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JP2002125145A - Image pickup device and drive method for solid-state image pickup element - Google Patents

Image pickup device and drive method for solid-state image pickup element

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Publication number
JP2002125145A
JP2002125145A JP2000315407A JP2000315407A JP2002125145A JP 2002125145 A JP2002125145 A JP 2002125145A JP 2000315407 A JP2000315407 A JP 2000315407A JP 2000315407 A JP2000315407 A JP 2000315407A JP 2002125145 A JP2002125145 A JP 2002125145A
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JP
Japan
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thinning
pixels
reading
image pickup
solid
Prior art date
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JP2000315407A
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Akihisa Tanaka
陽久 田中
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To propose an image pickup device with a simple configuration that picks up an image of an object at a high-speed. SOLUTION: After thinning out reading where only charges thinned out from the parts of pixels in the vertical direction among all pixels formed to an image pickup face of a solid-state image pickup element 3 are read, only charges by number of lines corresponding to the thinned out number of the pixels are vertically transferred, and by alternately executing the thinning out reading and the vertical transfer of the charges the image pickup interval can be reduced even more than that of the conventional technology without the need for a design change of the solid-state image pickup element 3 thereby enabling high-speed image pickup with a simple configuration.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は撮像装置及び固体撮
像素子の駆動方法に関し、例えばディジタルスチルカメ
ラ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 an image pickup apparatus and a method for driving a solid-state image pickup device, and is suitable for application to, for example, a digital still camera.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、撮像した被写体の画像をディジタ
ルデータに変換し、当該変換したディジタルデータをメ
モリに記憶して蓄積するディジタルスチルカメラがあ
る。このディジタルスチルカメラは、撮像素子として例
えば固体撮像素子(CCD:Charge Coupled Device )
を採用している。
2. Description of the Related Art Conventionally, there is a digital still camera that converts a captured image of a subject into digital data, and stores and stores the converted digital data in a memory. This digital still camera has a solid-state image sensor (CCD: Charge Coupled Device) as an image sensor.
Is adopted.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところでこのディジタ
ルスチルカメラでは、連続撮像を行う際には、撮像する
毎に1画面を構成する全画素を読み出す必要があること
から、数10〔ms〕の間隔での撮像が限界であった。
例えば水平駆動周波数が14.3〔MHz〕で、画素数
が33万画素の場合には、23〔ms〕の間隔でしか撮
像できず、高速の連続撮像を実現できない。
In this digital still camera, when performing continuous imaging, it is necessary to read out all pixels constituting one screen each time imaging is performed. Imaging was the limit.
For example, when the horizontal drive frequency is 14.3 [MHz] and the number of pixels is 330,000, imaging can be performed only at intervals of 23 [ms], and high-speed continuous imaging cannot be realized.

【0004】そこで高速連続撮像を実現する方法とし
て、CCDを構成する各画素のうち信号を読み出す画素
の画素数を減らしてフレームレート(すなわち1秒間に
取得可能な画像の枚数)を高くする方法や、水平転送レ
ジスタの読み出し周波数(すなわち読み出す際の速度)
を高くしてフレームレートを高くする方法が考えられ
る。
Therefore, as a method of realizing high-speed continuous imaging, a method of reducing the number of pixels from which signals are read out of the pixels constituting the CCD to increase the frame rate (ie, the number of images that can be acquired per second), or , Reading frequency of horizontal transfer register (ie, reading speed)
To raise the frame rate.

【0005】しかしながら、読み出しの画素数を減らし
てフレームレートを高くする方法では、画素数自体を減
らしてしまうことから、画質の劣化が生じることを避け
得ず、また水平転送レジスタの読み出し周波数を高くし
てフレームレートを高くする方法では、当該水平転送レ
ジスタ内における転送効率が悪化すると共に、CCDの
後段に設けられている信号処理回路で用いられるクロッ
クのマージンが不足するという問題が発生する。
However, in the method of increasing the frame rate by reducing the number of pixels for reading, the number of pixels itself is reduced, so that it is inevitable that the image quality deteriorates, and the reading frequency of the horizontal transfer register is increased. In the method of increasing the frame rate, the transfer efficiency in the horizontal transfer register deteriorates, and the margin of the clock used in the signal processing circuit provided at the subsequent stage of the CCD is insufficient.

