JP2003101883A - Image pickup device - Google Patents

Image pickup device

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JP2003101883A
JP2003101883A JP2001288002A JP2001288002A JP2003101883A JP 2003101883 A JP2003101883 A JP 2003101883A JP 2001288002 A JP2001288002 A JP 2001288002A JP 2001288002 A JP2001288002 A JP 2001288002A JP 2003101883 A JP2003101883 A JP 2003101883A
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image pickup
output
pulse
solid
sample
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Masaaki Sato
正章 佐藤
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Original Assignee
Sony Corp
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  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To perform application to an electronic still camera for instance and to process output signals of an image pickup element by a sufficient phase margin even in the case that a number of pixels increases regarding an image pickup device. SOLUTION: A reset pulse ϕResetA is outputted for each plurality of pixels and a solid-state image pickup element 12 is driven so as to output an integrated value of stored electric charges successively for a plurality of the pixels. Also, in a signal processing of an image pickup result ϕVoutA, the output signals of the solid-state image pickup element ϕVoutA by the integrated values are successively sampled and held and a difference value is detected.

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、撮像装置に関し、
例えば電子スチルカメラに適用することができる。本発
明は、複数画素毎にリセットパルスを出力するようにし
て、この複数画素については、順次蓄積電荷の積算値を
出力するように固体撮像素子を駆動すると共に、撮像結
果の信号処理において、これら積算値による固体撮像素
子の出力信号を順次サンプルホールドして差分値を検出
することにより、画素数が増大した場合でも、充分な位
相余裕により撮像素子の出力信号を処理することができ
るようにする。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image pickup device,
For example, it can be applied to an electronic still camera. The present invention outputs a reset pulse for each of a plurality of pixels, drives the solid-state image sensor so as to sequentially output the integrated value of the accumulated charges for the plurality of pixels, and performs the signal processing of the imaging result in By sequentially holding and sampling the output signal of the solid-state image sensor based on the integrated value and detecting the difference value, it is possible to process the output signal of the image sensor with a sufficient phase margin even when the number of pixels increases. .

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、電子スチルカメラ等の撮像装置に
おいては、CCD(Charge Coupled Device )固体撮像
素子からラスタ走査の順序により順次撮像結果を出力
し、この撮像結果を相関二重サンプリング回路により画
素単位で順次処理するようになされている。
2. Description of the Related Art Conventionally, in an image pickup apparatus such as an electronic still camera, a CCD (Charge Coupled Device) solid-state image pickup element sequentially outputs an image pickup result in a raster scanning order, and the image pickup result is output to a pixel by a correlated double sampling circuit. It is designed to process sequentially in units.

【0003】すなわち図3は、従来の電子スチルカメラ
におけるCCD固体撮像素子(CCD)2の周辺構成を
示すブロック図である。ここでCCD固体撮像素子2
は、縦方向に延長する垂直転送レジスタが所定ピッチに
より水平方向に配置され、各垂直転送レジスタに沿っ
て、各画素を構成する光電変換部が配置される。CCD
固体撮像素子2は、これら垂直転送レジスタの一端が水
平方向に延長する水平転送レジスタに接続され、水平転
送レジスタの末端に出力部(フローティングディフュー
ジョンアンプ)が配置される。
That is, FIG. 3 is a block diagram showing a peripheral structure of a CCD solid-state image pickup device (CCD) 2 in a conventional electronic still camera. CCD solid-state image sensor 2
The vertical transfer registers extending in the vertical direction are arranged in the horizontal direction at a predetermined pitch, and the photoelectric conversion units forming the pixels are arranged along the vertical transfer registers. CCD
In the solid-state imaging device 2, one end of these vertical transfer registers is connected to a horizontal transfer register extending in the horizontal direction, and an output unit (floating diffusion amplifier) is arranged at the end of the horizontal transfer register.

【0004】CCD固体撮像素子2は、タイミングジェ
ネレータ(TG)3より出力される所定の駆動パルスに
より各光電変換部に蓄積された蓄積電荷を垂直転送レジ
スタに転送した後、同様にタイミングジェネレータ3よ
り供給される垂直転送パルスによりこの蓄積電荷を垂直
転送レジスタで順次転送し、これにより水平転送レジス
タにライン単位で蓄積電荷を転送する。
The CCD solid-state image pickup device 2 transfers the accumulated charge accumulated in each photoelectric conversion section to a vertical transfer register by a predetermined drive pulse output from the timing generator (TG) 3 and then similarly from the timing generator 3. The accumulated charges are sequentially transferred in the vertical transfer register by the supplied vertical transfer pulse, and thereby the accumulated charges are transferred to the horizontal transfer register line by line.

【0005】またタイミングジェネレータ3から出力さ
れる水平転送パルスφH−trにより、水平転送レジス
タに1ライン分の蓄積電荷が転送される毎に、水平転送
レジスタにより蓄積電荷を順次出力部に転送する。これ
によりCCD固体撮像素子2は、ラスタ走査の順序で順
次各画素の蓄積電荷を出力部に出力し、この出力部を介
して撮像結果を出力するようになされている。
The horizontal transfer pulse φH-tr output from the timing generator 3 causes the horizontal transfer register to sequentially transfer the accumulated charges to the output section every time the accumulated charges for one line are transferred to the horizontal transfer register. As a result, the CCD solid-state image pickup device 2 sequentially outputs the accumulated charge of each pixel to the output section in the order of raster scanning, and outputs the image pickup result via this output section.

