JPH10257380A - Solid-state image-pickup device and camera using the same - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To inexpensively correct electronic camera shake with high resolution by horizontally transfer-driving a solid-state image, pickup element which is designed in response to first horizontal drive frequency by means of the second horizontal drive frequency which is lower than the first one. SOLUTION: This 14.3MHz CCD solid-state image-pickup element 10 is driven with the 13.5MHz horizontal drive frequency. An angle speed sensor 34 for detecting the component of camera shake in a longitudinal (vertical) direction is fitted in the neighborhood of a lens 31 of a camera. A camera shake quantity arithmetic part 36 calculates camera shake quantity in the vertical direction, based on angle speed information from an angle-speed sensor 34. A CCD drive circuit 33 executes the driving for correcting camera shake in the vertical direction based on the vertical direction camera shake quantity. A signal processing circuit 19 decides the moment quantity of a horizontal direction screen based on the horizontal direction camera shake quantity, so as to correct camera shake in the horizontal direction according to the movement quantity.

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】この発明は、固体撮像装置お
よびこれを撮像デバイスとして用いたカメラに関し、特
にデジタル・ビデオ・カメラや動画圧縮方式であるＭＰ
ＥＧ(Moving Picture Experts Group)などのデジタル記
録系に用いて好適な固体撮像装置およびカメラに関す
る。[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a solid-state image pickup apparatus and a camera using the same as an image pickup device, and more particularly to a digital video camera and a moving picture compression method MP.
The present invention relates to a solid-state imaging device and a camera suitable for use in a digital recording system such as an EG (Moving Picture Experts Group).

【０００２】[0002]

【従来の技術】デジタル・ビデオ・カメラやＭＰＥＧな
どのデジタル記録系では、信号処理の基本周波数が１
３．５ＭＨｚであることから、従来のアナログ記録系の
１４．３ＭＨｚ（＝４ｆsc；ｆscはカラーテレビジョン
方式でのサブキャリア周波数）用７６８Ｈ‐ＣＣＤ撮像
素子ではレートが異なるため、改めてデジタル記録用の
１３．５ＭＨｚ用７２０Ｈ‐ＣＣＤ撮像素子が開発され
ている。なお、７６８Ｈ／７２０Ｈはテレビジョンフォ
ーマットのもとで、水平駆動周波数（１４．３ＭＨｚ／
１３．５ＭＨｚ）に基づいて決まる値である。2. Description of the Related Art In a digital recording system such as a digital video camera or MPEG, the fundamental frequency of signal processing is one.
Since the rate is 3.5 MHz, the rate is different in a conventional analog recording system 768H-CCD image pickup device for 14.3 MHz (= 4 fsc; fsc is a subcarrier frequency in a color television system). A 720H-CCD imaging device for 13.5 MHz has been developed. Note that 768H / 720H has a horizontal drive frequency (14.3 MHz /
13.5 MHz).

【０００３】一方、ＣＣＤ撮像素子で行う電子式手振れ
補正は、ＰＡＬ方式とＮＴＳＣ方式の走査線数の違い
（６２５本／５２５本）を利用し、ＰＡＬ用ＣＣＤ撮像
素子をＮＴＳＣ方式で使用することで、２０％／一辺の
手振れ補正を実現している。この手振れ補正では、ＣＣ
Ｄ撮像素子の垂直高速転送を利用し、垂直方向における
特定の領域の信号電荷のみを読み出す切り出し方式が主
流になっており、現在、ほぼどのカメラでも標準装備さ
れるに至っている。On the other hand, electronic image stabilization performed by a CCD image pickup device utilizes the difference in the number of scanning lines between a PAL system and an NTSC system (625 lines / 525 lines), and uses a PAL CCD image pickup device in an NTSC system. Thus, camera shake correction of 20% / one side is realized. In this image stabilization, CC
A cut-out method that uses the vertical high-speed transfer of the D image pickup element and reads out only signal charges in a specific area in the vertical direction has become mainstream, and almost all cameras are now equipped as standard.

【０００４】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところが、デジタル記
録専用の１３．５ＭＨｚ用７２０Ｈ‐ＣＣＤ撮像素子で
電子手振れ補正を行うと、水平駆動周波数が従来のアナ
ログ用１４．３ＭＨｚに対して１３．５ＭＨｚに下がる
ため、水平解像度が低下するという問題が生じ、せっか
く記録系のデジタル化によって画質／解像度の向上が期
待できるにも拘らず、その特徴を損なうことになってし
まう。また、デジタル用として、水平１８ＭＨｚ（＝１
３．５ＭＨｚ×４／３）駆動で、表示領域が１３．５Ｍ
Ｈｚの電子手振れ補正用ＣＣＤ撮像素子も開発されてい
るが、画素数が多く価格が高いものとなる。However, when electronic image stabilization is performed by a 13.5 MHz 720H-CCD image pickup device dedicated to digital recording, the horizontal drive frequency is reduced to 13.5 MHz from the conventional analog 14.3 MHz. As a result, the horizontal resolution is reduced, and although the image quality / resolution can be expected to be improved by digitizing the recording system, the characteristics are impaired. For digital use, horizontal 18 MHz (= 1
3.5MHz x 4/3) drive, display area is 13.5M
Although a CCD image pickup device for electronic camera shake correction of 1 Hz has been developed, the number of pixels is large and the price is high.

