JP2002335453A - 固体撮像装置 - Google Patents
固体撮像装置Info
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- JP2002335453A JP2002335453A JP2001137483A JP2001137483A JP2002335453A JP 2002335453 A JP2002335453 A JP 2002335453A JP 2001137483 A JP2001137483 A JP 2001137483A JP 2001137483 A JP2001137483 A JP 2001137483A JP 2002335453 A JP2002335453 A JP 2002335453A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】低速のフレームレートの固体撮像装置で高速移
動物体を撮像し、画枠を狭くせずに撮像する撮像システ
ム及びそれに用いる固体撮像装置を提供する。 【解決手段】センサの移動物体の検出に応じて発生する
トリガー信号に応じて、光電変換部に蓄積した不要電荷
を放電するパルスと光電変換部で蓄積した電荷を垂直転
送路内に転送するパルスを組み合せることにより多重露
光を行う。
動物体を撮像し、画枠を狭くせずに撮像する撮像システ
ム及びそれに用いる固体撮像装置を提供する。 【解決手段】センサの移動物体の検出に応じて発生する
トリガー信号に応じて、光電変換部に蓄積した不要電荷
を放電するパルスと光電変換部で蓄積した電荷を垂直転
送路内に転送するパルスを組み合せることにより多重露
光を行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、移動物体を撮像す
る固体撮像装置に関し、特に多重露光に関わるものであ
る。
る固体撮像装置に関し、特に多重露光に関わるものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】固体撮像装置によって移動物体を撮像す
る、従来の技術の一例を図６によって説明する。図６
は、従来の撮像システムの構成を説明するためのブロッ
ク図である。図６において、ベルトコンベア 25 に缶 2
6a ，26b ，26c ，‥‥‥が一定間隔で連続して乗せら
れており、ベルトコンベア 25 が矢印 40 方向に移動す
るにつれて、ベルトコンベア 25 上の缶 26a ，26b ，2
6c，‥‥‥も矢印 40 方向に移動する。センサ 27a ，2
7b は、ベルトコンベア 25 の両脇に設置され、移動し
てくる缶 26a ，26b ，26c，‥‥‥がセンサ 27a ，27b
の間を横切ったことを感知し、感知した場合には感知
したことを示す信号をトリガー発生器 28 に出力する。
トリガー発生器 28 は、感知したことを示す信号によっ
てトリガーパルスを生成して、CCD（ Charge Coupled D
evice ）等の固体撮像装置 35a ，35b ，35c にそれぞ
れ出力する。固体撮像装置 35a ，35b ，35c は、入力
されたトリガーパルスに基づいて予め定められたタイミ
ングで、割り当てられた撮像視野範囲を撮像し、取得し
た画像をそれぞれの画像処理装置 30a ，30b ，30c に
出力する。
る、従来の技術の一例を図６によって説明する。図６
は、従来の撮像システムの構成を説明するためのブロッ
ク図である。図６において、ベルトコンベア 25 に缶 2
6a ，26b ，26c ，‥‥‥が一定間隔で連続して乗せら
れており、ベルトコンベア 25 が矢印 40 方向に移動す
るにつれて、ベルトコンベア 25 上の缶 26a ，26b ，2
6c，‥‥‥も矢印 40 方向に移動する。センサ 27a ，2
7b は、ベルトコンベア 25 の両脇に設置され、移動し
てくる缶 26a ，26b ，26c，‥‥‥がセンサ 27a ，27b
の間を横切ったことを感知し、感知した場合には感知
したことを示す信号をトリガー発生器 28 に出力する。
トリガー発生器 28 は、感知したことを示す信号によっ
てトリガーパルスを生成して、CCD（ Charge Coupled D
evice ）等の固体撮像装置 35a ，35b ，35c にそれぞ
れ出力する。固体撮像装置 35a ，35b ，35c は、入力
されたトリガーパルスに基づいて予め定められたタイミ
ングで、割り当てられた撮像視野範囲を撮像し、取得し
た画像をそれぞれの画像処理装置 30a ，30b ，30c に
出力する。
【０００３】このとき、固体撮像装置 35a ，35b ，35c
は、ベルトコンベア 25 上の所定の位置（視野範囲）
を撮像するように配置され、それぞれ缶 26a ，26b ，2
6c，‥‥‥の表示 32a ，32b ，32c，‥‥‥を撮像す
る。しかし、ベルトコンベア 25 の移動速度に比べて、
固体撮像装置 35a ，35b ，35c のフレームレートが低
速である場合には、固体撮像装置が１台では、ベルトコ
ンベア 25 上の缶 26a，26b ，26c ，‥‥‥すべてを撮
像することができない。例えば、センサ 27aと27b との
間を缶 26a が横切った時、センサ 27a と27b からの感
知したことを示す信号が出力されて、固体撮像装置が撮
像をしている間に、缶 26b が通過してしまうと、缶 26
b が撮像されないことになる。このため、撮像もれがな
いように、例えば、ベルトコンベア 25 の移動速度が、
フレームレートの約２倍なら、撮像装置を３台というよ
うに設置する。
は、ベルトコンベア 25 上の所定の位置（視野範囲）
を撮像するように配置され、それぞれ缶 26a ，26b ，2
6c，‥‥‥の表示 32a ，32b ，32c，‥‥‥を撮像す
る。しかし、ベルトコンベア 25 の移動速度に比べて、
固体撮像装置 35a ，35b ，35c のフレームレートが低
速である場合には、固体撮像装置が１台では、ベルトコ
ンベア 25 上の缶 26a，26b ，26c ，‥‥‥すべてを撮
像することができない。例えば、センサ 27aと27b との
間を缶 26a が横切った時、センサ 27a と27b からの感
