JPH0119677B2 - - Google Patents
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- JPH0119677B2 JPH0119677B2 JP57099853A JP9985382A JPH0119677B2 JP H0119677 B2 JPH0119677 B2 JP H0119677B2 JP 57099853 A JP57099853 A JP 57099853A JP 9985382 A JP9985382 A JP 9985382A JP H0119677 B2 JPH0119677 B2 JP H0119677B2
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/40—Extracting pixel data from image sensors by controlling scanning circuits, e.g. by modifying the number of pixels sampled or to be sampled
- H04N25/46—Extracting pixel data from image sensors by controlling scanning circuits, e.g. by modifying the number of pixels sampled or to be sampled by combining or binning pixels
-
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
- H04N25/71—Charge-coupled device [CCD] sensors; Charge-transfer registers specially adapted for CCD sensors
- H04N25/713—Transfer or readout registers; Split readout registers or multiple readout registers
-
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- H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
- H04N25/71—Charge-coupled device [CCD] sensors; Charge-transfer registers specially adapted for CCD sensors
- H04N25/72—Charge-coupled device [CCD] sensors; Charge-transfer registers specially adapted for CCD sensors using frame transfer [FT]
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は固体撮像素子を用いた撮像装置に関す
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an imaging device using a solid-state imaging device.
近年、ビデオカメラとVTRを小型化した、所
謂ポータブルビデオの開発が盛んであるが、将来
的にはさらに一歩進んだ形態であるビデオカメラ
とVTRを一体化した8mmビデオが有力である。
In recent years, the development of so-called portable video, which is a miniaturized video camera and VTR, has been active, but in the future, an even more advanced form of 8mm video, which is a combination of a video camera and a VTR, is likely to be developed.
このような電子機器の小型化は特に半導体技術
に大きく依存している。前述のビデオカメラの光
電変換部もこの様な半導体技術の進歩により撮像
管から固体撮像素子に置き変わろうとしている。
現在この固体撮像素子は撮像管に比べて多くの特
徴を有している。 The miniaturization of such electronic devices is particularly dependent on semiconductor technology. Due to such advances in semiconductor technology, the photoelectric conversion section of the aforementioned video camera is also about to be replaced from an image pickup tube to a solid-state image pickup device.
Currently, solid-state image sensors have many features compared to image pickup tubes.
即ち、固体デバイスであるがゆえに小型、低消
費電力、量産性、焼付けがない等の特徴をもつ。 That is, because it is a solid-state device, it has features such as small size, low power consumption, mass productivity, and no burn-in.
この様に多くの特徴を持つ固体撮像素子の技術
確立と、超小型の磁気記録装置の開発により、従
来の銀塩フイルムを記録媒体とする銀塩写真技術
は現像処理を必要としない磁気写真或は電子式写
真技術にその足元をおびやかされつつある。 With the establishment of technology for solid-state image sensors with these many features and the development of ultra-compact magnetic recording devices, the conventional silver halide photography technology, which uses silver halide film as a recording medium, has been replaced by magnetic photography, which does not require development processing. is being threatened by electronic photography technology.
現在のVTRの主な利用法であるVTRに動画像
を記録し、TVにデイスプレイするのを主目的と
するものをムービービデオと呼び、記録装置に静
止画像を記録し、その記録信号をTVにデイスプ
レイしたり、あるいはプリンタによりプリントす
るのを主目的とするものをステイールビデオと呼
べば、ムービービデオ、ステイールビデオの両方
とも、その信号形態はTV信号形態に信号変換さ
れるので双方に大差はない。 The main use of VTRs today is to record moving images on a VTR and display them on a TV, which is called a movie video.Still images are recorded on a recording device and the recorded signal is sent to a TV. If we call a video whose main purpose is to display it or print it with a printer as still video, there is a big difference between both movie video and still video because the signal format is converted into the TV signal format. There isn't.
しかしムービービデオは被写体を連続的に撮像
するのが一般的であるが、ステイールビデオは一
般の写真機と同様に瞬間的に被写体像を撮影する
ものであるから、アイリス、シヤツタ、AGC、
ホワイトバランス等の応答性はかなり異なつた動
作にする必要があり、加えて固体撮像素子の駆動
方法も少し異なることになり、現在の−光学系−
信号処理系だけでは両方に使用することはできな
いと言う問題点がある。 However, while movie video generally captures images of the subject continuously, still video captures images of the subject instantaneously, just like a regular camera, so the iris, shutter, AGC,
The responsiveness of white balance etc. will need to operate quite differently, and in addition, the driving method of the solid-state image sensor will also be slightly different, which means that the current optical system
There is a problem in that a signal processing system alone cannot be used for both.
このためにムービー用のカメラ部とステイール
用のカメラ部は別体のものとする方が望ましい
が、それがコスト的に見合うのはこの様なカメラ
が充分に普及してからの事であり、現在において
は両方を兼用するのが有利である。 For this reason, it is preferable to separate the movie camera section and the still camera section, but it will only be worth it in terms of cost once such cameras have become sufficiently popular. Currently, it is advantageous to use both.
