JP2003348460A - イメージセンサ - Google Patents
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- JP2003348460A JP2003348460A JP2002186898A JP2002186898A JP2003348460A JP 2003348460 A JP2003348460 A JP 2003348460A JP 2002186898 A JP2002186898 A JP 2002186898A JP 2002186898 A JP2002186898 A JP 2002186898A JP 2003348460 A JP2003348460 A JP 2003348460A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 イメージセンサにおける各画素の画信号の読
出し走査をなす際に、バッファメモリを用いて画像の切
り出しを行わせるようなことなく、走査を正,逆方向に
可逆的に切り換えながら、任意の領域における画素の読
出し走査を簡単に行わせるようにする。 【構成】 画素単位による撮像素子をマトリクス状に配
設し、X−Yアドレス走査方式をとることによって各画
素の画信号を時系列的に読み出すに際して、X方向およ
びY方向における各走査開始アドレスを入力指定する手
段と、符号付きの加,減数を入力指定する手段と、その
指定された走査開始アドレスから加,減数を増,減分と
する各画素および各画素列の読出し走査を行わせる手段
とを設けるようにしたイメージセンサ。
出し走査をなす際に、バッファメモリを用いて画像の切
り出しを行わせるようなことなく、走査を正,逆方向に
可逆的に切り換えながら、任意の領域における画素の読
出し走査を簡単に行わせるようにする。 【構成】 画素単位による撮像素子をマトリクス状に配
設し、X−Yアドレス走査方式をとることによって各画
素の画信号を時系列的に読み出すに際して、X方向およ
びY方向における各走査開始アドレスを入力指定する手
段と、符号付きの加,減数を入力指定する手段と、その
指定された走査開始アドレスから加,減数を増,減分と
する各画素および各画素列の読出し走査を行わせる手段
とを設けるようにしたイメージセンサ。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、画素単位による撮像素
子をマトリクス状に配設し、X−Yアドレス走査方式に
よって各画素の画信号を時系列的に読み出すようにした
イメージセンサに関する。
子をマトリクス状に配設し、X−Yアドレス走査方式に
よって各画素の画信号を時系列的に読み出すようにした
イメージセンサに関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、画素単位による撮像素子をマト
リクス状に配設したイメージセンサにあって、シフトレ
ジスタを用いたX方向およびY方向の各アドレス走査回
路により、X,Yのアドレス指定を順次行わせることに
よって各画素の画信号を時系列的に読み出すようにした
X−Yアドレス走査方式をとるようにしている。
リクス状に配設したイメージセンサにあって、シフトレ
ジスタを用いたX方向およびY方向の各アドレス走査回
路により、X,Yのアドレス指定を順次行わせることに
よって各画素の画信号を時系列的に読み出すようにした
X−Yアドレス走査方式をとるようにしている。
【0003】また、画素単位による撮像素子をマトリク
ス状に配設したイメージセンサにあって、シフトレジス
タによるX方向およびY方向の各アドレス走査回路を用
いて、規則性をもって画素を飛び越してアドレス指定を
行わせるインターレース走査方式をとるようにしたもの
がある。
ス状に配設したイメージセンサにあって、シフトレジス
タによるX方向およびY方向の各アドレス走査回路を用
いて、規則性をもって画素を飛び越してアドレス指定を
行わせるインターレース走査方式をとるようにしたもの
がある。
【0004】従来、このようなイメージセンサによって
撮影した画像のうちの必要な部分だけを切り出してエッ
ジ強調などの画像処理を施すような場合、全領域におけ
る各画素の画信号を読み出す順次走査または全領域のイ
ンターレース走査を行わせるだけで、任意の領域におけ
る各画素の画信号を読み出すランダム走査を行わせるこ
とができないために、そのイメージセンサから時系列的
に読み出される全領域における各画素の画信号のデータ
をいったんバッファメモリに蓄積したうえで、所望の領
域における画像の切り出しを行わせるようにしている。
撮影した画像のうちの必要な部分だけを切り出してエッ
ジ強調などの画像処理を施すような場合、全領域におけ
る各画素の画信号を読み出す順次走査または全領域のイ
ンターレース走査を行わせるだけで、任意の領域におけ
る各画素の画信号を読み出すランダム走査を行わせるこ
とができないために、そのイメージセンサから時系列的
に読み出される全領域における各画素の画信号のデータ
をいったんバッファメモリに蓄積したうえで、所望の領
域における画像の切り出しを行わせるようにしている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】解決しようとする問題
点は、従来の画素単位による撮像素子をマトリクス状に
配設したX−Yアドレス走査方式をとるイメージセンサ
にあっては、全領域における画素の読出し走査を行わせ
るだけで、任意の領域における画素の読出し走査を行わ
せることができないことである。
点は、従来の画素単位による撮像素子をマトリクス状に
配設したX−Yアドレス走査方式をとるイメージセンサ
にあっては、全領域における画素の読出し走査を行わせ
るだけで、任意の領域における画素の読出し走査を行わ
せることができないことである。
【0006】したがって、イメージセンサによって撮影
した画像のうちの必要な部分の切り出しを行わせる場合