知したことを示す信号が出力されて、固体撮像装置が撮
像をしている間に、缶 26b が通過してしまうと、缶 26
b が撮像されないことになる。このため、撮像もれがな
いように、例えば、ベルトコンベア 25 の移動速度が、
フレームレートの約２倍なら、撮像装置を３台というよ
うに設置する。
【０００４】固体撮像装置 35a ，35b ，35c は、これ
らの缶 26a ，26b ，26c ，‥‥‥の表面に貼り付けら
れたあるいは印刷された文字、図形、記号またはバーコ
ード等の表示 32a ，32b ，32c ，‥‥‥をそれぞれの
固体撮像装置 35a ，35b ，35cの撮像視野内で撮像し、
取得した表示 32a ，32b ，32c ，‥‥‥の画像を、そ
れぞれ、画像処理装置 30a ，30b ，30c に出力する。
画像処理装置 30a ，30b，30c は、入力された画像それ
ぞれを、その撮像システムに適応した画像信号のフォー
マットに変換して、モニタ 31a ，31b ，31c にそれぞ
れ出力する。モニタ 31a ，31b ，31c は、入力された
画像信号から、画像を再生して表示する。以上のよう
に、図６の撮像システムは、ベルトコンベア上に乗せら
れた缶 26a，26b ，26c ，‥‥‥の表示 32a ，32b ，3
2c ，‥‥‥が正しい位置にあるか否かを、例えば、作
業員がモニタの表示をみて検査する撮像システムであ
る。
らの缶 26a ，26b ，26c ，‥‥‥の表面に貼り付けら
れたあるいは印刷された文字、図形、記号またはバーコ
ード等の表示 32a ，32b ，32c ，‥‥‥をそれぞれの
固体撮像装置 35a ，35b ，35cの撮像視野内で撮像し、
取得した表示 32a ，32b ，32c ，‥‥‥の画像を、そ
れぞれ、画像処理装置 30a ，30b ，30c に出力する。
画像処理装置 30a ，30b，30c は、入力された画像それ
ぞれを、その撮像システムに適応した画像信号のフォー
マットに変換して、モニタ 31a ，31b ，31c にそれぞ
れ出力する。モニタ 31a ，31b ，31c は、入力された
画像信号から、画像を再生して表示する。以上のよう
に、図６の撮像システムは、ベルトコンベア上に乗せら
れた缶 26a，26b ，26c ，‥‥‥の表示 32a ，32b ，3
2c ，‥‥‥が正しい位置にあるか否かを、例えば、作
業員がモニタの表示をみて検査する撮像システムであ
る。
【０００５】上述の撮像システムでは、固体撮像装置、
画像処理装置、及びモニタの台数を複数必要とするた
め、システムのコストが高くなること、及び、モニタが
複数あるため、作業者の負担が大きいことなどの問題が
ある。従って、固体撮像装置、画像処理装置、及びモニ
タの台数を１台で済ませる方法が考えられ、その一例を
以下、図１０，図７〜図９によって説明する。図１０
は、従来のパーシャルスキャンによる撮像システムの構
成を説明するためのブロック図である。
画像処理装置、及びモニタの台数を複数必要とするた
め、システムのコストが高くなること、及び、モニタが
複数あるため、作業者の負担が大きいことなどの問題が
ある。従って、固体撮像装置、画像処理装置、及びモニ
タの台数を１台で済ませる方法が考えられ、その一例を
以下、図１０，図７〜図９によって説明する。図１０
は、従来のパーシャルスキャンによる撮像システムの構
成を説明するためのブロック図である。
【０００６】図１０において、ベルトコンベア 25 に缶
26a ，26b ，26c ，26d が一定の間隔で乗せられてお
り（缶 26d は図示しない）、ベルトコンベア 25 が矢
印 40の示す方向に移動するにつれて、ベルトコンベア
25 上の缶 26a ，26b ，26c，26d も矢印 40 の示す方
向に移動する。センサ 27a ，27b は、ベルトコンベア
25 の移動につれて移動してくる缶 26a ，26b ，26c ，
26d を感知し、感知した場合には感知したことを示す信
号をトリガー発生器 28 に出力する。トリガー発生器 2
8 は、感知したことを示す信号によってトリガーパルス
を生成して、固体撮像装置 35 に出力する。撮像装置 3
5 は、入力されたトリガーパルスに基づいて予め定めら
れたタイミングで、割り当てられた撮像視野範囲を撮像
する。このとき、固体撮像装置 35 は、ベルトコンベア
25 の移動速度に間に合うように、撮像する視野範囲を
限定し必要な一部だけ取得した、画枠の狭い画像を画像
処理装置 30 に出力する。画像処理装置 30 は、入力さ
れた画像を、その撮像システムに適応した画像信号のフ
ォーマットに変換して、モニタ 31 に出力する。モニタ
31 は、入力された画像信号から、画像を再生して表示
する。
26a ，26b ，26c ，26d が一定の間隔で乗せられてお
り（缶 26d は図示しない）、ベルトコンベア 25 が矢
印 40の示す方向に移動するにつれて、ベルトコンベア
25 上の缶 26a ，26b ，26c，26d も矢印 40 の示す方
向に移動する。センサ 27a ，27b は、ベルトコンベア
25 の移動につれて移動してくる缶 26a ，26b ，26c ，
26d を感知し、感知した場合には感知したことを示す信
号をトリガー発生器 28 に出力する。トリガー発生器 2
8 は、感知したことを示す信号によってトリガーパルス
を生成して、固体撮像装置 35 に出力する。撮像装置 3
5 は、入力されたトリガーパルスに基づいて予め定めら
れたタイミングで、割り当てられた撮像視野範囲を撮像
する。このとき、固体撮像装置 35 は、ベルトコンベア
25 の移動速度に間に合うように、撮像する視野範囲を
限定し必要な一部だけ取得した、画枠の狭い画像を画像
処理装置 30 に出力する。画像処理装置 30 は、入力さ
れた画像を、その撮像システムに適応した画像信号のフ
ォーマットに変換して、モニタ 31 に出力する。モニタ
31 は、入力された画像信号から、画像を再生して表示
する。
【０００７】図７は、パーシャルスキャンによって缶 2
6a ，26b ，26c ，26d の表示 32a，32b ，32c ，32d
部分を撮像した場合の画像をモニタ 31 に表示した時の
一例を示す図である。即ち、缶 26a の表示 32a の部分
