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JP2001078209A - Solid-state image pickup device and signal read method - Google Patents

Solid-state image pickup device and signal read method

Info

Publication number
JP2001078209A
JP2001078209A JP25389799A JP25389799A JP2001078209A JP 2001078209 A JP2001078209 A JP 2001078209A JP 25389799 A JP25389799 A JP 25389799A JP 25389799 A JP25389799 A JP 25389799A JP 2001078209 A JP2001078209 A JP 2001078209A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal
light receiving
imaging
reading
signal charges
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP25389799A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3999417B2 (en
Inventor
Kazuya Oda
和也 小田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujifilm Holdings Corp
Original Assignee
Fuji Photo Film Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Photo Film Co Ltd filed Critical Fuji Photo Film Co Ltd
Priority to JP25389799A priority Critical patent/JP3999417B2/en
Publication of JP2001078209A publication Critical patent/JP2001078209A/en
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Publication of JP3999417B2 publication Critical patent/JP3999417B2/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a solid-state image pickup device where the image quality of an image obtained by a main image pickup can be enhanced even with a higher number of pixels and low power consumption and to provide a signal read method. SOLUTION: A digital camera 10 uses a timing signal supply section 22 to generate a drive signal driving photodetectors PD of an image pickup section 30 for reading signal charges of an odd number column and an even number column of the light receiving elements alternately while reading is executed twice, this drive signal is fed to the image pickup section 30 in response to an instruction of this image from a system control section 18, a horizontal transfer register HR reads the signal charges of only the odd number column or the even number column of the light receiving section 30a so as to generate an empty packet between the packets of the signal charges, thereby making defective transfer between pixels not conspicuous. Then the signal charges of only an even number column or an odd number column of the light receiving section 30a are conversely read in a succeeding field.

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、固体撮像装置およ
び信号読出し方法に関し、たとえば、画素数の高画素化
したディジタルカメラや画像入力装置等に適用して好適
なものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solid-state imaging device and a signal readout method, and is suitably applied to, for example, a digital camera or an image input device having a large number of pixels.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、銀塩カメラの画質を目指して、電
気的に被写体の画像を撮影するディジタルカメラが画素
数を一層高める技術が各種提案されてきている。たとえ
ば、特開平10-136391 号公報には、画像の空間サンプリ
ングの最適化をもたらし、受光効率の向上を図るように
画素をずらして配置するとともに、モアレ等の偽信号を
抑圧する固体撮像装置が提案されている。
2. Description of the Related Art In recent years, various techniques for further increasing the number of pixels of a digital camera for electrically photographing an image of a subject have been proposed aiming at image quality of a silver halide camera. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-136391 discloses a solid-state imaging device that optimizes spatial sampling of an image, displaces pixels so as to improve light receiving efficiency, and suppresses false signals such as moiré. Proposed.

【0003】ところで、高画質を目的として撮像部に高
画素化した画素アレイを用いたディジタルカメラ等にお
いては、本撮像(すなわち、スチル撮像)を行う前に、
予備の撮影として撮像部からAE/AF (Automatic Exposur
e/Automatic Focusing)用の動作や液晶画面に画像を表
示させるムービー駆動を行っている。ここで、高画素と
は、たとえば、百万画素以上の画素数、いわゆるメガピ
クセルのことを示している。制御に関して高画素化した
撮像部は、予備の撮影に対する駆動と、スチル画像の本
撮像での駆動を同じ駆動で読み出している。
Incidentally, in a digital camera or the like using a pixel array having a high pixel count in an image pickup section for the purpose of high image quality, before performing a main image pickup (that is, still image pickup),
AE / AF (Automatic Exposur
e / Automatic Focusing) and movie drive to display images on the LCD screen. Here, the high pixel indicates, for example, a pixel number of one million pixels or more, that is, a so-called megapixel. The imaging unit having a higher number of pixels for the control reads the driving for the preliminary imaging and the driving for the main imaging of the still image with the same driving.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述したよ
うに、予備の撮像において、高画素化した画素アレイを
有する撮像部からの信号電荷の読出しは考慮されていな
かったので、特に撮像部の駆動を低電圧/高速で水平転
送路を駆動させると、低照度の画像領域では水平転送路
の駆動周波数や駆動電圧等に伴い信号電荷の転送不良が
発生する。この転送不良は、この領域に画素間の混色が
発生させて、たとえば液晶モニタにムービー表示させる
際に正しい色再現ができなくなる。撮像素子の高画素化
および携帯性を考慮した電池の長寿命化にともなう低消
費電力化が進みますます低照度の領域での混色が発生し
やすくなる方向に向かっている。
However, as described above, in the preliminary imaging, the reading of the signal charges from the imaging unit having the pixel array with the increased number of pixels has not been taken into consideration. When the horizontal transfer path is driven at a low voltage / high speed, a transfer failure of signal charges occurs in the image area of low illuminance due to the drive frequency, drive voltage, and the like of the horizontal transfer path. The transfer failure causes color mixture between pixels in this area, and for example, when a movie is displayed on a liquid crystal monitor, correct color reproduction cannot be performed. As the number of pixels in an image sensor increases and the life of a battery in consideration of portability increases, power consumption decreases. Color mixing in a low-illuminance area is likely to occur.

【0005】本発明はこのような従来技術の欠点を解消
し、高画素化および低消費電力化しても本撮像で得られ
る画像の高画質を図ることのできる固体撮像装置および
信号読出し方法を提供することを目的とする。
The present invention solves such disadvantages of the prior art, and provides a solid-state imaging device and a signal reading method capable of achieving high image quality of an image obtained by main imaging even if the number of pixels and power consumption are reduced. The purpose is to do.

【0006】[0006]

【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、光電変換する受光素子を2次元配置し、
各受光素子に対して被写界からの入射光側にこの入射光
を色分解する色分解手段が配された撮像手段から信号電
荷をすべて読み出す本撮像の前に行う予備の撮影により
得られた情報に基づいて本撮像を行って信号電荷を読み
出し、この信号電荷を出力させるように形成された垂直
転送路、水平転送路と順次転送し、得られた信号にディ
ジタル信号処理を施して出力する固体撮像装置におい
て、受光素子からの信号読出しが通常の方式で行われた
際に、受光素子数、信号読出しの駆動電圧、および水平
転送路での信号電荷の駆動により画像に混色が表れる条
件を満たす場合、予備の撮影と本撮像とで撮像手段から
の信号電荷読出しをそれぞれ切換制御する制御手段と、
この制御手段からの本撮像の指示に応じて撮像手段の受
光素子の奇数列と偶数列とを交互に信号電荷の読出しを
複数回に分けて読み出す駆動に用いる駆動信号を撮像手
段に供給する信号供給手段とを含むことを特徴とする。
According to the present invention, in order to solve the above-mentioned problems, light receiving elements for photoelectric conversion are two-dimensionally arranged.
For each light-receiving element, the signal was obtained by preliminary photographing before the main imaging, in which all signal charges were read out from imaging means in which color separation means for color-separating the incident light was arranged on the incident light side from the object field. The main imaging is performed based on the information, the signal charges are read, and the signal charges are sequentially transferred to a vertical transfer path and a horizontal transfer path formed so as to output the signal charges. The obtained signals are subjected to digital signal processing and output. In a solid-state imaging device, when a signal is read from a light receiving element in a normal manner, the conditions under which color mixing appears in an image due to the number of light receiving elements, a driving voltage for signal reading, and driving of a signal charge in a horizontal transfer path are set. Control means for switching control of readout of signal charges from the imaging means in preliminary imaging and main imaging, respectively,
A signal for supplying a drive signal to the image pickup means for use in driving to read the signal charges alternately in the odd rows and the even rows of the light receiving elements of the image pickup means in a plurality of times in response to an instruction of the main image pickup from the control means. Supply means.

【0007】ここで、信号供給手段は、水平駆動信号の
駆動周波数を予備の撮像時よりも低い駆動周波数にする
ことが好ましい。
Here, it is preferable that the signal supply means sets the driving frequency of the horizontal driving signal to a lower driving frequency than in the preliminary imaging.

【0008】本発明の固体撮像装置は、信号供給手段で
撮像手段の受光素子の奇数列と偶数列とを交互に信号電
荷の読出しを複数回に分けて読み出す駆動に用いる駆動
信号を生成し、制御手段からの本撮像の指示に応じて生
成している駆動信号を撮像手段に供給することにより、
奇数列だけまたは偶数列だけの信号電荷を水平転送路に
読み出す。水平転送路の信号電荷の存在するパケット間
に着目すると、この信号電荷のあるパケットとの間に空
きパケットを発生させる。この空きパケットを発生させ
ることにより通常の信号読出しと同様に駆動した際の1
画素間の転送不良を無視することができる。
In the solid-state imaging device according to the present invention, the signal supply means generates a drive signal used for driving the odd-numbered rows and the even-numbered rows of the light receiving elements of the imaging means alternately to read out the signal charges a plurality of times. By supplying a driving signal generated in response to a main imaging instruction from the control unit to the imaging unit,
The signal charges of only the odd columns or even columns are read out to the horizontal transfer path. Focusing on the horizontal transfer path between the packets having signal charges, an empty packet is generated between the packets having the signal charges. By generating this empty packet, one packet when driving is performed in the same manner as normal signal reading is performed.
Transfer failure between pixels can be ignored.

【0009】本発明は上述の課題を解決するために、光
電変換する受光素子の位置を隣接した受光素子に対して
互いにずらして2次元配置し、各受光素子に対して被写
界からの入射光側にこの入射光を色分解する色分解手段
が配された撮像手段から信号電荷をすべて読み出す本撮
像の前に行う予備の撮影により得られた情報に基づいて
本撮像を行って信号電荷を読み出し、この信号電荷を出
力させるように形成された垂直転送路、水平転送路と順
次転送し、得られた信号にディジタル信号処理を施して
出力する固体撮像装置において、受光素子からの信号読
出しが通常の方式で行われた際に、受光素子数、信号読
出しの駆動電圧、および水平転送路での信号電荷の駆動
により画像に混色が表れる条件を満たす場合、予備の撮
影と本撮像とで撮像手段からの信号電荷読出しをそれぞ
れ切換制御する制御手段と、この制御手段からの本撮像
の指示に応じて撮像手段の受光素子の1ライン分の信号
電荷が水平転送路に到達した際に、その都度この1ライ
ン分の信号電荷読出し駆動を行う駆動信号を供給する信
号供給手段とを含むことを特徴とする。
According to the present invention, in order to solve the above-mentioned problems, the positions of the light receiving elements for photoelectric conversion are two-dimensionally shifted from each other with respect to the adjacent light receiving elements, and each light receiving element is incident from the object field. The main imaging is performed based on information obtained by preliminary imaging performed before the main imaging, in which all signal charges are read out from imaging means in which color separation means for performing color separation of the incident light is disposed on the light side. In a solid-state imaging device that reads out and sequentially transfers the signal charges to a vertical transfer path and a horizontal transfer path formed so as to output the signal charges, performs digital signal processing on the obtained signals, and outputs the signals, the signal reading from the light receiving element is performed. In the case of performing the normal method, if the condition that the color mixture appears in the image due to the number of light receiving elements, the driving voltage for signal reading, and the driving of the signal charge in the horizontal transfer path satisfies the condition, the preliminary photographing and the actual photographing are performed. A control means for switching control of signal charge readout from the means, and a signal charge for one line of a light-receiving element of the imaging means reaching a horizontal transfer path in response to an instruction for main imaging from the control means. Signal supply means for supplying a drive signal for performing the one-line signal charge read-out drive every time.