【0006】ここで出力部においては、所定の容量がこ
のようにして水平転送レジスタより転送される蓄積電荷
により充電され、またタイミングジェネレータ3より出
力されるリセットパルスφResetによりこの容量に
充電された電荷がリセットされる。出力部は、このよう
にして容量を充電して得られるこの容量の端子電圧を撮
像結果として外部に出力する。
Here, in the output section, a predetermined capacity is charged by the accumulated charge transferred from the horizontal transfer register in this way, and the charge charged in this capacity by the reset pulse φReset output from the timing generator 3. Is reset. The output unit outputs the terminal voltage of the capacitor obtained by charging the capacitor in this way to the outside as an imaging result.

【0007】これらによりCCD固体撮像素子2は、タ
イミングジェネレータ3より出力されるリセットパルス
φResetにより出力部の容量に充電された電荷がリ
セットされた後、水平転送パルスφH−trにより1画
素分の蓄積電荷がこの容量に充電され、水平転送パルス
φH−trに同期したこの処理の繰り返しにより各画素
の蓄積電荷による撮像結果を出力するようになされてい
る。
As a result, the CCD solid-state image sensor 2 accumulates one pixel by the horizontal transfer pulse φH-tr after the charge charged in the capacitance of the output portion is reset by the reset pulse φReset output from the timing generator 3. The electric charges are charged in this capacitance, and by repeating this processing in synchronization with the horizontal transfer pulse φH-tr, the imaging result by the accumulated electric charges of each pixel is output.

【0008】これによりCCD固体撮像素子2の出力信
号φVoutにおいては、水平転送パルスφH−tr
(図4(B))の生成基準であるマスタクロックφMa
ster(図4(A))の2周期Tを単位にして、リセ
ットパルスφReset(図4(B))の混入により信
号レベルが立ち上がった後、プリチャージ部による出力
値LP、データ部の出力値LDが連続するように出力さ
れる。ここでプリチャージ部は、リセットパルスφRe
setにより電荷が放電された状態の、上述の容量の端
子電圧による電位の部分であり、データ部は、蓄積電荷
により充電された状態の、上述の容量の端子電圧による
電位の部分である。
As a result, in the output signal φVout of the CCD solid-state image pickup device 2, the horizontal transfer pulse φH-tr.
The master clock φMa that is the generation reference in FIG. 4B.
After the signal level rises due to the inclusion of the reset pulse φReset (FIG. 4 (B)) in units of two cycles T of the star (FIG. 4 (A)), the output value LP by the precharge unit, the output value of the data unit LDs are output so as to be continuous. Here, the precharge unit is reset pulse φRe
The portion of the potential due to the terminal voltage of the capacitance described above in the state where the electric charges are discharged by the set, and the data portion is the portion of the potential due to the terminal voltage of the above capacitance when charged with the accumulated electric charges.

【0009】これによりこのようにして得られる出力信
号φVoutにおいては、プリチャージ部による出力値
LPと、データ部の出力値LDとの差分値が、正確に各
画素による蓄積電荷量を示すことになる。また電子スチ
ルカメラ1においては、このようにして得られる撮像結
果の出力信号φVoutより1/fノイズを除去する必
要もある。
As a result, in the output signal φVout thus obtained, the difference value between the output value LP of the precharge section and the output value LD of the data section accurately indicates the accumulated charge amount of each pixel. Become. Further, in the electronic still camera 1, it is also necessary to remove 1 / f noise from the output signal φVout of the image pickup result obtained in this way.

【0010】このため相関二重サンプリング回路(CD
S:Correlated Double Sampling)4は、図5に示すよ
うに、タイミングジェネレータ3より出力される第1の
サンプルホールドパルスφSHPにより、サンプルホー
ルド回路(S/H)4Aでプリチャージ部の出力値LP
をサンプルホールドする(図5(A)及び(B))。ま
たタイミングジェネレータ3より出力される第2のサン
プルホールドパルスφSHD(図5(C))により、サ
ンプルホールド回路(S/H)4Bでデータ部の出力値
LDをサンプルホールドすると共に、サンプルホールド
回路4Aのサンプルホールド値(プリチャージ部による
出力値LP)をサンプルホールド回路(S/H)4Cで
サンプルホールドする。
Therefore, the correlated double sampling circuit (CD
As shown in FIG. 5, the S: Correlated Double Sampling) 4 outputs the output value LP of the precharge unit in the sample hold circuit (S / H) 4A by the first sample hold pulse φSHP output from the timing generator 3.
Is sample-held (FIGS. 5A and 5B). Further, by the second sample hold pulse φSHD (FIG. 5 (C)) output from the timing generator 3, the sample hold circuit (S / H) 4B samples and holds the output value LD of the data section, and also the sample hold circuit 4A. The sample-and-hold value (output value LP by the precharge unit) is sample-held by the sample-and-hold circuit (S / H) 4C.

【0011】また減算回路4Dにより、サンプルホール
ド回路4Cにサンプルホールドされたプリチャージ部の
出力値LPから、サンプルホールド回路4Bにサンプル
ホールドされたデータ部の出力値LDを減算し、これに
より順次連続する各画素の蓄積電荷量に対応する信号レ
ベルの連続である撮像信号S1を出力するようになされ
ている。
Further, the subtraction circuit 4D subtracts the output value LD of the data portion sample-held by the sample-hold circuit 4B from the output value LP of the precharge portion sample-held by the sample-hold circuit 4C. The image pickup signal S1 having a continuous signal level corresponding to the accumulated charge amount of each pixel is output.