を撮像した画像が モニタ 31の画像 36a として表示さ
れ、以下、缶 26b の表示 32b の部分を撮像した画像が
画像 36b 、缶 26c の表示 32c の部分を撮像した画像
が画像 36c 、缶 26dの表示 32d の部分を撮像した画像
が画像 36d である。従来、低速のフレームレートの固
体撮像装置で高速の移動物体を撮像する場合は、このよ
うなパーシャルスキャンが用いられる。図７に示すよう
に、パーシャルスキャンの画像 36a ，36b ，36c ，36d
は、高速物体を捉える事が出来るが、画枠が狭くな
る。
6a ，26b ，26c ，26d の表示 32a，32b ，32c ，32d
部分を撮像した場合の画像をモニタ 31 に表示した時の
一例を示す図である。即ち、缶 26a の表示 32a の部分
を撮像した画像が モニタ 31の画像 36a として表示さ
れ、以下、缶 26b の表示 32b の部分を撮像した画像が
画像 36b 、缶 26c の表示 32c の部分を撮像した画像
が画像 36c 、缶 26dの表示 32d の部分を撮像した画像
が画像 36d である。従来、低速のフレームレートの固
体撮像装置で高速の移動物体を撮像する場合は、このよ
うなパーシャルスキャンが用いられる。図７に示すよう
に、パーシャルスキャンの画像 36a ，36b ，36c ，36d
は、高速物体を捉える事が出来るが、画枠が狭くな
る。
【０００８】図８は、固体撮像装置の構成を説明するた
めの図である。また、図９は、撮像システムのパルスタ
イミングを示す図である。図８において、センサ 27a
，27b から与えられる感知信号の入力に応じて、トリ
ガー発生器 28 が生成したトリガーパルス（図９の 18
参照）が、入力端子1 を介してパルス発生器 2 と 8 と
に入力する。また、タイミングジェネレータ 5 は、タ
イミングパルスを発生し、パルス発生器 2 、パルス発
生器 4 、垂直転送パルス発生器 7 、及び垂直転送路内
転送パルス発生器 8 にそれぞれ出力する。パルス発生
器 2 は、タイミングジェネレータ 5 から与えられたタ
イミングパルスと、入力端子 1 を介して与えられたト
リガーパルス 18 とによって、トリガーパルスに同期し
た第１のパルス（図９の 38 参照）を作成し、加算器 6
に出力する。この第１のパルス 38 によって、固体撮
像装置 30 の光電変換部 10に蓄積した不要電荷を放電
する。また、パルス発生器 4 は、与えられたタイミン
グパルスに基づき、入力端子1 から入力するトリガーパ
ルスと非同期の第２のパルス（図９のパルス 37 参照）
を発生し、加算器 6 に出力する。この第２のパルス 37
によって、光電変換部 10 に蓄積した不要電荷を放電
する。
めの図である。また、図９は、撮像システムのパルスタ
イミングを示す図である。図８において、センサ 27a
，27b から与えられる感知信号の入力に応じて、トリ
ガー発生器 28 が生成したトリガーパルス（図９の 18
参照）が、入力端子1 を介してパルス発生器 2 と 8 と
に入力する。また、タイミングジェネレータ 5 は、タ
イミングパルスを発生し、パルス発生器 2 、パルス発
生器 4 、垂直転送パルス発生器 7 、及び垂直転送路内
転送パルス発生器 8 にそれぞれ出力する。パルス発生
器 2 は、タイミングジェネレータ 5 から与えられたタ
イミングパルスと、入力端子 1 を介して与えられたト
リガーパルス 18 とによって、トリガーパルスに同期し
た第１のパルス（図９の 38 参照）を作成し、加算器 6
に出力する。この第１のパルス 38 によって、固体撮
像装置 30 の光電変換部 10に蓄積した不要電荷を放電
する。また、パルス発生器 4 は、与えられたタイミン
グパルスに基づき、入力端子1 から入力するトリガーパ
ルスと非同期の第２のパルス（図９のパルス 37 参照）
を発生し、加算器 6 に出力する。この第２のパルス 37
によって、光電変換部 10 に蓄積した不要電荷を放電
する。
【０００９】加算器 6 は、第１のパルス 38 と第２の
パルス 37 とを加算したパルス（図９に示す、光電変換
部 10 に蓄積した不要電荷を放電するための、トリガー
パルスと非同期の第２のパルスとトリガーに同期した第
１のパルスを加算したパルス39 参照）を作成し、ドラ
イバ 9 に出力する。垂直転送パルス発生器 7 は、固体
撮像装置 30 の光電変換部 10 の垂直転送を行うための
垂直パルスを、タイミングジェネレータ 5 が発生した
タイミングパルスに基づいて発生し、ドライバ 9 に出
力する。また、垂直転送路内転送パルス発生器 8 は、
固体撮像装置 30 の光電変換部 10 で蓄積した電荷を垂
直転送路内に転送するための転送パルスを、タイミング
ジェネレータ 5 が発生したタイミングパルスに基づい
て発生し、ドライバ 9 に出力する。ドライバ 9 は、そ
れら入力される３つのパルスをドライブして光電変換部
10に出力する。光電変換部 10 は、ドライバ 9 より与
えられる第１のパルス 38 と第２のパルス 37 に基づい
て、蓄積した不要電荷を放電する。また更に、光電変換
部 10は、ドライバ 9 より与えられる垂直パルスと転送
パルスとによって、画像信号をCDS（相関二重サンプリ
ング）回路 11 に出力する。以下、CDS回路 11 、プリ
アンププロセス回路部 12 、更に、A/D変換回路 13 等
の画像処理回路を通り、ディジタル出力端子 14 また
は、アナログ出力端子 15 等を介して、モニタ 31に出
力される。図９のパルス 39 は、光電変換部 10 に蓄積
された不要電荷を放電する。即ち、パルス 39 は、トリ
ガーパルス 18 に同期していない第２のパルス 37 とト
リガーパルス 18 に同期した第１のパルス 38 を加算し
たものであるので、パルスの幅が広くなっている。
パルス 37 とを加算したパルス（図９に示す、光電変換
部 10 に蓄積した不要電荷を放電するための、トリガー
パルスと非同期の第２のパルスとトリガーに同期した第
１のパルスを加算したパルス39 参照）を作成し、ドラ
イバ 9 に出力する。垂直転送パルス発生器 7 は、固体
撮像装置 30 の光電変換部 10 の垂直転送を行うための