【0010】ここで、信号供給手段は、水平駆動信号の
駆動周波数を予備の撮像時よりも低い駆動周波数にする
とよい。
Here, the signal supply means may set the driving frequency of the horizontal driving signal to a lower driving frequency than at the time of preliminary imaging.

【0011】本発明の固体撮像装置は、いわゆるハニカ
ム配置と呼ぶ画素ずらしした受光素子から信号電荷をシ
フト信号に応じて読み出して、これらの信号電荷を水平
転送路に向けて垂直転送し、信号電荷が水平転送路に1
ライン分転送されると、この1 ライン分の信号電荷をす
べて読み出しても信号電荷のあるパケット間に空きパケ
ットを発生させることができる。これにより通常の信号
読出しと同様に駆動した際の1画素間の転送不良を無視
することができる。
The solid-state imaging device of the present invention reads out signal charges from a light-receiving element shifted in pixels, which is a so-called honeycomb arrangement, according to a shift signal, and vertically transfers these signal charges toward a horizontal transfer path. Is in the horizontal transfer path
When the data is transferred by the number of lines, empty packets can be generated between packets having signal charges even if all of the signal charges for one line are read. This makes it possible to ignore transfer failures between one pixel when driven in the same manner as in normal signal reading.

【0012】また、本発明は上述の課題を解決するため
に、用意した受光素子を複数個2次元配置に配し、複数
個の受光素子のそれぞれに対応して被写界からの入射光
側で各色に色分解し、この色分解した光をそれぞれの受
光素子で光電変換して信号電荷をすべて読み出す本撮像
の前に行う予備の撮影により得られた情報に基づいて本
撮像を行って信号電荷を読み出し、この信号電荷を垂直
方向、水平方向に順次転送し、出力する信号読出し方法
において、受光素子からの信号読出しが通常の方式で行
われた際に、受光素子数、信号読出しの駆動電圧、およ
び水平方向への信号電荷の駆動により画像に混色が表れ
る条件を満たす場合、予備の撮影と本撮像とに応じて前
記撮像手段からの信号電荷読出しをいずれか一方の撮像
に制御を切り換える切換制御工程と、この切換制御工程
で本撮像を行う際の制御に応じて2次元配置した奇数列
または偶数列の受光素子から信号電荷を読み出すタイミ
ングのシフト信号を生成するとともに、読み出した列の
信号電荷を垂直方向、水平方向に転送する駆動信号を生
成する信号生成工程と、この信号生成工程で生成したシ
フト信号の供給により受光素子で光電変換した奇数列ま
たは偶数列の信号電荷の一方の列だけを読み出す第1の
信号シフト工程と、第1の信号シフト工程で読み出した
信号電荷を供給される駆動信号に応じて垂直方向、水平
方向に順次読み出す第1の列画像読出し工程と、信号生
成工程で生成したシフト信号の供給により受光素子で光
電変換した、第1の信号シフト工程とは逆の偶数列また
は奇数列の信号電荷の一方の列だけを読み出す第2の信
号シフト工程と、第2の信号シフト工程で読み出した信
号電荷を供給される駆動信号に応じて垂直方向、水平方
向に順次読み出す第2の列画像読出し工程とを含むこと
を特徴とする。
According to the present invention, in order to solve the above-mentioned problems, a plurality of light receiving elements prepared are arranged in a two-dimensional arrangement. The main imaging is performed based on information obtained by preliminary imaging performed before the main imaging, in which each light is subjected to photoelectric conversion by each light receiving element and all signal charges are read out. In the signal reading method of reading out charges, sequentially transferring the signal charges in the vertical direction and the horizontal direction, and outputting the signal charges, when signal reading from the light receiving elements is performed in a normal manner, the number of light receiving elements and the driving of signal reading are performed. When satisfying the condition that the color mixture appears in the image by driving the voltage and the signal charge in the horizontal direction, the control is switched to either one of the imaging of the signal charge readout from the imaging unit according to the preliminary imaging and the main imaging. A switching control step, and generating a shift signal at a timing of reading signal charges from the two-dimensionally arranged odd-numbered or even-numbered light receiving elements in accordance with the control at the time of performing the main imaging in the switching control step; A signal generation step of generating a drive signal for transferring the signal charges in the vertical and horizontal directions, and one of the odd-numbered or even-numbered signal charges photoelectrically converted by the light receiving element by supplying the shift signal generated in the signal generation step A first signal shift step of reading only the column, a first column image reading step of sequentially reading the signal charges read in the first signal shift step in a vertical direction and a horizontal direction according to a supplied drive signal; Only one column of the even-numbered or odd-numbered signal charges, which is photoelectrically converted by the light receiving element by the supply of the shift signal generated in the generation process and is opposite to the first signal shift process A second signal shift step of reading, and a second column image reading step of sequentially reading the signal charges read in the second signal shift step in a vertical direction and a horizontal direction according to a drive signal supplied thereto. And

【0013】ここで、信号生成工程は、駆動信号の水平
駆動周波数を予備の撮像時よりも低い駆動周波数にする
ことが望ましい。
Here, in the signal generation step, it is desirable to set the horizontal drive frequency of the drive signal to a lower drive frequency than during preliminary imaging.

【0014】本発明の信号読出し方法は、切換制御に応
じて撮像する際に供給する信号を生成し、生成した信号
に応じて信号電荷を奇数列または偶数列のいずれか一方
から読み出して、垂直方向、水平方向の転送を行い、そ
してこの読み出した列が奇数列のとき偶数列を、偶数列
のとき奇数列を読み出して同様に垂直方向、水平方向に
転送して、読み出した信号電荷を出力する。特に、水平
方向の転送を行うとき、一方の列だけからしか信号電荷
を読み出していないので、パケット間に空きパケットを
発生させて通常の信号読出しと同様に駆動しても1画素
間の転送不良は無視することができる。
According to the signal reading method of the present invention, a signal to be supplied at the time of imaging is generated in accordance with the switching control, and signal charges are read out from either the odd-numbered column or the even-numbered column in accordance with the generated signal. Transfer in the horizontal and vertical directions, read the even columns when the read column is an odd column, read the odd columns when the read column is an even column, and similarly transfer in the vertical and horizontal directions, and output the read signal charges I do. In particular, when performing horizontal transfer, signal charges are read out from only one of the columns. Therefore, even if an empty packet is generated between packets and driving is performed in the same manner as normal signal reading, transfer failure between one pixel is performed. Can be ignored.

【0015】本発明は上述の課題を解決するために、用
意した2次元配置した複数個の受光素子を隣接する受光
素子と互いに位置がずれた位置関係に配し、複数個の受
光素子のそれぞれに対応して被写界からの入射光側で各
色に色分解し、この色分解した光をそれぞれの受光素子
で光電変換して信号電荷をすべて読み出す本撮像の前に
行う予備の撮影により得られた情報に基づいて本撮像を
行って信号電荷を読み出し、この信号電荷を垂直方向、
水平方向に順次転送し、出力する信号読出し方法におい
て、受光素子からの信号読出しが通常の方式で行われた
際に、受光素子数、信号読出しの駆動電圧、および水平
方向への信号電荷の駆動により画像に混色が表れる条件
を満たす場合、予備の撮影と本撮像とに応じて撮像手段
からの信号電荷読出しをいずれか一方の撮像に制御を切
り換える切換制御工程と、この切換制御工程で本撮像を
行う際の制御に応じて2次元配置した受光素子から信号
電荷を読み出すタイミングのシフト信号を生成するとと
もに、読み出した列の信号電荷を垂直方向、水平方向に
転送する駆動信号を生成する信号生成工程と、この信号
生成工程で生成したシフト信号の供給により受光素子で
光電変換した信号電荷を読み出す信号シフト工程と、こ
の信号シフト工程で読み出した信号電荷を供給される駆
動信号に応じて垂直方向に転送する垂直転送工程と、こ
の垂直転送工程により信号電荷が垂直方向に直交する水
平方向への転送する際に駆動信号に応じて供給された1
ラインすべてを読み出す水平転送工程とを含み、垂直転
送工程、水平転送工程を繰り返して信号電荷を読み出す
ことを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problem, the present invention arranges a plurality of two-dimensionally arranged light-receiving elements in a positional relationship in which the light-receiving elements are shifted from adjacent light-receiving elements. In response to the above, the color is separated into each color on the incident light side from the object scene, and this color-separated light is photoelectrically converted by each light receiving element and all signal charges are read out. Based on the obtained information, the main imaging is performed to read out the signal charges, and the signal charges are read in the vertical direction,
In the signal reading method of sequentially transferring and outputting in the horizontal direction, when the signal reading from the light receiving element is performed in a normal manner, the number of light receiving elements, the driving voltage for signal reading, and the driving of the signal charge in the horizontal direction In the case where the condition for causing color mixture to appear in the image is satisfied, a switching control step of switching the control of reading out the signal charge from the imaging means to one of the imaging modes according to the preliminary imaging and the main imaging, and the main imaging in this switching control step Generating a shift signal at the timing of reading signal charges from the two-dimensionally arranged light receiving elements in accordance with the control at the time of performing the operation, and generating a drive signal for transferring the read signal charges of the column in the vertical and horizontal directions. A signal shifting step of reading out signal charges photoelectrically converted by the light receiving element by supplying the shift signal generated in the signal generating step; A vertical transfer step of transferring the read signal charges in the vertical direction according to the supplied drive signal; and supplying the signal charges according to the drive signal when the signal charges are transferred in the horizontal direction perpendicular to the vertical direction by the vertical transfer step. Done 1
And a horizontal transfer step of reading out all the lines, wherein the signal charge is read out by repeating the vertical transfer step and the horizontal transfer step.

【0016】ここで、信号生成工程は、駆動信号の水平
駆動周波数を予備の撮像時よりも低い駆動周波数にする
ことが好ましい。
Here, in the signal generation step, it is preferable to set the horizontal drive frequency of the drive signal to a lower drive frequency than in the preliminary imaging.

【0017】また、色分解は、受光素子に対応して正方
格子状の位置に色G を配し、この色G の正方格子の中心
位置に色R または色B を交互に配して完全市松を形成す
る配置パターンで行うことが望ましい。この画素ずら
し、いわゆるハニカム配置を用いることで、水平転送路
に各ラインの到達する時間が異なり、メカシャッタを用
いなくても全画素を同時読出しして混色なく信号電荷を
出力する。
In the color separation, a color G is arranged at a position of a square lattice corresponding to the light receiving element, and a color R or a color B is alternately arranged at the center position of the square lattice of the color G to completely check the color. Is desirably performed with an arrangement pattern that forms By using the pixel shift, that is, the so-called honeycomb arrangement, the time required for each line to reach the horizontal transfer path is different, so that all pixels are simultaneously read out without using a mechanical shutter and signal charges are output without color mixing.

