JP2001275045A - Image pickup element and image pickup system having the image pickup element incorporated - Google Patents

Image pickup element and image pickup system having the image pickup element incorporated

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JP2001275045A
JP2001275045A JP2000082846A JP2000082846A JP2001275045A JP 2001275045 A JP2001275045 A JP 2001275045A JP 2000082846 A JP2000082846 A JP 2000082846A JP 2000082846 A JP2000082846 A JP 2000082846A JP 2001275045 A JP2001275045 A JP 2001275045A
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mos switch
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ccd cell
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enable a wide-field range and a narrow-field range to be changed over without making a system enlarged. SOLUTION: An image pickup element is equipped with a C-MOS switch array 13 which performs photoelectric conversion for the narrow-field range and a CCD cell array 10 which is arranged at the periphery of the C-MOS switch array 13 and performs photoelectric conversion for the wide-field range together with the C-MOS switch array 13. Specially, a driving part divides the C-MOS switch array 13 and CCD cell array 10 in two dimensions into the upper and lower parts based upon the center position of the C-MOS switch array 13 and independently drives an upper CCD cell array 10A, a lower C-MOS switch array 13B, and a lower CCD cell array 10B.

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、航空機等に搭載さ
れ目標物を探知して追尾するために用いられる撮像素子
および撮像システムに関する。
[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to an image pickup device and an image pickup system mounted on an aircraft or the like and used for detecting and tracking a target.

【0002】[0002]

【従来の技術】目標物の撮像には、CCD(Charge Cou
pled Device)のようなFTP(FocalPlane Array)撮像
素子が一般的に用いられている。CCD撮像素子はマト
リスク状に配置され各々入射光量を電荷量に光電変換す
る複数のCCDセルを持つ。これら光電変換セルで発生
された電荷は垂直転送クロック周期で垂直方向に転送さ
れ、さらに端部において水平転送クロック周期で水平方
向に転送され外部に出力される。
2. Description of the Related Art A CCD (Charge Cou) is used for imaging a target.
An FTP (Focal Plane Array) imaging device such as a pled device) is generally used. The CCD image sensor has a plurality of CCD cells which are arranged in a matrix form and which photoelectrically convert an incident light amount into a charge amount. The charges generated in these photoelectric conversion cells are transferred in the vertical direction at the vertical transfer clock cycle, and are further transferred at the ends in the horizontal direction at the horizontal transfer clock cycle and output to the outside.

【0003】CCD撮像素子は上述のように電荷を順次
転送する必要があるため、電荷の読出しを高速に行うこ
とができない。従って、目標物の撮像周期が長くなりや
すい。これは、目標物と航空機との距離が近づいた場合
に、正確に目標を捕捉することが困難になりやすい。
Since the CCD image pickup device needs to sequentially transfer charges as described above, the charges cannot be read at high speed. Therefore, the imaging cycle of the target is likely to be long. This tends to make it difficult to accurately capture the target when the distance between the target and the aircraft approaches.

【0004】高速読出しのため、例えば各々光電変換を
行う複数のC−MOSスイッチをマトリクス状に配列す
ることも考えられるが、これら複数のC−MOSスイッ
チはそれぞれを駆動するために独立な配線を必要とする
と共に、電荷の読出しにも独立した配線を必要とし、配
線量の増大を無視できない。従って、寸法およびスペー
ス的な制約からC−MOSスイッチアレイを利用するこ
とは現実的でない。
For high-speed reading, for example, it is conceivable to arrange a plurality of C-MOS switches for performing photoelectric conversion in a matrix. However, these plurality of C-MOS switches have independent wiring for driving each. In addition to this, an independent wiring is also required for reading the charge, and the increase in the amount of wiring cannot be ignored. Therefore, it is not practical to use a C-MOS switch array due to size and space restrictions.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】さらにCCD撮像素子
では、目標物と撮像素子との距離が近づいた場合でも、
正確に目標を捕捉するために広視野範囲と狭視野範囲と
を切換えることができなかった。
Further, in the CCD image pickup device, even when the distance between the target and the image pickup device becomes short,
It was not possible to switch between a wide field of view and a narrow field of view in order to accurately capture the target.

