JPH0530437A - 画像記録装置 - Google Patents
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- JPH0530437A JPH0530437A JP3181311A JP18131191A JPH0530437A JP H0530437 A JPH0530437 A JP H0530437A JP 3181311 A JP3181311 A JP 3181311A JP 18131191 A JP18131191 A JP 18131191A JP H0530437 A JPH0530437 A JP H0530437A
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Abstract
読出せる画像記録装置。 【構成】フォトダイオード等の光電変換素子を多数二次
元配列した固体撮像素子11の撮像面15を列方向にブ
ロックB1 ,B2 …B16に分割し、このブロックの長手
方向の光電変換素子列により走査線を形成し、各ブロッ
クB1 ,B2 …B16の複数の走査線を走査して多チャン
ネルビデオ信号S1 ,S2 …S16を出力する画像記録装
置10において、ブロックB1 ,B2 …B16の走査線方
向にライン走査開始点H1 ,H2 …H16を設け、読出し
ブロックの選択を行なう第1の走査回路16と、走査線
方向のライン走査開始点H1 ,H2 …H16およびライン
走査画素数の選択を行なう第2の走査回路17とを有
し、第1および第2の走査回路16,17を駆動回路1
2からのドライブ信号により、ライン走査開始位置の異
なる撮像エリアを選択し、多チャンネルヒデオ信号を出
力する。
Description
み込まれる画像記録装置に係り、特に撮像エリアを選択
して非常に速いフレーム速度で読出し可能な固体撮像素
子を備えた画像記録装置に関する。
システムには、映像の撮影ならびに記録再生に固体撮像
素子が用いられる。従来の固体撮像素子はフォトダイオ
ード等の光電変換素子を多数二次元配列して撮像面を形
成し、この撮像面に形成された画像を高速で読み出すた
めに、撮像面を垂直列方向に沿って複数のブロックに分
割し、分割された長方形の各ブロック内に配列された光
電変換素子の複数のライン列を同時に並列に走査してフ
レーム速度の速い読出しができるようになっている(昭
和56年特許出願公表第501704号および昭和57
年特許出願公表第501309号参照)。
テムに組み込まれる固体撮像素子は、撮像面を複数の長
方形ブロックに垂直列方向に沿って分割し、長方形の画
像とすることで読出し速度の高速化を実現しているが、
長方形画像では撮像エリアとして対象物が限定されてし
まう問題がある。
向に分割してブロック化しているため、垂直方向のスキ
ップ動作は比較的簡単な回路構成で、フレーム数に影響
を与えることなく行なうことができるが、水平方向のス
キップ動作は、光電変換素子数が多く、高速パルスを与
える必要があって高速回路構成が必要で制御が複雑化す
る問題があり、撮像エリアの選択の自由度が小さく、長
方形ブロック毎の撮像エリアしか選択できず、他の撮像
エリアの選択は困難であった。
たもので、固体撮像素子の撮像面の撮像エリアを自由に
選択して撮像エリアの選択自由度を向上させるとともに
超高速のフレーム速度で読出しが可能な画像記録装置を
提供することを目的とする。
置は、上述した課題を解決するためにフォトダイオード
等の光電変換素子を多数二次元配列して画像の蓄積およ
び読出し可能な固体撮像素子の撮像面を形成し、この撮
像面を列方向に沿って複数のブロックに分割し、分割さ
れた各ブロックの長手方向に配設された光電変換素子列
により走査線を形成し、各ブロックの複数の走査線を並
列にライン走査して多チャンネルビデオ信号を出力する
画像記録装置において、前記ブロックの走査線方向に複
数のライン走査開始点を設ける一方、読出しブロックの
選択を行なう第1の走査回路と、前記走査線方向のライ
ン走査開始点およびライン走査画素数の選択を行なう第
2の走査回路とを有し、前記第1および第2の走査回路
を駆動回路からのドライブ信号により作動制御して、ラ
イン走査開始位置の異なる撮像エリアを選択し、この撮
