JPH0547020B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、TVカメラ用として構成されたもの
より多数の画素（光電変換素子）を有し、なおか
つ出力信号を通常のTV装置に表示できる固体撮
像装置に関する。

（従来技術） TVの標準方式、すなわちNTSC方式では走査
線は525本である。その場合一部は垂直帰線消去
期間に含まれるので、TV画面上に現われる走査
線は450〜500本程度と考えられる。

一方TV画面の縦横比および目の特性を考慮す
ると、１本の走査線には800程度の画素を設ける
ことが望ましい。従つて従来の標準方式のTVに
使用する固体撮像素子は500×800＝40万の画素か
ら成ることが望ましい。水平方向の画素数が標準
方式のものより多いまたは少ない固体撮像素子
は、読出しクロツク周波数をそれぞれ高くまたは
低くして読出せば、標準方式のフオーマツトに合
わせた画像信号を形成できる。しかし垂直方向の
画素数、すなわち走査線の本数が標準方式のもの
と相違すると、標準方式のTV受像機で表示可能
な画像信号を形成することは困難である。

（発明の目的） 本発明の目的は、500より多い垂直方向画素数、
特に500の整数倍もしくはその近くの画素数を有
するが、標準方式のTV受像機で表示可能な画素
信号を形成する固体撮像装置を提供することにあ
る。

（発明の構成・作用） 本発明によれば、この目的は次のようにして達
成される。すなわち本発明による固体撮像装置
は、 マトリクス状に配列された光電変換素子、これ
ら光電変換素子に付属した垂直スイツチ、各列の
垂直スイツチに付属して列毎に１つ設けられた水
平スイツチ、垂直スイツチおよび水平スイツチを
制御する垂直シフトレジスタおよび水平シフトレ
ジスタから成り、これらシフトレジスタの各段の
出力端子に光電変換素子を対応させたものにおい
て、垂直スイツチおよび水平スイツチに論理回路
を備えている。シフトレジスタのそれぞれの段
は、隣接する或いは１つのおきの２つまたはそれ
以上のもの毎にまとめられ、それぞれ組になつて
いる。各組内の段の出力端子の接続を論理制御す
る論理回路は２つの状態を有する。第１の状態に
おいて論理回路は、すべての出力端子に対応する
光電変換素子からの読み出し信号を互いに切離
す。このとき固体撮像装置は、本来の固体撮像装
置として従来のものと同様に動作する。第２の状
態において論理回路は、組内の出力端子に対応す
る光電変換素子からの読み出し信号を互いに結合
する。

従つて組内の出力端子のうち１つに能動出力が
存在した場合、この能動出力が、この組内のすべ
ての光電変換素子からの読み出し信号を結合して
発生させる。この時２つの段毎に組を構成したと
すると、２次元構成において同時に２×２個の隣
接する画素から出力信号が読出され、例えば1000
×1600＝160万画素から成る固体撮像装置は、あ
たかも500×800＝40万画素から成るもののように
動作する。

本発明によれば、標準方式をものより多数の画
素を有する固体撮像装置から、本来の解像度を低
下させるとはいえ、通常のTV受像機で表示可能
な画素信号を取出すことができる。その際本発明
の適用には、画素数がそれぞれ垂直方向および水
平方向に標準方式のものの整数倍である固体撮像
装置が望ましい。しかし画像がTV受像機画面の
全体をカバーしないことさえがまんすれば、整数
倍のものでなくとも適用することができる。例え
ば垂直方向の画素数が800の固体撮像装置は、上
記の方式によれば400本の走査線を形成すること
ができ、画面上部または下部に計20％のブランク
が生じることをがまんすれば、画像をTV受像機
に表示できる。

（実施例） 本発明の実施例を以下図面によつて説明する。

第１図は、本発明により構成された固体撮像装
置の概略ブロツク図である。本実施例において受
光部１はMOS形イメージセンサとして構成され
ている。受光部１は、マトリクス状に配置された
例えば1000×1600＝160万の光電変換素子から成
る。これら光電変換素子にはそれぞれ１つの垂直
スイツチが付属している。図を見易くするためこ
れら垂直スイツチは、受光部１の外部に１列に配
列された垂直スイツチ列５として図示されてい
る。それぞれの垂直スイツチ５の出力側端子は列
毎に並列接続されており、かつそれぞれ１つの水
平スイツチ３に接続されている。この構成は周知
なので詳細には図示されていない。

