JP3366518B2 - Image sensor - Google Patents

Image sensor

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JP3366518B2
JP3366518B2 JP34422595A JP34422595A JP3366518B2 JP 3366518 B2 JP3366518 B2 JP 3366518B2 JP 34422595 A JP34422595 A JP 34422595A JP 34422595 A JP34422595 A JP 34422595A JP 3366518 B2 JP3366518 B2 JP 3366518B2
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transfer means
horizontal
charge transfer
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和也 尾山
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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、電荷転送素子(以
下、CCDと略称する)を用いて、高速に画像を転送す
るイメージセンサに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image sensor that uses a charge transfer device (hereinafter abbreviated as CCD) to transfer an image at high speed.

【0002】[0002]

【従来の技術】画像情報を処理することで物体の位置な
どを計測する画像処理技術は、FA(factry automatio
n)分野などで広く用いられている。これらの画像処理の
高速化はFA装置の高速化や新たな用途の開発のために
切望されており、画像データの処理速度は年々高速化し
ている。このため、画像処理システムをより高速化する
には、システムに画像を入力するためのイメージセンサ
での処理速度を向上させることが不可欠である。このよ
うなイメージセンサを得るためには、1フレームの画像
をより高速に転送することが考えられる。
2. Description of the Related Art Image processing technology for measuring the position of an object by processing image information is based on FA (factry automatio).
n) Widely used in various fields. The speeding up of these image processing is desired for speeding up FA devices and developing new applications, and the processing speed of image data is increasing year by year. Therefore, in order to increase the speed of the image processing system, it is essential to improve the processing speed of the image sensor for inputting an image to the system. In order to obtain such an image sensor, it is conceivable to transfer one frame image at a higher speed.

【0003】一般に、CCDにより2次元のイメージを
転送する場合には、CCDで得られる画像全体を順次転
送する。この場合の手順を図36に示す。まず、光電変
換受光素子1に光が照射され、得られた光量に応じて電
荷が発生する。電荷転送信号線10に入力される電荷転
送信号に制御されて、その電荷は一斉に垂直CCD2に
転送される。転送された電荷は、垂直CCD駆動信号線
11に入力される垂直CCD駆動信号に制御されて、最
下部から水平1ライン分が水平CCD15に転送され
る。水平CCD15に転送された電荷は1画素分ずつ出
力信号線16から出力される。以降、水平CCD15が
1ライン分転送し終わる毎に垂直CCD2から1ライン
分の転送が行われ、全ての電荷が転送されることで、1
画面分の情報が出力される。
Generally, when a two-dimensional image is transferred by the CCD, the entire image obtained by the CCD is transferred sequentially. The procedure in this case is shown in FIG. First, the photoelectric conversion light receiving element 1 is irradiated with light, and charges are generated according to the obtained light amount. Under the control of the charge transfer signal input to the charge transfer signal line 10, the charges are transferred to the vertical CCD 2 all at once. The transferred charges are controlled by the vertical CCD drive signal input to the vertical CCD drive signal line 11, and one horizontal line from the bottom is transferred to the horizontal CCD 15. The charges transferred to the horizontal CCD 15 are output from the output signal line 16 pixel by pixel. After that, each time the horizontal CCD 15 completes the transfer of one line, the vertical CCD 2 transfers one line, and all the charges are transferred.
Information for the screen is output.

【0004】しかしながら、例えば画面が横640画素
×縦480画素で構成されているとすると、画面の画素
数は640×480=307,200個であり、1秒間
に60フレームの画像を転送する場合では、307,2
00個×60=18,432,000個もの画素を水平
CCD15は転送していることになる。1フレームの画
像をより高速に転送するためには、これ以上の速度で水
平CCD15を動作させる必要がある。しかし、これ以
上動作速度を高速にすることは、水平CCD15などの
発熱が大きくなるなどの問題があるため困難とされてい
る。
However, assuming that the screen is composed of 640 horizontal pixels × 480 vertical pixels, the number of pixels on the screen is 640 × 480 = 307,200, and when transferring 60 frames of image per second. Then, 307, 2
This means that the horizontal CCD 15 is transferring 00 pixels × 60 = 18,432,000 pixels. In order to transfer the image of one frame at a higher speed, it is necessary to operate the horizontal CCD 15 at a speed higher than this. However, it is difficult to make the operating speed higher than this because there is a problem that heat generation of the horizontal CCD 15 and the like becomes large.

【0005】そこで、特開平3−124176号公報
に、スロー再生に使用できるほどの高速なフレーム転送
速度が可能なCCDカメラを実現するための技術が開示
されている。上記公報では、水平CCDを複数のエリア
に分けることによって、水平CCD内で得られる水平1
ライン分の画像を複数に分割している。そして、各エリ
アからの出力を同じタイミングで読み出す並列動作を行
って1画面全ての画像を得ることによって、画像を高速
に転送させている。
Therefore, Japanese Patent Laid-Open No. 3-124176 discloses a technique for realizing a CCD camera capable of a high frame transfer rate that can be used for slow reproduction. In the above publication, by dividing the horizontal CCD into a plurality of areas, the horizontal 1
The line image is divided into a plurality of images. The images are transferred at high speed by performing the parallel operation of reading the output from each area at the same timing to obtain the image of the entire one screen.

【0006】しかし、画像処理においては、画像の全画
面の情報を処理する必要がある場合より、一部分の画像
の情報を処理するだけでよい場合が非常に多いため、全
ての画像情報を高速に転送するより、必要な情報のみを
転送することでフレーム転送速度を速くする方が効果的
である。
However, in image processing, it is very often necessary to process information of a part of an image rather than processing of information of the entire screen of the image. It is more effective to increase the frame transfer rate by transferring only necessary information than transferring.

【0007】例えば、図37に示すように、全画像領域
100の範囲内に円形の物体101があり、この物体1
01が領域102の範囲にしか存在しないとわかってい
る場合には、物体101の位置計測に必要な画像領域は
領域102の範囲のみであり、その他は必要ない。した
がって、このような場合では、領域102以外の領域を
転送する動作は無駄である。
For example, as shown in FIG. 37, there is a circular object 101 within the entire image area 100.
When it is known that 01 exists only in the range of the area 102, the image area required for position measurement of the object 101 is only the range of the area 102, and the others are not necessary. Therefore, in such a case, the operation of transferring the area other than the area 102 is useless.

【0008】そこで、必要な画像の転送周期を速めるた
めに、無駄な転送をなくし、領域102のみを転送する
技術が提案されている。
Therefore, in order to shorten the required image transfer cycle, there has been proposed a technique for eliminating unnecessary transfer and transferring only the area 102.

【0009】例えば、特開平2−97180号公報に
は、図38に示すように、水平CCD15に転送された
画像が必要でない場合には、水平1ライン分を転送せ
ず、掃き捨てることで画像を高速に転送するイメージセ
ンサが開示されている。つまり、このイメージセンサ
は、複数のオーバーフローゲート103が水平CCD1
5に接続され、各オーバーフローゲート103には掃出
選択信号線106および掃出信号線105が接続された
構成である。これにより、転送の必要がないラインが水
平CCD15に入力されると、掃出選択信号線106を
介して掃出信号が同時に各オーバーフローゲート103
に入力され、それによって、1ライン分の画像が掃出信
号線105から排出される。
For example, in Japanese Unexamined Patent Publication No. 2-97180, as shown in FIG. 38, when the image transferred to the horizontal CCD 15 is not needed, one horizontal line is not transferred and the image is swept away. An image sensor that transfers data at high speed is disclosed. That is, in this image sensor, the plurality of overflow gates 103 have the horizontal CCD 1
5 and the overflow selection signal line 106 and the sweep signal line 105 are connected to each overflow gate 103. As a result, when a line that does not need to be transferred is input to the horizontal CCD 15, the sweep signal is simultaneously sent to each overflow gate 103 via the sweep selection signal line 106.
The image for one line is discharged from the sweep signal line 105.

【0010】また、特開平2−295283号公報に
は、図39に示すように、水平CCD15に転送する水
平1ライン分を任意に選択することで、必要な水平ライ
ンのみを転送して高速化するイメージセンサが開示され
ている。つまり、このイメージセンサは、一方の電極を
光電変換受光素子1に接続し、他方の電極を垂直CCD
108に接続したスイッチ素子107を有する構成であ
る。このとき、上記他方の電極は列方向で共通して1つ
の垂直CCD108に接続されている。これにより、ス
イッチ素子107にて行単位で光電変換受光素子1が選
択され、必要なラインのみが垂直CCD108に転送さ
れる。そして、水平CCD15の出力信号線16から1
ライン分の画素が出力される。
Further, in Japanese Patent Laid-Open No. 2-295283, as shown in FIG. 39, one horizontal line to be transferred to the horizontal CCD 15 is arbitrarily selected, so that only the necessary horizontal lines are transferred to increase the speed. An image sensor that does this is disclosed. That is, in this image sensor, one electrode is connected to the photoelectric conversion light receiving element 1, and the other electrode is connected to the vertical CCD.
This is a configuration having a switch element 107 connected to 108. At this time, the other electrode is commonly connected to one vertical CCD 108 in the column direction. As a result, the photoelectric conversion light-receiving element 1 is selected row by row by the switch element 107, and only the necessary lines are transferred to the vertical CCD 108. Then, from the output signal line 16 of the horizontal CCD 15 to 1
The pixels for the line are output.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
イメージセンサでは、その処理速度を高速化することが
できないという問題を有している。
However, the conventional image sensor has a problem that the processing speed cannot be increased.

【0012】すなわち、上述のような水平ライン単位で
の間引きの手法では、図40の横幅111・縦幅112
で示される領域110のように縦幅112が長い画像領
域の場合は、間引くことのできる水平ラインは少なく、
全ての画像を転送する場合とほとんど同程度の時間が必
要となる。また、他の領域例として、図41に示す領域
113や、図42に示すように目的の領域110が2つ
ある場合、図43に示す不定型領域114などに対して
も同様に高速な転送ができない。
That is, in the thinning method in units of horizontal lines as described above, the horizontal width 111 and vertical width 112 in FIG.
In the case of an image area having a long vertical width 112 such as the area 110 indicated by, there are few horizontal lines that can be thinned out,
Almost the same time is required as when transferring all images. Further, as another area example, when there are two areas 113 shown in FIG. 41 and two target areas 110 shown in FIG. 42, high-speed transfer is similarly performed to the irregular area 114 shown in FIG. 43. I can't.

【0013】高速転送を行うために、領域110だけを
撮像する画素数の少ないイメージセンサを用いることが
考えられる。しかし、この場合には高速に1フレームの
転送が可能であるが、全体を把握することができないこ
と、撮像範囲が固定されており変更できないことなどの
問題が発生する。
In order to perform high-speed transfer, it is conceivable to use an image sensor having a small number of pixels for picking up only the area 110. However, in this case, although one frame can be transferred at high speed, there are problems such as not being able to grasp the entire image and being unable to change the imaging range because it is fixed.

【0014】ところで、全体を把握しながら特定領域の
みを高速に転送しようとした場合、領域110だけを撮
像する画素数の少ないイメージセンサと、領域全体を撮
像する図36に示すような通常のイメージセンサとの2
つのイメージセンサを設けることが考えられる。この場
合、全体を把握する場合は通常のイメージセンサを用い
て通常のフレーム転送速度で撮影し、領域110のみが
必要な場合は画素数の少ないイメージセンサを用いて速
いフレーム転送速度で撮影することで、全体および部分
の両方の撮影が行える。
By the way, when trying to transfer only a specific area at high speed while grasping the whole area, an image sensor having a small number of pixels for picking up only the area 110 and a normal image as shown in FIG. 36 for picking up the whole area. 2 with sensor
It is conceivable to provide two image sensors. In this case, in order to grasp the whole, a normal image sensor is used to shoot at a normal frame transfer rate, and when only the area 110 is needed, an image sensor with a small number of pixels is used to shoot at a high frame transfer speed. With, you can shoot both whole and part.

【0015】しかし、このように複数のイメージセンサ
を用いるために複数の光学系を用いると、イメージセン
サ毎に画像をとらえる角度や拡大率が違うので、別々の
イメージセンサ間の画素の対応をとるための調整や画素
間の対応を計算するためのソフトウェアが必要になる。
そして、このような調整を要するため、イメージセンサ
全体としての処理速度の低下を招くことになる。また、
2台のイメージセンサが必要なため、高コストになるこ
と、2台のイメージセンサを設置するための空間がたく
さん必要となることなどの問題も生じる。
However, when a plurality of optical systems are used to use a plurality of image sensors in this way, the angle at which an image is captured and the enlargement ratio are different for each image sensor, so that pixels are associated between different image sensors. Therefore, software for adjustment and calculation of correspondence between pixels is required.
Since such adjustment is required, the processing speed of the image sensor as a whole is reduced. Also,
Since two image sensors are required, the cost is high, and a lot of space for installing the two image sensors is required.

【0016】上記のように2台のイメージセンサを用い
ずに、1台のイメージセンサで全体を把握しながら特定
領域のみを高速に転送しようとした場合、図38や図3
9に示すイメージセンサを用いた部分転送による高速転
送と、全体画像の通常速度での転送とをスイッチなどを
用いて切り換える構成が考えられる。しかし、高速な部
分転送を行っている間には全体画像は転送できないた
め、部分転送による高速画像処理を行いながら、同時に
全画像領域を用いた黙視などによる全体検査などを行う
には、結局2台のイメージセンサを並行して用いるしか
なく、問題を解決することはできない。
When it is attempted to transfer only a specific area at high speed while grasping the whole with one image sensor without using two image sensors as described above, FIG. 38 and FIG.
A configuration is conceivable in which high speed transfer by partial transfer using the image sensor shown in 9 and transfer at the normal speed of the entire image are switched using a switch or the like. However, since the whole image cannot be transferred during the high-speed partial transfer, it is necessary to perform the high-speed image processing by the partial transfer and at the same time perform the whole inspection by the silent observation using the whole image area. There is no choice but to use two image sensors in parallel and solve the problem.

【0017】本発明は、上記従来の問題点を解決するた
めになされたもので、その目的は、画素単位で間引きを
行い高速に画像を出力することによって、処理速度を向
上させることができる部分読み出しのイメージセンサを
提供することにある。
The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and an object thereof is to improve the processing speed by thinning out pixel units and outputting images at high speed. It is to provide a read image sensor.

【0018】また、他の目的は、部分読み出しと全体読
み出しとの2つの出力系を切り換えて画像を出力するこ
とができるマルチ読み出しのイメージセンサを提供する
ことにある。
Another object of the present invention is to provide a multi-readout image sensor capable of outputting an image by switching between two output systems of partial read-out and whole read-out.

【0019】[0019]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の請求項1に記載のイメージセンサは、マ
トリクス状に配置され、入射光量に応じて信号電荷を蓄
積する複数の光電変換部(例えば、光電変換受光素子)
と、該光電変換部の各列に沿って配置された複数の垂直
電荷転送部からなり、光電変換部から取り込んだ信号電
荷を各垂直電荷転送部から同時に1画素ずつ順次送り出
す垂直電荷転送手段(例えば、垂直CCD)と、該垂直
電荷転送手段から送出された信号電荷を画素単位で任意
に選択して転送する選択転送手段とを備え、上記選択転
送手段が、出力選択信号に基づい て開閉を行うことによ
り各垂直電荷転送部から同時に送出された信号電荷を任
意に選択する複数の選択用スイッチング素子と、掃出選
択信号に基づいて開閉を行うことにより上記選択用スイ
ッチング素子に選択されなかった信号電荷を掃き捨てる
複数の掃出用スイッチング素子とからなることを特徴と
している。
In order to achieve the above object, the image sensor according to claim 1 of the present invention comprises a plurality of photoelectric sensors arranged in a matrix and accumulating signal charges according to the amount of incident light. Converter (for example, photoelectric conversion light receiving element)
And a plurality of vertical charge transfer units arranged along each column of the photoelectric conversion units, and a vertical charge transfer unit that sequentially sends out the signal charges taken in from the photoelectric conversion units one pixel at a time from each vertical charge transfer unit ( for example, with a vertical CCD), and a selection transfer means for transferring the signal charges sent from the vertical charge transfer means is arbitrarily selected pixel, the selective inversion
The sending means opens and closes based on the output selection signal .
The signal charge sent simultaneously from each vertical charge transfer
Multiple switching elements for selection and sweep selection
The selection switch is opened and closed based on the selection signal.
Sweep out the signal charges that are not selected for the switching element
It is characterized by being composed of a plurality of switching elements for sweeping .

【0020】上記構成によれば、光電変換部によって、
照射された光量に応じた信号電荷が生成される。信号電
荷は、光電変換部の各列に隣接した各垂直電荷転送部に
よって引き込まれ、それぞれ同時に1画素ずつ選択転送
手段へ送り出される。つまり、垂直電荷転送手段から送
出された信号電荷は水平1ライン分の画素として選択転
送手段に入力される。選択転送手段では必要な信号電荷
のみを選択して転送すると共に、不要な信号電荷を外部
へ排出する。各水平ライン毎に同様に選択転送を行うこ
とによって1フレーム分の画像が転送されることにな
る。
According to the above structure, the photoelectric conversion section allows
A signal charge corresponding to the amount of light emitted is generated. The signal charge is drawn in by each vertical charge transfer unit adjacent to each column of the photoelectric conversion units, and is simultaneously sent out to the selective transfer unit one pixel at a time. That is, the signal charges sent from the vertical charge transfer means are input to the selective transfer means as pixels for one horizontal line. The selective transfer means selects and transfers only necessary signal charges and discharges unnecessary signal charges to the outside. By performing selective transfer in the same manner for each horizontal line, an image for one frame is transferred.

【0021】このとき、水平1ライン分の画素のうち必
要な画素だけを選択して部分画像を出力することができ
るので、不要画素を転送する時間分だけ高速転送が可能
となる。また、本発明のイメージセンサは、従来のよう
な水平ライン単位の掃き捨てではなく、画素単位で間引
きを行うため、いかなる形状の領域でも効率よく高速に
出力することができる。さらに、選択転送手段での画素
の選択の仕方を変えることによって、1/2に縮小した
画像や、横方向に圧縮した画像を取り出すことも可能と
なる。
At this time, it is possible to select only the necessary pixels from the pixels for one horizontal line and output the partial image, so that high-speed transfer is possible for the time required to transfer the unnecessary pixels. Further, since the image sensor of the present invention thins out in pixel units instead of sweeping out in horizontal line units as in the past, it is possible to efficiently and rapidly output any shape region. Furthermore, by changing the way of selecting pixels by the selective transfer means, it is possible to take out an image reduced to 1/2 or an image compressed in the horizontal direction.

【0022】また、上記構成によれば、選択転送手段に
転送された信号電荷は、選択用スイッチング素子によっ
て必要な信号電荷が選択される一方、掃出用スイッチン
グ素子によって不要な信号電荷が掃き捨てられる。これ
により、選択転送手段は複数のスイッチング素子のみで
構成されているので、容易な構成で選択転送手段を構成
することが可能となる。
According to the above arrangement, the selective transfer means is
The transferred signal charges are transferred by the switching element for selection.
While the required signal charge is selected, the sweep switch
An unnecessary signal charge is swept away by the switching element. this
As a result, the selective transfer means is composed of only multiple switching elements.
Since it is configured, the selective transfer means can be configured with an easy configuration.
It becomes possible to do.

【0023】請求項2に記載のイメージセンサは、マト
リクス状に配置され、入射光量に応じて信号電荷を蓄積
する複数の光電変換部と、該光電変換部の各列に沿って
配置された複数の垂直電荷転送部からなり、光電変換部
から取り込んだ信号電荷を各垂直電荷転送部から同時に
1画素ずつ順次送り出すことが可能な垂直電荷転送手段
と、該垂直電荷転送手段から送出された信号電荷を画素
単位で任意に選択して転送する選択転送手段と、上記垂
直電荷転送手段から送出された信号電荷を水平ライン単
位で転送する水平電荷転送手段(例えば、水平CCD)
と、上記垂直電荷転送手段からの信号電荷が選択転送手
段と水平電荷転送手段とのどちらか一方に入力するよう
に制御する制御手段とを備えることを特徴としている。
An image sensor according to a second aspect of the present invention is arranged in a matrix form, and has a plurality of photoelectric conversion units for accumulating signal charges according to the amount of incident light, and a plurality of photoelectric conversion units arranged along each row of the photoelectric conversion units. Vertical charge transfer section, which is capable of sending out the signal charge taken in from the photoelectric conversion section one pixel at a time from each vertical charge transfer section, and the signal charge sent out from the vertical charge transfer section. , And a horizontal charge transfer means (for example, horizontal CCD) for transferring the signal charges sent from the vertical charge transfer means in horizontal line units.
And a control means for controlling so that the signal charge from the vertical charge transfer means is input to either the selective transfer means or the horizontal charge transfer means.

