。
The lens mechanism 16 is arranged corresponding to the light receiving section of the solid-state image sensor 11, takes in light from the object, and forms a subject image on the light receiving section of the solid-state image sensor. The shutter mechanism 17 is disposed between the lens mechanism 16 and the solid-state imaging device 11, and blocks light emitted to a light receiving unit of the solid-state imaging device 11 as necessary. This shutter mechanism 17
Any device that can control light transmission may be used, and a liquid crystal panel, a light shielding plate, or the like may be used. The shutter drive circuit 18 generates a drive clock φd based on a shutter control signal ST supplied from a timing control circuit 13 described later.
Is generated, and the shutter mechanism 17 is driven to open and close. For example,
The shutter mechanism 17 is opened while the shutter control signal ST is rising, and the shutter mechanism is closed while the shutter control signal ST is falling.

【0022】第1の撮像動作においては、タイミング制
御回路13で垂直同期信号VT及び水平同期信号HTを
連続的に生成し、駆動回路12を周期的に動作させる。
これにより、固体撮像素子11は、垂直同期信号VTに
従う周期で動作を繰り返し、動画を表示する画像信号Y
0(t)を出力する。このとき、シャッタ制御信号STは、
立ち上げられたままであり、シャッタ駆動回路18は、
シャッタ機構17を開いたままの状態に維持する。
In the first imaging operation, the timing control circuit 13 continuously generates the vertical synchronizing signal VT and the horizontal synchronizing signal HT, and operates the driving circuit 12 periodically.
As a result, the solid-state imaging device 11 repeats the operation in a cycle according to the vertical synchronization signal VT, and the image signal Y for displaying a moving image
Outputs 0 (t). At this time, the shutter control signal ST
The shutter drive circuit 18 is still activated,
The shutter mechanism 17 is kept open.

【0023】第1の撮像動作が継続しているときに、画
像確定指示DMが入力されると、先ず、シャッタ制御信
号STが立ち下げられて一旦シャッタ機構17が閉じら
れ、固体撮像素子11の受光部が遮光される。この状態
でフレーム転送動作を行い受光部の各受光画素に蓄積さ
れている情報電荷を排出させる。この排出動作は、それ
までの転送動作と同じ動作をさらに1回繰り返すことに
より達成される。
When the image determination instruction DM is input while the first imaging operation is continued, first, the shutter control signal ST falls, the shutter mechanism 17 is closed once, and the solid-state imaging device 11 The light receiving unit is shielded from light. In this state, a frame transfer operation is performed to discharge information charges accumulated in each light receiving pixel of the light receiving section. This discharging operation is achieved by repeating the same operation as the transfer operation up to that time once more.

【0024】排出動作が完了した時点で第1の撮像動作
は終了し、第2の撮像動作に移る。第2の撮像動作で
は、シャッタ制御信号STを所定の期間だけ立ち上げて
シャッタ機構17を開放し、固体撮像素子11の受光部
の各受光画素に情報電荷を蓄積させる。このシャッタ機
構17の開放時間は、被写体輝度に合わせて設定するよ
うにし、固体撮像素子11の受光部に蓄積される情報電
荷の量の平均が所定の範囲に納まるようにする。ここ
で、最適なシャッタ開放時間は、第1の撮像動作で得ら
れる画像信号Y0(t)の平均レベルに基づいて設定するこ
と、被写体の輝度を直接測定して設定することなどが考
えられる。そして、シャッタ制御信号STが立ち下げら
れた後、新たにフレーム転送動作を行い、撮像部の各受
光画素に蓄積された情報電荷を蓄積部へ転送し、さら
に、蓄積部から水平同期信号HTに従って1行単位で転
送出力する。このとき、駆動回路12では、周波数の低
い第2の基準クロックCKLが選択されているため、水
平転送時に情報電荷は確実に転送されて転送不良が生じ
ることは少なく、画像信号y0(t)のS/N比は高いまま
に維持される。
When the discharging operation is completed, the first imaging operation is completed, and the operation shifts to the second imaging operation. In the second imaging operation, the shutter control signal ST is raised for a predetermined period to open the shutter mechanism 17, and information charges are accumulated in each light receiving pixel of the light receiving section of the solid-state imaging device 11. The opening time of the shutter mechanism 17 is set in accordance with the brightness of the subject so that the average of the information charges accumulated in the light receiving unit of the solid-state imaging device 11 falls within a predetermined range. Here, the optimal shutter release time may be set based on the average level of the image signal Y0 (t) obtained in the first imaging operation, or may be set by directly measuring the brightness of the subject. Then, after the shutter control signal ST falls, a new frame transfer operation is performed to transfer the information charges accumulated in each light receiving pixel of the imaging unit to the accumulation unit, and further, from the accumulation unit according to the horizontal synchronization signal HT. Transfer and output line by line. At this time, in the drive circuit 12, since the second reference clock CKL having a low frequency is selected, the information charges are surely transferred at the time of horizontal transfer, so that a transfer failure rarely occurs, and the image signal y0 (t) is not transferred. The S / N ratio is kept high.

