JPH0965195A - 動き検出方法、動き検出装置及び動き検出撮像装置 - Google Patents

動き検出方法、動き検出装置及び動き検出撮像装置

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JPH0965195A
JPH0965195A JP7217944A JP21794495A JPH0965195A JP H0965195 A JPH0965195 A JP H0965195A JP 7217944 A JP7217944 A JP 7217944A JP 21794495 A JP21794495 A JP 21794495A JP H0965195 A JPH0965195 A JP H0965195A
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JP
Japan
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output
signal
output signal
scanning
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JP7217944A
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Inventor
Hiroyuki Wakayama
博之 若山
Tetsuya Miyatake
哲也 宮武
Kenji Awamoto
健司 粟本
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高速且つ複雑な専用ハードウエアを用いずに
動き検出(動き追跡)が可能なX−Yアドレス方式固体
撮像素子を用いた動き検出撮像装置を提供する。 【解決手段】 複数のフォトダイオードDDからなる固
体撮像素子上に、9のフォトダイオードDDにより受光
素子群GPを設定し、この受光素子群GPを単位として
撮像素子上を走査しつつ、受光素子群GP内のフォトダ
イオードDDの出力信号を同時に読み出す。そして、当
該フォトダイオードDDのうち、垂直方向に並んだ三の
フォトダイオードの出力信号を列毎に加算し、X方向射
影データを生成する。一方、当該フォトダイオードDD
のうち、水平方向に並んだ三のフォトダイオードの出力
信号を行毎に加算し、Y方向射影データを生成する。そ
して、受光素子群GPを単位とした走査毎にX方向射影
データ及びY方向射影データを比較し、その比較結果を
用いて動きを検出する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、各画素に対応する
受光素子に対して、当該受光素子から出力される受光量
に対応した出力信号をスイッチングするためのMOS−
FET(Metal Oxide Semiconductor-Field Effect Tra
nsistor )を配置した、いわゆるX−Yアドレス方式の
固体撮像素子を用いた動き検出方法、動き検出装置及び
動き検出撮像装置に関する。
【0002】近年、半導体素子製作技術の進歩により、
固体撮像素子についても、その画素数の増大化及び画素
サイズの小型化の傾向が著しい。ここで、画像認識等の
画像情報処理における入力装置として、上記の固体撮像
素子を用いた場合、当該固体撮像素子に含まれるそれぞ
れの画素からの出力信号を個別に取り込み、これをコン
ピュータ等の信号処理装置で処理することとなるが、こ
のとき、上述の様な画素数の増大化により、処理すべき
出力信号数も増大することとなり、動き追跡等のリアル
タイム処理を必要とする画像認識では処理時間のリアル
タイム性に及ぼす影響が無視できなくなっている。
【0003】
【従来の技術】従来、動き検出や動き追跡等の画像情報
処理においては、入力装置としてCCD(Charge Coupl
ed Device )を用い、このCCDからのシリアルな(各
画素毎に連続して出力される)出力信号をA/Dコンバ
ータによりディジタル信号に変換してコンピュータに取
り込み、その後、当該コンピュータ上で平滑化、輪郭抽
出等の前処理を行ったのち、パターン認識等の必要な画
像情報の抽出を行っていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
用に、CCDからの出力信号はシリアルな信号であるた
め、動き検出等を行う場合には、コンピュータ上で一フ
レーム又は数フレーム分の画像データを一時的にRAM
(Random Access Memory)等のメモリに記憶したのち、
次に読み込んだ一フレーム又は数フレーム分のデータ
と、前に記録しておいた一フレーム又は数フレーム分の
データとを比較して動きを検出する必要がある。このた
め、動き検出、動き追跡等のリアルタイム処理が必要な