それぞれ１本の走査線に相当する１行の垂直ス
イツチ５は垂直シフトレジスタ４のそれぞれの段
の出力によつて制御され、またそれぞれの水平ス
イツチ３は水平シフトレジスタ２のそれぞれの段
の出力によつて制御される。本実施例において垂
直シフトレジスタはほぼ30KHzのクロツク信号で
シフトされ、水平シフトレジスタはほぼ7.16KHz
のクロツク信号でシフトされる。

本発明では前記の水平スイツチ３および垂直ス
イツチ５に、前記第１の状態または第２の状態に
対応可能な論理回路を配設する。本発明では、シ
フトレジスタ２，４の各段の出力端子を隣接する
或はつおきの２つの段毎に組としてまとめ、これ
ら２つの段の出力端子の接続を論理回路によつて
制御する。以下、この論理回路の構成および動作
を第２図に基づいて説明する 第２図は水平スイツチ３内に備えられ、水平シ
フトレジスタ２のそれぞれ隣接する２つの出力端
子のスイツチすることによつて光電変換素子から
の読み出し信号の結合を制御する、論理回路の実
施例を示している。第２図において、水平スイツ
チ３内の論理回路の５つのトランジスタTr1、
Tr2、Tr3、Tr4、Tr5から構成される。この論
理回路は、水平シフトレジスタ２のそれぞれ隣接
する２つの段ｉ、ｉ＋１のそれぞれの出力端子へ
の連続線、２つの光電変換素子Hi、Hi＋１への
接続線、光電変換素子からの読み出し結合状態を
制御する制御信号が与えられる２本の選択制御線
ａ，ｂ、光電変換素子からの信号を読み出すため
の単一のシグナルアウト線Ｓを、それぞれ有す
る。シグナルアウト線Ｓは水平スイツチ３の外に
設けられた抵抗Ｒと電源Ｖに接続されている。電
源Ｖは光電変換素子に、受光量に比例して減少し
た電荷分を流して光電変換素子を充電するが、こ
の充電量を光電変換素子からの読み出し信号とし
てシグナルアウト線Ｓから取り出すわけである。

いま、第１の状態すなわち出力端子に対応する
光電変換素子からの読み出し信号を互いに切離す
場合には、選択制御線ａに高レベル信号を、選択
制御線ｂに低レベル信号を、それぞれ制御信号と
して供給する。

それによりTr1はオン、Tr2はオフとなるか
ら、水平シフトレジスタ２の段ｉからの信号は
Tr1を経てTr4をオンし、光電変換素子Hiとシグ
ナルアウト線Ｓが接続される。ついで、水平シフ
トレジスタ２の動作が段ｉ＋１に移つて信号１を
送ると、この信号はTr5をオンするから、光電変
換素子Hi＋１とシグナルアウト線Ｓが接続され
る。また、この信号はTr3をもオンするが、Tr3
と直列接続されているTr2がオフ状態にあるの
で、ここで光電変換素子Hiが読み出しを受ける
ことはない。この結果、光電変換素子Ｈ、Hi＋
１からの読み出し信号を互いに切離して出力でき
る。