【0006】本発明の目的は大型化を必要とせずに広視
野範囲および狭視野範囲の切換えが可能な撮像素子およ
び撮像システムを提供することにある。
An object of the present invention is to provide an image pickup device and an image pickup system which can switch between a wide field of view and a narrow field of view without requiring an increase in size.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明によれば、狭視野
範囲用の光電変換を行うC−MOSスイッチアレイと、
このC−MOSスイッチアレイの周囲に配置されC−M
OSスイッチアレイと一緒に広視野範囲用の光電変換を
行うCCDセルアレイと、C−MOSスイッチアレイお
よびCCDセルアレイをC−MOSスイッチアレイの中
央位置を基準として平面的に上部および下部に分割し、
上部C−MOSスイッチアレイ、上部CCDセルアレ
イ、下部C−MOSスイッチアレイ、および下部CCD
セルアレイを独立に駆動する駆動部とを備える撮像素子
が提供される。
According to the present invention, there is provided a C-MOS switch array for performing photoelectric conversion for a narrow field of view,
C-M is arranged around the C-MOS switch array.
A CCD cell array for performing photoelectric conversion for a wide field of view together with the OS switch array, a C-MOS switch array and the CCD cell array divided into upper and lower parts in a plane based on the center position of the C-MOS switch array;
Upper C-MOS switch array, upper CCD cell array, lower C-MOS switch array, and lower CCD
An image pickup device comprising: a driving unit that independently drives a cell array.

【0008】さらに本発明によれば、狭視野範囲用の光
電変換を行うC−MOSスイッチアレイと、このC−M
OSスイッチアレイの周囲に配置されC−MOSスイッ
チアレイと一緒に広視野範囲用の光電変換を行うCCD
セルアレイと、C−MOSスイッチアレイおよびCCD
セルアレイをC−MOSスイッチアレイの中央位置を基
準として平面的に上部および下部に分割し、上部C−M
OSスイッチアレイ、上部CCDセルアレイ、下部C−
MOSスイッチアレイ、および下部CCDセルアレイを
独立に駆動する駆動部とで構成される撮像素子と、広視
野範囲の画像を得るために上部C−MOSスイッチアレ
イ、上部CCDセルアレイ、下部C−MOSスイッチア
レイ、および下部CCDセルアレイの出力信号を組み合
わせ、狭視野範囲の画像を得るために上部C−MOSス
イッチアレイおよび下部C−MOSスイッチアレイの出
力信号を組み合わせる信号処理回路とを備える撮像シス
テムが提供される。
Further, according to the present invention, a C-MOS switch array for performing photoelectric conversion for a narrow visual field range, and a C-M
CCD arranged around the OS switch array and performing photoelectric conversion for a wide field of view together with the C-MOS switch array
Cell array, C-MOS switch array and CCD
The cell array is divided into an upper part and a lower part in a plane with reference to the center position of the C-MOS switch array,
OS switch array, upper CCD cell array, lower C-
An image sensor comprising a MOS switch array and a drive unit for independently driving a lower CCD cell array, and an upper C-MOS switch array, an upper CCD cell array, and a lower C-MOS switch array for obtaining an image in a wide field of view , And a signal processing circuit that combines the output signals of the lower CCD cell array and the output signals of the upper C-MOS switch array and the lower C-MOS switch array to obtain an image in a narrow viewing range. .