【0012】かくするにつきタイミングジェネレータ3
は、これらCCD2及び相関二重サンプリング回路4等
の各種駆動信号を生成して出力し、電子スチルカメラ1
では、このタイミングジェネレータ3の駆動信号を基準
にして撮像信号S1を信号処理して表示装置に表示し、
さらにはデータ圧縮して所定の記録媒体に記録するよう
になされている。
Timing generator 3
Generates and outputs various drive signals for the CCD 2 and the correlated double sampling circuit 4, etc., and the electronic still camera 1
Then, the image pickup signal S1 is signal-processed on the basis of the drive signal of the timing generator 3 and displayed on the display device,
Further, the data is compressed and recorded on a predetermined recording medium.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】ところでこの種の撮像
装置においては、CCD固体撮像素子の画素数の増大に
より、駆動周波数が増大する傾向にあり、その分、図5
に示すように、プリチャージ部の期間TP、データ部の
期間TDについても、短くなる傾向にある。
By the way, in this type of image pickup apparatus, the driving frequency tends to increase due to the increase in the number of pixels of the CCD solid-state image pickup element.
As shown in, the period TP of the precharge portion and the period TD of the data portion also tend to be short.

【0014】これにより従来構成による撮像装置におい
ては、相関二重サンプリングの処理において、プリチャ
ージ部、データ部に対するサンプルホールドの位相マー
ジンが狭くなり、その分、サンプリングパルスの位相管
理を厳しくせざるを得ず、結局、システム設計が困難に
なる問題があった。
As a result, in the image pickup apparatus having the conventional configuration, the phase margin of the sample hold with respect to the precharge section and the data section becomes narrow in the processing of correlated double sampling, and the phase control of the sampling pulse must be stricter accordingly. There was a problem that the system design was difficult after all.

【0015】これらの問題を解決する1つの方法とし
て、例えば特開平9−9000号公報においては、連続
する画素による蓄積電荷をCCD固体撮像素子の内部で
合成して出力する方法が提案されているが、この方法の
場合、撮像結果の解像度が低下してしまう問題がある。
これにより撮像結果をモニタする場合等には適用できる
ものの、実際上、撮像結果を記録媒体に記録する場合に
は、適用できない問題がある。
As one method for solving these problems, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-9000 proposes a method of synthesizing and accumulating charges accumulated by consecutive pixels inside a CCD solid-state image pickup device. However, in the case of this method, there is a problem that the resolution of the imaging result is lowered.
As a result, although it can be applied when monitoring the imaging result, it cannot be applied when actually recording the imaging result in the recording medium.

【0016】本発明は以上の点を考慮してなされたもの
で、画素数が増大した場合でも、充分な位相余裕により
撮像素子の出力信号を処理することができる撮像装置を
提案しようとするものである。
The present invention has been made in consideration of the above points, and proposes an image pickup apparatus capable of processing an output signal of an image pickup element with a sufficient phase margin even when the number of pixels increases. Is.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め請求項1の発明においては、タイミングジェネレータ
は、転送パルスの複数パルス毎に、リセットパルスを出
力することにより、この複数パルスの期間においては、
転送パルスに同期して、各画素の蓄積電荷を順次加算し
て固体撮像素子の出力部の容量を充電し、信号処理回路
は、この複数パルスの期間において、転送パルスに同期
して、連続する撮像結果を順次サンプリングすると共
に、連続するサンプリング結果間で減算値を生成するこ
とにより、固体撮像素子の各画素に対応する撮像結果を
出力するようにする。
In order to solve such a problem, in the invention of claim 1, the timing generator outputs a reset pulse for every plural pulses of the transfer pulse, so that during the period of the plural pulses. ,
In synchronism with the transfer pulse, the accumulated charge of each pixel is sequentially added to charge the capacitance of the output section of the solid-state image sensor, and the signal processing circuit continues in synchronism with the transfer pulse in the period of the plurality of pulses. The imaging result is sequentially sampled, and a subtraction value is generated between consecutive sampling results, so that the imaging result corresponding to each pixel of the solid-state imaging device is output.

【0018】請求項1の構成によれば、タイミングジェ
ネレータは、転送パルスの複数パルス毎に、リセットパ
ルスを出力することにより、この複数パルスの期間にお
いては、転送パルスに同期して、各画素の蓄積電荷を順
次加算して固体撮像素子の出力部の容量を充電し、信号
処理回路は、この複数パルスの期間において、転送パル
スに同期して、連続する撮像結果を順次サンプリングす
ると共に、連続するサンプリング結果間で減算値を生成
することにより、固体撮像素子の各画素に対応する撮像
結果を出力するように構成されていることにより、例え
ば撮像素子がCCD固体撮像素子の場合、これら複数パ
ルスの間で、パルス数+1回のサンプリングにより固体
撮像素子の各画素に対応する撮像結果を得ることができ
る。これに対して従来の構成による場合には、各画素毎
に、2回のサンプリングが必要になる。これにより請求
項1の構成によれば、従来に比して、サンプリングの回
数を少なくすることができる分、画素数が増大した場合
でも、充分な位相余裕により撮像素子の出力信号を処理
することができる。
According to the structure of the first aspect, the timing generator outputs the reset pulse for every plural pulses of the transfer pulse, so that the pixel of each pixel is synchronized with the transfer pulse during the period of the plural pulses. The accumulated charge is sequentially added to charge the capacitance of the output section of the solid-state image pickup device, and the signal processing circuit sequentially samples the consecutive imaging results in synchronism with the transfer pulse in the period of the plurality of pulses and continuously. By generating the subtraction value between the sampling results to output the imaging result corresponding to each pixel of the solid-state image sensor, for example, when the image sensor is a CCD solid-state image sensor, these plural pulses In between, the sampling result corresponding to each pixel of the solid-state image sensor can be obtained by sampling the number of pulses + 1 times. On the other hand, in the case of the conventional configuration, each pixel needs to be sampled twice. As a result, according to the configuration of claim 1, the output signal of the image sensor is processed with a sufficient phase margin even when the number of pixels is increased by the number of times of sampling can be reduced as compared with the conventional case. You can

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】以下、適宜図面を参照しながら本
発明の実施の形態を詳述する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings as appropriate.