に、イメージセンサから時系列的に読み出される全領域
における各画素の画信号のデータを蓄積するバッファメ
モリおよび所望の領域における画像の切り出しを行わせ
る手段を必要として、全体の構成が複雑になってしまう
という問題がある。
した画像のうちの必要な部分の切り出しを行わせる場合
に、イメージセンサから時系列的に読み出される全領域
における各画素の画信号のデータを蓄積するバッファメ
モリおよび所望の領域における画像の切り出しを行わせ
る手段を必要として、全体の構成が複雑になってしまう
という問題がある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、画素単位によ
る撮像素子をマトリクス状に配設し、X−Yアドレス走
査方式をとることによって各画素の画信号を時系列的に
読み出すようにしたイメージセンサにあって、バッファ
メモリを用いて画像の切り出しを行わせるようなことな
く、任意の領域における画素の読出し走査(順次走査お
よびインターレース走査)を反転させながら行わせるよ
うにするべく、X方向およびY方向における各走査開始
アドレスを入力指定する手段と、符号付きの加,減数を
入力指定する手段と、その指定された走査開始アドレス
から加,減数を増,減分とする各画素および各画素列の
読出し走査を行わせる手段とを設けるようにしている。
る撮像素子をマトリクス状に配設し、X−Yアドレス走
査方式をとることによって各画素の画信号を時系列的に
読み出すようにしたイメージセンサにあって、バッファ
メモリを用いて画像の切り出しを行わせるようなことな
く、任意の領域における画素の読出し走査(順次走査お
よびインターレース走査)を反転させながら行わせるよ
うにするべく、X方向およびY方向における各走査開始
アドレスを入力指定する手段と、符号付きの加,減数を
入力指定する手段と、その指定された走査開始アドレス
から加,減数を増,減分とする各画素および各画素列の
読出し走査を行わせる手段とを設けるようにしている。
【0008】また、本発明は、そのイメージセンサにあ
って、任意の領域における画像を拡大させるための画素
の読出し走査を行わせるべく、入力指定する加,減数が
1画素を複数に等分割する小数点以下の数字を含むよう
にして、その指定された走査開始アドレスから小数点以
下の数字を含む加,減数を増,減分とする各画素および
各画素列の重複した読出し走査を行わせるようにしてい
る。
って、任意の領域における画像を拡大させるための画素
の読出し走査を行わせるべく、入力指定する加,減数が
1画素を複数に等分割する小数点以下の数字を含むよう
にして、その指定された走査開始アドレスから小数点以
下の数字を含む加,減数を増,減分とする各画素および
各画素列の重複した読出し走査を行わせるようにしてい
る。
【0009】
【実施例】図1は、CMOS型のイメージセンサにおけ
る画素単位として用いられる光センサ回路の一構成例を
示している。
る画素単位として用いられる光センサ回路の一構成例を
示している。
【0010】その光センサ回路は、光検知時における入
射光Lsの光量に応じたセンサ電流を生ずる光電変換素
子としてのフォトダイオードPDと、そのフォトダイオ
ードPDに流れるセンサ電流をサブスレッショルド領域
の特性を利用した弱反転状態で対数特性をもって電圧信
号Vpdに変換するトランジスタQ1と、その変換され
た電圧信号Vpdを増幅するトランジスタQ2と、読出
し信号Vsのパルスタイミングでもってセンサ信号So
を出力するトランジスタQ3とによって構成され、ダイ
ナミックレンジを拡大して光信号の検出を高感度で行わ
せることができるようになっている。そして、光検知に
先がけてトランジスタQ1のドレイン電圧VDを所定時
間だけ定常値よりも低く設定して、フォトダイオードP
Dの寄生容量Cに蓄積された残留電荷を放電させて初期
化することにより、センサ電流に急激な変化が生じても
即座にそのときの入射光Lsの光量に応じた電圧信号V
pdが得られるようにして、入射光量が少ない場合でも
残像が生ずることがないようにしている。この光センサ
回路自体は、公知である(特開2000−329616
号公報参照)。
射光Lsの光量に応じたセンサ電流を生ずる光電変換素
子としてのフォトダイオードPDと、そのフォトダイオ
ードPDに流れるセンサ電流をサブスレッショルド領域
の特性を利用した弱反転状態で対数特性をもって電圧信
号Vpdに変換するトランジスタQ1と、その変換され
た電圧信号Vpdを増幅するトランジスタQ2と、読出
し信号Vsのパルスタイミングでもってセンサ信号So
を出力するトランジスタQ3とによって構成され、ダイ
ナミックレンジを拡大して光信号の検出を高感度で行わ
せることができるようになっている。そして、光検知に
先がけてトランジスタQ1のドレイン電圧VDを所定時
間だけ定常値よりも低く設定して、フォトダイオードP
Dの寄生容量Cに蓄積された残留電荷を放電させて初期
化することにより、センサ電流に急激な変化が生じても
即座にそのときの入射光Lsの光量に応じた電圧信号V
pdが得られるようにして、入射光量が少ない場合でも
残像が生ずることがないようにしている。この光センサ
回路自体は、公知である(特開2000−329616
号公報参照)。
【0011】図2は、その光センサ回路における各部信
号のタイムチャートを示している。ここで、t1は初期
化のタイミングを、t2はセンサ信号Soの出力タイミ
ングを、Tは光検知時の寄生容量Cにおける電荷蓄積期
間をそれぞれ示している。
号のタイムチャートを示している。ここで、t1は初期
化のタイミングを、t2はセンサ信号Soの出力タイミ
ングを、Tは光検知時の寄生容量Cにおける電荷蓄積期
間をそれぞれ示している。
【0012】図3は、その光センサ回路における入射光
量に応じたセンサ電流に対するセンサ信号Soの出力特
性を示している。それは、フォトダイオードPDに流れ
るセンサ電流が多いときには対数出力特性を示し、セン