カメラ部をムービー用とステイール用とも兼用
にした場合に、問題化するのが固体撮像素子の電
荷蓄積法とその読出し方法である。固体撮像素子
にはMOS型やインタラインタイプCCD(IL−
CCD)、フレームトランスフアタイプCCD(FT−
CCD)などがあるが、ここではデバイスの基本
構造はあまり関係ないのでFT−CCDを例にとり
説明する。 When the camera section is used for both movies and still images, problems arise in the charge accumulation method of the solid-state image sensor and its readout method. Solid-state image sensors include MOS type and interline type CCD (IL-
CCD), frame transfer type CCD (FT-
CCD), but the basic structure of the device is not really relevant here, so we will explain using FT-CCD as an example.
FT−CCDは、被写体像の光を電荷に変換する
複数の光電変換セルより成る撮像部と撮像部から
の信号電荷を一時的に蓄積するメモリー部と、メ
モリー部からの信号電荷をTV同期信号にタイミ
ングを一致させて読出す水平シフトレジスタ部、
そして水平シフトレジスタ部からの信号電荷を増
幅し、信号電圧として出力するオンチツプアンプ
部とから成つている。 The FT-CCD consists of an imaging section consisting of multiple photoelectric conversion cells that convert the light of the subject image into charges, a memory section that temporarily stores signal charges from the imaging section, and a TV synchronization signal that converts the signal charges from the memory section. A horizontal shift register section that reads out timings that match the
It also includes an on-chip amplifier section that amplifies the signal charge from the horizontal shift register section and outputs it as a signal voltage.
この様なFT−CCDをムービーカメラとして利
用する時は、撮像部は1フイールド期間、前述の
様に光電変換を行い、この光電変換された信号電
荷は垂直ブランキング期間に数MHzの垂直転送パ
ルスでメモリー部に移される。そしてメモリー部
の信号電荷は次のフイールド期間に1水平走査毎
に水平ブランキング期間に水平シフトレジスタ部
に転送され、次段のオンチツプアンプからCCD
信号として読出される。その間、撮像部は光電変
換状態にある。つまり、1フイールド毎に光電変
換、垂直転送が繰返し成され、連続的な映像信号
が得られることになる。 When using such an FT-CCD as a movie camera, the imaging section performs photoelectric conversion as described above for one field period, and this photoelectrically converted signal charge is transmitted as a vertical transfer pulse of several MHz during the vertical blanking period. is moved to the memory section. Then, the signal charge in the memory section is transferred to the horizontal shift register section during the horizontal blanking period for every horizontal scan in the next field period, and is transferred from the on-chip amplifier in the next stage to the CCD.
Read out as a signal. During this time, the imaging section is in a photoelectric conversion state. In other words, photoelectric conversion and vertical transfer are repeated for each field, resulting in a continuous video signal.
次に、今説明したFT−CCDをステイールカメ
ラとして利用すると、画像のブレが発生しやすく
なる、何故ならば、TV信号は1フレームの映像
信号より成り立つており、また1フレームは2フ
レールド(奇数、偶数フイールド)即ちインター
レース動作により1枚の画像を組立てているか
ら、異なる時点での光電変換作用による1フレー
ム信号は、特に速く動く被写体に対しては画像の
ブレが発生し、画質の低下をきたす。 Next, when the FT-CCD just described is used as a still camera, image blurring is likely to occur, because a TV signal is made up of one frame of video signal, and one frame consists of two Freilds ( Since a single image is assembled using interlacing (odd and even fields), one frame signal due to photoelectric conversion at different times may cause image blurring, especially for fast-moving subjects, resulting in a decrease in image quality. cause
この様な欠点をなくす方法として、次の2つの
方法がある。 There are two methods to eliminate these drawbacks:
第1の方法は奇数フイールドだけの(あるいは
偶数フイールドだけの)信号を利用する事であ
る。即ち、奇数フイールド目の信号を次の偶数フ
イールドにも使う方法である。しかし、かかる方
法を用いると垂直解像度が劣化し、スチル画像と
しては適当でない。 The first method is to use signals from only odd fields (or only from even fields). That is, this method uses the signal of the odd numbered field also for the next even numbered field. However, when such a method is used, the vertical resolution deteriorates, making it unsuitable for still images.
第2の方法は撮像部の垂直方向素子数を2倍に
し、そして撮像部とメモリー部との間に第2の水
平シフトレジスタ部を設け、撮像素子の面上で同
時に奇数フイールドと偶数フイールドを得て、順
次読み出すことを可能とし、ムービービデオとス
テイールビデオの両方に対応出来る様な固体撮像
素子を利用する事である。この様な固体撮像デバ
イスとして、本出願人は特願昭56−146587号で提
案した。 The second method is to double the number of vertical elements in the imaging section, and to provide a second horizontal shift register section between the imaging section and the memory section, so that odd and even fields can be simultaneously processed on the surface of the imaging device. The idea is to use a solid-state imaging device that can capture and sequentially read out images, and that can handle both movie video and still video. The present applicant proposed such a solid-state imaging device in Japanese Patent Application No. 146587/1983.
この撮像デバイスを第1図に示し、簡単に動作
説明する。 This imaging device is shown in FIG. 1, and its operation will be briefly explained.
