WO2014091570A1 - 撮像装置、制御装置および情報再生装置 - Google Patents

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    • G11B7/08547—Arrangements for positioning the light beam only without moving the head, e.g. using static electro-optical elements
    • G11B7/08564—Arrangements for positioning the light beam only without moving the head, e.g. using static electro-optical elements using galvanomirrors

Definitions

  • the present invention relates to a high-speed camera element (imaging device), a control device, and an information reproducing device that require high resolution and a short imaging cycle (high frame rate).
  • Patent Document 1 describes that “the purpose is to greatly reduce the A / D conversion time when the reading range is limited and to greatly improve the throughput of the image sensor”, and as a configuration, the reading range is limited. In this case, there is described an imaging apparatus capable of greatly reducing the throughput when the A / D conversion time is shortened and the reading range is limited.
  • Patent Document 1 when the readout range on the imaging surface is limited to a partial rectangular area (partial area transmission), an apparatus having a configuration in which the throughput of the camera element is improved by devising a connection method of the AD converter
  • the camera element already has a sufficient number of AD converters inside, and the speed of the data output interface of the image sensor chip is higher than that of the AD converter.
  • the problem is that the effect of improving the frame rate cannot be obtained as a whole element.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to improve the partial area transmission function in the camera element and to efficiently improve the frame rate at low power and low cost. And providing a control device and an information reproducing device.
  • the above object can be achieved by using an image sensor having a partial transmission function as an example.
  • the operation of the input / output interface for the data of the camera element at the time of partial area transmission can be made more efficient, and the imaging apparatus, the control apparatus, and the information whose power consumption is reduced as a whole and the frame rate is improved at low cost.
  • a playback device can be provided.
  • Image recognition type automatic control devices require high-speed and high-resolution camera elements for faster and more accurate control.
  • the upper limit of the data transfer speed is practically determined by the number of terminals (number of pins) (number of signal lines) that can be taken out from the sensor chip as an image sensor.
  • CMOS camera sensors have become mainstream as high-speed cameras.
  • FIG. 2 shows an example of signal line connection in such a CMOS camera.
  • the camera element 1 and the image processing board 2 are connected by a serial communication line 3 and an image transmission line 4.
  • the image transmission line 4 is a plurality of parallel signal lines.
  • the serial communication line 3 is used for setting and checking the operation state of the camera.
  • the image transmission line 4 is used to output an image detected by the camera element from the camera element.
  • the number of signal lines of the camera element 1 increases, the package becomes larger due to the increase in the number of pins, and the cost increases.
  • the number of wires (number of pins) is reduced.
  • the number of image transmission lines 4 has increased particularly recently and has reached several tens.
  • the data read from the camera element is required to have a high resolution and 10 megabytes. Furthermore, there is a demand for high-speed imaging at a rate of more than 200 frames per second so that shooting data per second reaches 1 to 3 gigabytes.
  • CMOS cameras having the same number of AD converters as the number of horizontal pixels in the imaging area are appearing, and the present invention handles such high-speed camera elements. .
  • a part of the camera element has a partial area transmission function in which only a required rectangular area is extracted from the captured image area, and image data of only that area can be transmitted and output. I have something to have. If this function can be used effectively, the frame rate of the camera element can be made higher than usual even when a package having the same number of pins is used by reducing the amount of data to be transmitted. By increasing the frame rate, the control can be speeded up in a control device such as an appearance inspection device.
  • the data transmission speed of the camera element is limited by the package, and the data transmission time required to output the image data for one horizontal line to the outside of the camera element is substantially the same as the AD conversion time.
  • More and more camera elements are being designed. In such a camera element, if the width of the partial transmission area is wide, the amount of image data to be transferred increases, so the waiting time until AD conversion ends first and data output to the outside of the camera element is lost. It becomes. On the other hand, when the horizontal width of the partial transmission area is small, the amount of image data is reduced, so that data output to the outside of the camera element ends first, and the waiting time until the end of AD conversion is lost.
  • the image of the semicircular imaging region 11 is efficiently acquired as an example within the entire imageable range 10, as shown in FIG.
  • the image data of each area can be read continuously, it is possible to transmit unnecessary portions above the arc as compared with the case of simply reading by partial transmission in one rectangular area.
  • the efficiency of image acquisition can be improved.
  • the rectangular area 12 has a wide width and a narrow width as described above, the waiting for the data output time may be lost and the waiting for the AD conversion end time may be lost as described above. A mixed case occurs. In this case, if these losses can be improved, the operation of the camera element can be further increased in frame rate.
  • the imaging device, the control device, and the information reproducing device according to the present invention are devised so that the above-described loss can be eliminated and the operation speed can be increased when camera elements having a partial area transmission function are used in these devices.
  • the camera element can be used at a higher frame rate while maintaining the cost.
  • This camera element improves the efficiency of partial area transmission by two mechanisms.
  • FIG. 1A in the case of an image having a semicircular imaging area 11 as an example within the entire imageable range 10, an area to be transmitted is first divided into a plurality of rectangles as shown in FIG. Are divided into rectangular regions 12. Then, corresponding to the pattern of FIG. 1B, two tables (table A and table A ′) for storing the upper left coordinates and lower right coordinates of each rectangle are prepared as shown in FIG. When obtaining an image of the imaging region 11, as shown in FIG.
  • the partial region has a rectangular region having a wide width portion (wide portion) and a narrow width portion (narrow portion) depending on the location, the wide portion image data and the narrow portion image data.
  • the maximum transmission data volume of the image data output by the camera can be reduced by reducing the average transmission data volume to an intermediate value between them. Even so, the frame rate can be improved. Even with the same number of package pins, an image can be transmitted at a higher frame rate. Thereby, the control of the control device and the operation of the information reproducing device can be speeded up.
  • FIG. 3 shows the case of an image having a semicircular imaging area, as in FIG. 1A.
  • the whole image is taken at a specific timing. In other cases, it may be sufficient to detect only the balance of the amount of light in the vertical and horizontal directions.
  • the image data of the entire part of the imaging area 11 (FIG. 3 (a1)) is not always required, and usually the image data of the partial area as shown in FIG. 3 (b1) is continuously checked.
  • the time required to transmit an image is proportional to the amount of area of image data to be transmitted.
  • the entire portion of image data is acquired only when necessary.
  • the frame rate can be significantly increased in the state of FIG. 3B1.
  • the operation state is set by the serial communication line, and if these operation settings are rewritten by the serial communication line, the actual frame rate may decrease by 10 to 30%. Therefore, in this configuration, as shown in FIGS.
  • a coordinate table corresponding to each of the A mode and the B mode is provided inside the camera element, and coordinate values representing the area shape of each mode are set in advance. It is stored in a table, and instantaneous switching is realized only by giving a signal for switching this mode from the outside.
  • FIG. 4 shows the overall configuration of the circuit inside the camera element. This is the internal circuit configuration of the camera element 1 shown in FIG.
  • the camera element communicates with a controller 21 that controls the whole of the camera element through a control input / output terminal 20 that is an input / output interface with an image processing board that is a higher-order system, or a table A22, a table B23, and a table A.
  • a controller 21 that controls the whole of the camera element through a control input / output terminal 20 that is an input / output interface with an image processing board that is a higher-order system, or a table A22, a table B23, and a table A.
  • Each coordinate value of '24, table B '25 can be set and the set value can be confirmed.
  • Table A has the functions of Table A in FIG. 1C and FIG. 3A2
  • table A ′ has the functions of Table A ′ in FIG. 1C and FIG. 3A2.
  • the table B has the functions of the table A in FIG. 1 (c) and the function of FIG. 3 (b2)
  • the table B ′ has the functions of the table A ′ in FIG.
  • the controller 21 starts an image acquisition operation in response to a signal from the control input / output terminal 20.
  • the controller 21 sends pulses to the pixel transfer signal 26 and the pixel reset signal 27 to reset the pixels before exposure.
  • the pixel transfer signal 26 and the pixel reset signal 27 are connected to each pixel unit 29 in the pixel array region 28.
  • a specific circuit example inside each pixel unit 29 is shown in FIG. Inside the pixel unit, the transistor is driven by a pixel transfer signal 26, a pixel reset signal 27, and a vertical drive signal 28 to control the movement of photodetection charges in each pixel.
  • the controller 21 starts an image acquisition operation in response to a signal from the control input / output terminal 20.
  • the controller 21 sends pulses to the pixel transfer signal 26 and the pixel reset signal 27 to reset the pixels before exposure.
  • the pixel transfer signal 26 and the pixel reset signal 27 are connected to each pixel unit 29 in the pixel array region 28.
  • a specific circuit example inside each pixel unit 29 is shown in FIG.
  • the pixel transfer signal 26 when only the pixel transfer signal 26 is turned on, the charge proportional to the amount of light received by each pixel moves to the gate of the output transistor 30 of the pixel unit.
  • the vertical drive signal 28 is turned on in this state, a voltage proportional to the amount of light received by each pixel is output from each pixel unit.
  • the pixel reset signal can be driven separately for each row, and at the time of reading, the difference between the output voltage and the voltage immediately after the reset is taken to obtain a more accurate received light amount signal. Is omitted in the following description.
  • the mode switching signal 31 for switching between the A mode and the B mode is determined in advance by this state.
  • the values of the table A22 and the table A′24 are selected by the table selector 32 in the A mode, and the table B23 in the B mode.
  • the value of the table B′25 are selected by the table selector 32 and latched in the table buffer 34 by the table latch signal 33 and stored. Note that these values can be instantaneously changed by simply sending a pulse to the table latch signal 33 after switching the mode switching signal 31 when switching between the A mode and the B mode.
  • the controller 21 outputs a pulse to the initialization signal 35 to initialize each part of the circuit.
  • the area counter 36 is reset.
