KR950007538B1 - Solid-state device system of camcorder - Google Patents
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Abstract
Description
제1도는 일반적인 고체 촬상장치의 블록도.1 is a block diagram of a general solid-state imaging device.
제2도는 일반적인 촬상장치에 있어서, 저속 셔터 기능 블록도.2 is a slow shutter function block diagram of a general image pickup device.
제3도의 (a) 내지 (c)는 펄드 중첩에 대한 예시 파형도.(A) to (c) of FIG. 3 are exemplary waveform diagrams for the pulse superposition.
제4도의 (a) 내지 (d)는 수직펄스의 파형도이고,(A) to (d) of FIG. 4 are waveform diagrams of vertical pulses,
(e) 및 (f)는 수평 펄스의 파형도.(e) and (f) are waveform diagrams of horizontal pulses.
제5도는 본 발명의 고체 촬상장치에 대한 블록도.5 is a block diagram of a solid-state imaging device of the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
1A-1N : 수직 씨씨디 2, 8 : 수평 씨씨디1A-1N: Vertical CD 2, 8: Horizontal CD
3 : 출력부 4A, 4B : 버퍼3: output 4A, 4B: buffer
5 : 인버터 6 : 분주 제어부5: inverter 6: dispensing control unit
7 : 레벨 시프트부 a1.1-n.m: 포토 센서7: level shift part a 1.1-nm : photo sensor
본 발명은 캠코더의 고체 촬상장치에 관한 것으로, 특히 별도의 외부 메모리를 사용하지 않고, 셔터가 저속으로 가변되게 하는데 적당하도록한 고체 촬상장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solid-state imaging device of a camcorder, and more particularly to a solid-state imaging device that is adapted to make the shutter variable at low speed without using a separate external memory.
제1도는 일반적인 고체 촬상장치의 블록도로서 이에 도시한 바와같이, 포토센서(a1.1_an.n)를 통해 감지되는 빛에 의해 축적되는 전하를 수직 펄스(V1-V4)에 의해 수직방향으로 순차 전송하는 수직 씨씨디(Chage Coupled Device), (1A-1N)와, 수평펄스(H1, H2)에 의해 상기 수직 씨씨디(1A-1N)로 부터 공급되는 영상신호를 수평방향으로 순차 전송하는 수평 씨씨디(2)와, 게이트 신호(PG)에 따라 상기 수평 씨씨디(2)로부터 출력되는 영상신호를 출력하는 출력부(3)로 구성되었다.FIG. 1 is a block diagram of a general solid-state imaging device, and as shown therein, the charge accumulated by the light detected through the photosensors (a 1.1 _ a nn ) is transferred in the vertical direction by the vertical pulses V 1 -V 4 . Vertically transmitted vertical CD (Chage Coupled Device), (1A-1N) and the video signal supplied from the vertical CD (1A-1N) by the horizontal pulse (H 1 , H 2 ) in the horizontal direction A horizontal CD 2 to be transmitted and an output unit 3 for outputting a video signal output from the horizontal CD 2 in accordance with the gate signal PG.
제2도는 제1도와 같이 구성된 씨씨디(10)의 적용블록도로서 이에 도시한 바와 같이, 그 씨씨디(10)를 구동하기 위한 타이밍 신호를 발생하는 타이밍 발생기(20)와, 저속 셔터 변환시 필요로하는 데이타 저장된 메모리(30)로 구성된 것으로, 이와 같이 구성된 종래의 촬상 장치의 작용을 첨부한 제3도를 참조하여 설명하면 다음과 같다.FIG. 2 is an application block diagram of the CD 10 configured as shown in FIG. 1, and as shown therein, a timing generator 20 for generating a timing signal for driving the CD 10, and a need for a low-speed shutter conversion. This is composed of a data storage memory 30, which will be described below with reference to FIG. 3 attached to the operation of the conventional imaging device.