第1図において、1は複数の光電変換セルをマ
トリクス状に配列した撮像部、2は撮像部で得ら
れた信号電荷を転送蓄積するメモリー部、3は撮
像部で得られた信号電荷を読出す第1水平シフト
レジスタ、4はメモリー部に蓄えられた信号電荷
を読出す第2水平シフトレジスタ、5,6は第
1、第2水平シフトレジスタの読出信号を増幅す
るオンチツプアンプである。この撮像デバイスは
全体としてフレームトランスフア型CCDを形成
している。そして撮像部1の垂直方向のセル数は
490、メモリー部2の垂直方向のセル数を245とし
ている。 In FIG. 1, 1 is an imaging section in which a plurality of photoelectric conversion cells are arranged in a matrix, 2 is a memory section that transfers and stores signal charges obtained in the imaging section, and 3 is a reading section for reading signal charges obtained in the imaging section. 4 is a second horizontal shift register for reading signal charges stored in the memory section; 5 and 6 are on-chip amplifiers for amplifying read signals from the first and second horizontal shift registers. This imaging device as a whole forms a frame transfer type CCD. And the number of cells in the vertical direction of the imaging unit 1 is
490, and the number of cells in the vertical direction of the memory section 2 is 245.
ムービービデオの時は撮像部1の垂直方向の隣
接する2画素分の信号電荷を第1シフトレジスタ
3で順次加算してメモリー部2に転送し、第2シ
フトレジスタ4からオンチツプアンプ6を介して
信号ICとして読出す。(このモードを第1のモー
ド又はフイールドモードと呼ぶ。)
ステイールビデオの時は撮像部1の垂直方向の
奇数番目のセルの信号電荷は第1水平シフトレジ
スタ3から読み出し、偶数番目のセルの信号電荷
は第2水平シフトレジスタ4が読み出す。(この
モードを第2のモード又はフレームモードと呼
ぶ)。 In the case of a movie video, the signal charges of two vertically adjacent pixels of the imaging section 1 are sequentially added in the first shift register 3 and transferred to the memory section 2, and then transferred from the second shift register 4 via the on-chip amplifier 6. and read it out as a signal IC. (This mode is called the first mode or field mode.) In the case of still video, the signal charges of the odd-numbered cells in the vertical direction of the imaging section 1 are read out from the first horizontal shift register 3, and the signal charges of the even-numbered cells are read out from the first horizontal shift register 3. The signal charges are read out by the second horizontal shift register 4. (This mode is called the second mode or frame mode).
このように構成することによりフレームモード
をとればステイールビデオの場合にも垂直解像度
が損われず完全にインターレースされた信号を得
ることができる。したがつて第1図に示す素子は
ムービーにもステイールにも適用できる。 With this configuration, if frame mode is used, a completely interlaced signal can be obtained without loss of vertical resolution even in the case of still video. Therefore, the device shown in FIG. 1 can be applied to both movies and stills.
尚、ステイールビデオの場合、垂直解像度を犠
牲にすればフイールドモードでの読み出しも可能
である。 In the case of still video, reading in field mode is also possible at the expense of vertical resolution.
ところで、フイールドモードとフレームモード
とを比較してみると、2つのセルの信号電荷を加
算しているフイールドモードに比し、各々のセル
の信号電荷をそのまま読出しているフレームモー
ドは信号電荷がほぼ1/2となる。つまり、絞り一
段分だけカメラの感度が下がることになる。
By the way, when we compare field mode and frame mode, we find that compared to field mode, which adds the signal charges of two cells, frame mode, which reads out the signal charge of each cell as is, has almost no signal charge. It becomes 1/2. In other words, the sensitivity of the camera will be reduced by one aperture stop.
さらにオンチツプアンプ部はMOS素子で構成
されており、このMOSは低域ノイズ特性が悪く、
また人間の目が低周波領域のノイズを感知しやす
いことを考えると、絞り一段分のS/N劣化は無
視出来ない問題となる。 Furthermore, the on-chip amplifier section is composed of MOS elements, and this MOS has poor low-frequency noise characteristics.
Furthermore, considering that the human eye easily senses noise in the low frequency range, the S/N deterioration by one stop of aperture becomes a problem that cannot be ignored.
また、固体撮像素子の水平素子数は現状の390
あるいは570素子でも不足気味であり、将来的に
この水平素子数を増やす事態、もう一つは現在の
2/3インチ光学系が次のステツプでは1/2インチ光
学系、8mm光学系と順次小さくなることが予想さ
れ、そうなるとカメラの感度は非常に重要な問題
になる。 In addition, the number of horizontal elements in solid-state image sensors is currently 390.
Alternatively, even 570 elements may be insufficient, and the number of horizontal elements may be increased in the future.The other possibility is that the current 2/3 inch optical system will be gradually reduced to a 1/2 inch optical system and then an 8 mm optical system in the next step. It is expected that this will happen, and when that happens, camera sensitivity will become a very important issue.
本発明は上述の如き問題点に鑑み、固体撮像素
子からの読出方法の相違に伴う読出信号のレベル
の変動を補償した撮像装置の提供を目的としてい
る。 SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above-mentioned problems, the present invention aims to provide an imaging device that compensates for fluctuations in the level of a readout signal due to differences in reading methods from a solid-state imaging device.
