JPH06268920A - 信号処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡単な回路構成で処理速度を向上させること
のできる小型で低価格な信号処理装置を提供する。 【構成】 複数の信号源（Ｓ₁−Ｓ₄）からの出力信号を
保持する信号保持手段（Ｃ₁₁−Ｃ₁₄）に、保持された複
数の信号のうち少なくとも２つ以上を混合して複数の混
合信号を出力する信号混合手段（Ｍ₃₁−Ｍ₃₄）を設け
る。 【効果】 信号源の数よりも少ない混合信号が得られる
ので信号数が少なくなっている分処理速度を高められ
る。この時、この混合信号は基になる複数の信号源の個
別信号に対応したものであるから情報を実質的に破壊せ
ず処理できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は情報記憶装置や光電変換
装置等に用いられる複数の個別信号を処理する信号処理
装置に関する

【０００２】

【従来の技術】リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）に代表
される半導体記憶装置やイメージセンサーにおいては、
メモリセルやフォトセルのような信号源からの出力信号
をシフトレジスタを用いての垂直走査及び水平走査によ
るＸＹアドレス方式で順次時系列的に外部に出力するよ
うな構成が採用されている。

【０００３】このような従来の信号処理装置の一例を説
明する。図１及び図２はそれぞれ従来の信号処理装置の
回路構成図及びその駆動タイミングチャートである。

【０００４】図１において、Ｓ₁、Ｓ₂…は電圧を出力す
るタイプのフォトセルに代表される信号源であり、これ
らの光信号は、スイッチ素子としてのＮ型ＭＯＳトラン
ジスタＭ₁₁、Ｍ₁₂…Ｍ₁₄、Ｍ₂₁、Ｍ₂₂…Ｍ₂₄及び信号保
持手段としての容量素子Ｃ₁₁、Ｃ₁₂…Ｃ₁₄を介して、時
系列的に出力線５に出力される。

【０００５】まず、時刻ｔ₀において、端子１に印加さ
れるパルスが立上がると、各セルＭ₁₁〜Ｍ₁₄の光信号
は、容量素子Ｃ₁₁〜Ｃ₁₄に読み出され保持される。その
後、端子１に印加されるパルスが立下り、走査回路１１
が動作を開始し、時刻ｔ₂において、信号線Ｌ１に選択
用のパルスが出力される。この時、容量素子Ｃ₁₁に保持
されていた信号が出力線５に出力され、出力アンプ１０
を通して、端子１２に出力される。

【０００６】その後、信号線Ｌ１のパルスが立下り、時
刻ｔ₄において、端子２にリセット用パルスが印加され
ると出力線５は、端子３のリセット用基準電位にリセッ
トされる（ｔ₅）。

【０００７】このように、残りの信号源Ｓ₂−Ｓ₄からの
出力動作とリセット動作とがくり返し行われ信号源Ｓ₁
−Ｓ₄から並列に読み出され容量素子Ｃ₁₁−Ｃ₁₄に保持
された信号は時系列信号に変換される。

【０００８】実際の信号処理装置においては、信号源は
１００個以上、最近では十万個以上にも及ぶようになっ
ている。

【０００９】従って信号源１個あたりの読み出し時間を
短くしても全信号源からの信号を時系列信号として出力
するのに必要な時間の短縮には限界がある。

【００１０】一方、信号源としてフォトセルを用いるよ
うな場合には、信号源から出力される信号は可視映像で
あることが多い。このような映像の場合暗やみ中のマッ
チの火のように一つのフレームのうちごく小さな領域に
のみ明信号があり残りは暗信号で占められるような場合
が生じる。

【００１１】このような場合であっても、従来の信号処
理装置では全てのセルの信号を時系列的に出力して外部
のランダムアクセスメモリに格納した後に必要な映像信
号処理を行っていた。

【００１２】

【発明が解決する技術課題】従って、汎用的な装置とし
ては従来の装置で十分であるが、ある一部分の信号のみ
を用いて処理するような場合には、全セルをアクセスす
る為に不用な信号を出力する為の時間が生じてしまい、
処理速度の向上を妨げる原因になっていた。

【００１３】これはホトセルに限らず、シーケンシャル
な信号出力を行う装置に共通の技術課題となっている。

【００１４】

【課題を解決する為の手段】〔目的〕本発明は上述した
技術課題を解決し、処理速度を向上させることのできる
信号処理装置を提供することを目的とする。

【００１５】本発明の別の目的は、比較的簡単な回路構
成で信号の処理が行える小型で低価格な信号処理装置を
提供することを目的とする。

【００１６】本発明の更に別の目的は、混合信号と個別
信号とを出力する機能をもつ、１つの半導体チップに集
積化できる信号処理装置を提供することにある。

【００１７】〔構成〕上述した課題を解決し、上記目的
を達成する為の手段（構成）は、複数の信号源と該信号
源からの出力信号を保持する為の複数の信号保持手段と
を有する信号処理装置において、前記複数の信号保持手
段に保持された前記複数の出力信号のうち少なくとも２
つ以上の独立した前記出力信号を混合して複数の独立し
た混合信号を出力する信号混合手段を有することを特徴
とする信号処理装置である。