【0018】本発明の信号読出し方法は、たとえば、シ
フト信号、垂直、水平方向の駆動信号等の各種の信号を
生成し、シフト信号により得られた信号電荷を受光素子
から読み出し、垂直方向に転送して、水平方向の転送を
行う際に読み出した所定の色の信号電荷の間に空きパケ
ットが画素ずらしの配置関係によって形成されることか
ら、混色を防ぎ、次のラインの信号電荷が転送される前
に、1ライン分すべて読み出して全画素同時読出しを実
現させている。
According to the signal reading method of the present invention, for example, various signals such as shift signals, vertical and horizontal drive signals are generated, and signal charges obtained by the shift signals are read from the light receiving elements and transferred in the vertical direction. Then, since empty packets are formed between the signal charges of a predetermined color read when performing the horizontal transfer and the arrangement relationship of the pixel shift, color mixing is prevented, and the signal charges of the next line are transferred. Before reading, all of the data for one line is read out to realize simultaneous reading of all pixels.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】次に添付図面を参照して本発明に
よる固体撮像装置の一実施例を詳細に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, an embodiment of the solid-state imaging device according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

【0020】本発明を適用した実施例のディジタルスチ
ルカメラ10の構成を図1に示す。図1のディジタルスチ
ルカメラ10には、光学レンズ系12、操作部14、システム
制御部18、信号発生部20、タイミング信号供給部22、絞
り調節機構24、光学ローパスフィルタ26、色分解部28、
撮像部30、前処理部32、A/D 変換部34、信号処理部36、
圧縮/伸張部38、記録再生部40、およびモニタ42が備え
られている。これら各部を順次説明する。光学レンズ系
12は、たとえば、複数枚の光学レンズを組み合わせて構
成されている。光学レンズ系12には、図示しないが、こ
れら光学レンズの配置する位置を調節して画面の画角を
操作部14からの操作信号に応じて調節するズーム機構や
被写体とカメラ10との距離に応じてピント調節する、AF
(Automatic Focus:自動焦点)調節機構が含まれてい
る。これらの機構の調節は、操作部14の一部を成すレリ
ーズシャッタが、たとえば半押し状態にされた際に予備
的な被写界の撮像を行って得られる情報に基づいて行わ
れる。操作信号は、システムバス16を介してシステム制
御部18に供給される。光学レンズ系12には、後述する信
号発生部20、タイミング信号供給部22のタイミング信号
発生部22a 、ドライバ部22b を介して駆動信号が供給さ
れる。本撮像する場合、得られた情報に応じて設定され
た状態で上述したレリーズシャッタを全押しすることに
より撮像タイミングがシステム制御部18に供給されて撮
像制御が行われる。
FIG. 1 shows the configuration of a digital still camera 10 according to an embodiment to which the present invention is applied. The digital still camera 10 of FIG. 1 includes an optical lens system 12, an operation unit 14, a system control unit 18, a signal generation unit 20, a timing signal supply unit 22, an aperture adjustment mechanism 24, an optical low-pass filter 26, a color separation unit 28,
Imaging unit 30, pre-processing unit 32, A / D conversion unit 34, signal processing unit 36,
A compression / expansion unit 38, a recording / reproducing unit 40, and a monitor 42 are provided. These components will be described sequentially. Optical lens system
12, for example, is configured by combining a plurality of optical lenses. Although not shown, the optical lens system 12 has a zoom mechanism that adjusts the position of these optical lenses and adjusts the angle of view of the screen according to an operation signal from the operation unit 14, and the distance between the subject and the camera 10 AF that adjusts the focus accordingly
(Automatic Focus) adjustment mechanism is included. The adjustment of these mechanisms is performed based on information obtained by performing preliminary imaging of the object scene when the release shutter forming a part of the operation unit 14 is half-pressed, for example. The operation signal is supplied to the system control unit 18 via the system bus 16. A drive signal is supplied to the optical lens system 12 via a signal generation unit 20, a timing signal generation unit 22a of a timing signal supply unit 22, and a driver unit 22b described later. In the case of actual imaging, the imaging timing is supplied to the system control unit 18 by fully pressing the release shutter in a state set according to the obtained information, and imaging control is performed.

【0021】操作部14には、図示しないレリーズシャッ
タやたとえばモニタ画面に表示される項目を選択する機
能が備えられている。特に、レリーズシャッタは、複数
の段階のそれぞれでカメラ10の操作を行うようにシステ
ムバス16を介して操作信号をシステム制御部18に出力す
る。また、本実施例において操作部14は、各種の動作・
処理を行う際のモードの選択などを行えるように、モニ
タに表示されるポインティングデバイスの操作も行う。
この場合の操作部14の操作もシステム制御部18に操作信
号として供給される。
The operation unit 14 has a release shutter (not shown) and a function of selecting an item displayed on a monitor screen, for example. In particular, the release shutter outputs an operation signal to the system controller 18 via the system bus 16 so as to operate the camera 10 in each of a plurality of stages. In the present embodiment, the operation unit 14 performs various operations and
The user also operates the pointing device displayed on the monitor so that the user can select a mode for processing.
The operation of the operation unit 14 in this case is also supplied to the system control unit 18 as an operation signal.

【0022】システム制御部18は、たとえば CPU(Cent
ral Processing Unit:中央演算処理装置)を有する。シ
ステム制御部18には、ディジタルスチルカメラ10の動作
手順が書き込まれた ROM(Read Only Memory:読み出し
専用メモリ)がある。システム制御部18は、たとえば、
ユーザの操作に伴って操作部14から供給される情報とこ
の ROMの情報を用いて各部の動作を制御する制御信号を
生成する。システム制御部18は、生成した制御信号を信
号発生部20、あらわに制御信号の供給を示していないが
タイミング信号供給部22、前処理部32、A/D 変換部34の
他に、システムバス16を介して信号処理部36、圧縮/伸
張部38、記録再生部40およびモニタ42にも供給する。特
に、システム制御部18は、後述するタイミング信号供給
部22に対して予備的な撮像と本撮像とで生成するタイミ
ング信号等が異なるように切換制御している。また、シ
ステム制御部18は、後述する信号処理部36に対しても特
徴を有する各種の制御を行っている。
The system control unit 18 includes, for example, a CPU (Cent
ral Processing Unit). The system control unit 18 has a ROM (Read Only Memory) in which the operation procedure of the digital still camera 10 is written. The system control unit 18, for example,
A control signal for controlling the operation of each unit is generated using the information supplied from the operation unit 14 in accordance with the operation of the user and the information of the ROM. The system control unit 18 transmits the generated control signal to the signal generation unit 20, although not explicitly showing the supply of the control signal, in addition to the timing signal supply unit 22, the preprocessing unit 32, and the A / D conversion unit 34, the system bus The signal is also supplied to a signal processing unit 36, a compression / expansion unit 38, a recording / reproducing unit 40, and a monitor 42 via 16. In particular, the system control unit 18 controls the timing signal supply unit 22, which will be described later, so that the timing signal and the like generated in the preliminary imaging and the main imaging are different. In addition, the system control unit 18 performs various controls having characteristics also on a signal processing unit 36 described later.

【0023】信号発生部20は、システム制御部18からの
制御に応じてシステムクロックを発振器により発生す
る。信号発生部20は、このシステムクロックをタイミン
グ信号供給部22および信号処理部36に供給する。また、
システムクロックは、たとえばシステムバス16を介して
システム制御部18の動作タイミングの基準としても供給
される。
The signal generator 20 generates a system clock by an oscillator under the control of the system controller 18. The signal generator 20 supplies the system clock to the timing signal supplier 22 and the signal processor. Also,
The system clock is also supplied via the system bus 16 as a reference for the operation timing of the system control unit 18, for example.

【0024】タイミング信号供給部22には、タイミング
信号発生部22a およびドライバ部22b が備えられてい
る。タイミング信号供給部22は、システム制御部18の制
御によって予備的な撮像と本撮像とで切換制御されるこ
とにより、異なるタイミング信号を生成する。タイミン
グ信号発生部22a は供給されるシステムクロックを制御
信号に基づいて各部を動作させるタイミング信号を生成
する回路を含む。タイミング信号発生部22a は、基本的
にシステム制御部18の制御により撮像のモードに応じて
タイミング信号を生成し、この生成したタイミング信号
を図1に示すように各部に出力するとともに、ドライバ
部22b にも供給する。ドライバ部22b は、前述した光学
レンズ系12のズーム調節機構およびAF調節機構の他、絞
り調節機構24および撮像部30にも駆動信号をそれぞれ供
給する。ドライバ部22b もシステム制御部18により直接
的に制御させるようにしてもよい。本実施例では、本撮
像時の信号電荷読出しに用いる信号の供給を制御する特
徴を有する。この信号読出し制御ために切換制御に応じ
てシステム制御部は、タイミング信号発生部22a に対し
て生成したフィールドシフトパルスを列、すなわち奇数
列と偶数列とを区別して一方の列だけに供給する信号供
給制御を行う。また、システム制御部18はドライバ部22
b に対して、たとえば読み出したくない列のフィールド
シフトパルスの駆動信号への重畳を禁止するようにして
もよい。水平駆動は、予備の撮像により遅いレートで信
号電荷を読み出すように駆動周波数を低くして用いる。
The timing signal supply section 22 includes a timing signal generation section 22a and a driver section 22b. The timing signal supply unit 22 generates different timing signals by switching control between preliminary imaging and main imaging under the control of the system control unit 18. The timing signal generating section 22a includes a circuit for generating a timing signal for operating each section based on the supplied system clock based on the control signal. The timing signal generator 22a basically generates a timing signal according to the imaging mode under the control of the system controller 18, outputs the generated timing signal to each unit as shown in FIG. Also supply. The driver unit 22b also supplies drive signals to the aperture adjustment mechanism 24 and the imaging unit 30 in addition to the zoom adjustment mechanism and the AF adjustment mechanism of the optical lens system 12 described above. The driver unit 22b may also be directly controlled by the system control unit 18. The present embodiment is characterized in that the supply of the signal used for reading out the signal charge at the time of the main imaging is controlled. In response to the switching control, the system control section supplies the generated field shift pulse to the timing signal generating section 22a to only one of the columns, that is, the column, that is, the odd-numbered column and the even-numbered column. Supply control is performed. In addition, the system control unit 18 includes a driver unit 22
For b, for example, the superposition of the field shift pulse of the column not desired to be read on the drive signal may be prohibited. In the horizontal driving, the driving frequency is reduced so that signal charges are read out at a lower rate by preliminary imaging.

【0025】絞り調節機構24は、被写体の撮影において
最適な入射光の光束を撮像部30に供給するように入射光
束断面積(すなわち、絞り開口面積)を調節する機構で
ある。絞り調節機構24にもドライバ部22b から駆動信号
が供給される。この駆動信号は、前述したシステム制御
部18からの制御に応じて動作させるための信号である。
この場合、システム制御部18は、図示しないが、撮像部
30で光電変換した信号電荷を基にAE(Automatic Exposu
re :自動露出)処理として絞り・露光時間を算出してい
る。絞り調節機構24には、この算出した値に対応する制
御信号が供給されたタイミング信号発生部22a からの信
号に応じた駆動信号がドライバ部22b から供給される。
The aperture adjusting mechanism 24 is a mechanism for adjusting the cross-sectional area of the incident light beam (that is, the aperture opening area) so that the optimum light beam of the incident light is supplied to the image pickup section 30 in photographing the subject. A drive signal is also supplied from the driver 22b to the aperture adjustment mechanism 24. This drive signal is a signal for operating according to the control from the system control unit 18 described above.
In this case, although not shown, the system control unit 18
AE (Automatic Exposu) based on the signal charge photoelectrically converted in 30
re: Automatic exposure) The aperture and exposure time are calculated as processing. A drive signal corresponding to the signal from the timing signal generator 22a to which the control signal corresponding to the calculated value has been supplied to the aperture adjustment mechanism 24 from the driver 22b.