【0006】本発明は以上の点を考慮してなされたもの
で、簡易な構成で高速に連続撮像を行い得る撮像装置及
び固体撮像素子の駆動方法を提案しようとするものであ
る。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above points, and it is an object of the present invention to propose an imaging apparatus and a driving method of a solid-state imaging device capable of performing high-speed continuous imaging with a simple configuration.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め本発明においては、固体撮像素子の撮像面に形成され
た全画素のうち垂直方向の一部の画素のみから間引きし
て電荷を読み出す間引き読み出しを行った後、当該画素
の間引き数に応じたライン数のみ垂直転送を行い、当該
間引き読み出し及び垂直転送を交互に実行することによ
り、固体撮像素子を設計変更することなく従来に比して
一段と撮像間隔を短縮することができる。
According to the present invention, in order to solve the above-mentioned problems, a thinning-out operation for reading out electric charges by thinning out only a part of pixels in a vertical direction among all pixels formed on an imaging surface of a solid-state imaging device. After performing the readout, vertical transfer is performed only for the number of lines corresponding to the number of thinned pixels of the pixel, and the thinned readout and the vertical transfer are alternately performed. The imaging interval can be further reduced.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】以下図面について、本発明の一実
施の形態を詳述する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0009】図1において、1は全体としてディジタル
スチルカメラの構成を示し、被写体側から入射される入
射光L1は、光学レンズ2を通じて固体撮像素子(CC
D:Charge Coupled Device )3に入射される。CCD
3は、タイミング発生回路4から供給される信号に基づ
いて、受光した入射光L1を光電変換することにより画
像信号S1を生成し、これをサンプルホールド(S/
H)回路5に送出する。
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a digital still camera as a whole, and an incident light L1 incident from the subject side passes through an optical lens 2 to a solid-state imaging device (CC).
D: Charge Coupled Device) 3. CCD
3 generates an image signal S1 by photoelectrically converting the received incident light L1 based on a signal supplied from the timing generation circuit 4, and samples and holds the image signal S1.
H) Send to circuit 5.

【0010】すなわち図2(A)に示すように、CCD
3は、入射光L1をフォトセンサー部10によって受光
する。フォトセンサー部10は、この受光した入射光L
1を光電変換することにより電荷を得、当該電荷を蓄積
していく。そしてこのフォトセンサー部10に蓄積され
た電荷は、タイミング発生回路4から供給される読出し
パルス信号S2に基づくタイミングで、フォトセンサー
部10から垂直転送レジスタ11に転送される。
That is, as shown in FIG.
3 receives the incident light L1 by the photo sensor unit 10. The photosensor unit 10 receives the incident light L
An electric charge is obtained by photoelectrically converting 1 and the electric charge is accumulated. Then, the electric charge accumulated in the photo sensor unit 10 is transferred from the photo sensor unit 10 to the vertical transfer register 11 at a timing based on the read pulse signal S2 supplied from the timing generation circuit 4.

【0011】続いてこの垂直転送レジスタ11に転送さ
れた電荷は、タイミング発生回路4から供給される垂直
転送クロック信号S3に基づくタイミングで、当該垂直
転送レジスタ11から水平転送レジスタ12に1ライン
毎に転送される。
Subsequently, the electric charge transferred to the vertical transfer register 11 is transferred from the vertical transfer register 11 to the horizontal transfer register 12 line by line at a timing based on the vertical transfer clock signal S3 supplied from the timing generation circuit 4. Will be transferred.

【0012】そして水平転送レジスタ12に転送された
電荷は、タイミング発生回路4から供給される水平転送
クロック信号S4に基づくタイミングで、水平転送レジ
スタ12から出力部13に転送され、当該出力部13か
ら画像信号S1として1ライン毎に出力される。
The electric charge transferred to the horizontal transfer register 12 is transferred from the horizontal transfer register 12 to the output unit 13 at a timing based on the horizontal transfer clock signal S4 supplied from the timing generation circuit 4, and is output from the output unit 13. It is output for each line as the image signal S1.

【0013】S/H回路5は、CCD3から供給された
画像信号S1を基にアナログ信号の画像信号S10を生
成し、これをアナログ/ディジタル(A/D)変換回路
20に送出する。A/D変換回路20は、この画像信号
S10をアナログディジタル変換し、その結果得た画像
データS11をカメラ信号処理回路21に送出する。
The S / H circuit 5 generates an analog image signal S10 based on the image signal S1 supplied from the CCD 3, and sends it to an analog / digital (A / D) conversion circuit 20. The A / D conversion circuit 20 converts the image signal S10 from analog to digital, and sends the resulting image data S11 to the camera signal processing circuit 21.

【0014】カメラ信号処理回路21は、画像データS
11に対して例えばガンマ補正、ゲインコントロールな
どのデータ処理を施すことにより画像データS12を
得、これを切換回路22を介して液晶ディスプレイ(L
CD:Liquid Crystal Display)23に送出し当該LC
D23に表示する。
The camera signal processing circuit 21 outputs the image data S
For example, image data S12 is obtained by performing data processing such as gamma correction and gain control on the liquid crystal display 11 via a switching circuit 22.
CD: Liquid Crystal Display (LC) 23
D23 is displayed.