【００１８】又、別の構成は少なくとも４つの信号源と
該信号源からの出力信号を保持する為の複数の信号保持
手段とを有する信号処理装置において、前記複数の信号
保持手段に保持された出力信号のうち少なくとも２つ以
上の独立した出力信号を混合して少なくとも２つ以上の
混合信号を出力する為の信号混合手段と、前記複数の信
号源からの出力信号をそれぞれ個別に出力する為の個別
信号出力手段と、を具備することを特徴とする信号処理
装置である。

【００１９】

【作用】本発明によれば多数の信号源の独立した信号を
適宜混合することにより信号源の数よりも少ない数の混
合信号が得られる。

【００２０】従って、処理すべき独立した信号の数が少
なくなる為に信号処理速度を大巾に高めることができ
る。又、扱う独立信号の数が少なくなる為、周辺回路の
規模も小さくなり、システムへの応用性が広がる。

【００２１】この時この混合信号は基になった複数個別
信号を代表するものでありその情報が破壊されたもので
はないので、大まかな情報を処理する場合に特に有効で
ある。

【００２２】

【実施例】〔好適な実施態様の説明〕本発明において
は、多数の信号源からの出力信号を全て時系列的に出力
しメモリに格納してから所望の処理を行うのではなく、
予め選択された群（ブロック）内の複数の信号源からの
出力信号を混合した後に、該混合信号を時系列的に出力
するものである。

【００２３】具体例を挙げるなら、計２００個の信号源
のうち２０個を１ブロックとして計１０個のブロックに
分割する。そして信号混合手段を各ブロックに設けブロ
ック内の独立した２０個信号を混合して計１０個の混合
信号を得る。従って、１０個の混合信号を全信号源の代
表信号として扱う為に、後段の信号処理システムの規模
は２００個ではなくその２０分の１の１０個の独立事象
を扱う小規模なもので済む。

【００２４】特にラインセンサーやエリアセンサーに代
表されるイメージセンサーにおいては上述した混合すべ
き信号源として隣接した複数のフォトセルを指定すれ
ば、混合しない場合に比べ解像度は低下するもののイメ
ージを読取る動作としては通常の動作と同じである。

【００２５】よって、高解像度よりもむしろ高速で全体
のイメージの傾向を読取りたい場合に本発明は好適に用
いられるのである。

【００２６】更には、まず混合信号を得てイメージ全体
の傾向を読取った後に、該イメージ内の限られた領域内
のみを高解像度で読み取りたい場合には、信号混合手段
の動作を制御することにより、混合信号の読み取りを行
った後に、信号混合手段を非動作として必要なブロック
内の各セルの個別の信号の読み取りを行うことができ
る。

【００２７】本発明に用いられる信号源としては容量や
抵抗体などの受動素子や、ダイオードやトランジスタな
どの能動素子が用いられる。とりわけ信号源として好ま
しいのは情報をもつ電気信号を発生する光導電素子や光
起電力素子等のフォトセルである。フォトセルのなかで
もゲートに電荷を蓄積する電界効果トランジスタや静電
誘導トランジスタ又は後述するベースに電荷を蓄積する
バイポーラトランジスタを用いた非破壊読出し型のフォ
トセルがより好ましく用いられる。

【００２８】又、本発明に用いられる信号保持手段とし
ては容量素子やラッチ回路が用いられ、アナログ信号を
扱う場合には容量素子を含むサンプル・ホールド回路が
具体的に用いられる。

【００２９】そして、本発明に用いられる信号混合手段
としては、複数の容量素子を接続するスイッチ素子とし
てのトランジスタや電荷結合素子が好ましい。

【００３０】以下本発明の具体的な実施例について詳述
するが、本発明はこれら実施例に限定されることはな
く、本発明の目的が達成される範囲内であれば構成要素
の均等物への置換、材料の変更等がなされたものも含
む。

【００３１】（実施例１）本発明の第１の実施例を図３
の回路図及び、図４に示すタイミングチャートを用いて
簡単に説明する。

【００３２】本実施例は信号源としてのフォトセルＳ
₁ 、Ｓ₂ 、…を１次元状に配列し、２画素単位でその平
均信号を出力する様に構成したものである。

【００３３】つまり、信号混合手段として、走査回路１
１′とスイッチ素子としてのＭＯＳＦＥＴＭ₃₁、Ｍ₃₂…
Ｍ₃₄、出力線５′及び容量素子Ｃ₂ ′等が設けられてい
る点が従来の構成とは異なる点である。