【0009】これら撮像素子および撮像システムでは、
C−MOSスイッチアレイおよびCCDセルアレイが広
視野範囲の画像を得るために用いられ、C−MOSスイ
ッチアレイが狭視野範囲の画像を得るために用いられ
る。従って、広視野範囲の画像により目標物を追尾し、
目標物が範囲の画像の中央部分に位置したときに視野範
囲を切換えれば、広視野範囲の画像よりも高い信頼性で
狭視野範囲の画像を得ることができる。すなわち、C−
MOSスイッチアレイはCCDセルアレイとから独立に
駆動されるため、CCDセルアレイよりも高いフレーム
レートで撮像を繰返すことができる。このため、より正
確に目標を捕捉することができるようになる。また、C
−MOSスイッチアレイの配線量は広視野範囲全体をカ
バーする場合に比べて著しく低減される。
In these imaging devices and imaging systems,
C-MOS switch arrays and CCD cell arrays are used to obtain images with a wide viewing range, and C-MOS switch arrays are used to obtain images with a narrow viewing range. Therefore, the target is tracked by the image of the wide field of view,
If the viewing range is switched when the target is located at the center of the range image, an image in the narrow viewing range can be obtained with higher reliability than an image in the wide viewing range. That is, C-
Since the MOS switch array is driven independently of the CCD cell array, imaging can be repeated at a higher frame rate than the CCD cell array. Therefore, the target can be more accurately captured. Also, C
-The amount of wiring of the MOS switch array is significantly reduced as compared with the case where the entire wide field of view is covered.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態に係る
撮像システムを図面を参照して説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an imaging system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0011】図1はこの撮像システムに組込まれる撮像
素子の回路構成を示す。この撮像システムは航空機等に
搭載され、撮像素子の向きは常に目標物を中央に捕捉し
て追尾するよう撮像システムの出力信号に基づいて外部
装置により修正されるものである。この撮像素子はCC
Dセルアレイ10およびC−MOSスイッチアレイ13
を備える。C−MOSスイッチアレイ13は、マトリク
ス状に配置される複数のC−MOSスイッチで構成さ
れ、狭視野範囲用の光電変換を行う。CCDセルアレイ
10はC−MOSスイッチアレイ13の周囲においてマ
トリクス状に配置される複数のCCDセルで構成され、
C−MOSスイッチアレイ13と一緒に広視野範囲用の
光電変換を行う。複数のC−MOSスイッチはC−MO
Sスイッチアレイ13の中央位置を基準として平面的に
上部C−MOSスイッチアレイ13Aおよび下部C−M
OSスイッチアレイ13Bに分割される。
FIG. 1 shows a circuit configuration of an image pickup device incorporated in the image pickup system. This imaging system is mounted on an aircraft or the like, and the orientation of the imaging device is corrected by an external device based on an output signal of the imaging system so that the target is always captured and tracked at the center. This image sensor is CC
D cell array 10 and C-MOS switch array 13
Is provided. The C-MOS switch array 13 is composed of a plurality of C-MOS switches arranged in a matrix and performs photoelectric conversion for a narrow field of view. The CCD cell array 10 is composed of a plurality of CCD cells arranged in a matrix around the C-MOS switch array 13,
Together with the C-MOS switch array 13, photoelectric conversion for a wide viewing range is performed. A plurality of C-MOS switches are C-MO
The upper C-MOS switch array 13A and the lower C-M switch 13A are planarly viewed with reference to the center position of the S switch array 13.
It is divided into OS switch arrays 13B.

【0012】複数のCCDセルはC−MOSスイッチア
レイ13の中央位置を基準として平面的に上部CCDセ
ルアレイ10Aおよび下部CCDセルアレイ10Bに分
割される。上部CCDセルアレイ10Aは垂直シフトク
ロック周期で光電変換により得られた電荷を垂直クロッ
ク周期で垂直方向に転送する垂直CCDセルアレイ11
Aおよびこの垂直CCDセルアレイ11Aから得られた
電荷を水平転送クロック周期で水平方向に転送する出力
水平CCDセルアレイ12Aで構成される。下部CCD
セルアレイ10Bは垂直シフトクロック周期で光電変換
により得られた電荷を垂直クロック周期で垂直方向に転
送する垂直CCDセルアレイ11Bおよびこの垂直CC
Dセルアレイ11Bから得られた電荷を水平転送クロッ
ク周期で水平方向に転送する水平CCDセルアレイ12
Bで構成される。水平CCDセルアレイ12Aは水平出
力回路であり、この水平出力回路の出力信号OS1はア
ナログビデオ信号としてバッファ回路17を介して外部
出力される。水平CCDセルアレイ12Bは水平出力回
路であり、この水平出力回路の出力信号OS2はアナロ
グビデオ信号としてバッファ回路18を介して外部出力
される。
The plurality of CCD cells are divided into an upper CCD cell array 10A and a lower CCD cell array 10B in a plane with reference to the center position of the C-MOS switch array 13. The upper CCD cell array 10A transfers a charge obtained by photoelectric conversion at a vertical shift clock cycle in the vertical direction at a vertical clock cycle.
A and an output horizontal CCD cell array 12A for transferring charges obtained from the vertical CCD cell array 11A in the horizontal direction at a horizontal transfer clock cycle. Lower CCD
The cell array 10B is a vertical CCD cell array 11B for transferring charges obtained by photoelectric conversion at a vertical shift clock cycle in the vertical direction at a vertical clock cycle, and the vertical CCs.
A horizontal CCD cell array 12 for transferring charges obtained from the D cell array 11B in a horizontal direction at a horizontal transfer clock cycle.
B. The horizontal CCD cell array 12A is a horizontal output circuit, and an output signal OS1 of the horizontal output circuit is externally output as an analog video signal via a buffer circuit 17. The horizontal CCD cell array 12B is a horizontal output circuit, and an output signal OS2 of the horizontal output circuit is externally output as an analog video signal via a buffer circuit 18.