【0024】上記構成によれば、光電変換部によって生
成された信号電荷は、垂直電荷転送手段に引き込まれ
る。この信号電荷が選択転送手段に入力されるように制
御手段にて制御されていると、水平1ライン分の画素が
選択転送手段に入力される。選択転送手段では必要な信
号電荷のみを選択して転送すると共に、不要な信号電荷
を外部へ排出する。一方、垂直電荷転送手段からの信号
電荷が水平電荷転送手段に入力されるように制御手段に
て制御されていると、水平1ライン分の画素が水平電荷
転送手段に入力される。水平電荷転送手段ではその信号
電荷を全て1画素ずつ転送して出力する。
According to the above structure, the signal charges generated by the photoelectric conversion section are drawn into the vertical charge transfer means. When this signal charge is controlled by the control means so as to be inputted to the selective transfer means, pixels for one horizontal line are inputted to the selective transfer means. The selective transfer means selects and transfers only necessary signal charges and discharges unnecessary signal charges to the outside. On the other hand, when the control means controls the signal charge from the vertical charge transfer means to be input to the horizontal charge transfer means, pixels for one horizontal line are input to the horizontal charge transfer means. The horizontal charge transfer means transfers and outputs all the signal charges pixel by pixel.

【0025】したがって、選択転送手段によって部分画
像を高速に転送するか、水平電荷転送手段によって全画
像を通常の速度で転送するかを選択して出力することが
できる。これにより、1つのイメージセンサで2つの異
なる転送速度で画像を出力するマルチ読み出しが可能と
なる。
Therefore, it is possible to selectively output whether the partial image is transferred at high speed by the selective transfer means or the entire image is transferred at normal speed by the horizontal charge transfer means. This enables multi-reading in which one image sensor outputs images at two different transfer rates.

【0026】この結果、領域ごとに光学系やイメージセ
ンサを用意する必要がないので、コストおよび設置を行
うための作業を低減することができる。また、それらを
設置するための空間を要することもない。さらに、複数
の光学系やイメージセンサを配置した場合に比べて、画
素同士の対応をとるための複雑な処理や調整を行わなく
てよいので、全体としての装置の処理速度を向上させる
ことができる。
As a result, it is not necessary to prepare an optical system or an image sensor for each area, so that the cost and the work for installation can be reduced. Moreover, there is no need for a space for installing them. Further, compared to the case where a plurality of optical systems and image sensors are arranged, complicated processing and adjustment for making correspondence between pixels do not have to be performed, so that the processing speed of the apparatus as a whole can be improved. .

【0027】請求項3に記載のイメージセンサは、請求
項2に記載の構成に加えて、上記垂直電荷転送手段が各
垂直電荷転送部の長手方向の両端部に出力端を有し、2
つの出力端にそれぞれ信号電荷を転送することが可能な
双方向垂直電荷転送手段(例えば、双方向垂直CCD)
であり、上記選択転送手段が双方向垂直電荷転送手段の
一方の出力端に接続されると共に、水平電荷転送手段が
他方の出力端に接続され、上記制御手段が双方向垂直電
荷転送手段を駆動して2つの出力端のどちらに信号電荷
を転送するかを制御する駆動信号であることを特徴とし
ている。
In the image sensor according to a third aspect, in addition to the configuration according to the second aspect, the vertical charge transfer means has output terminals at both ends in the longitudinal direction of each vertical charge transfer section.
Bidirectional vertical charge transfer means (for example, bidirectional vertical CCD) capable of respectively transferring signal charges to one output terminal.
The selective transfer means is connected to one output end of the bidirectional vertical charge transfer means, the horizontal charge transfer means is connected to the other output end, and the control means drives the bidirectional vertical charge transfer means. The drive signal controls which of the two output terminals the signal charge is transferred to.

【0028】上記構成によれば、双方向垂直電荷転送手
段の一方の出力端には選択転送手段が、他方の出力端に
は水平電荷転送手段が接続されることになる。このと
き、双方向垂直電荷転送手段に転送された信号電荷が駆
動信号に制御されて選択転送手段に入力された場合には
部分画像が出力される。一方、駆動信号により水平電荷
転送手段に入力された場合には全画像が出力される。
According to the above structure, the selective transfer means is connected to one output end of the bidirectional vertical charge transfer means, and the horizontal charge transfer means is connected to the other output end. At this time, when the signal charge transferred to the bidirectional vertical charge transfer means is controlled by the drive signal and input to the selective transfer means, a partial image is output. On the other hand, when the drive signal is input to the horizontal charge transfer means, the entire image is output.

【0029】これにより、複雑な回路などを設けない容
易な構成で、選択的に2つの異なる転送速度で画像を出
力するマルチ読み出しのイメージセンサを実現すること
ができる。
This makes it possible to realize a multi-readout image sensor that selectively outputs images at two different transfer rates with a simple structure without providing a complicated circuit or the like.

【0030】請求項に記載のイメージセンサは、請求
2または3に記載の構成に加えて、上記選択転送手段
が、出力選択信号に基づいて開閉を行うことにより各垂
直電荷転送部から同時に送出された信号電荷を任意に選
択する複数の選択用スイッチング素子と、掃出選択信号
に基づいて開閉を行うことにより上記選択用スイッチン
グ素子に選択されなかった信号電荷を掃き捨てる複数の
掃出用スイッチング素子とからなることを特徴としてい
る。
In the image sensor according to a fourth aspect , in addition to the configuration according to the second or third aspect , the selective transfer means opens and closes on the basis of the output selection signal so that the vertical charge transfer sections simultaneously operate. A plurality of switching elements for selecting the sent signal charges arbitrarily, and a plurality of sweeping elements that open and close based on the sweep selection signal to sweep away the signal charges not selected by the above switching elements. It is characterized by comprising a switching element.

【0031】上記構成によれば、選択転送手段に転送さ
れた信号電荷は、選択用スイッチング素子によって必要
な信号電荷が選択される一方、掃出用スイッチング素子
によって不要な信号電荷が掃き捨てられる。これによ
り、選択転送手段は複数のスイッチング素子のみで構成
されているので、容易な構成で選択転送手段を構成する
ことが可能となる。
According to the above-mentioned structure, the signal charges transferred to the selective transfer means are selected by the selection switching element while the unnecessary signal charges are swept away by the sweeping switching element. Thus, the selective transfer means is composed of only a plurality of switching elements, so that the selective transfer means can be configured with a simple configuration.

【0032】[0032]

【発明の実施の形態】〔実施の形態1〕 本発明の実施の形態1について図1ないし図20に基づ
くとともに、図36および図38を参照して説明すれ
ば、以下の通りである。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiment 1 The following will describe Embodiment 1 of the present invention with reference to FIGS. 1 to 20 and with reference to FIGS. 36 and 38.

【0033】本実施の形態にかかるイメージセンサは、
図1に示すように、光電変換受光素子1、垂直CCD
2、バッファ3、選択用スイッチング素子4、および掃
出用スイッチング素子6を有する。
The image sensor according to the present embodiment is
As shown in FIG. 1, photoelectric conversion light receiving element 1, vertical CCD
2, a buffer 3, a selection switching element 4, and a sweeping switching element 6.

【0034】光電変換受光素子(光電変換部)1は、縦
n個×横m個のマトリクス状に配置され受光部を形成し
ている。光電変換受光素子1は、入射光量に応じて信号
電荷を蓄積し、あるタイミングで垂直CCD2にそれを
転送する。なお、本実施の形態では、説明を簡単にする
ために、n=6およびm=8として縦6画素×横8画素
=全48画素で構成される受光部を例にして説明を行
う。ただし、この数値は本実施の形態を限定するもので
はない。
The photoelectric conversion light receiving elements (photoelectric conversion portions) 1 are arranged in a matrix of n in vertical and m in horizontal to form a light receiving portion. The photoelectric conversion light receiving element 1 accumulates signal charges according to the amount of incident light and transfers them to the vertical CCD 2 at a certain timing. Note that, in the present embodiment, in order to simplify the description, a description will be given by taking as an example a light-receiving unit configured by n = 6 and m = 8 and consisting of vertical 6 pixels × horizontal 8 pixels = total 48 pixels. However, this numerical value does not limit the present embodiment.

【0035】垂直CCD(垂直電荷転送手段)2は、光
電変換受光素子1の横の個数と同数個(ここでは、8
個)の垂直CCD部(垂直電荷転送部)からなり、各垂
直CCD部は光電変換受光素子1の各縦1列に隣接して
垂直方向に配置される。垂直CCD2は、図中左隣の光
電変換受光素子1から転送された上記電荷を、一方の端
部に設けられた出力端からその電荷を1画素ずつ順次送
り出す。つまり、8個の垂直CCD部から同時に電荷が
送出されることによって、1行単位でバッファ3に電荷
が転送される。
The number of vertical CCDs (vertical charge transfer means) 2 is the same as the number of photoelectric conversion light receiving elements 1 in the horizontal direction (here, 8).
Individual vertical CCD sections (vertical charge transfer sections), and each vertical CCD section is arranged vertically adjacent to each vertical column of the photoelectric conversion light receiving element 1. The vertical CCD 2 sequentially sends out the electric charges transferred from the photoelectric conversion light receiving element 1 on the left side in the drawing pixel by pixel from an output end provided at one end. That is, the charges are transferred to the buffer 3 in units of one row by sending the charges from the eight vertical CCD units at the same time.

【0036】また、図2に示すように、垂直CCD2に
は、光電変換受光素子1で生成された電荷を垂直CCD
2内に転送させるための電荷転送信号C10を入力する電
荷転送信号線10が接続されている。さらに、垂直CC
D2には、垂直CCD2を駆動して、電荷を下方向へ移
動させるための垂直CCD駆動信号C11を入力する垂直
CCD駆動信号線11が接続されている。
As shown in FIG. 2, the vertical CCD 2 is provided with the charges generated by the photoelectric conversion light receiving element 1 in the vertical CCD.
The charge transfer signal line 10 for inputting the charge transfer signal C 10 for transferring the charge transfer signal to the inside 2 is connected. In addition, vertical CC
A vertical CCD drive signal line 11 for inputting a vertical CCD drive signal C 11 for driving the vertical CCD 2 and moving charges downward is connected to D2.

【0037】バッファ3は、図1に示すように、垂直C
CD2の出力端に接続され、垂直CCD2からの電荷を
一時的に保持する。また、バッファ3の利得を調整する
ことで、垂直転送路ごとの感度の違いを調整することが
できる。
The buffer 3 has a vertical C as shown in FIG.
It is connected to the output terminal of CD2 and temporarily holds the charge from the vertical CCD2. Moreover, by adjusting the gain of the buffer 3, it is possible to adjust the difference in sensitivity between the vertical transfer paths.

【0038】選択用スイッチング素子4は、例えばFE
T(Field Effect Transistor)などからなり、そのドレ
インがバッファ3に接続され、ソースが出力信号線8に
接続され、ゲートが出力選択信号線5に接続される。こ
の選択用スイッチング素子4は、出力選択信号線5に入
力される出力選択信号に基づいて、バッファ3内の必要
な電荷のみを選択して出力信号線8に導く。
The switching element 4 for selection is, for example, FE
The drain is connected to the buffer 3, the source is connected to the output signal line 8, and the gate is connected to the output selection signal line 5. The selection switching element 4 selects only the necessary charges in the buffer 3 based on the output selection signal input to the output selection signal line 5 and guides it to the output signal line 8.

【0039】掃出用スイッチング素子6は、例えばFE
Tなどからなり、そのドレインがバッファ3に接続さ
れ、ソースが掃出信号線9に接続され、ゲートが掃出選
択信号線7に接続される。上記掃出信号線9は接地され
ている。この掃出用スイッチング素子6は、選択用スイ
ッチング素子4で選択されなかった電荷を、掃出選択信
号線7に入力される掃出選択信号に基づいて選択して掃
出信号線9に導く。
The sweep switching element 6 is, for example, FE
The drain is connected to the buffer 3, the source is connected to the sweep signal line 9, and the gate is connected to the sweep selection signal line 7. The sweep signal line 9 is grounded. The sweep switching element 6 selects the electric charge not selected by the selection switching element 4 based on the sweep selection signal input to the sweep selection signal line 7 and guides it to the sweep signal line 9.

【0040】なお、請求項1に記載の選択転送手段は、
バッファ3、選択用スイッチング素子4、出力選択信号
線5、掃出用スイッチング素子6、掃出選択信号線7、
出力信号線8、および掃出信号線9に対応している。
The selective transfer means according to claim 1 is
Buffer 3, selection switching element 4, output selection signal line 5, sweep switching element 6, sweep selection signal line 7,
It corresponds to the output signal line 8 and the sweep signal line 9.

【0041】上記構成によるイメージセンサの動作を、
図2に示すように、全48画素のうち中央部の縦3画素
×横3画素の9画素で形成される有効領域12のみを出
力する場合を例にあげて説明する。この動作を行う場合
には、図3に示すような駆動クロックを発生させる。
The operation of the image sensor having the above structure is
As shown in FIG. 2, a case will be described as an example in which only the effective area 12 formed by 9 pixels of vertical 3 pixels × horizontal 3 pixels in the central portion out of all 48 pixels is output. When performing this operation, a drive clock as shown in FIG. 3 is generated.

【0042】なお、この説明に際して上記選択用スイッ
チング素子4を図中右から4aないし4hとし、掃出用
スイッチング素子6を6aないし6hとして説明する。
また、図3におけるC4aないしC4hは選択用スイッチン
グ素子4aないし4hに印加される出力選択信号を表
し、C6aないしC6hは掃出用スイッチング素子6aない
し6hに印加される掃出選択信号を表している。また、
8 は出力信号線8から出力される信号を示している。
In this description, the selection switching element 4 will be described as 4a to 4h from the right in the figure, and the sweep switching element 6 will be described as 6a to 6h.
Further, C 4a to C 4h in FIG. 3 represent output selection signals applied to the switching elements 4a to 4h, and C 6a to C 6h are sweep selection signals applied to the switching elements 6a to 6h. Is represented. Also,
C 8 indicates a signal output from the output signal line 8.

【0043】照射された光量に応じた電荷が光電変換受
光素子1にて生成され(図5参照)、図3に示す電荷転
送信号C10がHレベルになると全48画素の電荷が垂直
CCD2に転送される(図6参照)。転送された電荷は
垂直CCD駆動信号C11がHレベルになると、最下部の
1行分からバッファ3に転送される。そして、垂直CC
D駆動信号C11を一旦Lレベルにすると同時に掃出用ス
イッチング素子6aないし6hをONとする。つまり、
最も下の1行目には必要な画素が存在しないため、選択
用スイッチング素子4aないし4hは全てOFFとし、
掃出用スイッチング素子6aないし6hを同時にONと
して全ての電荷を一度に掃き出す(図7参照)。次の1
行も同様に行う(図8参照)。
The photoelectric conversion light receiving element 1 generates charges according to the amount of light applied (see FIG. 5). When the charge transfer signal C 10 shown in FIG. 3 becomes H level, the charges of all 48 pixels are transferred to the vertical CCD 2. It is transferred (see FIG. 6). The transferred charges are transferred to the buffer 3 from the bottom one row when the vertical CCD drive signal C 11 becomes H level. And vertical CC
At the same time that the D drive signal C 11 is set to L level, the sweep switching elements 6a to 6h are turned ON. That is,
Since the necessary pixels do not exist in the first row at the bottom, all the switching elements for selection 4a to 4h are turned off,
The sweep switching elements 6a to 6h are simultaneously turned on to sweep all charges at once (see FIG. 7). Next 1
Rows are similarly processed (see FIG. 8).

【0044】下から3行目から5行目の画素には必要と
する画素が3画素ずつ存在する。したがって、この場
合、掃出用スイッチング素子6a・6b、6fないし6
hをONにして計5画素を掃き捨て、選択用スイッチン
グ素子4cないし4eを順次1つずつONにして3つの
画素を順に1つずつ出力する(図9〜図11参照)。最
後の行は、最初の行と同様に全て画素を掃き出す(図1
2参照)。
There are three required pixels in the third to fifth rows from the bottom. Therefore, in this case, the sweep switching elements 6a, 6b, 6f through 6
A total of 5 pixels are swept away by turning on h, and the switching elements for selection 4c to 4e are sequentially turned on one by one to output three pixels one by one (see FIGS. 9 to 11). The last row sweeps out all the pixels like the first row (Fig. 1
2).

【0045】このようにして、転送すべき電荷は選択用
スイッチング素子4aないし4hに選択され出力信号線
8より順次出力される一方、不要な画素の電荷は掃出用
スイッチング素子6aないし6hにより掃出信号線9へ
出力される。
In this way, the charges to be transferred are selected by the switching elements 4a to 4h for selection and sequentially output from the output signal line 8, while the charges of unnecessary pixels are swept by the switching elements 6a to 6h for sweeping. It is output to the output signal line 9.

【0046】なお、図7や図12のように、全ての電荷
を一度に放出する場合には掃出信号線9に流れる電流が
大きくなる場合があるため、まず、掃出用スイッチング
素子6aないし6dのみをONとして半分を掃き出し
(図13(a)参照)、その後、掃出用スイッチング素
子6eないし6hをONとして残りの半分を掃き出す構
成としてもよい(図13(b)参照)。この場合の駆動
クロックは、図4に示す通りである。
Incidentally, as shown in FIGS. 7 and 12, when all the charges are discharged at one time, the current flowing through the sweep signal line 9 may become large. Therefore, first, the sweep switching elements 6a to 6a. A configuration may be adopted in which only 6d is turned on and half is swept out (see FIG. 13A), and then the sweeping switching elements 6e to 6h are turned on and the other half is swept out (see FIG. 13 (b)). The drive clock in this case is as shown in FIG.

【0047】上記図3に示すような駆動クロックを発生
させる手法としては、図16に示すアルゴリズムを用い
れば容易に行うことができる。まず、比較のために、従
来のイメージセンサの動作を説明する。
The method for generating the driving clock as shown in FIG. 3 can be easily performed by using the algorithm shown in FIG. First, for comparison, the operation of the conventional image sensor will be described.

【0048】図36に示す従来のCCDイメージセンサ
で、縦6画素×横8画素の画像を転送する場合のフロー
チャートは、図14に示すようになる。
The conventional CCD image sensor shown in FIG. 36 shows a flow chart for transferring an image of vertical 6 pixels × horizontal 8 pixels as shown in FIG.

【0049】ステップ(以下Sと略称する)101で
は、光電変換受光素子1に受光された光量に応じた電荷
が発生する。これを垂直CCD2に転送し、下からの行
数をカウントする縦カウンタの変数Iに1を代入する
(S102)。その後、垂直CCD2を駆動し、下から
Iライン目の画素を表す電荷を水平CCD15に転送し
(S103)、右からの列数をカウントする横カウンタ
の変数Jに1を代入する(S104)。そして、水平C
CD15を駆動し、出力信号線16から1画素分の情報
が出力される(S105)。変数Jに1を加え(S10
6)、S107で変数Jが8を越えていなければS10
5へ戻り処理を繰り返し、変数Jが8を越えていればS
108へ進む。すなわち、水平CCD15に転送された
水平1ライン分(8画素)の画像情報を全て出力するま
で出力を繰り返す。
In step (hereinafter abbreviated as S) 101, electric charges are generated according to the amount of light received by the photoelectric conversion light receiving element 1. This is transferred to the vertical CCD 2 and 1 is assigned to the variable I of the vertical counter that counts the number of rows from the bottom (S102). After that, the vertical CCD 2 is driven, charges representing the pixels on the I-th line from the bottom are transferred to the horizontal CCD 15 (S103), and 1 is substituted for the variable J of the horizontal counter that counts the number of columns from the right (S104). And horizontal C
The CD 15 is driven, and information for one pixel is output from the output signal line 16 (S105). Add 1 to variable J (S10
6), if the variable J does not exceed 8 in S107, S10
Return to 5 and repeat the process. If variable J exceeds 8, S
Proceed to 108. That is, the output is repeated until all the image information of one horizontal line (8 pixels) transferred to the horizontal CCD 15 is output.

【0050】S108では、変数Iに1を加え、S10
9で変数Iが6を越えていなければS103へ戻り、変
数Iが6を越えていれば処理を終了する。すなわち、垂
直ライン分だけS103〜S109の処理を繰り返すこ
とで全ての画素を出力する。結局、必要とする画素数に
関係なく、横の画素数×縦の画素数回(この場合は8×
6=48回)の出力を行う。
At S108, 1 is added to the variable I, and S10
If the variable I does not exceed 6 at 9, the process returns to S103, and if the variable I exceeds 6, the process ends. That is, all the pixels are output by repeating the processing of S103 to S109 for the vertical lines. After all, regardless of the number of pixels required, the number of horizontal pixels x the number of vertical pixels (8 x 8 in this case)
6 = 48 times).

