JPH11298800A - Image-pickup element and image-pickup device using the same - Google Patents

Image-pickup element and image-pickup device using the same

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JPH11298800A
JPH11298800A JP10116267A JP11626798A JPH11298800A JP H11298800 A JPH11298800 A JP H11298800A JP 10116267 A JP10116267 A JP 10116267A JP 11626798 A JP11626798 A JP 11626798A JP H11298800 A JPH11298800 A JP H11298800A
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JP
Japan
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pixels
color
image
predetermined number
mode
Prior art date
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Application number
JP10116267A
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Japanese (ja)
Inventor
Kiyoshige Shibazaki
清茂 芝崎
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Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image-pickup element and an image-pickup device using this which is capable of improving a dynamic range with high sensitivity. SOLUTION: From a color pixel matrix provided with 2m-number of pixels in a horizontal direction and 2n-number of pixels in a vertical direction, the electric charges of four pixels within a group of respective color pixels 6 which are four pixel units with the color filter of the same color component are added on the image-pickup element 10 and outputted. In addition, the reading of one unit of each pixel and the processing of adding and reading by the unit of the group 6 are switch-controlled to switch-output the color image of high resolution and that of quadrupled high sensitivity.

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、撮像素子およびこ
れを用いた撮像装置に関し、特に高感度と高解像度の撮
像信号を適切に切換出力できる撮像素子およびこれを用
いた撮像装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image pickup device and an image pickup device using the same, and more particularly to an image pickup device capable of appropriately switching and outputting a high-sensitivity and high-resolution image pickup signal and an image pickup device using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、IT−CCDを用いたカラー電子
カメラでは、上下に配置された画素に蓄積された電荷を
加算し、その電荷信号量を2倍にするものがあり、これ
により、感度の向上を図っている。
2. Description of the Related Art Conventionally, in a color electronic camera using an IT-CCD, there is a type in which electric charges accumulated in vertically arranged pixels are added to double the electric charge signal amount. Is being improved.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかし、赤(R)、緑
(G)、青(G)の原色系カラーフィルタを用いて一定
以上の解像度を保持しつつ、画素の電荷を加算して感度
向上を図るためには画素数をさらに増加させる必要があ
り、一方、画素数を増加させると、画素と電荷転送路の
レイアウト上の制約によって各画素が取り扱う電荷が小
さくなり、この結果、感度が低下するとともに、光電変
換のダイナミックレンジが小さくなるという問題点があ
った。
However, while maintaining the resolution of a certain level or more using primary color filters of red (R), green (G), and blue (G), the charge of the pixel is added to the sensitivity. In order to improve the number of pixels, it is necessary to further increase the number of pixels.On the other hand, when the number of pixels is increased, the charge handled by each pixel is reduced due to restrictions on the layout of the pixel and the charge transfer path. There has been a problem that the dynamic range of the photoelectric conversion is reduced as well as the dynamic range.

【0004】そこで、本発明はかかる問題点を除去し、
高感度でダイナミックレンジを向上させることができる
撮像素子およびこれを用いた撮像装置を提供することを
目的とする。
Therefore, the present invention eliminates such a problem,
It is an object of the present invention to provide an imaging device capable of improving a dynamic range with high sensitivity and an imaging device using the same.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】第1の発明は、それぞれ
光電変換素子を備えマトリクス状に配置された複数の画
素を有し、隣接する所定数の画素ごとに同色のカラーフ
ィルタを搭載して構成したカラー画素マトリクスを具備
し、前記隣接する所定数の画素の電荷を加算して順次読
み出し可能としたことを特徴とする。これにより、所定
数倍の電荷が加算されるので、感度及びダイナミックレ
ンジを向上することができる撮像素子として用いること
ができる。
According to a first aspect of the present invention, a plurality of pixels each having a photoelectric conversion element and arranged in a matrix are provided, and a color filter of the same color is mounted for every predetermined number of adjacent pixels. It is characterized in that it comprises a color pixel matrix having a configuration, and charges can be sequentially read out by adding the charges of the predetermined number of adjacent pixels. As a result, a predetermined number of times of electric charges are added, so that the image sensor can be used as an imaging device capable of improving sensitivity and dynamic range.