画像情報処理においては、一般的にコンピュータにおけ
る記憶量及び計算量が膨大となる。よって、コンピュー
タ及びCCD等を用いた専用ハードウェア化による膨大
な記録容量のメモリ等を用いた高速処理が必要となり、
装置の複雑化、大型化、高価化を招くという問題点があ
った。
【0005】そこで、本発明は、上記の問題点に鑑みて
なされたもので、その目的は、高速且つ複雑な専用ハー
ドウエアを必要とせずに、動き検出(動き追跡)が可能
な動き検出方法、動き検出装置及び動き検出撮像装置を
提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記の問題点を解決する
ために、請求項1に記載の発明は、格子状に複数のフォ
トダイオード等の受光素子を配置した撮像部中の矩形状
に隣接したn×m個(n:2以上の整数、m:2以上の
整数)の受光素子からなる受光素子群内の各前記受光素
子から出力され、撮像対象に対応した出力信号を、n×
m個の前記受光素子について同時に、且つ、当該受光素
子群毎に所定の走査タイミングで前記撮像部上を走査し
つつ読み出す撮像工程と、一の前記走査タイミングで同
時に前記受光素子群から読み出された複数の前記出力信
号により構成される一走査出力信号のうち、垂直方向等
の所定方向に連続する各受光素子から出力された複数の
前記出力信号を加算して第1加算出力信号を出力すると
ともに、前記一走査出力信号のうち、水平方向等の前記
所定方向に垂直な方向に連続する各受光素子から出力さ
れた複数の前記出力信号を加算して第2加算出力信号を
出力する加算工程と、前記一の走査タイミングに対応す
る前記第1加算出力信号と、当該一の走査タイミング以
降の他の走査タイミングに対応する前記第1加算出力信
号とを比較して第1差信号を出力するとともに、前記一
の走査タイミングに対応する前記第2加算出力信号と、
前記他の走査タイミングに対応する前記第2加算出力信
号とを比較して第2差信号を出力する比較工程と、前記
第1差信号及び前記第2差信号に基づき、前記撮像対象
の動きを検出する検出工程と、を備えて構成される。
【0007】請求項1に記載の発明の作用によれば、撮
像工程において、受光素子群内の各受光素子から出力さ
れた出力信号を、受光素子群を構成する各受光素子につ
いて同時に、且つ、当該受光素子群毎に所定の走査タイ
ミングで前記撮像部上を走査しつつ読み出す。
【0008】そして、加算工程において、一走査出力信
号のうち、所定方向に連続する各受光素子から出力され
た複数の出力信号を加算して第1加算出力信号を出力
し、更に、一走査出力信号のうち、所定方向に垂直な方
向に連続する各受光素子から出力された複数の出力信号
を加算して第2加算出力信号を出力する。
【0009】その後、比較工程において、一の走査タイ
ミングに対応する第1加算出力信号と、当該一の走査タ
イミング以降の他の走査タイミングに対応する第1加算
出力信号とを比較して第1差信号を出力し、更に、一の
走査タイミングに対応する前記第2加算出力信号と、他
の走査タイミングに対応する第2加算出力信号とを比較
して第2差信号を出力する。
【0010】これらにより、検出工程において、第1差
信号及び第2差信号に基づき、撮像対象の動きを検出す
る。よって、受光素子群から出力される一走査出力信号
に基づいて、走査タイミング毎に第1及び第2加算信号
を生成し、撮像部上を走査することにより得られた複数
の第1及び第2加算信号を、第1加算信号毎及び第2加
算信号毎に相互に比較することにより動き検出が行われ
るので、一つ一つの受光素子の出力信号を対象として動
き検出処理を行って動きを検出する場合に比して、動き
検出処理を簡略化、且つ、高速化することができる。
【0011】上記の問題点を解決するために、請求項2
に記載の発明は、格子状に複数のフォトダイオード等の
受光素子を配置した撮像部中の矩形状に隣接したn×m
個(n:2以上の整数、m:2以上の整数)の受光素子
からなる受光素子群内の各前記受光素子から出力され、
撮像対象に対応した出力信号を、n×m個の前記受光素
子について同時に、且つ、当該受光素子群毎に所定の走
査タイミングで前記撮像部上を走査しつつ読み出す固体
撮像素子等の撮像手段と、一の前記走査タイミングで同
時に前記受光素子群から読み出された複数の前記出力信
号により構成される一走査出力信号のうち、垂直方向等
の所定方向に連続する各受光素子から出力された複数の
前記出力信号を加算して第1加算出力信号を出力すると
ともに、前記一走査出力信号のうち、水平方向等の前記
所定方向に垂直な方向に連続する各受光素子から出力さ
れた複数の前記出力信号を加算して第2加算出力信号を
出力する加算部等の加算手段と、前記一の走査タイミン
グに対応する前記第1加算出力信号と、当該一の走査タ
イミング以降の他の走査タイミングに対応する前記第1