本発明は、上記の目的を達成する為に、1フレ
ーム分の映像信号を形成し得る複数の光電変換セ
ルをマトリクス状に配置した固体撮像素子を有す
る撮像手段と、静止画記録を行なう為のトリガ信
号を形成するトリガ手段と、該トリガ手段に応答
し、前記複数の光電変換セルに同じ期間のみ光電
変換を行なわせる露光手段と、前記撮像素子から
読み出された読み出し信号を記録する記録手段
と、前記トリガ手段に応答して前記複数の光電変
換セルに前記露光手段により同じ期間だけ光電変
換を行なわせた後前記光電変換セル内の奇数行と
偶数行の信号を互いに加算して1フイールド分の
映像信号を形成する第1のモードと、前記トリガ
手段に応答して前記複数の光電変換セルに前記露
光手段により同じ期間だけ光電変換を行なわせた
後前記光電変換セルの奇数行と偶数行の信号を
別々のフイールド期間に順次読み出すことにより
インターレースした1フレーム分の映像信号を形
成する第2モードとを選択的する選択手段と、該
選択手段による選択に応じて前記第1モードと第
2モードとの間で前記記録手段に入力される信号
にレベル差が生じないように前記撮像素子から読
み出された読み出し信号のレベル制御を行なうた
めの制御手段と、を有する。
In order to achieve the above object, the present invention provides an imaging means having a solid-state imaging device in which a plurality of photoelectric conversion cells capable of forming a video signal for one frame are arranged in a matrix, and an imaging means for recording still images. Trigger means for forming a trigger signal; exposure means for causing the plurality of photoelectric conversion cells to perform photoelectric conversion only for the same period in response to the trigger means; and recording means for recording the read signal read from the image sensor. Then, in response to the trigger means, the plurality of photoelectric conversion cells are caused to perform photoelectric conversion for the same period by the exposure means, and then the signals of odd rows and even rows in the photoelectric conversion cells are added together to form one field. a first mode of forming a video signal for the same period of time, and after causing the plurality of photoelectric conversion cells to perform photoelectric conversion for the same period by the exposure means in response to the trigger means; selection means for selectively selecting a second mode in which a video signal for one interlaced frame is formed by sequentially reading out row signals in separate field periods; and control means for controlling the level of the readout signal read out from the image sensor so that a level difference does not occur in the signal input to the recording means between the two modes.
このように、本発明ではレベル制御手段を設け
ることにより光電変換セル内の信号電荷を加算し
て読み出す第1モードと、光電変換セルの各々の
信号電荷を読み出す第2モードとの切換を行なつ
た場合にも読出信号にはレベル差が生じず、後段
の信号処理回路のダイナミツクレンジを抑えるこ
とができ構成を簡略化することができる。
As described above, in the present invention, by providing the level control means, switching between the first mode in which the signal charges in the photoelectric conversion cells are added and read out, and the second mode in which the signal charges in each of the photoelectric conversion cells are read out is performed. Even in such a case, no level difference occurs in the read signal, and the dynamic range of the subsequent signal processing circuit can be suppressed and the configuration can be simplified.
以下、本発明の実施例を図面に従い詳細に説明
する。
Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
第2図に於いて、11は第1図に示す構造の
FT−CCDで、撮像部は水平約570素子、垂直約
490素子から成る。12はCCD11のドライバ
ー、13はCCD11を駆動するためのパルスを
発生する同期信号発生回路であり、12,13に
より読出し手段が構成されている。14はCCD
11に入射される光量を制御する為のアイリス及
びシヤツタの制御回路、15はムービーモードと
ステイールモードを切換える第1モード切換回
路、16はCCD11の出力信号からアイリスの
絞り値及びシヤツタの動作速度を決定するAE制
御部、17はAE制御部16がアイリスを開放と
しても信号レベルが低い時、信号レベルを可変的
に制御するオートゲイン制御部(以下AGCと称
す)である。18はAGC17の出力信号を記録
信号に変換する為にプロセス回路エンコーダ回
路、変調回路より構成される信号処理回路、19
は記録ヘツド、20はモータ等からなる記録機
構、21は同期信号発生器13からの制御パルス
により記録機構20のモータの速度、位相を制御
する回転制御部、22はナンドゲート、23はア
ンドゲート、24はスイツチ回路、25はステイ
ールモードの際フレームモードとフイールドの選
択を手動で行うか自動的に行うかを選択する第2
モード切換回路、26は回路25で手動モードが
選択された時、フレームモードかフイールドモー
ドかを選択する第3モード切換回路、30はレベ
ル制御手段としての増幅回路を含むスイツチ回路
である。 In Figure 2, 11 is the structure shown in Figure 1.
FT-CCD, the imaging section has approximately 570 elements horizontally and approximately 570 elements vertically.
Consists of 490 elements. 12 is a driver for the CCD 11; 13 is a synchronizing signal generating circuit that generates pulses for driving the CCD 11; 12 and 13 constitute a reading means. 14 is CCD
11 is an iris and shutter control circuit for controlling the amount of light incident on it; 15 is a first mode switching circuit for switching between movie mode and stay mode; 16 is a control circuit for controlling the iris aperture value and shutter operating speed from the output signal of CCD 11; The AE control unit 17 is an auto gain control unit (hereinafter referred to as AGC) that variably controls the signal level when the signal level is low even if the AE control unit 16 opens the iris. 18 is a signal processing circuit composed of a process circuit encoder circuit and a modulation circuit for converting the output signal of the AGC 17 into a recording signal; 19
20 is a recording head, 20 is a recording mechanism including a motor, 21 is a rotation control unit that controls the speed and phase of the motor of the recording mechanism 20 by control pulses from the synchronization signal generator 13, 22 is a NAND gate, 23 is an AND gate, 24 is a switch circuit, and 25 is a second circuit for selecting whether to manually or automatically select the frame mode and field in the stay mode.