【0013】C−MOSスイッチアレイ13のC−MO
Sスイッチは垂直方向において垂直シフトレジスタ15
により順次選択される。上部C−MOSスイッチアレイ
13AのC−MOSスイッチは水平シフトレジスタ14
Aにより順次選択され、下部C−MOSスイッチアレイ
13BのC−MOSスイッチは水平シフトレジスタ14
Bにより順次選択される。蓄積部16Aは上部C−MO
Sスイッチアレイ13Aにおいて水平方向に並ぶC−M
OSスイッチから得られる電荷をそれぞれ蓄積し、蓄積
部16Aは下部C−MOSスイッチアレイ13Bにおい
て水平方向に並ぶC−MOSスイッチから得られる電荷
をそれぞれ蓄積する。蓄積部16Aの出力信号OS3は
アナログビデオ信号としてバッファ回路19を介して外
部出力される。蓄積部16Aの出力信号OS4はアナロ
グビデオ信号としてバッファ回路20を介して外部出力
される。尚、C−MOSスイッチアレイ13Aを水平シ
フトレジスタ14A、垂直シフトレジスタ15、および
蓄積部16Aに接続するアルミ配線、並びにC−MOS
スイッチアレイ13Bを水平シフトレジスタ14B、垂
直シフトレジスタ15、および蓄積部16Bに接続する
アルミ配線を確保するため、CCDセルアレイ10のC
CDセルはポリシリコン層を用いた積層配線構造を持
つ。
The C-MO of the C-MOS switch array 13
The S switch is used for the vertical shift register 15 in the vertical direction.
Are sequentially selected. The C-MOS switches of the upper C-MOS switch array 13A are
A, the C-MOS switches of the lower C-MOS switch array 13B are sequentially selected by the horizontal shift register 14A.
B sequentially selected. The accumulation unit 16A is an upper C-MO
CMs arranged in the horizontal direction in the S switch array 13A
The charge obtained from the OS switch is stored, and the storage unit 16A stores the charge obtained from the C-MOS switches arranged in the horizontal direction in the lower C-MOS switch array 13B. The output signal OS3 of the accumulation unit 16A is externally output as an analog video signal via the buffer circuit 19. The output signal OS4 of the accumulation unit 16A is externally output as an analog video signal via the buffer circuit 20. Aluminum wiring connecting the C-MOS switch array 13A to the horizontal shift register 14A, the vertical shift register 15, and the storage section 16A, and the C-MOS
In order to secure aluminum wiring connecting the switch array 13B to the horizontal shift register 14B, the vertical shift register 15, and the storage section 16B, the C of the CCD cell array 10 is
The CD cell has a laminated wiring structure using a polysilicon layer.

【0014】上述の撮像素子では、C−MOSスイッチ
アレイ13が広視野モードにおいてCCDセルアレイ1
0に一緒に駆動され、狭視野モードにおいて単独で駆動
される。広視野モードでは、出力信号OS1およびOS
2が水平走査周期(1H)毎に図2に示すような形式で
出力され、出力信号OS3およびOS4が出力信号OS
1およびOS2が出力されない間に出力される。また、
狭視野モードでは、出力信号OS3およびOS4だけが
水平走査周期(1H)毎に図2に示すような形式で出力
される。
In the above-described image pickup device, the C-MOS switch array 13 operates in the wide-field mode in the CCD cell array 1.
0 together and driven alone in narrow field mode. In the wide view mode, the output signals OS1 and OS1
2 is output in a format as shown in FIG. 2 every horizontal scanning period (1H), and the output signals OS3 and OS4 are output signals OS3 and OS4.
1 and OS2 are output while they are not output. Also,
In the narrow-field mode, only the output signals OS3 and OS4 are output in a format as shown in FIG. 2 every horizontal scanning period (1H).