垂直パルスを、タイミングジェネレータ 5 が発生した
タイミングパルスに基づいて発生し、ドライバ 9 に出
力する。また、垂直転送路内転送パルス発生器 8 は、
固体撮像装置 30 の光電変換部 10 で蓄積した電荷を垂
直転送路内に転送するための転送パルスを、タイミング
ジェネレータ 5 が発生したタイミングパルスに基づい
て発生し、ドライバ 9 に出力する。ドライバ 9 は、そ
れら入力される３つのパルスをドライブして光電変換部
10に出力する。光電変換部 10 は、ドライバ 9 より与
えられる第１のパルス 38 と第２のパルス 37 に基づい
て、蓄積した不要電荷を放電する。また更に、光電変換
部 10は、ドライバ 9 より与えられる垂直パルスと転送
パルスとによって、画像信号をCDS（相関二重サンプリ
ング）回路 11 に出力する。以下、CDS回路 11 、プリ
アンププロセス回路部 12 、更に、A/D変換回路 13 等
の画像処理回路を通り、ディジタル出力端子 14 また
は、アナログ出力端子 15 等を介して、モニタ 31に出
力される。図９のパルス 39 は、光電変換部 10 に蓄積
された不要電荷を放電する。即ち、パルス 39 は、トリ
ガーパルス 18 に同期していない第２のパルス 37 とト
リガーパルス 18 に同期した第１のパルス 38 を加算し
たものであるので、パルスの幅が広くなっている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】前述の従来技術には、
高速の移動物体を低速のフレームレートの固体撮像装置
で撮像する場合には、固体撮像装置とモニタの台数を増
やす必要があり、コスト、及び画像処理の規模が増大
し、更に、作業者の負担が増大する欠点があった。ま
た、低速のフレームレートの固体撮像装置で実現するに
はパーシャルスキャンによる方式があるが、画枠が狭く
なり、対象撮像物の位置が定位置にないと画面に写らな
い欠点があった。本発明の目的は、上記のような欠点を
除去し、低速のフレームレートの固体撮像装置で高速移
動物体を撮像し、また画枠も狭くせずに撮像する撮像シ
ステム及びそれに用いる固体撮像装置を提供することに
ある。
高速の移動物体を低速のフレームレートの固体撮像装置
で撮像する場合には、固体撮像装置とモニタの台数を増
やす必要があり、コスト、及び画像処理の規模が増大
し、更に、作業者の負担が増大する欠点があった。ま
た、低速のフレームレートの固体撮像装置で実現するに
はパーシャルスキャンによる方式があるが、画枠が狭く
なり、対象撮像物の位置が定位置にないと画面に写らな
い欠点があった。本発明の目的は、上記のような欠点を
除去し、低速のフレームレートの固体撮像装置で高速移
動物体を撮像し、また画枠も狭くせずに撮像する撮像シ
ステム及びそれに用いる固体撮像装置を提供することに
ある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の撮像装置は、移動物体の移動を検出するセ
ンサと、検出されたセンサ出力に応じてトリガー信号を
発生するトリガー信号を発生するトリガー信号発生器と
固体撮像装置とを有し、トリガー信号発生器から出力さ
れたトリガー信号に応じて移動物体を撮像する撮像装置
において、光電変換部に蓄積した不要電荷を放電するパ
ルスと光電変換部で蓄積した電荷を垂直転送路内に転送
するパルスを多数組み合わせることにより多重露光を行
うものである。また本発明の撮像装置は、トリガー入力
と光電変換素子の垂直転送開始パルスにより、固体撮像
装置の多重露光の期間を任意に可変するものである。
め、本発明の撮像装置は、移動物体の移動を検出するセ
ンサと、検出されたセンサ出力に応じてトリガー信号を
発生するトリガー信号を発生するトリガー信号発生器と
固体撮像装置とを有し、トリガー信号発生器から出力さ
れたトリガー信号に応じて移動物体を撮像する撮像装置
において、光電変換部に蓄積した不要電荷を放電するパ
ルスと光電変換部で蓄積した電荷を垂直転送路内に転送
するパルスを多数組み合わせることにより多重露光を行
うものである。また本発明の撮像装置は、トリガー入力
と光電変換素子の垂直転送開始パルスにより、固体撮像
装置の多重露光の期間を任意に可変するものである。
【００１２】即ち、本発明による撮像装置は、トリガー
パルスに同期した光電変換部に蓄積した不要電荷を放電
するパルスを作成し、トリガーパルスに合せた露光がで
きるものである。また本発明の固体撮像装置は、少なく
とも、トリガーパルスを入力するトリガーパルス入力手
段と、トリガーパルスと非同期のタイミングパルスを発
生するタイミングパルス発生手段と、トリガーパルスに
タイミングパルスを同期させて不要電荷放電パルスを出
力するインヒビット回路とを備え、不要電荷放電パルス
によって光電変換部に蓄積した不要電荷を放電するもの
である。更に、固体撮像素子の垂直転送の開始時間を任
意に可変するパルス入力回路を具備し、トリガーパルス
を基に、固体撮像装置の光電変換部に蓄積した不要電荷
を放電する不要電荷放電パルスと、放電終了後から光電
変換部分に蓄積する時間を制御するパルス回路を具備す
るものである。
パルスに同期した光電変換部に蓄積した不要電荷を放電
するパルスを作成し、トリガーパルスに合せた露光がで
きるものである。また本発明の固体撮像装置は、少なく
とも、トリガーパルスを入力するトリガーパルス入力手
段と、トリガーパルスと非同期のタイミングパルスを発
生するタイミングパルス発生手段と、トリガーパルスに
タイミングパルスを同期させて不要電荷放電パルスを出
力するインヒビット回路とを備え、不要電荷放電パルス
によって光電変換部に蓄積した不要電荷を放電するもの
である。更に、固体撮像素子の垂直転送の開始時間を任
意に可変するパルス入力回路を具備し、トリガーパルス
を基に、固体撮像装置の光電変換部に蓄積した不要電荷
を放電する不要電荷放電パルスと、放電終了後から光電
変換部分に蓄積する時間を制御するパルス回路を具備す
るものである。
【００１３】更に、本発明の固体撮像装置は、入力する
トリガーパルスに応じて移動物体の画像を捉える固体撮
像装置において、固体撮像素子の垂直転送の開始時間を
任意に可変できるパルス入力回路を具備し、トリガーパ