【0026】撮像部30は光電変換する撮像素子を光学レ
ンズ系12の光軸と直交する平面が形成されるように配置
する。また、撮像素子の入射光側には、個々の撮像素子
に対応して光学像の空間周波数をナイキスト周波数以下
に制限する光学ローパスフィルタ26と一体的に色分解す
る色分解部28の色フィルタCFが一体的に配設される。本
実施例では単板方式の色フィルタを用いて撮像する。色
フィルタCFの種類等については後段でさらに詳述する。
撮像素子には、 CCD(Charge Coupled Device:電荷結合
素子)や MOS(Metal Oxide Semiconductor:金属酸化型
半導体)タイプがある。撮像部30は、供給される駆動信
号に応じて光電変換によって得られた信号電荷を予備の
撮像と本撮像とに合わせて読み出す。
The image pickup section 30 arranges the image pickup element for photoelectric conversion so that a plane perpendicular to the optical axis of the optical lens system 12 is formed. Also, on the incident light side of the image sensor, a color filter CF of a color separation unit 28 that performs color separation integrally with an optical low-pass filter 26 that limits the spatial frequency of an optical image to a Nyquist frequency or lower corresponding to each image sensor. Are provided integrally. In this embodiment, imaging is performed using a single-plate type color filter. The type of the color filter CF will be described in more detail later.
The image sensor includes a CCD (Charge Coupled Device) and a MOS (Metal Oxide Semiconductor) type. The imaging unit 30 reads out the signal charges obtained by the photoelectric conversion in accordance with the supplied drive signal in accordance with the preliminary imaging and the main imaging.

【0027】本実施例では画素ずらしした、いわゆるハ
ニカム配置していること、および色フィルタパターンに
色フィルタG を正方格子状に配し、正方格子状の中心に
色Rまたは色B を配して色RBによる完全市松パターンを
形成していることから、他の実施例での信号読出しは後
段で示すように、全画素読出し( プログレッシブ走査)
も行うことができる。この用いている色フィルタ配置パ
ターンをG 正方(格子)RB完全市松パターンと呼ぶ。
In this embodiment, a so-called honeycomb arrangement in which pixels are shifted, that is, a color filter G is arranged in a square lattice pattern in a color filter pattern, and a color R or a color B is arranged in the center of the square lattice pattern. Since the complete checkerboard pattern is formed by the color RB, the signal readout in other embodiments is all pixel readout (progressive scan) as shown in the later stage.
Can also be done. The color filter arrangement pattern used is called a G square (lattice) RB perfect checkerboard pattern.

【0028】前処理部32には、図示しないがCDS (Corr
elated Double Sampling: 相関二重サンプリング;以下
CDS という)部が備えられている。CDS 部は、たとえ
ば、CCD 型の撮像素子を用いて、基本的にその素子によ
り生じる各種のノイズをタイミング信号発生部22a から
のタイミング信号によりクランプするクランプ回路と、
タイミング信号により信号電荷をホールドするサンプル
ホールド回路を有する。CDS 部は、ノイズ成分を除去し
てA/D 変換部34に送る。A/D 変換部34は、供給される信
号電荷というアナログ信号の信号レベルを所定の量子化
レベルにより量子化してディジタル信号に変換するA/D
変換器を有する。A/D 変換部34は、タイミング信号発生
部22a から供給される変換クロック等のタイミング信号
により変換したディジタル信号を信号処理部36に出力す
る。
Although not shown, the pre-processing unit 32 includes a CDS (Corr
elated Double Sampling: Correlated double sampling; below
CDS) section. The CDS unit includes, for example, a clamp circuit that uses a CCD type imaging device and basically clamps various noises generated by the device with a timing signal from the timing signal generation unit 22a.
It has a sample-and-hold circuit that holds a signal charge by a timing signal. The CDS section removes the noise component and sends it to the A / D conversion section 34. The A / D converter 34 quantizes a signal level of the supplied analog signal, which is an analog signal, by a predetermined quantization level and converts the signal level into a digital signal.
It has a converter. The A / D converter outputs a digital signal converted by a timing signal such as a conversion clock supplied from the timing signal generator 22a to the signal processor.

【0029】信号処理部36には、図示しないが得られた
画像をより一層高画質化するためにデータ補正部、輝度
データ生成機能部、輝度データ補間機能部、高解像度プ
レーン補間機能部、およびマトリクス処理部が含まれ
る。データ補正部には、色の補正を行うガンマ補正回路
や自動的にホワイトバランスの調整を行うAWB (Automat
ic White Balance)回路等がある。特に、ガンマ補正回
路は、 ROM(Read OnlyMemory)に供給されるディジタ
ル信号とこのディジタル信号に対応して出力する補正デ
ータとを組にした複数のデータセットの集まりであるル
ックアップテーブルを用いる。データ補正部は、この配
置に限定されるものでなく、後段に設けてもよいが、こ
の位置に配することにより、ルックアップテーブルの個
数が最小で済む。これら一連のデータ補正においてもタ
イミング信号発生部22a からのタイミング信号に応じて
供給される。データ補正部は、この処理した補正データ
を輝度データ生成機能部に出力する。
Although not shown, the signal processing unit 36 includes a data correction unit, a luminance data generation function unit, a luminance data interpolation function unit, a high resolution plane interpolation function unit, and a data correction unit (not shown) for further improving the quality of the obtained image. A matrix processing unit is included. The data correction unit includes a gamma correction circuit that performs color correction and AWB (Automat
ic White Balance) circuit. In particular, the gamma correction circuit uses a look-up table, which is a set of a plurality of data sets in which a digital signal supplied to a ROM (Read Only Memory) and correction data output corresponding to the digital signal are combined. The data correction unit is not limited to this arrangement, and may be provided at a subsequent stage. However, by arranging at this position, the number of lookup tables can be minimized. In these series of data corrections as well, the data is supplied according to the timing signal from the timing signal generator 22a. The data correction unit outputs the processed correction data to the luminance data generation function unit.

【0030】輝度データ生成機能部はシステム制御部18
の制御により動作する。輝度データ生成機能部は、この
ように演算処理により受光素子の位置する画素での輝度
データY を生成し、輝度データ補間機能部に出力する。
輝度データ補間機能部は、供給される輝度データY の間
にある仮想画素の位置における輝度データの補間生成を
行う演算機能部である。輝度データ補間機能部は、プレ
ーンの輝度データYhを生成し、高解像度プレーン補間機
能部に供給される。高解像度プレーン補間機能部は、プ
レーンの輝度データYhとデータ補正した三原色R, G, B
の画素データを入力し、これらのデータを用いてR プレ
ーンデータ、G プレーンデータおよびBプレーンデータ
を生成する演算機能部である。高解像度プレーン補間機
能部は、生成した三原色RGB のプレーンデータをマトリ
クス処理部に出力する。高解像度プレーン補間機能部に
は、これらの信号処理して得られた画像データを格納す
るとともに、非破壊読出し可能なメモリがそれぞれ備え
られている。高解像度プレーン補間機能部はプレーン補
間に用いる画素データを読み出して画素データの算出を
行う。マトリクス処理部は、供給される三原色RGB のそ
れぞれR プレーンデータ、G プレーンデータおよびB プ
レーンデータを用いて、画像表示に用いる形式、すなわ
ち輝度データY 、色差データ(R-Y), (B-Y)に変換する。
これらの出力形式のデータは、各色に定めた混合割合を
乗算し演算することから得られる。混合割合を決める係
数は、従来からの値を用いる。この変換した3つのデー
タに各帯域を含み折返し歪が生じないカットオフ周波数
に設定してアンチエリアシング処理を施す。このうち、
輝度データY をアパーチャ調整部に送って、輝度データ
Y の周波数の高域を持ち上げる。これにより、画像の輪
郭が強調される。このようにしてマトリクス処理部は、
輝度データY 、色差データ(R-Y), (B-Y)を圧縮/伸張部
38およびモニタ42に出力する。マトリクス処理部は、モ
ニタ42に撮像した画像をシステムバス16を介して供給す
る。
The luminance data generating function unit is a system control unit 18.
It operates under the control of. The luminance data generation function unit generates the luminance data Y at the pixel where the light receiving element is located by the arithmetic processing as described above, and outputs the luminance data Y to the luminance data interpolation function unit.
The luminance data interpolation function unit is an arithmetic function unit that performs interpolation generation of luminance data at a position of a virtual pixel between supplied luminance data Y. Luminance data interpolation function unit generates the luminance data Y h plane is supplied to the high-resolution plane interpolation function unit. High-resolution plane interpolation function unit, the luminance data Y h and data corrected three primary colors R plane, G, B
Is an arithmetic function unit that receives the pixel data of the above and generates R plane data, G plane data and B plane data using these data. The high resolution plane interpolation function unit outputs the generated three primary color RGB plane data to the matrix processing unit. The high-resolution plane interpolation function unit stores the image data obtained by performing the signal processing, and includes a nondestructive readable memory. The high-resolution plane interpolation function unit reads out pixel data used for plane interpolation and calculates pixel data. The matrix processing unit uses the supplied R-plane data, G-plane data, and B-plane data of each of the three primary colors RGB to convert into a format used for image display, that is, luminance data Y, color difference data (RY), (BY). .
The data in these output formats is obtained by multiplying each color by a determined mixing ratio and calculating. As a coefficient for determining the mixing ratio, a conventional value is used. An anti-aliasing process is performed by setting the three converted data to a cutoff frequency that includes each band and does not cause aliasing distortion. this house,
The luminance data Y is sent to the aperture adjustment unit,
Raise the high frequency range of Y. Thereby, the outline of the image is emphasized. In this way, the matrix processing unit
Compression / decompression unit for luminance data Y and color difference data (RY), (BY)
38 and the monitor 42. The matrix processing unit supplies the captured image to the monitor 42 via the system bus 16.

【0031】このように構成して信号処理部36は、受光
素子の画素データを用いて、この際にたとえば、相関の
大きい方の画素データから輝度データY および色差デー
タを生成して圧縮/伸張部38およびモニタ42に出力す
る。
With this configuration, the signal processing unit 36 uses the pixel data of the light receiving element to generate, for example, luminance data Y and chrominance data from the pixel data having the larger correlation, and then performs compression / expansion. Output to the unit 38 and the monitor 42.

【0032】圧縮/伸張部38は、たとえば、直交変換を
用いたJPEG(Joint Photographic Experts Group)規格
での圧縮を施す回路と、この圧縮した画像を再び元のデ
ータに伸張する回路とを有する。圧縮/伸張部38は、シ
ステム制御部18の制御により記録時には圧縮したデータ
をシステムバス16を介して記録再生部40に供給する。ま
た、圧縮/伸張部38は、前述と同様にシステム制御部18
の制御により信号処理部36からのデータをスルーさせ、
システムバス16を介してモニタ42に供給させてもよい。
圧縮/伸張部38が伸張処理を行う場合、逆に記録再生部
40から読み出したデータをシステムバス16を介して圧縮
/伸張部38に取り込んで処理する。ここで、処理された
データもモニタ42に供給して表示させる。
The compression / decompression unit 38 has, for example, a circuit for performing compression according to the JPEG (Joint Photographic Experts Group) standard using orthogonal transformation, and a circuit for decompressing this compressed image to original data again. The compression / decompression unit 38 supplies the compressed data to the recording / reproduction unit 40 via the system bus 16 during recording under the control of the system control unit 18. Further, the compression / decompression unit 38 includes the system control unit 18 as described above.
Through the data from the signal processing unit 36,
The data may be supplied to the monitor 42 via the system bus 16.
When the compression / expansion unit 38 performs the expansion process,
The data read from 40 is taken into the compression / decompression unit 38 via the system bus 16 and processed. Here, the processed data is also supplied to the monitor 42 for display.