【０００５】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、安価で高解像度のデ
ジタル記録に適した電子手振れ補正対応の固体撮像装置
およびこれを撮像デバイスとして用いたカメラを提供す
ることにある。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and has as its object to provide a solid-state image pickup device which is inexpensive and is compatible with electronic image stabilization suitable for high-resolution digital recording, and uses the same as an image pickup device. To provide a camera that was

【０００６】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明による固体撮像装
置は、テレビジョンフォーマットのもとで第１水平駆動
周波数に対応して設計された固体撮像素子と、第１水平
駆動周波数よりも低くかつ１Ｈ（Ｈは水平走査期間）内
に１ライン分の画素情報を出力できる第２水平駆動周波
数で固体撮像素子の水平転送駆動を行う駆動系とを備え
た構成となっている。A solid-state imaging device according to the present invention includes a solid-state imaging device designed in accordance with a first horizontal driving frequency under a television format, a solid-state imaging device which is lower than the first horizontal driving frequency and A driving system for performing horizontal transfer driving of the solid-state imaging device at a second horizontal driving frequency capable of outputting one line of pixel information within 1H (H is a horizontal scanning period) is provided.

【０００７】本発明によるカメラは、テレビジョンフォ
ーマットのもとで第１水平駆動周波数に対応して設計さ
れた固体撮像素子と、この固体撮像素子の撮像面上に入
射光を導く光学系と、第１水平駆動周波数よりも低くか
つ１Ｈ内に１ライン分の画素情報を出力できる第２水平
駆動周波数で固体撮像素子の水平転送駆動を行う駆動系
と、被写体に対する前記固体撮像素子の水平方向の手振
れ量に応じて手振れ補正を行う信号処理系とを備えた構
成となっている。[0007] A camera according to the present invention comprises a solid-state imaging device designed in accordance with a first horizontal drive frequency under a television format, an optical system for guiding incident light onto an imaging surface of the solid-state imaging device, A drive system for performing horizontal transfer driving of the solid-state image sensor at a second horizontal drive frequency lower than the first horizontal drive frequency and capable of outputting one line of pixel information within 1H, and a horizontal direction of the solid-state image sensor with respect to a subject A signal processing system that performs camera shake correction according to the camera shake amount is provided.

【０００８】上記構成の固体撮像装置およびカメラにお
いて、テレビジョンフォーマットのもとで第１水平駆動
周波数に対応して設計された固体撮像素子、即ち情報量
の多い固体撮像素子を、第１水平駆動周波数よりも低い
第２水平駆動周波数、即ち情報量の少ない信号処理系で
処理する。このとき、第２水平駆動周波数は、１Ｈ内に
１ライン分の画素情報を出力できることが条件となる。
一例として、基本周波数が１３．５ＭＨｚのデジタル記
録系において、従来からある１４．３ＭＨｚ用７６８Ｈ
‐ＣＣＤ撮像素子を用いることで、電子手振れ補正を行
う際の水平方向の情報量を多くできる。したがって、水
平解像度を向上できる。In the solid-state imaging device and the camera having the above-described configuration, a solid-state imaging device designed in accordance with the first horizontal driving frequency under a television format, that is, a solid-state imaging device having a large amount of information, is connected to the first horizontal driving device. Processing is performed by a second horizontal drive frequency lower than the frequency, that is, a signal processing system having a small amount of information. At this time, the second horizontal drive frequency is a condition that one line of pixel information can be output within 1H.
As an example, in a digital recording system having a fundamental frequency of 13.5 MHz, a conventional 768H for 14.3 MHz is used.
-By using the CCD image pickup device, the amount of information in the horizontal direction when performing electronic camera shake correction can be increased. Therefore, the horizontal resolution can be improved.

【０００９】[0009]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、本実施形態
では、例えばＮＴＳＣ方式での電子手振れ補正を前提と
し、これを実現するために、例えばインターライン転送
方式の４１万画素ＰＡＬ用ＣＣＤ撮像素子、即ち従来か
らある８ｍｍやＶＨＳ‐Ｃ用のアナログ記録系の１４．
３ＭＨｚ（＝４ｆsc）駆動７６８ＨのＰＡＬ用ＣＣＤ撮
像素子（ＰＡＬの場合は正確には、１４．２ＭＨｚ（＝
３．２ｆsc）駆動７５２Ｈ）を用いるものとする。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In this embodiment, for example, it is assumed that electronic image stabilization is performed in the NTSC system. In order to realize this, for example, a 410,000-pixel PAL CCD imaging device of an interline transfer system, that is, a conventional 8 mm or VHS-C 14. Analog recording system for
3 MHz (= 4 fsc) drive 768H PAL CCD image sensor (in the case of PAL, 14.2 MHz (=
3.2 fsc) drive 752H).

【００１０】図１は、本発明の一実施形態を示す概略構
成図である。図１において、行列状に配列され、入射光
をその光量に応じた電荷量の信号電荷に変換して蓄積す
る複数のセンサ部（画素）１１と、これらセンサ部１１
の垂直列ごとに設けられ、各センサ部１１から読み出し
ゲート（図示せず）を介して読み出された信号電荷を垂
直転送する複数本の垂直転送レジスタ１２とによって撮
像部１３が構成されている。この撮像部１３において、
センサ部１１は例えばＰＮ接合のフォトダイオードから
構成されている。FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of the present invention. In FIG. 1, a plurality of sensor units (pixels) 11 arranged in a matrix and converting incident light into signal charges having a charge amount corresponding to the light amount and storing the signal charges,
The imaging unit 13 includes a plurality of vertical transfer registers 12 that are provided for each of the vertical columns and vertically transfer signal charges read from each sensor unit 11 via a read gate (not shown). . In this imaging unit 13,
The sensor unit 11 is formed of, for example, a PN junction photodiode.