【0020】(1)実施の形態の構成 図1は、本発明の実施の形態に係る撮像装置である電子
スチルカメラを示すブロック図である。この電子スチル
カメラ11において、図3について上述した電子スチル
カメラ1と同一の構成は、対応する符号を付して示し、
重複した説明は省略する。
(1) Configuration of Embodiment FIG. 1 is a block diagram showing an electronic still camera which is an image pickup apparatus according to an embodiment of the present invention. In the electronic still camera 11, the same components as those of the electronic still camera 1 described above with reference to FIG.
A duplicate description will be omitted.

【0021】この電子スチルカメラ11において、CC
D固体撮像素子12は、タイミングジェネレータ13か
ら出力される駆動信号が異なることにより、動作が一部
異なる点を除いて、図3について上述したCCD固体撮
像素子2と同一に構成される。
In this electronic still camera 11, CC
The D solid-state imaging device 12 is configured in the same manner as the CCD solid-state imaging device 2 described above with reference to FIG. 3, except that the operation is partly different due to the different drive signals output from the timing generator 13.

【0022】すなわちCCD固体撮像素子12は、所定
の転送パルスに同期して順次各画素の蓄積電荷を出力部
に転送して出力部の容量を充電すると共に、所定のリセ
ットパルスにより、この容量の電荷を放電させ、またこ
の出力部は、この容量の電荷に応じた電圧を撮像信号φ
VoutAとして出力する。
That is, the CCD solid-state image pickup device 12 sequentially transfers the accumulated charge of each pixel to the output section in synchronization with a predetermined transfer pulse to charge the capacity of the output section, and at the same time, by the predetermined reset pulse, changes the capacity of this capacity. The electric charge is discharged, and the output section supplies a voltage corresponding to the electric charge of the capacitance to the imaging signal φ.
Output as VoutA.

【0023】CCD固体撮像素子12は、図2に示すよ
うに、マスタクロックφMaster(図3(A))に
同期して出力されるリセットパルスφResetA(図
3(B))が、水平転送レジスタによる蓄積電荷の転送
に対して(図3(C))、2周期毎に間欠的に立ち上が
るように供給される。すなわちCCD固体撮像素子12
は、従来との対比で符号Aにより示すように、1周期お
きに間引きされてリセットパルスφResetAが供給
される。
As shown in FIG. 2, in the CCD solid-state image pickup device 12, the reset pulse φResetA (FIG. 3B) output in synchronization with the master clock φMaster (FIG. 3A) is generated by the horizontal transfer register. With respect to the transfer of the accumulated charge (FIG. 3C), it is supplied so as to rise intermittently every two cycles. That is, the CCD solid-state image sensor 12
In contrast to the prior art, as indicated by the symbol A, the reset pulse φResetA is supplied by thinning out every other cycle.

【0024】CCD固体撮像素子12は、出力部におい
て、このリセットパルスφResetAにより容量の電
荷がリセットされた後、1画素目による蓄積電荷が水平
転送レジスタより入力され、さらにこの1つ目の画素に
よる蓄積電荷を保持した状態で、続く2画素目の蓄積電
荷が水平転送レジスタより流入するように制御される。
In the CCD solid-state image pickup device 12, after the charge of the capacitance is reset by the reset pulse φResetA at the output portion, the charge accumulated by the first pixel is input from the horizontal transfer register, and further by the first pixel. With the accumulated charge being held, the accumulated charge of the subsequent second pixel is controlled to flow from the horizontal transfer register.

【0025】これによりCCD固体撮像素子12は、リ
セットパルスφResetAの混入により信号レベルが
立ち上がった後、プリチャージ部の出力値LP、1つ目
の画素の蓄積電荷による出力値LD1、この1つ目の画
素と続く画素との蓄積電荷の合計値による出力信号LD
2の繰り返しにより、撮像信号φVoutAを出力する
ようになされている(図2(D))。
As a result, in the CCD solid-state image sensor 12, after the signal level rises due to the mixing of the reset pulse φResetA, the output value LP of the precharge section, the output value LD1 of the accumulated charge of the first pixel, and the first value Signal LD according to the total value of the accumulated charge of the pixel of
The image pickup signal φVoutA is output by repeating 2 (FIG. 2D).

【0026】すなわちCCD固体撮像素子12は、リセ
ットパルスφResetAに対応する水平転送パルスφ
H−trの複数パルス毎に、水平転送パルスφH−tr
に同期して、出力部の容量に、各画素の蓄積電荷を順次
加算して充電してなる撮像信号φVoutAを出力する
ようになされている。
That is, the CCD solid-state image pickup device 12 has a horizontal transfer pulse φ corresponding to the reset pulse φResetA.
Horizontal transfer pulse φH-tr for each multiple pulses of H-tr
In synchronism with the above, the image pickup signal φVoutA obtained by sequentially adding and accumulating the accumulated charge of each pixel to the capacitance of the output section is output.

【0027】これらによりタイミングジェネレータ13
は、水平転送パルスφH−trの複数パルス毎に、リセ
ットパルスφResetAを出力する点を除いて、図3
について上述したタイミングジェネレータ3と同一の駆
動信号によりCCD固体撮像素子12を駆動するように
なされている。
With these, the timing generator 13
3 except that a reset pulse φResetA is output for each of a plurality of horizontal transfer pulses φH-tr.
The CCD solid-state image sensor 12 is driven by the same drive signal as that of the timing generator 3 described above.