각 펄스열의 조합에 의해 수직 및 수평 전송 그리고, 최종의 출력이 전송되는데, 즉 제4도의 (a) 내지 (d)와 같은 수직 펄스(V1-V4)의 조합에 의한 3상태시 (V1과 V3)수직 씨씨디(1A-1N)가 구동되면서 포토 센서(a1.1-n.n)에 의해 축적된 전하가 수직방향으로 순차 전송되고, 제4도의 (e), (f)와 같은 수평 펄스(H1, H2)에 의해 상기 수직 씨씨디(1A-1N)로부터 수평 씨씨디(2)에 공급되는 영상신호가 1수평라인씩 순차적으로 전송되며, 이렇게 전송되는 영상신호가 최종적으로 게이트 신호(PG)에 의해 스위치(SW)가 온될때 피모스(PM)를 통해 출력되고, 이와 같은 일련의 동작이 반복적으로 이루어진다.The combination of each pulse train transmits the vertical and horizontal transmissions, and the final output, i.e., in the tristate by the combination of the vertical pulses (V 1- V 4 ) as shown in (a) to (d) of FIG. 1 and V 3 ) As the vertical CDs 1A-1N are driven, charges accumulated by the photosensors a 1.1-nn are sequentially transferred in the vertical direction, and horizontal as shown in (e) and (f) of FIG. 4. The video signals supplied from the vertical CDs 1A-1N to the horizontal CDs 2 are sequentially transmitted by horizontal lines by pulses H 1 and H 2 , and the video signals thus transmitted are finally gated. When the switch SW is turned on by the signal PG, it is output through the PMOS PM, and such a series of operations are repeatedly performed.
여기서, 저속 셔터 변환은 제3도의 (a)와 같은 펄스의 조합에 의해 축적 필드가 결정되어 행하여지는데, 그 원리는 센서 게이트 펄스(5G : V1과 V3의 3상태 펄스)의 길이에 이해 2필드의 경우, 제3도의 (b)와 같이 2VD간격, 4필드의 경우 제3도의 (c)와 같이 4VD간격으로 그 센서 게이트 펄스(SG1, SG2)가 존재하고, 각각마다 먼저 행하여지는 출력을 메모리(30)에 저장시켜 놓은 후, 이를 한꺼번에 출력시킴으로써 저속 서터의 작용이 이루어지고, 어두은 조건하에서 촬영시 이와 같은 저속 셔터의 기능에 의해 필드가 중첩되므로 보다 선명한 화면을 제공할 수 있게 된다.Here, the slow shutter conversion is performed by determining the accumulation field by a combination of pulses as shown in Fig. 3A, and the principle is understood in terms of the length of the sensor gate pulses (5G: tri-state pulses of V 1 and V 3 ). In the case of 2 fields, the sensor gate pulses SG 1 and SG 2 are present at 2VD intervals as shown in (b) of FIG. 3 and 4VD intervals as shown in FIG. 3 (c) in the case of 4 fields. The slow output is stored by storing the output in the memory 30 and then outputted all at once, and the field is overlapped by the function of such a slow shutter when shooting under dark conditions so that a clearer screen can be provided. do.
그러나 이와 같은 종래의 촬상장치에 있어서는 저속 셔터 변환을 위해 고체 촬상소자 외부에 메모리를 사용하게 되므로 필드 메모리의 용량에 영향을 미치고, 고체 촬상소자의 출력을 축적시킴으로써 원래의 노이즈도 축적되어 노이즈성분이 더 커지게되는 문제점이 있었다.However, in such a conventional imaging device, since the memory is used outside the solid-state image pickup device for the low-speed shutter conversion, it affects the capacity of the field memory, and by accumulating the output of the solid-state image pickup device, the original noise is also accumulated to reduce the noise component. There was a problem of getting bigger.