【0015】この状態において、ユーザが操作部30に
おいて画像データS12を記録するための操作を行う
と、操作部30は記録動作を行うための命令信号S14
をコントローラ31に送出する。コントローラ31は、
供給された命令信号S14を基に、画像データS12の
記録を制御する記録制御信号S15を生成し、当該記録
制御信号S15をメモリコントロール32及び切換回路
22に送出する。
In this state, when the user performs an operation for recording the image data S12 on the operation unit 30, the operation unit 30 issues an instruction signal S14 for performing the recording operation.
To the controller 31. The controller 31
Based on the supplied command signal S14, a recording control signal S15 for controlling the recording of the image data S12 is generated, and the recording control signal S15 is sent to the memory control 32 and the switching circuit 22.

【0016】切換回路22は、この記録制御信号S15
に基づいて、カメラ信号処理回路21から供給される画
像データS12をデータバスBUSを介してDRAM
(Dynamic Random Access memory)33に送出する。
The switching circuit 22 controls the recording control signal S15
Image data S12 supplied from the camera signal processing circuit 21 via the data bus BUS to the DRAM
(Dynamic Random Access memory) 33.

【0017】ところでメモリコントロール32には、タ
イミング発生回路4からカメラ信号処理回路21を介し
て水平同期信号H及び垂直同期信号Vが供給されてお
り、当該メモリコントロール32は、コントローラ31
から供給される記録制御信号S15に基づいて水平同期
信号H及び垂直同期信号Vを画像データS12に付加し
ながら当該画像データS12を一旦DRAM33に書き
込む。
The memory control 32 is supplied with a horizontal synchronizing signal H and a vertical synchronizing signal V from the timing generation circuit 4 via the camera signal processing circuit 21.
The image data S12 is once written in the DRAM 33 while the horizontal synchronization signal H and the vertical synchronization signal V are added to the image data S12 based on the recording control signal S15 supplied from.

【0018】その後メモリコントロール32は、このD
RAM33から画像データS12を読み出し、当該読み
出した画像データS12をデータバスBUSを介して圧
縮/伸長回路34に送出する。圧縮/伸長回路34は、
JPEG(Joint Photographic Coding Experts Group
)規格に基づく符号化方式によって画像データS12
を圧縮符号化することにより圧縮画像データS17を生
成し、これをフラッシュメモリ35に書き込んで蓄積す
る。
Thereafter, the memory control 32
The image data S12 is read from the RAM 33, and the read image data S12 is sent to the compression / decompression circuit 34 via the data bus BUS. The compression / decompression circuit 34
JPEG (Joint Photographic Coding Experts Group
) Image data S12 by a coding method based on the standard
Is compressed and encoded to generate compressed image data S17, which is written and stored in the flash memory 35.

【0019】この状態において、ユーザが操作部30に
おいて圧縮画像データS17を再生するための操作を行
うと、操作部30は再生動作を行うための命令信号S1
4をコントローラ31に送出する。コントローラ31
は、供給された命令信号S14に基づいて圧縮画像デー
タS17を再生する再生制御信号S20を生成し、これ
をフラッシュメモリ35に送出することにより、当該フ
ラッシュメモリ35から圧縮画像データS17を読み出
して圧縮/伸長回路34に送出する。
In this state, when the user performs an operation for reproducing the compressed image data S17 on the operation unit 30, the operation unit 30 issues a command signal S1 for performing the reproduction operation.
4 to the controller 31. Controller 31
Generates a playback control signal S20 for playing back the compressed image data S17 based on the supplied command signal S14, and sends out the playback control signal S20 to the flash memory 35, thereby reading out the compressed image data S17 from the flash memory 35 and compressing it. / Expansion circuit 34.

【0020】圧縮/伸長回路34は、フラッシュメモリ
35から供給された圧縮画像データS17を伸長復号化
し、その結果得た画像データS21をデータバスBUS
を介して切換回路22に送出する。切換回路22には、
コントローラ31において命令信号S15を基に生成さ
れた再生制御信号S20が供給されており、切換回路2
2は、この再生制御信号S20に基づいて、圧縮/伸長
回路34から供給された画像データS21をLCD23
に送出し当該LCD23に表示する。
The compression / decompression circuit 34 decompresses and decodes the compressed image data S17 supplied from the flash memory 35, and transfers the resulting image data S21 to the data bus BUS.
To the switching circuit 22 via In the switching circuit 22,
The reproduction control signal S20 generated based on the command signal S15 by the controller 31 is supplied to the switching circuit 2
2 displays the image data S21 supplied from the compression / decompression circuit 34 on the LCD 23 based on the reproduction control signal S20.
And displays it on the LCD 23.