【0033】記録再生部40は、記録媒体に記録する記録
処理部と、記録媒体から記録した画像データを読み出す
再生処理部とを含む(ともに図示せず)。記録媒体に
は、たとえば、いわゆる、スマートメディアのような半
導体メモリや磁気ディスク、光ディスク等がある。磁気
ディスク、光ディスクを用いる場合、画像データを変調
する変調部とともに、この画像データを書き込むヘッド
がある。モニタ42は、システム制御部18の制御に応じて
システムバス16を介して供給される輝度データおよび色
差データまたは三原色RGB のデータを画面の大きさを考
慮するとともに、タイミング調整して表示する機能を有
する。液晶表示のようなモニタを用いてムービー表示す
る場合、たとえば、予備の撮像において受光素子、すな
わち画素を間引きながら表示させる。
The recording / reproducing section 40 includes a recording processing section for recording on a recording medium, and a reproducing processing section for reading image data recorded from the recording medium (both not shown). The recording medium includes, for example, a semiconductor memory such as a so-called smart media, a magnetic disk, and an optical disk. When a magnetic disk or an optical disk is used, there is a head for writing the image data together with a modulator for modulating the image data. The monitor 42 has a function of considering the size of the screen and displaying the luminance data and the color difference data or the data of the three primary colors RGB supplied via the system bus 16 under the control of the system control unit 18 while adjusting the timing. Have. When a movie is displayed using a monitor such as a liquid crystal display, for example, in a preliminary image pickup, the light receiving elements, that is, the pixels are displayed while thinning out the pixels.

【0034】図1に示すディジタルカメラ10は、このよ
うに構成して高画素化した撮像部30を有していながら予
備の撮像と本撮像とを切り換えて制御してそれぞれの撮
像に応じた適切な撮像を行っている。特に、低照度の画
像領域で転送効率の低下に伴う混色の発生を防止する信
号読出しを行って、照度にかかわらず、画像全体の画質
を高めている。
The digital camera 10 shown in FIG. 1 is configured as described above and has an image pickup section 30 with a high number of pixels. Imaging is performed. In particular, signal reading is performed in an image area of low illuminance to prevent the occurrence of color mixture due to a decrease in transfer efficiency, thereby improving the image quality of the entire image regardless of the illuminance.

【0035】さらに、撮像部30と色分解部28に用いる色
フィルタCFについて説明する。図2は、撮像部30の撮像
面およびドライバ部22b からの垂直転送駆動信号V1〜V8
を印加する位置関係を示している。撮像部30は、これま
で述べてきたように、入射する光を光電変換する受光素
子PDに隣接した受光素子PDが垂直方向および水平方向に
ずらされて2次元配置された受光部30a と、この受光部
30a の前面に形成された開口部APを迂回するように配置
され、かつ受光素子PDからの信号を取り出す電極ELと、
この電極ELを介して供給される信号を受光部30a の垂直
方向に順次転送する垂直転送レジスタVRと、垂直転送レ
ジスタVRに対して直交する方向、すなわち水平方向に信
号を転送する水平転送レジスタHRとを備えている。
Next, the color filter CF used in the image pickup section 30 and the color separation section 28 will be described. FIG. 2 shows vertical transfer drive signals V1 to V8 from the image pickup surface of the image pickup section 30 and the driver section 22b.
Is applied. As described above, the imaging unit 30 includes, as described above, a light receiving unit 30a in which light receiving elements PD adjacent to the light receiving element PD that photoelectrically converts incident light are vertically and horizontally shifted and two-dimensionally arranged. Light receiving section
An electrode EL arranged to bypass the opening AP formed on the front surface of the light-receiving element 30a and for extracting a signal from the light-receiving element PD;
A vertical transfer register VR for sequentially transferring a signal supplied through the electrode EL in the vertical direction of the light receiving section 30a, and a horizontal transfer register HR for transferring a signal in a direction orthogonal to the vertical transfer register VR, that is, in a horizontal direction. And

【0036】垂直転送レジスタVRは、供給される垂直転
送駆動信号V1〜V8に応じて信号を転送している。すなわ
ち、垂直転送レジスタは1受光部あたり4電極構造にな
っている。また、1受光部領域の水平隣接領域が2電極
構造で前述したように画素ずらしされている。これに対
応して水平転送レジスタHRも2電極構造になっている。
本実施例の撮像部30に形成された開口部APは、六角形の
ハニカム形状に形成する。開口形状は、一般的に正方格
子であるがこの形状は、感度を向上させるとともに、垂
直転送レジスタの幅を同じにして転送効率を低下させな
いようにする条件を満たせばよい。このことから判るよ
うに形状は、多角形でもよく、この他の例としては、正
方格子を45°回転させた開口形状として、たとえば、菱
形等があり、さらに八角形等にしてもよい。
The vertical transfer register VR transfers signals according to the supplied vertical transfer drive signals V1 to V8. That is, the vertical transfer register has a four-electrode structure per light receiving portion. Further, a horizontally adjacent region of one light receiving portion region has a two-electrode structure, and is shifted by pixels as described above. Correspondingly, the horizontal transfer register HR also has a two-electrode structure.
The opening AP formed in the imaging unit 30 of the present embodiment is formed in a hexagonal honeycomb shape. The opening shape is generally a square lattice, but this shape may satisfy the conditions for improving the sensitivity and keeping the width of the vertical transfer register the same so as not to lower the transfer efficiency. As can be seen from this, the shape may be a polygon, and as another example, an opening shape obtained by rotating a square lattice by 45 ° is, for example, a rhombus, and may be an octagon.

【0037】開口部APは、図2に示すように各開口部AP
を覆う色フィルタCFの直下にそれぞれ対応して配置され
る受光素子PDの間隔を各方向毎の画素ピッチPPとすると
き、開口部APの配列は、一列毎に垂直方向にあるいは一
行毎に水平方向に画素ピッチPP分だけ移動させた2次元
配置になっている。四角形以上の多角形を用いる場合、
開口形状に合わせて開口部APを隙間なく、隣接する開口
部APが稠密な配置に配置にさせてもよい。このような場
合、配置する上での画素ピッチPPは半ピッチのずらしで
もよい。図2のように六角形の場合、稠密な配置は、水
平・垂直方向とも上述した画素ピッチPPの半分だけずら
した配置(|PP|/2)により形成できる。このように稠
密な配置を得るには開口部APの形状に依存する。
As shown in FIG. 2, each of the openings AP
When the interval between the light receiving elements PD arranged directly below the color filters CF covering the pixels is a pixel pitch PP in each direction, the arrangement of the apertures AP is vertical in each column or horizontal in each row. The two-dimensional arrangement is shifted in the direction by the pixel pitch PP. When using a polygon that is more than a rectangle,
The openings AP may be arranged in a dense arrangement with no gap between the openings AP in accordance with the shape of the openings. In such a case, the pixel pitch PP for arrangement may be shifted by a half pitch. In the case of a hexagon as shown in FIG. 2, a dense arrangement can be formed by an arrangement (| PP | / 2) shifted by half the above-described pixel pitch PP in both the horizontal and vertical directions. Obtaining such a dense arrangement depends on the shape of the opening AP.

【0038】なお、図2の撮像部30は、最も左側に位置
し、縦方向に色R, Bの受光素子を奇数列とする。また、
図2から明らかなように電極ELの設けられている位置に
対応してフィールドシフトパルスを含む垂直駆動信号は
V1, V3, V5, V7である。そして、本実施例における予備
の撮像(レリーズシャッタの半押し操作時)では、これ
までの操作と同じに高速読出しが行われる。
The image pickup section 30 shown in FIG. 2 is located on the leftmost side, and the light receiving elements of the colors R and B are arranged in odd columns in the vertical direction. Also,
As is clear from FIG. 2, the vertical drive signal including the field shift pulse corresponding to the position where the electrode EL is provided is
V1, V3, V5, and V7. Then, in the preliminary imaging (at the time of half-pressing the release shutter) in this embodiment, high-speed reading is performed in the same manner as in the previous operation.

【0039】このように構成した撮像部30を適用したデ
ィジタルカメラ10における本撮像時の動作について説明
する。この本撮像の前に行う予備の撮像において得られ
た情報に基づいてAE/AF 調節を行う各機構は設定されて
いる。また、この予備の撮像に応じて、図3(a) に示す
AE調節機構の一部をなすメカニカルシャッタは、たとえ
ばレリーズシャッタの半押し状態から本撮像の撮像タイ
ミングを経て露光が終了するまで開状態になっている。
これ以降、メカニカルシャッタは閉状態にする。
The operation of the digital camera 10 to which the imaging unit 30 having the above configuration is applied at the time of actual imaging will be described. Each mechanism for performing the AE / AF adjustment based on information obtained in the preliminary imaging performed before the main imaging is set. Also, according to this preliminary imaging, the state shown in FIG.
The mechanical shutter, which is a part of the AE adjustment mechanism, is in an open state from the half-pressed state of the release shutter to the end of exposure through the imaging timing of the main imaging, for example.
Thereafter, the mechanical shutter is closed.

【0040】また、ディジタルカメラ10では、撮像部30
に所定のタイミング信号として垂直同期信号VSが供給さ
れる(図3(b) を参照)。撮像部30は、垂直同期信号VS
に同期して電子シャッタを動作させる。通常、電子シャ
ッタは、垂直同期信号VSに同期して不要電荷の掃捨て処
理を行う。この処理は水平帰線期間中に撮像部30の基板
電圧に掃捨てパルスを印加して、垂直同期期間のうち、
時刻T1から時刻T2の期間中にこれまで蓄積した信号電荷
を基板側に掃き出す( 図3(c) を参照)。実際に、電子
シャッタをオン状態にする期間が予備の撮像で得られた
情報に基づく露光時間である(図3(d) を参照)。この
場合、電子シャッタは、垂直同期期間VDの時刻T2の電荷
掃出しが終了した時点から図3(a) のメカニカルシャッ
タが閉状態になるまでの期間である。
In the digital camera 10, the image pickup unit 30
Is supplied with a vertical synchronizing signal VS as a predetermined timing signal (see FIG. 3B). The imaging unit 30 has a vertical synchronization signal VS
The electronic shutter is operated in synchronization with. Normally, the electronic shutter performs an unnecessary charge sweep-out process in synchronization with the vertical synchronization signal VS. This processing applies a sweep pulse to the substrate voltage of the imaging unit 30 during the horizontal retrace period, and during the vertical synchronization period,
The signal charge accumulated so far during the period from time T1 to time T2 is swept to the substrate side (see FIG. 3 (c)). Actually, a period during which the electronic shutter is turned on is an exposure time based on information obtained by preliminary imaging (see FIG. 3D). In this case, the electronic shutter is a period from the end of the electric charge discharge at the time T2 of the vertical synchronization period VD to the time when the mechanical shutter of FIG. 3A is closed.