【0051】次に、図38に示す従来のイメージセンサ
で、縦6画素×横8画素の画像を水平1ライン単位で間
引いて部分転送を行う場合のフローチャートは、図15
に示すようになる。
Next, in the conventional image sensor shown in FIG. 38, a flow chart in the case of carrying out partial transfer by thinning out an image of vertical 6 pixels × horizontal 8 pixels in units of horizontal 1 line,
As shown in.

【0052】S201〜S203は、上記S101〜S
103と同様に、発生した電荷を垂直CCD2に転送
し、縦のカウント数を表す変数Iに1を代入すると、垂
直CCD2が動作し、下からIライン目の画素を表す電
荷が水平CCD15に転送される。ここで、変数Iは下
から何番目の水平ラインの画素が水平CCD15に転送
されたかを示しているため、S204では、変数Iが3
から5の範囲(2<I<6)である場合にはS205
へ、それ以外の場合にはS211の処理へと分岐する。
S201 to S203 are the above S101 to S
Similarly to 103, when the generated charges are transferred to the vertical CCD 2 and 1 is substituted for the variable I representing the vertical count number, the vertical CCD 2 operates and the charges representing the pixels on the I line from the bottom are transferred to the horizontal CCD 15. To be done. Here, since the variable I indicates which pixel of the horizontal line from the bottom has been transferred to the horizontal CCD 15, the variable I is 3 in S204.
If the range is from 5 to 5 (2 <I <6), S205
Otherwise, the process branches to S211.

【0053】S211では、掃出信号がONとなり、掃
出信号線105より水平CCD15に転送された1ライ
ン全ての電荷が一括して掃き捨てられる。このとき、掃
き捨てが十分な時間以上この状態を保持したまま、掃出
信号をOFFとし、S209の処理に移行する。
In S211, the sweep signal is turned on, and the charges of all the one lines transferred from the sweep signal line 105 to the horizontal CCD 15 are swept together. At this time, the sweep signal is turned off while keeping this state for a sufficient time for sweeping, and the process proceeds to S209.

【0054】一方、S204で変数Iが3から5の範囲
である場合にはS205〜S208の処理を行うが、こ
れは上述のS104〜S107の処理と同じである。す
なわち、水平CCD15に転送された水平1ライン分
(8画素)の画像情報を全て出力するまで出力を繰り返
す。
On the other hand, when the variable I is in the range of 3 to 5 in S204, the processes of S205 to S208 are performed, which is the same as the above-described processes of S104 to S107. That is, the output is repeated until all the image information of one horizontal line (8 pixels) transferred to the horizontal CCD 15 is output.

【0055】S209では、変数Iに1を加え、S21
0で変数Iが6を越えていなければS203へ戻り、変
数Iが6を越えていれば処理を終了する。すなわち、垂
直ライン分だけS203〜S210の処理を繰り返すこ
とで必要な画素が存在する水平ラインのみを出力する。
結局、必要とする画素数が存在する下から3・4・5番
目の3つの水平ラインの全ての画素を出力するため、3
×8(横画素数)=24回の出力を行う。なお、出力範
囲を変更する場合には、S204での変数Iとの比較に
用いた数値を変更する。例えば、有効な画素が下から2
〜4ライン目に含まれているならば、S204の比較式
を「1<I<5」に変更すればよい。
In S209, 1 is added to the variable I, and S21
If it is 0 and the variable I does not exceed 6, the process returns to S203, and if the variable I exceeds 6, the process ends. That is, by repeating the processing of S203 to S210 for vertical lines, only horizontal lines in which necessary pixels are present are output.
After all, since all the pixels of the 3rd, 4th, and 5th horizontal lines from the bottom, which have the required number of pixels, are output, 3
× 8 (number of horizontal pixels) = 24 times of output. When changing the output range, the numerical value used for the comparison with the variable I in S204 is changed. For example, the effective pixels are 2 from the bottom.
If it is included in the 4th to 4th lines, the comparison expression in S204 may be changed to "1 <I <5".

【0056】これら従来例に対する本実施の形態におけ
る図2のイメージセンサの部分転送の動作は、図16の
フローチャートに示す通りである。
The partial transfer operation of the image sensor of FIG. 2 in the present embodiment with respect to these conventional examples is as shown in the flowchart of FIG.

【0057】光電変換受光素子1には受光された光量に
応じた電荷が発生する。これを垂直CCD2に転送し
(S1)、下からの行数をカウントする縦カウンタの変
数Iに1を代入する(S2)。その後、垂直CCD2が
駆動し、下からIライン目の画素を表す電荷をバッファ
3に転送する(S3)。
Electric charges are generated in the photoelectric conversion light receiving element 1 according to the amount of received light. This is transferred to the vertical CCD 2 (S1), and 1 is assigned to the variable I of the vertical counter that counts the number of rows from the bottom (S2). After that, the vertical CCD 2 is driven, and the charges representing the pixels on the I line from the bottom are transferred to the buffer 3 (S3).

【0058】上記変数Iは、下から何番目の水平ライン
の画素がバッファ3に転送されたかを示しているので、
S4では変数Iが3から5の範囲である場合にはS5へ
進み、それ以外の場合にはS13の処理へ分岐する。S
13では、掃出用スイッチング素子6を全てONにする
ことにより、掃出信号線9から電荷を掃き出す。このと
き、掃き捨てに十分な時間以上この状態を保持したま
ま、掃出用スイッチング素子6を全てOFFとし、S1
1の処理に移行する。
Since the variable I indicates which pixel of the horizontal line from the bottom is transferred to the buffer 3,
In S4, if the variable I is in the range of 3 to 5, the process proceeds to S5, and if not, the process branches to S13. S
In 13, the charges are swept out from the sweep signal line 9 by turning on all the sweep switching elements 6. At this time, all the switching elements 6 for sweeping are turned off while maintaining this state for a sufficient time for sweeping out, and S1
The processing shifts to 1.

【0059】一方、S5では、まず、掃き捨てるべき画
素である右から1・2・6・7・8番目の5画素に対応
する、掃出用スイッチング素子6a、6b、6f、6
g、および6hのみをONとし、それ以外の掃出用スイ
ッチング素子6cないし6eはOFFのままとする(図
9参照)。次に、右からの列数をカウントする横カウン
タの変数Jに3を代入し(S6)、選択用スイッチング
素子4のうち右からJ番目のみをONとし、出力信号線
8より出力を行う(S7)。一定期間後この選択用スイ
ッチング素子4をOFFとしS7を終了する。横カウン
タの変数Jの値に1を加え(S8)、S9で変数Jが5
を越えていなければS7・S8を繰り返し、変数Jが5
を越えていればS10へ進む。S10では、掃出用スイ
ッチング素子6の全てをOFFとする。すなわち、S5
〜S10の処理によって、水平1ライン分のうち有効な
画素である右から3・4・5番目の画素のみの出力を行
うことになる。
On the other hand, in S5, first, the sweeping switching elements 6a, 6b, 6f, 6 corresponding to the 1st, 2nd, 6th, 7th, and 8th pixels from the right, which are the pixels to be swept away.
Only g and 6h are turned on, and the other sweeping switching elements 6c to 6e are kept off (see FIG. 9). Next, 3 is substituted for the variable J of the horizontal counter that counts the number of columns from the right (S6), only the Jth switch from the right of the switching elements 4 for selection is turned on, and output is performed from the output signal line 8 ( S7). After a certain period of time, the switching element 4 for selection is turned off, and S7 ends. 1 is added to the value of the variable J of the horizontal counter (S8), and the variable J is set to 5 in S9.
If it does not exceed S7 and S8, the variable J becomes 5
If it exceeds, proceed to S10. In S10, all the sweep switching elements 6 are turned off. That is, S5
Through the processing from S10 to S10, only the 3rd, 4th, and 5th pixels from the right, which are effective pixels in one horizontal line, are output.

【0060】このように、水平1ライン分のうち必要な
部分のみ出力を行うので、3画素を出力するためには3
回のみ出力を行えばよい。これは、図15のアルゴリズ
ムを用いた従来例の場合のように、有効画素が含まれて
いるラインは全て出力する場合(水平1ラインで8回の
出力)に対し少ない回数しか出力しないため、従来と比
較してさらに高速な動作が可能となっている。
As described above, since only the necessary portion of one horizontal line is output, 3 pixels are required to output 3 pixels.
You need to output only once. This is because, as in the case of the conventional example using the algorithm of FIG. 15, all the lines including effective pixels are output only a small number of times as compared with the case of outputting all (eight horizontal lines output eight times). It is possible to operate at a higher speed than the conventional one.

【0061】S10あるいはS13の処理の後、縦カウ
ンタの変数Iに1を加え(S11)、S12で変数Iが
6を越えていなければS3へ戻り、変数Iが6を越えて
いれば処理を終了する。
After the processing of S10 or S13, 1 is added to the variable I of the vertical counter (S11). If the variable I does not exceed 6 in S12, the process returns to S3. If the variable I exceeds 6, the processing is performed. finish.

【0062】以上の処理により、撮像した画素のうち、
有効な画素が含まれている垂直ラインの数だけS4〜S
11の処理を繰り返し、かつその中で有効な画素に対し
てのみS7〜S9の処理を行うことで、必要な画素のみ
出力している。この場合は、必要な画素である縦3画素
×横3画素=9画素のみ出力している。これは上記従来
例の出力である48画素や24画素よりはるかに少な
く、高速化されていることがわかる。
Through the above processing, among the imaged pixels,
The number of vertical lines including valid pixels is S4 to S4.
By repeating the process of 11 and performing the processes of S7 to S9 only for effective pixels among them, only necessary pixels are output. In this case, only the required 3 vertical pixels × 3 horizontal pixels = 9 pixels are output. This is much smaller than the output of the above-mentioned conventional example of 48 pixels or 24 pixels, and it can be seen that the speed is increased.

【0063】なお、出力範囲を変更する場合は、S4や
S9での変数I・Jとの比較に用いた数値、S5の掃き
捨てる画素の指定、およびS6の変数Jに代入する値を
変更すればよい。例えば、有効な画素が下から2〜4ラ
イン目で右から2・3番目に含まれているならば、S4
の比較式を「1<I<5」に、S9の比較式を「J>
3」に、S5の掃出用スイッチング素子6を「6a・6
d・6e・6f・6g・6h」に、S6の変数Jに代入
する値を「2」に変更すればよい。
When changing the output range, it is necessary to change the numerical value used for comparison with the variable I / J in S4 or S9, the pixel to be swept out in S5, and the value assigned to the variable J in S6. Good. For example, if valid pixels are included in the second to fourth lines from the bottom and the second and third lines from the right, S4
To the comparison expression of "1 <I <5" and the comparison expression of S9 to "J>"
3 ”, the switching element 6 for sweep of S5 is set to“ 6a · 6
d.6e.6f.6g.6h ", and the value assigned to the variable J in S6 may be changed to" 2 ".

【0064】また、動作に必要な時間を垂直CCD2が
駆動している時間までで考えると、図5〜図12より、
1フレーム分の画像を出力する場合に必要なクロック数
は19クロックである。しかしながら、従来の全ての画
素を出力する場合には、掃き捨てた残り48−9=39
画素も転送しなければならないので、さらに39クロッ
ク分も必要となる。このとき、本実施の形態のように水
平3ラインを掃き捨てる3クロック分は必要ないので、
結局、19+39−3=55クロック必要となる。ま
た、水平ライン単位で掃き捨てを行う場合でも、下から
3〜5ラインの画像は全て転送するため、1ライン当た
り5画素分余分に転送することになり、19+3×5=
34クロック必要である。実際のイメージセンサの画素
数は遙に多いので、必要な部分の画素数と全体の画素数
との差が大きいほど、全体を出力する場合に比べ部分出
力時の速度は速くなる。
Considering the time required for the operation up to the time when the vertical CCD 2 is driven, from FIG. 5 to FIG.
The number of clocks required to output an image for one frame is 19 clocks. However, when all the conventional pixels are output, the remaining sweep-out is 48-9 = 39.
Since pixels also have to be transferred, another 39 clocks are required. At this time, there is no need for the three clocks for sweeping out the horizontal three lines as in the present embodiment.
After all, 19 + 39-3 = 55 clocks are required. Further, even when sweeping out in units of horizontal lines, since all the images of the 3 to 5 lines from the bottom are transferred, 5 pixels are additionally transferred per line, and 19 + 3 × 5 =
34 clocks are required. Since the actual number of pixels of the image sensor is much larger, the larger the difference between the required number of pixels and the total number of pixels is, the faster the partial output speed is as compared to the case of the whole output.

【0065】また、上記実施の形態では、有効領域12
が長方形もしくは正方形の領域の場合について述べた
が、以下の掃き出しデータ表および出力データ表に示す
データテーブルと図17に示すアルゴリズムを用いるこ
とにより、あらゆる形状の領域の出力が可能となる。
Further, in the above embodiment, the effective area 12
Although a rectangular area or a square area has been described, it is possible to output an area of any shape by using the data table shown in the following sweep data table and output data table and the algorithm shown in FIG.

【0066】表1は掃き出しデータを示すものであり、
その行番号は下からの水平ライン番号を示すものであ
る。表1では行番号が1・2・6番の値は全て「1」で
あり、全ての画素を掃き出すことを示す。行番号が3・
4・5番の値は右から3・4・5番目が「0」であるの
で画素を掃き出さず、残りは掃き出すことを示す。この
「0」の領域は図2で示した有効領域12の範囲を示
す。
Table 1 shows the sweep data,
The line number indicates the horizontal line number from the bottom. In Table 1, the values of row numbers 1, 2, and 6 are all "1", indicating that all pixels are swept out. Line number is 3
The values of Nos. 4 and 5 indicate that pixels are not swept out and the rest are swept out because the 3rd, 4th, and 5th from the right are “0”. The area of "0" indicates the range of the effective area 12 shown in FIG.

【0067】[0067]

【表1】 [Table 1]

【0068】表2は、出力すべきデータを示す。その行
番号は表1の行番号に対応している。列番号は出力する
位置を順に示したものであり、行番号が1・2・6番の
値は全て「0」であり、全ての画素を出力しないことを
示す。また、行番号が3・4・5番目の値は左から「3
・4・5」の値となっているが、これは図2における下
から3・4・5番目の水平ラインの各右から3・4・5
番目の画素をこの順に出力することを示す。つまり、
「0」以外の数値は図2の有効領域12の範囲を出力す
る順も合わせて示している。
Table 2 shows the data to be output. The row number corresponds to the row number in Table 1. The column numbers sequentially indicate output positions, and the values of row numbers 1, 2, and 6 are all “0”, indicating that all pixels are not output. In addition, the values with the 3rd, 4th, and 5th line numbers are "3
"4.5", which is 34.5 from the right of the 34.5th horizontal line from the bottom in FIG.
It indicates that the th pixel is output in this order. That is,
Numerical values other than "0" are also shown in the order of outputting the range of the effective area 12 in FIG.

【0069】[0069]

【表2】 [Table 2]

【0070】図17は、この表1および表2を用いて、
任意の領域を出力する場合のアルゴリズムを示してい
る。
FIG. 17 uses Table 1 and Table 2 below.
The algorithm for outputting an arbitrary area is shown.

【0071】S21ないしS23では、上述のS1ない
しS3と同様に、光電変換受光素子1で発生した電荷を
垂直CCD2に転送し、変数Iに1を代入する。その
後、垂直CCD2が動作し、下からIライン目の画素を
表す電荷をバッファ3に転送する。
In S21 to S23, the charges generated in the photoelectric conversion light receiving element 1 are transferred to the vertical CCD 2 and 1 is substituted into the variable I, as in S1 to S3 described above. After that, the vertical CCD 2 operates to transfer the charges representing the pixels on the I-th line from the bottom to the buffer 3.

【0072】次に、表1の掃き出しデータ表の行番号が
I番目のデータを変数Bに入力する(S24)。変数B
に入力したデータを掃出選択信号線7に出力し掃出用ス
イッチング素子6を駆動する(S25)。出力を保持す
る時間をカンウトする第1タイマをセットし(S2
6)、横カウンタの変数Jに1を代入し(S27)、表
2の出力表の列番号がJ番目のデータを変数Cに代入す
る(S28)。つまり、変数Cには、出力表のI行J列
のデータが代入されることになる。S29で、この変数
Cに代入した値が0ならばS30へ移行し、変数Cの値
が0でないならばS34へ移行する。つまり、変数Cの
値が0の場合は次の行に移行する。したがって、表2の
「0」の右にある数値は参照されないので無効である。
Next, the data whose row number is I-th in the sweep data table of Table 1 is input to the variable B (S24). Variable B
The data input to is output to the sweep selection signal line 7 to drive the sweep switching element 6 (S25). Set the first timer to count the time to hold the output (S2
6) Then, 1 is assigned to the variable J of the horizontal counter (S27), and the data whose column number in the output table of Table 2 is J is assigned to the variable C (S28). That is, the data in the I-th row and the J-th column of the output table is substituted into the variable C. In S29, if the value assigned to the variable C is 0, the process proceeds to S30, and if the value of the variable C is not 0, the process proceeds to S34. That is, when the value of the variable C is 0, the process proceeds to the next line. Therefore, the numerical value to the right of "0" in Table 2 is invalid because it is not referenced.

【0073】ここで、変数Cの値が0でない場合は出力
すべき画素があるということであるので、選択用スイッ
チング素子4の右からC番目の出力のみをONにし(S
34)、出力を保持する時間をカンウトする第2タイマ
をセットし(S35)、第2タイマが経過するのを待つ
(S36)。第2タイマ経過後、ONにしていた選択用
スイッチング素子4の選択出力をOFFにし(S3
7)、横カウンタの変数Jに1を加え(S38)、この
値が8を越えていればS30に移行し、越えていなけれ
ばS28へ戻り処理を繰り返す。
Here, if the value of the variable C is not 0, it means that there is a pixel to be output, so only the C-th output from the right of the selection switching element 4 is turned on (S
34), set a second timer that counts the time for holding the output (S35), and waits for the second timer to elapse (S36). After the elapse of the second timer, the selection output of the switching element 4 for selection which has been turned on is turned off (S3
7), 1 is added to the variable J of the horizontal counter (S38), and if this value exceeds 8, the process proceeds to S30, and if it does not exceed 8, the process returns to S28 and repeats the processing.

【0074】S30では、第1タイマが経過するのを待
ち、掃き出すべきデータを十分に掃き出し、その後掃出
用スイッチング素子6の掃出出力を全てOFFにする
(S31)。縦カウンタの変数Iに1を加えて(S3
2)、S33で変数Iが6を越えていなければS23へ
戻り、変数Iが6を越えていれば水平6ライン全ての処
理が終了する。
In S30, waiting for the first timer to elapse, the data to be swept out is sufficiently swept, and thereafter, all the sweep outputs of the sweep switching element 6 are turned off (S31). Add 1 to the variable I of the vertical counter (S3
2) If the variable I does not exceed 6 in S33, the process returns to S23, and if the variable I exceeds 6, the processing of all 6 horizontal lines is completed.

【0075】なお、上記第1・第2タイマは、データを
十分に掃き出すための時間をカウントするためのもので
ある。第1タイマは、独立に時間をカウントしており、
設定した時間が経過したかどうかを判断する機能を持つ
ものとする。なお、このようなタイマ機能は一般的なも
のであるため詳細な説明は行わない。
The first and second timers are for counting the time for sufficiently sweeping out the data. The first timer counts time independently,
It shall have a function to judge whether the set time has elapsed. Note that such a timer function is general and will not be described in detail.

【0076】以上の動作により、必要な画素のみを出力
する高速駆動が可能となる。上記有効領域12に対して
表1・表2のデータおよび図17のアルゴリズムを用い
ると、電荷は図5〜図12で示したように移動し、図1
6のアルゴリズムの実行と同じ結果を生む。しかしなが
ら、図17のアルゴリズムは、図16のアルゴリズムの
ような単純な長方形の領域に対してだけでなく、あらゆ
る形状の領域の出力を高速に実行することができる。
By the above operation, high speed driving which outputs only necessary pixels can be performed. When the data of Tables 1 and 2 and the algorithm of FIG. 17 are used for the effective area 12, the charges move as shown in FIGS.
It produces the same result as the execution of the algorithm of 6. However, the algorithm of FIG. 17 can output not only a simple rectangular area like the algorithm of FIG. 16 but also areas of any shape at high speed.