A mode switching circuit 26 is a third mode switching circuit for selecting frame mode or field mode when the manual mode is selected in circuit 25, and 30 is a switch circuit including an amplifier circuit as a level control means.
今第1モード切換回路15でムービーモードを
選択すると、切換回路15の出力はローレベル
(以下“L”)となり、この信号により同期信号発
生器13はムービーモードの制御パルスを発生す
る。即ち、不図示のトリガスイツチが押される
と、電源が各回路に通電され記録を開始する。ム
ービーモードは連続記録であるのでアイリス及び
AGC17を制御するAE制御部16は適当な時定
数をもつてフイールドバツク制御を行う。また、
CCD11の読出し方法は前述したフイールドモ
ードに設定され、第1図の第2水平シフトレジス
タ4よりオンチツプランプ6を介して読み出され
る。 When the movie mode is selected by the first mode switching circuit 15, the output of the switching circuit 15 becomes a low level (hereinafter referred to as "L"), and this signal causes the synchronization signal generator 13 to generate a control pulse for the movie mode. That is, when a trigger switch (not shown) is pressed, power is applied to each circuit to start recording. Movie mode is continuous recording, so iris and
The AE control unit 16 that controls the AGC 17 performs feedback control with an appropriate time constant. Also,
The reading method of the CCD 11 is set to the field mode described above, and data is read out from the second horizontal shift register 4 in FIG. 1 via the on-chip lamp 6.
次に第1モード切換回路15でステイールモー
ドが選択されると、モード切換回路15の出力は
ハイレベル(以下“H”)となり、同期信号発生
器13にステイールモードの制御パルスを出力す
るよう指示する。AE制御部16はシヤツタスピ
ードとアイリスの絞り値を決定し、アイリスシヤ
ツタ制御回路14に伝達する。そしてステイール
モードには前述したフイールドモード記録とフレ
ームモード記録の両方が考えられる。このフイー
ルドモード記録とフレームモード記録を自動選択
モードとした時スイツチ回路24は接点aに接続
される。自動選択モードの時はAE制御部16が
被写体が低照度であることを検知すると出力ライ
ン27が“H”となる。するとナンドゲート22
の出力は“L”、アンドゲート23の出力は“L”
となり、同期信号発生器13はステイールモード
で、フイールドモードに設定される。また被写体
が低照度でない時は出力ライン27が“L”とな
り、ナンドゲート22の出力は“H”、アンドゲ
ート23の出力は“H”となり、同期信号発生器
13はステイールモードでフレームモードに設定
される。 Next, when the first mode switching circuit 15 selects the stay mode, the output of the mode switching circuit 15 becomes a high level (hereinafter referred to as "H"), and outputs a stay mode control pulse to the synchronization signal generator 13. Instruct them to do so. The AE control section 16 determines the shutter speed and iris aperture value and transmits them to the iris shutter control circuit 14. The stay mode includes both the field mode recording and frame mode recording described above. When the field mode recording and frame mode recording are set to the automatic selection mode, the switch circuit 24 is connected to contact a. In the automatic selection mode, when the AE control unit 16 detects that the subject is under low illumination, the output line 27 becomes "H". Then Nand Gate 22
The output of AND gate 23 is “L”, and the output of AND gate 23 is “L”
Therefore, the synchronizing signal generator 13 is set to stay mode and field mode. Furthermore, when the subject is not under low illumination, the output line 27 becomes "L", the output of the NAND gate 22 becomes "H", the output of the AND gate 23 becomes "H", and the synchronization signal generator 13 changes from the still mode to the frame mode. Set.
そして第2モード切換回路で手動選択モードと
した時は、スイツチ回路24がb側に接続され、
第3モード切換回路26の設定に従う。第3モー
ド切換回路26はステイールモード時にフイール
ドモード、フレームモードを任意に選択しうる。 When the second mode switching circuit is set to manual selection mode, the switch circuit 24 is connected to the b side,
According to the setting of the third mode switching circuit 26. The third mode switching circuit 26 can arbitrarily select field mode or frame mode during the stay mode.
ステイールモード時にフイールドモードを選択
した時には被写体が低照度であつてもS/Nの良
好な画像が得られる。また被写体が高照度であつ
てもソフトフオーカス、いわゆるぼかし効果のあ
る画像が得られる。 When the field mode is selected in the stay mode, an image with a good S/N ratio can be obtained even if the subject is under low illumination. Furthermore, even when the subject is under high illumination, images with soft focus, or a so-called blurring effect, can be obtained.
また、フレームモードを選択した時には高解像
度のシヤープな画像が得られるものである。 Furthermore, when the frame mode is selected, a sharp image with high resolution can be obtained.