サ電流が少ないときには寄生容量Cの充電に応答遅れを
生じてほぼ線形の非対数出力特性を示している。図中、
WAは非対数応答領域を示し、WBは対数応答領域を示
している。
量に応じたセンサ電流に対するセンサ信号Soの出力特
性を示している。それは、フォトダイオードPDに流れ
るセンサ電流が多いときには対数出力特性を示し、セン
サ電流が少ないときには寄生容量Cの充電に応答遅れを
生じてほぼ線形の非対数出力特性を示している。図中、
WAは非対数応答領域を示し、WBは対数応答領域を示
している。
【0013】図4は、このような光センサ回路を画素単
位として、画素をマトリクス状に複数配設して、X−Y
アドレス走査方式によって各画素のセンサ信号の時系列
的な読出しを行わせるようにしたイメージセンサの構成
例を示している。
位として、画素をマトリクス状に複数配設して、X−Y
アドレス走査方式によって各画素のセンサ信号の時系列
的な読出しを行わせるようにしたイメージセンサの構成
例を示している。
【0014】そのイメージセンサは、D11〜D44か
らなる4×4の画素をマトリクス状に配設して、図示し
ないECUの制御下において、各1ライン分の画素列を
垂直(Y方向)走査回路1から順次出力される選択信号
LS1〜LS4によって選択し、その選択された画素列
における各画素を、水平(X方向)走査回路2から順次
出力される選択信号DS1〜DS4によってスイッチ回
路3における各対応するアナログスイッチSW1〜SW
4が逐次オン状態にされることによって各画素のセンサ
信号Soが時系列的に読み出されるようになっている。
図中、4は各画素における前記トランジスタQ1のゲー
ト電圧VG用電源であり、6はそのドレイン電圧VD用
電源である。また、5はトランジスタQ1のドレイン電
圧VDを所定のタイミングをもって定常時のハイレベル
Hおよび初期化時のローレベルLに切り換える電圧切換
回路である。
らなる4×4の画素をマトリクス状に配設して、図示し
ないECUの制御下において、各1ライン分の画素列を
垂直(Y方向)走査回路1から順次出力される選択信号
LS1〜LS4によって選択し、その選択された画素列
における各画素を、水平(X方向)走査回路2から順次
出力される選択信号DS1〜DS4によってスイッチ回
路3における各対応するアナログスイッチSW1〜SW
4が逐次オン状態にされることによって各画素のセンサ
信号Soが時系列的に読み出されるようになっている。
図中、4は各画素における前記トランジスタQ1のゲー
ト電圧VG用電源であり、6はそのドレイン電圧VD用
電源である。また、5はトランジスタQ1のドレイン電
圧VDを所定のタイミングをもって定常時のハイレベル
Hおよび初期化時のローレベルLに切り換える電圧切換
回路である。
【0015】ここでは、各画素のセンサ信号Soを電圧
値として規定された画信号Voとして出力させるように
している。その際、信号の駆動能力を高めて高速での読
出し走査を行わせることができるように、1ライン分の
各画素の読出し系統に、各画素から読み出されるセンサ
信号Soに基準抵抗Rを介してバイアス電圧Vccを印
加することによって電圧値として規定するバイアス回路
7を設けるようにしている。そして、そのバイアス回路
7の出力側における各信号線にそれぞれバッファ増幅器
BFを接続したバッファ回路8を設けて、1ライン分の
各画素の画信号Voを一時集中的に蓄積させて、その蓄
積された各画素の画信号Voを順次切り換えて出力させ
るようにしている。
値として規定された画信号Voとして出力させるように
している。その際、信号の駆動能力を高めて高速での読
出し走査を行わせることができるように、1ライン分の
各画素の読出し系統に、各画素から読み出されるセンサ
信号Soに基準抵抗Rを介してバイアス電圧Vccを印
加することによって電圧値として規定するバイアス回路
7を設けるようにしている。そして、そのバイアス回路
7の出力側における各信号線にそれぞれバッファ増幅器
BFを接続したバッファ回路8を設けて、1ライン分の
各画素の画信号Voを一時集中的に蓄積させて、その蓄
積された各画素の画信号Voを順次切り換えて出力させ
るようにしている。
【0016】図5は、このように構成されたイメージセ
ンサにおいて、垂直走査回路1および水平走査回路2に
よって、各画素D11〜D44の画信号Voの読出しを
順次に行わせるようにしたとき(順次走査)の各部信号
のタイムチャートを示している。
ンサにおいて、垂直走査回路1および水平走査回路2に
よって、各画素D11〜D44の画信号Voの読出しを
順次に行わせるようにしたとき(順次走査)の各部信号
のタイムチャートを示している。
【0017】本発明は、このようなイメージセンサにあ
って、垂直走査回路1および水平走査回路2によって、
特に任意の領域における画素の読出し走査(順次走査お
よびインターレース走査)を正,逆方向に可逆的に行わ
せることができるようにしている。
って、垂直走査回路1および水平走査回路2によって、
特に任意の領域における画素の読出し走査(順次走査お
よびインターレース走査)を正,逆方向に可逆的に行わ
せることができるようにしている。
【0018】具体的には、垂直走査回路1および水平走
査回路2を、それぞれ図6に示すように構成している。
査回路2を、それぞれ図6に示すように構成している。
【0019】ここでは、垂直走査回路1および水平走査
回路2が、走査開始アドレスの入力信号SAと加,減数
の入力信号SBとにもとづく所定の演算処理(加減算)
をなしてアドレス指定のコード信号ACSを出力する演
算回路9と、その演算回路9からのアドレス指定のコー
ド信号ACSに応じたアドレス信号ADDRESSを出
力するデコーダ10とによって構成されている。
回路2が、走査開始アドレスの入力信号SAと加,減数
の入力信号SBとにもとづく所定の演算処理(加減算)
をなしてアドレス指定のコード信号ACSを出力する演