  • the XY coordinates (xs1 ′, ys1 ′) and the lower right XY coordinates (xe1 ′, ye1 ′) are selected by the coordinate selector 37 according to the value of the area counter 36, and the X coordinate range signal 38 (xs1 and xe1) and Y
  • the coordinate range signal 39 (ys1 and ye1), the X ′ coordinate range signal 40 (xs1 ′ and xe1 ′), and the Y ′ coordinate range signal 41 (ys1 ′ and ye1 ′) are output.
  • the Y coordinate range signal 39 is loaded to the vertical counter 42a by the initialization signal 35, and the initial value of the vertical counter 42a is ys1.
  • the Y 'coordinate range signal 41 is input to the vertical counter 42b and loaded by the initialization signal 35, so that the initial value of the vertical counter 42b is ys1'.
  • These values are selected by the Y coordinate selector 44 based on the output value of the flip-flop 43 and output as the Y coordinate value 45.
  • the flip-flop 43 receives an AD conversion end signal 46 described later, and the Y coordinate count value and the Y ′ coordinate count value are alternately output as the Y coordinate value 45 for each AD conversion. Become.
  • the Y coordinate value 45 is supplied to the vertical decoder 47, and the selection drive line 48 at the corresponding Y coordinate position in the pixel array region 28 is driven, and the pixels arranged in a horizontal row driven by the selection drive line 48.
  • a voltage proportional to the detected light amount is output from the unit 29.
  • These output voltages are input to the AD converter 51 through the vertical signal lines 50, and are AD converted using the AD conversion start signal 52 as a trigger.
  • the AD conversion start signal 52 is generated by delaying the AD conversion start permission signal 54 output from the AND gate 53 by the time delay circuit 55.
  • the output of the flip-flop 56 is supplied to the AND gate 53 via the OR gate 57, so that the AD conversion start permission signal 54 is turned on, and all the counters are turned on. Even when the operation is stopped, the AD converter 51 can start the AD conversion operation after the delay time by the time delay circuit 55 has elapsed. Further, when the AD conversion start permission signal 54 is turned on, the initial value is loaded to the horizontal counter described later.
  • the AD conversion start permission signal 54 is supplied as a latch input of the line buffer 58.
  • the line buffer 58 stores and holds the AD conversion value in the line buffer 58 and continues to supply the held AD conversion value to the horizontal selector 59 at the rising timing of the latch input after the AD conversion ends.
  • the X coordinate range signal 38 and the X ′ coordinate range signal 40 are selected by the X coordinate selector 61 based on the value of the flip-flop 60, held in the X coordinate range value buffer 62, and output as the X coordinate range value signal 63.
  • the flip-flop 60 receives an AD conversion end signal, which will be described later, and inverts the signal every time AD conversion starts.
  • the X coordinate range value signal 63 becomes the value of the X coordinate range signal 38 (xs1 and xe1) immediately after initialization, and thereafter, every time AD conversion is resumed, the X coordinate range value (xs1 and xe1).
  • X ′ coordinate range values (xs1 ′ and xe1 ′) are alternately output.
  • the X coordinate range value buffer 62 is a rising edge trigger input.
  • the X coordinate range value signal 63 is supplied to the horizontal counter 64 and determines the count range of the horizontal counter.
  • the horizontal counter includes inputs of an X coordinate initial value load signal 65, an operation inhibition signal 66, and a horizontal scanning clock signal 67.
  • the X-coordinate initial value load signal 65 is a rising trigger input. Further, since the output of the flip-flop 56 is supplied via the OR gate 57 and is turned on in the initial state, the operation prohibiting signal 66 input is locked in the initial state. Has been. This lock is released by the first AD conversion end signal.
  • the X-coordinate initial value load signal 65 is generated by delaying the AD conversion start permission signal 54 by the gate. As described above, when the AD conversion start permission signal 54 is turned on, the horizontal counter 64 is turned on. Is already loaded with the initial initial value.
  • the horizontal scanning clock signal 67 is always supplied from the horizontal scanning clock oscillation circuit 68, the horizontal counter starts counting as soon as the operation inhibition signal 66 is released.
  • the horizontal counter starts the initial counting operation by the first AD conversion end signal, and at the same time, the AD conversion end signal 46 sends a clock to the vertical counter 42a that counts the Y coordinate value via the flip-flop 43.
  • the vertical counter is counted up, and the Y coordinate count value of the vertical counter 42b is selected by the Y coordinate selector 44 and output as the Y coordinate value 45.
  • the AD conversion start permission signal 54 is turned on, the AD conversion start signal 52 is supplied via the time delay circuit 55, and the AD converter 51 automatically starts the second conversion.
  • the horizontal counter that has started the counting operation counts the X coordinate value in synchronization with the clock within the range given to the X coordinate range value signal 63, and outputs the counted X coordinate value and the clock.
  • the horizontal selector 59 receives the counted X coordinate value and the clock, selects an AD conversion value at the horizontal coordinate position corresponding to the count value from the AD conversion values supplied from the line buffer 58, and the FIFO buffer 70. Output to (first-in first-out buffer).
  • the FIFO buffer 70 outputs the AD conversion value received from the horizontal selector 59 in parallel from the differential transmission output 73 in synchronization with the transmission clock 72 generated by the differential transmission clock oscillator 71.
  • the FIFO buffer 70 turns off the data valid signal 74 to indicate that the data is empty when there is no more data in the buffer.
  • the data valid signal 74 and the transmission clock 72 are output from the differential transmission output 73 together.
  • the FIFO buffer 70 outputs a buffer full signal 75 indicating that the data stored in the buffer has reached the upper limit that can be stored and becomes full.
  • the buffer full signal 75 is input to the horizontal counter operation inhibition signal 66 through a gate, and during the period when the buffer is full, the count operation is temporarily stopped and waits until the FIFO buffer 70 becomes empty.
  • the horizontal counter 64 When the AD conversion values of all horizontal lines in the X coordinate range are transferred to the FIFO buffer and the count value of the horizontal counter 64 exceeds the X coordinate range, the horizontal counter 64 outputs an X count full signal 76 and counts. By stopping the operation and notifying the AND gate 53 via the OR gate 57 that the horizontal counter is stopped, the AND gate 53 can turn on the AD conversion start permission signal 54 again and start the next AD conversion. Like.
  • the flip-flop 43 is inverted again. This time, the vertical counter 42b is counted up via the flip-flop 43, and at the same time, the Y-coordinate selector 44 The Y coordinate count value of the vertical counter 42 a is output as the Y coordinate value 45.
  • the X coordinate initial value load signal 65 is turned on, and the horizontal coordinate 64 is loaded with the X coordinate initial value again.
  • the count full signal 76 is canceled, and the horizontal counter 64 starts the second counting operation of the X coordinate value again.
  • the AD converter 51 starts the next third AD conversion operation.
  • the AD converter performs the third AD conversion operation first.
  • the AD converter operates to perform the next (N + 1) th AD conversion.
  • the Y coordinate count value of the vertical counter 42b exceeds the Y coordinate range value.
  • the Y counter full signal 80 is output from the vertical counter 42b.
  • the Y count full signal 80 is input to the area counter 36 as a clock pulse, and the area counter 36 is counted up, whereby a new coordinate range (X coordinate range, Y coordinate range, X ′ coordinate range, Y ′ coordinate range) is output.
  • a new Y coordinate range value is set in the vertical counter 42a
  • a new Y ′ coordinate range value is set in the vertical counter 42b.
  • the values of the X coordinate range and the X ′ coordinate range supplied to the X coordinate range value buffer 62 are also updated, and the output value of the X coordinate range value buffer 62 after the next AD conversion is completed is changed to the new X coordinate range.
  • the value is updated to the value of the X ′ coordinate range and supplied to the horizontal counter 64.
  • the procedure so far after initialization is repeated by the number of rectangular regions stored in the table, and finally the coordinate value of Y ′ (lower right coordinate) is a value representing the end.
  • the comparator 81 detects that the value is set to 0, the output of the flip-flop 82 is inverted when the next horizontal counter count is full (at the end of FIFO transmission), and the operations of the horizontal counter 64 and the AD converter 51 are reversed. Is locked.
  • a plurality of pairs of rectangular areas can be transmitted continuously and alternately. Since multiple pairs of areas can be specified, compared to the case where only one rectangular area can be specified, when obtaining an image of a semicircular or nearly elliptical partial area, the upper half of the semicircular area is divided more finely. Since unnecessary areas can be omitted, transmission efficiency can be increased and the frame rate can be increased.
  • the AD converter operates to perform the next (N + 1) th AD conversion.
  • the double buffer configuration of the line buffer 58 and the FIFO buffer 70 is employed, when the rectangular area of the wide part and the narrow part is alternately scanned for each horizontal line, image data of two horizontal line scans is obtained. Variations in the transmission amount can be absorbed by the double buffer configuration.
  • the rectangular area coordinate values of the table A and the table A ′ even when the case where the waiting for the data output time is lost and the case where the waiting for the AD conversion end time is lost occur together.
  • fluctuations in the data transmission amount can be absorbed by the double buffer configuration, and the average transmission data amount can be widened. It can be an intermediate value between the values in the region and the narrow region. That is, even when the data output time waiting becomes a loss and the case where the AD conversion end time waiting becomes a loss, these losses can be offset, and the frame rate of the camera element is Higher values can be used.
  • switching of the shape of the partial area as shown in FIG. 3 (a1) or FIG. 3 (b1) can be realized without the need to rewrite the coordinate values of the table using serial communication.
  • the shape of the partial area (A mode and B mode) can be switched without applying a loss, the loss of serial communication time associated with the switching operation can be omitted, and the frame rate can be improved.
  • the operation at that time is the same as that in the configuration example of FIG. 4 described so far, except for the switching operation between the A mode and the B mode.
  • the process of alternately switching between the table A and the table A ′ and the table B and the table B ′ becomes unnecessary.
