JPS61232781A - 固体撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、電子ズーム機能を有する固体撮像装置に関す
るものである。

従来の技術 近年、ビデオテープレコーダ（ＶＴＲ）の普及に共ない
固体撮像装置の開発が活発化し、より小型、軽量、低消
費電力、高信頼性、低価格、そして多機能化が求められ
ている。

以下、従来の撮像装置のズーム機能について説明する。

従来の撮像装置のズーム機能は、光学的手法が用いられ
ており、ズーム効果を得るためには焦点距離を変化させ
る必要があり、そのためにレンズを複雑なカム機構によ
り移動させる必要がある。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら上記のような構成では、レンズを移動させ
るための時間が必要であり、瞬間的なズーム効果を得る
ことはきわめて困難であった。

本発明は上記問題点に着目し、ズーム機能に電子的手法
を付加することによシ、瞬間的なズーム効果が得られ、
より多彩な演出を可能にするようにした固体撮像装置を
提供するものである。

問題点を解決するための手段 上記の問題点を解決するために、本発明は次の構成を設
けたものである。

まず、垂直方向をｎ倍にズームする際に、固体撮像素子
の特徴を生かして、不必要な有効走査画素に対応した信
号電荷を高速転送して除去し、ズームすべき画素に対応
した信号電荷をｎ水平走査期間に１回づつ間歇的に転送
させる撮像素子垂直駆動系パルス発生を設けることによ
り、垂直方向にｎ倍ズームされた光電変換信号を素子出
力から得る。ただしｎは正の整数である。

次に得られた信号の水平方向にｎ倍にズームすべき１水
平走査期間内の一部分を、通常のｎ倍の速度のクロック
を用いて、第１の１水平走査期間メモリーに読み込ませ
、読み出す際には通常のクロックを用いることにより、
水平方向においてもｎ倍にズームされた第１の出力が得
られる。

しかしながらこの状態では、ｎ水平走査期間に１水平走
査期間しか信号が現れない。

そこでさらに、第１の出力を第２の１水平走査期間メモ
リーに、通常速度のクロックを用いて、読み込み、読み
出しを行い、第１の出力から１水平走査期間遅延した第
２の出力を得、同様にして第２の出力から１水平走査期
間遅延した第３の出力を得、この操作を（ｎ−１）回繰
り返すことにより、第１から第ｎまでの出力を得る。前
記第１から第ｎまでの出力の信号の現れる１水平走査期
間の選択、切替えを行うことによシ１水平走査期間毎に
水平方向もｎ倍に拡大された信号を有する出力を得るこ
とが可能となる。

作用 本発明は、上記した構成により、垂直方向、水平方向共
にｎ倍にズームされた信号を得ることになり、電気的な
スイッチの操作のみにより、瞬間的なｎ倍のズーム効果
が得られることとなる。

実施例 以下、本発明の実施例の固体撮像装置について、図面を
参照しながら説明する。

第１図は、本発明の実施例の２倍電子ズーム機能付固体
撮像装置の電子ズーム部のブロック図を示した・もので
ある。第１図において、１ｏ１は固体撮像素子の垂直駆
動系パルス発生回路、１ｏ２は固体撮像素子、１ｏ３は
クランプ回路、１ｏ４はプランキング回路、１ｏ６及び
１０６は１水平走査期間遅延素子を示すものである。

以上のように構成された固体撮像装置について以下第１
図、第２図、第３図及び第４図を用いてその動作を説明
する。

第２図は、固体撮像素子の垂直駆動系パルスのタイミン
グを示すものであって、２０１は垂直プランキングパル
ス、２ｏ２は通常動作の際の固体撮像素子の垂直転送パ
ルス、２０３は２倍ズーム動作の際の固体撮像素子の垂
直転送パルスを示すものである。

第３図において、３０１は有効走査画素を示すものであ
ｐ、３０２．３０３は、ズームされていく過程を追って
模式的に示すものである。

まず垂直方向を２倍にズームするために、第３図３０１
の＆、Ｃで示した不必要な部分を、第２図２０３の１で
示した垂直プランキング内の、それぞれ３．４で示した
タイミングで固体撮像素子を高速転送で動作させること
によって切り捨てる。

さらに第３図３０１のｂで示したズームすべき部分を、
第２図２０３の２で示した走査期間内で２水平走査期間
に１回づつ間歇的に転送を行うことにより垂直方向の２
倍のズームが行われたことになる。この状態が第３図３
０２に示すものである。

なお第１図１０１に示す垂直駆動系パルス発生回路の出
力端子１０７には第２図２０２に示す通常の転送パルス
を、また他方の出力端子１０８には、第２図２０３に示
すズーム時の転送パルスを出力させ、それをマルチプレ
クサ１０９によシ選択して固体撮像素子を駆動させるこ
とにより、垂直方向の瞬間ズーム効果を得ることを可能
にしている。