【0021】ところで、このディジタルスチルカメラ1
においては、高速撮像を行い得るようになされており、
ユーザが操作部30において高速撮像を行うための操作
を行うと、当該操作部30から高速撮像を行うための命
令信号S14をコントローラ31に送出する。コントロ
ーラ31は、供給された命令信号S14を基に高速撮像
制御信号S25を生成し、これをタイミング発生回路
4、カメラ信号処理回路21、切換回路22及びメモリ
コントロール32に送出する。
By the way, this digital still camera 1
Has been made to be able to perform high-speed imaging,
When the user performs an operation for performing high-speed imaging on the operation unit 30, the operation unit 30 sends a command signal S <b> 14 for performing high-speed imaging to the controller 31. The controller 31 generates a high-speed imaging control signal S25 based on the supplied command signal S14, and sends it to the timing generation circuit 4, the camera signal processing circuit 21, the switching circuit 22, and the memory control 32.

【0022】タイミング発生回路4は、コントローラ3
1と共に固体撮像素子駆動手段を構成し、供給された高
速撮像制御信号S25に基づいて、読出しパルス信号S
2、垂直転送クロック信号S3及び水平転送クロック信
号S4を生成し、これらをCCD3に送出する。CCD
3は、このタイミング発生回路4から供給された読出し
パルス信号S2に基づいて、全画素のうち垂直方向の一
部の画素列のみから電荷を読み出すいわゆる間引き読出
しを行う。
The timing generation circuit 4 includes a controller 3
1 together with the solid-state imaging device driving means, and based on the supplied high-speed imaging control signal S25, the readout pulse signal S
2. Generate a vertical transfer clock signal S3 and a horizontal transfer clock signal S4 and send them to the CCD 3. CCD
3 performs a so-called thinning-out readout in which electric charges are read out from only some of the vertical pixel rows among all the pixels based on the readout pulse signal S2 supplied from the timing generation circuit 4.

【0023】そしてCCD3は、この間引き読出しを実
行して電荷を垂直転送レジスタ11に転送した後、タイ
ミング発生回路4から供給される垂直転送クロック信号
S3に基づくタイミングで、当該電荷を垂直転送レジス
タ11から水平転送レジスタ12に向けて転送する垂直
転送を行う。このようにCCD3は、間引き読出しと垂
直転送とを交互に実行することにより、高速撮像を可能
としている。
The CCD 3 executes the thinning-out reading and transfers the electric charges to the vertical transfer register 11, and then transfers the electric charges to the vertical transfer register 11 at a timing based on the vertical transfer clock signal S 3 supplied from the timing generation circuit 4. To the horizontal transfer register 12 for vertical transfer. As described above, the CCD 3 enables high-speed imaging by alternately performing thinning-out reading and vertical transfer.

【0024】具体的には図2(B)に示すように、CC
D3は、各画素に対応して設けられているフォトセンサ
ー部10のうち1/8の数のフォトセンサー部10のみ
から電荷を読み出し、垂直転送レジスタ11に転送す
る。すなわち、8ラインのうち1ライン(例えば1ライ
ン目、9ライン目、……)のフォトセンサー部10に蓄
積されている電荷のみが読み出される。
Specifically, as shown in FIG.
D <b> 3 reads out charges from only one-eighth of the photosensor units 10 provided for each pixel and transfers them to the vertical transfer register 11. That is, only the electric charges accumulated in the photosensor unit 10 of one of the eight lines (for example, the first line, the ninth line,...) Are read.

【0025】そしてこの垂直転送レジスタ11に転送さ
れた電荷は、タイミング発生回路4から供給される垂直
転送クロック信号S3に基づくタイミングで、当該垂直
転送レジスタ11から水平転送レジスタ12に向けて1
段(すなわち1ライン)転送される。
The electric charge transferred to the vertical transfer register 11 is transferred from the vertical transfer register 11 to the horizontal transfer register 12 at a timing based on the vertical transfer clock signal S 3 supplied from the timing generation circuit 4.
Stage (ie, one line) transfer.