【0006】第2の発明は、それぞれ光電変換素子を備
えマトリクス状に配置された複数の画素を有し、隣接す
る所定数の画素ごとに同色のカラーフィルタを搭載して
構成したカラー画素マトリクスを具備し、前記隣接する
所定数の画素の電荷を加算して順次読み出し可能とした
撮像素子と、前記撮像素子に対し、前記隣接する所定数
の画素の電荷を加算して順次読み出すために駆動信号を
供給可能な駆動回路と、を具備することを特徴とする。
これにより、感度及びダイナミックレンジが向上したカ
ラー画像を得ることができる。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a color pixel matrix comprising a plurality of pixels each having a photoelectric conversion element and arranged in a matrix, and having a predetermined number of adjacent pixels mounted with a color filter of the same color. An image pickup device having a predetermined number of pixels adjacent to each other and capable of sequentially reading the same; and a driving signal for adding and sequentially reading the charges of the predetermined number of adjacent pixels to the image pickup device. And a driving circuit capable of supplying
Thereby, a color image with improved sensitivity and dynamic range can be obtained.

【0007】第3の発明は、第2の発明において、m,
n,bを自然数としたとき、前記カラー画素マトリクス
は水平bm個、垂直bn個の画素を備え、前記駆動回路
により隣接する2b画素の電荷を加算して読み出し、水
平m個、垂直n個の画素信号を読み出すことを可能とし
たことを特徴とする。これにより、4倍の高感度及びダ
イナミックレンジをもったカラー画像を得ることができ
る。
A third invention is the second invention, wherein m,
When n and b are natural numbers, the color pixel matrix includes bm horizontal pixels and bn vertical pixels. The driving circuit adds and reads the charges of the adjacent 2b pixels, and reads out the m horizontal and n vertical pixels. The pixel signal can be read out. As a result, a color image having four times higher sensitivity and a dynamic range can be obtained.

【0008】第4の発明は、第3の発明において、前記
水平m個、垂直n個の画素信号を読み出すモードと、水
平2m個、垂直2n個の画素を加算することなく読み出
すモードとを切り換える手段を具備することを特徴とす
る。これにより、4倍の高感度及びダイナミックレンジ
をもったカラー画像と高解像度のカラー画像とを切り換
えて出力することができる。
In a fourth aspect based on the third aspect, the mode is switched between a mode in which the horizontal m and vertical n pixel signals are read out and a mode in which horizontal 2m and vertical 2n pixels are read out without adding them. Means is provided. As a result, a color image having four times higher sensitivity and a dynamic range and a high-resolution color image can be switched and output.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態について説明する。図1は、本発明の一実施形態
に係わる撮像素子の構成を示す説明図である。撮像素子
10は、水平方向(行方向)の2m個および垂直方向
(列方向)2n個の複数の画素1が配列されたカラー画
素マトリクスを構成しており、このカラー画素マトリク
スは、上下左右の隣接する2×2の4つの画素からなる
カラー画素群6内の全ての画素の色成分が同一である、
m×nのカラー画素群6で構成されている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating a configuration of an imaging device according to an embodiment of the present invention. The image pickup device 10 forms a color pixel matrix in which a plurality of 2m pixels 1 in a horizontal direction (row direction) and 2n pixels in a vertical direction (column direction) are arranged. The color components of all the pixels in the color pixel group 6 composed of four adjacent 2 × 2 pixels are the same,
It is composed of m × n color pixel groups 6.

【0010】カラー画素マトリクスを、このm×nのカ
ラー画素群6単位でみると、RGBベイヤー配列となっ
ている。例えば、2m×2nのカラー画素マトリクスM
におけるM(1,1)、M(1,2)、M(2,1)、
M(2,2)の4つの各画素は、色成分Gのカラーフィ
ルタをもつ画素として配列され、M(1,3)、M
(1,4)、M(2,3)、M(2,4)の4つの各画
素は、色成分Rのカラーフィルタをもつ画素として配列
され、M(3,1)、M(3,2)、M(4,1)、M
(4,2)の4つの各画素は、色成分Bのカラーフィル
タをもつ画素として配列され、さらにM(3,3)、M
(3,4)、M(4,3)、M(4,4)の4つの各画
素は、色成分Gのカラーフィルタをもつ画素として配列
されている。
When the color pixel matrix is viewed in units of six (m × n) color pixel groups, an RGB Bayer arrangement is obtained. For example, a 2m × 2n color pixel matrix M
M (1,1), M (1,2), M (2,1),
Each of the four pixels of M (2, 2) is arranged as a pixel having a color filter of a color component G, and M (1, 3), M
The four pixels of (1, 4), M (2, 3), and M (2, 4) are arranged as pixels having a color filter of a color component R, and M (3, 1), M (3, 2), M (4,1), M
Each of the four pixels (4, 2) is arranged as a pixel having a color filter of a color component B, and M (3, 3), M
The four pixels (3, 4), M (4, 3), and M (4, 4) are arranged as pixels having a color filter of a color component G.