【００３４】換言すれば、２つのセルからなる群（ブロ
ック）単位で時系列的に処理される。

【００３５】ここで、出力線５′にはリセット用ＭＯＳ
ＦＥＴＭＲ′が接続されており、端子２′へのクロック
パルスの印加により出力線５′の容量素子Ｃ₂ ′の電位
を端子３′の基準電位にリセットする。又、１０′は１
０と同じ増幅器、２０′は２０と同様の出力端子であ
る。

【００３６】まず、時刻ｔ₁ において、端子１に信号読
出し用パルスが印加され、セルＳ₁、Ｓ₂ 、…からの光
信号がそれぞれ同時に容量素子Ｃ₁₁、Ｃ₁₂、…に読出さ
れる。

【００３７】その後時刻ｔ₂ において、走査回路１１′
から出力線Ｎ₁ に走査パルスが出力されると、２つのＭ
ＯＳトランジスタＭ₃₁、Ｍ₃₂が同時にＯＮ状態になり、
Ｓ₁Ｓ₂ に蓄積され光信号の平均信号が出力線５′の容
量素子Ｃ₂ ′に出力され出力アンプ１０′を通して増幅
されて端子１２′に供給される。その後時刻ｔ₃におい
て、端子２′にリセット用パルスが印加されると、トラ
ンジスタＭＲ′がＯＮ状態になり、出力線５′はリセッ
トされる。以上の走査を全ブロック分行なう事により、
ブロック信号読出しが終了する。

【００３８】このブロック信号により、必要なブロック
の選出が終了すると、再度端子１にパルスを印加し、セ
ルＳ₁ 、Ｓ₂ …の光信号を容量素子Ｃ₁₁、Ｃ₁₂、…に読
み出し、（時刻ｔ₄ ）走査回路１１を駆動し、各セルの
光信号を今度はセル単位で時系列に読み出す。

【００３９】ここで、走査回路１１′を任意のセルから
駆動開始し任意のセルで駆動を終了できるものにすれ
ば、必要なブロックのみの信号を読み出すことができ
る。

【００４０】また、セルＳ₁ 、Ｓ₂ 、…が非破壊読出し
可能なものなら、ブロック読み出しで得られた画像情報
と実質的に同一時刻の光信号を取り出すことも可能であ
る。

【００４１】非破壊読出し型のセンサとしては、発明者
大見忠弘と田中信義に付与された「光電変換装置（Ｐｈ
ｏｔｏｅｌｅｃｔｒｉｃ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）」とい
う名称の米国特許第４，７９１，４６９号の明細書或い
は発明者田中らに付与された「固定パターンノイズの低
減された光電変換装置（Ｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｉｃｃ
ｏｎｖｅｒｓｉｏｎ ｄｅｖｉｃｅ ｗｉｔｈ ｒｅｄ
ｕｃｅｄ ｆｉｘｅｄ ｐａｔｔｅｒｎ ｎｏｉｓｅ
ｓ）」というタイトルの米国特許第４，８１０，８９６
号の明細書に記載されている、容量負荷にエミッタが接
続されたバイポーラトランジスタのベースに光生成され
た電荷を蓄積するのを用いることが望ましい。

【００４２】（実施例２）図５は本発明の第２の実施例
による信号処理装置の回路図である。実施例１と異なる
点は１つの信号源からの出力信号を増幅器と２つのスイ
ッチ素子を介して２つの容量素子で保持する点である。
こうして、実施例１では２回行う必要のある容量素子へ
の信号保持動作を１回で済ませることができる。

【００４３】動作を簡単に説明すると、まず、端子１に
パルスが印加され全セルＳ₁ −Ｓ₄の信号が増幅器Ａ₁
−Ａ₄ にて増幅され容量素子Ｃ₁₁−Ｃ₁₄、Ｃ₁₁′−
Ｃ₁₄′に同時に保持される。

【００４４】次に、走査回路１１′により２つのＭＯＳ
ＦＥＴＭ₃₁、Ｍ₃₂がオンすることにより２つの容量素子
Ｃ₁₁′、Ｃ₁₂′に保持されている出力信号の平均値が容
量素子Ｃ₂ ′に現われ増幅器１０′により更に増幅され
て端子１２′に出力される。その後、出力線５′の電位
がリセット用ＭＯＳＦＥＴＭＲ′によりリセットされた
後、シフトパルスＮ₂ により２つの容量素子Ｃ₁₃′、Ｃ
₁₄′に保持された出力信号の平均が出力される。これを
順次行いブロック毎の平均値を時系列的に端子１２′へ
出力する。

【００４５】その後は、各セルの信号を順次出力する為
に、走査回路１１が動作し、シフトパルスが順次出力線
Ｌ１−Ｌ４に供給されて容量素子Ｃ₁₁−Ｃ₁₄に保持され
ている各セルの出力信号が順次時系列に端子１２へ出力
される。