算回路9と、その演算回路9からのアドレス指定のコー
ド信号ACSに応じたアドレス信号ADDRESSを出
力するデコーダ10とによって構成されている。
【0020】走査開始アドレスの入力信号SAはイメー
ジセンサのn×nの画素構成に応じたビット数nからな
り、イメージセンサにおける部分的な画素領域を指定す
るスイッチ操作に応じてECU(図示せず)から与えら
れる。加,減数の入力信号SBはイメージセンサのn×
nの画素構成に応じたビット数nからなり、正方向に順
次走査を行わせるときには加数+1を指定するスイッチ
操作に応じて、また逆方向に順次走査を行わせるときに
は減数−1を指定するスイッチ操作に応じてECUから
与えられる。また、インターレース走査を行わせるとき
には、画素の飛び越し数を指定するスイッチ操作に応じ
てECUから与えられる。
ジセンサのn×nの画素構成に応じたビット数nからな
り、イメージセンサにおける部分的な画素領域を指定す
るスイッチ操作に応じてECU(図示せず)から与えら
れる。加,減数の入力信号SBはイメージセンサのn×
nの画素構成に応じたビット数nからなり、正方向に順
次走査を行わせるときには加数+1を指定するスイッチ
操作に応じて、また逆方向に順次走査を行わせるときに
は減数−1を指定するスイッチ操作に応じてECUから
与えられる。また、インターレース走査を行わせるとき
には、画素の飛び越し数を指定するスイッチ操作に応じ
てECUから与えられる。
【0021】その際、正方向に順次走査を行わせる場合
には、スイッチ操作によって指定された画素領域に対応
して、ECUより走査開始アドレスから走査終了アドレ
スに応じた加数0,+1,+2,+3,…の入力信号S
Bが連続的に演算回路9に与えられ、演算回路9におい
て入力信号SAによる走査開始アドレスから加数0,+
1,+2,+3,…を逐次加算したアドレス信号ADD
RESSを出力することになる。
には、スイッチ操作によって指定された画素領域に対応
して、ECUより走査開始アドレスから走査終了アドレ
スに応じた加数0,+1,+2,+3,…の入力信号S
Bが連続的に演算回路9に与えられ、演算回路9におい
て入力信号SAによる走査開始アドレスから加数0,+
1,+2,+3,…を逐次加算したアドレス信号ADD
RESSを出力することになる。
【0022】そして、逆方向に順次走査を行わせる場合
には、ECUより走査開始アドレスから走査終了アドレ
スに応じた減数0,−1,−2,−3,…の入力信号S
Bが連続的に演算回路9に与えられ、演算回路9におい
て入力信号SAによる走査開始アドレスから減数0,−
1,−2,−3,…を逐次減算したアドレス信号ADD
RESSを出力することになる。
には、ECUより走査開始アドレスから走査終了アドレ
スに応じた減数0,−1,−2,−3,…の入力信号S
Bが連続的に演算回路9に与えられ、演算回路9におい
て入力信号SAによる走査開始アドレスから減数0,−
1,−2,−3,…を逐次減算したアドレス信号ADD
RESSを出力することになる。
【0023】また、その際、イメージセンサにおける抽
出対象となる部分的な画素領域における水平および垂直
方向における各中央の画素をそれぞれ走査開始アドレス
として、例えば、加数0,+1,+2,+3,…,+7
の入力信号SBを、次いで減数−1,−2,−3,…,
−8の入力信号SBを与えることによって、正方向およ
び逆方向に走査方向を順次切り換えながら、所定箇所の
指定された16×16の画素領域における各画素の読出
しを行わせることができるようになる。
出対象となる部分的な画素領域における水平および垂直
方向における各中央の画素をそれぞれ走査開始アドレス
として、例えば、加数0,+1,+2,+3,…,+7
の入力信号SBを、次いで減数−1,−2,−3,…,
−8の入力信号SBを与えることによって、正方向およ
び逆方向に走査方向を順次切り換えながら、所定箇所の
指定された16×16の画素領域における各画素の読出
しを行わせることができるようになる。
【0024】インターレース走査を行わせる場合には、
例えば、画素の飛び越し数を3に設定したとき、ECU
より走査開始アドレスから走査終了アドレスに応じた加
数0,+3,+6,+9,…の入力信号SBが連続的に
演算回路9に与えられ、演算回路9において入力信号S
Aによる走査開始アドレスから加数0,+3,+6,+
9,…を逐次加算したアドレス信号ADDRESSを出
力することになる。
例えば、画素の飛び越し数を3に設定したとき、ECU
より走査開始アドレスから走査終了アドレスに応じた加
数0,+3,+6,+9,…の入力信号SBが連続的に
演算回路9に与えられ、演算回路9において入力信号S
Aによる走査開始アドレスから加数0,+3,+6,+
9,…を逐次加算したアドレス信号ADDRESSを出
力することになる。
【0025】また、加,減数の入力信号SBとして、1
画素を複数に等分割(1/n)する小数点以下の値
(0.2,0.25,0.5,…)を含むようにすれ
ば、入力信号SAによって指定された走査開始アドレス
から小数点以下の値を含む加,減数を増,減分とする各
画素および各画素列の重複した読出し走査を行わせるこ
とができるようになる。それにより、イメージセンサに
おける抽出対象となる部分的な画素領域を拡大した画像
が得られる。
画素を複数に等分割(1/n)する小数点以下の値
(0.2,0.25,0.5,…)を含むようにすれ
ば、入力信号SAによって指定された走査開始アドレス
から小数点以下の値を含む加,減数を増,減分とする各
画素および各画素列の重複した読出し走査を行わせるこ
とができるようになる。それにより、イメージセンサに
おける抽出対象となる部分的な画素領域を拡大した画像
が得られる。
【0026】例えば、1画素を1/2に分割したときの
加,減数の単位は0.5となる。その際、入力信号SB
を4ビット構成にしたときの最下位ビットを0.5にわ
り当てて、「0000」=0.0、「0001」=0.