ところで、前述した様にフイールドモードにお
いては第1図に示す第2水平シフトレジスタの出
力が用いられ、フレームモードにおいては第1、
第2水平シフトレジスタが用いられるので、各モ
ードにおけるシフトレジスタの切換はスイツチ回
路30で行なわれる。以下スイツチ回路30の動
作について詳細に説明する。 By the way, as mentioned above, in the field mode, the output of the second horizontal shift register shown in FIG. 1 is used, and in the frame mode, the output of the first,
Since the second horizontal shift register is used, switching of the shift register in each mode is performed by the switch circuit 30. The operation of the switch circuit 30 will be explained in detail below.
第3図はスイツチ回路30の第1の実施例であ
る。図において40は加算器、41はアンプ、4
2はスイツチである。フレームモードの時、前記
読出信号1A,1Bは加算器40を介し1系統と
してからアンプ41でフイールドモードの時の読
出信号1Cのレベルと等しくなるよう補償を行な
う。フイールドモードの時はアンプ41を介さず
に直接スイツチ回路42に送られる。スイツチ回
路42はフレームモードの時a側に接続され、フ
イールドモードの時b側に接続される。かかる構
成により、フレーム、フイールド各モード間の読
出信号レベルの差がなくなるよう補償される。ま
たAE制御部16で用いられる以前にレベル合わ
せを行つているので、後段の回路が複雑になるこ
とを防止することができる。 FIG. 3 shows a first embodiment of the switch circuit 30. In the figure, 40 is an adder, 41 is an amplifier, 4
2 is a switch. In the frame mode, the read signals 1A and 1B are combined into one system through an adder 40, and then compensated in an amplifier 41 so that the level becomes equal to the level of the read signal 1C in the field mode. In the field mode, the signal is sent directly to the switch circuit 42 without going through the amplifier 41. The switch circuit 42 is connected to the a side in the frame mode, and connected to the b side in the field mode. This configuration compensates for the difference in read signal level between frame and field modes. Furthermore, since the level is adjusted before being used in the AE control section 16, it is possible to prevent the subsequent circuit from becoming complicated.
第4図、第5図はスイツチ回路30の他の回路
例を30′,30″として示した。 4 and 5 show other circuit examples of the switch circuit 30 as 30' and 30''.
第4図に示す例はフレームモードの時CCDの
オンチツプアンプ5,6のゲイン調整あるいは撮
像部1、メモリー部2、シフトレジスタ部3,
4、オンチツプアンプ5,6のトータル的ゲイン
を一定にする為に信号1A,1Bを各々別々のア
ンプ43,44を介して異なる比率で増幅したの
ち、加算器45で加算して1系列とした例であ
る。スイツチ46の動作は第3図スイツチ42と
同じである。このように本実施例によればフレー
ムモードにおいて奇数フイールドと偶数フイール
ドでレベル合せを行なつているのでTV受像機で
再生した際フリツカの発生を防止できる。 The example shown in FIG. 4 shows the gain adjustment of the CCD on-chip amplifiers 5 and 6 in the frame mode, the imaging section 1, the memory section 2, the shift register section 3,
4. In order to keep the total gain of the on-chip amplifiers 5 and 6 constant, the signals 1A and 1B are amplified at different ratios through separate amplifiers 43 and 44, respectively, and then added by an adder 45 to form one series. This is an example. The operation of switch 46 is the same as switch 42 in FIG. As described above, according to this embodiment, since the levels are adjusted in the odd and even fields in the frame mode, it is possible to prevent flickering when played back on a TV receiver.
第5図に示す例はフイールドモードの時、読出
信号1Cをアツテネータ48でレベルダウンさせ
てフレームモードの読出信号とレベル合わせが行
なわれるよう補償を行う例である。尚、47は加
算器、49はスイツチである。以上レベル制御手
段として増幅器やアツテネータを用いてレベル制
御を行なう例を示したが、本発明は他の構成によ
りレベル補償をするものも含む。又、以上はFT
−CCDを用いて説明したが、撮像素子のタイプ
に限定されない。 The example shown in FIG. 5 is an example in which, in the field mode, the level of the read signal 1C is lowered by the attenuator 48 to compensate for the level matching with the read signal in the frame mode. Note that 47 is an adder and 49 is a switch. Although an example in which level control is performed using an amplifier or an attenuator as the level control means has been shown above, the present invention also includes level compensation using other configurations. Also, the above is FT
- Although the explanation has been made using a CCD, the present invention is not limited to the type of image sensor.
以下にIL−CCD及びMOS型について簡単に説
明する。 The IL-CCD and MOS types will be briefly explained below.
第6図はインターライン転送方法(IL−CCD)
の概略図である。図示の様にIL−CCDは光電変
換部である受光エレメント51と、受光エレメン
ト51に蓄積された情報電荷を、垂直レジスタ5
3への転送を制御するトランスフア・ゲートTG
と、TGによつて受光エレメント51からの情報
電荷を一時的に蓄える前記垂直レジスタ53と、
垂直レジスタ53からの情報電荷を1水平走査期
間(1H)毎にCCD出力信号として読出すための
水平レジスタ54及びオンチツプアンプ55等か
ら構成されている。 Figure 6 shows interline transfer method (IL-CCD)
FIG. As shown in the figure, the IL-CCD has a light-receiving element 51 which is a photoelectric conversion section, and the information charge accumulated in the light-receiving element 51 is transferred to a vertical register 5.