【００４６】本実施例においては、信号源として破壊読
出し型のセルを用いることができる。

【００４７】又、増幅器Ａ₁ −Ａ₄ は必要に応じて設け
られるものであり、信号源の出力インピーダンスが充分
に低いものであれば増幅器は省略できる。

【００４８】（実施例３）図６及び図７に、本発明の第
３の実施例による信号処理装置の回路図及びその駆動タ
イミングチャートを示す。

【００４９】本実施例３においては、グループ内の容量
素子同士を共通に接続するスイッチ素子が設けられてい
る。

【００５０】本実施例は前述した実施例１に対して、走
査回路を１つにする。ということと、駆動方法を簡単に
する。ことという２つの特徴がある。

【００５１】時刻ｔ₁ において、端子１にパルスが印加
され、セルＳ₁ 、Ｓ₂ …からの光信号が容量素子Ｃ₁₁、
Ｃ₁₂…に同時に読み出される。

【００５２】その後、時刻ｔ₂ において、端子４にパル
スが印加されるとスイッチ素子としてのＭＯＳトランジ
スタＭ₃₁、Ｍ₃₂、…がオン状態になる。こうして、容量
素子Ｃ₁₁とＣ₁₂、又、容量素子Ｃ₁₃とＣ₁₄がそれぞれ共
通に接続されるため、２つの容量素子Ｃ₁₁、Ｃ₁₂…に読
み出された信号電圧をそれぞれＶ₁ 、Ｖ₂ 、…、２つの
容量素子が接続された後の電圧をＶ_c12 、Ｖ_c12 、…と
すると、

【００５３】

【外１】 となる。

【００５４】次に、時刻ｔ₄ において、走査回路からの
パルスが出力線Ｌ１に印加されると、ＭＯＳトランジス
タＭ２１がオン状態になり、２つの容量素子Ｃ₁₁及びＣ
₁₂上の信号は出力線５に転送される。この時の出力線５
に現われる電圧をＶ₀ 、出力線５のリセット電位である
端子３の電位を０ｖとすると、両者は、

【００５５】

【外２】 の関係で示される。

【００５６】次いで、出力線５の電位がリセットされた
状態で、出力線Ｌ２にパルスが印加されＭＯＳトランジ
スタＭ２２がオンするので容量素子Ｃ₁₂の信号は出力さ
れずにリセットされる。その後は同様に平均値の出力と
リセットがくり返される。

【００５７】ここでＬ２やＬ４に印加されるパルスはリ
セット動作の為Ｌ１やＬ３へのパルスに比べて実際には
極めてパルス巾で済むので平均値出力の為の走査時間は
全セルの走査時間に比べて短い時間で済む。

【００５８】次いで、時刻ｔ₆ で再びセルＳ₁ −Ｓ₄ の
信号が容量素子Ｃ₁₁−Ｃ₁₄に保持される。その後は端子
４に印加されるパルスはローレベルのまま、順次ＭＯＳ
ＦＥＴＭ₂₁−Ｍ₂₄がオンにすることにより、各容量素子
Ｃ₁₁−Ｃ₁₄に保持された信号が順次時系列的に端子１２
に現われる。

【００５９】尚、本実施例３においても、実施例１に対
する実施例２のごとく、信号源の出力に増幅器を設ける
構成及び／又は１信号源当たり、複数の保持手段を設け
る構成を採用することにより、信号源から保持手段への
読出し動作は１回で済み、信号源として破壊読出し型の
光電変換セルも採用できるという効果が得られる。

【００６０】（実施例４）図８に本発明の第４の実施例
による信号処理装置の回路図を示す。

【００６１】本実施例４は前記実施例１を２次元センサ
に適用し、縦方向の複数画素（セル）（本実施例では２
画素）の平均信号を出力する様にしたものである。

【００６２】本実施例の動作を図９のタイミングチャー
トを用いて簡単に説明する。

【００６３】まず時刻ｔ₁ において、垂直走査回路４０
から駆動選択線Ｈ１にパルスが印加される。この時点か
ら１行分のセルＳ₁₁、Ｓ₁₂、Ｓ₁₃、Ｓ₁₄から光信号が垂
直線５１、５２、５３、５４にそれぞれ読出され、時刻
ｔ₂ において端子３０にパルスが印加されると、ＭＯＳ
トランジスタＭ₁₁、Ｍ₁₂、Ｍ₁₃、Ｍ₁₄がオン状態にな
り、容量素子Ｃ₁₁、Ｃ₁₃、Ｃ₁₅、Ｃ₁₇に保持される。