5、「0010」=1.0、「0011」=1.5、
「0100」=2.0、…、「1111」=7.5とす
る。
加,減数の単位は0.5となる。その際、入力信号SB
を4ビット構成にしたときの最下位ビットを0.5にわ
り当てて、「0000」=0.0、「0001」=0.
5、「0010」=1.0、「0011」=1.5、
「0100」=2.0、…、「1111」=7.5とす
る。
【0027】いま、正方向の順次走査として、加数0.
0、+0.5、+1.0、+1.5、…が与えられたと
き、デコーダ10から出力するアドレス信号ADDRE
SSはその増分が0,0,1,1,2,2,3,3,…
となる。その結果、同じ画素が2度続けて読み出され
て、水平、垂直方向に2倍に拡大された画像が得られる
ことになる。
0、+0.5、+1.0、+1.5、…が与えられたと
き、デコーダ10から出力するアドレス信号ADDRE
SSはその増分が0,0,1,1,2,2,3,3,…
となる。その結果、同じ画素が2度続けて読み出され
て、水平、垂直方向に2倍に拡大された画像が得られる
ことになる。
【0028】デコーダ10は、走査モードの選択時にE
CUから与えられるENABLE信号によって動作状態
になる。
CUから与えられるENABLE信号によって動作状態
になる。
【0029】図7は、16×16の画素のマトリクス構
成によるイメージセンサを示している。
成によるイメージセンサを示している。
【0030】図8は、その16×16の画素のマトリク
ス構成によるイメージセンサの水平走査回路2における
デコーダ10の構成例を示している。
ス構成によるイメージセンサの水平走査回路2における
デコーダ10の構成例を示している。
【0031】それは、演算回路9から与えられるA1〜
A4の4ビットのアドレス指定のコード信号ACSに応
じて、所定のアドレスに対応する水平(X)方向におけ
るアドレス信号ADDRESSとしての画素の選択信号
DS1〜DS16が順次に“1”となってまたはランダ
ムに“1”となって出力するようになっている。ENA
BLE信号が“0”になると、画素の選択信号DS1〜
DS16の全てが“0”になって選択されなくなる。
A4の4ビットのアドレス指定のコード信号ACSに応
じて、所定のアドレスに対応する水平(X)方向におけ
るアドレス信号ADDRESSとしての画素の選択信号
DS1〜DS16が順次に“1”となってまたはランダ
ムに“1”となって出力するようになっている。ENA
BLE信号が“0”になると、画素の選択信号DS1〜
DS16の全てが“0”になって選択されなくなる。
【0032】表1は、デコーダ10におけるA1〜A4
のアドレス指定のコード信号ACSおよびENABLE
信号に対する画素の選択信号DS1〜DS16の状態を
示している。
のアドレス指定のコード信号ACSおよびENABLE
信号に対する画素の選択信号DS1〜DS16の状態を
示している。
【0033】
【表1】
【0034】図7に示す16×16の画素のマトリクス
構成によるイメージセンサの垂直走査回路1にあって
も、その構成が水平走査回路2と全く同じであり、演算
回路9から与えられるA1〜A4の4ビットのアドレス
指定のコード信号ACSに応じて、所定のアドレスに対
応する垂直(Y)方向におけるアドレス信号ADDRE
SSとしての画素列の選択信号LS1〜LS16が順次
に“1”となってまたはランダムに“1”となって出力
するようになっている。
構成によるイメージセンサの垂直走査回路1にあって
も、その構成が水平走査回路2と全く同じであり、演算
回路9から与えられるA1〜A4の4ビットのアドレス
指定のコード信号ACSに応じて、所定のアドレスに対
応する垂直(Y)方向におけるアドレス信号ADDRE
SSとしての画素列の選択信号LS1〜LS16が順次
に“1”となってまたはランダムに“1”となって出力
するようになっている。
【0035】このような構成によるイメージセンサによ
れば、垂直走査回路1および水平走査回路2において、
走査開始アドレスの入力信号SAと加,減数の入力信号
SBとの加算を行うことによって走査開始アドレスから
加,減数を増,減分とするアドレス信号ADDRESS
をそれぞれ生じて、水平(X)方向の画素の選択および
垂直(Y)方向における画素列の選択を逐次行わせて、
任意の画素領域における順次走査またはインターレース
走査を行わせることができるようになる。
れば、垂直走査回路1および水平走査回路2において、
走査開始アドレスの入力信号SAと加,減数の入力信号
SBとの加算を行うことによって走査開始アドレスから
加,減数を増,減分とするアドレス信号ADDRESS
をそれぞれ生じて、水平(X)方向の画素の選択および
垂直(Y)方向における画素列の選択を逐次行わせて、
任意の画素領域における順次走査またはインターレース
走査を行わせることができるようになる。
【0036】図9は、垂直走査回路1または水平走査回
路2の他の構成例を示している。
路2の他の構成例を示している。
【0037】ここでは、演算回路9の出力側にラッチ回
路11を設けて、クロック信号CKの入力毎に最新の加
算結果であるアドレス指定のコード信号ACSをデコー
ダ10に与えるようにしている。
路11を設けて、クロック信号CKの入力毎に最新の加
算結果であるアドレス指定のコード信号ACSをデコー
ダ10に与えるようにしている。
【0038】このような構成にすると、クロック信号C
Kに同期して、入力毎に任意の画素領域における順次走
査またはインターレース走査を行わせることが可能にな
る。
Kに同期して、入力毎に任意の画素領域における順次走