【００１１】ここで、撮像部１３は、電子式手振れ補正
に対応するために、垂直方向において、ＮＴＳＣ方式の
テレビジョンフォーマットのもとに実際に映像信号を出
力する撮像エリア１３ａよりも大きな面積の受光面、換
言すればモニタに映し出される画素数よりも多い画素数
の受光面を持っている。具体的には、ＮＴＳＣ用では３
８万画素で済むのに対し、ＰＡＬ用の４１万画素となっ
ている。なお、図面上では、センサ部１１が遮光された
いわゆるオプティカルブラック（ＯＢ）領域の画素につ
いては省略してある。Here, in order to cope with electronic camera shake correction, the image pickup unit 13 has a larger area in the vertical direction than the image pickup area 13a for actually outputting a video signal under the NTSC television format. It has a light receiving surface, in other words, a light receiving surface with a larger number of pixels than the number of pixels projected on the monitor. Specifically, 3 for NTSC
While only 80,000 pixels are required, it is 410,000 pixels for PAL. Note that, in the drawing, pixels in a so-called optical black (OB) area where the sensor unit 11 is shielded from light are omitted.

【００１２】垂直転送レジスタ１２は、例えば４相の垂
直転送クロックＶφ１〜Ｖφ４によって転送駆動され、
各センサ部１１から読み出された信号電荷を水平ブラン
キング期間の一部にて１走査線（１ライン）に相当する
部分ずつ順に垂直方向に転送する。撮像部１３の図面上
の下側には、水平転送レジスタ１４が配されている。水
平転送レジスタ１４には、複数本の垂直転送レジスタ１
２の各々から１ラインに相当する信号電荷が順次転送さ
れる。The vertical transfer register 12 is transfer-driven by, for example, four-phase vertical transfer clocks Vφ1 to Vφ4.
The signal charge read from each sensor unit 11 is sequentially transferred in the vertical direction by a portion corresponding to one scanning line (one line) in a part of the horizontal blanking period. A horizontal transfer register 14 is provided below the imaging unit 13 in the drawing. The horizontal transfer register 14 includes a plurality of vertical transfer registers 1.
2, signal charges corresponding to one line are sequentially transferred.

【００１３】水平転送レジスタ１４は、２相の水平転送
クロックＨφ１，Ｈφ２によって転送駆動され、複数本
の垂直転送レジスタ１２から移された１ライン分の信号
電荷を、水平ブランキング期間後の水平走査期間におい
て順次水平方向に転送する。水平転送レジスタ１４の横
（図面上の下側）には、後述する高速垂直転送の際に撮
像部１３から水平転送レジスタ１４に転送された信号電
荷を掃き捨てる電荷排出部１６が設けられている。垂直
転送クロックＶφ１〜Ｖφ４および水平転送クロックＨ
φ１，Ｈφ２は、駆動系を構成するタイミングジェネレ
ータ１５から発生される。The horizontal transfer register 14 is driven by two-phase horizontal transfer clocks Hφ1 and Hφ2, and transfers one line of signal charges transferred from the plurality of vertical transfer registers 12 to a horizontal scan after a horizontal blanking period. The data is sequentially transferred in the horizontal direction during the period. Next to the horizontal transfer register 14 (on the lower side in the drawing), there is provided a charge discharging unit 16 for sweeping out signal charges transferred from the imaging unit 13 to the horizontal transfer register 14 at the time of high-speed vertical transfer described later. . Vertical transfer clocks Vφ1 to Vφ4 and horizontal transfer clock H
φ1 and Hφ2 are generated from a timing generator 15 constituting a drive system.

【００１４】水平転送レジスタ１４の転送先側の端部に
は、例えばフローティング・ディフュージョン・アンプ
構成の電荷電圧変換部１７が設けられている。この電荷
電圧変換部１７は、水平転送レジスタ１４によって転送
されてきた信号電荷を画素単位で信号電圧に変換し、出
力回路１８を介して信号処理回路１９にＣＣＤ出力とし
て供給する。以上により、インターライン転送方式のＰ
ＡＬ用ＣＣＤ撮像素子１０が構成されている。At the end of the horizontal transfer register 14 on the transfer destination side, for example, a charge-voltage converter 17 having a floating diffusion amplifier configuration is provided. The charge-voltage converter 17 converts the signal charge transferred by the horizontal transfer register 14 into a signal voltage for each pixel, and supplies the signal voltage to the signal processing circuit 19 via the output circuit 18 as a CCD output. As described above, P of the interline transfer method
An AL CCD imaging device 10 is configured.

【００１５】信号処理回路１９の回路構成の一例を図２
に示す。この信号処理回路１９においては、電荷電圧変
換部１７から出力回路１８を介して供給されるＣＣＤ出
力がサンプルホールド（Ｓ／Ｈ）回路２１でサンプルホ
ールドされる。このサンプルホールド回路２１のサンプ
ルホールド出力はＡ／Ｄコンバータ２２でデジタル化さ
れた後、カメラ信号処理回路２３に供給されるととも
に、動きベクトル検出回路２４に供給される。An example of the circuit configuration of the signal processing circuit 19 is shown in FIG.
Shown in In the signal processing circuit 19, the CCD output supplied from the charge-voltage converter 17 via the output circuit 18 is sampled and held by a sample / hold (S / H) circuit 21. The sample and hold output of the sample and hold circuit 21 is digitized by an A / D converter 22 and then supplied to a camera signal processing circuit 23 and to a motion vector detection circuit 24.