【００６４】その後、時刻ｔ₃ において、同様に次の行
の信号Ｓ₂₁、Ｓ₂₂、Ｓ₂₃、Ｓ₂₄がそれぞれ容量Ｃ₁₂、Ｃ
₁₄、Ｃ₁₆、Ｃ₁₈に読み出される。

【００６５】その後、水平走査回路１１′から出力線Ｌ
１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４にパルスが逐次印加され、２つの
容量素子Ｃ₁₁とＣ₁₂、Ｃ₁₃とＣ₁₄、Ｃ₁₅とＣ₁₆、及びＣ
₁₇とＣ₁₈に蓄積された１対の光信号の平均信号が端子２
０に出力される。

【００６６】このように、２つの駆動選択線上の１列方
向に隣接するセルの平均信号が順次時系列的に出力され
た後は、次の２つの駆動選択線Ｈ３、Ｈ４が選択されて
２つの列方向に隣接するセルの平均信号が順次時系列的
に出力される。

【００６７】（実施例５）図１０は本発明の実施例５に
よる信号処理装置の回路図である。本実施例５は前述の
実施例３を２次元センサに応用したものである。本実施
例による信号混合動作は２行毎に容量素子への信号保持
が終了した後、端子４にパルスを印加し、２つの容量素
子を接続して平均信号を得て続いて該平均信号を順次走
査する。

【００６８】図１１は本実施例５の駆動タイミングチャ
ートである。

【００６９】まず、駆動選択線Ｈ１を選択するとともに
端子３０にクロックパルスを印加してＭＯＳトランジス
タＭ₁₁−Ｍ₁₄をオンして容量素子Ｃ₁₁、Ｃ₁₃、Ｃ₁₅、Ｃ
₁₇に信号を保持させる。次に駆動選択線Ｈ２を選択する
とともに端子３１にパルスを印加してＭＯＳトランジス
タＭ₂₁−Ｍ₂₄をオンしてもう一方の容量素子Ｃ₁₂、
Ｃ₁₄、Ｃ₁₆、Ｃ₁₈に信号を保持させる。

【００７０】次いで端子４にパルスを印加してＭＯＳト
ランジスタＭ₃₁−Ｍ₃₄をオンしてそれぞれ一対の容量素
子を接続し垂直ライン毎に２つのセルの出力信号の平均
値を得る。その後は端子２へのリセットパルスの印加と
出力線Ｌ１−Ｌ４へのパルスの印加の組合わせにより平
均値の出力とリセット動作がくり返し行われる。

【００７１】その後は、図１２に示されるように駆動選
択線Ｈ１−Ｈ４を順次１つづつ選択して容量素子Ｃ₁₁、
Ｃ₁₃、Ｃ₁₅、Ｃ₁₇に信号を保持した後、パルスＬ１、Ｌ
３により順次走査されるので各セル毎の出力信号が時系
列信号として端子１２に増幅されて現われる。

【００７２】（実施例６）図３は本発明の第６の実施例
による信号処理装置の回路図である。

【００７３】本実施例においては隣接するセルＳ₁₁、Ｓ
₂₁、Ｓ₁₂、Ｓ₂₂という４つのセルからの信号を保持した
後、混合し４つの信号の平均値が得られるように構成さ
れている。

【００７４】図１４、図１５は本実施例の駆動タイミン
グチャートである。

【００７５】本実施例においては隣接する４つのセルか
らの信号を保持した後混合して、パルスＬ１により端子
１２にその平均値を増幅して出力し、その後リセット動
作を期間Ｔ_RS中行い、続いて次の隣接する４つのセルか
らの保持された信号を混合し出力し、再びリセット動作
を行う。

【００７６】こうして４ブロックの平均値を得た後に、
図１５に示すように各セルからの信号を順次端子１２に
出力する。

【００７７】（実施例７）図１６に本発明の第７の実施
例を示す。

【００７８】本実施例７は、説明の簡略化の為、信号源
Ｓ₁ 、Ｓ₂ 、Ｓ₃ 、Ｓ₄ を１次元状に配列し、各信号源
からの信号とともに隣接する信号の平均信号も出力する
様にしたものである。

【００７９】本実施例の動作を図１７のタイミングチャ
ートを用いて、簡単に説明する。

【００８０】まず、時刻ｔ₀ において、端子１のパルス
が立ち上がり、ＭＯＳトランジスタＭ_ij（ｉ＝１〜４、
ｊ＝１〜３）がオン状態になり、各信号源から、信号が
容量素子Ｃ_ij（ｉ＝１〜４、ｊ＝１〜３）に読出され
る。ここで、各信号源Ｓ_i（ｉ＝１〜４）にはそれぞ
れ、３つの容量素子Ｃ_ij（ｊ＝１〜３）が並列接続され
ており、この３つの容量素子にはＳ_iからの同じ信号が
読み出される。