Transfer gate TG that controls transfer to 3
and the vertical register 53 that temporarily stores information charges from the light receiving element 51 by means of the TG.
It is composed of a horizontal register 54, an on-chip amplifier 55, etc. for reading out information charges from the vertical register 53 as a CCD output signal every horizontal scanning period (1H).
ステイールモードについて考えてみると、撮影
終了後、即ちシヤツタが閉じた後、奇数フイール
ドに対応する受光エレメント(n1,n2,…で
示す)の情報電荷が垂直レジスタ53に転送さ
れ、そして水平レジスタ54より1H毎に読出さ
れ、奇数フイールドのCCD出力信号としてオン
チツプアンプ55から出力される。このようにし
て奇数フイールドの信号がすべて読出されてしま
うと、次の偶数フイールド期間に偶数フイールド
(m1,m2,…で示す)のCCD出力信号が読出
される。この様な動作をフレームモードとし、フ
レームモードでの光電変換された情報電荷をC1
とする。 Considering the stay mode, after the shooting is finished, that is, after the shutter is closed, the information charges of the light receiving elements (indicated by n1, n2, ...) corresponding to odd fields are transferred to the vertical register 53, and then transferred to the horizontal register 53. 54 every 1H, and outputted from the on-chip amplifier 55 as an odd field CCD output signal. When all the signals of the odd fields are read out in this way, the CCD output signals of the even fields (indicated by m1, m2, . . . ) are read out in the next even field period. This kind of operation is called a frame mode, and the photoelectrically converted information charge in the frame mode is C 1
shall be.
次にステイールモードでのフイールドモードで
は隣接する一対の奇数フイールドと偶数フイール
ドの情報電荷が垂直レジスタ53内で加算されて
水平レジスタ54に出力され、オンチツプアンプ
55から出力される。この時の情報電荷量C2と
すると、C1=1/2C2となる。 Next, in the field mode in the stay mode, the information charges of a pair of adjacent odd and even fields are added in the vertical register 53 and output to the horizontal register 54, and then output from the on-chip amplifier 55. If the amount of information charge at this time is C 2 , then C 1 =1/2C 2 .
上述の様にステイールモードのフレームモード
とフイールドモードでは蓄積電荷量が異なるの
で、CCD出力信号のレベルを調節する為にスイ
ツチ回路56及びアンプ57が設けられている。
スイツチ回路56はフレームモード時b側に接続
されて、読出信号はアンプ57でフイールドモー
ドと同レベルにされて、AGC等に送られる。 As mentioned above, since the amount of accumulated charge is different between the frame mode of the stay mode and the field mode, a switch circuit 56 and an amplifier 57 are provided to adjust the level of the CCD output signal.
The switch circuit 56 is connected to the b side in the frame mode, and the read signal is made to the same level as in the field mode by the amplifier 57 and sent to the AGC or the like.
第7図はMOS型の固体撮像素子の概略図であ
る。 FIG. 7 is a schematic diagram of a MOS type solid-state image sensor.
図示の様にMOS型は受光エレメント61と垂
直走査回路63及び水平走査回路62等から構成
される。MOS型の動作は良く知られているので
説明は省略するが、基本的にはX−Y走査方式で
あるので先に述べた2フイールドに分けるフレー
ムモード、及び隣接する2素子の信号電荷を加算
して得るフイールドモードを容易に構成できる。 As shown in the figure, the MOS type is composed of a light receiving element 61, a vertical scanning circuit 63, a horizontal scanning circuit 62, and the like. The operation of the MOS type is well known, so I will not explain it here, but since it is basically an X-Y scanning method, it uses the frame mode that divides into two fields as mentioned earlier, and adds the signal charges of two adjacent elements. You can easily configure the field mode you want.
その時読出される信号レベルは両モード間で当
然異なるので、各モードにおいて信号レベルを調
節する必要がある。 Since the signal level read out at that time is naturally different between both modes, it is necessary to adjust the signal level in each mode.
そこでスイツチ回路65でアンプ66を介すか
否かで両モードの読出信号レベルの調節が可能と
なる。 Therefore, it becomes possible to adjust the read signal level in both modes by using the switch circuit 65 whether or not the signal is passed through the amplifier 66.
〔発明の効果〕
以上の如く、本発明はレベル制御手段を設ける
ことにより固体撮像素子の隣接した光電変換セル
内の信号電荷を加算して読み出す第1モードと、
各セルの各々の信号電荷を読み出す第2モードと
を備えていても、両モードの読出信号の間でレベ
ル差が生じず、各モードに対して同レベルで信号
を取り出せる。従つて、撮像装置のAE制御等の
後段回路のダイナミツクレンジを抑えることがで
き、構成が非常に簡略化される。[Effects of the Invention] As described above, the present invention provides a first mode in which signal charges in adjacent photoelectric conversion cells of a solid-state image sensor are added and read by providing a level control means;
Even if a second mode is provided in which each signal charge of each cell is read out, there is no difference in level between the read signals of both modes, and signals can be taken out at the same level for each mode. Therefore, the dynamic range of subsequent circuits such as AE control of the imaging device can be suppressed, and the configuration is greatly simplified.