【0026】そしてCCD3は、所定の露光時間が経過
した後、再び電荷の間引き読出しを行い、垂直転送を実
行する。このようにしてCCD3は、間引き読出しと垂
直転送とを交互に8回ずつ繰り返して行うことにより、
露光タイミングの異なる8枚の画像(イからチ)を得
る。
Then, after a predetermined exposure time has elapsed, the CCD 3 performs thinning-out reading of charges again and executes vertical transfer. In this manner, the CCD 3 alternately repeats the thinning-out reading and the vertical transfer eight times, thereby obtaining
Eight images (A to H) with different exposure timings are obtained.

【0027】この場合、水平転送レジスタ12に転送さ
れた電荷は、タイミング発生回路4から供給される水平
転送クロック信号S4に基づくタイミングで、水平転送
レジスタ12から出力部13に転送され、当該出力部1
3から画像信号S30として1ライン毎に出力される。
In this case, the electric charge transferred to the horizontal transfer register 12 is transferred from the horizontal transfer register 12 to the output unit 13 at a timing based on the horizontal transfer clock signal S4 supplied from the timing generation circuit 4, and the output unit 13 1
3 is output for each line as an image signal S30.

【0028】ここで高速撮像を実行する際のタイミング
チャートを図3に示す。図3(A)は読出しパルス信号
S2を示し、図3(B)は垂直転送クロック信号S3を
示す。図3(C)は露光時間を示し、当該露光時間は読
出しパルス信号S2によって決定される。図3(D)
は、出力部13すなわちCCD3から出力される画像信
号S30の各ライン毎の出力タイミングを示し、当該画
像信号S30は1ライン毎に垂直転送クロック信号S3
に同期して出力されている。
FIG. 3 shows a timing chart for executing high-speed imaging. FIG. 3A shows the read pulse signal S2, and FIG. 3B shows the vertical transfer clock signal S3. FIG. 3C shows the exposure time, which is determined by the read pulse signal S2. FIG. 3 (D)
Indicates the output timing of each line of the image signal S30 output from the output unit 13, that is, the CCD 3, and the image signal S30 is generated by the vertical transfer clock signal S3 for each line.
Is output in synchronization with.

【0029】因みに、この場合CCD3は、撮像した全
てのラインの画像信号S30を撮像期間中に出力できな
いことから、撮像期間終了後の読み出し期間においても
撮像期間に出力できなかった残りのラインの画像信号S
30を出力するようになされている(図3(D))。
In this case, since the CCD 3 cannot output the image signals S30 of all the picked-up lines during the imaging period, the CCD 3 cannot output the image signals of the remaining lines during the reading period even after the end of the imaging period. Signal S
30 is output (FIG. 3D).

【0030】このようにCCD3から出力された画像信
号S30は、S/H回路5、A/D変換回路20及びカ
メラ信号処理回路21を順次介して画像データS31に
変換された後、切換回路22及びデータバスBUSを順
次介してDRAM33に書き込まれる。
The image signal S30 output from the CCD 3 is converted into image data S31 through the S / H circuit 5, the A / D conversion circuit 20 and the camera signal processing circuit 21 in this order, and then the switching circuit 22 The data is sequentially written to the DRAM 33 via the data bus BUS.

【0031】ところで画像信号S30は、CCD3にお
いて間引き読み出し及び垂直転送を交互に実行して生成
されたものであることから、露光タイミングの順とは関
係なく垂直転送レジスタ11から水平転送レジスタ12
に転送された順で1ライン毎に出力されている。
Since the image signal S30 is generated by alternately executing the thinning-out reading and the vertical transfer in the CCD 3, the image signal S30 is transferred from the vertical transfer register 11 to the horizontal transfer register 12 irrespective of the order of the exposure timing.
Are output line by line in the order of transfer.

【0032】従ってメモリコントロール32は、コント
ローラ31から供給される高速撮像制御信号S25に基
づいて、DRAM33上で画像データS31の並べ替え
を行うことにより、露光タイミング毎に8枚の正しい画
像を生成し、これらを画像データS32としてデータバ
スBUSを介してカメラ信号処理回路21に送出する。
Therefore, the memory controller 32 rearranges the image data S31 on the DRAM 33 based on the high-speed imaging control signal S25 supplied from the controller 31, thereby generating eight correct images for each exposure timing. Are transmitted to the camera signal processing circuit 21 via the data bus BUS as image data S32.

【0033】この画像データS32は垂直方向にデータ
量が1/8に削減されていることから、カメラ信号処理
回路21は、当該画像データS32に対して垂直方向の
補間処理を施し、その結果得た補間画像データS33を
データバスBUSを介して圧縮/伸長回路34に送出す
る。圧縮/伸長回路34は、この補間画像データS33
を圧縮符号化することにより圧縮画像データS34を生
成し、これをフラシュメモリ35に書き込んで蓄積す
る。
Since the image data S32 has a data amount reduced to 1/8 in the vertical direction, the camera signal processing circuit 21 performs a vertical interpolation process on the image data S32 and obtains the result. The interpolated image data S33 is sent to the compression / decompression circuit 34 via the data bus BUS. The compression / expansion circuit 34 calculates the interpolation image data S33
Is compressed and encoded to generate compressed image data S34, which is written and stored in the flash memory 35.