像エリアから多チャンネルヒデオ信号を出力するように
設定したことを特徴とするものである。
可能な二次元配列の固体撮像素子の撮像面を列方向に沿
って複数のブロックに分割する一方、各ブロックの長手
方向に配設された光電変換素子列により複数の走査線を
形成する。そして、ブロックの走査線方向に複数のライ
ン走査開始点を設け、第1の走査回路で読出しブロック
の選択を行ないつつ、第2の走査回路でライン走査開始
点およびライン走査画素数の選択制御を行なってライン
走査開始位置の異なる所要の撮像エリアを選択し、この
撮像エリアから多チャンネルビデオ信号を出力するよう
に構成して撮像エリアの選択自由度を向上させるととも
に超高速のフレーム速度で読出しが可能としたものであ
る。
を添付図面を参照して説明する。
ステムに組み込まれる画像記録装置10を示す。この画
像記録装置10は画像の蓄積や読出し可能な二次元配列
の固体撮像素子11を有し、この固体撮像素子11は駆
動回路12からのドライブ信号により駆動され、読出し
が開始される。駆動回路12はクロック13からの例え
ば25MHzのクロックパルスにより駆動される。
うにMOS型半導体素子からなるフォトダイオード等の
光電変換素子を多数二次元配列して構成される撮像面
(受光面)15と、ブロック選択シフトレジスタを構成
する第1の走査回路としての垂直走査回路16と、行シ
フトレジスタを構成する第2の走査回路としての水平走
査回路17と、撮像面の走査により多チャンネルアナロ
グビデオ信号を出力する出力部18とを有する。
ネルアナログビデオ信号S1〜S16は増幅回路20に
より増幅された後、ADコンバータ21に入力され、こ
のADコンバータ21でディジタルビデオ信号に変換さ
れて大容量メモリ22に連続的に記録されるようになっ
ている。大容量メモリ22に記録されたデータは図示し
ない読出し用メモリにより時系列的に読み出され、撮像
時の速度より低速の連続画像を再生できるようになって
いる。
する光電変換素子を例えば266個の水平列R1 ,R2
…R266 と256個の垂直行C1 ,C2 …C256 に二次
元配列してフォーマット化された撮像面15を形成する
一方、撮像面15は縦列(垂直行)方向に沿って16の
ブロックB1 ,B2 …B16に分割される。分割された各
ブロックB1 ,B2 …B16は長手方向の水平方向に16
行の光電変換素子列が形成され、各光電変換素子列によ
り16本の走査線が構成される。各ブロックB1 ,B2
…B16の16本(16行)の走査線は垂直および水平走
査回路16,17により並列に順次走査され、出力部か
らアナログビデオ信号S1 ,S2 …S16が出力されるよ
うになっている。撮像面15の二次元配列の光電変換素
子のうち、水平方向の光電変換素子数が垂直方向の光電
変換素子数より10個程多いのは、ノイズに対する余裕
度を持たせたためである。
に複数、例えば5つのライン走査開始点H1 (第1画
素)、H2 (第65画素)、H3 (第97画素)、H4
(第129画素)、H5 (第193画素)を有する。
バータ21の基準点(D点)設定用のオプティカルブラ
ックBOBである。
査回路17に入力される水平クロックパルスHC1 ,H
C2 は、水平方向の266個の光電変換素子のある画素
を読み出すとき、1画素ずつ読み出すタイミングとして
使われる。この水平クロックパルスHC1 ,HC2 は水
平シフトレジスタ同期パルスH1 ,H2 ,…H5 のいず
れかにより水平方向の読出しが開始されたとき、この開
始時点からHC1 ,HC2 のクロックパルスで画素の読
出しが行なわれる。このクロックパルスHC1 ,HC2
は各々例えば12.5MHzで180°位相が異なって
おり、水平走査速度は25MHzとなる。
像素子11の撮像面15に記録された画像の読出しにつ
いて説明する。
全面走査する場合、クロック13で駆動される駆動回路
12からのドライブ信号として図3に示す垂直リセット
パルスVRと垂直シフトレジスタクロックパルスVCが
垂直走査回路16に送られ、この垂直走査回路16を駆
動させる。垂直走査回路16は垂直リセットパルスVR
によりリセットされ、垂直シフトレジスタクロックパル
スVCにより第1のブロックB1 を選択し、この第1ブ
ロックB1 の画像走査動作を可能にする。