ルスを基に、固体撮像装置の光電変換部に蓄積した不要
電荷を放電する不要電荷放電パルスと、放電終了後から
光電変換部分に蓄積する時間とを制御するパルス回路を
具備するものである。またあるいは、本発明の固体撮像
装置のパルス回路は、不要電荷放電パルスの、トリガー
パルス入力付近のパルスを１度停止する回路と、トリガ
ーパルスと同時に発生させるパルス回路と、それら２つ
の回路の出力を加算する加算器とを有するものである。
更に、あるいは、本発明の固体撮像装置において、不要
電荷放電パルスから垂直転送の開始時間を任意に可変で
きるパルスまでの期間内に光電変換部で蓄積した電荷を
垂直転送路内に転送するパルスを複数段生成する転送パ
ルス発生回路を具備するものである。
トリガーパルスに応じて移動物体の画像を捉える固体撮
像装置において、固体撮像素子の垂直転送の開始時間を
任意に可変できるパルス入力回路を具備し、トリガーパ
ルスを基に、固体撮像装置の光電変換部に蓄積した不要
電荷を放電する不要電荷放電パルスと、放電終了後から
光電変換部分に蓄積する時間とを制御するパルス回路を
具備するものである。またあるいは、本発明の固体撮像
装置のパルス回路は、不要電荷放電パルスの、トリガー
パルス入力付近のパルスを１度停止する回路と、トリガ
ーパルスと同時に発生させるパルス回路と、それら２つ
の回路の出力を加算する加算器とを有するものである。
更に、あるいは、本発明の固体撮像装置において、不要
電荷放電パルスから垂直転送の開始時間を任意に可変で
きるパルスまでの期間内に光電変換部で蓄積した電荷を
垂直転送路内に転送するパルスを複数段生成する転送パ
ルス発生回路を具備するものである。
【００１４】また、本発明の固体撮像装置は、入力する
トリガーパルスに応じて移動物体の画像を捉える固体撮
像装置において、読み出しパルス周期情報信号及び Exp
osure Time 並びに読み出し回数設定信号とを入力とす
る、固体撮像装置の光電変換部に蓄積した電荷を垂直転
送路内に転送するための垂直パルスを発生する第１のパ
ルス発生回路と、光電変換部に蓄積した電荷を垂直転送
路内に転送するための転送パルスを発生する第２のパル
ス発生回路と、垂直パルスと転送パルスとによって、光
電変換部に蓄積した不要電荷を放電するためのパルスを
生成するパルス発生回路と、トリガーパルスに基づい
て、垂直パルスと転送パルスの位相を制御するパルス位
相制御回路とを備えたものである。
トリガーパルスに応じて移動物体の画像を捉える固体撮
像装置において、読み出しパルス周期情報信号及び Exp
osure Time 並びに読み出し回数設定信号とを入力とす
る、固体撮像装置の光電変換部に蓄積した電荷を垂直転
送路内に転送するための垂直パルスを発生する第１のパ
ルス発生回路と、光電変換部に蓄積した電荷を垂直転送
路内に転送するための転送パルスを発生する第２のパル
ス発生回路と、垂直パルスと転送パルスとによって、光
電変換部に蓄積した不要電荷を放電するためのパルスを
生成するパルス発生回路と、トリガーパルスに基づい
て、垂直パルスと転送パルスの位相を制御するパルス位
相制御回路とを備えたものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の固体撮像装置の一
実施例を、図１〜図５を用いて説明する。図５は、本発
明の一実施例の固体撮像装置を使用した撮像システムの
構成例を説明するためのブロック図である。図５におい
て、ベルトコンベア 25 に缶 26a ，26b ，26c ，26d
，‥‥‥が一定の間隔で乗せられており、ベルトコン
ベア 25 が矢印 40 の示す方向に移動するにつれて、ベ
ルトコンベア 25 上の缶 26a ，26b ，26c ，26d ，‥
‥‥も矢印 40 の示す方向に移動する。センサ 27a ，2
7b は、移動してくる缶 26a ，26b ，26c ，26d ，‥‥
‥を次々と感知し、感知したことを示す信号をトリガー
発生器 28 に次々と出力する。トリガー発生器 28 は、
感知したことを示す信号によってトリガーパルスを生成
して、撮像装置 29 に出力する。撮像装置 29 は、入力
されたトリガーパルスに基づいて予め定められたタイミ
ングで、割り当てられた撮像視野範囲を撮像し、取得し
た画像を画像処理装置 30′に出力する。画像処理装置
30′は、入力された画像を、その撮像システムに適応し
た画像信号のフォーマットに変換して、モニタ 31 に出
力する。モニタ 31 は、入力された画像信号から、画像
を再生して表示する。
実施例を、図１〜図５を用いて説明する。図５は、本発
明の一実施例の固体撮像装置を使用した撮像システムの
構成例を説明するためのブロック図である。図５におい
て、ベルトコンベア 25 に缶 26a ，26b ，26c ，26d
，‥‥‥が一定の間隔で乗せられており、ベルトコン
ベア 25 が矢印 40 の示す方向に移動するにつれて、ベ
ルトコンベア 25 上の缶 26a ，26b ，26c ，26d ，‥
‥‥も矢印 40 の示す方向に移動する。センサ 27a ，2
7b は、移動してくる缶 26a ，26b ，26c ，26d ，‥‥
‥を次々と感知し、感知したことを示す信号をトリガー
発生器 28 に次々と出力する。トリガー発生器 28 は、
感知したことを示す信号によってトリガーパルスを生成
して、撮像装置 29 に出力する。撮像装置 29 は、入力
されたトリガーパルスに基づいて予め定められたタイミ
ングで、割り当てられた撮像視野範囲を撮像し、取得し
た画像を画像処理装置 30′に出力する。画像処理装置
30′は、入力された画像を、その撮像システムに適応し
た画像信号のフォーマットに変換して、モニタ 31 に出
力する。モニタ 31 は、入力された画像信号から、画像
を再生して表示する。
【００１６】図１は、本発明の固体撮像装置の一実施例
の構成を説明するための図である。また、図２は、図１
の固体撮像装置のパルスタイミングの一実施例を示す図
である。図１において、センサ 27a ，27b から与えら
れる感知信号の入力に応じて、トリガー発生器 28 が生
成したトリガーパルス（図２の 18 参照）が、入力端子
1 を介してパルス発生器 2 と 8′、及びインヒビット