【0011】フォトダイオード等の光電変換素子として
のこれらの画素1は、それぞれR,G,Bの色成分の画
素として機能し、この機能は、各画素1の上面に各R,
G,Bの色成分の光を透過させる上述したカラーフィル
タが施されている。したがって、例えばカラー画素マト
リクスM(1,1)の画素1は、G(緑)の色成分のみ
の光を透過させ、受光し、光電変換することになる。な
お、m,nは自然数である。
These pixels 1 as photoelectric conversion elements such as photodiodes function as pixels of R, G, and B color components, respectively.
The above-described color filter that transmits light of G and B color components is provided. Therefore, for example, the pixel 1 of the color pixel matrix M (1, 1) transmits, receives, and photoelectrically converts only light of the G (green) color component. Note that m and n are natural numbers.

【0012】ここで、図2に示すように、各カラー画素
群6内の4つの各画素に蓄積された電荷は、撮像素子1
0上で加算され、この加算された1つの電荷が順次並ん
で転送される形態の出力信号5として出力される。
Here, as shown in FIG. 2, the electric charge accumulated in each of the four pixels in each color pixel group 6 is
The added signal is output as an output signal 5 in a form in which the added charges are sequentially transferred side by side.

【0013】この結果、図3に示すように、各カラー画
素群6を単位とするRGBベイヤー配列の画素配置を得
ることができる。
As a result, as shown in FIG. 3, it is possible to obtain a pixel arrangement of an RGB Bayer array with each color pixel group 6 as a unit.

【0014】撮像素子10上における加算態様としては
次のようなものがある。その第1は、カラー画素群6内
の縦1列の2つの画素1a,1bあるいは2つの画素1
c,1dを垂直転送回路2上で加算し、この加算された
画素を出力増幅器4上で加算するようにしたものであ
る。
There are the following addition modes on the image pickup device 10. The first is that two pixels 1a, 1b or two pixels 1
c and 1d are added on the vertical transfer circuit 2, and the added pixels are added on the output amplifier 4.

【0015】その第2は、カラー画素群6内の縦1列の
2つの画素1a,1bあるいは2つの画素1c,1dを
垂直転送回路2上に順次転送し、水平転送回路3で転送
する際に水平転送回路3上でそれぞれ縦1列の2つの画
素を加算し、この加算した画素を出力増幅器4上でさら
に加算するようにしたものである。
Second, when two pixels 1a, 1b or two pixels 1c, 1d in one vertical column in the color pixel group 6 are sequentially transferred to the vertical transfer circuit 2 and transferred by the horizontal transfer circuit 3, The two pixels of one vertical column are added on the horizontal transfer circuit 3 and the added pixels are further added on the output amplifier 4.

【0016】その第3は、カラー画素群6内の4画素の
縦2列の間(画素1a,1bと画素1c,1dとの間)
に存在する垂直転送回路2のみに各4画素の電荷を出力
し、垂直転送回路2上で横1行の2つの画素1a,1c
を加算し、さらに、垂直転送回路2上でこの加算された
縦1列の画素を加算するようにしたものである。
The third is between two vertical columns of four pixels in the color pixel group 6 (between the pixels 1a and 1b and the pixels 1c and 1d).
, The electric charge of each of the four pixels is output only to the vertical transfer circuit 2 existing in the vertical transfer circuit 2, and the two pixels 1a and 1c
Are added, and the added pixels in the vertical column are added on the vertical transfer circuit 2.

【0017】さらに、その第4は、カラー画素群6内の
縦1列の2つの画素1a,1bあるいは2つの画素1
c,1dを垂直転送回路2上で加算し、そのまま出力信
号5として出力するものである。
Fourth, two pixels 1a, 1b or two pixels 1a in one vertical column in the color pixel group 6 are arranged.
c and 1d are added on the vertical transfer circuit 2 and output as an output signal 5 as it is.

【0018】その第5は、カラー画素群6内の縦1列の
2つの画素1a,1bあるいは2つの画素1c,1dを
垂直転送回路2上に順次転送し、水平転送回路3で転送
する際に水平転送回路3上でそれぞれ縦1列の2つの画
素を加算し、そのまま出力信号として出力するものであ
る。
Fifth, when two pixels 1a, 1b or two pixels 1c, 1d in one vertical column in the color pixel group 6 are sequentially transferred to the vertical transfer circuit 2, and are transferred by the horizontal transfer circuit 3. , Two pixels of one column each are added on the horizontal transfer circuit 3 and output as it is as an output signal.