본 발명은 이와 같은 종래의 결함을 해결하기 위하여 외부의 메모리를 사용하지 않고, 수평전송 소자만을 이용하여 저속 셔터 기능을 수행할 수 있게 창안한 것으로, 이를 첨부한 도면에 의하여 상세히 설명한다.The present invention was devised to perform a slow shutter function using only a horizontal transmission element without using an external memory to solve such a conventional defect, which will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
제5도는 본 발명의 고체 촬상장치에 대한 블록도로서 이에 도시한 바와 같이, 포토센서(a1.1-n.n)를 통해 감지되는 빛이 의해 축적되는 전하를 수직 펄스(V1-V4)에 의해 수직방향으로 순차 전송하는 수직 씨씨디(1A-1N)와, 수평펄스(H1, H2)에 의해 상기 수직 씨씨디(1A-1N)로 부터 공급되는 영상신호를 수평방향으로 순차 전송하는 수평 씨씨디(2)와, 게이트 신호(PG)에 따라 상기 수평 씨씨디(2)로 부터 출력되는 영상신호를 출력하는 출력부(3)와, 상기 출력부(3)에서 출력되는 영상신호를 샘플링/홀드하는 샘플/홀드(S/H)와, 상기 샘플/홀드(S/H)에 저장된 영상신호를 출력용과 저속 셔터를 위한 축적용으로 분리하는 버퍼(4A), (4B)와, 상기 버퍼(4B)에 출력되는 신호를 반전시키는 인버터(5)와, 게이트(b1)를 통해 상기 인버터(5)에서 출력되는 신호를 공급받아 이를 저속 셔터에 따른 2필드 축적분, 또는 4필드 축적분, 또는 그 이상으로 하기 위하여 펄스의 길이를 조절해주는 분주 제어부(6)와, 상기 분주 제어부(6)에 의해 분주된 신호의 레벨을 적당한 수준으로 변환시키는 레벨 시프트부(7)와, 상기 레벨 시프트부(7)에서 출력되는 신호를 공급받아 이를 수평방향으로 전송하는 수평 씨씨디(8)와, 상기 수평 씨씨디(8)에서 출력되는 신호에 포함된 노이즈 성분을 제거하여 이를 상기 수직 씨씨디(1A-1N)의 입력단으로 공급해주는 게이트(b1-bn)로 구성한 것으로, 이와 같이 구성한 본 발명의 작용 및 효과를 제3도 및 제4도를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.5 is a block diagram of the solid-state imaging device of the present invention, as shown here, by the vertical pulse (V 1- V 4 ) charges accumulated by the light detected through the photosensor (a 1.1-nn ) Vertical CD 1A-1N sequentially transmitting in the vertical direction, and horizontal pulses sequentially transmitting horizontally the video signals supplied from the vertical CDs 1A-1N by horizontal pulses H 1 and H 2 . Sampling the video signal output from the output unit 3 and the output unit 3 for outputting the video signal output from the horizontal CD 2 according to the CD 2 and the gate signal PG And holding samples / holds (S / H), buffers 4A and 4B for separating the image signals stored in the samples / holds (S / H) for output and for accumulating for slow shutters, and the buffers Inverter 5 for inverting the signal output to 4B and a signal output from the inverter 5 through the gate b1 and receiving the signal A division control section 6 for adjusting the length of the pulse so as to achieve two field accumulations or four field accumulations according to the subsequent shutter, and the level of the signal divided by the division control section 6 to an appropriate level. A level shift unit 7 for converting the signal to a second level; It is composed of a gate (b1-bn) to remove the noise component contained in the supply to the input terminal of the vertical CD (1A-1N), the operation and effect of the present invention configured as described above 3 and 4 When described in detail with reference to as follows.
일반적인 영상신호의 전송은 종래에서와 같이 이루어지는데, 즉 제4도의 (a) 내지 (d)와 같은 수직 펄스(V1-V4)의 조합에 의한 3상태시(V1과 V3)수직 씨씨디(1A-1N)가 구동되면서 포토센서(a1.1-n.n)에 이해 축적된 전하가 수직방향으로 순차 전송되고, 제4도의 (e), (f)와 같은 수평 펄스(H1, H2)에 의해 상기 수직 씨씨디(1A-1N)로부터 수평 씨씨디(2)에 공급되는 영상신호가 1수평라인씩 순차적으로 전송되며, 이렇게 전송되는 영상신호가 최종적으로 출력부(3)에서 게이트 신호(PG)에 의해 출력되며, 이와 같은 일련의 동작이 반복적으로 이루어진다.The transmission of a general video signal is performed as in the prior art, i.e., in three states (V 1 and V 3 ) vertical by a combination of vertical pulses (V 1- V 4 ) as shown in FIGS. As the CDs 1A-1N are driven, charges accumulated in the photosensors a 1.1-nn are sequentially transferred in the vertical direction, and horizontal pulses H 1 and H as shown in (e) and (f) of FIG. 2 ) the video signals supplied from the vertical CDs 1A-1N to the horizontal CDs 2 are sequentially transmitted one horizontal line, and the video signals thus transmitted are finally gated at the output unit 3. Outputted by the signal PG, this series of operations is repeated.