つぎに第２の状態すなわち各出力端子に対応し
て設けた光電変換素子からの読み出し信号を結合
して出力する場合には、選択制御線ｂに高レベル
信号を、選択制御線ａに低レベル信号を、それぞ
れ制御信号として供給する。それによりTr1はオ
フ、Tr2はオンとなる。この構成にあつて、水平
シフトレジスタ２がｉ段において信号１を発して
もTr4はオンされず、よつて光電変換素子Hiの信
号はそのまま保持される。ついで水平シフトレジ
スタ２が次のｉ＋１段に移つて信号１を発する
と、この信号１はTr5をオンするから、光電変換
素子Ｈ＋１の読み出し信号をシグナルアウト線Ｓ
に載せることができる。これと同時に、この信号
はTr3もオンするから、光電変換素子Ｈの読み出
し信号を、オンされているTr2、Tr3を経てシグ
ナルアウト線Ｓに載せることができる。この結
果、水平シフトレジスタ２のｉ＋１段の信号によ
つて２つの光電変換素子Hi、Hi＋１からの読み
出し信号が同時に単一のシグナルアウト線Ｓに載
るから、これら読み出し信号を結合して出力する
ことが出来る。

このように、第１の状態にあつては、ｉ段とｉ
＋１段のどちらに信号が存在する場合にも画像信
号を光電変換素子からの読み出し信号としてそれ
ぞれ互いに切離した状態で読み出すことが出来、
さらに第２の状態にあつては、ｉ＋１段からの信
号に応じて２つの光電変換素子からの読み出し信
号を結合した状態で単一の出力線から読み出すこ
とが出来る。

以上は水平シフトレジスタ２と水平スイツチ
３、およびその内蔵する論理回路につき説明した
が、原則的に垂直シフトレジスタと水平ソフトレ
ジスタの構成は同じでよいので、本実施例を垂直
シフトレジスタと垂直スイツチ、およびその内蔵
する論理回路に適用する場合も前記同様に説明で
きる。

第３図は本発明に係る固体撮像装置の別の実施
例を示すものであり、垂直ソフトレジスタ４にて
制御される垂直スイツチ５に内蔵の論理回路が３
本の選択制御線ａ，ｂ，ｃから受ける制御信号に
よつて、第１の状態および第２の状態での接続を
選択実行する構成である。

第１の状態において選択制御線ａ，ｂに高レベ
ル信号を、また選択制御線ｃに低レベル信号を供
給する。一方第２の状態では選択制御線ａ，ｃに
高レベル信号を、また選択制御線ｄに低レベル信
号を供給する。この時の動作は、実質的に第２図
の実施例とするものと同じである。

（発明の効果） 以上述べたとおり、本発明は、シフトレジスタ
の各段の出力端子の信号を論理回路にて切換える
ことによつて、複数個の光電変換素子からの読み
出し信号をまとめて出力できるようにしたことに
より、標準方式のものより多数の画素を有する固
体撮像装置から通常のTV受像機で表示可能な画
素数に実質的に圧縮して画像信号を取出すことが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による固体撮像装置の実施例
を示す概略ブロツク図、第２図は、水平シフトレ
ジスタに付属の論理回路を示す図、第３図は、垂
直シフトレジスタに付属の論理回路の実施例を示
す図である。 １……受光部、２……水平シフトレジスタ、３
……水平スイツチ、４……垂直ソフトレジスタ、
５……垂直スイツチ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ マトリクス状に配列された光電変換素子、こ
   れら光電変換素子に付属した垂直スイツチ、各列
   の垂直スイツチに付属した水平スイツチ、垂直ス
   イツチおよび水平スイツチを制御する垂直シフト
   レジスタおよび水平シフトレジスタから成り、こ
   れらシフトレジスタの各段の出力端子に前記光電
   変換素子を対応させたものにおいて、 前記垂直スイツチおよび水平スイツチに論理回
   路を備え、 前記それぞれのシフトレジスタの各段の出力端
   子を、隣接する少なくとも２つ毎に或は１つおき
   の少なくとも２つ毎に組とし、 前記論理回路は、第１の状態において前記組内
   の出力端子に対応する光電変換素子からの読み出
   し信号を互いに切離して出力し、 また第２の状態においては前記組内の出力端子
   に対応する光電変換素子からの読み出し信号を互
   いに結合して単一の出力線から出力し、よつて組
   内の出力端子のうち少なくとも１つに能動出力が
   あつた場合、当該の組内のすべての出力端子に対
   応する光電変換素子から読み出し信号を単一の出
   力線を経て発生するようにしたことを特徴とす
   る、固体撮像装置。