  • the table A′24, the table B′25, the table selector 32, the flip-flop 43, the vertical counter 42a, the Y coordinate selector 44, the flip-flop 60, and the X coordinate selector 61 may be omitted.
  • the wiring for selecting X or X ′, Y or Y ′ the wiring that has disappeared due to the above omission is omitted, and the input of the remaining X or X ′, Y or Y ′, either wiring is omitted. Connect to the output after. In this case, the circuit can be simplified considerably.
  • the connection between / Q, and Cp when the flip-flop 43 is omitted, the connection between / Q and Cp may be performed.
  • the operation at that time is the same as that of the configuration example of FIG. 4 described so far, except for the switching operation of X or X ′, Y or Y ′.
  • FIG. 6A shows a configuration example of an imaging device using the camera element and a control device based on the taken image.
  • the imaging object 101 placed on the moving belt 100 moves in the horizontal direction by the belt.
  • a camera 102 in which the camera element 1 is stored is arranged so that the imaging object 101 can be photographed.
  • Image data 116 output from the camera is supplied to the image analysis apparatus 103, and the position of the imaging target 101 is estimated based on the image, and the captured image of the imaging target 101 is recorded. Specifically, these constitute a product overview inspection device.
  • FIG. 6 (b) shows connection with the control system around the apparatus shown in FIG. 6 (a).
  • Information on the position estimated by the image analysis apparatus 103 is output to the timing predictor 104.
  • the timing predictor 104 determines the timing at which the imaging target 101 reaches the specific position 105 based on the periodic position information 107 of the image analysis apparatus 103 with respect to the time 106 by linear interpolation (linear interpolation).
  • the prediction arrival timing 108 is output to the image analysis apparatus 103. Note that the vertical axis in FIG.
  • the image analysis apparatus 103 Based on the predicted arrival timing 108, the image analysis apparatus 103 sends an A / B mode switching signal 110, an exposure timing signal 111, and an area shape signal 112 having coordinate value information stored in advance in a plurality of coordinate value tables to the camera 102. Output. Inside the camera 102, these signals are supplied to the camera element 1 inside the camera. In the camera element 1, the B mode is used for shooting necessary for generating the periodic position information 107, and the A mode is used for shooting in a state where the image is correctly reflected in the center as shown in FIG. 6 (d2). The camera element 1 selects the shape of the partial area to be imaged according to the A / B mode switching signal 110 and captures an image of the imaging target 101 according to the exposure timing signal 111.
  • the image recorded by the image analysis apparatus 103 does not shift as a whole as shown in FIG. 6 (d1), and the imaging target 101 is correctly centered in the imaging range 113 as shown in FIG. 6 (d2). Photographed in the reflected state. Further, the recorded image information is output from the image analysis device 103, and based on the image information, the sorting control device 114 determines the destination, and the driving device 115 classifies the destination to a suitable destination.
  • the partial area transmission can be effectively switched and the frame rate can be increased.
  • the timing prediction shown in FIG. 4 more accurate prediction is possible, and the position accuracy of the imaging object 101 to be finally photographed can be increased, and more accurate imaging makes the image processing simple and fast.
  • the operation of the entire control device can be speeded up.
  • an apparatus having a sorting function is given as an example of the control apparatus.
  • the camera element 1 can be applied to a control apparatus in the information reproducing apparatus as described in the next section.
  • FIG. 7A shows a configuration of an information reproducing device of a holographic memory as an example of an imaging device using the camera element and a control device based on a photographed image.
  • the laser light 201 output from the laser light source 200 is split by the beam splitter 202 into reference light 203 and signal light 204 that go to the right side of the figure.
  • the signal light 204 is reflected by the reflecting mirror 205, passes through the shutter 206, the beam expander 207, the phase mask 208, and the relay lens set 209, and is irradiated to the light modulator 211 by the polarization beam splitter 210.
  • the optical modulator 211 is a combination of a polarizing plate and a liquid crystal substance, and modulates the phase of light two-dimensionally with liquid crystal.
  • the light reflected by the light modulator 211 passes through the polarization beam splitter 210 and the relay lens 212 and is irradiated onto the disk 214 by the objective lens 213.
  • the disk 214 is mounted on a spindle motor 215 and can be rotated to change the irradiation position on the disk.
  • the reference light 203 is sequentially reflected by the reflecting mirror 220, the first galvanometer 221, and the second galvanometer 222, and is irradiated onto the disk 214 so as to cross the irradiation position of the signal light.
  • the light is reflected by the three galvanometer 223 and returned to the disk 214 at substantially the same angle as the forward path.
  • Each galvanometer is a movable mirror configured so that the angle can be accurately controlled by the controller 224.
  • the mirror angle of the galvanometer is referred to as a galvanometer mirror angle.
  • the light returned to the disk 214 is diffracted by the hologram written on the disk, and reversely follows the optical path through which the signal light has passed, passes through the objective lens 213 and the relay lens 212, and is polarized by the polarization beam splitter 210. The light is reflected rightward in the figure and is incident on the camera element 1.
  • the camera element 1 the camera element described with reference to FIGS. 1 and 3 to 5 is used. Image data output from the camera element 1 is input to the controller 224 and is subjected to signal processing in the controller, thereby being restored as digital data.
  • the shutter 206 is opened when data is recorded on the disk, and the shutter 206 is closed when data is reproduced from the disk, and the presence or absence of signal light is switched.
  • the light read from the hologram recorded on the disk 214 at a constant reference light angle period and incident on the camera element 1 has a reproduced light intensity 230, which is the intensity, of the galvanometer mirror angle.
  • the intensity changes in a wave shape with respect to 231.
  • the angle of the reference light related to the reproduction light depends on all the angles of the first galvanometer 221, the second galvanometer 222, and the third galvanometer 223 in this configuration.
  • the galvanometer mirror angle described here may be considered as one of those typical galvanometers.
  • the galvano mirror angle 231 moves between peaks to a position where the reproduction signal intensity changing in a wave shape becomes a peak (maximum), and stops on the peak. It is usually used in intermittent drive operation (stop and go operation by repeated movement and stop). This is shown in FIG. This shows an operation of repeatedly moving and stopping the galvanometer mirror angle 231 to an angle at which the reproduction light intensity 230 reaches a peak.
  • the galvanometer mirror angle 231 is plotted with respect to the time 232, the locus of the galvanometer mirror angle becomes like a terraced field.
  • the imaging timing of the camera element is allowed to have some error in time, and although there is an advantage that mechanical control of the mirror angle is easy at the imaging timing 233, the operation of repeating the movement and stop mechanically is performed. For this reason, there is an upper limit on the operation speed due to the mechanical drive frequency limit of the galvanometer, and thus there is a problem that the information reproduction speed cannot be increased as the information reproduction apparatus.
  • the mirror angle is not mechanically moved and stopped repeatedly, but as shown in FIG. 8B. If the image of the reproduction light can be detected at the maximum position of each peak by adjusting the shooting timing of the camera element 1 while the mirror angle continues to rotate at a constant speed, the information can be obtained without being bound by the mechanical drive frequency limit of the galvanometer. Can increase the playback speed.
  • the A mode is used to detect the reproduction light image at the maximum position of each peak as shown in FIG. 8B, and the maximum position of each peak is predicted.
  • the B mode is used to detect a partial image so that the feedback is accelerated.
  • the timing predictor 234 is provided inside the controller 224, and the image detected by the camera element 1 is usually partially detected in the B mode. Between the controller 224 and the camera element 1, an A / B mode switching signal 235, an exposure timing signal 236, and an area shape signal 237 are provided.
  • the timing predictor 234 assumes that the galvanometer mirror angle changes in proportion to the time 232, and uses the same curve as the previous peak from the periodic intensity information 238 that is information of the reproduction light intensity 230. As a result, the maximum intensity timing 239 at which the reproduction light intensity is maximum is estimated from the curve curve and output.
  • the controller 224 switches the A / B mode switching signal 235 and drives the exposure timing signal 236 at the time coincident with the maximum intensity timing 239. To do. It should be noted that the pattern of FIG. 9A as the area shape corresponding to the A mode, the pattern of FIG.
  • 9B as the area shape corresponding to the B mode, and the coordinate value table to the camera element 1 in advance by the area shape signal 237.
  • 9A and 9B assumes a circular image as shown in FIG. 9C as an image of the hologram reproduction light detected by the camera element 1.
  • the partial area transmission pattern is instantaneously switched, and until just before, the B mode partial transmission area is set.
  • the frame rate can be increased, so that more accurate prediction is possible in the timing prediction shown in FIG. 9C, and the image of the hologram reproduction light that is finally photographed has the maximum intensity. Therefore, the hologram can be reproduced in a continuous rotation operation that continuously rotates at a constant speed instead of the conventional galvanometer mirror angle control by the intermittent drive operation. Thereby, the reproduction speed of information can be increased without being bound by the mechanical drive frequency limit of the galvanometer.
  • this embodiment can be expressed as follows. That is, in an optical information reproducing apparatus that reproduces information from an optical information recording medium using holography, a laser light source that generates reference light and an angle adjuster that adjusts an incident angle of the reference light to the optical information recording medium And an image sensor that detects diffracted light reproduced from the optical information recording medium, the image sensor has a partial transmission function, and stores a pair of coordinate ranges of two rectangular areas; A line buffer of one horizontal line or more, having a function of acquiring imaging data from the two rectangular areas and transmitting the data alternately for each horizontal line, and an output from the imaging device is sent to the angle adjuster.
  • An optical information reproducing apparatus characterized by being inputted.
  • this invention is not limited to the above-mentioned Example, Various modifications are included.
  • the above-described embodiments have been described in detail for easy understanding of the present invention, and are not necessarily limited to those having all the configurations described.
  • a part of the configuration of one embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of one embodiment.