査またはインターレース走査を行わせることが可能にな
る。
【0039】図10は、演算回路9の出力側にラッチ回
路11を設けるに際して、外部からクロック信号CKを
与えることなく、加,減数の入力信号ABにクロック情
報を入れて、内部でクロック信号CKを作り出すように
している。
路11を設けるに際して、外部からクロック信号CKを
与えることなく、加,減数の入力信号ABにクロック情
報を入れて、内部でクロック信号CKを作り出すように
している。
【0040】この場合には、加,減数の入力信号SB′
として、例えばインターレース走査のための加数3,
6,9,…の入力信号SBを与えるに際して、0→3→
0→6→0→9→0→…となるように、各飛び越し数の
指示に先がけて加数0を与えて、オア回路12により各
加数の全ビットの論理和をとった信号が“0”,“1”
のくり返しとなるようにして、クロック信号CKを作成
するようにしている。
として、例えばインターレース走査のための加数3,
6,9,…の入力信号SBを与えるに際して、0→3→
0→6→0→9→0→…となるように、各飛び越し数の
指示に先がけて加数0を与えて、オア回路12により各
加数の全ビットの論理和をとった信号が“0”,“1”
のくり返しとなるようにして、クロック信号CKを作成
するようにしている。
【0041】演算回路9における加,減数の入力側に
は、初期状態は“0”で、“1”が入力されるとその値
を保持する機能を有するラッチ回路13が設けられてい
る。そして、ラッチ回路11は、演算回路9から与えら
れるアドレス指定のコード信号ACSのラッチ後にラッ
チ終了信号LEをラッチ回路13に与える。それによ
り、ラッチ回路13は、そのときのラッチ内容をクリア
して、次に入力する加,減数のラッチにそなえるように
なっている。
は、初期状態は“0”で、“1”が入力されるとその値
を保持する機能を有するラッチ回路13が設けられてい
る。そして、ラッチ回路11は、演算回路9から与えら
れるアドレス指定のコード信号ACSのラッチ後にラッ
チ終了信号LEをラッチ回路13に与える。それによ
り、ラッチ回路13は、そのときのラッチ内容をクリア
して、次に入力する加,減数のラッチにそなえるように
なっている。
【0042】図11は、垂直走査回路1または水平走査
回路2のさらに他の構成例を示している。
回路2のさらに他の構成例を示している。
【0043】ここでは、シリアル信号による入力信号S
A−Sおよび入力信号SB−Sを入力させるようにし
て、シリアル−パラレル変換器14によって入力信号S
A−Sをnビットの信号SAに変換し、シリアル−パラ
レル変換器15によって入力信号SB−Sをnビットの
信号SBに変換するようにしている。各シリアル−パラ
レル変換器14,15には、入力するシリアル信号を転
送するためのクロック信号CK−Sがそれぞれ与えられ
ている。
A−Sおよび入力信号SB−Sを入力させるようにし
て、シリアル−パラレル変換器14によって入力信号S
A−Sをnビットの信号SAに変換し、シリアル−パラ
レル変換器15によって入力信号SB−Sをnビットの
信号SBに変換するようにしている。各シリアル−パラ
レル変換器14,15には、入力するシリアル信号を転
送するためのクロック信号CK−Sがそれぞれ与えられ
ている。
【0044】図12は、走査開始アドレスの入力信号S
Aと加,減数の入力信号SBとを1系統のシリアル入力
信号SAB−Sとして入力させ、マルチプレクサ16に
よってシリアル入力信号SAB−Sをシリアル入力信号
SA−Sとシリアル入力信号SB−Sとに分配するよう
にしている。そして、その分配されたシリアル入力信号
SA−Sをシリアル−パラレル変換器14に、シリアル
入力信号SB−Sをシリアル−パラレル変換器15にそ
れぞれ与えるようにしている。
Aと加,減数の入力信号SBとを1系統のシリアル入力
信号SAB−Sとして入力させ、マルチプレクサ16に
よってシリアル入力信号SAB−Sをシリアル入力信号
SA−Sとシリアル入力信号SB−Sとに分配するよう
にしている。そして、その分配されたシリアル入力信号
SA−Sをシリアル−パラレル変換器14に、シリアル
入力信号SB−Sをシリアル−パラレル変換器15にそ
れぞれ与えるようにしている。
【0045】また、図13は、走査開始アドレスの入力
信号SAと加,減数の入力信号SBとを1系統のシリア
ル入力信号SAB−Sとして入力させ、そのシリアル入
力信号SAB−Sを直列に設けられたシリアル−パラレ
ル変換器14およびシリアル−パラレル変換器15に与
えて、シリアル−パラレル変換器14によってnビット
の信号SAを、シリアル−パラレル変換器15によって
nビットの信号SAをそれぞれ得るようにしている。
信号SAと加,減数の入力信号SBとを1系統のシリア
ル入力信号SAB−Sとして入力させ、そのシリアル入
力信号SAB−Sを直列に設けられたシリアル−パラレ
ル変換器14およびシリアル−パラレル変換器15に与
えて、シリアル−パラレル変換器14によってnビット
の信号SAを、シリアル−パラレル変換器15によって
nビットの信号SAをそれぞれ得るようにしている。
【0046】図14は、垂直走査回路1または水平走査
回路2のさらに他の構成例を示している。
回路2のさらに他の構成例を示している。
【0047】ここでは、加,減数が常に一定の場合、走
査開始アドレスの入力信号SAと加,減数の入力信号S
Bとの各信号線をもたせることなく、クロック信号CK
の入力毎に出力が更新される同期式の演算回路9′を用
いて、1系統のnビットの入力信号SABによってアド
レス指定のコード信号ACSを得るようにしている。