【0041】この露光後の次の垂直同期信号に同期して
受光素子PDに蓄積した信号電荷の読出しを開始する(図
3(d) を参照)。ここで、読み出す信号電荷は、受光部
30aの奇数列から読み出すように、システム制御部18か
らの制御に応じてタイミング信号発生部22a でフィール
ドシフトパルスを生成して、ドライバ部22b に供給して
いる。この供給により、ドライバ部22b はフィールドシ
フトパルスを含む駆動信号V1, V5を電極ELに印加する。
電極ELは信号電荷を蓄積するゲートで印加される信号に
応じてゲートの開閉スイッチ機能を果たしている。これ
らの電極ELにだけ駆動信号が供給されることにより、奇
数列、すなわち図2の撮像部30から色BRが読み出され
る。
The reading of the signal charges stored in the light receiving element PD is started in synchronization with the next vertical synchronizing signal after the exposure (see FIG. 3D). Here, the signal charge to be read is
The timing signal generator 22a generates a field shift pulse in accordance with the control from the system controller 18 so as to read from the odd column 30a, and supplies it to the driver 22b. With this supply, the driver unit 22b applies the drive signals V1 and V5 including the field shift pulse to the electrode EL.
The electrode EL performs a gate opening / closing switch function in accordance with a signal applied to the gate for storing signal charges. By supplying a drive signal only to these electrodes EL, the color BR is read from the odd-numbered columns, that is, from the imaging unit 30 in FIG.

【0042】図2に示す状態は、得られた信号電荷を垂
直転送レジスタVRに読み出して、垂直転送を行い、水平
転送レジスタHRに信号電荷を転送した状態である。この
とき、図2の水平転送レジスタHRが示すように、水平転
送レジスタの信号電荷の位置関係には、信号電荷の間に
空きパケットが存在する。これは、偶数列の信号電荷が
入るパケットであったが、結果的に奇数列だけの読み出
しにより空けられた。この空きパケットが各受光素子間
に形成されることにより1画素間の転送不良を無視でき
るようになる。このため、個々の画素データに色が混じ
ることを大幅に防止できる。水平転送レジスタHRに読み
出した信号電荷は、通常の読出しと同様に次の信号電荷
が転送されてくるまでに出力する。ただし、1フィール
ドの期間に半分の信号電荷を読み出せばよいことから、
水平転送の転送レートは従来に比べて半分程度で済ませ
ることができる。
The state shown in FIG. 2 is a state in which the obtained signal charges are read out to the vertical transfer register VR, vertical transfer is performed, and the signal charges are transferred to the horizontal transfer register HR. At this time, as indicated by the horizontal transfer register HR in FIG. 2, there is an empty packet between the signal charges in the positional relationship of the signal charges in the horizontal transfer register. This is a packet in which the signal charges of the even-numbered columns enter, but are consequently cleared by reading out only the odd-numbered columns. By forming this empty packet between the light receiving elements, a transfer failure between one pixel can be ignored. For this reason, it is possible to largely prevent the color from being mixed with the individual pixel data. The signal charge read out to the horizontal transfer register HR is output until the next signal charge is transferred, similarly to the normal readout. However, since it is only necessary to read out half of the signal charge during the period of one field,
The transfer rate of the horizontal transfer can be reduced to about half of the conventional rate.

【0043】先のフィールドでは奇数列だけの信号電荷
読出しであった。次のフィールドでは、図示していない
が偶数列だけの信号電荷を読み出すように、フィールド
シフトパルスを生成し、印加する。すなわち、垂直駆動
信号V3, V7を供給して色G だけの信号電荷を垂直転送レ
ジスタVRに読み出す。前述したように信号電荷を順次水
平転送レジスタの方向に転送する。水平転送レジスタHR
には、受光素子から読み出した信号電荷の間に空きパケ
ット(奇数列の信号電荷用)ができる。これにより、こ
のフィールドでも1画素間の転送不良が無視できるよう
になる。このフィールドでも水平転送レジスタHRからの
信号電荷読出しを確実に1ライン毎に出力させると、大
幅に画素の混色を防止して信号電荷を読み出すことがで
きる。このように撮像部30の受光部30a において露光に
より得られた信号電荷を列毎に読み出し、後段の信号処
理において両フィールドで得られた信号電荷を、この段
階で2ライン同時読出しで得られる信号電荷関係に並べ
替えして画像を生成することにより、低照度の領域が被
写界にあっても混色が生じない、高画質の一枚の画像を
生成することができる。
In the previous field, signal charges were read from only odd columns. In the next field, although not shown, a field shift pulse is generated and applied so as to read out signal charges of only even-numbered columns. That is, by supplying the vertical drive signals V3 and V7, the signal charges of only the color G are read out to the vertical transfer register VR. As described above, the signal charges are sequentially transferred in the direction of the horizontal transfer register. Horizontal transfer register HR
, Empty packets (for odd-numbered signal charges) are generated between signal charges read from the light receiving elements. Thereby, even in this field, the transfer failure between one pixel can be ignored. Even in this field, if the signal charge readout from the horizontal transfer register HR is reliably output for each line, the signal charges can be read out while largely preventing color mixing of pixels. As described above, the signal charges obtained by the exposure in the light receiving section 30a of the imaging section 30 are read out for each column, and the signal charges obtained in both fields in the subsequent signal processing are converted into the signals obtained by simultaneous reading of two lines at this stage. By generating images by rearranging them into charge relationships, it is possible to generate a single high-quality image in which color mixing does not occur even when a low-illuminance region is in the field.

【0044】この比較例として図3(e) のこれまで行わ
れてきた動作を説明する。図3(a)〜図3(c) の設定お
よび動作は前述した実施例と同じである。露光時間も同
じに設定して露光を行う。ただし、信号電荷の読出しが
1フィールドの時間で行っている。この信号電荷読出し
を行うには、本発明の実施例のように奇数列と偶数列の
区別なく、三原色RGB を取り出すため2ライン同時読出
しを行う。この場合、受光素子を画素ずらしして配して
いることから、読み出した信号電荷が水平転送レジスタ
HRに転送されても理論的には色データが混じることがな
い。この結果、水平転送レジスタHRには、「G_B_G_R_G_
B_G_R_・・・ 」の順に信号電荷が配される。ここで、”_
”は、水平転送レジスタHRのうち、2電極構造のレジ
スタの一方のレジスタ領域を示している。
The operation performed so far in FIG. 3E will be described as a comparative example. The settings and operations in FIGS. 3A to 3C are the same as those in the above-described embodiment. Exposure is performed with the same exposure time. However, the reading of the signal charge is performed in the time of one field. In order to read out the signal charges, two lines are read out simultaneously in order to extract the three primary colors RGB without distinguishing between odd and even columns as in the embodiment of the present invention. In this case, since the light receiving elements are arranged with pixels shifted, the read signal charges are transferred to the horizontal transfer register.
Even if transferred to the HR, the color data does not mix theoretically. As a result, the horizontal transfer register HR contains "G_B_G_R_G_
B_G_R_... "Are arranged in this order. here,"_
"" Indicates one register area of the two-electrode structure register in the horizontal transfer register HR.

【0045】この2ライン同時読出しを行うと、この2
ラインから三原色RGB は得られるが、課題で述べたよう
に低照度域での転送が水平駆動周波数の高速化および駆
動電圧の低下により転送不良になってしまう傾向があ
る。この結果、この領域で混色が発生し、画像の色再現
性が悪い。この画質劣化は、さらなる高画素化や低消費
電力化により一層厳しくなる傾向にある。
When the two lines are read simultaneously,
Although the three primary colors RGB can be obtained from the line, transfer in a low illuminance region tends to cause transfer failure due to an increase in the horizontal drive frequency and a decrease in the drive voltage as described in the subject. As a result, color mixing occurs in this area, and the color reproducibility of the image is poor. This deterioration in image quality tends to become more severe as the number of pixels increases and the power consumption decreases.

【0046】このように画素の読み出す列を特定し2回
に分けて読み出すことによって、結果的に従来の読出し
レートよりも低い読出しレートで読み出すことになる。
また、従来、予備の撮像と本撮像とでは水平の駆動周波
数を同じに読み出していたので予備の撮像時の水平駆動
周波数よりも低い駆動周波数で読み出す駆動で行うとも
言える。高画素化が要求される撮像において、予備の撮
像した信号電荷の高速読出しと、本撮像の画質優先した
信号電荷の読出しとを切換制御して読み出すことで本撮
像での画素間の転送不良を無視し、低照度域でも色再現
性のよい高画質画像を提供することができる。
As described above, by specifying the column from which the pixels are to be read and reading out the data in two steps, reading is performed at a reading rate lower than the conventional reading rate as a result.
Conventionally, the horizontal drive frequency is read out the same between the preliminary imaging and the main imaging. Therefore, it can be said that the driving is performed at a driving frequency lower than the horizontal driving frequency at the time of the preliminary imaging. In imaging in which a higher number of pixels is required, switching between the high-speed readout of the signal charge of the preliminary image pickup and the signal charge readout with priority on the image quality of the main image is controlled and read, so that the transfer failure between pixels in the main image can be prevented. Disregarding, it is possible to provide a high quality image with good color reproducibility even in a low illuminance region.

【0047】なお、本実施例は、いわゆるハニカム配置
の撮像部に対して適用したがこの信号読出し方法は、画
素ずらししていない撮像部においても同様に読み出す信
号列を特定してゆっくり読み出すと低照度域での混色を
同様に避けることができる。
The present embodiment is applied to a so-called honeycomb arrangement image pickup section. However, this signal readout method is low even if an image pickup section in which pixels are not shifted is similarly specified and read out slowly. Color mixing in the illuminance range can likewise be avoided.

【0048】次に本発明の固体撮像装置を適用したディ
ジタルカメラ10の他の実施例について説明する。本実施
例は、画素ずらし配置の、いわゆる画素のハニカム配置
に特有な効果を奏するものである。ディジタルカメラ10
は、ほぼ先の実施例と同じである。構成上の異なる点
は、メカニカルシャッタを用いていない。受光素子PDか
ら信号電荷を読み出す場合、画素ずらし配置の特徴から
一度に同時に信号電荷を読み出して垂直方向に信号電荷
を転送しても各ライン毎に水平転送レジスタHRに供給さ
れる。
Next, another embodiment of the digital camera 10 to which the solid-state imaging device of the present invention is applied will be described. This embodiment has an effect peculiar to the so-called pixel honeycomb arrangement of the pixel shift arrangement. Digital camera 10
Is almost the same as the previous embodiment. The difference in configuration is that no mechanical shutter is used. When reading out the signal charges from the light receiving element PD, even if the signal charges are read out at the same time and the signal charges are transferred in the vertical direction at the same time due to the feature of the pixel shift arrangement, the signal charges are supplied to the horizontal transfer register HR for each line.