【0077】例えば、図18に示される色の濃い部分で
示されるような画像領域のみの情報が必要な場合でも、
表3で示される掃き出しデータと表4で示される出力デ
ータとを用いて、図17のアルゴリズムを実行させれ
ば、高速に部分出力が可能である。なお、図15で示さ
れる水平ライン単位の選択による高速化手法では、図1
8のように全ての水平ラインに必要な画素が含まれてい
る場合には全く高速化できない。
For example, even when information on only the image area shown by the dark portion shown in FIG. 18 is required,
If the sweep data shown in Table 3 and the output data shown in Table 4 are used to execute the algorithm of FIG. 17, partial output can be performed at high speed. It should be noted that in the speed-up method by selection in units of horizontal lines shown in FIG.
When all the horizontal lines include the necessary pixels as in 8, the speed cannot be increased at all.

【0078】[0078]

【表3】 [Table 3]

【0079】[0079]

【表4】 [Table 4]

【0080】この場合の動作を考えると、図18の領域
は下の水平ラインからそれぞれ〔2・3〕、〔3・
4〕、〔4・5〕、〔5・6〕、〔6・7〕、〔7・
8〕の2画素ずつの情報が必要である。それぞれ必要な
部分以外を掃き出すのであるから、表3の掃き出しデー
タは、必要な部分が「0」、それ以外は「1」となり、
「11111001、11110011、111001
11、11001111、10011111、0011
1111」となる。また、表4の出力データは、必要な
画素をそのまま並べればよく、それぞれ「2・3、3・
4、4・5、5・6、6・7、7・8」となる。
Considering the operation in this case, the areas of FIG. 18 are [2.3] and [3.
4], [4.5], [5.6], [6.7], [7.
8], information for every two pixels is required. Since each part other than the necessary part is swept out, the swept data in Table 3 is "0" for the necessary part and "1" for the other parts,
"11111001, 11110011, 111001
11, 11001111, 10011111, 0011
1111 ". Further, in the output data of Table 4, necessary pixels may be arranged as they are, and “2, 3, 3 ,.
4,4,5,5,6,6,7,7.8 ".

【0081】これらのデータに対して図17のアルゴリ
ズムを用いると、<掃き出し(11111001)、出
力(2)、出力(3)、掃き出し(1111001
1)、出力(3)、出力(4)、掃き出し(11100
111)、出力(4)、出力(5)、掃き出し(110
01111)、出力(5)、出力(6)、掃き出し(1
0011111)、出力(6)、出力(7)、掃き出し
(00111111)、出力(7)、出力(8)>の順
に動作を行う。この場合の出力回数も、必要な画素数で
ある12回のみである。以上により、図18で示される
ような全水平ラインに必要な画素が含まれている場合で
も必要な画素のみの出力を行うことができることがわか
る。
Using the algorithm of FIG. 17 for these data, <sweep (11111001), output (2), output (3), sweep (1111001)
1), output (3), output (4), sweep (11100
111), output (4), output (5), sweep (110)
01111), output (5), output (6), sweep (1
0011111), output (6), output (7), sweep out (00111111), output (7), output (8)>. The number of outputs in this case is only 12 which is the required number of pixels. From the above, it can be seen that even if the required pixels are included in all the horizontal lines as shown in FIG. 18, only the required pixels can be output.

【0082】次に、図19で示されるような場合を考え
る。これは縦2画素×横2画素の領域をそれぞれ1つの
画素で代表させた出力を行う場合の出力画素を示してお
り、画素の代表により1/2に縮小された画像を出力す
ることを意味する。このような場合でも、表5に示され
る掃き出しデータと表6で示される出力データとを用い
て、図17のアルゴリズムを実行させれば、高速に部分
出力を行うことが可能である。
Next, consider the case as shown in FIG. This shows an output pixel in the case of performing an output in which a region of 2 pixels in the vertical direction × 2 pixels in the horizontal direction is represented by one pixel, which means that an image reduced to ½ by the representative of the pixels is output. To do. Even in such a case, if the sweep data shown in Table 5 and the output data shown in Table 6 are used to execute the algorithm of FIG. 17, partial output can be performed at high speed.

【0083】[0083]

【表5】 [Table 5]

【0084】[0084]

【表6】 [Table 6]

【0085】この場合の動作を考えると、図19の領域
は下の水平ラインからそれぞれ〔なし〕、〔2・4・6
・8〕、〔なし〕、〔2・4・6・8〕、〔なし〕、
〔2・4・6・8〕の情報が必要であるから、表5の掃
き出しデータは、「11111111、1010101
0、11111111、10101010、11111
111、10101010」となる。また、表6の出力
データは、「なし、2・4・6・8、なし、2・4・6
・8、なし、2・4・6・8」となる。
Considering the operation in this case, the areas in FIG. 19 are respectively [none] and [2.4.6] from the lower horizontal line.
・ 8], [None], [2,4,6,8], [None],
Since the information of [2, 4, 6, 8] is required, the sweep data of Table 5 is "11111111, 1010101.
0, 11111111, 10101010, 11111
111, 10101010 ". In addition, the output data of Table 6 is “none, 2/4/6/8, none, 2/4/6
・ 8, none, 2, 4, 4, 6, 8 ".

【0086】これらのデータに対して図17のアルゴリ
ズムを用いると、<掃き出し(11111111)、掃
き出し(10101010)、出力(2)、出力
(4)、出力(6)、出力(8)、掃き出し(1111
1111)、掃き出し(10101010)、出力
(2)、出力(4)、出力(6)、出力(8)、掃き出
し(11111111)、掃き出し(1010101
0)、出力(2)、出力(4)、出力(6)、出力
(8)>の順に動作を行う。この場合の出力回数も、必
要な画素数である12回のみである。以上より図19で
示されるような画素が連続していない場合でも必要な画
素のみの出力を行うことができることがわかる。
Using the algorithm of FIG. 17 for these data, <sweep (11111111), sweep (10101010), output (2), output (4), output (6), output (8), sweep ( 1111
1111), sweep (10101010), output (2), output (4), output (6), output (8), sweep (11111111), sweep (1010101)
0), output (2), output (4), output (6), output (8)> in this order. The number of outputs in this case is only 12 which is the required number of pixels. From the above, it can be seen that only the necessary pixels can be output even when the pixels shown in FIG. 19 are not continuous.

【0087】次に、図20で示されるような場合を考え
る。これは中央部の縦6画素×横4画素の領域を出力す
るだけである。この場合、表7に示される掃き出しデー
タと表8で示される出力データとを用いて、図17のア
ルゴリズムを実行させれば、左右に反転した画像を高速
に出力が可能である。
Next, consider the case shown in FIG. This only outputs an area of vertical 6 pixels × horizontal 4 pixels in the central portion. In this case, if the sweep-out data shown in Table 7 and the output data shown in Table 8 are used to execute the algorithm of FIG. 17, it is possible to output a horizontally inverted image at high speed.

【0088】[0088]

【表7】 [Table 7]

【0089】[0089]

【表8】 [Table 8]

【0090】この場合の動作を考えると、図20の領域
は全て〔3・4・5・6〕の情報が必要であるから、表
7の掃き出しデータは全て「11000011」とな
る。また、表8の出力データは、全て「3・4・5・
6」とするはずであるが、左右反転させるために全て逆
順の「6・5・4・3」とする。
Considering the operation in this case, since the information of [3, 4, 5, 6] is required for all the areas in FIG. 20, all the sweep data in Table 7 is "11000011". Also, the output data in Table 8 are all "3, 4, 5,
It is supposed to be 6 ", but in order to reverse left and right, it is set to" 6, 5, 4, 3 "in reverse order.

【0091】これらのデータに対して図17のアルゴリ
ズムを用いると、<掃き出し(11000011)、出
力(6)、出力(5)、出力(4)、出力(3)、掃き
出し(11000011)、出力(6)、出力(5)、
出力(4)、出力(3)、掃き出し(1100001
1)、出力(6)、出力(5)、出力(4)、出力
(3)、掃き出し(11000011)、出力(6)、
出力(5)、出力(4)、出力(3)、掃き出し(11
000011)、出力(6)、出力(5)、出力
(4)、出力(3)、掃き出し(11000011)、
出力(6)、出力(5)、出力(4)、出力(3)>の
順に動作を行う。ここで水平画素の出力順序が3・4・
5・6ではなく、逆の6・5・4・3になっているの
で、左右反転画像が出力されていることがわかる。ま
た、この場合の出力回数も、必要な画素数である24回
のみである。これにより、水平ライン内で左右反転など
出力順序を変更した場合でも、必要な画素のみの出力を
行うことができることがわかる。
Using the algorithm of FIG. 17 for these data, <sweep (11000011), output (6), output (5), output (4), output (3), sweep (11000011), output ( 6), output (5),
Output (4), output (3), sweep (1100001
1), output (6), output (5), output (4), output (3), sweep (11000011), output (6),
Output (5), Output (4), Output (3), Sweep (11
000011), output (6), output (5), output (4), output (3), sweep (11000011),
The operation is performed in the order of output (6), output (5), output (4), output (3)>. Here, the output order of horizontal pixels is 3.4.
Since it is not 5/6 but the reverse 6/5/4/3, it can be seen that a horizontally reversed image is output. Further, the number of outputs in this case is only 24, which is the required number of pixels. As a result, it can be understood that even when the output order is changed such as left-right inversion in the horizontal line, only the necessary pixels can be output.

【0092】以上のように、本実施の形態にかかるイメ
ージセンサは、水平1ライン分の画素のうち必要な画素
だけを選択して部分画像を出力することができるので、
不要画素を転送する時間分だけ高速転送が可能となる。
この結果、イメージセンサの処理速度を向上させること
が可能となる。
As described above, since the image sensor according to the present embodiment can select only the necessary pixels from the pixels for one horizontal line and output the partial image,
High-speed transfer is possible for the time required to transfer the unnecessary pixels.
As a result, the processing speed of the image sensor can be improved.

【0093】また、本イメージセンサは画素単位で間引
きを行うため、水平ライン単位で出力する部分が違う不
定型な領域がある場合や目的の領域が複数ある場合で
も、全画像情報を出力するより十分に高速な転送が可能
となる。また、ライン単位の間引きを行っていた従来の
イメージセンサと比較しても、特に目的領域の画素数が
少ない場合には目的領域の形にかかわらず、高速に出力
することができる。
Further, since this image sensor thins out in pixel units, even if there is an irregular area in which the output portion is different in horizontal line units or there are a plurality of target areas, all image information is output. A sufficiently high-speed transfer is possible. Further, even when compared with the conventional image sensor that performs thinning in units of lines, it is possible to output at high speed regardless of the shape of the target area, especially when the number of pixels in the target area is small.

【0094】さらに、選択転送手段での画素の選択を1
つおきにして転送する画素数を1/2個とすることで1
/2に縮小した画像を出力することも可能となる。ま
た、複数を同時に選択して平均の値を出力する、すなわ
ち、隣接した画素n個を同時に選択することで横方向に
1/nに圧縮した画像を取り出すことも可能となる。
Further, the pixel selection by the selective transfer means is set to 1
1 by setting the number of pixels to be transferred every other half
It is also possible to output an image reduced to / 2. Further, it is also possible to simultaneously select a plurality of pixels and output an average value, that is, to simultaneously select n adjacent pixels to extract an image compressed to 1 / n in the horizontal direction.

【0095】〔実施の形態2〕 本発明の実施の形態2について図21および図22に基
づいて説明すれば、以下の通りである。なお、説明の便
宜上、前記の実施の形態の図面に示した部材と同一の部
材には同一の符号を付記し、その説明を省略する。
Embodiment 2 The following will describe Embodiment 2 of the present invention with reference to FIGS. 21 and 22. For the sake of convenience of explanation, the same members as those shown in the drawings of the above-described embodiment are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

【0096】本実施の形態のイメージセンサは、図21
に示すように、実施の形態1の垂直CCD2の代わりに
双方向垂直CCD13を備えるとともに、水平CCD1
5および垂直CCD駆動信号線14を加えており、その
他の構成については実施の形態1と同じである。
The image sensor of this embodiment has the configuration shown in FIG.
As shown in FIG. 3, a bidirectional vertical CCD 13 is provided instead of the vertical CCD 2 of the first embodiment, and the horizontal CCD 1
5 and a vertical CCD drive signal line 14 are added, and other configurations are the same as those in the first embodiment.

【0097】双方向垂直CCD(双方向垂直電荷転送手
段)13は上下双方向に電荷を移動することができるC
CDであり、光電変換受光素子1の横の個数と同数個
(ここでは、8個)の垂直CCD部からなる。各垂直C
CD部は光電変換受光素子1の各縦1列に隣接して垂直
方向に配置される。また、各垂直CCD部は、長手方向
の両端部に出力端を有し、図において、双方向垂直CC
D13の下部の出力端には水平CCD15が接続され、
上部の出力端には選択転送手段が接続される。
The bidirectional vertical CCD (bidirectional vertical charge transfer means) 13 is capable of moving charges up and down bidirectionally.
It is a CD, and is composed of the same number of vertical CCD units as the photoelectric conversion light receiving elements 1 (here, eight). Each vertical C
The CD unit is arranged vertically adjacent to each one vertical column of the photoelectric conversion light receiving element 1. Each vertical CCD section has an output end at both ends in the longitudinal direction.
A horizontal CCD 15 is connected to the output end of the lower part of D13,
Selective transfer means is connected to the upper output terminal.

【0098】なお、選択転送手段は、バッファ3、選択
用スイッチング素子4、出力選択信号線5、掃出用スイ
ッチング素子6、掃出選択信号線7、および出力信号線
8からなっている。また、選択転送手段と水平CCD1
5とは上下が逆になってもよいことは言うまでもない。
The selective transfer means comprises a buffer 3, a selection switching element 4, an output selection signal line 5, a sweep switching element 6, a sweep selection signal line 7, and an output signal line 8. Also, the selective transfer means and the horizontal CCD 1
It goes without saying that the upper and lower sides of 5 may be reversed.

【0099】上記双方向垂直CCD13には、光電変換
受光素子1で生成された電荷を双方向垂直CCD13内
に転送させる電荷転送信号C10を入力するための電荷転
送信号線10が接続される。さらに、双方向垂直CCD
13には、電荷を上方向に転送するように制御する垂直
CCD駆動信号C14を入力するための垂直CCD駆動信
号線14が接続されるとともに、電荷を下方向に転送す
るように制御する垂直CCD駆動信号C11を入力するた
めの垂直CCD駆動信号11が接続されている。
A charge transfer signal line 10 for inputting a charge transfer signal C 10 for transferring the charges generated by the photoelectric conversion light receiving element 1 into the bidirectional vertical CCD 13 is connected to the bidirectional vertical CCD 13. In addition, bidirectional vertical CCD
A vertical CCD drive signal line 14 for inputting a vertical CCD drive signal C 14 for controlling the transfer of electric charges in the upward direction is connected to 13 and a vertical CCD for controlling the transfer of electric charges in the downward direction. The vertical CCD drive signal 11 for inputting the CCD drive signal C 11 is connected.

【0100】水平CCD(水平電荷転送手段)15は、
入力された1ライン分の電荷を1画素ずつ順に出力信号
線16から出力する。水平CCD15が1ライン分の電
荷を出力信号線16から出力し終わる毎に双方向垂直C
CD13から1ライン分の転送が行われ、全ての電荷が
転送されることで1画面分の情報が出力される。なお、
水平CCD15は、水平CCD駆動信号線21に入力さ
れる水平CCD駆動信号C21により駆動される。
The horizontal CCD (horizontal charge transfer means) 15 is
The input charges for one line are sequentially output from the output signal line 16 pixel by pixel. Each time the horizontal CCD 15 finishes outputting the charge for one line from the output signal line 16, the bidirectional vertical C
One line is transferred from the CD 13, and all the charges are transferred, so that information for one screen is output. In addition,
The horizontal CCD 15 is driven by the horizontal CCD drive signal C 21 input to the horizontal CCD drive signal line 21.

【0101】なお、請求項3記載の駆動信号は、垂直C
CD駆動信号C11および垂直CCD駆動信号C14に対応
している。
The drive signal described in claim 3 is the vertical C
It corresponds to the CD drive signal C 11 and the vertical CCD drive signal C 14 .

【0102】上記構成によれば、光電変換受光素子1に
よって生成された電荷は、隣接する垂直CCD部に転送
される。双方向垂直CCD13では、下へ転送する垂直
CCD駆動信号C11により水平CCD15に1行単位で
電荷が転送されるか、あるいは上へ転送する垂直CCD
駆動信号C14により選択転送手段へ1行単位で電荷が転
送される。
According to the above configuration, the charges generated by the photoelectric conversion light receiving element 1 are transferred to the adjacent vertical CCD section. In the bidirectional vertical CCD 13, the charges are transferred to the horizontal CCD 15 in units of one row or the vertical CCD is transferred upward by the vertical CCD drive signal C 11 transferred downward.
The drive signal C 14 transfers the charges to the selective transfer means in units of one row.

【0103】すなわち、本実施の形態のイメージセンサ
は、垂直CCD駆動信号線14を用いずに、双方向垂直
CCD13、垂直CCD駆動信号線11、および水平C
CD15にて出力信号線16より通常の全画面の出力を
通常の速度で得る場合と、垂直CCD駆動信号線11を
用いずに、双方向垂直CCD13、垂直CCD駆動信号
線14、および選択転送手段にて出力信号線8より任意
の領域の出力を高速に得る場合との2種類の出力系を持
つイメージセンサとなる。
That is, the image sensor of the present embodiment does not use the vertical CCD drive signal line 14, but the bidirectional vertical CCD 13, the vertical CCD drive signal line 11, and the horizontal C line.
When a normal full screen output is obtained from the output signal line 16 at the CD 15 at a normal speed and when the vertical CCD drive signal line 11 is not used, the bidirectional vertical CCD 13, the vertical CCD drive signal line 14, and the selective transfer means. Thus, the image sensor has two types of output systems, that is, a case where an output in an arbitrary region is obtained at high speed from the output signal line 8.

【0104】したがって、どちらの出力系に送られる情
報も同一の受光面により得られたものであるため、双方
の出力間の画素のずれや拡大率(1画素が表現する面
積)の違いは基本的に存在しない。このため、どちらの
出力系から得た画像であっても、画像処理などにより面
積などの計測を行っても全く同じ結果が得られる。
Therefore, since the information sent to either output system is obtained by the same light-receiving surface, the difference in pixel shift and the enlargement ratio (area expressed by one pixel) between both outputs are basically the same. Does not exist. Therefore, no matter which output system the image is obtained, the same result can be obtained even if the area or the like is measured by image processing or the like.

【0105】これにより、別の光学系やイメージセンサ
を用意した場合と比べて、2つの光学系やイメージセン
サ間の複雑な調整や、2つの画像出力間の相関関係を求
めるための複雑な計算を行う必要はない。また、温度や
振動による調整後の両者のずれも全く気にする必要がな
くなる。つまり、異なるアスペクト比や転送周期を持つ
画像を容易かつ高精度に得ることができる。さらに、イ
メージセンサは1台でよいので、コスト、設置する空
間、および設置にかかる作業を低減することができる。
As a result, as compared with the case where another optical system or image sensor is prepared, a complicated calculation for obtaining a correlation between two optical systems or image sensors and a correlation between two image outputs is required. You don't have to. Further, there is no need to worry about the deviation between the two after adjustment due to temperature or vibration. That is, it is possible to easily and highly accurately obtain images having different aspect ratios and transfer cycles. Further, since only one image sensor is required, it is possible to reduce cost, installation space, and installation work.

【0106】また、上部の選択転送手段により全領域を
選択出力する場合と、下部の水平CCD15で全領域を
転送する場合とでは転送する領域は同じになるが、それ
ぞれの出力系から転送される画素の順序が異なるなどの
違いがある。しかし、それ以上に2つの出力系を別々に
持つということは以下の大きな特徴がある。
The area to be transferred is the same when the entire area is selectively output by the upper selective transfer means and when the entire area is transferred by the lower horizontal CCD 15, but is transferred from each output system. There are differences such as the order of pixels being different. However, having two output systems separately than that has the following major features.

【0107】すなわち、水平CCD15から出力を得る
ことは、通常のCCD撮像素子で映像を得ることと全く
同じであるため、従来同様NTSC(National Televis
ionSystem Committee) などの規格に合致したタイミン
グで信号を出力することに特化させることができる。一
方、選択転送手段を用いた部分読み出し動作による任意
の範囲の画像出力は、NTSCなどの決まった形態で転
送せずに、接続される画像処理装置に転送するのに都合
のよいタイミングや速度に特化させる構成や、高速化の
ために特化させた構成など、自由に設計することができ
る。
That is, since obtaining an output from the horizontal CCD 15 is exactly the same as obtaining an image with a normal CCD image pickup device, the NTSC (National Televis
It is possible to specialize in outputting signals at a timing that conforms to standards such as the Ion System Committee). On the other hand, the image output in an arbitrary range by the partial read operation using the selective transfer means is not transferred in a fixed form such as NTSC, but at a timing and speed convenient for transfer to the connected image processing apparatus. It is possible to freely design a specialized configuration or a specialized configuration for speeding up.