査開始アドレスの入力信号SAと加,減数の入力信号S
Bとの各信号線をもたせることなく、クロック信号CK
の入力毎に出力が更新される同期式の演算回路9′を用
いて、1系統のnビットの入力信号SABによってアド
レス指定のコード信号ACSを得るようにしている。
【0048】この構成にあっては、まず、リセット信号
RSTを演算回路9′に与えて演算出力をクリアさせた
うえで、入力信号SABに走査開始アドレスの入力信号
SAを設定してクロック信号CKを与える。それによ
り、演算回路9′からは走査開始の初期値となるアドレ
ス指定のコード信号ACSがデコーダ10に与えられ
る。次に、入力信号SABに加,減数の入力信号SBを
設定してクロック信号CKを与えると、演算回路9′か
らは初期値に加,減数が加,減されたアドレス指定のコ
ード信号ACSがデコーダ10に与えられる。以下、入
力信号SABに加,減数の入力信号SBを設定してクロ
ック信号CKを与える動作がくり返して行われる。走査
開始の初期値が0である場合(イメージセンサの全領域
における画素の読出し走査を行わせる場合)には、初期
値の設定を行わせる必要がない。
RSTを演算回路9′に与えて演算出力をクリアさせた
うえで、入力信号SABに走査開始アドレスの入力信号
SAを設定してクロック信号CKを与える。それによ
り、演算回路9′からは走査開始の初期値となるアドレ
ス指定のコード信号ACSがデコーダ10に与えられ
る。次に、入力信号SABに加,減数の入力信号SBを
設定してクロック信号CKを与えると、演算回路9′か
らは初期値に加,減数が加,減されたアドレス指定のコ
ード信号ACSがデコーダ10に与えられる。以下、入
力信号SABに加,減数の入力信号SBを設定してクロ
ック信号CKを与える動作がくり返して行われる。走査
開始の初期値が0である場合(イメージセンサの全領域
における画素の読出し走査を行わせる場合)には、初期
値の設定を行わせる必要がない。
【0049】
【発明の効果】以上、本発明は、画素単位による撮像素
子をマトリクス状に配設し、X−Yアドレス走査方式を
とることによって各画素の画信号を時系列的に読み出す
ようにしたイメージセンサにあって、X方向およびY方
向における各走査開始アドレスを入力指定する手段と、
符号付きの加,減数を入力指定する手段と、その指定さ
れた走査開始アドレスから加,減数を増,減分とする各
画素および各画素列の読出し走査を行わせる手段とを設
けるようにしたもので、バッファメモリを用いて画像の
切り出しを行わせるようなことなく、走査を正,逆方向
に可逆的に切り換えながら、任意の領域における画素の
読出し走査(順次走査およびインター走査)を容易に行
わせることができるという利点を有している。
子をマトリクス状に配設し、X−Yアドレス走査方式を
とることによって各画素の画信号を時系列的に読み出す
ようにしたイメージセンサにあって、X方向およびY方
向における各走査開始アドレスを入力指定する手段と、
符号付きの加,減数を入力指定する手段と、その指定さ
れた走査開始アドレスから加,減数を増,減分とする各
画素および各画素列の読出し走査を行わせる手段とを設
けるようにしたもので、バッファメモリを用いて画像の
切り出しを行わせるようなことなく、走査を正,逆方向
に可逆的に切り換えながら、任意の領域における画素の
読出し走査(順次走査およびインター走査)を容易に行
わせることができるという利点を有している。
【0050】また、本発明は、入力指定する加,減数が
1画素を等分割する小数点以下の値を含むようにして、
走査開始アドレスから小数点以下の値を含む加,減数を
増,減分とする各画素および各画素列の重複した読出し
走査を行わせるようにしているので、その読出し走査を
行わせるだけで任意の領域における画像を容易に拡大す
ることができるという利点を有している。
1画素を等分割する小数点以下の値を含むようにして、
走査開始アドレスから小数点以下の値を含む加,減数を
増,減分とする各画素および各画素列の重複した読出し
走査を行わせるようにしているので、その読出し走査を
行わせるだけで任意の領域における画像を容易に拡大す
ることができるという利点を有している。
【図1】イメージセンサの画素に用いられる光センサ回
路の構成例を示す電気回路図である。
路の構成例を示す電気回路図である。
【図2】その光センサ回路における各部信号のタイムチ
ャートである。
ャートである。
【図3】その光センサ回路におけるセンサ電流に対する
センサ信号の出力特性を示す図である。
センサ信号の出力特性を示す図である。
【図4】光センサ回路を画素に用いた本発明によるイメ
ージセンサの構成例を示す回路構成図である。
ージセンサの構成例を示す回路構成図である。
【図5】図4に示すイメージセンサの順次走査時におけ
る各部信号のタイムチャートである。
る各部信号のタイムチャートである。
【図6】本発明のイメージセンサにおける垂直走査回路
および水平走査回路の一構成例を示すブロック図であ
る。
および水平走査回路の一構成例を示すブロック図であ
る。
【図7】本発明によるイメージセンサの他の構成例を示
す回路構成図である。
す回路構成図である。
【図8】図7に示すイメージセンサの水平走査回路にお
けるデコーダの構成例を示す電気回路図である。
けるデコーダの構成例を示す電気回路図である。
【図9】本発明のイメージセンサにおける垂直走査回路
および水平走査回路の他の構成例を示すブロック図であ
る。
および水平走査回路の他の構成例を示すブロック図であ
る。
【図10】本発明のイメージセンサにおける垂直走査回
路および水平走査回路のさらに他の構成例を示すブロッ