【0019】その第6は、カラー画素群6内の4つの画
素を順次垂直転送回路2を介して垂直転送し、さらに水
平転送回路3を介して順次水平転送し、出力増幅器4上
でカラー画素群6内の横1行の2つの画素1a,1cあ
るいは2つの画素1b,1dの2画素のみをそれぞれ加
算して、そのまま出力信号5として出力するものであ
る。
Sixth, the four pixels in the color pixel group 6 are sequentially transferred vertically via the vertical transfer circuit 2 and then sequentially transferred horizontally via the horizontal transfer circuit 3. Only two pixels 1a and 1c or two pixels 1b and 1d in one horizontal row in the group 6 are added and output as an output signal 5 as it is.

【0020】このような撮像素子10上の加算は、撮像
素子10に対する電荷転送の駆動を制御することによっ
て容易に達成することができる。
Such addition on the image sensor 10 can be easily achieved by controlling the driving of the charge transfer to the image sensor 10.

【0021】このように、撮像素子10上で出力信号5
として出力される段階で、各カラー画素群6内の4画素
を加算する場合、各カラー画素群6内のR,G,B色成
分に対する電荷量は単一画素の電荷量の4倍となり、2
画素を加算する場合、電荷量は2倍となり、ともに感度
が向上するとともに、光電変換のダイナミックレンジを
向上させることができる。
As described above, the output signal 5 on the image sensor 10
When the four pixels in each color pixel group 6 are added at the stage of output as, the charge amount for the R, G, and B color components in each color pixel group 6 is four times the charge amount of a single pixel, 2
When the pixels are added, the charge amount is doubled, the sensitivity is improved, and the dynamic range of photoelectric conversion can be improved.

【0022】なお、上述した撮像素子10内のカラー画
像マトリクスにおける各カラー画素群6は、2×2の4
画素としたが、これに限らず、1×2の2画素、3×3
の9画素、3×2の6画素等の任意の数、任意の配列態
様の構成とすることもできる。
Each of the color pixel groups 6 in the color image matrix in the image pickup device 10 described above is a 2 × 2 4
However, the present invention is not limited to this. Two pixels of 1 × 2, 3 × 3
, An arbitrary number, such as 9 pixels, 3 × 2, and 6 pixels, may be configured in any arrangement.

【0023】また、上述した撮像素子10は、CCD固
体撮像素子を前提として説明したが、これに限らず、各
画素1をスイッチング処理により各画素1内に蓄積した
電荷を掃き出す増幅型固体撮像素子であっても適用でき
るのは明らかである。
Further, the above-described image pickup device 10 has been described on the assumption that the CCD solid-state image pickup device is used. However, the present invention is not limited to this. Obviously, this is applicable.

【0024】次に、図1に示す撮像素子10を用いた撮
像装置としての電子カメラについて説明する。図4は、
撮像素子10を用いた電子カメラの構成を示すブロック
図である。図4において、撮像素子10は、光学系11
を介して入力された被写体28の像を電気信号に変換す
る。この光学系11は、赤外カットフィルタを有する。
Next, an electronic camera as an image pickup apparatus using the image pickup device 10 shown in FIG. 1 will be described. FIG.
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of an electronic camera using the imaging device 10. In FIG. 4, an image sensor 10 includes an optical system 11
To convert the image of the subject 28 input through the electronic device into an electric signal. This optical system 11 has an infrared cut filter.

【0025】CDS/AGC回路12は、撮像素子10
からの出力信号に対して、相関二重サンプリング等によ
ってノイズ成分を低減するCDS作用と感度に応じた自
動増幅を行うAGC作用とを施してA/D変換器13に
出力する。
The CDS / AGC circuit 12 includes the image pickup device 10
Is subjected to a CDS function for reducing noise components by correlated double sampling or the like and an AGC function for performing automatic amplification according to sensitivity, and outputs the signal to the A / D converter 13.

【0026】A/D変換器13は、CDS/AGC回路
12からのアナログ信号を10ビットのディジタル信号
に変換して、ディジタル信号処理部(DSP)14に出
力する。なお、A/D変換器13は、CDS/AGC回
路12からのアナログ信号を10ビット以上のディジタ
ル信号に変換してもよいことは言うまでもない。
The A / D converter 13 converts an analog signal from the CDS / AGC circuit 12 into a 10-bit digital signal and outputs the digital signal to a digital signal processing unit (DSP) 14. It is needless to say that the A / D converter 13 may convert the analog signal from the CDS / AGC circuit 12 into a digital signal of 10 bits or more.