【0028】さらにタイミングジェネレータ13は、そ
れぞれ各画素毎の、プリチャージ部、データ部に対応す
る第1及び第2のサンプルホールドパルスφSHP及び
φSHD(図2(E)及び(F))について、この第1
のサンプルホールドパルスφSHPをアンド回路14A
に入力し、また第2のサンプルホールドパルスSHDを
アンド回路14B、14C、14Dに入力する。またタ
イミングジェネレータ13は、リセットパルスφRes
etAの出力周期において、前半1/2周期と、後半1
/2周期とで信号レベルが切り換わるマスクパルスφM
DK(図2(G))をマスタクロックφMasterよ
り生成し、このマスクパルスφMDKをアンド回路14
A〜14Cに入力し、またマスクパルスφMDKの反転
信号をアンド回路14Dに入力する。
Further, the timing generator 13 outputs the first and second sample and hold pulses φSHP and φSHD (FIGS. 2E and 2F) corresponding to the precharge portion and the data portion for each pixel, respectively. First
Sample hold pulse φSHP of AND circuit 14A
To the AND circuits 14B, 14C and 14D. Further, the timing generator 13 uses the reset pulse φRes
In the output cycle of etA, the first half 1/2 cycle and the second half 1
Mask pulse φM whose signal level is switched between / 2 cycles
DK (FIG. 2G) is generated from the master clock φMaster, and this mask pulse φMDK is supplied to the AND circuit 14
It is input to A to 14C, and the inverted signal of the mask pulse φMDK is input to the AND circuit 14D.

【0029】これによりタイミングジェネレータ13
は、アンド回路14Aにより、プリチャージ部に対応す
るサンプルホールドパルスを生成するのに対し、アンド
回路14B及び14Cにより、先頭のデータ部LD1の
サンプルホールドパルスを生成する。またアンド回路1
4Dにより、続くデータ部LD2のサンプルホールドパ
ルスを生成する。
As a result, the timing generator 13
The AND circuit 14A generates a sample hold pulse corresponding to the precharge section, while the AND circuits 14B and 14C generate a sample hold pulse for the leading data section LD1. Also AND circuit 1
4D generates a sample hold pulse for the subsequent data section LD2.

【0030】タイミングジェネレータ13は、スイッチ
回路(SW)15Aにアンド回路14A、14Bの出力
信号を入力し、またスイッチ回路(SW)15Bにアン
ド回路14C、14Dの出力信号を入力する。タイミン
グジェネレータ13は、これらスイッチ回路15A及び
15Bの動作をマスクパルスφMDKにより切り換え、
スイッチ回路15Aの出力信号を相関二重サンプリング
回路4のサンプルホールド回路4Aに供給するのに対
し、スイッチ回路15Bの出力信号をサンプルホールド
回路4B、4Cに供給する。
The timing generator 13 inputs the output signals of the AND circuits 14A and 14B to the switch circuit (SW) 15A and inputs the output signals of the AND circuits 14C and 14D to the switch circuit (SW) 15B. The timing generator 13 switches the operation of these switch circuits 15A and 15B by a mask pulse φMDK,
The output signal of the switch circuit 15A is supplied to the sample hold circuit 4A of the correlated double sampling circuit 4, while the output signal of the switch circuit 15B is supplied to the sample hold circuits 4B and 4C.

【0031】これにより相関二重サンプリング回路4に
おいては、リセットパルスφResetAを出力した時
点で、アンド回路14A及び14Cの出力信号を相関二
重サンプリング回路4に出力して、リセットパルスφR
esetAを出力した直後の第1のサンプルホールドパ
ルスφSHPの立ち下がりの時点t1(図2)で、サン
プルホールド回路4Aによりプリチャージ部の電位LP
をサンプルホールドする。また続く第2のサンプルホー
ルドパルスSHDの立ち下がりの時点t2で、サンプル
ホールド回路4Aでサンプルホールドしたプリチャージ
部の電位LPをサンプルホールド回路4Cにサンプルホ
ールドすると共に、サンプルホールド回路4A及び4B
で第1のデータ部の電位LD1をサンプルホールドす
る。
Thus, in the correlated double sampling circuit 4, when the reset pulse φResetA is output, the output signals of the AND circuits 14A and 14C are output to the correlated double sampling circuit 4 and the reset pulse φR is output.
At the time point t1 (FIG. 2) of the fall of the first sample hold pulse φSHP immediately after the output of resetA, the sample hold circuit 4A causes the potential LP of the precharge portion to rise.
Sample hold. At time t2 when the second sampling and holding pulse SHD falls, the potential LP of the precharge portion sampled and held by the sampling and holding circuit 4A is sampled and held by the sampling and holding circuit 4C, and the sampling and holding circuits 4A and 4B are also held.
Then, the potential LD1 of the first data portion is sampled and held.

【0032】これにより相関二重サンプリング回路4に
おいては、サンプルホールド回路4Bでサンプルホール
ドしたプリチャージ部の電位LPと、サンプルホールド
回路4Bでサンプルホールドした第1のデータ部の電位
LD1との電位差を減算回路4Dより出力するようにな
されている。
Thus, in the correlated double sampling circuit 4, the potential difference between the potential LP of the precharge portion sample-held by the sample-hold circuit 4B and the potential LD1 of the first data portion sample-held by the sample-hold circuit 4B is calculated. The subtraction circuit 4D outputs it.

【0033】またその後、アンド回路14A及び14C
に代えて、アンド回路14B及び14Dの出力信号を相
関二重サンプリング回路4に出力して、続く第2のサン
プルホールドパルスSHDの立ち下がりの時点t3で、
サンプルホールド回路4Aでサンプルホールドしたデー
タ部の電位LD1をサンプルホールド回路4Cにサンプ
ルホールドする共に、サンプルホールド回路4A及び4
Bで第2のデータ部の電位LD2をサンプルホールド
し、サンプルホールド回路4Bでサンプルホールドした
第1のデータ部の電位LD1と、サンプルホールド回路
4Bでサンプルホールドした第2のデータ部の電位LD
2との電位差を減算回路4Dより出力する。
After that, AND circuits 14A and 14C
Instead of outputting the output signals of the AND circuits 14B and 14D to the correlated double sampling circuit 4, at the time t3 of the trailing edge of the second sample hold pulse SHD,
The potential LD1 of the data portion sampled and held by the sample and hold circuit 4A is sampled and held by the sample and hold circuit 4C, and the sample and hold circuits 4A and 4 are
The potential LD2 of the second data portion is sample-held by B, the potential LD1 of the first data portion sample-held by the sample-hold circuit 4B, and the potential LD of the second data portion sample-held by the sample-hold circuit 4B.
The potential difference with respect to 2 is output from the subtraction circuit 4D.