【0049】このとき、水平転送レジスタHRにおける信
号電荷は、空きパケットを介して配された、前述の実施
例と同じ奇数列の信号電荷の位置関係に転送される。ま
た、次のラインが水平転送レジスタHRに転送されると
き、信号電荷は偶数列の信号電荷の位置関係と同じ配置
で供給される。このことから、各ラインの情報は、次の
ラインが供給される前に信号電荷を読み出す制御を行う
とよいことが判る。この結果、前述の実施例と同じ転送
効果が得られる。すなわち、通常の読出しを行う場合、
前述した実施例と同様に複数のフィールドにわたって読
み出せば水平駆動周波数を下げられるとともに、全画素
読出しができる点で大きな効果を有する。また、混色に
よる画質劣化は、空きパケットとして扱って信号電荷を
読み出すことから、有意に混色防止できることは明らか
である。
At this time, the signal charges in the horizontal transfer register HR are transferred via the empty packets to the same positional relationship of the signal charges in the odd columns as in the above-described embodiment. When the next line is transferred to the horizontal transfer register HR, the signal charges are supplied in the same arrangement as that of the signal charges in the even columns. From this, it can be seen that the information of each line should be controlled to read out signal charges before the next line is supplied. As a result, the same transfer effect as in the above embodiment can be obtained. That is, when performing normal reading,
As in the above-described embodiment, when reading is performed over a plurality of fields, the horizontal drive frequency can be reduced, and there is a great effect in that all pixels can be read. Further, it is clear that color deterioration can be significantly prevented because image quality deterioration due to color mixing is handled as an empty packet and signal charges are read.

【0050】以上のように構成し、予備の撮像と本撮像
とを切換制御して撮像し、信号電荷をそれぞれ異なる信
号電荷読出しで読み出して、特に本撮像での信号電荷読
出しにおいて特定の列だけを読み出して水平転送時に信
号電荷(すなわち画素データ)間に空きパケットを形成
して1画素間の転送不良が無視できるように改善するこ
とにより、高画素化した撮像部を用いた際に低照度域が
あってもこの領域にこれまで生じていた画質劣化を大幅
に改善することができる。この空きパケットの形成を行
う上で本撮像の水平転送を予備の撮像時に比べてゆっく
り読み出すとよい。
With the above configuration, the image pickup is performed by switching between the preliminary image pickup and the main image pickup, and the signal charges are read out by different signal charge readouts. In particular, in the signal charge readout in the main image pickup, only a specific column is read out. Is read, and an empty packet is formed between signal charges (that is, pixel data) at the time of horizontal transfer, so that transfer failure between one pixel is negligible. Even if there is a region, the image quality degradation that has occurred in this region can be significantly improved. In forming this empty packet, the horizontal transfer of the main imaging should be read out more slowly than in the preliminary imaging.

【0051】また、画素ずらしの、いわゆるハニカム配
置では、2つの撮像を切換制御し、本撮像において信号
電荷を全画素読出し、順次垂直転送して水平転送レジス
タに供給すると、画素ずれにより空きパケット分が形成
されることになるから、信号電荷の水平転送を次のライ
ンが水平転送レジスタに転送されるまでの間に水平転送
レジスタ内の信号電荷をすべて読み出す処理を行っても
さらなる装置の高画素化および低電力化にも対応して高
画質化を図ることができる。
In a so-called honeycomb arrangement with pixel shift, two imagings are switched and controlled. In the main imaging, signal charges are read out from all pixels, sequentially transferred vertically, and supplied to a horizontal transfer register. Therefore, even if the horizontal transfer of the signal charges is performed until all the signal charges in the horizontal transfer register are read out until the next line is transferred to the horizontal transfer register, the high pixel of the device is further increased. Higher image quality can be achieved in response to higher power consumption and lower power consumption.

【0052】[0052]

【発明の効果】このように本発明の固体撮像装置によれ
ば、予備の撮像と本撮像とを制御手段で切換制御して各
撮像に応じて信号供給手段で生成した信号を撮像手段に
供給して撮像し、信号電荷をそれぞれ異なる信号電荷読
出しで読み出して、特に本撮像での信号電荷読出しにお
いて特定の列だけを読み出して水平転送時に信号電荷間
に空きパケットを形成して1画素間の転送不良が無視で
きるように改善することにより、高画素化した撮像部を
用いた際に低照度域があってもこの領域にこれまで生じ
ていた画質劣化を大幅に改善することができる。また、
画素ずらしの、いわゆるハニカム配置では、2つの撮像
を切換制御し、本撮像において信号電荷を全画素読出
し、順次垂直転送して水平転送レジスタに供給すると、
画素ずれにより空きパケット分が形成されることになる
から、信号電荷の水平転送を次のラインが水平転送レジ
スタに転送されるまでの間に水平転送レジスタ内の信号
電荷をすべて読み出す処理を行ってもさらなる装置の高
画素化および低電力化にも対応して高画質化を図ること
ができる。
As described above, according to the solid-state imaging device of the present invention, the control unit switches and controls the preliminary imaging and the main imaging, and supplies the signal generated by the signal supply unit to the imaging unit in accordance with each imaging. Then, the signal charges are read out by different signal charge readouts. In particular, in the signal charge readout in the main image pickup, only a specific column is read out, and an empty packet is formed between the signal charges at the time of the horizontal transfer, thereby forming one packet. By improving the transfer failure so as to be negligible, even if there is a low illuminance region when the imaging unit with a high pixel count is used, it is possible to greatly improve the image quality degradation that has occurred in this region until now. Also,
In a so-called honeycomb arrangement of pixel shifting, switching between two imagings is controlled, and in the main imaging, signal charges are read out from all pixels, sequentially vertically transferred, and supplied to a horizontal transfer register.
Since an empty packet is formed due to the pixel shift, horizontal transfer of the signal charge is performed by reading all the signal charges in the horizontal transfer register until the next line is transferred to the horizontal transfer register. It is also possible to achieve higher image quality in response to higher pixel and lower power of the device.

【0053】また、本発明の信号読出し方法によれば、
切換制御に応じて撮像する際に供給する信号を生成し、
生成した信号に応じて信号電荷を奇数列または偶数列の
いずれか一方から読み出して、垂直方向、水平方向の転
送を行い、そしてこの読み出した列が奇数列のとき偶数
列を、偶数列のとき奇数列を読み出して同様に垂直方
向、水平方向に転送して、読み出した信号電荷を出力す
る際に、一方の列だけからしか信号電荷を読み出してい
ないので、パケット間に空きパケットを発生させて通常
の信号読出しと同様に駆動しても1画素間の転送不良が
目立たないので、画質劣化を改善することができる。い
わゆるハニカム配置で全画素読出しした際に、1ライン
毎にすべて水平転送して出力することにより、形成した
空きパケットの関係を保って信号電荷を読み出すことが
でき、画質劣化を同様に改善することができる。
According to the signal reading method of the present invention,
Generate a signal to be supplied when capturing an image according to the switching control,
The signal charges are read out from either the odd-numbered column or the even-numbered column in accordance with the generated signal, and the transfer is performed in the vertical and horizontal directions. When the read-out column is an odd-numbered column, the even-numbered column is read. When the odd columns are read and similarly transferred in the vertical and horizontal directions to output the read signal charges, signal charges are read from only one of the columns, so that empty packets are generated between packets. Even when driving is performed in the same manner as in normal signal reading, transfer failure between one pixel is inconspicuous, so that image quality deterioration can be improved. When all pixels are read out in a so-called honeycomb arrangement, signal charges can be read out while maintaining the relation of formed empty packets by horizontally transferring and outputting all the lines one by one, and the image quality degradation is also improved. Can be.

【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を適用したディジタルカ
メラの概略的な構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a digital camera to which a solid-state imaging device according to the present invention is applied.

【図2】図1のディジタルカメラにおける撮像部を入射
光側から見た撮像平面を示すとともに、撮像における水
平転送の信号電荷の位置関係を示す模式図である。
FIG. 2 is a schematic diagram showing an imaging plane of the digital camera in FIG. 1 as viewed from an incident light side and showing a positional relationship of signal charges of horizontal transfer in imaging.

【図3】図1のディジタルカメラにおける撮像における
動作を説明するタイミングチャートである。
FIG. 3 is a timing chart illustrating an operation in imaging in the digital camera of FIG. 1;

【図4】従来のディジタルカメラの撮像における水平転
送の信号電荷の位置関係を示す模式図である。
FIG. 4 is a schematic diagram showing a positional relationship between signal charges of horizontal transfer in imaging by a conventional digital camera.

【図5】図1のディジタルカメラにおける撮像部を入射
光側から見た撮像平面を示すとともに、全画素読出しし
た際の信号電荷の位置関係を示す模式図である。
FIG. 5 is a schematic diagram showing an imaging plane of an imaging unit in the digital camera of FIG. 1 as viewed from an incident light side and showing a positional relationship of signal charges when all pixels are read.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 ディジタルカメラ 12 光学レンズ 14 操作部 18 システム制御部 22 タイミング信号供給部 30 撮像部 32 前処理部 34 A/D 変換部 36 信号処理部 38 圧縮/伸張部 42 モニタ 22a タイミング信号発生部 10 Digital camera 12 Optical lens 14 Operation unit 18 System control unit 22 Timing signal supply unit 30 Imaging unit 32 Preprocessing unit 34 A / D conversion unit 36 Signal processing unit 38 Compression / expansion unit 42 Monitor 22a Timing signal generation unit