  • each of the above-described configurations may be configured such that a part or all of the configuration is configured by hardware, or is realized by executing a program by a processor.
  • control lines and information lines indicate what is considered necessary for the explanation, and not all the control lines and information lines on the product are necessarily shown. Actually, it may be considered that almost all the components are connected to each other.

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Abstract

　撮像面上の一部領域の画像データを部分伝送する機能を持つ撮像素子において、撮像素子の入出力インターフェースがフレームレートの制限要因となっている場合に、駆動方法を工夫してフレームレートを向上したい。　複数領域の座標範囲を記憶するテーブルを設け、複数の座標範囲の画像データを連続または交互に伝送する。

Description

撮像装置、制御装置および情報再生装置
　本発明は、高解像度かつ短い撮像周期（高フレームレート）の求められる高速カメラ素子（撮像装置）および制御装置および情報再生装置に関する。
　背景技術として、特許文献１の技術がある。特許文献１には、「読み出し範囲を制限した際のＡ／Ｄ変換時間を大きく減少させイメージセンサのスループットを大きく向上させることを目的とする」と記載され、その構成として、読み出し範囲を限定した際にＡ／Ｄ変換時間を短縮し、読み出し範囲を限定した際のスループットを大きく向上させることができる撮像装置が記載されている。
特開２０１２－９９９０９号公報
　特許文献１では、撮像面上の読み出し範囲を部分的な矩形領域に限定（部分領域伝送）した際に、ＡＤ変換器の接続方法を工夫することでカメラ素子のスループットを向上させた構成の装置が提案されているが、この従来の構成では、カメラ素子がすでに十分な数量のＡＤ変換器を内部に有していて、ＡＤ変換器よりも撮像素子チップのデータ出力インターフェースの速度が先に上限に達している場合、素子全体としてフレームレート向上の効果が得られない点が課題となっていた。
　本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、カメラ素子における部分領域伝送機能を改善して、省電力、低コストで効率的にフレームレートを向上した撮像装置および制御装置および情報再生装置を提供することである。
　上記目的は、一例として、部分伝送機能を有する画像センサを用いることで達成できる。
　本発明によれば、部分領域伝送時のカメラ素子のデータの入出力インターフェースの動作を効率化することができ、装置全体として省電力、低コストでフレームレートを向上した撮像装置および制御装置および情報再生装置を提供することができる。
本発明による装置のカメラ素子の撮像領域の走査方法を示す図である。 従来の撮像装置における、カメラ素子と画像処理回路の接続構造を示す図である。 本発明による装置のカメラ素子の撮像領域の切替方法を示す図である。 本発明による装置のカメラ素子の内部回路構成を示す図である。 本発明による装置のカメラ素子の画素回路構成を示す図である。 本発明によるカメラ素子を搭載した撮像装置・制御装置の構成を示す図である。 本発明によるカメラ素子を搭載した情報再生装置・制御装置の構成を示す図である。 ホログラフィックメモリ装置のミラー角度の走査方法を説明する図である。 ホログラフィックメモリ装置の再生光像の形状と、部分伝送の領域形状の設定例を示す図である。
　以下、本発明に従う装置（撮像装置および制御装置および情報再生装置）について説明する。なお、理解を容易にするため、各図において、同じ作用を示す部分には一部同じ符号を付して説明している。
　まず、本発明の課題となる背景と、本発明の目的について補足する。
　画像認識式の自動制御装置では、より高速かつ正確な制御のために、高速かつ高解像度なカメラ素子が求められている。
　また、コンピュータ用の情報記憶装置でも、特に次世代用のホログラフィックメモリ方式の記憶装置で、大量の情報を瞬時に読出したり検索したりするために、やはり高解像度かつ高速なカメラ素子が必要とされている。
　この様な高解像度かつ高速なカメラでは、撮像素子であるセンサのチップから出せる端子数（ピン数）（信号線数）によって、事実上データ転送速度の上限が決まっている。近年は高速カメラとして、ＣＭＯＳカメラセンサが主流となっている。
　図２は、このようなＣＭＯＳカメラにおける信号線の接続例を示す。カメラ素子１と画像処理基板２との間が、シリアル通信線３と画像伝送線４で接続される。画像伝送線４は、複数本数のパラレル信号線である。シリアル通信線３は、カメラの動作状態の設定や確認に用いられる。画像伝送線４は、カメラ素子で検出した画像を、カメラ素子から出力するために用いられる。通常、カメラ素子１の信号線数が多くなると、ピン数増加からパッケージがより大型のものとなり、コストが増加するため、通常は速度の不要なカメラ動作設定には、シリアル通信を用いて、信号線数（ピン数）を削減している。一方、高速な画像データ伝送のために、画像伝送線４の本数は、近年特に増加しており、数十本に達している。
　より高解像度かつ高速なカメラが求められるに従い、カメラ素子より読出されるデータは、高解像度なもので一枚十メガバイトのものが求められつつある。さらに１秒当り２００枚を超えるフレーム数で高速に撮像されることで、１秒間当りの撮影データが、１～３ギガバイトに達するものが要望されている。
　このような、高速なカメラ素子では、画像伝送線４の本数は数百本に達することになり、より大型のパッケージが必要となって、コストがさらに増加し、課題となっている。なお、カメラ素子の高フレームレート化のために、撮像領域の水平画素数と同数のＡＤ変換器を持ったＣＭＯＳカメラが登場しつつあり、本発明は、こういった高速対応のカメラ素子を取扱う。
　これら高速性の求められるカメラ素子では、制御装置等への用途として、必ずしもカメラ素子上で撮影可能な全範囲の画像データが、装置制御に必要でないケースが多くある。そこで、カメラ素子の一部には、撮影した画像領域のうち、必要とされる一部の矩形領域のみを抽出して、その領域のみの画像データを伝送出力できるという、部分領域伝送の機能を持っているものがある。この機能を効果的に用いることができれば、実質的に伝送するデータ量を減らせることで、同じピン数のパッケージを用いても、カメラ素子のフレームレートを通常より高くすることができる。フレームレートを高くすることで、例えば外観検査装置等の制御装置では制御を高速化することができる。
　しかしながら、カメラがより高スペック化するに従い、高速化が求められ、カメラ素子チップのデータ出力インターフェースの端子数が増加し、チップを搭載するパッケージの限界に達してきた。これにより、カメラ素子のデータ伝送速度はパッケージで制限され、１水平ライン分の画像データをカメラ素子外へ出力するのに要するデータ伝送時間と、ＡＤ変換時間とが、ほぼ同程度の時間となっている設計のカメラ素子が多くなりつつある。この様なカメラ素子では、部分伝送する領域の横幅が広い場合は、転送する画像データ量が多くなるため、ＡＤ変換が先に終了し、カメラ素子外へデータ出力し終わるまでの待ち時間がロスとなる。一方、部分伝送する領域の横幅が狭い場合は、画像データ量が少なくなるため、カメラ素子外へデータ出力が先に終了し、ＡＤ変換の終了までの待ち時間がロスとなる。
　ここで例として、図１の様な領域の画像を取得する場合を考える。
　図１（ａ）の様に、全体的な撮像可能範囲１０の内、例として、半円形の撮像領域１１の画像を効率的に取得する場合、図１（ｂ）の様に、複数（４つ）の矩形領域１２に分割して、各領域の画像データを続けて読込むことができれば、単純に一つの矩形領域で部分伝送により読込む場合に比べて、円弧より上側の不要部分の伝送を省いて、画像の取得を効率化できる。しかしながら、前記の様に、矩形領域１２には横幅が広いものと狭いものがあるため、前述の様に、データ出力時間待ちがロスとなる場合と、ＡＤ変換終了時間待ちがロスとなる場合が混在する場合が発生する。この場合は、これらのロスを改善できれば、よりカメラ素子の動作を高フレームレート化することができる。
　また、撮像する映像にタイミングを合わせて、図３（ａ１）や図３（ｂ１）の様に、取得する部分領域の形状を切替えたい場合を考える。これは、実際には、高速な制御装置において、撮像対象の動きとタイミングを合わせて制御を行う場合に必要となる。その場合、切替タイミングに合わせて、シリアル通信を用いて設定を切替時に書換える必要があるが、通信に要する時間によって、フレームレートが低下してしまう。シリアル通信では、カメラ素子の動作設定に必要な通常数十バイトの信号を、速度の限られた（通常毎秒数百キロバイト程度の）シリアル通信線で送信して書換えると、それだけで０．１～０．３ミリ秒程度の時間を必要とする。これは、毎秒１０００フレームのカメラの場合、この時間のロスにより動作速度が１０％～３０％程度も落ちてしまうことに相当する。そこで、シリアル通信に負荷をかけずに、部分領域の形状を切替えることができれば、シリアル通信時間のロスを省いて、フレームレートを向上できる。