【0015】図3は撮像システム全体の回路構成を示
す。この撮像システムは光学系20、画像検出器21、
ビデオ信号処理回路22、制御回路32、CCD部駆動
回路35、MOS部駆動回路36、および視野切換機構
37を有する。光学系20は撮像される目標物からの光
を画像検出器21に入射させる。画像検出器21は図1
を参照して説明した撮像素子を含み、入射光に対応して
撮像素子から得られる出力信号OS1,OS2,OS
3,およびOS4をビデオ処理回路22に供給する。
FIG. 3 shows a circuit configuration of the entire imaging system. This imaging system includes an optical system 20, an image detector 21,
It has a video signal processing circuit 22, a control circuit 32, a CCD section drive circuit 35, a MOS section drive circuit 36, and a visual field switching mechanism 37. The optical system 20 causes light from a target to be imaged to be incident on the image detector 21. The image detector 21 is shown in FIG.
And the output signals OS1, OS2, and OS obtained from the image sensor corresponding to the incident light.
3 and OS4 are supplied to the video processing circuit 22.

【0016】ビデオ信号処理回路22は前処理回路2
3,24,25,および26、混合器27,28,2
9,および30、および信号切換回路31を有する。前
処理回路23,24,25,および26は画像検出器2
1から供給される出力信号OS1,OS3,OS2,お
よびOS4をそれぞれデジタル形式に変換する前処理を
行う。混合器27は前処理回路23および24の出力信
号を混合して混合器29に供給し、混合器28は前処理
回路25および26の出力信号を混合して混合器29に
供給する。混合器29は混合器27および28の出力信
号を混合して信号切換回路31に供給する。他方、前処
理回路24および26はそれぞれ前処理によりデジタル
形式に変換された画像検出器21の出力信号OS3およ
びOS4を混合器30に供給する。混合器30はこれら
前処理回路24および26の出力信号を混合して信号切
換回路31に供給する。信号切換回路31は広視野モー
ドで混合器29の出力信号を選択し、狭視野モードで混
合器30の出力信号を選択する。すなわち、出力信号O
S1,OS2,OS3およびOS4を混合したデジタル
ビデオ信号が広視野モードで信号切換回路31から出力
され、出力信号OS3およびOS4を混合したデジタル
ビデオ信号が狭視野モードで信号切換回路31から出力
される。
The video signal processing circuit 22 is a pre-processing circuit 2
3, 24, 25, and 26, mixers 27, 28, 2
9, and 30, and a signal switching circuit 31. The preprocessing circuits 23, 24, 25, and 26 are provided with the image detector 2
Preprocessing for converting the output signals OS1, OS3, OS2, and OS4 supplied from 1 into digital formats is performed. The mixer 27 mixes the output signals of the pre-processing circuits 23 and 24 and supplies the mixed signal to the mixer 29, and the mixer 28 mixes the output signals of the pre-processing circuits 25 and 26 and supplies the mixed signal to the mixer 29. The mixer 29 mixes the output signals of the mixers 27 and 28 and supplies the mixed signal to the signal switching circuit 31. On the other hand, the preprocessing circuits 24 and 26 supply the output signals OS3 and OS4 of the image detector 21 converted into digital form by the preprocessing to the mixer 30, respectively. The mixer 30 mixes the output signals of the preprocessing circuits 24 and 26 and supplies the mixed signal to the signal switching circuit 31. The signal switching circuit 31 selects the output signal of the mixer 29 in the wide-view mode, and selects the output signal of the mixer 30 in the narrow-view mode. That is, the output signal O
A digital video signal obtained by mixing S1, OS2, OS3 and OS4 is output from the signal switching circuit 31 in the wide field mode, and a digital video signal obtained by mixing the output signals OS3 and OS4 is output from the signal switching circuit 31 in the narrow field mode. .