【0025】以上の実施形態においては、駆動回路12
に供給する基準クロックの周波数を切り換えるようにし
て各転送クロックの周波数を切り換える場合を例示して
いるが、駆動回路12の内部で分周率を切り換えるよう
にして転送クロックの周波数を切り換えることも可能で
ある。この場合、第2の撮像動作で周波数を低く設定す
るのは、水平転送クロックφhのみでよい。
In the above embodiment, the driving circuit 12
In this example, the frequency of each transfer clock is switched by switching the frequency of the reference clock supplied to the drive circuit 12. However, the frequency of the transfer clock can be switched by switching the frequency division ratio inside the drive circuit 12. It is. In this case, only the horizontal transfer clock φh needs to set the frequency low in the second imaging operation.

【0026】[0026]

【発明の効果】本発明によれば、画像の劣化が目立ちや
すい静止画を得る第2の撮像動作において、転送クロッ
クの周波数が低く設定されるため、固体撮像素子のシフ
トレジスタの転送効率の低下が防止される。従って、画
像信号のS/N比の低下を防止して画像信号により表さ
れる静止画の画質の劣化を防止することができる。
According to the present invention, the frequency of the transfer clock is set low in the second imaging operation for obtaining a still image in which image deterioration is conspicuous, so that the transfer efficiency of the shift register of the solid-state image sensor decreases. Is prevented. Therefore, it is possible to prevent a decrease in the S / N ratio of the image signal and prevent the image quality of the still image represented by the image signal from deteriorating.

【0027】また、シャッタ機構は、第2の撮像動作で
のみ動作するため、シャッタ機構を駆動することによる
電力消費を低減することができる。
Further, since the shutter mechanism operates only in the second imaging operation, power consumption by driving the shutter mechanism can be reduced.

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

【図1】本発明の固体撮像装置の実施形態を示すブロッ
ク図である。
FIG. 1 is a block diagram illustrating an embodiment of a solid-state imaging device according to the present invention.

【図2】本発明の固体撮像装置の動作を説明するタイミ
ング図である。
FIG. 2 is a timing chart for explaining the operation of the solid-state imaging device of the present invention.

【図3】従来の固体撮像装置の構成を示すブロック図で
ある。
FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of a conventional solid-state imaging device.

【図4】従来のフレーム転送方式の固体撮像素子の概略
を示す平面図である。
FIG. 4 is a plan view schematically showing a conventional frame transfer type solid-state imaging device.