【００１６】カメラ信号処理回路２３は、Ａ／Ｄコンバ
ータ２２でデジタル化されたＣＣＤ出力から輝度信号お
よびクロマ信号を生成し、これら信号の処理を行った
後、ラインメモリ２５に供給する。ラインメモリ２５
は、１ライン分の画素情報を記憶可能な容量、本例の場
合には、アナログ記録系の１４．３ＭＨｚ（＝４ｆsc）
駆動７６８Ｈ‐ＣＣＤ撮像素子を用いていることから、
７６８ビット分の画素情報を記憶可能な容量を持ってい
る。The camera signal processing circuit 23 generates a luminance signal and a chroma signal from the CCD output digitized by the A / D converter 22, processes these signals, and supplies them to the line memory 25. Line memory 25
Is a capacity capable of storing one line of pixel information. In this example, 14.3 MHz (= 4 fsc) of an analog recording system
Drive 768H-Because the CCD image sensor is used,
It has a capacity capable of storing 768 bits of pixel information.

【００１７】動きベクトル検出回路２４は、例えば図３
に示すように、１画面を４つの領域Ｍ１〜Ｍ４に分割
し、各領域Ｍ１〜Ｍ４ごとに動きベクトルを求める。動
きベクトルは、例えば、代表点マッチング方式により求
められる。この動きベクトル検出回路２４で求められた
動きベクトルは、マイクロコンピュータ等によって構成
されるコントローラ２６に供給される。コントローラ２
６は、動きベクトル検出回路２４から与えられる動きベ
クトルに基づいてラインメモリ２５の動作を制御するこ
とによって水平方向の手振れ補正を行う。この手振れ補
正については、後で詳細に説明する。The motion vector detecting circuit 24 is provided, for example, in FIG.
As shown in (1), one screen is divided into four areas M1 to M4, and a motion vector is obtained for each of the areas M1 to M4. The motion vector is obtained, for example, by a representative point matching method. The motion vector obtained by the motion vector detection circuit 24 is supplied to a controller 26 constituted by a microcomputer or the like. Controller 2
6 performs horizontal camera shake correction by controlling the operation of the line memory 25 based on the motion vector given from the motion vector detection circuit 24. This camera shake correction will be described later in detail.

【００１８】水平方向の手振れ補正により、ラインメモ
リ２５に記憶された１ライン分、即ち７６８ビットの画
素情報のうちの所定範囲の画素情報、即ち水平有効画素
期間の６２２ビット分の画素情報が読み出される。ライ
ンメモリ２５から読み出された６２２ビット分の画素情
報は、レート変換回路２７で１Ｈ相当のレートに変換さ
れ、さらに補間回路２８で補間処理されることにより、
７２０Ｈ−ＣＣＤ撮像素子の水平有効画素である７１１
ビット／１Ｈの撮像信号となって表示系または記録系に
供給される。By the horizontal camera shake correction, a predetermined range of pixel information of one line, that is, 768 bits of pixel information stored in the line memory 25, that is, pixel information of 622 bits in a horizontal effective pixel period is read. It is. The pixel information of 622 bits read from the line memory 25 is converted into a rate corresponding to 1H by the rate conversion circuit 27 and further subjected to interpolation processing by the interpolation circuit 28,
720H-711 which is a horizontal effective pixel of the CCD image sensor
It is supplied to the display system or the recording system as an image signal of bit / 1H.

【００１９】以上説明した、従来からある８ｍｍやＶＨ
Ｓ‐Ｃ用１４．３ＭＨｚ７６８Ｈ‐ＣＣＤ固体撮像素子
１０を、１３．５ＭＨｚの水平駆動周波数で駆動してな
る本発明に係る固体撮像装置は、例えば、電子式手振れ
補正付デジタル記録用カメラの撮像デバイスとして用い
られる。この電子式手振れ補正付デジタル記録用カメラ
の構成の一例を図４に示す。なお、図中、図１と同等部
分には同一符号を付して示している。As described above, the conventional 8 mm or VH
The solid-state imaging device according to the present invention, in which the SC 14.3 MHz 768H-CCD solid-state imaging device 10 is driven at a horizontal driving frequency of 13.5 MHz, is, for example, an imaging device of a digital recording camera with electronic image stabilization. Used as FIG. 4 shows an example of the configuration of the digital camera with electronic image stabilization. In the figure, the same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.

【００２０】図４において、ＣＣＤ撮像素子１０の撮像
面には、被写体からの像光がレンズ３１およびアイリス
３２を介して入射する。ＣＣＤ撮像素子１０は、先述し
たタイミングジェネレータ１５などを含むＣＣＤ駆動回
路３３によって垂直転送や水平転送などの駆動が行われ
る。レンズ３１の近傍には、手振れの縦方向（垂直方
向）の成分を検出する例えば角速度センサ３４が取り付
けられている。この角速度センサ３４の検出出力はＡ／
Ｄコンバータ３５でデジタル化されて手振れ量演算部３
６に供給される。In FIG. 4, image light from a subject enters the imaging surface of the CCD imaging device 10 via a lens 31 and an iris 32. The CCD image pickup device 10 is driven by a CCD drive circuit 33 including the above-described timing generator 15 and the like, such as vertical transfer and horizontal transfer. In the vicinity of the lens 31, for example, an angular velocity sensor 34 that detects a vertical component (vertical direction) of camera shake is attached. The detection output of the angular velocity sensor 34 is A /
The camera shake amount calculation unit 3 which is digitized by the D converter 35
6.