【００８１】また、この時Ｃ_i2＝２Ｃ_i1 ＝２Ｃ_i3＝Ｃ
（ｉ＝１〜４）に設定しておく。時刻ｔ₄ 、及び時刻ｔ
₈ にそれぞれＬ１、Ｌ２のパルスが立上り、それぞれＣ
₁₁、Ｃ₁₂上の信号が出力線５上に読出され、端子１２に
出力される。この時、Ｃ₁₁、Ｃ₁₂上の信号電圧をＶ₁ と
すると、端子３のリセット電圧をＧＮＤとすると、Ｖ₁
が出力線５上に読出された時の電圧はそれぞれ

【００８２】

【外３】 次に、時刻ｔ₉ において、Ｌ３のパルスが立上がると、
ＭＯＳトランジスタＴ₁₃、Ｔ₂₁が同時にオン状態にな
り、Ｃ₁₃及びＣ₂₁上の電圧が出力線５上に読出される。
Ｃ₂₁、Ｃ₂₂、Ｃ₂₃上の信号電圧をＶ₂ とすると、この
時、出力線５上に読出される信号電圧は

【００８３】

【外４】 となり、これは、信号源Ｓ₁ 及びＳ₂ からの信号の平均
が出力された事になる。

【００８４】この様な一連の動作により、まずＳ_iの信
号の出力、次にＳ_i、Ｓ_i+1の平均信号の出力、続いてＳ
_i+1の信号の出力というように本来の信号源の信号の間
に、隣接する信号源の平均信号が、シリアルに出力され
ることにより、疑似的に解像度を向上させることができ
る。

【００８５】尚、本実施例では、説明の簡略化の為、信
号源は、１次元状の配列としたが、信号源を２次元状に
配列し、縦方向の信号に対しても、同じ動作を行なえ
ば、２次元状に、解像度を向上させることができる。

【００８６】（実施例８）本発明の第８の実施例とし
て、フォトセルからの信号を、輪郭強調した信号として
出力する例がある。

【００８７】画像の鮮鋭化として、よく用いられる手法
として、ラプラシアン

【００８８】

【外５】 を用い、２次元画像データに対して各画素の信号ｆ
（ｉ，ｊ）を、 ｆ′（ｉ，ｊ）＝５ｆ（ｉ，ｊ）−｛ｆ（ｉ＋１，ｊ）＋ｆ（ｉ−１，ｊ）＋ ｆ（ｉ，ｊ＋１）＋（ｉ，ｊ−１）｝−（６．２） に変換する手法が知られている（Ｒｏｓｅｎｆｅｌｄ、
Ｋａｋ：「Ｄｉｇｉｔａｌ Ｐｉｃｔｕｒｅ Ｐｒｏｃ
ｅｓＳ_iｎｇ」、Ａｃａｄｅｍｉｃ Ｐｒｅｓｓ）。

【００８９】 ｆ′（ｉ）＝３ｆ（ｉ）−｛ｆ（ｉ−１）＋ｆ（ｉ＋１）｝−（６．３） １次元画像データに対しても同様に変換する手法が有効
である。つまり、元画像からその画像のラプラシアン
（水平・垂直方向の隣接する画像の平均値）を引くこと
により、画像のぼけを弱め、画像の鮮鋭化が実現でき
る。

【００９０】本実施例の動作を図１８を用いて簡単に説
明する。

【００９１】本実施例において、各画素Ｓ_i（ｉ＝１〜
４）には、信号保持容量Ｃ_ij（ｊ＝１〜３）が３コ並列
接続されており、それぞれの値はＣ_i2 ＝３Ｃ_i1＝３Ｃ
_i3＝３Ｃ（ｉ＝１〜４）−（６．４）となる様に設定さ
れている。

【００９２】動作は、従来例とほとんど同じであり、ま
ず各画素Ｓ_i（ｉ＝１〜４）からの信号を容量Ｃ_ij（ｉ
＝１〜４、ｊ＝１〜３）に読出す。次に走査回路１２に
より、容量Ｃ_ijに保持された信号を出力線５に転送する
際に、従来例と異なる。つまり、例えば、Ｌ１にパルス
が印加されるとＭＯＳトランジスタＴ₁₃、Ｔ₂₂、Ｔ₃₁が
オン状態になり、容量Ｃ₂₂に保持された電荷は出力線５
に転送されると同時に、容量Ｃ₁₃、Ｃ₃₁に保持された電
荷は出力線５′に転送される。ここで容量Ｃ₁₃、Ｃ₂₂、
Ｃ₃₁に保持された信号電圧をそれぞれＶ₁ 、Ｖ₂ 、Ｖ₃
とすると、この転送動作により、出力線５、５′の電位
は、出力線５、５′のリセット電位（端子３、３′の電
位）をＧＮＤレベルとして