【0027】DSP14は、入力された10ビットのデ
ィジタルデータに対し、画像の補間処理、黒レベル調
整、ガンマ補正、ニー補正等を処理を行い、10ビット
から8ビットに変換したディジタルデータに対してマト
リクス、輪郭補正等の処理を施し、8ビットの輝度成分
と8ビットの色差成分からなる16ビットのディジタル
データの生成等の処理を行う信号処理回路であり、ディ
ジタル信号処理用のワンチップLSIである。また、D
SP14は、撮像素子10の駆動用タイミングパルス生
成処理も行っている。
The DSP 14 performs image interpolation processing, black level adjustment, gamma correction, knee correction, and the like on the input 10-bit digital data, and converts the 10-bit digital data into 8-bit data. A signal processing circuit that performs processing such as matrix and contour correction, and performs processing such as generation of 16-bit digital data composed of 8-bit luminance components and 8-bit color difference components, and is a one-chip LSI for digital signal processing. is there. Also, D
The SP 14 also performs a drive timing pulse generation process for the image sensor 10.

【0028】圧縮/伸長部15は、静止画に対する国際
規格であるJPEG規格に基づく圧縮/伸長処理を行
い、具体的には、離散コサイン変換(DCT)、逆DC
T、ハフマン符号化/復号化等の論理処理を行うワンチ
ップデコーダである。また、圧縮/伸長部15は、バッ
ファメモリ16へのデータ取り込み、データアクセスを
行い、DRAMで構成されるバッファメモリ16に対す
るリフレッシュをも行う。
The compression / decompression unit 15 performs compression / decompression processing based on the JPEG standard, which is an international standard for still images, and specifically includes discrete cosine transform (DCT) and inverse DCT.
T, a one-chip decoder that performs logical processing such as Huffman encoding / decoding. Further, the compression / decompression unit 15 takes in and accesses data to and from the buffer memory 16 and also refreshes the buffer memory 16 composed of a DRAM.

【0029】バッファメモリ16は、圧縮/伸長部15
によって圧縮する前の1フレームの画像データを一時保
持するメモリであり、上述したようにDRAMで構成さ
れる。
The buffer memory 16 includes a compression / decompression unit 15
Is a memory for temporarily storing image data of one frame before compression, and is composed of a DRAM as described above.

【0030】SRAM22は、圧縮/伸長部15によっ
て圧縮された画像データに対して、JPEGファイルと
してのヘッダ情報を付加し、フラッシュメモリ26への
記憶前のバッファメモリとしての機能を有する。
The SRAM 22 adds header information as a JPEG file to the image data compressed by the compression / decompression unit 15, and has a function as a buffer memory before storage in the flash memory 26.

【0031】フラッシュメモリ26は、ヘッダ情報が付
加されたJPEGファイルである画像ファイルを最終格
納する不揮発性メモリである。
The flash memory 26 is a nonvolatile memory for finally storing an image file which is a JPEG file to which header information has been added.

【0032】外部インターフェース27は、パーソナル
コンピュータ等の外部処理装置とこの電子カメラ本体と
の間のデータ転送等を行うためのインターフェースであ
る。
The external interface 27 is an interface for transferring data between an external processing device such as a personal computer and the electronic camera body.

【0033】ディジタルエンコーダ17は、ディジタル
データをアナログのビデオ信号に変調するチップであ
る。
The digital encoder 17 is a chip that modulates digital data into an analog video signal.

【0034】表示器18は、LCD等で実現され、ディ
ジタルエンコーダ17が生成したビデオ信号を表示出力
する。
The display 18 is realized by an LCD or the like, and displays and outputs a video signal generated by the digital encoder 17.

【0035】スピードライト部24は、単独で外部調光
制御する機能を有する。すなわち、スピードライト部2
4は、後述するCPU21によって発光、チャージ等が
制御され、発光量制御は、このスピードライト部単独で
外部調光が行われる。
The speedlight section 24 has a function of independently controlling external light control. That is, the speedlight unit 2
In 4, light emission, charge, and the like are controlled by a CPU 21 described later, and light emission amount control is performed by external light control by the speedlight unit alone.