【００２１】手振れ量演算部３６は、マイクロコンピュ
ータ等によって構成され、角速度センサ３４からの角速
度情報に基づいて垂直方向の手振れ量を算出する。この
手振れ量演算部３６で算出された垂直方向の手振れ量の
情報はＣＣＤ駆動回路３３に供給される。ＣＣＤ駆動回
路３３は、手振れ量演算部３６から垂直方向の手振れ量
の情報が与えられたときは、その手振れ量に基づいて垂
直方向における手振れ補正を行うための駆動を行う。The camera shake amount calculation section 36 is constituted by a microcomputer or the like, and calculates the camera shake amount in the vertical direction based on the angular velocity information from the angular velocity sensor 34. The information on the vertical camera shake amount calculated by the camera shake amount calculation unit 36 is supplied to the CCD drive circuit 33. When the information of the vertical camera shake amount is given from the camera shake amount calculation unit 36, the CCD drive circuit 33 performs drive for performing vertical camera shake correction based on the camera shake amount.

【００２２】ここで、手振れ補正の概念について、図５
に基づいて説明する。今、被写体が静止しているにもか
かわらず、人間の手の振動によってカメラ本体が動いた
場合には、ＣＣＤ撮像素子１０に写し出される画像は、
図５（Ａ）に示すように、点線の状態から実線の状態に
動いてしまう。これが手振れである。そこで、映像信号
を出力する撮像エリア１３ａ（図１を参照）よりも大き
な面積の撮像面を持つＣＣＤ撮像素子１０を用いる。そ
して、垂直方向の手振れについては、手振れ量演算部３
６において、角速度センサ３４からの角速度情報に基づ
いて垂直方向の手振れ量を演算し、かつその手振れ量を
垂直方向の画素数に換算してＣＣＤ駆動回路３３に供給
する。FIG. 5 shows the concept of camera shake correction.
It will be described based on. Now, when the camera body moves due to the vibration of the human hand even though the subject is stationary, the image displayed on the CCD image sensor 10 is
As shown in FIG. 5A, the state changes from a dotted line to a solid line. This is camera shake. Therefore, a CCD imaging device 10 having an imaging surface having a larger area than the imaging area 13a (see FIG. 1) for outputting a video signal is used. Then, regarding the vertical camera shake, the camera shake amount calculation unit 3
At 6, the vertical camera shake amount is calculated based on the angular velocity information from the angular velocity sensor 34, and the camera shake amount is converted into the number of pixels in the vertical direction and supplied to the CCD drive circuit 33.

【００２３】ＣＣＤ駆動回路３３は、手振れ量演算部３
６から与えられる手振れ量の情報に基づいて垂直方向の
手振れ補正を行う。具体的には、図１において、撮像エ
リア１３ａを垂直方向の手振れ量に応じた画素数だけ全
体的にシフトし、その上下の領域の各センサ部１１の信
号電荷については、垂直転送レジスタ１２に読み出した
後高速垂直転送を行い、かつ水平転送レジスタ１４を介
して電荷排出部１６に掃き出す処理を行う一方、シフト
された撮像エリア１３ａ内の信号電荷については、通常
の垂直転送および水平転送を行う。The CCD drive circuit 33 includes a camera shake amount calculation unit 3
The camera shake correction in the vertical direction is performed on the basis of the information on the camera shake amount given from 6. Specifically, in FIG. 1, the imaging area 13 a is entirely shifted by the number of pixels corresponding to the amount of camera shake in the vertical direction, and the signal charges of the sensor units 11 in the upper and lower areas are transferred to the vertical transfer register 12. After reading, high-speed vertical transfer is performed, and processing for sweeping out to the charge discharging section 16 via the horizontal transfer register 14 is performed. On the other hand, normal vertical transfer and horizontal transfer are performed for the shifted signal charges in the imaging area 13a. .

【００２４】一方、水平方向の手振れ補正については、
図２において説明した信号処理回路１９において行われ
る。図２において、ラインメモリ２５には１ライン分の
画素情報が蓄積される。この１ライン分の画素情報のう
ち、読み出すべき範囲の画素情報の先頭アドレスａｄ１
と最終アドレスａｄ２が、コントローラ２６によって指
定される。なお、本例では、ラインメモリ２５に蓄積さ
れる１ライン分の画素情報は７６８ビット分の画素情報
であり、先頭アドレスａｄ１から最終アドレスａｄ２ま
での画素情報は６２２ビット分の画素情報である。On the other hand, as for the camera shake correction in the horizontal direction,
This is performed in the signal processing circuit 19 described with reference to FIG. 2, one line of pixel information is stored in the line memory 25. Of the one line of pixel information, the head address ad1 of the pixel information in the range to be read out
And the final address ad2 are specified by the controller 26. In this example, the pixel information for one line stored in the line memory 25 is 768 bits of pixel information, and the pixel information from the start address ad1 to the last address ad2 is 622 bits of pixel information.

【００２５】そして、指定された先頭アドレスａｄ１か
ら最終アドレスａｄ２までの画素情報が、ＰＡＬ方式の
ライン数とＮＴＳＣ方式のライン数との比に応じた速度
でレート変換回路２７に読み出されることにより、図６
（Ａ）に示すように、１ラインの画素情報にレート変換
される。このとき、ラインメモリ２５の先頭アドレスａ
ｄ１と最終アドレスａｄ２をシフトすることにより、画
面を水平方向に移動させることができる。Then, the pixel information from the specified start address ad1 to the end address ad2 is read out to the rate conversion circuit 27 at a speed corresponding to the ratio between the number of lines in the PAL system and the number of lines in the NTSC system. FIG.
As shown in (A), the rate is converted into one line of pixel information. At this time, the start address a of the line memory 25
By shifting d1 and the final address ad2, the screen can be moved in the horizontal direction.