に水平リセットパルスHRと水平シフトレジスタ同期パ
ルスH1 (第1画素スタート)が送られ、水平走査回路
17が駆動される。水平走査回路17は水平リセットパ
ルスHRによりセットされ、水平シフトレジスタ同期パ
ルスH1 により第1画素R1から順次走査が開始され
る。
5に記録された画像は選択された第1ブロックB1 の第
1画素R1 から、16本(行)の走査線に沿って並列に
同時走査され、この走査により得られたアナログビデオ
信号S1 ,S2 …S16は出力部18から出力される。
タが設けられており、256画素を水平走査した時点で
水平リセットパルスHRを水平走査回路17に送って水
平走査を一旦終了し、次に垂直シフトレジスタクロック
パルスVCを垂直走査回路16に送り、第1ブロックB
1 の動作可能を終了して、垂直行方向にスキップさせ、
第2ブロックB2 を選択し、この第2ブロックB2 の動
作を可能とする。
7に第1画素スタート用の水平シフトレジスタ同期パル
スH1 を送って第2ブロックB2の読出しを開始する。
ロックB3 〜B16の読出しを次々と行なう。最終ブロッ
クB16の読出し終了後に駆動回路12から垂直リセット
パルスVR、垂直シフトレジスタクロックパルスVCを
垂直走査回路16に送り、次の撮像面15の画像処理の
ために、第1ブロックB1 が再び選択され、第1ブロッ
クB1 の動作が可能となる。
選択ブロックB1 ,B2 …B16にそれぞれ対応した16
行の走査線分のアナログビデオ信号S1 ,S2 …S16を
ADコンバータ21に出力するようになっている。動作
可能となっていない非選択ブロックは、画像走査の影響
を受けず、入射光に対応して電荷を蓄積している。
撮像エリアを選択して走査(画像処理)する場合を説明
する。
垂直64画素の矩形部分を読出す場合を例にとる。
らのドライブ信号として垂直走査回路16に垂直リセッ
トパルスVRが送られ、この垂直リセットパルスVRに
より垂直走査回路16がリセットされる。次に、図3
(B)に示すように駆動回路12から垂直走査回路16
に垂直シフトレジスタクロックパルスVCを7クロック
連続して送ることにより、第7ブロックB7 を選択し、
選択された第7ブロックB7 の動作を可能とする。
で、駆動回路12からドライブ(アドレス)信号として
水平リセットパルスHRと第97画素をスタートさせる
水平シフトレジスタ同期パルスH3 を水平走査回路17
に送る。水平走査回路17は水平リセットパルスHRに
よりリセットされ、水平シフトレジスタ同期パルスH3
により第97画素より走査が開始される。
路12に組み合せて水平カウンタでカウントし、64画
素分だけ水平走査した時点でタイミングをとって駆動回
路12は水平リセットパルスHRを水平走査回路17に
送って水平走査を停止させてリセットさせる。一方、駆
動回路12から垂直シフトレジスタクロックパルスVC
を垂直走査回路16に送ってブロックB7 の動作可能を
終了してスキップさせ、次のブロックB8 を選択し、第
8ブロックB8 を動作可能とする。
(第97画素スタート)H3 を水平走査回路17に送
り、選択された第8ブロックB8 を読み出す。以後この
動作を繰り返し、駆動回路12の垂直用カウンタにより
ブロックB10の読出しが終了した時点で次の撮像エリア
Aの読出しのために、垂直リセットパルスVR、7クロ
ック分連続された垂直シフトレジスタクロックパルスV
Cを垂直走査回路16に送って次のブロックB7 の走査
が開始される。
直シフトレジスタクロックパルスVCの連続的な与え方
と、水平シフトレジスタ同期パルスH1 ,H2 ,H3 ,
H4 ,H5 の組合せ数の数だけ可能となり、撮像エリア
は図2に示すA,Bの他に種々のエリアが可能となり、
撮像エリアの選択自由度が向上する。
タおよび垂直用カウンタを備え、全画面の設定、撮像エ
リア(分割画面)の水平画素の開始点および画素数、垂
直ブロックB1 〜B16の開始点、ブロック数の設定を行
なうようになっている。なお、全画面走査時にも、駆動
回路12から垂直走査回路16に送られる垂直シフトレ
ジスタクロックパルスVCが、図3(A)に示すように
最大パルス時間分の余裕を持たせることで、分割画面時
との走査上の時間差をなくしている。
例えば約25MHzで、この読出しデータ速度で表1に