加算出力信号とを比較して第1差信号を出力するととも
に、前記一の走査タイミングに対応する前記第2加算出
力信号と、前記他の走査タイミングに対応する前記第2
加算出力信号とを比較して第2差信号を出力する比較部
等の比較手段と、前記第1差信号及び前記第2差信号に
基づき、前記撮像対象の動きを検出する検出部等の検出
手段と、を備えて構成される。
【0012】請求項2に記載の発明の作用によれば、撮
像手段は、受光素子群内の各受光素子から出力された出
力信号を、受光素子群を構成する各受光素子について同
時に、且つ、当該受光素子群毎に所定の走査タイミング
で前記撮像部上を走査しつつ読み出す。
【0013】そして、加算手段は、一走査出力信号のう
ち、所定方向に連続する各受光素子から出力された複数
の出力信号を加算して第1加算出力信号を出力し、更
に、一走査出力信号のうち、所定方向に垂直な方向に連
続する各受光素子から出力された複数の出力信号を加算
して第2加算出力信号を出力する。
【0014】その後、比較手段は、一の走査タイミング
に対応する第1加算出力信号と、当該一の走査タイミン
グ以降の他の走査タイミングに対応する第1加算出力信
号とを比較して第1差信号を出力し、更に、一の走査タ
イミングに対応する前記第2加算出力信号と、他の走査
タイミングに対応する第2加算出力信号とを比較して第
2差信号を出力する。
【0015】これらにより、検出手段は、第1差信号及
び第2差信号に基づき、撮像対象の動きを検出する。よ
って、受光素子群から出力される一走査出力信号に基づ
いて、走査タイミング毎に第1及び第2加算信号を生成
し、撮像部上を走査することにより得られた複数の第1
及び第2加算信号を、第1加算信号毎及び第2加算信号
毎に相互に比較することにより動き検出が行われるの
で、一つ一つの受光素子の出力信号を対象として動き検
出処理を行い動きを検出する場合に比して、動き検出処
理を高速化し、更に撮像手段以外の加算手段、比較手段
及び検出手段を簡略化できる。
【0016】上記の問題点を解決するために、請求項3
に記載の発明は、請求項2に記載の動き検出装置におけ
る撮像手段において、前記受光素子群を構成する各前記
受光素子は、MOS(Metal Oxide Semiconductor )ト
ランジスタ等の第1スイッチ手段及びMOSトランジス
タ等の第2スイッチ手段を介して前記受光素子群を構成
する前記受光素子と同数の出力線にそれぞれ個別に接続
され、当該出力線を介して各受光素子の出力信号が前記
加算手段に出力されるとともに、前記第1スイッチ手段
と、前記第2スイッチ手段との間に接続され、前記走査
タイミングに基づく各前記受光素子の出力信号の読み出
しが終了するまでの間、前記出力信号に対応する信号電
荷を蓄積し、電圧変換するソースフォロワアンプ等の蓄
積手段と、前記受光素子群内において前記所定方向に垂
直な方向に連続する各前記受光素子に接続された前記第
1スイッチ手段の活殺を同時に制御するための垂直シフ
トレジスタ等の第1スイッチ制御手段と、前記受光素子
群内において前記所定方向に連続する各前記受光素子に
接続された前記第2スイッチ手段の活殺を同時に制御す
るための水平シフトレジスタ等の第2スイッチ制御手段
と、前記受光素子群を構成する各前記受光素子の出力信
号を同時に前記加算手段に出力するとともに、前記撮像
部上の前記走査を行うためのタイミング信号を前記第1
スイッチ制御手段及び前記第2スイッチ制御手段に出力
するタイミング制御部等のタイミング制御手段と、を備
えて構成される。
【0017】請求項3に記載の発明の作用によれば、請
求項2に記載の発明の作用に加えて、受光素子群を構成
する各受光素子の出力信号は、第1スイッチ手段及び第
2スイッチ手段を介して受光素子群を構成する受光素子
と同数の出力線にそれぞれ個別に出力され、当該出力線
を介して加算手段に出力される。
【0018】このとき、第1スイッチ手段と前記第2ス
イッチ手段との間に接続される蓄積手段は、走査タイミ
ングに基づく各前記受光素子の出力信号の読み出しが終
了するまでの間、出力信号に対応する信号電荷を蓄積
し、これを電圧変換する。
【0019】これと並行して、撮像手段に含まれる第1
スイッチ制御手段は、受光素子群内において上記所定方
向に垂直方向に連続する各受光素子に接続された第1ス
イッチ手段の活殺を同時に制御する。
【0020】また、撮像手段に含まれる第2スイッチ制
御手段は、受光素子群内において上記所定方向に連続す
る各受光素子に接続された第2スイッチ手段の活殺を同
時に制御する。
【0021】そして、撮像手段に含まれるタイミング制
御手段は、受光素子群を構成する各受光素子の出力信号
を同時に加算手段に出力するとともに、撮像部上の走査
を行うためのタイミング信号を第1スイッチ制御手段及
び第2スイッチ制御手段に出力する。