　そこで、本発明による撮像装置、制御装置および情報再生装置は、部分領域伝送の機能を持つカメラ素子をこれらの装置に用いる際に、上記の様なロスを省いて、動作を高速化できるよう工夫することで、コストを維持したまま、カメラ素子をより高フレームレートで使用できるよう構成する。
　以下、図１～５を用いて、本カメラ素子と、カメラ素子を用いた撮像装置、制御装置、および情報再生装置の実施の形態を説明する。
　まず、図１～２を用いて、本カメラ素子の動作の概略を説明する。
　本カメラ素子は、２つの仕組みによって、部分領域伝送の機能を効率化する。
　まず１つ目の仕組みを、再度図１を用いて説明する。
　図１（ａ）の様に、全体的な撮像可能範囲１０の内、例として半円形の撮像領域１１を有する画像の場合、まず図１（ｂ）の様に、伝送する領域を複数の矩形の矩形領域１２に分割する。そして、この図１（ｂ）のパターンに対応して、図１（ｃ）の様に各矩形の左上座標と右下座標を格納する２つのテーブル（テーブルＡとテーブルＡ’）を用意する。撮像領域１１の画像を得る際には、図１（ｄ１）の様に、最も幅の狭い領域（ｘｓ１，ｙｓ１）－（ｘｅ１，ｙｅ１）と、最も幅の広い領域（ｘｓ１’，ｙｓ１’）－（ｘｅ１’，ｙｅ１’）をペアにして、２つの領域の画像データを、一走査線ごとに、交互にカメラ素子の画像伝送線より出力する。次に幅のやや狭い領域（ｘｓ２，ｙｓ２）－（ｘｅ２，ｙｅ２）と、幅のやや広い領域（ｘｓ２’，ｙｓ２’）－（ｘｅ２’，ｙｅ２’）をペアにして、２つの領域の画像データを、一走査線ごとに、交互にカメラ素子の画像伝送線より出力する。
　この図の様に、部分領域が、場所によって横幅の広い部分（幅広部）と横幅の狭い部分（幅狭部）の矩形領域を有する場合、幅広部の画像データと、幅狭部の画像データを交互に伝送することで、平均的な伝送データ量をそれらの中間の値へ低減することで、カメラの出力する画像データの最大伝送データ量を下げることができ、その分、同一伝送線数であってもフレームレートを向上することができる。同じパッケージピン数であっても、実質より高いフレームレートで画像を伝送することができる。これにより、制御装置の制御や、情報再生装置の動作を高速化できる。
　次に２つ目の仕組みを、図３を用いて説明する。
　図３は、図１（ａ）と同様に、半円形の撮像領域を有する画像の場合であるが、制御装置や情報再生装置で必要とする制御によっては、特定のタイミングで全体像を撮影する時以外は、上下左右の所々の光量のバランスのみを検出できれば良い場合がある。但し、常に撮像領域１１の全部分（図３（ａ１））の画像データが必要になるわけではなく、通常は図３（ｂ１）の様な部分的な領域の画像データを連続的にチェックして、タイミングが合った時のみ、瞬間的に図３（ａ１）のような撮像領域１１の全部分の画像データを取得するという使い方をしたい場合がある。画像の伝送に要する時間は、多くの場合、伝送する画像データの面積量に比例するため、この様に、必要な時のみ全部分の画像データを取得して、それ以外は図３（ｂ１）の様に面積の小さい一部の領域のみを取得する、といった使い方をすることで、図３（ｂ１）の状態では、フレームレートを大幅に上げることができる。但し、このためには、図３（ａ１）の状態（Ａモード）と図３（ｂ１）の状態（Ｂモード）を高速に切替える必要があるが、前述の様に通常のカメラ素子では、これらの動作状態の設定をシリアル通信線で行っており、シリアル通信線でこれらの動作設定を書換えると、それだけで実質的なフレームレートが１～３割も低下する場合が生じる。そこで本構成では、図３（ａ２）や図３（ｂ２）の様に、ＡモードとＢモードの各々に対応した座標テーブルをカメラ素子内部に設け、予め各モードの領域形状を表す座標値をテーブルへ格納しておき、外部からはこのモードを切替える信号を与えるのみで、瞬間的な切替えを実現する。
　これにより、直前まで（Ｂモードでの）高いフレームレートで高速なフィードバックを行い、タイミングが合った時のみＡモードで必要な領域の画像を取得することができ、タイミングの合わせ精度が大幅に向上でき、制御装置の制御の正確さを上げることができる。
　この２つの仕組みを備えたカメラ素子内部の具体的構成と動作を、次に図４～図５を用いて説明する。
　図４は、カメラ素子内部の回路の全体構成である。これは、図２に示したカメラ素子１の内部回路構成である。
　カメラ素子は、より上位のシステムである画像処理基板との入出力インターフェースである制御入出力端子２０により、カメラ素子の全体を制御する制御器２１と通信したり、テーブルＡ２２、テーブルＢ２３、テーブルＡ’２４、テーブルＢ’２５の各座標値の設定や設定値の確認を行えるようになっている。テーブルＡが図１（ｃ）におけるテーブルＡと図３（ａ２）の機能を兼備えたもの、テーブルＡ’が図１（ｃ）におけるテーブルＡ’と図３（ａ２）の機能を兼備えたもの、テーブルＢが図１（ｃ）におけるテーブルＡと図３（ｂ２）の機能を兼備えたもの、テーブルＢ’が、図１（ｃ）におけるテーブルＡ’と図３（ｂ２）の機能を兼備えたものである。
　まず、制御器２１は、制御入出力端子２０からの信号によって、画像の取得動作を開始する。制御器２１は、画素転送信号２６と画素リセット信号２７にパルスを送り、露光前に画素をリセットする。画素転送信号２６と画素リセット信号２７は、画素アレイ領域２８内にある各画素ユニット２９へ接続されている。各画素ユニット２９内部の具体的回路例を図５に示す。画素ユニット内部では、画素転送信号２６と、画素リセット信号２７と、垂直駆動信号２８により各々トランジスタを駆動して、各画素内の光検出電荷の移動を制御している。画素転送信号２６と画素リセット信号２７を同時にオンするパルスを送ることで、画素内部の電荷が放電されリセットされる。
　次に、一定時間（露光時間）経過後に、今度は画素転送信号２６のみをオンすると、各画素の受光量に比例した電荷が、画素ユニットの出力トランジスタ３０のゲートへ移動する。この状態で、垂直駆動信号２８をオンすると、各画素ユニットより、各画素の受光量に比例した電圧が出力される。なお、実際には、画素リセット信号は、各行ごとに別々に駆動できる構成としてあり、読出し時に、上記出力された電圧と、リセット直後の電圧との差分をとることで、より正確な受光量信号が得られる構成としているが、以下説明では省略する。
　ＡモードとＢモードを切替えるモード切替信号３１は、この状態までに、予め確定しておく。テーブルＡ２２、テーブルＢ２３、テーブルＡ’２４、テーブルＢ’２５の各座標値は、Ａモードの場合テーブルＡ２２とテーブルＡ’２４の値がテーブルセレクタ３２により選ばれ、また、Ｂモードの場合テーブルＢ２３とテーブルＢ’２５の値がテーブルセレクタ３２により選ばれて、各々テーブルラッチ信号３３によりテーブルバッファ３４へラッチされて、記憶される。なお、これらの値はＡモードとＢモードを切替える際には、モード切替信号３１の切替後にテーブルラッチ信号３３にパルスを送るのみで、瞬間的にモード変更できる。
　次に、各画素の受光量の読出しを開始する。
　制御器２１より初期化信号３５へパルスを出力し、回路各部を初期化する。初期化状態では、領域カウンタ３６がリセットされる。この状態で、テーブルバッファ３４へ格納された、最初の幅狭部の矩形領域の左上ＸＹ座標（ｘｓ１，ｙｓ１）と右下ＸＹ座標（ｘｅ１，ｙｅ１）と、最初の幅広部の矩形領域の左上ＸＹ座標（ｘｓ１’，ｙｓ１’）と右下ＸＹ座標（ｘｅ１’，ｙｅ１’）とが、領域カウンタ３６の値に従って座標セレクタ３７により選択されて、Ｘ座標範囲信号３８（ｘｓ１とｘｅ１）とＹ座標範囲信号３９（ｙｓ１とｙｅ１）、Ｘ’座標範囲信号４０（ｘｓ１’とｘｅ１’）とＹ’座標範囲信号４１（ｙｓ１’とｙｅ１’）として出力される。
　Ｙ座標範囲信号３９は垂直カウンタ４２ａへ初期化信号３５によりロードされて、垂直カウンタ４２ａの初期値はｙｓ１となる。同様にＹ’座標範囲信号４１は垂直カウンタ４２ｂへ入力され、初期化信号３５によりロードされて、垂直カウンタ４２ｂの初期値はｙｓ１’となる。これらの値は、フリップフロップ４３の出力値により、Ｙ座標セレクタ４４によって選ばれて、Ｙ座標値４５として出力される。フリップフロップ４３は後述のＡＤ変換終了信号４６を入力としており、ＡＤ変換１回ごとに、Ｙ座標のカウント値と、Ｙ’座標のカウント値が、交互にＹ座標値４５として出力されることになる。Ｙ座標値４５は、垂直デコーダ４７へ供給され、画素アレイ領域２８中の該当のＹ座標位置にある選択駆動線４８が駆動され、この選択駆動線４８により駆動される横一列に並んだ各画素ユニット２９から検出光量に比例した電圧が出力される。これら出力された電圧は、各垂直信号線５０により、ＡＤ変換器５１へ入力され、ＡＤ変換開始信号５２をトリガとして、ＡＤ変換される。なお、ＡＤ変換開始信号５２は、ＡＮＤゲート５３の出力するＡＤ変換開始許可信号５４を、時間遅延回路５５により時間遅延して生成される。初期化信号３５による初期化直後は、フリップフロップ５６の出力がＯＲゲート５７を介して前記ＡＮＤゲート５３へ供給されることで、ＡＤ変換開始許可信号５４がオンになっており、全てのカウンタが動作を停止している状態であっても、時間遅延回路５５による遅延時間経過後は、ＡＤ変換器５１はＡＤ変換動作を開始できる。また、前記ＡＤ変換開始許可信号５４がオンになることで、後述の水平カウンタに、初回の初期値がロードされる。また、ＡＤ変換開始許可信号５４は、ラインバッファ５８のラッチ入力として供給される。ラインバッファ５８は、ＡＤ変換終了後に、このラッチ入力の立上りタイミングで、ＡＤ変換値をラインバッファ５８へ記憶・保持して、保持したＡＤ変換値を水平セレクタ５９へ供給し続ける。