【0036】LCD23は、各種撮影モード、残コマ、
イレーズ(消去)、バッテリー検出等の状態を液晶表示
する。
The LCD 23 has various shooting modes, remaining frames,
The status of erase (erase), battery detection, etc. is displayed on the LCD.

【0037】CPU21は、例えばマイクロプロセッサ
により構成され上述した各部を全体制御する。
The CPU 21 is constituted by, for example, a microprocessor and controls the above-described units as a whole.

【0038】タイミング生成器20は、撮像素子10を
駆動する各種パルスおよび上述した各部の各種タイミン
グパルスを生成する。
The timing generator 20 generates various pulses for driving the image pickup device 10 and various timing pulses for the above-described respective units.

【0039】撮像素子10は、上述したDSP14から
の駆動用タイミングパルスによって制御される。撮像素
子10の水平電荷転送のための水平転送パルスは、DS
P14からタイミング生成器20を介して直接撮像素子
10を駆動し、垂直電荷転送のための垂直転送パルス
は、タイミング生成器20に入力され、駆動部19を介
して電圧変換された信号によって撮像素子10を駆動す
る。
The image pickup device 10 is controlled by the drive timing pulse from the DSP 14 described above. The horizontal transfer pulse for horizontal charge transfer of the image sensor 10 is DS
The image pickup device 10 is directly driven from P 14 via the timing generator 20, and a vertical transfer pulse for vertical charge transfer is input to the timing generator 20, and the image pickup device is driven by a signal which is voltage-converted via the drive unit 19. 10 is driven.

【0040】ここで、操作部25は、各種の撮影モード
を切り換える撮影モード切換スイッチと各種のコマンド
を設定するコマンドダイヤルとを含む。
Here, the operation unit 25 includes a photographing mode changeover switch for switching various photographing modes and a command dial for setting various commands.

【0041】すなわち、この操作部25の撮影モード切
換スイッチによって、カラー画素マトリクスの各画素1
のカラー画像の出力を行う高解像度モードと、カラー画
素群6単位のカラー画像の出力を行う高感度モードと、
高解像度モードと高感度モードとを輝度等の撮影環境に
よって自動的に切り換えるオートモードとが切換指示さ
れる。
That is, each pixel 1 of the color pixel matrix is operated by the photographing mode changeover switch of the operation unit 25.
A high-resolution mode for outputting a color image of a color pixel group, a high-sensitivity mode for outputting a color image of six color pixel groups,
An instruction to switch between a high-resolution mode and a high-sensitivity mode is automatically given in accordance with an imaging environment such as luminance.

【0042】高解像度モードが指示された場合、CPU
21は、DSP14に高解像度モードが設定されたこと
を指示し、DSP14は、各カラー画素群6内の4つの
画素を通常の電荷転送制御に従って、水平方向の画素群
を1段づつ順次転送させる駆動用タイミングパルスを生
成して、撮像素子10を駆動させるとともに、A/D変
換器13を介して入力された出力信号をカラー画像出力
に対応する信号処理を施す。また、CPU21は、高解
像度モードに対応したその他の各部に対する指示制御も
行う。
When the high resolution mode is designated, the CPU
Numeral 21 indicates that the high resolution mode has been set to the DSP 14, and the DSP 14 sequentially transfers the four pixels in each color pixel group 6 one by one in the horizontal direction according to the normal charge transfer control. A drive timing pulse is generated to drive the image pickup device 10, and an output signal input via the A / D converter 13 is subjected to signal processing corresponding to a color image output. Further, the CPU 21 also performs instruction control for other units corresponding to the high resolution mode.

【0043】高感度モードが指示された場合、CPU2
1は、DSP14に高感度モードが設定されたことを指
示し、DSP14は、各カラー画素群6内の4つの画素
を加算させる駆動用タイミングパルスを生成し、撮像素
子を駆動させるとともに、A/D変換器13を介して入
力された出力信号に対する信号処理を施す。また、CP
U21は、高感度モードに対応したその他の各部に対す
る指示制御も行う。
When the high sensitivity mode is instructed, the CPU 2
1 indicates that the high-sensitivity mode has been set to the DSP 14, the DSP 14 generates a drive timing pulse for adding the four pixels in each color pixel group 6, drives the image sensor, and sets the A / A The signal processing is performed on the output signal input via the D converter 13. Also, CP
U21 also performs instruction control for other units corresponding to the high sensitivity mode.