【0022】よって、蓄積手段により、走査タイミング
に基づく各受光素子の出力信号の読み出しが終了するま
での間、当該出力信号に対応する信号電荷が蓄積されて
電圧変換されるので、走査タイミング毎に受光素子群内
の各受光素子の出力信号が同時に加算手段に出力され
る。その後は、加算手段、比較手段及び検出手段により
動き検出が行われることにより、動き検出処理を高速化
するとともに、動き検出装置を簡略化することができ
る。
【0023】上記の問題点を解決するために、請求項4
に記載の発明は、請求項2に記載の動き検出装置におけ
る加算手段において、当該加算手段は、前記撮像手段と
同じチップ上に配置されるとともに、前記一走査出力信
号から前記所定方向に連続する受光素子から出力された
出力信号を選択し、第1方向出力信号を出力するX方向
セレクタ等の第1選択手段と、選択された前記受光素子
毎の第1方向出力信号を加算して前記第1加算信号を出
力するソースホロワアンプ等の第1選択信号加算手段
と、前記一走査出力信号から前記所定方向と垂直な方向
に連続する受光素子から出力された出力信号を選択し、
第2方向出力信号を出力するY方向セレクタ等の第2選
択手段と、選択された前記受光素子毎の第2方向出力信
号を加算して前記第2加算信号を出力するソースホロワ
アンプ等の第2選択信号加算手段と、を備えて構成され
る。
【0024】請求項4に記載の発明の作用によれば、請
求項2に記載の発明の作用に加えて、撮像手段と同じチ
ップ上に配置される加算手段に含まれる第1選択手段
は、一走査出力信号から上記所定方向に連続する受光素
子から出力された出力信号を選択し、第1方向出力信号
を出力する。
【0025】そして、第1選択信号加算手段は、選択さ
れた受光素子毎の第1方向出力信号を加算して第1加算
信号を出力する。これらと並行して、加算手段に含まれ
る第2選択手段は、一走査出力信号から上記所定方向と
垂直な方向に連続する受光素子から出力された出力信号
を選択し、第2方向出力信号を出力する。
【0026】そして、第2選択信号加算手段は、選択さ
れた受光素子毎の第2方向出力信号を加算して第2加算
信号を出力する。よって、第1選択手段により第1加算
出力信号となるべき出力信号が選択され、第2選択手段
により第2加算出力信号となるべき出力信号が選択され
ることとなり、更にこれらの選択手段が加算手段として
撮像手段と同じチップ上に構成されるので、比較処理及
び検出処理を行う処理装置の構成をより簡略化すること
ができる。
【0027】上記の問題点を解決するために、請求項5
に記載の発明は、請求項2乃至4のいずれかに記載の動
き検出装置において、前記受光素子群は、(2X+1)
2 (X:自然数)個の前記受光素子より構成されるとと
もに、前記一走査出力信号から前記受光素子群における
中心位置の前記受光素子の出力信号である中心出力信号
を選択する中心画素セレクタ等の中心信号選択手段と、
前記走査タイミング毎の前記中心出力信号に基づき、前
記撮像対象に対応する画像信号を出力する画像生成部等
の画像生成手段と、を備えて構成される。
【0028】請求項5に記載の発明の作用によれば、請
求項2乃至4のいずれかに記載の発明の作用に加えて、
受光素子群は、(2X+1)2 (X:自然数)個の受光
素子より構成されるとともに、中心信号選択手段は、一
走査出力信号から中心出力信号を選択する。
【0029】そして、画像生成手段は、走査タイミング
毎の中心出力信号に基づき、撮像対象に対応する画像信
号を出力する。よって、受光素子群の中心の受光素子か
らの中心出力信号に基づいて画像信号が得られるので、
簡略化、高速化した動き検出処理が行えるとともに、当
該動き検出処理と同時に撮像対象に対応する画像信号を
も得られる。
【0030】上記の問題点を解決するために、請求項6
に記載の発明は、請求項5に記載の動き検出装置と、前
記撮像部に前記撮像対象の像を結像する結像レンズ等の
結像手段と、前記画像信号を信号処理する信号処理部等
の信号処理手段と、前記動き検出装置を駆動する駆動部
等の駆動手段と、を備えて構成される。
【0031】請求項6に記載の発明の作用によれば、請
求項5に記載の発明の作用に加えて、結像手段は、撮像
部に撮像対象の像を結像する。そして、信号処理手段
は、画像生成手段からの画像信号を信号処理する。
【0032】これらと並行して、駆動手段は、動き検出
装置を駆動する。よって、動き検出処理を高速化すると
ともに、撮像対象に対応する画像をも同時に得られる動
き検出撮像装置を実現することができる。
【0033】
【発明の実施の形態】次に本発明に好適な実施の形態に
ついて図面に基づいて説明する。なお、以下の実施形態
は、受光素子としてフォトダイオードが格子状に複数個
配置されているとともに、MOSトランジスタがアナロ
グスイッチとして用られているX−Yアドレス型固体撮