【0034】この状態において、ユーザが操作部30に
おいて圧縮画像データS34を再生するための操作を行
うと、コントローラ31は、フラッシュメモリ35から
圧縮画像データS34を読み出し、当該圧縮画像データ
S34を圧縮/伸長回路34、データバスBUS及び切
換回路22を順次介してLCD23に送出して表示す
る。
In this state, when the user performs an operation for reproducing the compressed image data S34 on the operation unit 30, the controller 31 reads the compressed image data S34 from the flash memory 35 and compresses / compresses the compressed image data S34. The data is transmitted to the LCD 23 via the decompression circuit 34, the data bus BUS, and the switching circuit 22 for display.

【0035】以上の構成において、CCD3は、高速撮
像時、フォトセンサー部10でなる全画素のうち1/8
の数の画素のみから電荷を読み出す。そしてCCD3
は、この間引き読出しを実行して電荷を垂直転送レジス
タ11に転送した後、1段の垂直転送を行う。このよう
にCCD3は、間引き読出しと垂直転送を交互に実行す
ることにより、高速撮像を可能としている。
In the above-described configuration, the CCD 3 has one-eighth of all pixels formed by the photo sensor unit 10 at the time of high-speed imaging.
Charges are read out from only the pixels of the number. And CCD3
Performs the thinning-out read and transfers the electric charges to the vertical transfer register 11, and then performs one-stage vertical transfer. In this way, the CCD 3 enables high-speed imaging by alternately performing thinning-out reading and vertical transfer.

【0036】すなわち、撮像と撮像の最小間隔は、電荷
を垂直転送レジスタ11に転送するための時間と、1段
の垂直転送に要する時間との和となり、数10〔μs〕
の間隔での撮像が可能となる。これにより従来に比して
一段と撮像間隔を短縮することができる。例えば垂直転
送レジスタ11に転送するための時間を3.5〔μ
s〕、1段垂直転送するのに要する時間を15〔μs〕
とすると、約19〔μs〕の間隔での連続撮像が可能と
なる。
That is, the minimum interval between image pickups is the sum of the time required to transfer charges to the vertical transfer register 11 and the time required for one-stage vertical transfer, and is several tens of μs.
Can be taken at intervals of. This makes it possible to further reduce the imaging interval as compared with the related art. For example, the transfer time to the vertical transfer register 11 is 3.5 [μ].
s] The time required for one-stage vertical transfer is 15 [μs]
Then, continuous imaging at intervals of about 19 [μs] becomes possible.

【0037】また、このCCD3は特殊な構造を必要と
せず、汎用のCCDを使用できることから、CCD3の
設計変更をすることなく簡易な構成で高速撮像を行い得
る。さらにこのディジタルスチルカメラ1においては、
高速撮像時には全画素の1/8の数の画素を読み出すの
に対して、通常時には全画素を読み出すことにより、画
質の劣化を抑えながら高速撮像を行い得る。
Further, since the CCD 3 does not require a special structure and a general-purpose CCD can be used, high-speed imaging can be performed with a simple configuration without changing the design of the CCD 3. Further, in this digital still camera 1,
At the time of high-speed imaging, 1/8 of all pixels are read out. On the other hand, by reading out all pixels at normal times, high-speed imaging can be performed while suppressing deterioration of image quality.

【0038】以上の構成によれば、CCD3の撮像面に
形成されるフォトセンサー部10でなる全画素のうち垂
直方向の一部の画素列のみから電荷を読み出す間引き読
み出しを実行した後、当該電荷を垂直転送レジスタ11
に転送して1段の垂直転送を行い、この間引き読み出し
と1段の垂直転送とを交互に実行することにより、CC
D3を設計変更することなく従来に比して一段と撮像間
隔を短縮することができ、かくして簡易な構成で高速撮
像を行い得る。
According to the above-described configuration, after performing the thinning-out reading for reading out the charges from only some of the vertical pixel rows among all the pixels of the photo sensor unit 10 formed on the imaging surface of the CCD 3, the charge To the vertical transfer register 11
To perform one-stage vertical transfer, and alternately perform the thinning-out reading and the one-stage vertical transfer, thereby obtaining the CC.
The imaging interval can be further shortened as compared with the related art without changing the design of D3, and thus high-speed imaging can be performed with a simple configuration.