한편, 상기 출력부(3)에서 1수평시간 추출되는 출력이 샘플/홀드(S/H)에서 샘플링/홀드되면서 노이즈성분이 제거된 후, 버퍼(4A)를 통해서는 후단의 프로세서로 전달되고, 버퍼(4B)를 통해서는 저속 셔터시 출력 축적용으로 출력되며, 이것이 인버터(5)를 통해 반전되어 고체 촬상 소자(10')측으로 공급 된다.On the other hand, after the output extracted one horizontal time from the output unit 3 is sampled / held in the sample / hold (S / H), the noise component is removed, and then transferred to the processor of the next stage through the buffer 4A, The buffer 4B is output for output accumulation during low-speed shutter, which is inverted through the inverter 5 and supplied to the solid-state imaging element 10 'side.
분주 제어부(6)는 셔터 변환입력(SH)을 공급받아 저속 셔터에 따른 펄드 축적분을 2필드로 할 것인지 4필드로 할것인지 또는 그 이상으로 할것인지에 따라 스위치(SW1)의 스위칭을 제어하여 그에 관련된 펄스의 길이가 정해진다.The dispensing control unit 6 receives the shutter switching input SH and controls the switching of the switch SW1 according to whether the pulse accumulation amount according to the slow shutter is set to 2 fields or 4 fields or more. The length of the pulse associated with it is determined.
그리고 상기 스위치(SW1)가 온되어 상기 인버터(5)의 출력신호가 레벨시프트부(7)에 공급되면, 후단의 수평 씨씨디(8)에서 사용할 수 있는 레벨로 변환되고, 이때 게이트(b2-bn)들도 원하는 축적시간만큼 온되어있으므로 상기 수평 씨씨디(8)에서 출력되는 영상신호가 그 게이트(b2-bn) 및 수직 씨씨디(1A-1N)를 통해 순차적으로 전송 된다.When the switch SW1 is turned on and the output signal of the inverter 5 is supplied to the level shift unit 7, the switch SW1 is converted to a level usable by the horizontal CD 8 at the rear stage, and at this time, the gate b2- Since bn are also turned on for a desired accumulation time, the video signals output from the horizontal CD 8 are sequentially transmitted through the gates b2-bn and the vertical CDs 1A-1N.
예로써, 2필드의 경우, 상기와 같이 수평 씨씨디(8)를 통해 축적된 영상신호를 출력하면서 동시에 포토센서(a1.1-n.n)에 의한 영상 출력동작을 병행하여 중첩된 영상신호가 출력 된다.For example, in the case of two fields, the video signals accumulated through the horizontal CD 8 are output as described above, and the superimposed video signals are output in parallel with the video output operation by the photo sensor a 1.1-nn . .
이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은 외부의 메모리를 사용하지 않고, 고체촬상장치내에 설치한 수평전송용 씨씨디 소자만를 이용하여 저속 셔터 기능을 수행할 수 있게함으로써 저속 셔터기능 수행시 필드 메모리의 용량에 영향을 미치지않고, 원래의 노이즈 성분을 샘플링/홀드 및 게이트를 이용하여 노이즈성분을 제거할 수 있는 효과가 있다.As described in detail above, the present invention enables the low-speed shutter function to be performed using only the horizontal transfer CD element installed in the solid-state imaging device without using an external memory, thereby enabling the capacity of the field memory during the low-speed shutter function. There is an effect that the noise component can be removed by sampling / holding and gate the original noise component without affecting.
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