回路 3 にそれぞれ入力する。また、タイミングジェネ
レータ 5 は、タイミングパルスを発生し、パルス発生
器 2 とパルス発生器 4 、垂直転送パルス発生器 7′、
垂直転送路内転送パルス発生器 8′、及びインヒビット
回路 3 にそれぞれ出力する。パルス発生器 2 は、タイ
ミングジェネレータ 5 から与えられたタイミングパル
スと、入力端子 1 を介して与えられたトリガーパルス
18 とによって、トリガーパルスに同期したパルスを作
成し、加算器 6 に出力する。また、パルス発生器 4
は、与えられたタイミングパルスに基づき、入力端子1
から入力するトリガーパルスと非同期のパルスを発生
し、インヒビット回路 3に出力する。インヒビット回路
3 は、パルス発生器 4 から与えられたパルスを、与え
られたタイミングパルス 18 がHigh レベルのときに停
止させて、かつ、タイミングパルス 18 以降は同期させ
たパルスとして、加算器 6 に出力する。加算器 6 は、
パルス発生器 2 から入力するトリガーパルスに同期し
たパルスと、インヒビット回路 3 から入力するパルス
とを加算したパルス 19（図２参照）をドライバ 9 に出
力する。このパルス 19 によって、光電変換部 10′に
蓄積した不要電荷を放電する。
の構成を説明するための図である。また、図２は、図１
の固体撮像装置のパルスタイミングの一実施例を示す図
である。図１において、センサ 27a ，27b から与えら
れる感知信号の入力に応じて、トリガー発生器 28 が生
成したトリガーパルス（図２の 18 参照）が、入力端子
1 を介してパルス発生器 2 と 8′、及びインヒビット
回路 3 にそれぞれ入力する。また、タイミングジェネ
レータ 5 は、タイミングパルスを発生し、パルス発生
器 2 とパルス発生器 4 、垂直転送パルス発生器 7′、
垂直転送路内転送パルス発生器 8′、及びインヒビット
回路 3 にそれぞれ出力する。パルス発生器 2 は、タイ
ミングジェネレータ 5 から与えられたタイミングパル
スと、入力端子 1 を介して与えられたトリガーパルス
18 とによって、トリガーパルスに同期したパルスを作
成し、加算器 6 に出力する。また、パルス発生器 4
は、与えられたタイミングパルスに基づき、入力端子1
から入力するトリガーパルスと非同期のパルスを発生
し、インヒビット回路 3に出力する。インヒビット回路
3 は、パルス発生器 4 から与えられたパルスを、与え
られたタイミングパルス 18 がHigh レベルのときに停
止させて、かつ、タイミングパルス 18 以降は同期させ
たパルスとして、加算器 6 に出力する。加算器 6 は、
パルス発生器 2 から入力するトリガーパルスに同期し
たパルスと、インヒビット回路 3 から入力するパルス
とを加算したパルス 19（図２参照）をドライバ 9 に出
力する。このパルス 19 によって、光電変換部 10′に
蓄積した不要電荷を放電する。
【００１７】垂直転送パルス発生器 7′は、固体撮像装
置 30′の光電変換部 10′の垂直転送を行うための垂直
パルス 22 を、タイミングジェネレータ 5 が発生した
タイミングパルスに基づいて発生し、ドライバ 9 に出
力する。また、垂直転送路内転送パルス発生器 8′は、
固体撮像装置 30′の光電変換部 10′で蓄積した電荷を
垂直転送路内に転送するための転送パルス 20 を、タイ
ミングジェネレータ 5が発生したタイミングパルスに基
づいて発生し、ドライバ 9 に出力する。ドライバ 9
は、それら入力される３つのパルスをドライブして光電
変換部 10′に出力する。光電変換部 10′は、ドライバ
9 より与えられるパルス 19 に基づいて、蓄積した不
要電荷を放電する。また更に、光電変換部 10′は、ド
ライバ 9 より与えられる垂直パルスと転送パルスとに
よって、画像信号をCDS（相関二重サンプリング）回路
11 に出力する。以下、CDS回路 11 、プリアンププロセ
ス回路部 12、更に、A/D変換回路 13 等の画像処理回路
を通り、ディジタル出力端子 14 または、アナログ出力
端子 15 等を介して、モニタ 31 に出力される。
置 30′の光電変換部 10′の垂直転送を行うための垂直
パルス 22 を、タイミングジェネレータ 5 が発生した
タイミングパルスに基づいて発生し、ドライバ 9 に出
力する。また、垂直転送路内転送パルス発生器 8′は、
固体撮像装置 30′の光電変換部 10′で蓄積した電荷を
垂直転送路内に転送するための転送パルス 20 を、タイ
ミングジェネレータ 5が発生したタイミングパルスに基
づいて発生し、ドライバ 9 に出力する。ドライバ 9
は、それら入力される３つのパルスをドライブして光電
変換部 10′に出力する。光電変換部 10′は、ドライバ
9 より与えられるパルス 19 に基づいて、蓄積した不
要電荷を放電する。また更に、光電変換部 10′は、ド
ライバ 9 より与えられる垂直パルスと転送パルスとに
よって、画像信号をCDS（相関二重サンプリング）回路
11 に出力する。以下、CDS回路 11 、プリアンププロセ
ス回路部 12、更に、A/D変換回路 13 等の画像処理回路
を通り、ディジタル出力端子 14 または、アナログ出力
端子 15 等を介して、モニタ 31 に出力される。
【００１８】また、図１の実施例では、制御信号入力端
子 17 が設けられ、制御信号 20 を外部から制御するこ
とが出来る。即ち、露光時間 23 は、トリガーパルス 1
8 の立ち上がりから、制御信号 20 までの時間として決
定される。また、露光開始時間は、トリガーパルス 18
の立ち上がりから。制御信号 21 が入力されるまでの時
間として決定される。また、図１の実施例では、更に、
光電変換部 10′に垂直転送開始パルスを入力するため
の垂直転送開始パルス入力端子 16 が設けられている。
この垂直転送開始パルス入力端子 16 から、図４の垂直
転送開始パルス 21 を入力することにより、図３の多重
露光のパルスタイミングの一実施例が示すように、多重
露光の終了時間を決定する事が出来る。即ち、トリガー
パルス 18 から光電変換部 10′の垂直転送開始パルス
21 が立ち上がるまでの期間が多重露光になる。これに
より、図４の多重露光のパルスタイミングの一実施例が