【0039】なお上述の実施の形態においては、全画素
のうち1/8の数の画素のみから電荷を読み出す場合に
ついて述べたが、本発明はこれに限らず、例えば全画素
のうち1/10の数の画素のみから電荷を読み出すよう
にしても良く、要は、全画素のうち垂直方向の一部の画
素列のみから電荷を読み出すようにすれば良い。
In the above-described embodiment, a case has been described in which electric charges are read out from only 1/8 of all the pixels. However, the present invention is not limited to this. For example, 1/10 of all the pixels may be read out. The charge may be read out from only the number of pixels, that is, the charge may be read out from only some of the vertical pixel rows among all the pixels.

【0040】また上述の実施の形態においては、電荷を
垂直転送レジスタ11に転送した後、1段の垂直転送を
行う場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例
えば2段の垂直転送を行うようにしても良く、要は、読
み出す画素の間引きの数に応じた段数分(すなわちライ
ン数分)だけ垂直転送を行うようにすれば良い。
In the above-described embodiment, a case has been described in which one-stage vertical transfer is performed after charges are transferred to the vertical transfer register 11, but the present invention is not limited to this. For example, two-stage vertical transfer is performed. In other words, the vertical transfer may be performed by the number of stages (that is, by the number of lines) corresponding to the number of thinned pixels to be read.

【0041】また上述の実施の形態においては、タイミ
ング発生回路4から供給される読出しパルス信号S2に
基づくタイミングで、フォトセンサー部10から電荷を
読み出して露光時間を調整する場合について述べたが、
本発明はこれに限らず、図3(E)に示すようなサブパ
ルス信号に基づくタイミングで、CCD3のフォトセン
サー部10に蓄積された電荷を掃き捨てる(図3
(F))ことにより、サブパルス信号の発生タイミング
を制御して露光時間をさらに細かく調整することができ
る。
In the above-described embodiment, a case has been described in which the charge is read from the photosensor unit 10 at the timing based on the read pulse signal S2 supplied from the timing generation circuit 4 to adjust the exposure time.
The present invention is not limited to this, and sweeps out the charge accumulated in the photo sensor unit 10 of the CCD 3 at a timing based on the sub-pulse signal as shown in FIG.
(F)), the exposure time can be further finely adjusted by controlling the generation timing of the sub-pulse signal.

【0042】また上述の実施の形態においては、タイミ
ング発生回路4から供給される読出しパルス信号S2に
基づくタイミングで、フォトセンサー部10から電荷を
読み出す場合について述べたが、本発明はこれに限ら
ず、各露光毎に露光時間及び撮像間隔を設定して撮像し
ても良く、また1つのトリガに対して予め設定しておい
た露光時間及び撮像間隔で撮像するようにしても良い。
In the above-described embodiment, the case where charges are read from the photosensor section 10 at the timing based on the read pulse signal S2 supplied from the timing generation circuit 4 has been described, but the present invention is not limited to this. Alternatively, the image capturing may be performed by setting the exposure time and the image capturing interval for each exposure, or may be performed at a preset exposure time and image capturing interval for one trigger.

【0043】また上述の実施の形態においては、本発明
をCCD3に適用した場合について述べたが、本発明は
これに限らず、例えばCMOS(Complementory Metal
Oxide Semiconductor )のような他の種々の固体撮像素
子を本発明に適用するようにしても良い。
In the above-described embodiment, the case where the present invention is applied to the CCD 3 has been described. However, the present invention is not limited to this, and may be, for example, a CMOS (Complementory Metal).
Various other solid-state imaging devices such as Oxide Semiconductor may be applied to the present invention.

【0044】さらに上述の実施の形態においては、本発
明をディジタルスチルカメラ1に適用した場合について
述べたが、本発明はこれに限らず、要は、固体撮像素子
によって被写体を撮像する撮像装置に本発明を広く適用
し得る。
Further, in the above-described embodiment, the case where the present invention is applied to the digital still camera 1 has been described. However, the present invention is not limited to this. The present invention can be widely applied.

【0045】[0045]

【発明の効果】上述のように本発明によれば、固体撮像
素子の撮像面に形成された全画素のうち垂直方向の一部
の画素のみから間引きして電荷を読み出す間引き読み出
しを行った後、当該画素の間引き数に応じたライン数の
み垂直転送を行い、当該間引き読み出し及び垂直転送を
交互に実行することにより、固体撮像素子を設計変更す
ることなく従来に比して一段と撮像間隔を短縮すること
ができ、かくして簡易な構成で高速撮像を行い得る。
As described above, according to the present invention, after performing the thinning-out reading for reading out the electric charges by thinning out only some of the pixels in the vertical direction among all the pixels formed on the imaging surface of the solid-state imaging device. By performing vertical transfer only for the number of lines corresponding to the number of thinned pixels of the pixel, and alternately performing the thinned readout and vertical transfer, the imaging interval can be further reduced compared to the conventional one without changing the solid-state image sensor design Thus, high-speed imaging can be performed with a simple configuration.