【0044】オートモードが指示された場合、CPU2
1は、DSP14にオートモードが設定されたことを指
示し、DSP14は、例えば高解像度モードをデフォル
トモードとして撮像素子10に駆動用タイミングパルス
を生成し、撮像素子10からの出力信号をもとに輝度成
分をモニタし、その輝度成分が所定値以下か否かを判断
し、その判断結果が所定値以下である場合に高感度モー
ドに切り換え、所定値以下でない場合はそのまま高解像
度モードを維持する。
When the auto mode is instructed, the CPU 2
1 instructs the DSP 14 that the auto mode has been set, the DSP 14 generates a drive timing pulse in the image sensor 10 with, for example, the high resolution mode as a default mode, and based on an output signal from the image sensor 10 The luminance component is monitored and it is determined whether or not the luminance component is equal to or less than a predetermined value. If the determination result is equal to or less than the predetermined value, the mode is switched to the high sensitivity mode. If not, the high resolution mode is maintained as it is. .

【0045】なお、各カラー画素群6内の4つの画素の
うち、2つの画素のみの加算を行った出力信号である場
合には、4つの画素の加算による高感度と各画素のみの
処理による高解像度との中間の高感度と高解像度とを得
ることができるため、この中間モードを加えるようにし
てもよいし、さらに、この中間モードをオートモードの
切換対象として加えるようにしてもよい。
When the output signal is obtained by adding only two pixels among the four pixels in each color pixel group 6, high sensitivity by adding four pixels and processing by only each pixel are performed. Since an intermediate high sensitivity and a high resolution can be obtained, the intermediate mode may be added, or the intermediate mode may be added as a switching target of the auto mode.

【0046】ここで、図5は、上述した電子カメラの平
面図を示している。電子カメラ本体31には、撮影モー
ド切換スイッチ32、コマンドダイヤル33、LCD3
4、およびレリーズスイッチ35を有している。撮影モ
ード切換スイッチ32、コマンドダイヤル33、および
レリーズスイッチ35は、図4における操作部25の一
部であり、LCD34は、図4におけるLCD23に相
当する。撮影モード切換スイッチ32は、高解像度モー
ドと高感度モードとオートモードとの3つのモードを切
り換えるスイッチであり、そのモード状態はLCD34
内に表示される。また、コマンドダイヤル33は、シャ
ッタスピード、絞り値等の設定操作に用いられるダイヤ
ルであり、その設定結果等はLCD34内に表示され
る。
FIG. 5 is a plan view of the above-described electronic camera. The electronic camera body 31 has a shooting mode changeover switch 32, a command dial 33, an LCD 3
4 and a release switch 35. The shooting mode changeover switch 32, command dial 33, and release switch 35 are part of the operation unit 25 in FIG. 4, and the LCD 34 corresponds to the LCD 23 in FIG. The shooting mode changeover switch 32 is a switch for switching among three modes of a high resolution mode, a high sensitivity mode, and an auto mode.
Will be displayed within The command dial 33 is a dial used for setting operations such as a shutter speed and an aperture value, and the result of setting is displayed on the LCD 34.

【0047】このようにして、図4に示す電子カメラで
は、同一の撮像素子10を用いて、高解像度のカラー画
像を得ることができるとともに、高感度でダイナミック
レンジの広い高感度カラー画像を得ることができ、さら
に、その切換が手動及び自動切換できるようになってい
るので、柔軟なカラー画像の撮像を行うことができる。
As described above, in the electronic camera shown in FIG. 4, a high-resolution color image can be obtained using the same image pickup device 10, and a high-sensitivity color image having a wide dynamic range can be obtained. Further, since the switching can be performed manually and automatically, flexible color image capturing can be performed.

【0048】[0048]

【発明の効果】以上詳細に説明したように、第1の発明
では、隣接する所定数の画素ごとに同色のカラーフィル
タを搭載して構成し、所定数の画素の電荷を加算して順
次読み出すようにしているので、読み出された電荷は所
定数倍の電荷の増加し、この結果、高感度かつダイナミ
ックレンジが向上した撮像素子を得ることができるとい
う効果を有する。
As described above in detail, according to the first aspect, a color filter of the same color is mounted for each of a predetermined number of adjacent pixels, and charges of the predetermined number of pixels are added and sequentially read out. As a result, the read charge is increased by a predetermined number of times, and as a result, there is an effect that an imaging device with high sensitivity and improved dynamic range can be obtained.