像素子を入力装置とし、撮像対象の動き検出及び動き追
跡を行うとともに、同時に、撮像対象に対応する画像そ
のものをも撮像し出力することが可能な動き検出撮像装
置に対して、本発明を適用した実施形態である。 (I)本発明の原理 先ず、具体的な実施形態の説明を行う前に、本発明の原
理について、図1を用いて説明する。
【0034】本発明においては、始めに、図1(A)に
示すように、入力装置としての固体撮像素子における撮
像部を構成する複数の画素としてのフォトダイオードD
Dのうち、格子状に隣接して配置されている所定数のフ
ォトダイオードDDを用いて受光素子群GPが設定され
る。この受光素子群GP内のフォトダイオードDDの数
は、4以上で格子状に配置可能な数であれば幾つでもよ
く、以下の実施形態では、その数を9として説明する。
【0035】一の受光素子群GPが設定されると、次
に、図1(B)に示すように、撮像対象Zの像に対応す
る受光素子群内GPの各受光素子の出力信号が、垂直方
向及び水平方向に配置されたそれぞれの受光素子につい
て、3画素分ずつ加算され、X方向射影データ及びY方
向射影データが生成される。より具体的には、一の受光
素子群GPを構成する9のフォトダイオードDDのう
ち、図1(B)に示すように、A画素の出力信号とD画
素の出力信号とG画素の出力信号とを加算することによ
り第1X部分射影データとし、B画素の出力信号とE画
素の出力信号とH画素の出力信号を加算することにより
第2X部分射影データとし、C画素の出力信号とF画素
の出力信号とI画素の出力信号とを加算することにより
第3X部分射影データとする。そして、この第1X部分
射影データ乃至第3X部分射影データに基づいて、図1
(B)に示すX方向射影データを生成する。このとき、
例えば、図1(B)に示すような三角形の撮像対象Zが
受光素子群GP内の中央に位置している場合には、撮像
対象Zの中央部分に対応する第2X部分射影データの値
(電圧値)が最も高くなり、第1X部分射影データと第
3部分射影データの値は、第2X部分射影データより小
さく且つ等しくなる。
【0036】一方、Y方向に関しては、上記X方向と同
様に、A画素の出力信号とB画素の出力信号とC画素の
出力信号とを加算することにより第1Y部分射影データ
とし、D画素の出力信号とE画素の出力信号とF画素の
出力信号を加算することにより第2Y部分射影データと
し、G画素の出力信号とH画素の出力信号とI画素の出
力信号とを加算することにより第3Y部分射影データと
する。そして、この第1Y部分射影データ乃至第3Y部
分射影データに基づいて、Y方向射影データを生成す
る。このとき、例えば、三角形の撮像対象Zの場合に
は、撮像対象Zの中央部分に対応する第2X部分射影デ
ータの値が最も高くなり、次に撮像対象Zの底辺部分を
含む第2Y部分射影データの値が大きくなり、撮像対象
Zの頂点を含む第3Y部分射影データが最も小さくな
り、これらに基づいて生成されたY方向射影データは、
図1(B)に示すようなものとなる。
【0037】そして、生成されたX方向射影データ及び
Y方向射影データ(撮像対象Zの特徴を備えた特徴デー
タである。)が記録部に一時的に記憶される。以上の動
作が、受光素子群GPを単位として撮像部上をスキャン
する(受光素子群GPを構成するフォトダイオードDD
を一列又は一行づつずらす)毎に行われる。
【0038】次に、撮像対象Zが移動すると、撮像対象
Zの像が結像する受光素子群GPが変化するが、このと
き、上記X方向射影データ及びY方向射影データと同じ
信号形状のX方向射影データ及びY方向射影データを出
力する受光素子群GPを検索すれば、当該検索された受
光素子群GPの撮像部上の位置と、撮像対象Zが移動前
の受光素子群GPの撮像部上の位置により、撮像対象Z
の移動を検出し、更にその移動を追跡することができ
る。よる具体的には、図1(C)に示すように、撮像部
TP上の受光素子群GP1 に撮像対象Zが結像し、その
X方向射影データ及びY方向射影データが点線で示すも
のであったとすると、撮像対象Z移動後において、点線
のX方向射影データ及びY方向射影データと同じX方向
射影データ及びY方向射影データを出力する受光素子群
を検索し、その結果、例えば、図1(C)における受光
素子群GP2 が当該X方向射影データ及びY方向射影デ
ータを同じデータを出力していれば、当該受光素子群G
2 を、移動後の撮像対象Zを撮像している受光素子群
として認識する。これにより、撮像対象Zの移動を検出
し、更に移動を追跡することができる。
【0039】以上説明したように、本発明では、上述の
X方向射影データ及びY方向射影データを比較すること
のみで撮像対象Zの動きを検出することができるので、
従来技術のように画素一つ一つの情報をフレーム毎に蓄
積して比較するよりも、動き検出処理の簡略化及び高速
化が可能なのである。