　一方、Ｘ座標範囲信号３８とＸ’座標範囲信号４０は、フリップフロップ６０の値によりＸ座標セレクタ６１により選択されて、Ｘ座標範囲値バッファ６２に保持され、Ｘ座標範囲値信号６３として出力される。前記フリップフロップ６０は、後述のＡＤ変換の終了信号を入力としており、ＡＤ変換の開始ごとに反転する。これにより、前記Ｘ座標範囲値信号６３は、初期化直後はＸ座標範囲信号３８（ｘｓ１とｘｅ１）の値となり、以後はＡＤ変換が再開されるごとに、Ｘ座標範囲値（ｘｓ１とｘｅ１）とＸ’座標範囲値（ｘｓ１’とｘｅ１’）が交互に出力される。なお、前記Ｘ座標範囲値バッファ６２は、立上りエッジトリガ入力となっている。
　このＸ座標範囲値信号６３は、水平カウンタ６４へ供給され、水平カウンタのカウント範囲を決める。水平カウンタは、Ｘ座標初期値ロード信号６５と、動作禁止信号６６と、水平走査クロック信号６７の入力を備える。なお、このＸ座標初期値ロード信号６５は、立上りトリガ入力となっている。また、前記動作禁止信号６６入力は、初期状態では、前述のフリップフロップ５６の出力が前述のＯＲゲート５７を介して供給され、オンとなっているため、水平カウンタ６４の動作は初期状態ではロックされている。このロックは、最初のＡＤ変換の終了信号によって解除される。
　また、Ｘ座標初期値ロード信号６５は、前記ＡＤ変換開始許可信号５４をゲート遅延することで生成されており、前述の様に、ＡＤ変換開始許可信号５４がオンになることで、水平カウンタ６４には、すでに初回の初期値がロードされている。
　水平走査クロック信号６７は、水平走査クロック発振回路６８により常に供給されているため、動作禁止信号６６が解除され次第、水平カウンタはカウント動作を開始する。
　なお、上記最初のＡＤ変換の終了信号によって、水平カウンタが初回のカウント動作を始めると同時に、ＡＤ変換終了信号４６によって、Ｙ座標値をカウントする垂直カウンタ４２ａへ、フリップフロップ４３を介してクロックが供給されることで、垂直カウンタがカウントアップされ、また、今度は垂直カウンタ４２ｂのＹ座標カウント値がＹ座標セレクタ４４により選ばれてＹ座標値４５として出力される。また同時に、ＡＤ変換開始許可信号５４がオンされたことで、時間遅延回路５５を経由してＡＤ変換開始信号５２が供給され、ＡＤ変換器５１は２回目の変換を自動的に開始する。
　カウント動作を開始した前記水平カウンタは、Ｘ座標範囲値信号６３に与えられた範囲で、クロックに同期してＸ座標値のカウントを行い、カウントされたＸ座標値とクロックを出力する。水平セレクタ５９は、このカウントされたＸ座標値とクロックを受取り、ラインバッファ５８から供給されたＡＤ変換値の内、カウント値に対応する水平座標位置のＡＤ変換値を選択して、ＦＩＦＯバッファ７０（先入先出型バッファ）へ出力する。
　ＦＩＦＯバッファ７０は、水平セレクタ５９から受取ったＡＤ変換値を、差動伝送クロック発振器７１の生成する伝送クロック７２に同期して、差動伝送出力７３より並列出力する。なお、ＦＩＦＯバッファ７０は、バッファ内に有するデータがなくなった場合に、データが空であることを示すために、データ有効信号７４をオフする。データ有効信号７４と伝送クロック７２は、差動伝送出力７３より併せて出力する。また、ＦＩＦＯバッファ７０は、バッファ内に蓄積されたデータが、蓄積できる上限に達し満杯となった場合は、満杯であることを示すバッファフル信号７５を出力する。バッファフル信号７５は、水平カウンタの動作禁止信号６６へゲートを介して入力され、バッファが満杯である期間中は、カウント動作を一時停止して、ＦＩＦＯバッファ７０に空きができるまで待つ。
　Ｘ座標範囲にある一水平線全部のＡＤ変換値がＦＩＦＯバッファへ転送されて、水平カウンタ６４のカウント値がＸ座標範囲を超えると、水平カウンタ６４は、Ｘカウントフル信号７６を出力して、カウント動作を停止すると共に、ＯＲゲート５７を介してＡＮＤゲート５３へ向けて水平カウンタの動作停止を知らせることで、ＡＮＤゲート５３がＡＤ変換開始許可信号５４を再びオンとし、次のＡＤ変換を開始できる様にする。
　上記と同時に、ＡＤ変換終了信号４６がオンされたことで、再びフリップフロップ４３が反転し、今度は垂直カウンタ４２ｂがフリップフロップ４３を介してカウントアップされると同時に、Ｙ座標セレクタ４４により今度は垂直カウンタ４２ａのＹ座標カウント値がＹ座標値４５として出力される。
　また、ＡＤ変換開始許可信号５４が上記のように再びオンとなったことで、Ｘ座標初期値ロード信号６５がオンとなり、水平カウンタ６４に、再度Ｘ座標初期値がロードされることで、Ｘカウントフル信号７６が解除され、再び水平カウンタ６４がＸ座標値の２回目のカウント動作を開始する。
　また、ＡＤ変換開始許可信号５４が上記のように再びオンとなったことで、ＡＤ変換器５１は、次の３回目のＡＤ変換動作を開始する。
　このようにして、水平カウンタが２回目のＸ座標範囲のカウント動作を行っている間、ＡＤ変換器は先に３回目のＡＤ変換動作を行っている。
　同様に、水平カウンタがＮ回目のＸ座標範囲のカウント動作を行っている間、ＡＤ変換器は一つ先の（Ｎ＋１）回目のＡＤ変換を行うよう動作する。
　以後、この様な動作が、垂直カウンタ４２ｂのＹ座標カウント値がＹ座標範囲値を超えるまで繰返される。Ｙ座標カウント値がＹ座標範囲値を超えると、垂直カウンタ４２ｂよりＹカウントフル信号８０が出力される。
　これにより、一つの矩形領域の画像データ取得が終了する。
　続けて、前記Ｙカウントフル信号８０が、領域カウンタ３６へクロックパルスとして入力され、領域カウンタ３６がカウントアップされることで、座標セレクタ３７より、新たな座標範囲（Ｘ座標範囲、Ｙ座標範囲、Ｘ’座標範囲、Ｙ’ 座標範囲）が出力される。同時に、同じく前記Ｙカウントフル信号８０によって、垂直カウンタ４２ａへ新たなＹ座標範囲、垂直カウンタ４２ｂへ新たなＹ’ 座標範囲の値がセットされる。また、Ｘ座標範囲値バッファ６２へ供給されるＸ座標範囲とＸ’ 座標範囲の値も更新され、次回ＡＤ変換終了後よりＸ座標範囲値バッファ６２の出力値が、これら新たなＸ座標範囲とＸ’ 座標範囲の値へ更新され、水平カウンタ６４へ供給される。
　この様にして、初期化後以降のこれまでの手順が、テーブルへ記憶された矩形領域の数だけ繰返され、最後にＹ’の座標値（右下座標）が、終端を表す値である、０に設定されていることが比較器８１により検出されると、フリップフロップ８２の出力が次回水平カウンタのカウントフル時（ＦＩＦＯ送出終了時）に反転し、水平カウンタ６４とＡＤ変換器５１の動作がロックされる。
　この時点で、テーブルに座標値がセットされた全領域の画像データがＦＩＦＯバッファ７０から出力完了している。
　水平カウンタ６４とＡＤ変換器５１の動作がロックすることで、垂直カウンタ４２ａ・４２ｂと領域カウンタ３６も含めて、すべての回路が全体的にストップし、動作が完了する。
　これにより、テーブルに格納されて指定された、複数の矩形領域の画像データの一連の伝送が完了する。
　本構成と、上記に説明した動作によって、図１（ａ）～（ｄ２）に示した様な、複数の矩形領域の連続かつ交互の伝送と、図３（ａ１）～（ｂ２）に示した様な、複数のテーブルの切替による、高速な部分領域形状の切替とが、同時に実現できている。
　本構成では、複数の矩形領域を、一度の転送開始指令で連続して伝送できる。このため、従来矩形領域を一つのみしか指定できなかったカメラ素子において、矩形領域の座標をシリアル通信で何度も設定し直さなければならなかったのに対し、本構成では、シリアル通信時間のロスを省いて、より高フレームレートでの動作が可能になる。
　また、本構成では、複数の矩形領域のペアを、連続かつ交互に伝送できる。複数ペアの領域を指定できることで、指定可能な矩形領域が一つのみの場合に比べ、半円形や略楕円形の部分領域の画像を得る際に、半円形の上側周囲など、より細かく分割して不要領域を省くことができるため、伝送効率を高め、フレームレートを高くすることができる。
　また本構成では、上記にて説明した様に、水平カウンタがＮ回目のＸ座標範囲のカウント動作を行っている間、ＡＤ変換器は一つ先の（Ｎ＋１）回目のＡＤ変換を行うよう動作しており、またラインバッファ５８とＦＩＦＯバッファ７０の二重バッファ構成としていることで、一水平線ごとに交互に幅広部と幅狭部の矩形領域を走査した場合、２回分の水平線走査の画像データ伝送量の変動を、前記二重バッファ構成により吸収できるようになっている。
　これにより、前述した様に、データ出力時間待ちがロスとなる場合と、ＡＤ変換終了時間待ちがロスとなる場合が混在して発生する場合においても、テーブルＡとテーブルＡ’の矩形領域座標値を交互に用いて、幅広の矩形領域と幅狭の矩形領域の画像データを交互に伝送することで、データ伝送量の変動を前記二重バッファ構成により吸収でき、平均的な伝送データ量を幅広領域と幅狭領域における値の中間の値とすることができる。即ち、データ出力時間待ちがロスとなる場合と、ＡＤ変換終了時間待ちがロスとなる場合が混在して発生する場合においても、これらのロスを相殺することができ、カメラ素子のフレームレートを、より高い値とすることができる。