更に読出信号のレベルの違いによる画像の少化
をも防止できる。 Furthermore, it is possible to prevent the image from becoming smaller due to differences in readout signal levels.
第1図はフレームトランスフア型CCDの概略
図、第2図は本実施例の制御回路図、第3図、第
4図、第5図は第2図のスイツチ回路30の内部
構成を示す回路図、第6図はインタライン型
CCDの概略図、第7図はMOS型固体撮像素子の
概略図である。
図において、1は撮像部、2はメモリー部、3
は第1水平シフトレジスタ、4は第2水平シフト
レジスタ、11はCCD、13は同期信号発生器、
15は第1モード切換回路、16はAE制御部、
17はAGC、30はスイツチ回路を夫々示す。
FIG. 1 is a schematic diagram of a frame transfer type CCD, FIG. 2 is a control circuit diagram of this embodiment, and FIGS. 3, 4, and 5 are circuits showing the internal configuration of the switch circuit 30 in FIG. 2. Figure 6 is an interline type
A schematic diagram of a CCD, and FIG. 7 is a schematic diagram of a MOS type solid-state image sensor. In the figure, 1 is an imaging unit, 2 is a memory unit, and 3
is a first horizontal shift register, 4 is a second horizontal shift register, 11 is a CCD, 13 is a synchronization signal generator,
15 is a first mode switching circuit, 16 is an AE control section,
17 is an AGC, and 30 is a switch circuit.
Claims (1)
光電変換セルをマトリクス状に配置した固体撮像
素子を有する撮像手段と、 静止画記録を行なう為のトリガ信号を形成する
トリガ手段と、 該トリガ手段に応答し、前記複数の光電変換セ
ルに同じ期間のみ光電変換を行なわせる露光手段
と、 前記撮像素子から読み出された読み出し信号を
記録する記録手段と、 前記トリガ手段に応答して前記複数の光電変換
セルに前記露光手段により同じ期間だけ光電変換
を行なわせた後前記光電変換セル内の奇数行と偶
数行の信号を互いに加算して1フイールド分の映
像信号を形成する第1のモードと、前記トリガ手
段に応答して前記複数の光電変換セルに前記露光
手段により同じ期間だけ光電変換を行なわせた後
前記光電変換セルの奇数行と偶数行の信号を別々
のフイールド期間に順次読み出すことによりイン
ターレースした1フレーム分の映像信号を形成す
る第2モードとを選択的する選択手段と、 該選択手段による選択に応じて前記第1モード
と第2モードとの間で前記記録手段に入力される
信号にレベル差が生じないように前記撮像素子か
ら読み出された読み出し信号のレベル制御を行な
うための制御手段と、を有する撮像装置。[Scope of Claims] 1. Imaging means having a solid-state imaging device in which a plurality of photoelectric conversion cells capable of forming a video signal for one frame are arranged in a matrix, and a trigger forming a trigger signal for recording a still image. means; exposure means for causing the plurality of photoelectric conversion cells to perform photoelectric conversion only for the same period in response to the trigger means; recording means for recording a readout signal read out from the image sensor; In response, the plurality of photoelectric conversion cells are caused to perform photoelectric conversion for the same period by the exposure means, and then the signals of odd rows and even rows in the photoelectric conversion cells are added together to form a video signal for one field. A first mode in which the plurality of photoelectric conversion cells are caused to perform photoelectric conversion for the same period by the exposure means in response to the trigger means, and then signals of odd and even rows of the photoelectric conversion cells are separated into separate modes. selection means for selectively selecting a second mode in which a video signal for one interlaced frame is formed by sequentially reading data during a field period; An imaging apparatus comprising: control means for controlling the level of a readout signal read out from the imaging element so that a level difference does not occur in the signal input to the recording means.
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57099853A JPS58215877A (en) | 1982-06-09 | 1982-06-09 | Image pickup device |
| US06/500,186 US4603354A (en) | 1982-06-09 | 1983-06-01 | Image pickup device |
| DE19833320661 DE3320661A1 (en) | 1982-06-09 | 1983-06-08 | IMAGE RECORDING DEVICE |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57099853A JPS58215877A (en) | 1982-06-09 | 1982-06-09 | Image pickup device |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62235995A Division JPS6399681A (en) | 1987-09-19 | 1987-09-19 | Photographing device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58215877A JPS58215877A (en) | 1983-12-15 |
| JPH0119677B2 true JPH0119677B2 (en) | 1989-04-12 |
Family
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Family Applications (1)
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Families Citing this family (6)
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|---|---|---|---|---|
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| JPH0795831B2 (en) * | 1984-10-19 | 1995-10-11 | 株式会社日立製作所 | Imaging device |
| JPS61140283A (en) * | 1984-12-13 | 1986-06-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | electronic still camera |
| JPS63284985A (en) * | 1987-05-18 | 1988-11-22 | Canon Inc | Imaging device |
| JP2527956B2 (en) * | 1987-03-27 | 1996-08-28 | キヤノン株式会社 | Imaging device |
| JP4492250B2 (en) * | 2004-08-11 | 2010-06-30 | ソニー株式会社 | Solid-state image sensor |
-
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- 1982-06-09 JP JP57099853A patent/JPS58215877A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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