【0108】このように自由に設計しても、2つの出力
の各々の性能を落とすことがないので、各々の目的に合
わせて自由に選択して使用する多機能化が可能となる。
なお、本実施の形態では、高速化が目的である双方向垂
直CCD13、垂直CCD駆動信号線14、および選択
転送手段を用いた部分読み出しの高速動作に何ら影響を
与えることなく通常の画面を得ることができる。
Even if it is designed freely as described above, the performance of each of the two outputs is not deteriorated, so that it is possible to realize a multi-function that can be freely selected and used according to each purpose.
In the present embodiment, a normal screen is obtained without affecting the high-speed operation of partial reading using the bidirectional vertical CCD 13, the vertical CCD drive signal line 14, and the selective transfer means whose purpose is to increase the speed. be able to.

【0109】なお、図21では、2つの出力系は全ての
画素をその対象としていたが、これに限られることはな
い。例えば、図22に示すように、受光部の画素数(光
電変換受光素子数)を縦6画素×横16画素として、双
方向垂直CCD13の上部に接続され受光部の全ての画
素を対象とした幅16画素分の水平CCD26と、双方
向垂直CCD13の下部に接続され高速部分読出部とし
て中央の縦6画素×横8画素を対象とした選択転送手段
と、左右の縦6画素×横4画素の2つの部分それぞれか
ら電荷を掃き出す電荷掃出部29・30とを備える構成
としてもよい。なお、水平CCD26は、水平CCD駆
動信号線28に入力される水平CCD駆動信号C28によ
り駆動される。このようなイメージセンサは、高速な部
分転送を行うべき領域が中央部に限定しているような場
合に用いることができる。
In FIG. 21, the two output systems target all pixels, but the present invention is not limited to this. For example, as shown in FIG. 22, the number of pixels of the light receiving portion (the number of photoelectric conversion light receiving elements) is 6 pixels in the vertical direction × 16 pixels in the horizontal direction, and all pixels of the light receiving portion connected to the upper portion of the bidirectional vertical CCD 13 are targeted. A horizontal CCD 26 having a width of 16 pixels and a selective transfer means connected to the lower part of the bidirectional vertical CCD 13 for the central vertical 6 pixels × horizontal 8 pixels as a high-speed partial reading unit and the left / right vertical 6 pixels × horizontal 4 pixels It may be configured to include charge sweeping units 29 and 30 for sweeping charges from each of the two portions. The horizontal CCD 26 is driven by the horizontal CCD drive signal C 28 input to the horizontal CCD drive signal line 28. Such an image sensor can be used when the area where high-speed partial transfer is to be performed is limited to the central portion.

【0110】これによれば、垂直CCD駆動信号C14
よって双方向垂直CCD13内の電荷を上方向に移動さ
せ、水平CCD26に入力させると、水平CCD26の
出力信号線27から全ての電荷が出力される。一方、垂
直CCD駆動信号C11によって双方向垂直CCD13内
の電荷を下方向へ移動させ、選択転送手段および電荷掃
出部29・30に入力させる。すると、選択転送手段に
入力された中央の縦6画素×横8画素分の電荷は出力信
号線8から必要な電荷のみが選択出力されるとともに、
電荷掃出部29・30に入力された左右の縦6画素×横
4画素分の電荷は掃き捨てられる。
According to this, when the charges in the bidirectional vertical CCD 13 are moved upward by the vertical CCD drive signal C 14 and input to the horizontal CCD 26, all the charges are output from the output signal line 27 of the horizontal CCD 26. It On the other hand, the charges in the bidirectional vertical CCD 13 are moved downward by the vertical CCD drive signal C 11 and input to the selective transfer means and the charge sweeping units 29 and 30. Then, as for the electric charges for the central 6 vertical pixels × 8 horizontal pixels input to the selective transfer means, only the necessary electric charges are selectively output from the output signal line 8.
The charges of 6 pixels in the vertical direction and 4 pixels in the horizontal direction, which are input to the charge sweeping units 29 and 30, are swept away.

【0111】これにより、図21の構成のイメージセン
サと同様に、通常速度の転送と高速の転送との2種類の
出力系を持つイメージセンサとすることができる。この
場合、下部の選択転送手段の高速部分読出部が対象とす
る横方向の画素数を限定することで、横方向すべての画
素に対応するように高速読出部の回路構成をする場合に
比べて、回路が簡略化され、コスト的にも有利になる。
As a result, similar to the image sensor having the structure shown in FIG. 21, an image sensor having two types of output systems for normal speed transfer and high speed transfer can be obtained. In this case, by limiting the number of pixels in the horizontal direction targeted by the high-speed partial reading unit of the lower selective transfer unit, compared to the case where the circuit configuration of the high-speed reading unit is adapted to correspond to all pixels in the horizontal direction. The circuit is simplified, which is advantageous in terms of cost.

【0112】なお、本実施の形態では、双方向垂直CC
D13に水平CCD15あるいは水平CCD26が接続
されているが、双方向垂直CCD13の最端部の電荷が
これら水平CCDに流れ出たり、逆に流れ込んだりする
ことはない。
In this embodiment, the bidirectional vertical CC
The horizontal CCD 15 or the horizontal CCD 26 is connected to D13, but the electric charge at the end of the bidirectional vertical CCD 13 does not flow into these horizontal CCDs or vice versa.

【0113】また、本実施の形態では、双方向垂直CC
D13を用いて2つの出力系に電荷を移動させている
が、単方向の垂直CCDとスイッチ回路を用いて、2つ
の出力系の切り換えを行う構成とすることも可能であ
る。しかしながら、この場合、スイッチ回路を設けるた
め構成が複雑になるので、双方向垂直CCD13を用い
る構成の方が望ましい。
In this embodiment, bidirectional vertical CC
Although the electric charges are moved to the two output systems by using D13, it is also possible to adopt a configuration in which the two output systems are switched by using the unidirectional vertical CCD and the switch circuit. However, in this case, since the configuration is complicated because the switch circuit is provided, the configuration using the bidirectional vertical CCD 13 is preferable.

【0114】なお、上記実施の形態1および2では、垂
直CCD2あるいは双方向垂直CCD13の出力をバッ
ファ3を介して転送しているが、垂直CCD2の出力を
選択用スイッチング素子4および掃出用スイッチング素
子6に直接接続してもよい。
In the first and second embodiments, the output of the vertical CCD 2 or the bidirectional vertical CCD 13 is transferred via the buffer 3. However, the output of the vertical CCD 2 is switched to the selection switching element 4 and the sweep switching. It may be directly connected to the element 6.

【0115】〔参考形態1参考形態1 について図23ないし図25に基づいて説明
すれば、以下の通りである。なお、説明の便宜上、前記
の実施の形態の図面に示した部材と同一の部材には同一
の符号を付記し、その説明を省略する。
Reference Embodiment 1 Reference embodiment 1 will be described below with reference to FIGS. 23 to 25. For the sake of convenience of explanation, the same members as those shown in the drawings of the above-described embodiment are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

【0116】本参考形態のイメージセンサは、図23に
示すように、受光部の画素数を縦6画素×横16画素と
する。したがって、双方向垂直CCD13における垂直
CCD部の数は16個となる。双方向垂直CCD13の
上部には接続手段23を介して垂直CCD(電荷記憶転
送手段)24が接続され、垂直CCD24にはさらに水
平CCD26が接続される。双方向垂直CCD13の下
部には、中央8個の垂直CCD部に水平CCD15が接
続されるとともに、左右4個の垂直CCD部にそれぞれ
電荷掃出部29・30が接続される。
In the image sensor of the present embodiment , as shown in FIG. 23, the number of pixels of the light receiving portion is 6 vertical pixels × 16 horizontal pixels. Therefore, the number of vertical CCD units in the bidirectional vertical CCD 13 is 16. A vertical CCD (charge storage transfer means) 24 is connected to the upper part of the bidirectional vertical CCD 13 via a connecting means 23, and a horizontal CCD 26 is further connected to the vertical CCD 24. In the lower part of the bidirectional vertical CCD 13, the horizontal CCD 15 is connected to the central eight vertical CCD units, and the charge scavenging units 29 and 30 are connected to the left and right four vertical CCD units, respectively.

【0117】垂直CCD24には、垂直CCD24を駆
動して、電荷を固体内で上方向に移動させるための垂直
CCD駆動信号C25を入力する垂直CCD駆動信号線2
5が接続される。そして、垂直CCD駆動信号C25がO
FF状態のときには電荷は移動せずに固体内で保持さ
れ、ON状態となると移動を開始する。すなわち、垂直
CCD24は、画像情報を一時的に記憶するものであ
る。
A vertical CCD drive signal line 2 for inputting a vertical CCD drive signal C 25 for driving the vertical CCD 24 to move electric charges upward in the solid is input to the vertical CCD 24.
5 is connected. Then, the vertical CCD drive signal C 25 becomes O
In the FF state, the electric charge does not move and is held in the solid, and when it is in the ON state, it starts moving. That is, the vertical CCD 24 temporarily stores image information.

【0118】水平CCD26は、受光部の全ての画素を
対象とした幅16画素分に対応しており、垂直CCD2
4からの1ライン分の電荷を1画素ずつ順次出力信号線
27から出力する。この水平CCD26は、水平CCD
駆動信号線28に入力される水平CCD駆動信号C28
より駆動される。
The horizontal CCD 26 corresponds to a width of 16 pixels for all the pixels of the light receiving portion, and the vertical CCD 2
The charges of one line from 4 are sequentially output from the output signal line 27 pixel by pixel. This horizontal CCD 26 is a horizontal CCD
It is driven by the horizontal CCD drive signal C 28 input to the drive signal line 28.

【0119】接続手段23は、垂直CCD24に電荷が
記憶されている間は双方向垂直CCD13からの出力を
垂直CCD24に入力し、垂直CCD24に電荷が記憶
された後には双方向垂直CCD13からの出力が水平C
CD15および電荷掃出部29・30に入力するように
接続制御を行う。
The connecting means 23 inputs the output from the bidirectional vertical CCD 13 into the vertical CCD 24 while the electric charge is stored in the vertical CCD 24, and outputs the output from the bidirectional vertical CCD 13 after the electric charge is stored in the vertical CCD 24. Is horizontal C
Connection control is performed so that the data is input to the CD 15 and the charge sweeping units 29 and 30.

【0120】この接続手段23は、FETなどのスイッ
チング素子で構成すればよい。なお、垂直CCD24自
身にこの接続手段23の機能を持たせることもできる。
これは、CCDが素子の電位の変化によって電荷を移動
させる素子であるため、ある一点を常時高いポテンシャ
ルにしておくことでその点以降への電荷の移動を阻止す
ることができるからである。
The connecting means 23 may be composed of a switching element such as an FET. The vertical CCD 24 itself may be provided with the function of the connecting means 23.
This is because the CCD is an element that moves electric charges according to changes in the electric potential of the element, and therefore, by keeping a certain point at a high potential, it is possible to prevent the electric charges from moving to that point and beyond.

【0121】さらに、上記イメージセンサには、光電変
換受光素子1に照射される光量を制御するシャッター3
1が設けられる。このシャッター31は、それに接続さ
れたシャッター駆動信号線32にシャッター駆動信号C
32を入力することにより、その動作が制御される。
Further, the image sensor includes a shutter 3 for controlling the amount of light applied to the photoelectric conversion light receiving element 1.
1 is provided. This shutter 31 has a shutter drive signal C connected to a shutter drive signal line 32 connected to it.
Entering 32 controls its operation.

【0122】なお、駆動信号は、垂直CCD駆動信号C
11・C14・C25に対応している。
The drive signal is the vertical CCD drive signal C.
It corresponds to 11・ C 14・ C 25 .

【0123】上記構成によれば、双方向垂直CCD13
に転送された電荷は、垂直CCD駆動信号C14で上部へ
行単位で転送されるが、このとき、これと同期して垂直
CCD駆動信号C25も動作させることで垂直CCD24
に電荷を転送する。この処理を縦の画素数だけ行うこと
により、双方向垂直CCD13の電荷を全て垂直CCD
24に転送する。
According to the above configuration, the bidirectional vertical CCD 13
The charge transferred to is the vertical CCD drive signal C 14 to the upper is transferred row by row, this time, the vertical by operating also the vertical CCD drive signal C 25 in synchronism with CCD24
Transfer charge to. By performing this processing only for the number of vertical pixels, all the charges of the bidirectional vertical CCD 13 are
Transfer to 24.

【0124】この後、上下の垂直CCDを結んでいる接
続手段23を電気的もしくは機械的な手段などで切断す
ると、接続手段23より上の部分と下の部分とでは全く
独立の動作となる。このとき、接続手段23より上部は
イメージセンサから光電変換受光素子1を取り除いた構
造であるが、すでに電荷が転送され記憶されているた
め、通常のイメージセンサが1フレームの画像を転送す
る場合と同等の動作で出力信号線27から1フレームの
画像が出力することができる。
After that, when the connecting means 23 connecting the upper and lower vertical CCDs is cut by an electrical or mechanical means, the portions above and below the connecting means 23 become completely independent operations. At this time, the structure above the connecting means 23 has a structure in which the photoelectric conversion light receiving element 1 is removed from the image sensor. However, since charges have already been transferred and stored, a case where a normal image sensor transfers one frame image An image of one frame can be output from the output signal line 27 by the same operation.

【0125】一方、接続手段23より下部は、光電変換
受光素子1を含む1つのイメージセンサとなる。そし
て、新たに受光した画像を垂直CCD駆動信号C11で下
部へ行単位で転送し、電荷掃出部29・30にて電荷を
掃き捨てるとともに、水平CCD15にて通常のイメー
ジセンサと同等の動作を行い出力信号線16より1フレ
ームの画像を出力する。
On the other hand, the portion below the connecting means 23 constitutes one image sensor including the photoelectric conversion light receiving element 1. Then, the newly received image is transferred to the lower portion in units of rows by the vertical CCD drive signal C 11 , the charges are swept away by the charge sweeping units 29 and 30, and the horizontal CCD 15 operates in the same manner as an ordinary image sensor. Then, an image of one frame is output from the output signal line 16.

【0126】図24のタイミングチャートに基づいて、
上記並列イメージセンサの動作を説明する。なお、各垂
直CCDの動作クロックは、各水平CCDの動作より遅
くしてある。これは、水平CCDは1つのCCDが単独
で動作するため比較的高い周波数での動作が容易である
が、垂直CCDは複数の垂直CCD部を互いに同期させ
て動作させなければならないので水平CCDほどの高速
駆動が困難だからである。
Based on the timing chart of FIG.
The operation of the parallel image sensor will be described. The operation clock of each vertical CCD is slower than the operation of each horizontal CCD. This is because one horizontal CCD operates independently at a relatively high frequency, but a vertical CCD requires a plurality of vertical CCDs to operate in synchronization with each other. It is difficult to drive at high speed.

【0127】シャッター駆動信号C32がHレベルになる
とシャッター31が1回目の動作を行い、光電変換受光
素子1に光が当てられる。変換された電荷は電荷転送信
号C10の制御により双方向垂直CCD13に転送される
と、接続手段23がON状態になる(図24ではC23
示される)。このとき、垂直CCD駆動信号線14と垂
直CCD駆動信号線25とに互いに同期した垂直CCD
駆動信号C14および垂直CCD駆動信号C25を与えるこ
とにより、全ての電荷を垂直CCD24に転送する。こ
の間並行してシャッター31が2回目の動作を行って、
光電変換受光素子1に新たな電荷が生成される。
When the shutter drive signal C 32 becomes H level, the shutter 31 operates for the first time and the photoelectric conversion light receiving element 1 is irradiated with light. When the converted charges are transferred to the bidirectional vertical CCD 13 under the control of the charge transfer signal C 10 , the connecting means 23 is turned on (indicated by C 23 in FIG. 24). At this time, the vertical CCD driving signal lines 14 and the vertical CCD driving signal lines 25 are synchronized with each other.
By supplying the drive signal C 14 and the vertical CCD drive signal C 25 , all the charges are transferred to the vertical CCD 24. During this time, the shutter 31 performs the second operation in parallel,
New charges are generated in the photoelectric conversion light receiving element 1.

【0128】2回目のシャッター駆動信号C32がLレベ
ルとなるのと同期して接続手段23はOFF状態にな
り、接続手段23より下に配置された構成要素とは独立
した動作が可能となる。よって、垂直CCD24に転送
された電荷は水平CCD26と連動して、縦6画素×横
16画素で構成される1フレーム分の画像を独立して出
力信号線27から出力信号C27として順次転送すること
ができる。この間、新たに生成された電荷は、双方向垂
直CCD13に転送され、垂直CCD駆動信号C11によ
って受光部の下部にある水平CCD15と電荷掃出部2
9・30とに順次転送される。この水平CCD15と双
方向垂直CCD13との連動により、中央の縦6画素×
横8画素で構成される1フレームの画像が出力信号C16
として転送される。
The connection means 23 is turned off in synchronization with the second shutter drive signal C 32 becoming L level, and the operation independent of the constituent elements arranged below the connection means 23 is possible. . Therefore, the charges transferred to the vertical CCD 24 are interlocked with the horizontal CCD 26 to sequentially transfer one frame of an image composed of vertical 6 pixels × horizontal 16 pixels from the output signal line 27 as the output signal C 27. be able to. During this time, the newly generated charges are transferred to the bidirectional vertical CCD 13, and the vertical CCD drive signal C 11 causes the horizontal CCD 15 and the charge scavenging unit 2 located below the light receiving unit.
It is sequentially transferred to 9:30. The horizontal CCD 15 and the bidirectional vertical CCD 13 are interlocked with each other, so that the central vertical 6 pixels ×
8 horizontal output signal is the image of one frame consists of pixels C 16
Be transferred as.

【0129】さらに、シャッター31が3回目の動作を
行って光電変換受光素子1にて電荷が生成され、同様に
水平CCD15と双方向垂直CCD13との連動によ
り、中央の縦6画素×横8画素で構成されるもう1フレ
ームの画像が出力信号線16より出力される。
Further, the shutter 31 performs the third operation to generate electric charges in the photoelectric conversion light receiving element 1, and similarly, the horizontal CCD 15 and the bidirectional vertical CCD 13 are interlocked with each other, and the central vertical 6 pixels × horizontal 8 pixels An image of another frame composed of is output from the output signal line 16.

【0130】出力信号線16から出力信号C16が出力さ
れている間に、再びシャッター31が連動して、上部の
垂直CCD24へ次に転送する電荷が生成され、以上の
動作が繰り返される。
While the output signal C 16 is being output from the output signal line 16, the shutter 31 is linked again to generate charges to be transferred next to the upper vertical CCD 24, and the above operation is repeated.

【0131】図25は、図24のタイミングチャートの
うち、シャッター駆動信号C32、電荷転送信号C10、出
力信号C16、および出力信号C27のみを時間軸を拡大し
て表したものである。これにより、出力信号線16には
周期T、出力信号線27には周期2×T(=2T)で画
像が出力されていることがわかる。
FIG. 25 shows only the shutter drive signal C 32 , the charge transfer signal C 10 , the output signal C 16 , and the output signal C 27 in the timing chart of FIG. 24 with the time axis enlarged. . From this, it can be seen that the image is output to the output signal line 16 at the cycle T and the image to the output signal line 27 at the cycle 2 × T (= 2T).

【0132】以上のように、本参考形態にかかるイメー
ジセンサは、電荷を一時的に保持することができる垂直
CCD24を用いることによって、2つの水平CCD1
5・26から並列して画像を出力することができる。
As described above, the image sensor according to the present embodiment uses two vertical CCDs 1 by using the vertical CCD 24 capable of temporarily holding charges.
Images can be output in parallel from 5.26.

【0133】したがって、並行して出力される画像は共
通の受光部より撮影された画像であるため、出力間で共
通の画素に関しては全くずれることなく出力する。よっ
て、ここで得られる各出力を別々の画像処理装置を用い
て処理しても面積や位置のずれは全くないので、2台の
イメージセンサを用いる場合のようにカメラの位置合わ
せや倍率などの物理的調整や、複雑な相関関係の計算な
どの処理が不要となる。すなわち、扱う画素数の異なっ
た複数の画像処理装置での並列処理においても、1台の
イメージセンサで位置ずれや面積の相違のない正確でか
つ効率のよい並列画像を出力することができる。これに
より、2台のイメージセンサを用いた場合に比べて、調
整などによる処理が必要ないので、高速な処理を行うこ
とができる。
Therefore, since the images output in parallel are images taken by the common light receiving section, the common pixels between the outputs are output without any deviation. Therefore, even if each output obtained here is processed by using a different image processing device, there is no displacement in area or position. Therefore, as in the case of using two image sensors, there is no need for camera alignment, magnification, etc. It eliminates the need for physical adjustments and complicated correlation calculations. That is, even in parallel processing in a plurality of image processing devices having different numbers of pixels to be handled, a single image sensor can output an accurate and efficient parallel image with no positional deviation or area difference. As a result, compared to the case where two image sensors are used, processing such as adjustment is not required, so that high-speed processing can be performed.