【0034】これにより相関二重サンプリング回路4に
おいては、タイミングジェネレータ13の駆動により、
リセットパルスφResetAによる水平転送パルスφ
H−trの複数パルスの期間においては、水平転送パル
スφH−trに同期して、連続する撮像結果φVout
Aを順次サンプリングすると共に、連続するサンプリン
グ結果間で減算値を生成することにより、固体撮像素子
12の各画素に対応する撮像結果S2を出力するように
なされている。
As a result, in the correlated double sampling circuit 4, by driving the timing generator 13,
Horizontal transfer pulse φ by reset pulse φResetA
In the period of a plurality of pulses of H-tr, consecutive imaging results φVout are synchronized with the horizontal transfer pulse φH-tr.
By sequentially sampling A and generating a subtraction value between consecutive sampling results, the imaging result S2 corresponding to each pixel of the solid-state imaging device 12 is output.

【0035】(2)実施の形態の動作 以上の構成において、この電子スチルカメラ11では、
CDD固体撮像素子12より得られる撮像結果φVou
tAが相関二重サンプリング回路4により処理された
後、所定の信号処理回路により処理されて表示装置に表
示され、また所定のデータ記録媒体に記録される。
(2) Operation of Embodiment With the above configuration, the electronic still camera 11
Imaging result φVou obtained from the CDD solid-state imaging device 12
After tA is processed by the correlated double sampling circuit 4, it is processed by a predetermined signal processing circuit, displayed on a display device, and recorded on a predetermined data recording medium.

【0036】電子スチルカメラ11では、CDD固体撮
像素子12において、マトリックス状に配置された光電
変換部により各画素が構成され、これら各画素による蓄
積電荷が垂直転送レジスタを介して水平転送レジスタに
転送され、水平転送パルスφH−trに同期したこの水
平転送レジスタの動作により、順次、出力部に供給され
る。またこの出力部において、所定の容量がこの蓄積電
荷により充電されて発生する電位が撮像信号φVout
Aとして相関二重サンプリング回路4に出力される。
In the electronic still camera 11, in the CDD solid-state image pickup device 12, each pixel is composed of photoelectric conversion units arranged in a matrix, and the charge accumulated by each pixel is transferred to the horizontal transfer register via the vertical transfer register. Then, by the operation of this horizontal transfer register synchronized with the horizontal transfer pulse φH-tr, the signals are sequentially supplied to the output section. Further, in the output section, the potential generated by charging a predetermined capacitance with the accumulated charge is the image pickup signal φVout.
A is output to the correlated double sampling circuit 4.

【0037】電子スチルカメラ11では、この出力部に
おいて、水平転送パルスφH−trの複数パルス毎に、
リセットパルスφResetAが出力され、これにより
始めに出力部の容量が放電されてなるプリチャージ部の
電位LPが得られた後、水平転送パルスに同期して、各
画素の蓄積電荷を順次加算してこの容量を充電してなる
撮像信号φVoutAが得られる。
In the electronic still camera 11, in this output section, every plural pulses of the horizontal transfer pulse φH-tr,
After the reset pulse φResetA is output, and thereby the potential LP of the precharge portion formed by first discharging the capacitance of the output portion is obtained, the accumulated charge of each pixel is sequentially added in synchronization with the horizontal transfer pulse. An image pickup signal φVoutA obtained by charging this capacitance is obtained.

【0038】これによりこの電子スチルカメラ1では、
このCCD固体撮像素子12の出力信号φVoutAに
対応して、相関二重サンプリング回路4において、この
プリチャージ部の電位LPが得られた後、転送パルスに
同期して、各画素の蓄積電荷を順次加算してなる電位L
D1、LD2を順次サンプルホールドして差分値を検出
することにより、各画素に対応する信号レベルによる撮
像信号S2を得るようになされている。
As a result, in the electronic still camera 1,
Corresponding to the output signal φVoutA of the CCD solid-state image sensor 12, the correlated double sampling circuit 4 obtains the potential LP of the precharge portion, and then sequentially accumulates the charges accumulated in each pixel in synchronization with the transfer pulse. Potential L added
An image pickup signal S2 having a signal level corresponding to each pixel is obtained by sequentially sampling and holding D1 and LD2 and detecting a difference value.

【0039】このようにして実行される相関二重サンプ
リング回路4におけるサンプルホールドにおいては、C
CD固体撮像素子12の出力信号φVoutAにおい
て、始めにプリチャージ部の電位LPが得られた後、転
送パルスに同期して、各画素の蓄積電荷を順次加算して
なる電位LD1、LD2が得られることにより、これら
の電位LP、LD1、LD2を順次サンプリングして、
撮像信号S2を得ることができる。すなわちリセットパ
ルスφResetA間の水平転送パルスφH−trのパ
ルス数nに対してn+1回のサンプリングで、各画素の
蓄積電荷量に対応する撮像結果を得ることができる。
In the sample hold in the correlated double sampling circuit 4 executed in this way, C
In the output signal φVoutA of the CD solid-state image pickup device 12, after the potential LP of the precharge portion is first obtained, potentials LD1 and LD2 obtained by sequentially adding the accumulated charges of each pixel are obtained in synchronization with the transfer pulse. As a result, these potentials LP, LD1 and LD2 are sequentially sampled,
The image pickup signal S2 can be obtained. That is, the sampling result corresponding to the accumulated charge amount of each pixel can be obtained by sampling n + 1 times with respect to the pulse number n of the horizontal transfer pulse φH-tr between the reset pulses φResetA.