【0049】また、第2から第4の発明では、第1の発
明の撮像素子から、隣接する所定数の画素の電荷を加算
して読み出す制御を行うようにしているので、高感度か
つダイナミックレンジが向上したカラー画像を得ること
ができる。
Further, in the second to fourth inventions, control is performed by adding and reading out charges of a predetermined number of adjacent pixels from the image pickup device of the first invention. Can be obtained.

【0050】さらに、加算しない高解像度カラー画像と
加算した高感度カラー画像との切換を行うことができる
とともに、撮影環境に応じた自動切換をも行うようにし
ているので、所望のカラー画像の出力を適切に得ること
ができる。
Further, switching between a high-resolution color image without addition and a high-sensitivity color image with addition can be performed, and automatic switching in accordance with the photographing environment is also performed. Can be obtained appropriately.

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

【図1】本発明の一実施形態に係わる撮像素子の構成を
示す説明図である。
FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating a configuration of an imaging device according to an embodiment of the present invention.

【図2】カラー画素マトリクスの加算による高感度画像
を得る原理を示す説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing the principle of obtaining a high-sensitivity image by adding a color pixel matrix.

【図3】カラー画素マトリクスの加算による高感度画像
を示す説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a high-sensitivity image obtained by adding a color pixel matrix.

【図4】図1に示す撮像素子を用いた電子カメラの構成
を示すブロック図である。
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of an electronic camera using the imaging device shown in FIG.

【図5】図4に示す電子カメラの概略平面図である。5 is a schematic plan view of the electronic camera shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 画素 2 垂直転送回路 3 水平転送回路 4 出力増幅器 5 出力信号 6 カラー画素群 8 加算画素 10 撮像素子 14 ディジタル信号処理部(DSP) 19 駆動部 20 タイミング生成器 21 CPU 25 操作部 Reference Signs List 1 pixel 2 vertical transfer circuit 3 horizontal transfer circuit 4 output amplifier 5 output signal 6 color pixel group 8 addition pixel 10 imaging device 14 digital signal processing unit (DSP) 19 drive unit 20 timing generator 21 CPU 25 operation unit

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 それぞれ光電変換素子を備えマトリクス
状に配置された複数の画素を有し、隣接する所定数の画
素ごとに同色のカラーフィルタを搭載して構成したカラ
ー画素マトリクスを具備し、前記隣接する所定数の画素
の電荷を加算して順次読み出し可能としたことを特徴と
する撮像素子。
1. A color pixel matrix comprising a plurality of pixels each having a photoelectric conversion element and arranged in a matrix, and including a color filter of the same color for every predetermined number of adjacent pixels, An imaging device wherein charges of a predetermined number of adjacent pixels are added to enable sequential reading.
【請求項2】 それぞれ光電変換素子を備えマトリクス
状に配置された複数の画素を有し、隣接する所定数の画
素ごとに同色のカラーフィルタを搭載して構成したカラ
ー画素マトリクスを具備し、前記隣接する所定数の画素
の電荷を加算して順次読み出し可能とした撮像素子と、 前記撮像素子に対し、前記隣接する所定数の画素の電荷
を加算して順次読み出すために駆動信号を供給可能な駆
動回路と、 を具備することを特徴とする撮像装置。
2. A color pixel matrix comprising a plurality of pixels each having a photoelectric conversion element and arranged in a matrix, and including a color filter of the same color for every predetermined number of adjacent pixels, An imaging element capable of sequentially reading out by adding charges of a predetermined number of adjacent pixels; and a driving signal capable of adding a charge of the predetermined number of adjacent pixels and sequentially reading out the image pickup element. An imaging device, comprising: a driving circuit.
【請求項3】 m,n,bを自然数としたとき、前記カ
ラー画素マトリクスは水平bm個、垂直bn個の画素を
備え、前記駆動回路により隣接する2b画素の電荷を加
算して読み出し、水平m個、垂直n個の画素信号を読み
出すことを可能としたことを特徴とする請求項2に記載
の撮像装置。
3. When m, n, and b are natural numbers, the color pixel matrix includes bm pixels in the horizontal direction and bn pixels in the vertical direction. The imaging device according to claim 2, wherein m and n vertical pixel signals can be read.
【請求項4】 前記水平m個、垂直n個の画素信号を読
み出すモードと、水平2m個、垂直2n個の画素を加算
することなく読み出すモードとを切り換える手段を具備
することを特徴とする請求項3に記載の撮像装置。
4. A means for switching between a mode for reading m horizontal pixel signals and n vertical pixel signals and a mode for reading 2m horizontal and 2n vertical pixels without adding them. Item 4. The imaging device according to Item 3.
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