【0134】また、本イメージセンサにおける2つの水
平CCDからは、領域の異なる周期的な画像を出力する
ことができる。このとき、本参考形態以外のアスペクト
比の水平CCDを用いたり、縦横の画素比や画素数など
を変えたりすることにより、各種の周期で出力が可能で
ある。
Further, the two horizontal CCDs in this image sensor can output periodic images of different regions. At this time, it is possible to output in various cycles by using a horizontal CCD having an aspect ratio other than this reference embodiment or by changing the vertical and horizontal pixel ratios or the number of pixels.

【0135】また、一方の水平CCDの動作をもう他方
の水平CCDの動作に支障を与えない範囲で、非同期の
動作を行うことなどの動作が実現できる。例えば、上記
参考形態では中央の縦6画素×横8画素の部分転送は短
時間で行えるので、受光領域全体の転送を妨げることな
く、全体転送の倍の周期で行っている。しかし、特に部
分転送を周期的に行う必要はなく、部分転送は全体転送
を妨げないタイミングであれば自由に動作させることが
できる。
Further, an operation such as an asynchronous operation can be realized within a range in which the operation of one horizontal CCD does not hinder the operation of the other horizontal CCD. For example, above
In the reference mode , partial transfer of 6 pixels in the vertical direction × 8 pixels in the horizontal direction can be performed in a short time. However, it is not necessary to periodically perform partial transfer, and partial transfer can be freely operated as long as it does not hinder the whole transfer.

【0136】これにより、全体転送を周期的に行いなが
ら、部分転送を必要な場合のみ動作させることで、少な
い待ち時間で部分転送を1フレームずつ行うことも可能
となる。すなわち、通常の画像転送を行いながら、部分
転送を高速に行うことができる。この結果、大きい領域
を一度に見る必要があるような画像処理を遅い周期で行
いながら、小さい画像の転送を短い周期で行うことで速
い周期での高速な部分画像処理を並行して行うことがで
きる。
As a result, the partial transfer can be performed frame by frame with a small waiting time by operating the partial transfer only when necessary while periodically performing the entire transfer. That is, partial transfer can be performed at high speed while performing normal image transfer. As a result, it is possible to perform high-speed partial image processing at a fast cycle in parallel by performing small image transfer at a short cycle while performing image processing at a slow cycle in which a large area needs to be viewed at once. it can.

【0137】〔参考形態2参考形態2 について図26ないし図29に基づいて説明
すれば、以下の通りである。なお、説明の便宜上、前記
の実施の形態または参考形態の図面に示した部材と同一
の部材には同一の符号を付記し、その説明を省略する。
Reference Embodiment 2 Reference embodiment 2 will be described below with reference to FIGS. 26 to 29. For convenience of explanation, the same members as those shown in the drawings of the above-described embodiments or reference embodiments are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

【0138】本参考形態のイメージセンサは、参考形態
の双方向垂直CCD13を垂直CCD2に代えて、
考形態1と同様に2つの出力系を持つイメージセンサを
提供する構成である。
The image sensor of this reference embodiment is the same as the reference embodiment.
1 bidirectional vertical CCD13 instead of vertical CCD 2, ginseng
Like the first embodiment, the image sensor having two output systems is provided.

【0139】図26に示すように、垂直CCD(単方向
垂直電荷転送手段)2の下部には切換手段35のa側を
介して垂直CCD37が接続され、垂直CCD37には
さらに水平CCD38が接続される。また、切換手段3
5のb側を介して中央の縦6画素×横8画素に対応させ
て水平CCD15が接続されるとともに、左右の縦6画
素×横4画素に対応させて電荷掃出部29・30が接続
される。
As shown in FIG. 26, a vertical CCD 37 is connected to the lower part of the vertical CCD (unidirectional vertical charge transfer means) 2 via the side a of the switching means 35, and a horizontal CCD 38 is further connected to the vertical CCD 37. It Also, the switching means 3
The horizontal CCD 15 is connected to correspond to the vertical 6 pixels × horizontal 8 pixels in the middle through the b side of 5, and the charge sweeping units 29 and 30 are connected to correspond to the horizontal 6 pixels × horizontal 4 pixels. To be done.

【0140】切換手段35は、垂直CCD2の出力を垂
直CCD37に転送するか、水平CCD15および電荷
掃出部29・30に転送するかを制御する。
The switching means 35 controls whether the output of the vertical CCD 2 is transferred to the vertical CCD 37 or the horizontal CCD 15 and the charge sweeping units 29 and 30.

【0141】垂直CCD37は、前記参考形態1の垂直
CCD24と同様に、撮像された1フレーム分の情報が
保持可能であり、垂直CCD駆動信号線36に入力され
る垂直CCD駆動信号C36により水平CCD38へ電荷
を転送する。
Like the vertical CCD 24 of the first embodiment , the vertical CCD 37 can hold the information of one frame which has been picked up, and the vertical CCD drive signal C 36 input to the vertical CCD drive signal line 36 makes the horizontal CCD 37 horizontal. The charge is transferred to the CCD 38.

【0142】水平CCD38は、水平CCD駆動信号線
40に入力される水平CCD駆動信号C40により制御さ
れて出力信号線39より電荷を転送する。
The horizontal CCD 38 transfers charges from the output signal line 39 under the control of the horizontal CCD drive signal C 40 input to the horizontal CCD drive signal line 40.

【0143】図27のタイミングチャートに基づいて、
上記イメージセンサの動作を説明する。
Based on the timing chart of FIG. 27,
The operation of the image sensor will be described.

【0144】シャッター駆動信号C32がHレベルになる
とシャッター31が動作し、光電変換受光素子1に光が
当てられる。変換された電荷は電荷転送信号C10により
垂直CCD2に転送されると、切換手段35がa側にな
って垂直CCD2は垂直CCD37に接続される(図2
7ではC35で示される)。垂直CCD駆動信号線11と
垂直CCD駆動信号線36とに互いに同期した垂直CC
D駆動信号C11および垂直CCD駆動信号C36を与える
ことにより、全ての電荷を垂直CCD37に転送する。
この間並行してシャッター31が動作して、光電変換受
光素子1に新たな電荷が生成される。
When the shutter drive signal C 32 becomes H level, the shutter 31 operates and the photoelectric conversion light receiving element 1 is irradiated with light. When the converted charges are transferred to the vertical CCD 2 by the charge transfer signal C 10 , the switching means 35 becomes a side and the vertical CCD 2 is connected to the vertical CCD 37 (FIG. 2).
7 is designated as C 35 ). Vertical CCs synchronized with the vertical CCD drive signal line 11 and the vertical CCD drive signal line 36.
By supplying the D drive signal C 11 and the vertical CCD drive signal C 36 , all the charges are transferred to the vertical CCD 37 .
During this time, the shutter 31 operates in parallel, and new charges are generated in the photoelectric conversion light receiving element 1.

【0145】2回目のシャッター駆動信号C32がLレベ
ルとなるのと同期して切換手段35がb側になって、垂
直CCD2は水平CCD15および電荷掃出部29・3
0に接続される。一方、切換手段35により切断された
垂直CCD37側の構成要素は単独動作が可能な状態と
なる。よって、先に垂直CCD37に転送された電荷
は、水平CCD38と連動して、縦6画素×横16画素
で構成される1フレーム分の画像を出力信号線39から
出力信号C39として順次転送される。この間、新たに生
成された電荷は、垂直CCD2に転送され、垂直CCD
駆動信号C11によって水平CCD15と電荷掃出部29
・30とに順次転送される。この水平CCD15と垂直
CCD2との連動により、中央の縦6画素×横8画素で
構成される1フレームの画像が出力信号線16より出力
される。
In synchronism with the second shutter drive signal C 32 going to L level, the switching means 35 is turned to the b side, and the vertical CCD 2 has the horizontal CCD 15 and the charge sweeping section 29.3.
Connected to 0. On the other hand, the components on the side of the vertical CCD 37 cut by the switching means 35 are in a state where they can operate independently. Therefore, the electric charges previously transferred to the vertical CCD 37 are sequentially transferred as an output signal C 39 from the output signal line 39 to one frame of an image composed of vertical 6 pixels × horizontal 16 pixels in cooperation with the horizontal CCD 38. It During this time, the newly generated charges are transferred to the vertical CCD 2 and are transferred to the vertical CCD 2.
The horizontal CCD 15 and the charge sweeping unit 29 are driven by the drive signal C 11 .
・ Sequentially transferred to 30. By the interlocking operation of the horizontal CCD 15 and the vertical CCD 2, an image of one frame composed of vertical 6 pixels × horizontal 8 pixels is output from the output signal line 16.

【0146】さらに、もう一度シャッター31が動作し
て、光電変換受光素子1にて電荷が生成され、同様に中
央でのもう1フレームの画像が出力信号線16より出力
される。
Further, the shutter 31 is operated again to generate charges in the photoelectric conversion light receiving element 1, and similarly, another frame image at the center is output from the output signal line 16.

【0147】出力信号線16から出力信号C16が出力さ
れている間に、再びシャッター31が連動して、垂直C
CD37へ次に転送する電荷が生成され、以上の動作を
繰り返す。
While the output signal C 16 is being output from the output signal line 16, the shutter 31 is re-engaged and the vertical C
The charges to be transferred next to the CD 37 are generated, and the above operation is repeated.

【0148】図28は、図27のタイミングチャートの
うち、シャッター駆動信号C32、電荷転送信号C10、出
力信号C16、および出力信号C39のみを時間軸を拡大し
て表したものである。出力信号線16には周期T、出力
信号線39には周期2Tで画像が出力されていることが
わかる。
FIG. 28 is a timing chart showing only the shutter drive signal C 32 , the charge transfer signal C 10 , the output signal C 16 , and the output signal C 39 in the timing chart of FIG. . It can be seen that the image is output to the output signal line 16 in the cycle T, and the output signal line 39 in the cycle 2T.

【0149】以上により、本参考形態にかかるイメージ
センサは、電荷を一時的に保持することができる垂直C
CD37を用いることによって、参考形態1と同様に2
つの水平CCD15・38から並列して画像を出力する
ことができる。
As described above, the image sensor according to this embodiment has a vertical C that can temporarily hold electric charges.
By using CD37, the same as in Reference Embodiment 1
Images can be output in parallel from the two horizontal CCDs 15 and 38.

【0150】参考形態1との相違点は次の点にある。
考形態1では、垂直CCD24および水平CCD26か
ら得られる画像の出力は受光部の上部のラインから順に
転送されるとともに、双方向垂直CCD13および水平
CCD15から得られる画像の出力は下部のラインから
順に転送されるので、各々の出力においてラインの転送
順序が逆になっている。これに対し、本参考形態では2
つの出力は共に下部のラインより転送される。
Differences from the first embodiment are as follows. three
In Consideration 1 , the output of the image obtained from the vertical CCD 24 and the horizontal CCD 26 is sequentially transferred from the upper line of the light receiving portion, and the output of the image obtained from the bidirectional vertical CCD 13 and the horizontal CCD 15 is sequentially transferred from the lower line. Therefore, the transfer order of the lines is reversed at each output. On the other hand, in this reference embodiment , 2
Both outputs are transferred from the lower line.

【0151】また、本参考形態では、切換手段35によ
り垂直CCD37か水平CCD15かに転送先を切り換
えるので、この切換手段35を含めた比較的複雑な配線
を必要とする。これに対して、参考形態1では、双方向
垂直CCD13の上部に接続するかしないかだけの単純
なスイッチで構成できる接続手段23を設けるだけでよ
いので、参考形態1の構成の方が好ましい。
Further, in the present embodiment , since the transfer destination is switched by the switching means 35 to the vertical CCD 37 or the horizontal CCD 15, a relatively complicated wiring including the switching means 35 is required. On the other hand, in the reference embodiment 1 , the connection means 23 that can be configured by a simple switch that is only connected or not connected to the upper portion of the bidirectional vertical CCD 13 is provided, and thus the configuration of the reference embodiment 1 is preferable.

【0152】なお、本参考形態のイメージセンサは、図
29に示す構成とすることも可能である。これは、垂直
CCD2に、水平CCD45、垂直CCD37、および
水平CCD38をこの順に直列に接続する構成である。
水平CCD45は、水平CCD駆動信号線46に入力さ
れる水平CCD駆動信号によってその駆動を制御され
る。つまり、上記水平CCD駆動信号は、垂直CCD2
からの電荷を出力信号線47から出力するか垂直CCD
37へ転送するかの制御を行っている。
The image sensor of this embodiment can also be configured as shown in FIG. In this configuration, the horizontal CCD 45, the vertical CCD 37, and the horizontal CCD 38 are connected in series in this order to the vertical CCD 2.
The driving of the horizontal CCD 45 is controlled by the horizontal CCD drive signal input to the horizontal CCD drive signal line 46. That is, the horizontal CCD drive signal is the vertical CCD2.
Charge from the output signal line 47 or a vertical CCD
It controls whether to transfer to 37.

【0153】この構成によると、垂直CCD2からの電
荷はまず水平CCD45に転送される。転送された電荷
は、水平CCD駆動信号がOFF状態のときには下部の
垂直CCD37に転送される。垂直CCD37で一時的
に保持された電荷は水平CCD38に転送され、出力信
号線39から出力される。一方、水平CCD駆動信号が
ON状態のときには、垂直CCD2から転送された電荷
は、垂直CCD37へは転送されずに水平CCD45の
出力信号線47から出力される。
According to this structure, the charges from the vertical CCD 2 are first transferred to the horizontal CCD 45. The transferred charges are transferred to the lower vertical CCD 37 when the horizontal CCD drive signal is OFF. The charges temporarily held by the vertical CCD 37 are transferred to the horizontal CCD 38 and output from the output signal line 39. On the other hand, when the horizontal CCD drive signal is in the ON state, the charge transferred from the vertical CCD 2 is output from the output signal line 47 of the horizontal CCD 45 without being transferred to the vertical CCD 37.

【0154】この場合も図26のイメージセンサと同様
に、垂直CCD37および水平CCD38により出力中
に、垂直CCD2および水平CCD45により並列して
出力可能である。
Also in this case, similarly to the image sensor of FIG. 26, the vertical CCD 37 and the horizontal CCD 38 can output in parallel while the vertical CCD 2 and the horizontal CCD 45 output while outputting.

【0155】しかしながら、以下の理由により、図29
の構成より図26の構成のイメージセンサの方が望まし
い。すなわち、図26の構成の場合には切換手段35に
より電荷の転送方向切り換えているため、垂直CCD2
の電荷を垂直CCD37に転送する間において水平CC
D15は自由に動作させることができるが、図29の構
成の場合には水平CCD45を通して垂直CCD37へ
転送するため、この間は水平CCD45は出力動作を行
うことができない。したがって、図29の構成より図2
6の構成のイメージセンサの方が並列動作をより高速に
行うことができる。
However, because of the following reasons, FIG.
26 is more preferable than the image sensor of FIG. That is, in the case of the configuration of FIG. 26, since the charge transfer direction is switched by the switching means 35, the vertical CCD 2
The horizontal CC while transferring the electric charge of
Although D15 can be freely operated, in the case of the configuration of FIG. 29, since it is transferred to the vertical CCD 37 through the horizontal CCD 45, the horizontal CCD 45 cannot perform the output operation during this period. Therefore, from the configuration of FIG.
The image sensor configured as described above can perform parallel operation at higher speed.

【0156】また、図29の構成では、下部へも転送可
能な水平CCD45が切換手段35の代わりをしている
ため、基本的に垂直CCD2と水平CCD45と垂直C
CD37との3つのCCDの横の画素数は一致する必要
があるが、図26の構成では切換手段35と電荷掃出部
29・30を設けることにより、それぞれ自由に横方向
の画素数を決定することができる。
Further, in the configuration of FIG. 29, since the horizontal CCD 45 which can also be transferred to the lower portion replaces the switching means 35, basically the vertical CCD 2, the horizontal CCD 45 and the vertical C
The number of pixels in the horizontal direction of the three CCDs and the CD 37 must match, but in the configuration of FIG. 26, the number of pixels in the horizontal direction is freely determined by providing the switching means 35 and the charge sweeping units 29 and 30. can do.

【0157】〔参考形態3参考形態3 について図30ないし図32に基づいて説明
すれば、以下の通りである。なお、説明の便宜上、前記
の実施の形態または参考形態の図面に示した部材と同一
の部材には同一の符号を付記し、その説明を省略する。
Reference Embodiment 3 Reference embodiment 3 will be described below with reference to FIGS. 30 to 32. For convenience of explanation, the same members as those shown in the drawings of the above-described embodiments or reference embodiments are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

【0158】本参考形態のイメージセンサは、参考形態
の構成に参考形態2の構成を適用している。すなわ
ち、図30に示すように、双方向垂直CCD13の上部
には接続手段23を介して垂直CCD24および水平C
CD26がこの順に接続される。一方、双方向垂直CC
D13の下部には切換手段35のa側を介して垂直CC
D37および水平CCD38がこの順に接続され、b側
を介して水平CCD15および電荷掃出部29・30が
接続される。これによって、本イメージセンサは、出力
が出力信号線16・27・39から出力する3並列イメ
ージセンサとして動作することになる。
The image sensor of this reference embodiment is the same as the reference embodiment.
The configuration of the reference form 2 is applied to the configuration of 1 . That is, as shown in FIG. 30, the vertical CCD 24 and the horizontal C are provided above the bidirectional vertical CCD 13 through the connecting means 23.
The CD 26 is connected in this order. On the other hand, bidirectional vertical CC
A vertical CC is provided under the D13 via the a side of the switching means 35.
The D37 and the horizontal CCD 38 are connected in this order, and the horizontal CCD 15 and the charge sweeping units 29 and 30 are connected via the side b. As a result, the image sensor operates as a 3-parallel image sensor whose output is output from the output signal lines 16, 27, 39.

【0159】図31のタイミングチャートに基づいて、
上記イメージセンサの動作を説明する。
Based on the timing chart of FIG. 31,
The operation of the image sensor will be described.

【0160】シャッター駆動信号C32がHレベルになる
とシャッター31が動作し、光電変換受光素子1に光が
当てられる。変換された電荷は電荷転送信号C10により
双方向垂直CCD13に転送されると、切換手段35が
a・b側のどちらにも非接続なOFF状態となり、双方
向垂直CCD13より下の部分は独立した状態となる一
方、接続手段23がON状態となって上部の垂直CCD
24と双方向垂直CCD13とが導通状態となる。そし
て、垂直CCD駆動信号線14と垂直CCD駆動信号線
25とに互いに同期した垂直CCD駆動信号C14および
垂直CCD駆動信号C25を与えることにより、全ての電
荷を垂直CCD24に転送する。この間並行してシャッ
ター31が動作して、光電変換受光素子1に新たな電荷
が生成される。
When the shutter drive signal C 32 becomes H level, the shutter 31 operates and the photoelectric conversion light receiving element 1 is irradiated with light. When the converted charges are transferred to the bidirectional vertical CCD 13 by the charge transfer signal C 10 , the switching means 35 is in an OFF state in which it is not connected to either the a or b side, and the portion below the bidirectional vertical CCD 13 is independent. On the other hand, the connection means 23 is turned on while the vertical CCD on the upper side
24 and the bidirectional vertical CCD 13 are brought into conduction. Then, by supplying the vertical CCD drive signal line 14 and the vertical CCD drive signal line 25 with the vertical CCD drive signal C 14 and the vertical CCD drive signal C 25 which are synchronized with each other, all the charges are transferred to the vertical CCD 24. During this time, the shutter 31 operates in parallel, and new charges are generated in the photoelectric conversion light receiving element 1.

【0161】2回目のシャッター駆動信号C32がLレベ
ルとなるのと同期して接続手段23はOFF状態とな
り、垂直CCD24から上の構成要素は双方向垂直CC
D13とは独立する。垂直CCD24で一時的に保持さ
れた電荷は、水平CCD26の出力信号線27により、
縦6画素×横16画素で構成される1フレーム分の画像
として転送される。
In synchronization with the second shutter drive signal C 32 becoming L level, the connecting means 23 is turned off, and the components above the vertical CCD 24 are the bidirectional vertical CCs.
Independent of D13. The electric charge temporarily held by the vertical CCD 24 is output by the output signal line 27 of the horizontal CCD 26.
It is transferred as an image for one frame composed of vertical 6 pixels × horizontal 16 pixels.