【0040】これに対して各画素毎にリセットパルスを
出力する場合(図4)には、各画素毎に、プリチャージ
部による電位LP、データ部の電位LDが連続すること
により、これらプリチャージ部、データ部に対応したタ
イミングにより、各画素毎に2回のサンプリングを実行
することが必要になる。
On the other hand, when the reset pulse is output for each pixel (FIG. 4), the potential LP of the precharge section and the potential LD of the data section are continuous for each pixel, so that these precharges are performed. It is necessary to carry out sampling twice for each pixel depending on the timing corresponding to the copy section and the data section.

【0041】これによりこの実施の形態においては、サ
ンプリングの回数が従来に比して少ない分、画素数が増
大した場合でも、充分な位相余裕により撮像素子の出力
信号を処理することができる。
As a result, in this embodiment, the output signal of the image pickup device can be processed with a sufficient phase margin even when the number of pixels is increased because the number of times of sampling is smaller than in the conventional case.

【0042】またこの実施の形態においては、タイミン
グジェネレータ13の構成を変更し、従来と同一構成の
相関二重サンプリング回路の駆動の変更により、CCD
固体撮像素子12の出力信号φVoutを処理して、電
位LD1、LD2をサンプルホールドして差分値を検出
し、各画素に対応する信号レベルによる撮像信号S2を
得ることにより、従来構成との対比で、簡易な構成の変
更により充分な位相余裕を確保することができる。また
CCD固体撮像素子12、相関二重サンプリング回路4
は、従来構成と同一に構成することができる。
Further, in this embodiment, by changing the structure of the timing generator 13 and changing the driving of the correlated double sampling circuit having the same structure as the conventional one, the CCD is changed.
By processing the output signal φVout of the solid-state image pickup device 12, sample-holding the potentials LD1 and LD2, detecting the difference value, and obtaining the image pickup signal S2 at the signal level corresponding to each pixel, in comparison with the conventional configuration. A sufficient phase margin can be secured by simply changing the configuration. In addition, the CCD solid-state image sensor 12, the correlated double sampling circuit 4
Can be configured the same as the conventional configuration.

【0043】またこのようなCCD固体撮像素子12の
出力信号φVoutの処理に適するように、タイミング
ジェネレータ13を構成して、始めの画素における2回
のサンプリングにさらに位相余裕を持たせることもで
き、このようにすればさらに一段とサンプルホールドパ
ルスの位相管理を簡略化して、全体構成を簡略化するこ
ともできる。
Further, the timing generator 13 can be configured so as to be suitable for the processing of the output signal φVout of the CCD solid-state image pickup device 12, and a phase margin can be further added to the two samplings in the first pixel. By doing so, it is possible to further simplify the phase management of the sample and hold pulse and to simplify the overall configuration.

【0044】またサンプルホールド回路4A等において
は、サンプルホールドに供する容量への電荷注入時間
を、サンプルホールドパルスのデユーティーにより設定
することになるが、このようにサンプリングの回数を少
なくすることができれば、このサンプルホールドパルス
のデユーティーについても、管理を簡略化することがで
き、その分全体構成を簡略化することができる。
In the sample-hold circuit 4A and the like, the charge injection time into the capacitor used for sample-hold is set by the duty of the sample-hold pulse. If the number of samplings can be reduced in this way, As for the duty of the sample hold pulse, the management can be simplified, and the entire configuration can be simplified accordingly.

【0045】(3)実施の形態の効果 以上の構成によれば、複数画素毎にリセットパルスを出
力するようにして、この複数画素については、順次蓄積
電荷の積算値を出力するように固体撮像素子を駆動する
と共に、撮像結果の信号処理において、これら積算値に
よる固体撮像素子の出力信号を順次サンプルホールドし
て差分値を検出することにより、画素数が増大した場合
でも、充分な位相余裕により撮像素子の出力信号を処理
することができる。
(3) Effects of the Embodiments According to the above-described configuration, the reset pulse is output for each of a plurality of pixels, and the solid-state imaging is sequentially performed for the plurality of pixels so that the integrated value of the accumulated charge is output. In addition to driving the element, in the signal processing of the image pickup result, the output signal of the solid-state image pickup element by these integrated values is sequentially sampled and held to detect the difference value, so that even if the number of pixels increases, there is sufficient phase margin. The output signal of the image sensor can be processed.

【0046】また従来構成による相関二重サンプリング
回路の駆動を変更して、固体撮像素子の出力信号を順次
サンプルホールドして差分値を検出することにより、簡
易な構成で、充分な位相余裕により撮像素子の出力信号
を処理することができる。
Further, by changing the driving of the correlated double sampling circuit according to the conventional structure and sequentially sampling and holding the output signal of the solid-state image pickup device to detect the difference value, it is possible to pick up an image with a sufficient phase margin with a simple structure. The output signal of the device can be processed.

【0047】(4)他の実施の形態 なお上述の実施の形態においては、2画素毎にリセット
パルスを出力する場合について述べたが、本発明はこれ
に限らず、3画素以上の複数画素毎にリセットパルスを
出力するようにしても、同様の効果を得ることができ
る。
(4) Other Embodiments In the above-described embodiments, the case where the reset pulse is output for every two pixels has been described, but the present invention is not limited to this, and for every plural pixels of three or more pixels. Even if the reset pulse is output to the above, the same effect can be obtained.

【0048】また上述の実施の形態においては、単板式
による撮像装置に本発明を適用する場合について述べた
が、本発明はこれに限らず、3板式による撮像装置にも
広く適用することができる。
Further, in the above-mentioned embodiments, the case where the present invention is applied to the image pickup device of the single plate type has been described, but the present invention is not limited to this and can be widely applied to the image pickup device of the three plate type. .