ク図である。
路および水平走査回路のさらに他の構成例を示すブロッ
ク図である。
【図11】本発明のイメージセンサにおける垂直走査回
路および水平走査回路のさらに他の構成例を示すブロッ
ク図である。
路および水平走査回路のさらに他の構成例を示すブロッ
ク図である。
【図12】本発明のイメージセンサにおける垂直走査回
路および水平走査回路のさらに他の構成例を示すブロッ
ク図である。
路および水平走査回路のさらに他の構成例を示すブロッ
ク図である。
【図13】本発明のイメージセンサにおける垂直走査回
路および水平走査回路のさらに他の構成例を示すブロッ
ク図である。
路および水平走査回路のさらに他の構成例を示すブロッ
ク図である。
【図14】本発明のイメージセンサにおける垂直走査回
路および水平走査回路のさらに他の構成例を示すブロッ
ク図である。
路および水平走査回路のさらに他の構成例を示すブロッ
ク図である。
1 垂直(Y方向)走査回路
2 水平(X方向)走査回路
5 電圧切換回路
9 演算回路
9′ 演算回路
10 デコーダ
11 ラッチ回路
12 オア回路
13 ラッチ回路
14 シリアル−パラレル変換器
15 シリアル−パラレル変換器
16 マルチプレクサ
Claims (5)
- 【請求項1】 画素単位による撮像素子をマトリクス状
に配設し、X−Yアドレス走査方式をとることによって
各画素の画信号を時系列的に読み出すようにしたイメー
ジセンサにおいて、X方向およびY方向における各走査
開始アドレスを入力指定する手段と、符号付きの加,減
数を入力指定する手段と、その指定された走査開始アド
レスから加,減数を増,減分とする各画素および各画素
列の読出し走査を行わせる手段とを設けたことを特徴と
するイメージセンサ。 - 【請求項2】 X方向の画素を選択するX方向走査回路
が、走査開始アドレスの入力信号と加,減数の入力信号
とにもとづく所定の演算処理をなしてアドレス指定のコ
ード信号を出力する第1の演算回路と、その第1の演算
回路からのアドレス指定のコード信号に応じて所定の画
素の選択信号を出力する第1のデコーダとからなり、Y
方向の画素列を選択するY方向走査回路が、走査開始ア
ドレスの入力信号と加,減数の入力信号とにもとづく所
定の演算処理をなしてアドレス指定のコード信号を出力
する第2の演算回路と、その第2の演算回路からのアド
レス指定のコード信号に応じて所定の画素列の選択信号
を出力する第2のデコーダとからなることを特徴とする
請求項1の記載によるイメージセンサ。 - 【請求項3】 入力指定する加,減数が1画素を複数に
等分割する小数点以下の数字を含むものであり、その指
定された走査開始アドレスから小数点以下の数字を含む
加,減数を増,減分とする各画素および各画素列の重複
した読出し走査を行わせるようにしたことを特徴とする
請求項1の記載によるイメージセンサ。 - 【請求項4】 撮像素子が、光検知時の入射光量に応じ
て光電変換素子に流れるセンサ電流を弱反転状態で動作
するトランジスタによって対数特性をもって電圧信号に
変換して、その変換された電圧信号に応じたセンサ出力
を生ずるようにした光センサ回路であることを特徴とす
る請求項1の記載によるイメージセンサ。 - 【請求項5】 光検知に先がけて、弱反転状態で動作す
るMOS型トランジスタのドレイン電圧を光検知時の定
常値よりも低い値に切り換えることにより、光電変換素
子の寄生容量に残留する電荷を排出して初期化するよう
にしたことを特徴とする請求項4の記載によるイメージ
センサ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002186898A JP2003348460A (ja) | 2002-05-23 | 2002-05-23 | イメージセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002186898A JP2003348460A (ja) | 2002-05-23 | 2002-05-23 | イメージセンサ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003348460A true JP2003348460A (ja) | 2003-12-05 |
Family
ID=29774169
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002186898A Pending JP2003348460A (ja) | 2002-05-23 | 2002-05-23 | イメージセンサ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2003348460A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008060856A (ja) * | 2006-08-30 | 2008-03-13 | Funai Electric Co Ltd | パノラマ撮像装置 |
-
2002
- 2002-05-23 JP JP2002186898A patent/JP2003348460A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008060856A (ja) * | 2006-08-30 | 2008-03-13 | Funai Electric Co Ltd | パノラマ撮像装置 |
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