【0162】出力信号線27より画像が出力されている
間に、新しく生成された電荷は、双方向垂直CCD13
に転送される。切換手段35は接続手段23がOFF状
態となるのと同期してb側になって、双方向垂直CCD
13は水平CCD15および電荷掃出部29・30に接
続される。そして、垂直CCD駆動信号C11により水平
CCD15および電荷掃出部29・30に電荷が転送さ
れ、出力信号線16から中央の縦6画素×横8画素で構
成される1フレームの画像が出力される。
While the image is being output from the output signal line 27, newly generated charges are generated by the bidirectional vertical CCD 13
Transferred to. The switching means 35 becomes the side b in synchronization with the connection means 23 being turned off, and the bidirectional vertical CCD
Reference numeral 13 is connected to the horizontal CCD 15 and the charge sweeping units 29 and 30. Then, charges are transferred to the horizontal CCD 15 and the charge sweeping units 29 and 30 by the vertical CCD drive signal C 11, and an image of one frame composed of 6 vertical pixels × 8 horizontal pixels at the center is output from the output signal line 16. It

【0163】この間にもシャッター31が動作して、光
電変換受光素子1にて電荷が生成される。そして、切換
手段35をa側とし、垂直CCD駆動信号C11・C36
互いに同期して動作することにより、新たに生成された
電荷は垂直CCD37に1フレーム分の画像として転送
される。この間にもまた、シャッター31が操作して光
電変換受光素子1にて電荷が生成される。
During this time, the shutter 31 operates, and the photoelectric conversion light receiving element 1 generates electric charges. Then, the switching means 35 is set to the side a, and the vertical CCD drive signals C 11 and C 36 operate in synchronization with each other, whereby the newly generated charges are transferred to the vertical CCD 37 as an image for one frame. During this time, the shutter 31 is also operated to generate charges in the photoelectric conversion light receiving element 1.

【0164】垂直CCD37へ転送終了後は、切換手段
35は再びb側になり、水平CCD15の出力信号線1
6より、中央の縦6画素×横8画素で構成されるもう1
フレームの画像が出力される。さらに、この間もまたシ
ャッター31が動作して、垂直CCD24へ転送すべき
電荷が生成され、以上の動作を繰り返す。
After the transfer to the vertical CCD 37 is completed, the switching means 35 becomes the side b again, and the output signal line 1 of the horizontal CCD 15 is output.
From 6, another one consisting of 6 vertical pixels x 8 horizontal pixels
The frame image is output. Further, during this time, the shutter 31 also operates to generate electric charges to be transferred to the vertical CCD 24, and the above operation is repeated.

【0165】図32は、図31のタイミングチャートの
うち、シャッター駆動信号C32、電荷転送信号C10、出
力信号C16、出力信号C27、および出力信号C39のみを
時間軸を拡大して表したものである。出力信号線16に
は周期T、出力信号線27・39には周期2Tで画像が
出力されていることがわかる。
FIG. 32 is a timing chart showing only the shutter drive signal C 32 , the charge transfer signal C 10 , the output signal C 16 , the output signal C 27 , and the output signal C 39 in the timing chart of FIG. It is a representation. It can be seen that the image is output to the output signal line 16 in the cycle T, and the output signal lines 27 and 39 in the cycle 2T.

【0166】以上により、本参考形態にかかるイメージ
センサは、1台のイメージセンサで、並列して異なる周
期的な3種以上の画像出力が可能となる。このとき、
参考形態以外のアスペクト比の水平CCDを用いたり、
縦横の画素比、画素数などにより、各種の周期で出力が
可能となる。
As described above, the image sensor according to this embodiment can output three or more kinds of images in parallel with one image sensor at different periodic intervals. At this time, the book
Using a horizontal CCD with an aspect ratio other than the reference form ,
Depending on the vertical and horizontal pixel ratios, the number of pixels, etc., it is possible to output at various cycles.

【0167】また、一方の動作を他方の動作に支障を与
えない範囲で、非同期の動作を行うことなどの動作が実
現できる。例えば、常時周期的に全画像を出力しなが
ら、必要な場合のみ1フレーム単位で特定の部分の画像
を出力させる動作を行うこともできる。図31・図32
のタイミングチャートに示した例では、縦6画素×横1
6画素の周期2Tで画像が出力されている出力信号線2
7・39は周期Tだけずれて動作している。よって、こ
の出力信号線27・39の出力を交互に出力すること
で、縦6画素×横16画素の画像、および縦6画素×横
8画素の画像とも周期Tで出力可能となる。これは、1
つの受光面から、縦横比の違う画像を同じ周期でも撮影
可能であることを示す。この結果、参考形態1・2の構
成による効果に加えて、1台のイメージセンサで、ハイ
ビジョン用の画像と通常の画像とを両方同時に得ること
ができる。
Further, an operation such as an asynchronous operation can be realized within a range where one operation does not interfere with the other operation. For example, it is possible to perform an operation of outputting a specific portion of the image in units of one frame only when necessary, while constantly outputting all the images periodically. 31 and 32
In the example shown in the timing chart, vertical 6 pixels x horizontal 1
Output signal line 2 in which an image is output with a period of 2 pixels of 6 pixels
7.39 is operating with a period T offset. Therefore, by alternately outputting the outputs of the output signal lines 27 and 39, it is possible to output an image of vertical 6 pixels × horizontal 16 pixels and an image of vertical 6 pixels × horizontal 8 pixels at a cycle T. This is 1
It is shown that images with different aspect ratios can be taken from one light receiving surface even in the same cycle. As a result, in addition to the effects of the configurations of the first and second embodiments , one image sensor can simultaneously obtain both a high-definition image and a normal image.

【0168】〔参考形態4参考形態4 について図33ないし図35に基づいて説明
すれば、以下の通りである。なお、説明の便宜上、前記
の実施の形態または参考形態の図面に示した部材と同一
の部材には同一の符号を付記し、その説明を省略する。
[ Reference Mode 4 ] The reference mode 4 will be described below with reference to FIGS. 33 to 35. For convenience of explanation, the same members as those shown in the drawings of the above-described embodiments or reference embodiments are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

【0169】本参考形態のイメージセンサは、図33に
示すように、参考形態3の水平CCD15および電荷掃
出部29・30の代わりに、選択転送手段を配置した構
成である。すなわち、選択転送手段は、切換手段35の
b側を介して双方向垂直CCD13と接続される。な
お、選択転送手段には縦6画素×横16画素分の画素が
転送される。
As shown in FIG. 33, the image sensor of the present embodiment has a configuration in which selective transfer means is arranged instead of the horizontal CCD 15 and the charge sweeping units 29 and 30 of the third embodiment . That is, the selective transfer means is connected to the bidirectional vertical CCD 13 via the b side of the switching means 35. It should be noted that pixels of vertical 6 pixels × horizontal 16 pixels are transferred to the selective transfer means.

【0170】また、切換手段35を通して得られる電荷
は、出力選択信号により制御される選択用スイッチング
素子4によって選択されて出力信号線8から出力される
か、あるいは掃出選択信号により制御される掃出用スイ
ッチング素子6によって選択されて掃出信号線9に掃き
捨てられる。このとき、出力信号線8を通過する出力信
号C8 は、さらに、信号通過フィルタ41・43によっ
て必要な部分の信号だけが選択され、それぞれ出力信号
線42・44から出力される。これは、2つの領域を完
全に同時に別の出力に転送するためのものである。
The electric charge obtained through the switching means 35 is selected by the selection switching element 4 controlled by the output selection signal and output from the output signal line 8, or is swept by the sweep selection signal. It is selected by the output switching element 6 and swept to the sweep signal line 9. At this time, the output signal C 8 passing through the output signal line 8 is further selected by the signal passing filters 41 and 43 only in the necessary portions, and output from the output signal lines 42 and 44, respectively. This is to transfer the two regions to different outputs at exactly the same time.

【0171】図34・図35のタイミングチャートに基
づいて、上記イメージセンサの参考形態3と動作の異な
る部分のみの動作を説明する。
Based on the timing charts of FIGS. 34 and 35, the operation of only the part of the operation of the image sensor different from that of the third embodiment will be described.

【0172】図34は、選択転送手段による出力が行わ
れずに、水平CCD26および水平CCD38の出力信
号線27および出力信号線39から周期的に画像出力が
行われている場合のタイミングを示している。2つの出
力信号線27・39からは参考形態3と同様の動作によ
り、同様の範囲の画像が同様の周期で出力される。
FIG. 34 shows the timing when the image is periodically output from the output signal lines 27 and 39 of the horizontal CCD 26 and the horizontal CCD 38 without the output by the selective transfer means. . Images in the same range are output from the two output signal lines 27 and 39 in the same cycle by the same operation as in the third embodiment .

【0173】この図において、シャッター駆動信号C32
と垂直CCD駆動信号C11のFで示される時間帯は、こ
れら2つの出力の動作に関係なく動作可能な時間帯を示
している。すなわち、これらの時間帯Fでは、選択転送
手段を用いる出力信号線8・42・44からの出力を得
るために、自由にシャッター31や双方向垂直CCD1
3などを使用することができる。
In this figure, the shutter drive signal C 32
And the time zone indicated by F of the vertical CCD drive signal C 11 indicates the time zone in which the operation is possible regardless of the operation of these two outputs. That is, in these time zones F, in order to obtain the output from the output signal lines 8, 42, 44 using the selective transfer means, the shutter 31 and the bidirectional vertical CCD 1 are freely selected.
3 or the like can be used.

【0174】図35は、図34と同じ条件下で、シャッ
ター31や双方向垂直CCD13を利用して、比較的小
さな2つの任意の範囲の画像を同時に出力する場合のタ
イミングを示している。2つの出力信号線42・44か
らは周期Tにて別々の出力信号C42・C44が出力されて
おり、周期2TのCCD全体の出力信号C27・C39と併
せて周期的な計4つの出力を同じ受光部から得ているこ
とがわかる。
FIG. 35 shows the timing when the shutter 31 and the bidirectional vertical CCD 13 are used to simultaneously output two relatively small images in an arbitrary range under the same conditions as in FIG. Separate output signals C 42 and C 44 are output from the two output signal lines 42 and 44 at the cycle T, and a total of 4 output signals C 27 and C 39 of the CCD of the cycle 2T are combined. It can be seen that two outputs are obtained from the same light receiving part.

【0175】これにより、本参考形態にかかるイメージ
センサは、参考形態3と同様に、共通の受光部より撮影
された画像を並行して出力することが可能である。これ
に加えて、選択転送手段を設けているので、出力する画
像の領域を任意に選択することできる。したがって、画
素数の少ない画像は高速に出力することができるので、
リアルタイムの視覚処理を行う入力システムに用いるこ
とができる。さらに信号通過フィルタ41・43を設け
ることによって、各種別の処理が必要とする違った大き
さの領域の画像も同時に出力することができるため、1
台のイメージセンサで複数の画像処理を並列して行う並
列画像処理システムの入力装置を実現できる。
As a result, the image sensor according to this embodiment can output images taken by the common light-receiving section in parallel, as in the third embodiment . In addition to this, since the selective transfer means is provided, the area of the image to be output can be arbitrarily selected. Therefore, an image with a small number of pixels can be output at high speed.
It can be used for input systems that perform real-time visual processing. Further, by providing the signal pass filters 41 and 43, it is possible to simultaneously output the images of the areas of different sizes which are required for various kinds of processing.
It is possible to realize an input device of a parallel image processing system that performs a plurality of image processes in parallel with a single image sensor.

【0176】なお、図35において、出力信号C42・C
44は一定周期で小領域の画像を周期的に出力しているこ
とを示しているが、転送すべき領域の面積が同等であれ
ば、毎回転送領域を変更しても周期的な動作は可能であ
る。
In FIG. 35, the output signal C 42 · C
44 indicates that the image of a small area is periodically output at a fixed cycle, but if the area of the area to be transferred is the same, the cyclic operation is possible even if the transfer area is changed every time. Is.

【0177】また、図34に示すように、周期的な画像
を出力信号線27・39から出力している場合でも、時
間帯Fは自由に使用できるため、この時間帯内であれば
任意のタイミングで必要な任意の領域の画像を1フレー
ム毎に変更して得ることも可能である。
Further, as shown in FIG. 34, the time zone F can be freely used even when a periodic image is output from the output signal lines 27 and 39, so that any time zone F can be used. It is also possible to change and obtain an image of an arbitrary area required for each frame.

【0178】さらに、出力信号線27・39からの出力
の周期を長くしたり、可変とするなどの自由度を持たせ
れば、全体としてより複雑なタイミングでより複雑なパ
ターンの画像を得ることができる。
Further, if the period of the output from the output signal lines 27 and 39 is made longer or variable, and the degree of freedom is given, an image of a more complicated pattern can be obtained at a more complicated timing as a whole. it can.

【0179】次に、本参考形態のイメージセンサをハイ
ビジョン撮影用装置に応用する場合を考える。ハイビジ
ョン映像はこれまでの通常のTV映像の20万〜40万
画素に比べて遙に多い約200万画素を持つため、同じ
領域を撮影した場合、非常に高精細の画像を出力できる
ような仕様である。逆に同じ解像度であれば、通常のカ
メラを用いた場合に比べて遙に広い領域(約5〜10
倍)を撮影することができる。つまり、ハイビジョン用
のカメラをFAなどの工業分野で使用することで、一度
により多くのものを対象とした画像処理応用システムを
作ることが可能となる。
Next, consider a case where the image sensor of this embodiment is applied to a high-definition photographing device. Since high-definition video has approximately 2 million pixels, which is far more than the 200,000-400,000 pixels of conventional TV images, it is possible to output extremely high-definition images when shooting the same area. Is. On the other hand, if the resolution is the same, a much wider area (about 5-10
Fold) can be taken. In other words, by using a high-definition camera in an industrial field such as FA, it is possible to make an image processing application system for many objects at once.

【0180】しかしその反面、画素の多い分ハイビジョ
ン画像を全て画像処理するには当然時間がかかることに
なる。また、ハイビジョン用のカメラの出力する1画面
分の画素量が多い分、1画面分の画像の出力にかかる時
間を短縮することは通常のこれまでのカメラより遙に困
難である。つまり、単にハイビジョンカメラとその画素
数を対象とした画像処理装置を組み合わせて画像応用装
置を実現しても、その処理速度は現在FA装置などで求
められてきている高速化に対応することは不可能であ
り、結果としてハイビジョンシステムを用いるメリット
はあまりないと言える。
On the other hand, however, it takes time to image-process all high-definition images due to the large number of pixels. Further, since the amount of pixels for one screen output from a high-definition camera is large, it is much more difficult to shorten the time required to output an image for one screen than with conventional cameras. In other words, even if an image application device is realized by simply combining an HDTV camera and an image processing device that targets the number of pixels, the processing speed does not correspond to the speeding up currently required for FA devices. It is possible, and as a result, it can be said that there is not much merit in using a high-definition system.

【0181】また、先にも記したように、画像処理を必
要とする部分は全体ではなく、局所的な場合が多いが、
この局所的な部分を転送するためにハイビジョン用カメ
ラの映し出す全ての領域を転送するのは、これまでのカ
メラシステムを用いた場合よりさらに無駄な動作である
と言える。ただし、ハイビジョンシステムの応用は、1
度に非常に多くの領域を撮影できるメリットがあること
も事実である。
Further, as described above, in many cases, the part requiring image processing is not the whole but local.
It can be said that transferring all the areas projected by the high-definition camera in order to transfer this local portion is a more useless operation than in the case of using the conventional camera system. However, the application of the high-definition system is 1
It is also true that there is a merit that you can take a very large number of areas each time.

【0182】ここで、本参考形態の全体領域の転送を行
いながら、高速な部分転送を実現できるイメージセンサ
を適用すれば、例えば、次のような動作を行うことがで
きる。
If an image sensor that can realize high-speed partial transfer while transferring the entire area of this embodiment is applied, for example, the following operation can be performed.

【0183】全体の領域(ハイビジョン全領域)を一定
の決められた周期で転送し、その画像を黙視用画像表示
装置や全体処理用の画像処理へ転送する。このとき、
参考形態では全体画像を平行して出力可能なため、ハイ
ビジョン画像をより速い周期で転送することが可能であ
る。この全体処理用の画像処理装置では、目標のものが
どこにあるかを判定するなどの処理を比較的遅い周期も
しくは必要時のみ行う。そして並行して目標領域のみの
部分画像の転送を早い周期で転送し、少ない画素ならで
はの高速な画像処理を実行して部分的な高速画像フィー
ドバック制御を行う。本参考形態では、部分転送できる
範囲は任意であるため、目標物がずれた場合にはその部
分転送範囲を目標に合わせて変更することで目標物が移
動する場合にも使用可能となる。特に、ハイビジョンカ
メラを用いた場合には全体が広いため、カメラを移動さ
せることなくこれまで以上に広く物体を追従することが
可能である。
The entire area (high-definition entire area) is transferred at a fixed cycle, and the image is transferred to the image display device for night vision or image processing for overall processing. At this time, the book
In the reference mode , since the entire image can be output in parallel, the high-definition image can be transferred at a faster cycle. In this image processing apparatus for overall processing, processing such as determining where a target object is is performed only in a relatively slow cycle or when necessary. Then, in parallel, the partial images of only the target region are transferred at an early cycle, and high-speed image processing is performed with only a few pixels to perform partial high-speed image feedback control. In the present reference mode , the range in which partial transfer is possible is arbitrary, and thus when the target object is displaced, it can be used even when the target object moves by changing the partial transfer range according to the target. In particular, when a high-definition camera is used, the whole area is wide, so it is possible to follow an object wider than ever before without moving the camera.

【0184】このように、全画素でハイビジョン映像を
撮影し、同時に部分転送をすることで、ハイビジョンの
広範囲の画像と、無駄のない必要部分の高速周期の画像
を同時に得ることが可能となっている。例えば、工場の
ラインの広範囲の部分を全体画像にて認識し、何がどこ
にあるかなどの認識を行い、同じカメラから得られる部
分画像により視覚を用いた高速なフィードバックによる
組み立てや調整作業を行うことが可能となる。しかも、
部分転送領域を自由に変更できることにより、調整部分
や組み立て部にバラツキがあっても対応できること、調
整部分や組み立て部が複数あっても対応できることなど
の特徴さえ持ち合わせる。
As described above, by shooting a high-definition image with all pixels and performing partial transfer at the same time, it is possible to obtain a wide-range image of high-definition and a high-speed cycle image of a necessary and efficient part at the same time. There is. For example, a wide range of parts of a factory line is recognized by the whole image, what is where, etc. is recognized, and assembly and adjustment work is performed by high-speed feedback using partial vision obtained from the same camera. It becomes possible. Moreover,
By being able to freely change the partial transfer area, it is possible to deal with variations in adjustment parts and assembly parts, and even with multiple adjustment parts and assembly parts.

【0185】また、この広範囲の画像を撮影できること
は、これまで複数台のカメラを使用して初めて実現して
いたことを1台のカメラで行えることを意味する。した
がって、前記参考形態に述べたように、カメラの設置面
積などが少なくなる効果に加えて、複数のカメラで行う
場合のカメラ間の座標調整やカメラの物理的配置などの
煩雑な作業を削除することが可能となる。
The ability to capture a wide range of images means that one camera can perform what was previously realized only by using a plurality of cameras. Therefore, as described in the reference embodiment , in addition to the effect that the installation area of the camera is reduced, complicated operations such as coordinate adjustment between the cameras and physical arrangement of the cameras when performing with a plurality of cameras are deleted. It becomes possible.

【0186】なお、本参考形態では、2つの領域を同時
に出力するために、選択転送手段に2つの信号通過フィ
ルタ41・43を接続してるがこれに限られることはな
い。すなわち、出力したい領域が1つであればフィルタ
は必要なく、また、出力したい領域が複数あれば、その
数に応じてフィルタの数を変えればよい。これは、上記
実施の形態1、2における選択転送手段に対しても同様
のことが言える。
In the present embodiment , the two signal passing filters 41 and 43 are connected to the selective transfer means in order to output the two areas at the same time, but the present invention is not limited to this. That is, if there is one area to be output, no filter is required. If there are multiple areas to be output, the number of filters may be changed according to the number. The same can be said for the selective transfer means in the first and second embodiments.

【0187】また、上記参考形態1ないし4では、受光
時間を制限するためにシャッター31およびそれを制御
するためのシャッター駆動信号線32を用いているが、
周期的な動作を行う場合などはこれらの手段を用いる必
要がない場合もある。
In the first to fourth embodiments , the shutter 31 and the shutter drive signal line 32 for controlling the shutter 31 are used to limit the light receiving time .
In some cases, it is not necessary to use these means when performing a periodic operation.