【0017】制御回路32は信号切換回路31から出力
されるビデオ信号を解析し、この解析結果に基づいて信
号切換回路31、CCD部駆動回路35、およびMOS
部駆動回路36を制御する。この制御のため、制御回路
32は視野切換判定回路33およびフレームレート切換
判定回路34を有する。視野切換判定回路33は初期状
態で広視野モードを設定し、この広視野モードに対応す
る切換信号を視野切換機構37および信号切換回路31
に供給し、さらにCCD部駆動回路35およびMOS部
駆動回路36の動作を許可する。これにより、視野切換
機構37は広視野範囲用の焦点距離を持つよう光学系2
0を調整し、CCD部駆動回路35は垂直および水平転
送クロック供給することにより上部CCDセルアレイ1
0Aおよび下部CCDセルアレイ10Aを駆動し、MO
S部駆動回路36は垂直シフトレジスタ15および水平
シフトレジスタ14A,14Bにそれぞれ垂直シフトク
ロック、水平シフトクロックを供給することにより上部
C−MOSスイッチアレイ13Aおよび下部C−MOS
スイッチアレイ13Bをそれぞれ駆動し、信号切換回路
30は出力信号OS1,OS2,OS3およびOS4を
混合したデジタルビデオ信号を出力する。
The control circuit 32 analyzes the video signal output from the signal switching circuit 31, and based on the analysis result, the signal switching circuit 31, the CCD driving circuit 35, and the MOS
The section driving circuit 36 is controlled. For this control, the control circuit 32 has a visual field switching determination circuit 33 and a frame rate switching determination circuit 34. The visual field switching determination circuit 33 sets a wide visual field mode in an initial state, and transmits a switching signal corresponding to the wide visual field mode to the visual field switching mechanism 37 and the signal switching circuit 31.
And permits the operation of the CCD section drive circuit 35 and the MOS section drive circuit 36. Thus, the visual field switching mechanism 37 can control the optical system 2 to have a focal length for a wide visual field range.
0, and the CCD unit driving circuit 35 supplies the vertical and horizontal transfer clocks to
0A and the lower CCD cell array 10A.
The S section drive circuit 36 supplies a vertical shift clock and a horizontal shift clock to the vertical shift register 15 and the horizontal shift registers 14A and 14B, respectively, to thereby control the upper C-MOS switch array 13A and the lower C-MOS.
Each of the switch arrays 13B is driven, and the signal switching circuit 30 outputs a digital video signal obtained by mixing the output signals OS1, OS2, OS3 and OS4.

【0018】視野切換判定回路33において、目標物が
ほぼ広視野範囲の中央に位置したことがデジタルビデオ
信号から検出されると、視野切換判定回路33は広視野
モードを狭視野モードに切換えてこの狭視野モードに対
応する切換信号を視野切換機構37および信号切換回路
31に供給し、さらにCCD部駆動回路35の動作を停
止させてMOS部駆動回路36の動作を許可する。これ
により、視野切換機構37は狭視野範囲用の焦点距離を
持つよう光学系20を調整し、CCD部駆動回路35は
上部CCDセルアレイ10Aおよび下部CCDセルアレ
イ10Aの駆動を停止し、MOS部駆動回路36は垂直
シフトレジスタ15および水平シフトレジスタ14A,
14Bにそれぞれ垂直シフトクロック、水平シフトクロ
ックを供給することにより上部C−MOSスイッチアレ
イ13Aおよび下部C−MOSスイッチアレイ13Bを
それぞれ駆動し、信号切換回路30は出力信号OS3お
よびOS4を混合したデジタルビデオ信号を出力する。
When the visual field switching determining circuit 33 detects from the digital video signal that the target is located substantially in the center of the wide visual field range, the visual field switching determining circuit 33 switches the wide visual field mode to the narrow visual field mode, and switches the wide visual field mode to the narrow visual field mode. The switching signal corresponding to the narrow field mode is supplied to the field switching mechanism 37 and the signal switching circuit 31, and the operation of the CCD section driving circuit 35 is stopped to permit the operation of the MOS section driving circuit 36. As a result, the field switching mechanism 37 adjusts the optical system 20 so as to have a focal length for a narrow field of view, the CCD section driving circuit 35 stops driving the upper CCD cell array 10A and the lower CCD cell array 10A, and the MOS section driving circuit. 36 is a vertical shift register 15 and a horizontal shift register 14A,
The upper C-MOS switch array 13A and the lower C-MOS switch array 13B are respectively driven by supplying a vertical shift clock and a horizontal shift clock to 14B, respectively, and the signal switching circuit 30 mixes the output signals OS3 and OS4. Output a signal.