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光電変換する受光素子を2次元配置し、
各受光素子に対して被写界からの入射光側に該入射光を
色分解する色分解手段が配された撮像手段から信号電荷
をすべて読み出す本撮像の前に行う予備の撮影により得
られた情報に基づいて前記本撮像を行って信号電荷を読
み出し、該信号電荷を出力させるように形成された垂直
転送路、水平転送路と順次転送し、得られた信号にディ
ジタル信号処理を施して出力する固体撮像装置におい
て、該装置は、 前記受光素子からの信号読出しが通常の方式で行われた
際に、前記受光素子数、信号読出しの駆動電圧、および
前記水平転送路での前記信号電荷の駆動により画像に混
色が表れる条件を満たす場合、前記予備の撮影と前記本
撮像とで前記撮像手段からの信号電荷読出しをそれぞれ
切換制御する制御手段と、 該制御手段からの前記本撮像の指示に応じて前記撮像手
段の受光素子の奇数列と偶数列とを交互に前記信号電荷
の読出しを複数回に分けて読み出す駆動に用いる駆動信
号を前記撮像手段に供給する信号供給手段とを含むこと
を特徴とする固体撮像装置。
1. A light receiving element for photoelectric conversion is two-dimensionally arranged.
It was obtained by a preliminary photographing performed before the main imaging, in which all the signal charges were read out from the imaging means in which color separation means for performing color separation of the incident light was arranged on the side of the incident light from the object field for each light receiving element. The main imaging is performed based on the information, the signal charges are read out, the signal charges are sequentially transferred to a vertical transfer path and a horizontal transfer path formed so as to output the signal charges, and the obtained signals are subjected to digital signal processing and output. In the solid-state imaging device, when the signal reading from the light receiving element is performed in a normal manner, the number of the light receiving elements, the driving voltage for signal reading, and the signal charge in the horizontal transfer path. A control unit that controls switching of signal charge readout from the imaging unit between the preliminary imaging and the main imaging when a condition that a color mixture appears in the image due to the driving; and a control of the main imaging from the control unit. Signal supply means for supplying to the image pickup means a drive signal used for driving to read out the signal charges alternately in odd and even rows of the light receiving elements of the image pickup means in a plurality of times as indicated. A solid-state imaging device characterized by the above-mentioned.
【請求項2】 請求項1に記載の装置において、前記信
号供給手段は、前記水平駆動信号の駆動周波数を前記予
備の撮像時よりも低い駆動周波数にすることを特徴とす
る固体撮像装置。
2. The solid-state imaging device according to claim 1, wherein the signal supply unit sets the driving frequency of the horizontal driving signal to a lower driving frequency than at the time of the preliminary imaging.
【請求項3】 光電変換する受光素子の位置を隣接した
受光素子に対して互いにずらして2次元配置し、各受光
素子に対して被写界からの入射光側に該入射光を色分解
する色分解手段が配された撮像手段から信号電荷をすべ
て読み出す本撮像の前に行う予備の撮影により得られた
情報に基づいて前記本撮像を行って信号電荷を読み出
し、該信号電荷を出力させるように形成された垂直転送
路、水平転送路と順次転送し、得られた信号にディジタ
ル信号処理を施して出力する固体撮像装置において、該
装置は、 前記受光素子からの信号読出しが通常の方式で行われた
際に、前記受光素子数、信号読出しの駆動電圧、および
前記水平転送路での前記信号電荷の駆動により画像に混
色が表れる条件を満たす場合、前記予備の撮影と前記本
撮像とで前記撮像手段からの信号電荷読出しをそれぞれ
切換制御する制御手段と、 該制御手段からの前記本撮像の指示に応じて前記撮像手
段の受光素子の1ライン分の信号電荷が前記水平転送路
に到達した際に、その都度該1ライン分の信号電荷読出
し駆動を行う駆動信号を供給する信号供給手段とを含む
ことを特徴とする固体撮像装置。
3. A light-receiving element for photoelectric conversion is two-dimensionally displaced from an adjacent light-receiving element with respect to each other, and color-separated for each light-receiving element on an incident light side from an object field. The main imaging is performed based on information obtained by preliminary imaging performed before the main imaging in which all the signal charges are read out from the imaging unit in which the color separation unit is arranged, and the signal charges are read out, and the signal charges are output. In a solid-state imaging device that sequentially transfers a vertical transfer path and a horizontal transfer path formed on the solid-state imaging device, performs digital signal processing on the obtained signal, and outputs the processed signal, the signal is read from the light-receiving element in a normal method. When performed, the number of light receiving elements, the drive voltage for signal reading, and the condition that color mixing appears in the image due to the driving of the signal charges in the horizontal transfer path, the preliminary shooting and the main shooting Previous Control means for switching control of signal charge readout from the image pickup means; and signal charges for one line of the light receiving element of the image pickup means arrived at the horizontal transfer path in response to the instruction for the main image pickup from the control means. And a signal supply unit for supplying a drive signal for performing the signal charge readout driving for one line each time.
【請求項4】 請求項3に記載の装置において、前記信
号供給手段は、前記水平駆動信号の駆動周波数を前記予
備の撮像時よりも低い駆動周波数にすることを特徴とす
る固体撮像装置。
4. The solid-state imaging device according to claim 3, wherein the signal supply unit sets a driving frequency of the horizontal driving signal to a driving frequency lower than that in the preliminary imaging.
【請求項5】 用意した受光素子を複数個2次元配置に
配し、複数個の受光素子のそれぞれに対応して被写界か
らの入射光側で各色に色分解し、該色分解した光をそれ
ぞれの受光素子で光電変換して信号電荷をすべて読み出
す本撮像の前に行う予備の撮影により得られた情報に基
づいて前記本撮像を行って信号電荷を読み出し、該信号
電荷を垂直方向、水平方向に順次転送し、出力する信号
読出し方法において、該方法は、 前記受光素子からの信号読出しが通常の方式で行われた
際に、前記受光素子数、信号読出しの駆動電圧、および
水平方向への前記信号電荷の駆動により画像に混色が表
れる条件を満たす場合、前記予備の撮影と前記本撮像と
に応じて前記撮像手段からの信号電荷読出しをいずれか
一方の撮像に制御を切り換える切換制御工程と、 該切換制御工程で前記本撮像を行う際の制御に応じて前
記2次元配置した奇数列または偶数列の受光素子から信
号電荷を読み出すタイミングのシフト信号を生成すると
ともに、読み出した列の信号電荷を垂直方向、水平方向
に転送する駆動信号を生成する信号生成工程と、 該信号生成工程で生成したシフト信号の供給により前記
受光素子で光電変換した奇数列または偶数列の信号電荷
の一方の列だけを読み出す第1の信号シフト工程と、 第1の信号シフト工程で読み出した信号電荷を供給され
る駆動信号に応じて垂直方向、水平方向に順次読み出す
第1の列画像読出し工程と、 前記信号生成工程で生成したシフト信号の供給により前
記受光素子で光電変換した、第1の信号シフト工程とは
逆の偶数列または奇数列の信号電荷の一方の列だけを読
み出す第2の信号シフト工程と、 第2の信号シフト工程で読み出した信号電荷を供給され
る駆動信号に応じて垂直方向、水平方向に順次読み出す
第2の列画像読出し工程とを含むことを特徴とする信号
読出し方法。
5. A plurality of prepared light receiving elements are arranged in a two-dimensional arrangement, and each of the plurality of light receiving elements is color-separated into each color on the side of incident light from the object scene corresponding to each of the plurality of light-receiving elements. The main imaging is performed to read out the signal charges based on information obtained by preliminary imaging performed before the main imaging that performs photoelectric conversion by each light receiving element and reads out all the signal charges, and reads the signal charges in the vertical direction. In a signal reading method for sequentially transferring and outputting in the horizontal direction, the method comprises the steps of: when the signal reading from the light receiving element is performed by a normal method, the number of the light receiving elements, the driving voltage for signal reading, and the horizontal direction. Switching control for switching the signal charge readout from the imaging unit to one of the imaging modes according to the preliminary imaging and the main imaging, when a condition that a color mixture appears in the image by driving the signal charges to the imager is satisfied. And generating a shift signal at a timing for reading signal charges from the two-dimensionally arranged odd-numbered or even-numbered light receiving elements in accordance with the control at the time of performing the main imaging in the switching control step. A signal generating step of generating a drive signal for transferring the signal charges in the vertical and horizontal directions; and supplying one of the odd-numbered or even-numbered signal charges photoelectrically converted by the light receiving element by supplying the shift signal generated in the signal generating step. A first signal shift step of reading only the columns of the first column, a first column image reading step of sequentially reading the signal charges read in the first signal shift step in the vertical and horizontal directions according to the supplied drive signal, One of signal charges in an even-numbered column or an odd-numbered column, which is photoelectrically converted by the light receiving element by supplying the shift signal generated in the signal generation step and is reverse to that of the first signal shift step A second signal shift step of reading only the column, and a second column image reading step of sequentially reading the signal charges read in the second signal shift step in the vertical and horizontal directions according to the supplied drive signal. A signal reading method characterized by the above-mentioned.
【請求項6】 請求項5に記載の方法において、前記信
号生成工程は、前記駆動信号の水平駆動周波数を前記予
備の撮像時よりも低い駆動周波数にすることを特徴とす
る信号読出し方法。
6. The method according to claim 5, wherein in the signal generating step, the horizontal driving frequency of the driving signal is set to a lower driving frequency than that in the preliminary imaging.
【請求項7】 用意した2次元配置した複数個の受光素
子を隣接する受光素子と互いに位置がずれた位置関係に
配し、複数個の受光素子のそれぞれに対応して被写界か
らの入射光側で各色に色分解し、該色分解した光をそれ
ぞれの受光素子で光電変換して信号電荷をすべて読み出
す本撮像の前に行う予備の撮影により得られた情報に基
づいて前記本撮像を行って信号電荷を読み出し、該信号
電荷を垂直方向、水平方向に順次転送し、出力する信号
読出し方法において、該方法は、 前記受光素子からの信号読出しが通常の方式で行われた
際に、前記受光素子数、信号読出しの駆動電圧、および
水平方向への前記信号電荷の駆動により画像に混色が表
れる条件を満たす場合、前記予備の撮影と前記本撮像と
に応じて前記撮像手段からの信号電荷読出しをいずれか
一方の撮像に制御を切り換える切換制御工程と、 該切換制御工程で前記本撮像を行う際の制御に応じて前
記2次元配置した受光素子から信号電荷を読み出すタイ
ミングのシフト信号を生成するとともに、読み出した列
の信号電荷を垂直方向、水平方向に転送する駆動信号を
生成する信号生成工程と、 該信号生成工程で生成したシフト信号の供給により前記
受光素子で光電変換した信号電荷を読み出す信号シフト
工程と、 該信号シフト工程で読み出した信号電荷を供給される駆
動信号に応じて垂直方向に転送する垂直転送工程と、 該垂直転送工程により前記信号電荷が垂直方向に直交す
る水平方向への転送する際に前記駆動信号に応じて供給
された1ラインすべてを読み出す水平転送工程とを含
み、 前記垂直転送工程、前記水平転送工程を繰り返して前記
信号電荷を読み出すことを特徴とする信号読出し方法。
7. A plurality of two-dimensionally arranged light receiving elements are arranged in a positional relationship deviated from adjacent light receiving elements, and incident light from an object field corresponds to each of the plurality of light receiving elements. On the light side, color separation is performed on each color, and the color-separated light is photoelectrically converted by the respective light receiving elements to read out all signal charges. A signal readout method, sequentially transferring the signal charges in a vertical direction and a horizontal direction, and outputting the signal charge.In the signal readout method, when the signal readout from the light receiving element is performed in a normal manner, The signal from the imaging unit according to the preliminary imaging and the main imaging when the condition that a color mixture appears in the image by the driving of the number of light receiving elements, the driving voltage for signal reading, and the signal charge in the horizontal direction is satisfied. Charge reading A switching control step of switching control to either one of the imaging operations, and generating a shift signal at a timing for reading signal charges from the two-dimensionally arranged light receiving elements in accordance with the control at the time of performing the main imaging in the switching control step. And a signal generation step of generating a drive signal for transferring the read signal charges of the column in the vertical and horizontal directions; and supplying the shift signal generated in the signal generation step to convert the signal charges photoelectrically converted by the light receiving element. A signal shift step for reading, a vertical transfer step for transferring the signal charges read in the signal shift step in a vertical direction according to a supplied drive signal, and a horizontal direction in which the signal charges are orthogonal to the vertical direction by the vertical transfer step. A horizontal transfer step of reading out all one line supplied in response to the drive signal when transferring to the Signal reading wherein the reading out the signal charges by repeating the transfer process.
【請求項8】 請求項7に記載の方法において、前記信
号生成工程は、前記駆動信号の水平駆動周波数を前記予
備の撮像時よりも低い駆動周波数にすることを特徴とす
る信号読出し方法。
8. The method according to claim 7, wherein in the signal generating step, the horizontal drive frequency of the drive signal is set to a lower drive frequency than during the preliminary imaging.
【請求項9】 請求項7に記載の方法において、前記色
分解は、前記受光素子に対応して正方格子状の位置に色
G を配し、該色G の正方格子の中心位置に色R または色
B を交互に配して完全市松を形成する配置パターンで行
うことを特徴とする信号読出し方法。
9. The method according to claim 7, wherein the color separation is performed at a position in a square lattice corresponding to the light receiving element.
G, and place a color R or color at the center of the square lattice of the color G.
A signal readout method, wherein B is alternately arranged to form a complete checkered pattern.
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