【００２６】すなわち、コントローラ２６は、動きベク
トル検出回路２４から与えられる動きベクトル、即ち水
平方向の手振れ量に基づいて水平方向の画面の移動量を
決定し、その移動量に応じてラインメモリ２５の先頭ア
ドレス（読み出し開始アドレス）ａｄ１を設定する。こ
のとき、読み出し開始アドレスａｄ１が決まれば、最終
アドレスａｄ２が必然的に決まる。これにより、水平方
向の手振れ補正がなされる。That is, the controller 26 determines the horizontal moving amount of the screen based on the motion vector given from the motion vector detecting circuit 24, that is, the horizontal camera shake amount, and stores the moving amount of the line memory 25 in accordance with the moving amount. The start address (read start address) ad1 is set. At this time, if the read start address ad1 is determined, the final address ad2 is necessarily determined. Thereby, horizontal camera shake correction is performed.

【００２７】ところで、デジタル記録専用の１３．５Ｍ
Ｈｚ駆動７２０Ｈ‐ＣＣＤ撮像素子を用いて電子手振れ
補正を行う場合には、７２０ビットの画素情報をライン
メモリに蓄積し、そのうちの５９２ビット分の水平有効
画素期間の画素情報を読み出しかつこれを１Ｈ相当のレ
ートに変換することになるため、水平解像度が低下す
る。これに対し、本実施形態では、７６８ビットの画素
情報をラインメモリに蓄積し、そのうちの６２２ビット
分の画素情報を読み出しかつこれを１Ｈ相当のレートに
変換するため、水平解像度を上げることができる。By the way, 13.5M dedicated to digital recording
In the case of performing electronic image stabilization using a 720-Hz driven CCD image sensor, 720-bit pixel information is stored in a line memory, and 592-bit pixel information of a 592-bit horizontal effective pixel period is read out. Since the conversion is performed at a considerable rate, the horizontal resolution is reduced. On the other hand, in the present embodiment, 768-bit pixel information is stored in the line memory, and 622-bit pixel information is read out and converted into a rate equivalent to 1H, so that the horizontal resolution can be increased. .

【００２８】上述した垂直方向および水平方向の手振れ
補正により、例えばモニターに写し出される画は、手振
れがあったにも拘らず静止した画となる。すなわち、図
５において、（Ｂ）は手振れしていない状態を、（Ｃ）
は手振れ補正後の情報をそれぞれ表している。また、散
点領域Ｐがモニターに写し出される映像領域を示してお
り、この領域Ｐの図の左下の隅Ｏを基準とした場合、モ
ニターに写し出される画は、状態（Ｂ），（Ｃ）のいず
れの場合も、原点Ｏからのある点Ｑまでの水平方向の距
離Ｘおよび垂直方向の距離Ｙが同じになる。By the above-described vertical and horizontal camera shake correction, an image displayed on a monitor, for example, becomes a still image despite camera shake. That is, in FIG. 5, (B) shows a state in which no camera shake occurs, and (C)
Represents information after the camera shake correction. In addition, the scattered area P indicates an image area projected on the monitor. When the lower left corner O of the area P in the drawing is used as a reference, the image projected on the monitor is in the states (B) and (C). In each case, the horizontal distance X and the vertical distance Y from the origin O to a certain point Q are the same.

【００２９】上述したように、従来からあるアナログ記
録系の１４．３ＭＨｚ用７６８Ｈ‐ＣＣＤ撮像素子１０
を、１３．５ＭＨｚの水平駆動周波数で駆動する構成と
したことにより、電子手振れ補正を実施しつつ安価で高
解像度の固体撮像装置およびこれを撮像デバイスとして
用いた電子式手振れ補正付デジタル記録用カメラを実現
できる。As described above, a conventional analog recording system 768H-CCD image pickup device 10 for 14.3 MHz is used.
Is driven at a horizontal drive frequency of 13.5 MHz, so that an inexpensive and high-resolution solid-state imaging device is implemented while performing electronic image stabilization, and a digital recording camera with electronic image stabilization using the same as an imaging device. Can be realized.

【００３０】ここで、ＮＴＳＣ方式での手振れ補正を前
提とすると、本実施形態のように４１万画素ＰＡＬ用Ｃ
ＣＤ撮像素子を使用することになる。この場合、水平総
画素数＋ダミービット数は８１７ビットで、１３．５Ｍ
Ｈｚ駆動時の１水平走査期間のビット数、即ち８５８ビ
ット以内に収まる必要がある。また、８５８−８１７＝
４１ビット内に１ライン分の垂直転送、即ちラインシフ
トを行えることが条件となる。Here, assuming camera shake correction in the NTSC system, it is assumed that the CAL for the PAL is 410,000 pixels as in this embodiment.
A CD image sensor will be used. In this case, the total number of horizontal pixels + the number of dummy bits is 817 bits, which is 13.5 M
It must be within the number of bits in one horizontal scanning period at the time of driving in Hz, that is, 858 bits. Also, 858-817 =
A condition is that vertical transfer of one line, that is, line shift can be performed within 41 bits.