【図5】フレーム転送方式の固体撮像素子の動作を説明
するタイミング図である。
FIG. 5 is a timing chart for explaining the operation of the solid-state imaging device of the frame transfer system.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、11 CCD固体撮像素子 1i 受光部 1s 蓄積部 1h 水平転送部 1d 出力部 2、12 CCD駆動回路 3、13 タイミング制御回路 4、14 信号処理回路 5、15 表示器 16 レンズ機構 17 シャッタ機構 18 シャッタ駆動回路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 11 CCD solid-state image sensor 1i Light receiving part 1s Storage part 1h Horizontal transfer part 1d Output part 2, 12 CCD drive circuit 3, 13 Timing control circuit 4, 14 Signal processing circuit 5, 15 Display 16 Lens mechanism 17 Shutter mechanism 18 Shutter drive circuit

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 被写体画像を繰り返し撮像して1画面単
位で画像情報が連続する第1の画像信号を得る第1の撮
像動作と、上記第1の画像信号で表示される連続画像の
内の1つに対応する被写体画像を新たに撮像して1画面
分の画像情報を含む第2の画像信号を得る第2の撮像動
作と、を実行する固体撮像装置であって、複数の受光画
素が行列配置された受光部及び上記複数の受光画素に対
応する複数の蓄積画素が行列配置された蓄積部を含む固
体撮像素子と、上記固体撮像素子の受光部に被写体画像
を結像するレンズ機構と、上記レンズ機構を通して上記
固体撮像素子の受光部に照射される光の光路上で開閉制
御されるシャッタ機構と、第1の撮像動作で、上記シャ
ッタ機構を開き、上記固体撮像素子の受光部の各受光画
素に継続的に蓄積される情報電荷を一定の周期で蓄積部
の蓄積画素へ転送した後、蓄積部から1行単位で転送出
力して第1の画像信号を得ると共に、第2の撮像動作
で、上記シャッタ機構を所定の期間開いた後に閉じ、上
記固体撮像素子の受光部の各受光画素に蓄積された情報
電荷を蓄積部の蓄積画素へ転送した後、蓄積部から1行
単位で転送出力して第2の画像信号を得る駆動回路と、
を備え、上記駆動回路は、上記固体撮像素子の蓄積部か
ら情報電荷を転送出力する転送周波数を、上記第2の撮
像動作で上記第1の撮像動作よりも低く設定したことを
特徴とする固体撮像装置。
1. A first image capturing operation for repeatedly capturing an image of a subject to obtain a first image signal in which image information is continuous for each screen, and a first image capturing operation of the continuous image displayed by the first image signal A second imaging operation for newly capturing a subject image corresponding to one and obtaining a second image signal including image information for one screen, wherein the plurality of light receiving pixels are A solid-state imaging device including a light-receiving portion arranged in a matrix and a storage portion in which a plurality of storage pixels corresponding to the plurality of light-receiving pixels are arranged in a matrix, and a lens mechanism that forms a subject image on the light-receiving portion of the solid-state imaging device. A shutter mechanism that is controlled to open and close on an optical path of light emitted to the light receiving unit of the solid-state imaging device through the lens mechanism, and that the shutter mechanism is opened in a first imaging operation, and a light receiving unit of the solid-state imaging device is opened. Continuously accumulated in each light receiving pixel After transferring the information charges to the storage pixels of the storage unit at a fixed period, the storage unit transfers and outputs the information charges on a row-by-row basis to obtain a first image signal. After the information charge stored in each light-receiving pixel of the light-receiving section of the solid-state imaging device is transferred to the storage pixel of the storage section, the storage section transfers and outputs the information charge in units of one row to form a second image. A driving circuit for obtaining a signal;
Wherein the drive circuit sets a transfer frequency for transferring and outputting information charges from a storage unit of the solid-state imaging device to be lower in the second imaging operation than in the first imaging operation. Imaging device.
【請求項2】 上記駆動回路は、上記第1の撮像動作と
上記第2の撮像動作とで周波数が切り換えられる基準ク
ロックに応答して多相の転送クロックを生成し、この転
送クロックを上記固体撮像素子に供給することを特徴と
する請求項1に記載の固体撮像装置。
2. A driving circuit according to claim 1, wherein said driving circuit generates a multi-phase transfer clock in response to a reference clock whose frequency is switched between said first imaging operation and said second imaging operation. The solid-state imaging device according to claim 1, wherein the solid-state imaging device is supplied to an imaging element.
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