　また、本構成では、図３（ａ１）や図３（ｂ１）の様な部分領域の形状の切替を、シリアル通信を用いてテーブルの座標値を書換える必要なく実現できるため、シリアル通信に負荷をかけずに部分領域の形状（ＡモードとＢモード）を切替でき、切替え動作に伴うシリアル通信時間のロスを省いて、フレームレートを向上できる。
　図３に示したような部分領域の形状の切替を、テーブルの切替のみで瞬時にできることから、前述の様に撮像する映像にタイミングを合わせやすくなり、本カメラ素子を用いた制御装置においては、タイミングの合わせ精度が大幅に向上でき、制御装置の制御の正確さを上げることができる。
　ＡモードとＢモードの切替えが不要の場合には、図４にて、テーブルＢ２３とテーブルＢ’２５と、テーブルセレクタ３２を省いた構成とすれば良い。
　その際の動作は、前記ＡモードとＢモードの切替動作を除いて、これまでに述べた図４の構成例の時と同様である。
　幅広部の矩形領域と、幅狭部の矩形領域を交互伝送する動作が不要の場合には、テーブルＡとテーブルＡ’、テーブルＢとテーブルＢ’を交互に切替える処理は不要となる。この場合には、テーブルＡ’２４、テーブルＢ’２５、テーブルセレクタ３２、フリップフロップ４３、垂直カウンタ４２ａ、Ｙ座標セレクタ４４、フリップフロップ６０、Ｘ座標セレクタ６１を省略した構成とすれば良い。なお、ＸまたはＸ’、ＹまたはＹ’を選択する配線については、上記省略によりなくなった配線を省き、残ったＸまたはＸ’、ＹまたはＹ’、どちらかの配線の入力を、省略した部品の後の出力へ接続すればよい。この場合、回路はかなり簡略化できる。また、フリップフロップ４３の省略に伴うＱ、／Ｑ、Ｃｐの接続については、／ＱとＣｐ間を接続すればよい。
　その際の動作は、前記ＸまたはＸ’、ＹまたはＹ’の切替動作を除いて、これまでに述べた図４の構成例の時と同様である。
　次に、本カメラ素子（撮像素子）を用いた撮像装置と制御装置の構成例を、図６を用いて説明する。
　図６（ａ）は、前記カメラ素子を用いた撮像装置、および撮影した画像に基づく制御装置の構成例を示す。
　移動ベルト１００上に載せられた撮像対象１０１が、ベルトによって水平方向へ移動する。この撮像対象１０１を撮影できるようカメラ素子１が格納されたカメラ１０２が配置されている。カメラが出力する画像データ１１６は、画像解析装置１０３へ供給され、前記画像に基いて、撮像対象１０１の位置が推測され、また撮影された撮像対象１０１の画像を記録する。これらは、具体的には、製品の概観検査装置を構成している。
　さらに図６（ｂ）は、図６（ａ）で示した装置周囲の制御系との接続を示している。前記画像解析装置１０３が推測した位置の情報は、タイミング予測器１０４へ出力される。タイミング予測器１０４は、図６（ｃ）に示すように、撮像対象１０１が特定位置１０５へ達するタイミングを、時間１０６に対する前記画像解析装置１０３の定期的位置情報１０７に基づき、線形補間（直線補間）により予測し、この予測到達タイミング１０８を、前記画像解析装置１０３へ出力する。なお、図６（ｃ）の縦軸は位置１０９である。画像解析装置１０３は、この予測到達タイミング１０８に基き、Ａ／Ｂモード切替信号１１０と露光タイミング信号１１１と、予め複数の座標値テーブルに格納する座標値情報を有する領域形状信号１１２をカメラ１０２へ出力する。カメラ１０２内部ではこれらの信号をカメラ内部のカメラ素子１へ供給する。カメラ素子１では、定期的位置情報１０７の生成に必要な撮影にＢモードを用い、図６（ｄ２）の様に正しく中央に映った状態での撮影にＡモードを用いる。カメラ素子１は、前記Ａ／Ｂモード切替信号１１０に従って、撮像する部分領域の形状を選択し、露光タイミング信号１１１に従って撮像対象１０１の画像を撮影する。これにより、画像解析装置１０３にて記録される画像は、図６（ｄ１）の様に全体がずれることなく、図６（ｄ２）の様に、撮像対象１０１が撮像範囲１１３内において正しく中央に映った状態で撮影される。また、前記記録された画像の情報が画像解析装置１０３より出力され、前記画像の情報を元に、仕分け制御装置１１４にて移動先が判断されて、駆動装置１１５により適した移動先へ分別される。
　本構成にて、前記実施例にて示したカメラ素子１を用い、タイミング予測器１０４と組合せることで、部分領域伝送を効果的に切替え、フレームレートを上げることができるため、図６（ｃ）に示したタイミング予測においてより正確な予測が可能となり、最終的に撮影される撮像対象１０１の位置精度を上げることができ、より正確な撮像によって、画像処理が簡易かつ高速となり、これらを含めた制御装置全体の動作を高速化することができる。
　なお、上記では、制御装置の例として仕分け機能を有する装置を挙げたが、カメラ素子１の適用は、次項のような情報再生装置内の制御装置にも可能である。
　次に、本カメラ素子（撮像素子）を用いた情報再生装置と制御装置の構成例を、図７～図８を用いて説明する。
　図７（ａ）は、前記カメラ素子を用いた撮像装置、および撮影した画像に基づく制御装置の例として、ホログラフィックメモリの情報再生装置の構成を示す。
　レーザ光源２００より出力されるレーザ光２０１は、ビームスプリッタ２０２にて、図右側へ向かう参照光２０３と信号光２０４へ分けられる。
　信号光２０４は、反射鏡２０５にて反射され、シャッタ２０６とビームエキスパンダ２０７と位相マスク２０８とリレーレンズ組２０９を通り、偏光ビームスプリッタ２１０により図上方の光変調器２１１へ照射される。光変調器２１１は、偏光板と液晶物質を組合せたものであり、液晶によって２次元的に光の位相を変調する。光変調器２１１で反射された光は、偏光ビームスプリッタ２１０とリレーレンズ２１２を通過し、対物レンズ２１３によって、ディスク２１４へ照射される。ディスク２１４は、スピンドルモータ２１５上に取付けられており、回転できることにより、ディスク上の照射位置を変えられるようになっている。
　一方、参照光２０３は、反射鏡２２０、第一ガルバノメータ２２１、第二ガルバノメータ２２２で順に反射されて、ディスク２１４上へ、信号光の照射位置と交わるように照射され、ディスクを通過して、第三ガルバノメータ２２３にて反射され、往路とほぼ同じ角度でディスク２１４へ戻される。なお、各ガルバノメータは、制御器２２４により角度が正確に制御できるよう構成されている可動ミラーである。以後、ガルバノメータのミラー角度のことを、ガルバノミラー角度と呼ぶ。
　ディスク２１４へ戻された光は、ディスク上に書かれたホログラムにより回折し、先程信号光が通った光路を逆にたどって、対物レンズ２１３、リレーレンズ２１２を通過し、偏光ビームスプリッタ２１０にて図右方向へ反射され、カメラ素子１へ入射される。このカメラ素子１として、図１、図３～図５にて説明したカメラ素子を用いている。カメラ素子１よりに出力された画像データは、制御器２２４に入力され、制御器内にて信号処理されることで、デジタルデータとして復元される。
　なお、上記構成にて、ディスクへのデータ記録時は、シャッタ２０６を開け、ディスクからのデータ再生時は、シャッタ２０６を閉めて、信号光の供給有無を切替える。
　次に、本情報再生装置のガルバノメータとカメラ素子の動作について、図７（ｂ）および図８により説明する。
　一定参照光角度周期でディスク２１４へ記録されたホログラムより読出され、カメラ素子１上へ入射された光（ホログラムより再生された再生光）は、その強度である再生光強度２３０が、ガルバノミラー角度２３１に対して波状に強度変化する。なお、再生光に関わる参照光の角度は、本構成では第一ガルバノメータ２２１と第二ガルバノメータ２２２と第三ガルバノメータ２２３の角度すべてに依存するが、各ガルバノメータ間で連動してお互いに角度の関係を維持するので、ここで述べるガルバノミラー角度は、それらのうち代表的なガルバノメータどれか一つと考えてよい。従来、ホログラフィックメモリの情報再生装置においては、ガルバノミラー角度２３１は、前記波状に変化する再生信号強度が、ピーク（最大）となる位置へ、ピーク間で移動して、ピーク上で停止する、間欠駆動動作（移動と停止の繰返しによるストップ・アンド・ゴー動作）で使用するのが通例であった。この様子を図８（ａ）に示す。ガルバノミラー角度２３１を、再生光強度２３０がピークとなる角度へ移動と停止を繰返す動作を示している。ガルバノミラー角度２３１を、時間２３２に対してプロットすると、ガルバノミラー角度の軌跡は、段々畑の様な形となる。この通例の方法では、カメラ素子の撮像タイミングは時間的に誤差が多少許され、撮像タイミング２３３においてミラー角度の機械的制御がやりやすいという利点があるものの、機械的に移動と停止を繰返す動作のために、ガルバノメータの機械的駆動周波数限界によって、動作速度に上限があり、そのため情報再生装置として情報の再生速度が上げられないという課題があった。
　そこで、本構成にて、図１、図３～図５にて説明したカメラ素子１を用いることで、機械的にミラー角度の移動と停止を繰返すのではなく、図８（ｂ）の様に、ミラー角度は一定速度で回転を続けたまま、カメラ素子１の撮影タイミングを合わせて、各ピークの最大位置で再生光の像を検出できれば、ガルバノメータの機械的駆動周波数限界に縛られずに、情報の再生速度を上げることができる。