【0040】以上説明した原理に基づく具体的な実施形
態について、以下に説明する。 (II)第1実施形態 始めに、請求項1乃至3、5及び6に記載の発明に対応
する第1の実施形態について図2乃至図5に基づいて説
明する。
【0041】先ず、第1実施形態に係る動き検出撮像装
置の構成について図2を用いて説明する。図2に示すよ
うに、第1実施形態に係る動き検出撮像装置S1 は、複
数の格子状に配置されたフォトダイオードDDにより構
成される撮像部を備えるとともに、一の受光素子群を構
成するフォトダイオードDDの数に等しい数(9本)の
出力線O1 乃至O9 を備える固体撮像素子1と、固体撮
像素子1上の撮像部に撮像対象からの入射光INを集光
し、当該撮像部上に撮像対象に対応する像を結像する結
像手段としての結像レンズ2と、出力線O1 乃至O9
介して固体撮像素子1から出力されるフォトダイオード
DDの出力信号SO1乃至SO9に基づき、動き検出(動き
追跡を含む。以下同様)処理を行うとともに、撮像対象
に基づく画像を生成して画像信号SO を出力する処理装
置3と、画像信号SO に対して所定の信号処理を施し、
画像出力信号S00として図示しない外部のモニタ等の表
示装置に出力する信号処理手段としての信号処理部9
と、固体撮像素子1及び処理装置3を駆動するためのク
ロック信号等を含む駆動信号SD を出力する駆動手段と
しての駆動部10とにより構成されている。
【0042】また、処理装置3は、コンピュータ等によ
り構成され、出力線O1 乃至O9 を介して固体撮像素子
1から出力される出力信号SO1乃至SO9に基づき、受光
素子群GPを構成するフォトダイオードのうち、垂直方
向に配置された3画素に対応する出力信号を加算して、
上述の第1X部分射影データ乃至第3X部分射影データ
並びに第1Y部分射影データ乃至第3部分射影データを
生成し、これらに基づいて第1加算信号としてのX方向
射影データSAX及び第2加算信号としてのY方向射影デ
ータSAYを出力する加算手段としての加算部4と、受光
素子GP毎の各走査タイミング毎にX方向射影データS
AX及びY方向射影データSAYを一時的に記憶し、これに
基づき、各走査タイミングにおけるX方向射影データS
AX及びY方向射影データSAYを比較し、各走査タイミン
グにおけるX方向射影データSAX同士の差である第1差
信号としてのX方向差信号SDX及び各走査タイミングに
おけるY方向射影データSAY同士の差である第2差信号
としてのY方向差信号SDYを出力する比較手段としての
比較部5と、X方向差信号SDX及びY方向差信号S DY
基づき、同じX方向射影データSAX及びY方向射影デー
タSAY(X方向差信号SDX及びY方向差信号SDY
「0」となるX方向射影データSAX及びY方向射影デー
タSAYの組合わせ)を出力する受光素子群GPを検索す
ることにより、動き検出を行う検出手段としての検出部
6と、固体撮像素子1から出力される出力信号SO1乃至
O9の中から各走査タイミングにおける受光素子群GP
の中心に位置するフォトダイオードDDからの出力信号
である中心出力信号SVOを選択し出力する中心信号選択
手段としての中心画素セレクタ7と、各走査タイミング
における中心出力信号SVOに基づき、画像信号SO を生
成し出力する画像生成手段としての画像生成部8と、に
より構成されている。
【0043】次に、固体撮像素子1の構成について、図
3を用いて説明する。なお、第1実施形態においては、
図3に示すように、5×5の格子状に25個のフォトダ
イオードD11乃至D55が配置された固体撮像素子1につ
いて説明する。また、図3に示す固体撮像素子1におい
て、受光素子群GPは、9のフォトダイオードにより構
成されている。
【0044】図3に示すように、第1実施形態における
固体撮像素子1は、結像レンズ2(図2符号2参照)に
より集光され、入射した入射光INを受光し、受光した
入射光INの強度に対応した出力信号を出力する5×5
の格子状に配置された受光素子としてのフォトダイオー
ドD11乃至D55と、各フォトダイオードD11乃至D55
接続され、第1スイッチ制御手段としての垂直シフトレ
ジスタVRの制御により各フォトダイオードD11乃至D
55の出力信号を活殺する第1スイッチ手段としてのMO
SトランジスタSV11乃至SV55と、第2スイッチ制御
手段としての水平シフトレジスタHRの制御により各フ
ォトダイオードD11乃至D55の出力信号を活殺する第2
スイッチ手段としてのMOSトランジスタを含むスイッ
チ部S1乃至S15と、各フォトダイオードD11乃至D55
と各スイッチ部S1 乃至S15を接続するバスラインBL
1 乃至BL15と、各スイッチ部S1 乃至S15に接続さ
れ、各フォトダイオードD11乃至D55の出力信号を出力
信号SO1乃至SO9として加算部4に出力するための受光