【００９３】

【外６】 になる。ここで、Ｃ₃ 及びＣ₃ ′は主に出力線５、５′
に接続されるＭＯＳトランジスタＴ_mn（ｍ＝１〜４、ｎ
＝１〜３）のドレイン寄生容量及び配線容量であり、本
実施例においては、出力線５にダミーのＭＯＳトランジ
スタを接続し、配線形状を同じくする事により、Ｃ₃ 、
Ｃ₃ ′を一致させる事ができ、かつ、ダミー容量Ｃ_Dを
Ｃに設定することにより、（６．５）、（６．６）の分
母を同じくすることができる。従ってＶ₅ −Ｖ₅ ′を差
分を３０によって得ることによって、（６．３）式の演
算を、光電変換装置上で行なうことができ、画像を鮮鋭
化することができる。

【００９４】本実施例では説明を簡単にする為、１次元
光電変換装置を例に挙げたが、２次元光電変換装置の場
合も全く同様に、（６．２）式の演算を同一チップ上で
行なうことにより、画像を鮮鋭化させることができるこ
とは明らかである。

【００９５】また、本実施例では、画像の輪郭強調を目
的とする為、（６．３）式を用いた演算を行なっている
が、 ｆ″（ｉ）＝２ｆ（ｉ）−｛ｆ（ｉ−１）＋ｆ（ｉ＋１）｝−（６．７） の演算を行なうことにより、輪郭部分の像のみを出力す
ることもできる。具体的には図１８上の信号保持容量の
値をＣ_i2＝２Ｃ_i1＝２Ｃ_i3＝２Ｃ（ｉ＝１〜４）−
（６．８）に設定することにより、実現できる。

【００９６】また、これは２次元光電変換装置の場合も
全く同様に、実現できることは明らかである。また、本
実施例では、保持容量を（６．４）、（６．８）式の値
に設定しているが、必要に応じて、この値を変更するこ
とは簡単である。

【００９７】さらに、容量素子を、ＭＯＳ容量で構成し
た場合、ゲート、基板間の電圧に対して、容量値は図１
９の様な特性を示すことが知られている。従って、本発
明においても、保持手段をＭＯＳ容量で構成し、基板電
位を変える事により、その容量値を外部から調整でき
る。

【００９８】（実施例９）図２０に本発明の実施例９に
よる信号処理装置の回路図を、図２１にその駆動タイミ
ングチャートを示す。

【００９９】本実施例では平均値を順次出力する為の走
査回路１１′とＭＯＳトランジスタＭ₅₁、Ｍ₅₂を設けた
点が図６に示した実施例３と回路上異なる点である。

【０１００】本実施例においては、まず時刻ｔ₁ におい
て端子１にハイレベルのパルスが入力し、全セルＳ₁ −
Ｓ₄ の出力信号が容量素子Ｃ₁₁−Ｃ₁₄にそれぞれ保持さ
れる。次に時刻ｔ₂ に端子４にハイレベルのパルスが印
加され隣接する２つの容量素子同士が接続され信号を混
合する。時刻ｔ₃ にて端子２にハイレベルのパルスが印
加され共通の出力線５が一旦端子３のリセット電位にリ
セットされる。

【０１０１】次に時刻ｔ₄ にて走査回路１１′よりハイ
レベルのパルスがＭＯＳトランジスタＭ５１のゲートに
入力されて平均値が出力される。

【０１０２】このようにして順次走査回路１１′のハイ
レベルのパルスがシフトして平均値出力を時系列的に増
幅して端子１２に出力する。

【０１０３】平均値の出力が終了すると、次に各セルの
個別信号の出力動作を行う。時刻ｔ₅ にて全セルＳ₁ −
Ｓ₄ の信号を容量素子Ｃ₁₁−Ｃ₁₄に保持する。次いで、
走査回路１１より時刻ｔ₆ にハイレベルのシフトパルス
がＭＯＳトランジスタＭ２１のゲートに印加されセルＳ
₁ の信号が端子１２に出力される。ハイレベルのパルス
が出力線Ｌ１−Ｌ４をシフトしていくことにより、全セ
ルの信号が順次時系列信号として増幅されて端子１２に
現われる。

【０１０４】図２２は本発明による信号処理装置を用い
たシステムを示すブロック図である。信号源としてのセ
ルアレイ１００からの２００個全ての出力信号は信号保
持手段としてのサンプル・ホールド回路１０１に２００
セル分の信号として個別に保持される。

【０１０５】該保持された信号を用いて信号混合手段１
０２によりまずは隣接する４つの信号を混合し、独立し
た５０個の混合信号を生成する。混合信号処理回路１０
４では圧縮された信号を処理して高解像度の信号処理を
行うべき領域を決定し領域指定信号を個別信号処理回路
１０３に供給する。個別信号処理回路では指定された領
域として例えばＳ₁ −Ｓ₄ の第１ブロックが指定されれ
ば、該第１ブロックに対応するサンプル・ホールド回路
１０１の個別信号のみを取り出して信号処理を行う。