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

【図1】本発明による撮像装置の一実施の形態を示すブ
ロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of an imaging device according to the present invention.

【図2】CCDの構成を示す略線図である。FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a configuration of a CCD.

【図3】高速撮像時のタイミングチャートを示す略線図
である。
FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a timing chart at the time of high-speed imaging.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1……ディジタルスチルカメラ、2……光学レンズ、3
……CCD、4……タイミング発生回路、5……S/H
回路、10……フォトセンサー部、11……垂直転送レ
ジスタ、12……水平転送レジスタ、13……出力部、
20……A/D変換回路、21……カメラ信号処理回
路、22……切換回路、23……LCD、30……操作
部、31……コントローラ、32……メモリコントロー
ル、33……DRAM、34……圧縮/伸長回路、35
……フラッシュメモリ。
1 ... digital still camera, 2 ... optical lens, 3
…… CCD, 4 …… Timing generation circuit, 5… S / H
Circuit, 10 photosensor section, 11 vertical transfer register, 12 horizontal transfer register, 13 output section,
20 A / D conversion circuit, 21 Camera signal processing circuit, 22 Switching circuit, 23 LCD, 30 Operation unit, 31 Controller, 32 Memory control, 33 DRAM, 34 compression / decompression circuit, 35
...... Flash memory.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) // H04N 101:00 H01L 27/14 B ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) // H04N 101: 00 H01L 27/14 B

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】固体撮像素子の撮像面に形成された全画素
のうち垂直方向の一部の画素のみから間引きして電荷を
読み出す間引き読み出しを行わせた後、当該画素の間引
き数に応じたライン数のみ垂直転送を行わせ、当該間引
き読み出し及び垂直転送を交互に行わせる固体撮像素子
駆動手段を具えることを特徴とする撮像装置。
1. A thinning-out readout operation for reading out charges by thinning out only some of pixels in a vertical direction among all pixels formed on an imaging surface of a solid-state imaging device, and then performing a thinning-out reading in accordance with the thinning-out number of the pixel An imaging apparatus comprising: a solid-state imaging device driving unit that performs vertical transfer only for the number of lines and alternately performs the thinning-out reading and the vertical transfer.
【請求項2】上記固体撮像素子駆動手段は、 ユーザの入力操作に応じて上記全画素から電荷を読み出
す全画素読出しモードと上記全画素のうち垂直方向の一
部の画素のみから間引きして電荷を読み出す間引き読出
しモードとを適応的に切り換えることを特徴とする請求
項1に記載の撮像装置。
2. The solid-state image pickup device driving means includes: an all-pixel reading mode for reading out electric charges from all of the pixels in response to a user's input operation; The imaging apparatus according to claim 1, wherein the imaging apparatus is adaptively switched to a thinning-out reading mode for reading out.
【請求項3】固体撮像素子の撮像面に形成された全画素
のうち垂直方向の一部の画素のみから間引きして電荷を
読み出す間引き読み出しを実行した後、当該画素の間引
き数に応じたライン数のみ垂直転送を実行し、当該間引
き読み出し及び垂直転送を交互に実行することを特徴と
する固体撮像素子の駆動方法。
3. A thinning-out readout for reading out charges by thinning out only some of the pixels in the vertical direction among all the pixels formed on the imaging surface of the solid-state imaging device, and then executing a line corresponding to the thinning-out number of the pixel A method for driving a solid-state imaging device, wherein vertical transfer is performed for only a number of pixels, and the thinning-out reading and the vertical transfer are performed alternately.
【請求項4】ユーザの入力操作に応じて上記全画素から
電荷を読み出す全画素読出しモードと上記全画素のうち
垂直方向の一部の画素のみから間引きして電荷を読み出
す間引き読出しモードとを適応的に切り換えることを特
徴とする請求項3に記載の固体撮像素子の駆動方法。
4. An all-pixel reading mode for reading out electric charges from all the pixels in response to a user input operation, and a thinning-out reading mode for reading out electric charges by thinning out only some of the pixels in the vertical direction among all the pixels. 4. The method for driving a solid-state imaging device according to claim 3, wherein the switching is performed in a selective manner.
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