素子GPを構成するフォトダイオードと同数(9)の出
力線O1 乃至O9 と、水平方向に並んでいるフォトダイ
オードに接続されているMOSトランジスタを同時に、
且つ、1行毎に独立して活殺する垂直シフトレジスタV
Rと、スイッチ部S1 乃至S15を3個同時に、且つ、3
個づつ相互に独立して制御する水平シフトレジスタHR
と、駆動部10からの駆動信号SD に基づき、垂直シフ
トレジスタVR及び水平シフトレジスタHRに対してタ
イミング制御を行い、受光素子群GP毎の走査(スキャ
ン)を行うタイミング制御手段としてのタイミング制御
部TGと、により構成されている。
【0045】ここで、一のフォトダイオード、例えば、
フォトダイオードD11に着目すると、フォトダイオード
11は、MOSトランジスタSV11を介してバスライン
BL 1 に接続されており、バスラインBL1 はスイッチ
部S1 を介して出力線O1 に接続されている。また、2
5個のフォトダイオードのうち、一の行(横(水平方
向)の行)を構成するフォトダイオードは、それぞれの
MOSトランジスタを介して共通の垂直制御線V1 乃至
5 に接続され、垂直シフトレジスタVRの制御により
一行づつ同時にそれぞれの出力信号のオン、オフが制御
される。
【0046】一方、一の列(縦(垂直方向)の列)を構
成するフォトダイオードは、それぞれのMOSトランジ
スタを介して、二つおきに共通のバスラインに接続され
ている。すなわち、図3におけるフォトダイオードD11
とフォトダイオードD41が共通のバスラインBL1 に接
続され、また、フォトダイオードD21とフォトダイオー
ドD51が共通のバスラインBL2 に接続されている。そ
して、一の列を構成するフォトダイオードが接続されて
いる三のバスラインは、それぞれ個別にスイッチ部を介
していずれかの出力線に接続されている。例えば、第1
列を構成するフォトダイオードD11乃至D51について
は、バスラインBL1 乃至BL3 を介してスイッチ部S
1 乃至S3 に接続され、更に、出力線O1 乃至O3 に接
続されている。このとき、一の列を構成するフォトダイ
オードは、2列おきに同じ出力線に接続されている。す
なわち、図3の場合には、第1列を構成するフォトダイ
オードD11乃至D51と第4列を構成するフォトダイオー
ドD14乃至D54はそれぞれ同じ出力線O1 乃至O3 に接
続されている。
【0047】更に、スイッチ部S1 乃至S15は、3づつ
共通の水平制御線H1 乃至H5 を介して水平シフトレジ
スタHRに接続され、3個同時に、且つ、3個づつ独立
してオン、オフが制御される。
【0048】次に、各スイッチ部S1 乃至S15の構成に
ついて、スイッチ部S1 乃至S3 の場合について図4を
用いて説明する。図4に示すように、例えば、一のスイ
ッチ部S1 は、蓄積手段としてのソースホロワアンプA
1 と、第2スイッチ手段としてのMOSトランジスタS
1 と、により構成され、この構成は、スイッチ部S2
及びS3 において同様である。そして、各ソースホロワ
アンプA1 乃至A3 はそれぞれバスラインBL1 乃至B
3 に接続され、一方、各MOSトランジスタSH1
至SH3 の出力端は、それぞれ出力線O1 乃至O3 に接
続されている。また、各ソースホロワアンプA1 乃至A
3 は、バスラインBL1 乃至BL3 から入力される各フ
ォトダイオードからの出力信号に対して高インピーダン
スとなるため、所定のライフタイムでフォトダイオード
からの出力信号に対応する信号電荷をそのゲート端子に
蓄積する作用を有している。
【0049】ここで、一の受光素子群GPを9個のフォ
トダイオードで構成する場合には、後述のように、受光
素子群毎の走査においては一のフォトダイオードが9回
走査されることとなるので、この9回の走査の間、その
出力信号に対応する信号電荷をソースホロワアンプA1
乃至A3 に蓄積するようにすることが必要である。そこ
で、上記所定のライフタイムの間に9回の走査が終了す
るように各シフトレジスタVR及びHRがタイミング制
御部TGにより制御される。
【0050】次に、固体撮像素子1の動作について、図
3乃至図5を用いて説明する。以下の説明において、各
フォトダイオードは常に受光した入射光INに対応する
出力信号を出力しているものとする。始めに、垂直シフ
トレジスタVRの制御に基づく動作について図5を中心
として説明すると、垂直シフトレジスタVRは、タイミ
ング制御部TGからの垂直タイミング信号STVに基づ
き、各垂直制御線V1 乃至V5 に対して、受光素子群G
Pを単位とした垂直方向の走査を行うために、一行づつ
ずらすようにしてMOSトランジスタSV11乃至SV55
をオンとすべく制御信号を出力する。このとき、制御信
号をずらす時間(図5(A)において時刻tv0−tv1
に相当する)は、固体撮像素子1を構成する全てのフォ