示すように、次段の露光開始までの時間 24 と露光時間
23 、及び多重露光の露光回数を、外部から制御して可
変することができる。また、制御信号入力端子 17 及び
垂直転送開始パルス入力端子 16 は固体撮像装置を外部
から、RS-232C あるいは IEEE1394 または、CAMERA LIN
K 等により制御する。これによって、多重露光の際、次
段の露光開始タイミングと露光時間と露光の回数を可変
することができる。尚、図２は、露光回数が１の場合の
例であり、図３と図４は、露光回数が複数の場合の例で
ある。更に、固体撮像装置の多重露光の期間を決めるパ
ルスは、パルスの High レベルの期間だけではなく、パ
ルスの立ち上がり、立下り等のエッジでも対応できる。
子 17 が設けられ、制御信号 20 を外部から制御するこ
とが出来る。即ち、露光時間 23 は、トリガーパルス 1
8 の立ち上がりから、制御信号 20 までの時間として決
定される。また、露光開始時間は、トリガーパルス 18
の立ち上がりから。制御信号 21 が入力されるまでの時
間として決定される。また、図１の実施例では、更に、
光電変換部 10′に垂直転送開始パルスを入力するため
の垂直転送開始パルス入力端子 16 が設けられている。
この垂直転送開始パルス入力端子 16 から、図４の垂直
転送開始パルス 21 を入力することにより、図３の多重
露光のパルスタイミングの一実施例が示すように、多重
露光の終了時間を決定する事が出来る。即ち、トリガー
パルス 18 から光電変換部 10′の垂直転送開始パルス
21 が立ち上がるまでの期間が多重露光になる。これに
より、図４の多重露光のパルスタイミングの一実施例が
示すように、次段の露光開始までの時間 24 と露光時間
23 、及び多重露光の露光回数を、外部から制御して可
変することができる。また、制御信号入力端子 17 及び
垂直転送開始パルス入力端子 16 は固体撮像装置を外部
から、RS-232C あるいは IEEE1394 または、CAMERA LIN
K 等により制御する。これによって、多重露光の際、次
段の露光開始タイミングと露光時間と露光の回数を可変
することができる。尚、図２は、露光回数が１の場合の
例であり、図３と図４は、露光回数が複数の場合の例で
ある。更に、固体撮像装置の多重露光の期間を決めるパ
ルスは、パルスの High レベルの期間だけではなく、パ
ルスの立ち上がり、立下り等のエッジでも対応できる。
【００１９】更に、制御信号入力端子 17 から入力する
制御信号 20 を調節することにより、センサ 27a と27b
との間を、缶 26a，26b，26c，26d ，‥‥‥が次々に通
過し、固体撮像装置の前まで缶 26a，26b，26c，26d ，
‥‥‥が移動する時間（ ST1：センサを通過し固体撮像
装置の前まで缶が移動する時間）33 と固体撮像装置の
多重露光時の露光間隔時間（ ST2：固体撮像装置の多重
露光時の露光間隔時間）34 とを等しくさせず、１つの
画面上で移動物体の複数の画像を重ならないように表示
することができる。なお、図５において、移動物体を感
知するものとして、フォトセンサや赤外センサ等のセン
サ 27a と 27b を挙げているが、センサに替えて、例え
ば、別に、固体撮像装置を用意して移動物体を検出する
ようにしてもよい。また、上記実施例の固体撮像装置
は、例えば、動画像を撮像する撮像装置でも良く、スチ
ール写真のシャッタを連続にして使用するような撮像装
置でも良い。更に、上記実施例では、センサ等によって
トリガーパルスの発生タイミングを決めていたが、作業
者の指示によってトリガーパルスを発生させても良い。
制御信号 20 を調節することにより、センサ 27a と27b
との間を、缶 26a，26b，26c，26d ，‥‥‥が次々に通
過し、固体撮像装置の前まで缶 26a，26b，26c，26d ，
‥‥‥が移動する時間（ ST1：センサを通過し固体撮像
装置の前まで缶が移動する時間）33 と固体撮像装置の
多重露光時の露光間隔時間（ ST2：固体撮像装置の多重
露光時の露光間隔時間）34 とを等しくさせず、１つの
画面上で移動物体の複数の画像を重ならないように表示
することができる。なお、図５において、移動物体を感
知するものとして、フォトセンサや赤外センサ等のセン
サ 27a と 27b を挙げているが、センサに替えて、例え
ば、別に、固体撮像装置を用意して移動物体を検出する
ようにしてもよい。また、上記実施例の固体撮像装置
は、例えば、動画像を撮像する撮像装置でも良く、スチ
ール写真のシャッタを連続にして使用するような撮像装
置でも良い。更に、上記実施例では、センサ等によって
トリガーパルスの発生タイミングを決めていたが、作業
者の指示によってトリガーパルスを発生させても良い。
【００２０】
【発明の効果】本発明によれば、低速の固体撮像装置で
高速の移動物体を撮像する事ができ、また１枚の画像ま
たは表示で、移動物体の複数の画像、または、多重露光
のように１つの物体または被写体の時間的に連続した画
像を見ることが出来る為、画像処理装置、モニタ等の規
模を最小にする事ができ、低コストの撮像システムおよ
び、作業者の負担を軽減した撮像システム、並びに固体
撮像装置を提供する事ができる。
高速の移動物体を撮像する事ができ、また１枚の画像ま
たは表示で、移動物体の複数の画像、または、多重露光
のように１つの物体または被写体の時間的に連続した画
像を見ることが出来る為、画像処理装置、モニタ等の規
模を最小にする事ができ、低コストの撮像システムおよ
び、作業者の負担を軽減した撮像システム、並びに固体
撮像装置を提供する事ができる。
【図１】 本発明の撮像装置の一実施例の構成を説明す
る図。
る図。
【図２】 本発明のパルスタイミングの一実施例を示す
図。
図。
【図３】 本発明の多重露光のパルスタイミングの一実
施例を示す図。
施例を示す図。
【図４】 本発明の多重露光のパルスタイミングの一実
施例を示す図。
施例を示す図。
【図５】 本発明の一実施例の固体撮像装置を用いた撮
像システムの一例の構成を説明するためのブロック図。
像システムの一例の構成を説明するためのブロック図。
【図６】 従来の撮像システムの構成を説明するための