【0019】フレームレート切換判定回路32は狭視野
モードにおいて得られるデジタルビデオ信号から撮像素
子が目標物に接近したことを検出し、フレームレートを
例えば60Hzから300Hzに変更して撮像回数を増
大するものである。具体的には、水平シフトレジスタ1
4Aおよび14Bの水平シフトクロックおよび垂直シフ
トレジスタ15の垂直シフトクロックがフレームレート
に対応して増大される。
The frame rate switching determination circuit 32 detects that the image sensor has approached the target from the digital video signal obtained in the narrow view mode, and changes the frame rate from 60 Hz to 300 Hz, for example, to increase the number of times of imaging. It is. Specifically, the horizontal shift register 1
The horizontal shift clock of 4A and 14B and the vertical shift clock of vertical shift register 15 are increased corresponding to the frame rate.

【0020】この撮像システムでは、撮像素子から離れ
た目標物を捕捉するために最初に広視野モードが設定さ
れ、目標物が広視野範囲の画像において捕捉される。こ
の後、目標物が撮像素子の中央に位置すると、広視野モ
ードが狭視野モードに変更される。撮像素子が狭視野範
囲の画像において目標物に接近したことが検出される
と、目標物の移動に高速に追従するようフレームレート
が増大される。
In this imaging system, a wide-field mode is first set to capture a target distant from the image sensor, and the target is captured in an image having a wide field of view. Thereafter, when the target is located at the center of the image sensor, the wide-field mode is changed to the narrow-field mode. When it is detected that the image sensor has approached the target in the image in the narrow visual field range, the frame rate is increased so as to quickly follow the movement of the target.

【0021】本実施形態の撮像システムによれば、C−
MOSスイッチアレイ13およびCCDセルアレイ10
が広視野範囲の画像を得るために用いられ、C−MOS
スイッチアレイ13が狭視野範囲の画像を得るために用
いられる。従って、広視野範囲の画像により目標物を追
尾し、目標物が範囲の画像の中央部分に位置したときに
視野範囲を切換えれば、広視野範囲の画像よりも高い信
頼性で狭視野範囲の画像を得ることができる。すなわ
ち、C−MOSスイッチアレイ13はCCDセルアレイ
10とから独立に駆動されるため、CCDセルアレイ1
0よりも高いフレームレートで撮像を繰返すことができ
る。このため、より正確に目標を捕捉することができる
ようになる。また、このC−MOSスイッチアレイ13
の配線量は広視野範囲全体をカバーする場合に比べて著
しく低減される。
According to the imaging system of this embodiment, C-
MOS switch array 13 and CCD cell array 10
Is used to obtain a wide field of view image, and C-MOS
The switch array 13 is used to obtain an image in a narrow field of view. Therefore, if the target is tracked by the image of the wide field of view, and the field of view is switched when the target is located at the center of the image of the range, the narrow field of view can be more reliably displayed than the image of the wide field of view. Images can be obtained. That is, since the C-MOS switch array 13 is driven independently of the CCD cell array 10, the CCD cell array 1
Imaging can be repeated at a frame rate higher than 0. Therefore, the target can be more accurately captured. The C-MOS switch array 13
Is significantly reduced in comparison with the case where the entire field of view is covered.

【0022】[0022]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、大型化を
必要とせずに広視野範囲および狭視野範囲の切換えが可
能な撮像素子および撮像システムを提供することができ
る。
As described above, according to the present invention, it is possible to provide an imaging device and an imaging system capable of switching between a wide field of view and a narrow field of view without requiring an increase in size.

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

【図1】本発明の一実施形態に係る撮像システムに組込
まれる撮像素子の構造を示す回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a structure of an imaging device incorporated in an imaging system according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1に示す撮像素子から得られる出力信号を説
明するための図である。
FIG. 2 is a diagram for explaining an output signal obtained from the imaging device shown in FIG.