　そこで、図６で説明した方法と同様の方法を用いて、図８（ｂ）の様に各ピークの最大位置で再生光の像を検出にはＡモードを用い、各ピークの最大位置を予測するための部分的な画像の検出にはＢモードを用い、フィードバックを高速化する。
　その構成を図７へ戻って、引続き説明する。
　制御器２２４内部に、タイミング予測器２３４を設け、カメラ素子１で検出する画像を、通常はＢモードで部分的に検出する。制御器２２４とカメラ素子１の間には、Ａ／Ｂモード切替信号２３５と露光タイミング信号２３６と、領域形状信号２３７を設ける。
　タイミング予測器２３４は、図７（ｃ）の様に、ガルバノミラー角度が時間２３２に比例して変化すると仮定し、再生光強度２３０の情報である定期的強度情報２３８より、前回ピークと同じカーブを仮定して、カーブ曲線より、再生光強度が最大となる最大強度タイミング２３９を見積り、出力する。制御器２２４は、タイミング予測器２３４の見積った最大強度タイミング２３９に近い時刻に達すると、Ａ／Ｂモード切替信号２３５を切替えて、最大強度タイミング２３９に一致した時刻で、露光タイミング信号２３６を駆動する。なお、Ａモードに対応する領域形状として図９（ａ）のパターン、Ｂモードに対応する領域形状として図９（ｂ）のパターンを、予め領域形状信号２３７により、カメラ素子１への座標値テーブル（テーブルＡ・テーブルＢ）へ設定しておく。なお、図９（ａ）（ｂ）の領域形状パターンは、カメラ素子１で検出するホログラム再生光の像として、図９（ｃ）に示すような円形の像を想定している。
　本構成にて、前記実施例にて示したカメラ素子１を用い、タイミング予測器２３４と組合せることで、部分領域伝送のパターンを瞬時に切替え、直前まではＢモードの部分的な伝送領域に限定することで、フレームレートを上げることができるため、図９（ｃ）に示したタイミング予測においてより正確な予測が可能となり、最終的に撮影されるホログラム再生光の像を、強度が最大となるタイミングにより高い精度で一致させることができ、従来の間欠駆動動作によるガルバノミラー角度制御に代えて、一定速度で連続的に回転し続ける連続回転動作でのホログラム再生が可能となる。これにより、ガルバノメータの機械的駆動周波数限界に縛られずに、情報の再生速度を上げることができる。
　また、本実施例は以下のようにも表現できる。すなわち、ホログラフィを利用して光情報記録媒体から情報を再生する光情報再生装置において、参照光を生成するレーザ光源と、前記参照光の前記光情報記録媒体への入射角度を調節する角度調節器と、前記光情報記録媒体から再生する回折光を検出する撮像素子とを備え、前記撮像素子は部分伝送機能を有しており、２つの矩形領域の座標範囲をペアにして記憶するテーブルと、一水平線以上のラインバッファとを備え、前記２つの矩形領域より撮像データを取得して、一水平線ごとに交互に送信する機能を有しており、前記撮像素子からの出力が前記角度調節器に入力されることを特徴とする光情報再生装置。
　なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
　また、上記の各構成は、それらの一部又は全部が、ハードウェアで構成されても、プロセッサでプログラムが実行されることにより実現されるように構成されてもよい。また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。
　１　　カメラ素子
　２　　画像処理基板
　３　　シリアル通信線
　４　　画像伝送線
　１０　撮像可能範囲
　１１　撮像領域
　１２　矩形領域
　２０　制御入出力端子
　２１　制御器
　２２　テーブルＡ
　２３　テーブルＢ
　２４　テーブルＡ’
　２５　テーブルＢ’
　２６　画素転送信号
　２７　画素リセット信号
　２８　画素アレイ領域
　２９　画素ユニット
　３０　出力トランジスタ
　３１　モード切替信号
　３２　テーブルセレクタ
　３３　テーブルラッチ信号
　３４　テーブルバッファ
　３５　初期化信号
　３６　領域カウンタ
　３７　座標セレクタ
　３８　Ｘ座標範囲信号
　３９　Ｙ座標範囲信号
　４０　Ｘ’座標範囲信号
　４１　Ｙ’座標範囲信号
　４２ａ、４２ｂ　垂直カウンタ
　４３　フリップフロップ
　４４　Ｙ座標セレクタ
　４５　Ｙ座標値
　４６　ＡＤ変換終了信号
　４７　垂直デコーダ
　４８　選択駆動線
　
　５０　垂直信号線
　５１　ＡＤ変換器
　５２　ＡＤ変換開始信号
　５３　ＡＮＤゲート
　５４　ＡＤ変換開始許可信号
　５５　時間遅延回路
　５６　フリップフロップ
　５７　ＯＲゲート
　５８　ラインバッファ
　５９　水平セレクタ
　６０　フリップフロップ
　６１　Ｘ座標セレクタ
　６２　Ｘ座標範囲値バッファ
　６３　Ｘ座標範囲値信号
　６４　水平カウンタ
　６５　Ｘ座標初期値ロード信号
　６６　動作禁止信号
　６７　水平走査クロック信号
　６８　水平走査クロック発振回路
　
　７０　ＦＩＦＯバッファ
　７１　差動伝送クロック発振器
　７２　伝送クロック
　７３　差動伝送出力
　７４　データ有効信号
　７５　バッファフル信号
　７６　Ｘカウントフル信号
　
　８０　Ｙカウントフル信号
　８１　比較器
　８２　フリップフロップ
　
  １００　移動ベルト
  １０１　撮像対象
  １０２　カメラ
  １０３　画像解析装置
  １０４　タイミング予測器
  １０５　特定位置
  １０６　時間
  １０７　定期的位置情報
  １０８　予測到達タイミング
  １０９　位置
  １１０　Ａ／Ｂモード切替信号
  １１１　露光タイミング信号
  １１２　領域形状信号
  １１３　撮像範囲
　１１４　仕分け制御装置
  １１５　駆動装置
  １１６　画像データ
　
　２００　レーザ光源
　２０１　レーザ光
　２０２　ビームスプリッタ
　２０３　参照光
　２０４　信号光
　３０５　反射鏡
  ２０６　シャッタ
　２０７　ビームエキスパンダ
　２０８　位相マスク
　２０９　リレーレンズ組
　２１０　偏光ビームスプリッタ
　２１１　光変調器
　２１２　リレーレンズ
　２１３　対物レンズ
　２１４　ディスク
　２１５　スピンドルモータ
　
　２２０　反射鏡
　２２１　第一ガルバノメータ
　２２２　第二ガルバノメータ
　２２３　第三ガルバノメータ
　２２４　制御器
　
　２３０　再生光強度
　２３１　ガルバノミラー角度
　２３２　時間
　２３３　撮像タイミング
　２３４　タイミング予測器
　２３５　Ａ／Ｂモード切替信号
　２３６　露光タイミング信号
　２３７　定期的強度情報
　２３８　最大強度タイミング

Claims (11)

  1. ホログラフィを利用して光情報記録媒体から情報を再生する光情報再生装置において、
    参照光を生成するレーザ光源と、
    前記参照光の前記光情報記録媒体への入射角度を調節する角度調節器と、
    前記光情報記録媒体から再生する回折光を検出する撮像素子とを備え、
    前記撮像素子は部分伝送機能を有しており、２つの矩形領域の座標範囲をペアにして記憶するテーブルと、一水平線以上のラインバッファとを備え、前記２つの矩形領域より撮像データを取得して、一水平線ごとに交互に送信する機能を有しており、
    前記撮像素子からの出力が前記角度調節器に入力されることを特徴とする光情報再生装置。
  2. 　部分伝送機能を有する画像センサ素子と、
    　２つの矩形領域の座標範囲をペアにして記憶するテーブルと、
    　一水平線以上のラインバッファとを素子内に有し、
    　前記２つの矩形領域より撮像データを取得して、一水平線ごとに交互に送信する機能を有することを特徴とする画像センサ素子。
  3. 　請求項２に記載の画像センサ素子において、
    複数ペアの矩形領域の連続伝送機能を有することを特徴とする画像センサ素子。
  4. 　請求項２に記載の画像センサ素子において、
    素子内部にて、画像データの伝達に、ラインバッファとＦＩＦＯバッファの２重バッファ構成を用いたことを特徴とする画像センサ素子。
  5. 　請求項２に記載の画像センサ素子を用いた、
    　略楕円形または半円形の領域を撮像する撮像装置。
  6. 　請求項２に記載の画像センサ素子を用いた、ホログラム情報再生装置。
  7. 　部分伝送機能を有する画像センサ素子と、 
    　複数の矩形領域の座標範囲を記憶するテーブルと、 
    　一回の転送指令によりテーブルに記憶された複数の座標範囲を連続かつ順に転送する機能を有する画像センサ素子。
  8. 　請求項７に記載の画像センサ素子において、
    　複数の矩形領域の座標範囲を記憶するテーブルをセンサ素子内部に複数有し、
    　前記複数のテーブルを選択する選択機能を持ち、
    　前記選択機能の設定値によって前記複数のテーブル瞬時に切替可能であることを特徴とする画像センサ素子。
  9. 　請求項７に記載の画像センサ素子と、
    　部分的に取得された画像より次の露光タイミングの予測を行う予測器と、
    　複数の座標値テーブルより特定の座標値テーブルを選択する切替機能とを有し、
    　前記選択された座標値テーブルにより画像取得領域の形状を切替えて、前記予測器の予測タイミングに従って、露光を開始し、画像を撮像することを特徴とした撮像装置。
  10. 　請求項９に記載の撮像装置を用いた、制御装置。
  11. 　請求項７に記載の画像センサ素子を用いた、ホログラム情報再生装置。
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