【００３１】そのためには、ＣＣＤ駆動回路３３は、図
７のタイミングチャートに示すように、水平転送駆動を
完了するよりも先に垂直転送動作を開始するようにす
る。これにより、垂直転送期間を＋６ビット程度拡大で
きるため、垂直転送効率を劣化させることなく、全ての
動作を１水平走査期間内に収めることができる。すなわ
ち、本実施形態のように、アナログ記録系の１４．３Ｍ
Ｈｚ用７６８Ｈ‐ＣＣＤ撮像素子１０を、１３．５ＭＨ
ｚの水平駆動周波数で駆動でき、しかも高解像度の電子
手振れ補正を実現できることになる。To this end, as shown in the timing chart of FIG. 7, the CCD drive circuit 33 starts the vertical transfer operation before completing the horizontal transfer drive. As a result, the vertical transfer period can be extended by about +6 bits, so that all operations can be included in one horizontal scanning period without deteriorating the vertical transfer efficiency. That is, as in the present embodiment, 14.3M of the analog recording system is used.
Hz 768H-CCD image sensor 10 at 13.5 MH
It is possible to drive at a horizontal drive frequency of z and to realize high-resolution electronic camera shake correction.

【００３２】なお、垂直転送レジスタ１２において、垂
直転送レジスタ１２と水平転送レジスタ１４との間の転
送ゲートが、垂直転送レジスタ１２の４相目の垂直転送
クロックＶφ４が印加されるゲートによって構成されて
いるため、４相目の垂直転送クロックＶφ４が“Ｈ”レ
ベルに遷移する以前に、水平転送が完了している必要が
ある。In the vertical transfer register 12, a transfer gate between the vertical transfer register 12 and the horizontal transfer register 14 is constituted by a gate to which the fourth phase vertical transfer clock Vφ4 of the vertical transfer register 12 is applied. Therefore, the horizontal transfer must be completed before the fourth-phase vertical transfer clock Vφ4 transitions to the “H” level.

【００３３】また、図７のタイミングチャートから明ら
かなように、オプティカルブラック（ＯＢ）のクランプ
パルスＣＬＰφＯＢによるクランプ位置をずらすだけ
で、１３．５ＭＨｚ専用のＣＣＤ撮像素子を駆動するこ
とも可能である。図７のタイミングチャートにおいて、
（Ａ）は１４．３ＭＨｚ駆動７６８Ｈ‐ＣＣＤ撮像素子
の場合を、（Ｂ）１３．５ＭＨｚ駆動７２０Ｈ‐ＣＣＤ
撮像素子の場合ををそれぞれ示している。As is clear from the timing chart of FIG. 7, it is also possible to drive the CCD image pickup device dedicated to 13.5 MHz only by shifting the clamp position by the optical black (OB) clamp pulse CLPφOB. In the timing chart of FIG.
(A) is a case of a 768H-CCD image sensor driven at 14.3 MHz, and (B) is a 720H-CCD driven at 13.5 MHz.
Each case of an image sensor is shown.

【００３４】なお、上記実施形態においては、アナログ
記録系の１４．３ＭＨｚ用７６８Ｈ‐ＣＣＤ撮像素子１
０を、１３．５ＭＨｚの水平駆動周波数で駆動する場合
を例に採って説明したが、本発明はこれに限定されるも
のではなく、情報量の多いＣＣＤ撮像素子を情報量の少
ない信号処理系で処理する構成のシステム全般に適用し
得るものである。In the above embodiment, the 768H-CCD image sensor 1 for 14.3 MHz of the analog recording system is used.
0 is driven at a horizontal drive frequency of 13.5 MHz as an example, but the present invention is not limited to this, and a CCD image pickup device having a large amount of information can be replaced with a signal processing system having a small amount of information. The present invention can be applied to all systems configured to perform processing.

【００３５】また、上記実施形態では、水平方向の手振
れ量を信号処理回路１９において電気的に検出するとし
たが、垂直方向の手振れ量の検出の場合と同様に、例え
ば角速度センサを用いて検出することも可能である。In the above embodiment, the horizontal camera shake is electrically detected by the signal processing circuit 19. However, similar to the case of detecting the vertical camera shake, it is detected by using, for example, an angular velocity sensor. It is also possible.

【００３６】[0036]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
テレビジョンフォーマットのもとで第１水平駆動周波数
に対応して設計された固体撮像素子を、第１水平駆動周
波数よりも低くかつ１水平走査期間内に１ライン分の画
素情報を出力できる第２水平駆動周波数で水平転送駆動
する構成としたことにより、従来からある情報量の多い
アナログ記録系の固体撮像素子をデジタル記録系の撮像
デバイスとして使用できるため、安価で高解像度な電子
手振れ補正を実現できる。As described above, according to the present invention,
A solid-state imaging device designed in accordance with the first horizontal drive frequency under the television format is capable of outputting pixel information of one line lower than the first horizontal drive frequency and within one horizontal scanning period. By adopting the configuration of horizontal transfer drive at the horizontal drive frequency, it is possible to use an analog recording solid-state imaging device with a large amount of information as a digital recording imaging device, thus realizing inexpensive and high-resolution electronic image stabilization it can.

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

【図１】本発明の一実施形態を示す概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of the present invention.

【図２】信号処理系の構成の一例を示すブロック図であ
る。FIG. 2 is a block diagram illustrating an example of a configuration of a signal processing system.

【図３】水平方向の手振れ検出の概念図である。FIG. 3 is a conceptual diagram of horizontal camera shake detection.

【図４】本発明に係る電子式手振れ補正付デジタル記録
用カメラの構成の一例を示すブロック図である。FIG. 4 is a block diagram showing an example of the configuration of a digital recording camera with electronic image stabilization according to the present invention.