【図3】図1に示す撮像素子を組込んだ撮像システム全
体の構成を示す回路図である。
FIG. 3 is a circuit diagram illustrating a configuration of an entire imaging system incorporating the imaging device illustrated in FIG. 1;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…CCDセルアレイ 1A…上部CCDセルアレイ 1B…下部CCDセルアレイ 13…C−MOSスイッチアレイ 13A…上部C−MOSスイッチアレイ 13B…下部C−MOSスイッチアレイ 14A,14B…水平シフトレジスタ 15…垂直シフトレジスタ 16A,16B…蓄積部 20…光学系 22…ビデオ処理回路 32…制御回路 35…CCD部駆動回路 36…MOS部駆動回路 37…視野切換機構 10 CCD cell array 1A Upper CCD cell array 1B Lower CCD cell array 13 C-MOS switch array 13A Upper C-MOS switch array 13B Lower C-MOS switch array 14A, 14B Horizontal shift register 15 Vertical shift register 16A , 16B ... storage unit 20 ... optical system 22 ... video processing circuit 32 ... control circuit 35 ... CCD unit drive circuit 36 ... MOS unit drive circuit 37 ... visual field switching mechanism

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 狭視野範囲用の光電変換を行うC−MO
Sスイッチアレイと、 前記C−MOSスイッチアレイ
の周囲に配置され前記C−MOSスイッチアレイと一緒
に広視野範囲用の光電変換を行うCCDセルアレイと、
前記C−MOSスイッチアレイおよび前記CCDセルア
レイを前記C−MOSスイッチアレイの中央位置を基準
として平面的に上部および下部に分割し、上部C−MO
Sスイッチアレイ、上部CCDセルアレイ、下部C−M
OSスイッチアレイ、および下部CCDセルアレイを独
立に駆動する駆動部とを備えることを特徴とする撮像素
子。
C-MO for performing photoelectric conversion for a narrow visual field range
An S switch array, and a CCD cell array arranged around the C-MOS switch array and performing photoelectric conversion for a wide field of view together with the C-MOS switch array;
The C-MOS switch array and the CCD cell array are divided into an upper part and a lower part in a plane with reference to the center position of the C-MOS switch array, and the upper C-MO
S switch array, upper CCD cell array, lower CM
An image pickup device comprising: an OS switch array; and a drive unit for independently driving a lower CCD cell array.
【請求項2】 狭視野範囲用の光電変換を行うC−MO
Sスイッチアレイと、前記C−MOSスイッチアレイの
周囲に配置され前記C−MOSスイッチアレイと一緒に
広視野範囲用の光電変換を行うCCDセルアレイと、前
記C−MOSスイッチアレイおよび前記CCDセルアレ
イを前記C−MOSスイッチアレイの中央位置を基準と
して平面的に上部および下部に分割し、上部C−MOS
スイッチアレイ、上部CCDセルアレイ、下部C−MO
Sスイッチアレイ、および下部CCDセルアレイを独立
に駆動する駆動部とで構成される撮像素子と、 広視野範囲の画像を得るために前記上部C−MOSスイ
ッチアレイ、前記上部CCDセルアレイ、前記下部C−
MOSスイッチアレイ、および前記下部CCDセルアレ
イの出力信号を組み合わせ、狭視野範囲の画像を得るた
めに前記上部C−MOSスイッチアレイおよび前記下部
C−MOSスイッチアレイの出力信号を組み合わせる信
号処理回路と、を備えることを特徴とする撮像システ
ム。
2. A C-MO for performing photoelectric conversion for a narrow visual field range.
An S switch array, a CCD cell array arranged around the C-MOS switch array and performing photoelectric conversion for a wide field of view together with the C-MOS switch array, and the C-MOS switch array and the CCD cell array; The C-MOS switch array is divided into an upper portion and a lower portion in a plan view based on the center position of the C-MOS switch array.
Switch array, upper CCD cell array, lower C-MO
An imaging device comprising an S switch array and a drive unit for independently driving a lower CCD cell array; and an upper C-MOS switch array, the upper CCD cell array, and a lower C-
A signal processing circuit that combines the output signals of the MOS switch array and the lower CCD cell array and combines the output signals of the upper C-MOS switch array and the lower C-MOS switch array to obtain an image in a narrow viewing range. An imaging system, comprising:
【請求項3】 前記信号処理回路は狭視野範囲の画像に
ついて広視野範囲の画像よりも高いフレームレートを前
記撮像素子に設定する制御回路を含むことを特徴とする
請求項2に記載の撮像システム。
3. The imaging system according to claim 2, wherein the signal processing circuit includes a control circuit that sets a higher frame rate for the image sensor in an image in a narrow field of view than in an image in a wide field of view. .
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