【0188】[0188]

【発明の効果】以上のように、本発明の請求項1に記載
のイメージセンサは、マトリクス状に配置され、入射光
量に応じて信号電荷を蓄積する複数の光電変換部と、該
光電変換部の各列に沿って配置された複数の垂直電荷転
送部からなり、光電変換部から取り込んだ信号電荷を各
垂直電荷転送部から同時に1画素ずつ順次送り出す垂直
電荷転送手段と、該垂直電荷転送手段から送出された信
号電荷を画素単位で任意に選択して転送する選択転送手
段とを備え、上記選択転送手段が、出力選択信号に基づ
いて開閉を行うことにより各垂直電荷転送部から同時に
送出された信号電荷を任意に選択する複数の選択用スイ
ッチング素子と、掃出選択信号に基づいて開閉を行うこ
とにより上記選択用スイッチング素子に選択されなかっ
た信号電荷を掃き捨てる複数の掃出用スイッチング素子
とからなる構成である。
As described above, the image sensor according to claim 1 of the present invention has a plurality of photoelectric conversion units arranged in a matrix and accumulating signal charges according to the amount of incident light, and the photoelectric conversion units. And a vertical charge transfer means for sending out the signal charges taken in from the photoelectric conversion part one pixel at a time from the vertical charge transfer parts at the same time, and a plurality of vertical charge transfer parts arranged along each column. Selection transfer means for arbitrarily selecting and transferring the signal charge sent from the pixel unit in pixel units, wherein the selection transfer means is based on the output selection signal.
By opening and closing each vertical charge transfer unit simultaneously
Multiple selection switches that arbitrarily select the transmitted signal charge.
The switching element and open / close based on the sweep selection signal.
Is not selected as the above switching element due to
Multiple switching elements for sweeping out the signal charge
It consists of and.

【0189】これにより、水平1ライン分の画素のうち
必要な画素だけを選択して部分画像を出力することがで
きるので、不要画素を転送する時間分だけ高速転送が可
能となる。この結果、このイメージセンサを用いた画像
処理システムの処理速度を向上させることが可能となる
という効果を奏する。
As a result, only the necessary pixels can be selected from the pixels for one horizontal line and the partial image can be output, so that high-speed transfer can be performed for the time required to transfer the unnecessary pixels. As a result, the processing speed of the image processing system using this image sensor can be improved.

【0190】また、選択転送手段は複数のスイッチング
素子のみで構成されているので、容易な構成で選択転送
手段を構成することが可能となるという効果を奏する。
Further , the selective transfer means is a plurality of switching devices.
Selective transfer with an easy configuration as it is composed of only elements
The effect that it becomes possible to constitute a means is produced.

【0191】請求項2に記載のイメージセンサは、マト
リクス状に配置され、入射光量に応じて信号電荷を蓄積
する複数の光電変換部と、該光電変換部の各列に沿って
配置された複数の垂直電荷転送部からなり、光電変換部
から取り込んだ信号電荷を各垂直電荷転送部から同時に
1画素ずつ順次送り出すことが可能な垂直電荷転送手段
と、該垂直電荷転送手段から送出された信号電荷を画素
単位で任意に選択して転送する選択転送手段と、上記垂
直電荷転送手段から送出された信号電荷を水平ライン単
位で転送する水平電荷転送手段と、上記垂直電荷転送手
段からの信号電荷が選択転送手段と水平電荷転送手段と
のどちらか一方に入力するように制御する制御手段とを
備える構成である。
An image sensor according to a second aspect of the present invention is arranged in a matrix and has a plurality of photoelectric conversion units for accumulating signal charges according to the amount of incident light, and a plurality of photoelectric conversion units arranged along each column of the photoelectric conversion units. Vertical charge transfer section, which is capable of sending out the signal charge taken in from the photoelectric conversion section one pixel at a time from each vertical charge transfer section, and the signal charge sent out from the vertical charge transfer section. Are selectively selected and transferred in pixel units, horizontal charge transfer means for transferring the signal charges sent from the vertical charge transfer means in horizontal line units, and signal charges from the vertical charge transfer means. This is a configuration including control means for controlling to input to either one of the selective transfer means and the horizontal charge transfer means.

【0192】これにより、選択転送手段によって部分画
像を高速に転送するか、水平電荷転送手段によって全画
像を通常の速度で転送するかを選択して出力することが
できるので、1つのイメージセンサで2つの異なる転送
速度で画像を出力するマルチ読み出しが可能となる。こ
の結果、複数のイメージセンサを用いた場合に比べて、
画像処理システムの処理速度を向上させることが可能と
なるという効果を奏する。
Thus, it is possible to select and output whether the partial image is transferred at a high speed by the selective transfer means or the entire image is transferred at a normal speed by the horizontal charge transfer means, so that one image sensor can be used. It is possible to perform multi-reading in which images are output at two different transfer rates. As a result, compared to when using multiple image sensors,
It is possible to improve the processing speed of the image processing system.

【0193】請求項3に記載のイメージセンサは、請求
項2に記載の構成に加えて、上記垂直電荷転送手段が各
垂直電荷転送部の長手方向の両端部に出力端を有し、2
つの出力端にそれぞれ信号電荷を転送することが可能な
双方向垂直電荷転送手段であり、上記選択転送手段が双
方向垂直電荷転送手段の一方の出力端に接続されると共
に、水平電荷転送手段が他方の出力端に接続され、上記
制御手段が双方向垂直電荷転送手段を駆動して2つの出
力端のどちらに信号電荷を転送するかを制御する駆動信
号である構成である。
According to the image sensor of claim 3, in addition to the structure of claim 2, the vertical charge transfer means has output ends at both ends in the longitudinal direction of each vertical charge transfer part.
It is a bidirectional vertical charge transfer means capable of respectively transferring signal charges to one output end, and the selective transfer means is connected to one output end of the bidirectional vertical charge transfer means and a horizontal charge transfer means is provided. The control signal is connected to the other output terminal, and the control means drives the bidirectional vertical charge transfer means to control which of the two output terminals the signal charge is transferred to.

【0194】これにより、複雑な回路などを設けない容
易な構成で、選択的に2つの異なる転送速度で画像を出
力するマルチ読み出しのイメージセンサを実現すること
ができるという効果を奏する。
This makes it possible to realize a multi-readout image sensor which selectively outputs images at two different transfer rates with a simple structure without providing a complicated circuit or the like.

【0195】請求項に記載のイメージセンサは、請求
2または3に記載の構成に加えて、上記選択転送手段
が、出力選択信号に基づいて開閉を行うことにより各垂
直電荷転送部から同時に送出された信号電荷を任意に選
択する複数の選択用スイッチング素子と、掃出選択信号
に基づいて開閉を行うことにより上記選択用スイッチン
グ素子に選択されなかった信号電荷を掃き捨てる複数の
掃出用スイッチング素子とからなる構成である。
According to the image sensor described in claim 4 , in addition to the configuration described in claim 2 or 3 , the selective transfer means simultaneously opens and closes each vertical charge transfer part by opening and closing based on an output selection signal. A plurality of switching elements for selecting the sent signal charges arbitrarily, and a plurality of sweeping elements that open and close based on the sweep selection signal to sweep away the signal charges not selected by the above switching elements. It is composed of a switching element.

【0196】これにより、選択転送手段は複数のスイッ
チング素子のみで構成されているので、容易な構成で選
択転送手段を構成することが可能となるという効果を奏
する。
As a result, since the selective transfer means is composed of only a plurality of switching elements, the selective transfer means can be constructed with a simple structure.

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

【図1】本発明の実施の形態1にかかるイメージセンサ
の構成を示す構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram showing a configuration of an image sensor according to a first embodiment of the present invention.

【図2】上記イメージセンサの有効画素領域を示す説明
図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing an effective pixel area of the image sensor.

【図3】上記イメージセンサの駆動クロックを示すタイ
ミングチャートである。
FIG. 3 is a timing chart showing a drive clock of the image sensor.

【図4】上記イメージセンサの他の駆動クロックを示す
タイミングチャートである。
FIG. 4 is a timing chart showing another drive clock of the image sensor.

【図5】光電変換受光素子に電荷が蓄積された状態を示
す説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a state in which electric charges are accumulated in a photoelectric conversion light receiving element.

【図6】垂直CCDへ電荷が転送された状態を示す説明
図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a state where charges are transferred to a vertical CCD.

【図7】最下位ラインの電荷がバッファに転送されたと
きの処理状態を示す説明図である。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a processing state when charges in the lowermost line are transferred to a buffer.

【図8】下から2ライン目の電荷がバッファに転送され
たときの処理状態を示す説明図である。
FIG. 8 is an explanatory diagram showing a processing state when charges in the second line from the bottom are transferred to a buffer.

【図9】下から3ライン目の電荷がバッファに転送され
たときの処理状態を示す説明図である。
FIG. 9 is an explanatory diagram showing a processing state when the charges of the third line from the bottom are transferred to the buffer.

【図10】下から4ライン目の電荷がバッファに転送さ
れたときの処理状態を示す説明図である。
FIG. 10 is an explanatory diagram showing a processing state when the charges on the fourth line from the bottom are transferred to the buffer.

【図11】下から5ライン目の電荷がバッファに転送さ
れたときの処理状態を示す説明図である。
FIG. 11 is an explanatory diagram showing a processing state when the charges of the fifth line from the bottom are transferred to the buffer.

【図12】下から6ライン目の電荷がバッファに転送さ
れたときの処理状態を示す説明図である。
FIG. 12 is an explanatory diagram showing a processing state when the charges of the sixth line from the bottom are transferred to the buffer.

【図13】最下位ラインの電荷がバッファに転送された
ときの他の処理状態を示す説明図であり、(a)は前半
の処理、(b)は後半の処理である。
13A and 13B are explanatory diagrams showing another processing state when the charges of the lowermost line are transferred to the buffer, where FIG. 13A is a first half process and FIG. 13B is a second half process.

【図14】図36の従来のイメージセンサによる動作を
示すフローチャートである。
FIG. 14 is a flowchart showing the operation of the conventional image sensor of FIG.

【図15】図38の他の従来のイメージセンサによる動
作を示すフローチャートである。
15 is a flowchart showing the operation of the other conventional image sensor of FIG.

【図16】図1のイメージセンサによって、方形領域の
部分転送を行う場合の動作を示すフローチャートであ
る。
16 is a flowchart showing an operation when partial transfer of a rectangular area is performed by the image sensor of FIG.

【図17】図1のイメージセンサによって、任意の形状
の領域の部分転送を行う場合の動作を示すフローチャー
トである。
FIG. 17 is a flowchart showing an operation when partial transfer of an area having an arbitrary shape is performed by the image sensor of FIG.

【図18】転送領域の例を示す説明図である。FIG. 18 is an explanatory diagram showing an example of a transfer area.

【図19】転送領域の他の例を示す説明図である。FIG. 19 is an explanatory diagram showing another example of a transfer area.

【図20】転送領域のその他の例を示す説明図である。FIG. 20 is an explanatory diagram showing another example of a transfer area.

【図21】本発明の実施の形態2にかかるイメージセン
サの構成を示す構成図である。
FIG. 21 is a configuration diagram showing a configuration of an image sensor according to a second embodiment of the present invention.

【図22】上記イメージセンサの他の構成を示す構成図
である。
FIG. 22 is a configuration diagram showing another configuration of the image sensor.

【図23】参考形態1にかかるイメージセンサの構成を
示す構成図である。
FIG. 23 is a configuration diagram showing a configuration of an image sensor according to the first reference embodiment .

【図24】上記イメージセンサの駆動クロックを示すタ
イミングチャートである。
FIG. 24 is a timing chart showing a drive clock of the image sensor.

【図25】上記駆動クロックの周期的動作を示すタイミ
ングチャートである。
FIG. 25 is a timing chart showing a periodic operation of the drive clock.

【図26】参考形態2にかかるイメージセンサの構成を
示す構成図である。
FIG. 26 is a configuration diagram showing a configuration of an image sensor according to a second embodiment .

【図27】上記イメージセンサの駆動クロックを示すタ
イミングチャートである。
FIG. 27 is a timing chart showing a drive clock of the image sensor.

【図28】上記駆動クロックの周期的動作を示すタイミ
ングチャートである。
FIG. 28 is a timing chart showing a periodic operation of the drive clock.

【図29】上記イメージセンサの他の構成を示す構成図
である。
FIG. 29 is a configuration diagram showing another configuration of the image sensor.

【図30】参考形態3にかかるイメージセンサの構成を
示す構成図である。
FIG. 30 is a configuration diagram showing a configuration of an image sensor according to a third embodiment .

【図31】上記イメージセンサの駆動クロックを示すタ
イミングチャートである。
FIG. 31 is a timing chart showing a drive clock of the image sensor.

【図32】上記駆動クロックの周期的動作を示すタイミ
ングチャートである。
FIG. 32 is a timing chart showing a periodic operation of the drive clock.

【図33】参考形態4にかかるイメージセンサの構成を
示す構成図である。
FIG. 33 is a configuration diagram showing a configuration of an image sensor according to Embodiment 4 .

【図34】上記イメージセンサの動作の動作可能時間帯
を示すタイミングチャートである。
FIG. 34 is a timing chart showing an operable time zone of the operation of the image sensor.

【図35】上記イメージセンサの駆動クロックを示すタ
イミングチャートである。
FIG. 35 is a timing chart showing a drive clock of the image sensor.

【図36】従来のイメージセンサの構成を示す構成図で
ある。
FIG. 36 is a configuration diagram showing a configuration of a conventional image sensor.

【図37】撮像領域を示す説明図である。FIG. 37 is an explanatory diagram showing an imaging area.

【図38】従来の水平ライン単位で間引きを行うイメー
ジセンサの構成を示す構成図である。
[Fig. 38] Fig. 38 is a configuration diagram illustrating a configuration of a conventional image sensor for thinning out in units of horizontal lines.

【図39】従来の水平ライン単位で間引きを行う他のイ
メージセンサの構成を示す構成図である。
[Fig. 39] Fig. 39 is a configuration diagram showing a configuration of another conventional image sensor that performs thinning in units of horizontal lines.

【図40】図38、図39のイメージセンサでは高速に
転送することができない撮像領域の例を示す説明図であ
る。
FIG. 40 is an explanatory diagram showing an example of an imaging region that cannot be transferred at high speed by the image sensor of FIGS. 38 and 39.

【図41】撮像領域の他の例を示す説明図である。FIG. 41 is an explanatory diagram showing another example of the imaging region.

【図42】撮像領域のその他の例を示す説明図である。FIG. 42 is an explanatory diagram showing another example of the imaging region.

【図43】撮像領域のその他の例を示す説明図である。FIG. 43 is an explanatory diagram showing another example of the imaging region.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 光電変換受光素子(光電変換部) 2 垂直CCD(垂直電荷転送手段・単方向垂直電荷転
送手段) 3 バッファ 4 選択用スイッチング素子 6 掃出用スイッチング素子 13 双方向垂直CCD(双方向垂直電荷転送手段) 15・26・38・45 水平CCD(水平電荷転送手
段) 23 接続手段 24・37 垂直CCD(電荷記憶転送手段) 29・30 電荷掃出部 35 切換手段
1 photoelectric conversion light receiving element (photoelectric conversion section) 2 vertical CCD (vertical charge transfer means / unidirectional vertical charge transfer means) 3 buffer 4 selection switching element 6 sweeping switching element 13 bidirectional vertical CCD (bidirectional vertical charge transfer) Means) 15.26.38.45 horizontal CCD (horizontal charge transfer means) 23 connection means 24.37 vertical CCD (charge storage transfer means) 29.30 charge sweeping section 35 switching means

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04N 5/335 H01L 27/148 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H04N 5/335 H01L 27/148

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】マトリクス状に配置され、入射光量に応じ
て信号電荷を蓄積する複数の光電変換部と、 該光電変換部の各列に沿って配置された複数の垂直電荷
転送部からなり、光電変換部から取り込んだ信号電荷を
各垂直電荷転送部から同時に1画素ずつ順次送り出す垂
直電荷転送手段と、 該垂直電荷転送手段から送出された信号電荷を画素単位
で任意に選択して転送する選択転送手段とを備え 上記選択転送手段は、出力選択信号に基づいて開閉を行
うことにより各垂直電荷転送部から同時に送出された信
号電荷を任意に選択する複数の選択用スイッチング素子
と、掃出選択信号に基づいて開閉を行うことにより上記
選択用スイッチング素子に選択されなかった信号電荷を
掃き捨てる複数の掃出用スイッチング素子とからなる
とを特徴とするイメージセンサ。
1. A plurality of photoelectric conversion units arranged in a matrix and accumulating signal charges according to the amount of incident light, and a plurality of vertical charge transfer units arranged along each column of the photoelectric conversion units, Vertical charge transfer means for sequentially sending out the signal charges taken in from the photoelectric conversion portion one pixel at a time from each vertical charge transfer portion, and selection for arbitrarily selecting and transferring the signal charges sent out from the vertical charge transfer means in pixel units and a transfer means, said selecting transfer means, line-off based on the output selection signal
Signal transmitted from each vertical charge transfer unit simultaneously
Switching elements for arbitrarily selecting signal charges
By opening and closing based on the sweep selection signal,
Signal charges not selected by the switching element for selection
An image sensor comprising: a plurality of sweeping switching elements that are swept away .
【請求項2】マトリクス状に配置され、入射光量に応じ
て信号電荷を蓄積する複数の光電変換部と、 該光電変換部の各列に沿って配置された複数の垂直電荷
転送部からなり、光電変換部から取り込んだ信号電荷を
各垂直電荷転送部から同時に1画素ずつ順次送り出すこ
とが可能な垂直電荷転送手段と、 該垂直電荷転送手段から送出された信号電荷を画素単位
で任意に選択して転送する選択転送手段と、 上記垂直電荷転送手段から送出された信号電荷を水平ラ
イン単位で転送する水平電荷転送手段と、 上記垂直電荷転送手段からの信号電荷が選択転送手段と
水平電荷転送手段とのどちらか一方に入力するように制
御する制御手段とを備えることを特徴とするイメージセ
ンサ。
2. A plurality of photoelectric conversion units arranged in a matrix and accumulating signal charges according to the amount of incident light, and a plurality of vertical charge transfer units arranged along each column of the photoelectric conversion units, Vertical charge transfer means capable of sequentially sending out the signal charges taken in from the photoelectric conversion part one pixel at a time from each vertical charge transfer part, and the signal charges sent out from the vertical charge transfer means are arbitrarily selected in pixel units. Transfer means for transferring the signal charges from the vertical charge transfer means, horizontal charge transfer means for transferring the signal charges sent from the vertical charge transfer means in horizontal line units, and signal charges from the vertical charge transfer means for the selective transfer means and the horizontal charge transfer means. An image sensor, comprising: a control unit that controls to input to either one of the above.
【請求項3】上記垂直電荷転送手段は各垂直電荷転送部
の長手方向の両端部に出力端を有し、2つの出力端にそ
れぞれ信号電荷を転送することが可能な双方向垂直電荷
転送手段であり、上記選択転送手段は双方向垂直電荷転
送手段の一方の出力端に接続されると共に、水平電荷転
送手段は他方の出力端に接続され、上記制御手段は双方
向垂直電荷転送手段を駆動して2つの出力端のどちらに
信号電荷を転送するかを制御する駆動信号であることを
特徴とする請求項2に記載のイメージセンサ。
3. The vertical charge transfer means has bidirectional vertical charge transfer means having output terminals at both longitudinal ends of each vertical charge transfer section and capable of transferring signal charges to the two output terminals respectively. The selective transfer means is connected to one output end of the bidirectional vertical charge transfer means, the horizontal charge transfer means is connected to the other output end, and the control means drives the bidirectional vertical charge transfer means. The image sensor according to claim 2, wherein the drive signal is a drive signal for controlling which of the two output terminals the signal charge is transferred to.
【請求項4】上記選択転送手段は、出力選択信号に基づ
いて開閉を行うことにより各垂直電荷転送部から同時に
送出された信号電荷を任意に選択する複数の選択用スイ
ッチング素子と、掃出選択信号に基づいて開閉を行うこ
とにより上記選択用スイッチング素子に選択されなかっ
た信号電荷を掃き捨てる複数の掃出用スイッチング素子
とからなることを特徴とする請求項2または3に記載の
イメージセンサ。
4. The selection transfer means is based on an output selection signal.
By opening and closing each vertical charge transfer unit simultaneously
Multiple selection switches that arbitrarily select the transmitted signal charge.
The switching element and open / close based on the sweep selection signal.
Is not selected as the above switching element due to
Multiple switching elements for sweeping out the signal charge
4. The method according to claim 2 or 3, characterized in that
Image sensor.
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