【0049】また上述の実施の形態においては、本発明
を電子スチルカメラに適用する場合について述べたが、
本発明はこれに限らず、例えばカメラ一体型ビデオテー
プレコーダ等の記録機能を有してなる撮像装置、携帯電
話等の通信機能を有してなる撮像装置、さらにはパーソ
ナルコンピュータと一体化されてなる撮像装置等に広く
適用することができる。
In the above embodiment, the case where the present invention is applied to an electronic still camera has been described.
The present invention is not limited to this, and is integrated with, for example, an image pickup device having a recording function such as a video tape recorder with a camera, an image pickup device having a communication function such as a mobile phone, and further integrated with a personal computer. It can be widely applied to various image pickup devices.

【0050】[0050]

【発明の効果】上述のように本発明によれば、複数画素
毎にリセットパルスを出力するようにして、この複数画
素については、順次蓄積電荷の積算値を出力するように
固体撮像素子を駆動すると共に、撮像結果の信号処理に
おいて、これら積算値による固体撮像素子の出力信号を
順次サンプルホールドして差分値を検出することによ
り、画素数が増大した場合でも、充分な位相余裕により
撮像素子の出力信号を処理することができる。
As described above, according to the present invention, the reset pulse is output for each of a plurality of pixels, and the solid-state image pickup device is driven so that the integrated value of the accumulated charge is sequentially output for the plurality of pixels. In addition, in the signal processing of the image pickup result, the output signal of the solid-state image pickup device based on these integrated values is sequentially sampled and held to detect the difference value, so that even if the number of pixels increases, the image pickup device has a sufficient phase margin. The output signal can be processed.

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

【図1】本発明の実施の形態に係る電子スチルカメラを
示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing an electronic still camera according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1の電子スチルカメラの動作の説明に供する
タイムチャートである。
FIG. 2 is a time chart for explaining the operation of the electronic still camera shown in FIG.

【図3】従来の電子スチルカメラを示すブロック図であ
る。
FIG. 3 is a block diagram showing a conventional electronic still camera.

【図4】図3の電子スチルカメラの動作の説明に供する
タイムチャートである。
FIG. 4 is a time chart for explaining the operation of the electronic still camera shown in FIG.

【図5】サンプルホールドパルスの説明に供するタイム
チャートである。
FIG. 5 is a time chart for explaining a sample hold pulse.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、11……電子スチルカメラ、2、12……CCD固
体撮像素子、3、13……タイミングジェネレータ、4
……相関二重サンプリング回路、4A〜4H……サンプ
ルホールド回路
1, 11 ... Electronic still camera, 2, 12 ... CCD solid-state image sensor, 3, 13 ... Timing generator, 4
...... Correlated double sampling circuit, 4A to 4H …… Sample and hold circuit

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】撮像結果を出力する固体撮像素子と、 前記固体撮像素子の駆動信号を生成するタイミングジェ
ネレータと、 前記撮像結果を処理する信号処理回路とを備え、 前記固体撮像素子は、 所定の転送パルスに同期して順次各画素の蓄積電荷を出
力部に転送して前記出力部の容量を充電すると共に、所
定のリセットパルスにより、前記容量の電荷を放電さ
せ、 前記出力部は、 前記容量の電荷に応じた電圧を前記撮像結果として出力
し、 前記タイミングジェネレータは、 前記転送パルスの複数パルス毎に、前記リセットパルス
を出力することにより、前記複数パルスの期間において
は、前記転送パルスに同期して、各画素の蓄積電荷を順
次加算して前記容量を充電し、 前記信号処理回路は、 前記複数パルスの期間において、前記転送パルスに同期
して、連続する前記撮像結果を順次サンプリングすると
共に、連続するサンプリング結果間で減算値を生成する
ことにより、前記固体撮像素子の各画素に対応する撮像
結果を出力することを特徴とする撮像装置。
1. A solid-state imaging device for outputting an imaging result, a timing generator for generating a drive signal for the solid-state imaging device, and a signal processing circuit for processing the imaging result. The charge accumulated in each pixel is sequentially transferred to the output unit in synchronization with the transfer pulse to charge the capacitance of the output unit, and the charge of the capacitance is discharged by a predetermined reset pulse, and the output unit is Outputs a voltage according to the charge as the imaging result, and the timing generator outputs the reset pulse for each of the plurality of pulses of the transfer pulse, thereby synchronizing with the transfer pulse during the period of the plurality of pulses. Then, the charge accumulated in each pixel is sequentially added to charge the capacitor, and the signal processing circuit is configured to transfer the transfer pattern during the period of the plurality of pulses. The continuous imaging result is sequentially sampled in synchronism with the pulse, and the subtraction value is generated between the continuous sampling results to output the imaging result corresponding to each pixel of the solid-state imaging device. Image pickup device.
【請求項2】前記信号処理回路は、 第1及び第2のサンプルホールド回路による前記撮像結
果のサンプルホールド結果を減算して出力する相関二重
サンプリング回路であり、 前記タイミングジェネレータは、 前記複数パルスの期間において、前記第1及び第2のサ
ンプルホールド回路において、前記連続する撮像結果を
順次サンプリングするように、前記相関二重サンプリン
グ回路の駆動信号を生成することを特徴とする請求項1
に記載の撮像装置。
2. The signal processing circuit is a correlated double sampling circuit that subtracts and outputs a sample hold result of the imaging result by the first and second sample hold circuits, and the timing generator is configured to output the plurality of pulses. 2. The drive signal for the correlated double sampling circuit is generated so that the first and second sample and hold circuits sequentially sample the consecutive image pickup results during the period.
The imaging device according to.
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