【０１０６】このようにして出力端子１０６からは圧縮
された混合信号による低解像度（低密度）の情報が得ら
れるので、全信号の大まかな情報が得られる。一方、出
力端子からは特定の領域の高解像度（高密度）の情報が
得られるので、全信号のうち一部の詳細な情報を得るこ
とができる。

【０１０７】

【発明の効果】本発明によれば、信号源の数より少ない
数の混合信号を処理すればよいので、信号の処理速度が
向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の信号処理装置の回路図である。

【図２】従来の信号処理装置の駆動タイミングチャート
である。

【図３】本発明の実施例１による信号処理装置の回路図
である。

【図４】実施例１による信号処理装置の駆動タイミング
チャートである。

【図５】本発明の実施例２による信号処理装置の回路図
である。

【図６】本発明の実施例３による信号処理装置の回路図
である。

【図７】実施例３による信号処理装置の駆動タイミング
チャートである。

【図８】本発明の実施例４による信号処理装置の回路図
である。

【図９】実施例４による信号処理装置の駆動タイミング
チャートである。

【図１０】本発明の実施例５による信号処理装置の回路
図である。

【図１１】実施例５による信号処理装置の駆動タイミン
グチャートである。

【図１２】実施例５による信号処理装置の駆動タイミン
グチャートである。

【図１３】本発明の実施例６による信号処理装置の回路
図である。

【図１４】実施例６による信号処理装置の駆動タイミン
グチャートである。

【図１５】実施例６による信号処理装置の駆動タイミン
グチャートである。

【図１６】本発明の実施例７による信号処理装置の回路
図である。

【図１７】実施例７による信号処理装置の駆動タイミン
グチャートである。

【図１８】本発明の実施例８による信号処理装置の回路
図である。

【図１９】本発明に用いられる容量素子としての可変容
量の特性を示す線図である。

【図２０】本発明の実施例９による信号処理装置の回路
図である。

【図２１】実施例９による信号処理装置の駆動タイミン
グチャートである。

【図２２】本発明の信号処理装置を用いた信号処理シス
テムのブロック図である。

【符号の説明】

Ｓ₁ 、Ｓ₂ 、Ｓ₃ 、Ｓ₄ 信号源 Ｃ₁₁、Ｃ₁₂、Ｃ₁₃、Ｃ₁₄ 信号保持手段 Ｍ₃₁、Ｍ₃₂、Ｍ₃₃、Ｍ₃₄ 信号混合手段 １１、１１′ 走査回路

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の信号源と該信号源からの出力信号
   を保持する為の複数の信号保持手段とを有する信号処理
   装置において、前記複数の信号保持手段に保持された出
   力信号のうち少なくとも２つ以上の独立した出力信号を
   混合して複数の独立した混合信号を出力する信号混合手
   段を有することを特徴とする信号処理装置。
2. 【請求項２】 前記信号保持手段は容量素子である請求
   項１に記載の信号処理装置。
3. 【請求項３】 前記信号保持手段は可変容量素子である
   請求項１に記載の信号処理装置。
4. 【請求項４】 前記信号源は光電変換素子である請求項
   １に記載の信号処理装置。
5. 【請求項５】 前記信号源と前記信号保持手段の間には
   増幅器が介在されている請求項１に記載の信号処理装
   置。
6. 【請求項６】 前記増幅器は対応する前記信号源からの
   前記出力信号と基準信号との差分をとる回路を含む請求
   項５に記載の信号処理装置。
7. 【請求項７】 少なくとも４つの信号源と該信号源から
   の出力信号を保持する為の複数の信号保持手段とを有す
   る信号処理装置において、前記複数の信号保持手段に保
   持された出力信号のうち少なくとも２つ以上の独立した
   出力信号を混合して少なくとも２つ以上の混合信号を出
   力する為の信号混合手段と、前記複数の信号源からの出
   力信号をそれぞれ個別に出力する為の個別信号出力手段
   と、を具備することを特徴とする信号処理装置。
8. 【請求項８】 前記信号混合手段は少なくとも２つの前
   記信号保持手段同士を接続するスイッチと走査回路とを
   含み、前記個別信号出力手段は前記信号保持手段毎に設
   けられたスイッチと走査回路とを含む請求項７に記載の
   信号処理装置。
9. 【請求項９】 前記信号混合手段により得られた情報を
   基にして、前記個別信号出力手段により出力すべき個別
   信号を選択することを特徴とする請求項７に記載の信号
   処理装置。
10. 【請求項１０】 前記信号混合手段により前記複数の信
    号源の全てからの混合信号を出力した後、該混合信号に
    基づいて、前記複数の信号源のうち所定数の信号源から
    の個別信号を出力する請求項７に記載の信号処理装置。