示すフレーム速度(駒速度)が得られる。
了毎に読出し開始位置を変更させることができる。図4
(A),(B)および(C)は読出し開始位置を64画
素*64画素の1画面毎に変更した例を示す。この場
合、各画面(64画素*64画素)のフレーム速度(駒
速度)は1/40500秒の高速となり、超高速処理が
可能となる。
を変更させることで全撮像面の一部分だけを、被写体の
動きを追跡しながら読み出すことができる。
説明する。
から垂直走査回路16および水平走査回路17へ送るド
ライブ信号が図2に示す画像記録装置10とは基本的に
異なり、他の構成は異ならないので同一符号を用いて説
明を省略する。
12から垂直走査回路16にドライブ信号としての図6
に示す垂直シフトレジスタ信号VC1 〜VC4 を送って
ブロックB1 〜B16の選択を行なうようになっている。
に図7に示す水平シフトレジスタ同期信号HC1 〜HC
s を送って水平読出し開始位置H1 (第1画素)、H2
(第65画素)、H3 (第97画素)、H4 (第129
画素)、H5 (第193画素)の選択を行なうようにな
っている。
像素子の撮像面を16のブロックに分け、水平走査回路
に水平読出し開始位置(ライン走査開始点)を5つ設け
た例を示したが、各ブロックの数や水平読出し開始位置
の数はこれに限定されない。
録装置は、固体撮像素子の撮像面を列方向に沿って複数
のブロックに分割し、分割された各ブロックの長手方向
に配設された光電変換素子列により形成される複数の走
査線を並列にライン走査させるようにしたものにおい
て、前記ブロックの走査線方向に複数のライン走査開始
点を設ける一方、各ブロックの中から読出しブロックの
選択を行なう第1の走査回路と、前記走査線方向のライ
ン走査開始点およびライン走査画素数の選択を行なう第
2の走査回路とを有し、前記第1および第2の走査回路
を駆動回路からのドライブ信号により作動制御して、ラ
イン走査開始位置の異なる撮像エリアを選択し、この撮
像エリアから多チャンネルヒデオ信号を出力させたの
で、固体撮像素子の撮像面から所要の撮像エリアを選択
することが簡単かつ容易にでき、撮像エリア選択自由度
を向上させることができる一方、各撮像エリアの読出し
速度は、分割された各ブロックの複数の走査線毎の並列
読出しと、ライン走査開始点により読出し開始位置を選
択させることにより、より一層の高速化を図ることがで
きる。
に示す機能ブロック図。
で、固体撮像素子の概略レイアウト図。
ら特定のブロックを指定したときのタイミングチャート
を示す図。
出開始位置を1画面毎に変更した場合の例を示す図。
固体撮像素子の概略レイアウト図。
選択例を示す図。
位置の選択例を示す図。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項1】 フォトダイオード等の光電変換素子を多
数二次元配列して画像の蓄積および読出し可能な固体撮
像素子の撮像面を形成し、この撮像面を列方向に沿って
複数のブロックに分割し、分割された各ブロックの長手
方向に配設された光電変換素子列により走査線を形成
し、各ブロックの複数の走査線を並列にライン走査して
多チャンネルビデオ信号を出力する画像記録装置におい
て、前記ブロックの走査線方向に複数のライン走査開始
点を設ける一方、読出しブロックの選択を行なう第1の
走査回路と、前記走査線方向のライン走査開始点および
ライン走査画素数の選択を行なう第2の走査回路とを有
し、前記第1および第2の走査回路を駆動回路からのド
ライブ信号により作動制御して、ライン走査開始位置の
異なる撮像エリアを選択し、この撮像エリアから多チャ
ンネルヒデオ信号を出力するように設定したことを特徴
とする画像記録装置。
Priority Applications (6)
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Family Applications (1)
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CA (1) | CA2074344C (ja) |
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