ブロック図。
ブロック図。
【図７】 従来のパーシャルスキャンによって撮像した
画像を示す図である。
画像を示す図である。
【図８】 従来の撮像装置の構成を説明する図。
【図９】 従来の撮像システムのパルスタイミングを示
す図。
す図。
【図１０】 パーシャルスキャンによって撮像した場合
の表示画像の一例を示す図。
の表示画像の一例を示す図。
1：入力端子、 2：パルス発生器、 3：インヒビット
回路、 4：パルス発生器、 5：タイミングジェネレー
タ、 6：加算器、 7，7′：垂直転送パルス発生器、
8，8′：垂直転送路内転送パルス発生器、 9：ドラ
イバ、 10，10′：光電変換素子、 11：CDS回路、 1
2：プリアンププロセス回路部、 13：A/D変換回路、
14：ディジタル出力端子、 15：アナログ出力端子、
16：垂直転送開始パルス入力端子、 17：制御信号入力
端子、 18：トリガーパルス、 19，20：パルス、 2
1：垂直転送開始パルス、 22：垂直転送パルス、 2
3：露光時間、 24：次段の露光開始までの時間、 2
5：ベルトコンベア、 26a，26b，26c，26d：缶、 27
a，27b：センサ、 28：トリガー発生器、 29：撮像装
置、30，30′，30a，30b，30c：画像処理装置、 31a，
31b，31c：モニタ、 32a，32b，32c，32d：表示、 3
3：センサを通過し固体撮像装置の前まで缶が移動する
時間、 34：固体撮像装置の多重露光時の露光間隔時
間、 35，35a，35b，35c：撮像装置、 36a，36b，36
c，36d：画像、 37，38，39：パルス、 40：矢印。
回路、 4：パルス発生器、 5：タイミングジェネレー
タ、 6：加算器、 7，7′：垂直転送パルス発生器、
8，8′：垂直転送路内転送パルス発生器、 9：ドラ
イバ、 10，10′：光電変換素子、 11：CDS回路、 1
2：プリアンププロセス回路部、 13：A/D変換回路、
14：ディジタル出力端子、 15：アナログ出力端子、
16：垂直転送開始パルス入力端子、 17：制御信号入力
端子、 18：トリガーパルス、 19，20：パルス、 2
1：垂直転送開始パルス、 22：垂直転送パルス、 2
3：露光時間、 24：次段の露光開始までの時間、 2
5：ベルトコンベア、 26a，26b，26c，26d：缶、 27
a，27b：センサ、 28：トリガー発生器、 29：撮像装
置、30，30′，30a，30b，30c：画像処理装置、 31a，
31b，31c：モニタ、 32a，32b，32c，32d：表示、 3
3：センサを通過し固体撮像装置の前まで缶が移動する
時間、 34：固体撮像装置の多重露光時の露光間隔時
間、 35，35a，35b，35c：撮像装置、 36a，36b，36
c，36d：画像、 37，38，39：パルス、 40：矢印。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上野 克将 東京都小平市御幸町32番地 株式会社日立 国際電気小金井工場内 Ｆターム(参考） 2H054 AA01 5C022 AA03 AA14 AC69 CA00 5C024 AX20 BX04 CY20 GY03 GZ09 GZ19 JX46 5C054 CC05 CG07 CH04 FA00 HA03
Claims (6)
- 【請求項１】 少なくとも、トリガーパルスを入力する
トリガーパルス入力手段と、該トリガーパルスと非同期
のタイミングパルスを発生するタイミングパルス発生手
段と、該トリガーパルスに該タイミングパルスを同期さ
せて不要電荷放電パルスを出力するインヒビット回路と
を備え、前記不要電荷放電パルスによって光電変換部に
蓄積した不要電荷を放電する事を特徴とする固体撮像装
置。 - 【請求項２】 請求項１記載の固体撮像装置において、
更に、固体撮像素子の垂直転送の開始時間を任意に可変
するパルス入力回路を具備し、前記トリガーパルスを基
に、固体撮像装置の光電変換部に蓄積した不要電荷を放
電する前記不要電荷放電パルスと、該放電終了後から前
記光電変換部分に蓄積する時間を制御するパルス回路を
具備する事を特徴とする固体撮像装置。 - 【請求項３】 入力するトリガーパルスに応じて移動物
体の画像を捉える固体撮像装置において、固体撮像素子
の垂直転送の開始時間を任意に可変できるパルス入力回
路を具備し、 前記トリガーパルスを基に、固体撮像装置の光電変換部
に蓄積した不要電荷を放電する不要電荷放電パルスと、
放電終了後から前記光電変換部分に蓄積する時間とを制
御するパルス回路を具備する事を特徴とする固体撮像装
置。 - 【請求項４】 請求項３記載の固体撮像装置の前記パル
ス回路は、前記不要電荷放電パルスの、前記トリガーパ
ルス入力付近のパルスを１度停止する回路と、前記トリ
ガーパルスと同時に発生させるパルス回路と、それら２
つの回路の出力を加算する加算器とを有する事を特徴と
する固体撮像装置。 - 【請求項５】 請求項３記載の固体撮像装置において、
前記不要電荷放電パルスから垂直転送の開始時間を任意
に可変できるパルスまでの期間内に光電変換部で蓄積し
た電荷を垂直転送路内に転送するパルスを複数段生成す
る転送パルス発生回路を具備する事を特徴とする固体撮
像装置。 - 【請求項６】 入力するトリガーパルスに応じて移動物
体の画像を捉える固体撮像装置において、 読み出しパルス周期情報信号及び Exposure Time 並び
に読み出し回数設定信号とを入力とする、固体撮像装置
の光電変換部に蓄積した電荷を垂直転送路内に転送する
ための垂直パルスを発生する第１のパルス発生回路と、 前記光電変換部に蓄積した電荷を垂直転送路内に転送す
るための転送パルスを発生する第２のパルス発生回路
と、 前記垂直パルスと前記転送パルスとによって、前記光電
変換部に蓄積した不要電荷を放電するためのパルスを生
成するパルス発生回路と、 前記トリガーパルスに基づいて、前記垂直パルスと前記
転送パルスの位相を制御するパルス位相制御回路とを備
えた事を特徴とする固体撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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