【図５】手振れ補正の概念図である。FIG. 5 is a conceptual diagram of camera shake correction.

【図６】ラインメモリの動作説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram of the operation of the line memory.

【図７】７６８Ｈ／７２０Ｈ‐ＣＣＤ撮像素子の１３．
５ＭＨｚ駆動時のタイミングチャートである。FIG. 7 illustrates a 768H / 720H-CCD image sensor.
It is a timing chart at the time of 5 MHz drive.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１０ ＰＡＬ用ＣＣＤ撮像素子 １１ センサ部 １２ 垂直転送レジスタ １３ 撮像部 １４ 水
平転送レジスタ １５ タイミングジェネレータ（ＴＧ） １６ 電荷
排出部 １７ 電荷電圧変換部 １９ 信号処理回路 ２１ サンプルホールド（Ｓ／Ｈ）回路 ２４ 動き
ベクトル検出回路 ２５ ラインメモリ ２６ コントローラ ２７
レート変換回路Reference Signs List 10 CCD imaging device for PAL 11 Sensor unit 12 Vertical transfer register 13 Imaging unit 14 Horizontal transfer register 15 Timing generator (TG) 16 Charge discharging unit 17 Charge voltage conversion unit 19 Signal processing circuit 21 Sample hold (S / H) circuit 24 Movement Vector detection circuit 25 Line memory 26 Controller 27
Rate conversion circuit

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 テレビジョンフォーマットのもとで第１
水平駆動周波数に対応して設計された固体撮像素子と、 前記第１水平駆動周波数よりも低くかつ１水平走査期間
内に１ライン分の画素情報を出力できる第２水平駆動周
波数で前記固体撮像素子の水平転送駆動を行う駆動系と
を備えたことを特徴とする固体撮像装置。Claims: 1. The first in a television format
A solid-state imaging device designed corresponding to a horizontal driving frequency; and a solid-state imaging device at a second horizontal driving frequency lower than the first horizontal driving frequency and capable of outputting one line of pixel information within one horizontal scanning period. And a driving system for performing horizontal transfer driving of the solid-state imaging device. 【請求項２】 前記駆動系は、前記固体撮像素子の水平
転送駆動を完了するよりも先に垂直転送駆動を開始する
ことを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置。2. The solid-state imaging device according to claim 1, wherein the driving system starts vertical transfer driving before completing horizontal transfer driving of the solid-state imaging device. 【請求項３】 前記第１水平駆動周波数はカラーテレビ
ジョン方式でのサブキャリア周波数を基準とするアナロ
グ記録系の基本周波数であり、 前記第２水平駆動周波数はデジタル記録系の基本周波数
であることを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置。3. The first horizontal driving frequency is a basic frequency of an analog recording system based on a subcarrier frequency in a color television system, and the second horizontal driving frequency is a basic frequency of a digital recording system. The solid-state imaging device according to claim 1, wherein: 【請求項４】 前記固体撮像素子から出力される１ライ
ン分の画素情報を記憶するラインメモリと、被写体に対
する前記固体撮像素子の水平方向の手振れ量に応じて前
記１ライン分の画素情報のうちの所定範囲の画素情報を
前記ラインメモリから読み出しかつ１水平走査期間相当
のレートに変換するレート変換回路とを有する信号処理
系を備えたことを特徴とする請求項１記載の固体撮像装
置。4. A line memory for storing one line of pixel information output from the solid-state image sensor, and a line memory of the one line pixel information according to a horizontal camera shake amount of the solid-state image sensor with respect to a subject. 2. A solid-state imaging device according to claim 1, further comprising: a signal processing system having a rate conversion circuit for reading pixel information in a predetermined range from the line memory and converting the pixel information into a rate equivalent to one horizontal scanning period. 【請求項５】 テレビジョンフォーマットのもとで第１
水平駆動周波数に対応して設計された固体撮像素子と、 前記固体撮像素子の撮像面上に入射光を導く光学系と、 前記第１水平駆動周波数よりも低くかつ１水平走査期間
内に１ライン分の画素情報を出力できる第２水平駆動周
波数で前記固体撮像素子の水平転送駆動を行う駆動系
と、 被写体に対する前記固体撮像素子の水平方向の手振れ量
に応じて手振れ補正を行う信号処理系とを備えたことを
特徴とするカメラ。5. The method according to claim 1, further comprising the steps of:
A solid-state imaging device designed corresponding to a horizontal driving frequency; an optical system for guiding incident light on an imaging surface of the solid-state imaging device; and one line lower than the first horizontal driving frequency and within one horizontal scanning period A drive system for performing horizontal transfer driving of the solid-state imaging device at a second horizontal driving frequency capable of outputting pixel information for each pixel; and a signal processing system for performing camera shake correction in accordance with a horizontal camera shake amount of the solid-state imaging device with respect to a subject. A camera comprising: 【請求項６】 前記信号処理系は、前記固体撮像素子か
ら出力される１ライン分の画素情報を記憶するラインメ
モリと、前記手振れ量に応じて前記１ライン分の画素情
報のうちの所定範囲の画素情報を前記ラインメモリから
読み出しかつ１水平走査期間相当のレートに変換するレ
ート変換回路とを有することを特徴とする請求項５記載
のカメラ。6. A signal processing system comprising: a line memory for storing one line of pixel information output from the solid-state imaging device; and a predetermined range of the one line of pixel information according to the camera shake amount. 6. A camera according to claim 5, further comprising: a rate conversion circuit for reading out the pixel information from the line memory and converting the pixel information into a rate corresponding to one horizontal scanning period.