この時、固体撮像素子の水平駆動系パルスは常に通常動
作させておく。

次に水平方向の２倍拡大の動作について述べる。

第４図は、前記条件で動作させた固体撮像素子の出力か
ら得られた光電変換信号が水平方向にズ−ムされていく
過程を示すものである。

ズーム時において、固体撮像素子の垂直転送パルスは２
水平走査期間に１回動作し、かつ水平転送パルスは通常
速度で動作しているので、第１図の１１０で示す固体撮
像素子出力端子には、第４図４０１で示す如く１水平走
査期間おきに信号が現われる。

次に水平方向のズームを行う際に、第３図３０１のｄ、
ｆで示される不必要な部分を切り捨てるのだが、この時
、必要な固体撮像素子内の光学的黒の部分も切り捨てら
れるので、予め光学的黒を必要な部分に作る必要がある
。

この動作を第１図の１０３に示すクランプ回路と１０４
に示すプランキング回路で行う。その結果、第１図１１
２に示されるプランキング回路出力に、第４図４０２に
示す信号が得られる。

この後、第３図３０１に示されるズームすべき部分０、
すなわち第４図４０２に示され、るｎ（Ｈ）信号のムと
Ｂの間と前述の光学的黒の一部分を第４図４０３で示さ
れる７、２　ＭＨｚのクロックＡを用いて、第１図１０
５に示す１水平走査期間遅延素子１に読み込ませる。さ
らに１水平走査期間遅延素子１に読み込まれた信号を第
４図４０３に示す３．６　ＭＨｚのクロック人を用いて
読み出し、第１図１１３に示す１水平走査期間遅延素子
１の出力端子から第４図４０４に示す信号がｎ＋１ａ′
Ｄの信号として得られる。

この状態で第４図４０２に示すｎｌ）り信号の人とＢの
間が、４０４に示すｎ＋１（Ｈ）信号のム′とＢ′の間
へと、水平方向に２倍にズームされたこととなる。

しかし信号は、１水平走査期間おきにしか現われていな
いので、信号のない水平走査期間にも信号が現われるよ
うにする必要がある。そこで１水平走査期間遅延素子１
から信号を読み出すと同時に、第１図１０６に示す１水
平走査期間遅延素子２に、　３．６ＭＨ２で一定のクロ
ックＢを用いて読み込ませ、第４図に示すｎ＋２（６）
では、１水平走査期間遅延素子２に読み込まれた信号を
クロックＢを用いて読みだし、第１図１１４に示す１水
平走査期間遅延素子２の出力端子からｎ−１−２（Ｈ）
の信号として得る。

以下同様に読み込み、読み出しを繰り返し、第１図１１
３と１１４に示す遅延素子の出力端子を１１５に示すマ
ルチプレクサにより、１水平走査期間毎に切り替えるこ
とにより、その出力端子に、第４図の４０６に示す信号
を得る。

この状態が第３図３０３に示すものであり、垂直方向、
水平方向共に２倍のズームが行われたことになる。

さらに第１図１１６に示すマルチプレクサと、先述の１
０９に示されるマルチプレクサを同期させて動作させる
ことにより、２倍ズームと通常動作の瞬時の切りかえが
可能となる。

以上のように本実施例によれば、２倍ズーム時の垂直駆
動系パルス発生回路と１水平走査期間遅延素子を設け、
先述の条件で動作させることにより電子的手法を用いた
２倍の瞬間ズーム機能を有する固体撮像装置とすること
ができる。

発明の効果 以上のように本発明によれば、固体撮像装置に電子的手
法によるｎ倍の瞬間ズーム機能を付加するといったすぐ
れた効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の固体撮像装置の電子ズーム部
のブロック図、第２図は固体撮像素子の垂直駆動系パル
スのタイミングを示した波形図、第３図は電子的にズー
ムされていく過程を示した模式的図、第４図は固体撮像
素子出力信号が水平方向にズームされる過程を示した波
形図である。 １０１・・・・・・固体撮像素子の垂直駆動系パルス発
生回路、１０２・・・・・・固体撮像素子、１０３・・
・・・・クランプ回路、１０４・・・・・・プランキン
グ回路、１ｏ５・・・・・・１水平走査期間遅延素子１
．１０６・・・・・・１水平走査期間遅延素子２．１０
７・・・・・・通常時の垂直駆動系パルス出力端子、１
ｏ８・・・・・・ズーム時の垂直駆動系パルス出力端子
。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名１１
図 第２図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 固体撮像素子を用いた撮像装置において、垂直プランキ
   ング期間内に、有効走査画素に対応した信号電荷の一部
   を高速転送して除去する電荷転送手段と、残りの画素に
   対応した信号電荷をｎ水平走査期間に１回づつ間歇的に
   転送して、順次光電変換信号を読み出す第１の読出し手
   段と、前記光電変換信号の水平画素に対応した一部分を
   、１水平走査期間メモリーに通常のｎ倍の高速度で読み
   込む読込み手段と、前記読込み手段にて高速度で読み込
   まれた信号を通常速度で読み出す第２の読出し手段と、
   前記第２の読出し手段にて通常速度で読み出された信号
   を（ｎ−１）水平走査期間、連続して読み出す第３の読
   出し手段とを有する固体撮像装置。