トダイオードを走査するために必要な時間の1/3とさ
れ、更に一の垂直制御線について、当該垂直制御線に接
続されているMOSトランジスタをオンさせる時間(例
えば、図5(A)において時刻tv0−tv3間に相当す
る)は、全てのフォトダイオードを走査するために必要
な時間とされる。
【0051】この動作について、図5(A)を用いてよ
り具体的に説明すると、時刻tv0−tv3間でMOSトラ
ンジスタSV11乃至SV15をオンとすべく制御信号が垂
直制御線V1 に出力され、当該期間MOSトランジスタ
SV11乃至SV15がオンとなる。次に、時刻tv1−tv4
間でMOSトランジスタSV21乃至SV25をオンとすべ
く制御信号が垂直制御線V2 に出力され、当該期間MO
SトランジスタSV12乃至SV25がオンとなる。以下、
同様に、時刻tv2−tv5間でMOSトランジスタSV31
乃至SV35がオンとなり、時刻tv3−tv6間でMOSト
ランジスタSV 41乃至SV45がオンとなり、時刻tv4
v7間でMOSトランジスタSV51乃至SV55がオンと
なる。そして、時刻tv7−tv8間の所定の休止期間を挟
んで再び上記の動作が繰返される。
【0052】ここで、時刻tv2−tv3間では、MOSト
ランジスタSV11乃至SV15、SV 21乃至SV25並びに
SV31乃至SV35が全てオンとなっていることがわか
る。そこで、この時刻tv2−tv3間に、水平シフトレジ
スタHRの制御の下、受光素子群GP毎の水平方向の走
査が行われる。
【0053】すなわち、図5(B)に示すように、水平
シフトレジスタHRは、タイミング制御部TGからの水
平タイミング信号STHに基づき、各水平制御線H1 乃至
5に対して、受光素子群GPを単位とした水平方向の
走査を行うために、一列づつずらすようにしてMOSト
ランジスタSH1 乃至SH15をオンとすべく制御信号を
出力する。このとき、制御信号をずらす時間(図5
(B)において時刻th0−th1間に相当する)は、固体
撮像素子1を構成する水平方向の全てのフォトダイオー
ドを走査するために必要な時間の1/3とされ、更に一
の水平制御線について、当該水平制御線に接続されてい
るMOSトランジスタをオンさせる時間(例えば、図5
(B)において時刻th0−th3間に相当する)は、全て
の水平方向のフォトダイオードを走査するために必要な
時間とされる。
【0054】この動作について、図5(B)を用いてよ
り具体的に説明すると、時刻th0−th3間でMOSトラ
ンジスタSH1 乃至SH3 をオンとすべく制御信号が水
平制御線H1 に出力され、当該期間MOSトランジスタ
SH1 乃至SH3 がオンとなる。次に、時刻th1−th4
間でMOSトランジスタSH4 乃至SH6 (スイッチ部
4 乃至S6 に含まれる)をオンとすべく制御信号が水
平制御線H2 に出力され、当該期間MOSトランジスタ
SH4 乃至SH6 がオンとなる。以下、同様に、時刻t
h2−th5間でMOSトランジスタSH7 乃至SH9 (ス
イッチ部S7 乃至S9 に含まれる)がオンとなり、時刻
h3−th6間でMOSトランジスタSH 10乃至SH
12(スイッチ部S10乃至S12に含まれる)がオンとな
り、時刻th4−th7間でMOSトランジスタSV13乃至
SV15(スイッチ部S13乃至S15に含まれる)がオンと
なる。
【0055】ここで、時刻th2−th3間では、MOSト
ランジスタSV1 乃至SV9 が全てオンとなっているこ
とがわかる。従って、上記の時刻tv2−tv3間の垂直シ
フトレジスタVRの動作と併せて考えると、時刻th2
h3間では、フォトダイオードD11乃至D13、D21乃至
23並びにD31乃至D33の9個のフォトダイオード(受
光素子群GP)の出力信号が、出力信号SO1乃至SO9
して同時に出力される。
【0056】次に、時刻th3−th4間では、MOSトラ
ンジスタSV4 乃至SV12が全てオンとなる。従って、
時刻th2−th3間と同様に、時刻th3−th4間では、フ
ォトダイオードD12乃至D14、D22乃至D24並びにD32
乃至D34の受光素子群GPの出力信号が、出力信号SO1
乃至SO9として同時に出力される。以下、時刻th4−t
h5間では、フォトダイオードD13乃至D15、D23乃至D
25並びにD33乃至D35の受光素子群GPの出力信号が、
出力信号SO1乃至SO9として同時に出力される。このよ
うにして受光素子群GP毎の水平方向の走査が行われ、
各走査タイミング毎に走査に対応した出力信号SO1乃至
O9が同時に出力される。
【0057】次に、図5(A)の時刻tv3−tv4間で
は、MOSトランジスタSV21乃至SV25、SV31乃至
SV35並びにSV41乃至SV45が全てオンとなっている
ので、この時刻tv3−tv4間に、図5(B)に示す制御
信号が水平シフトレジスタHRから出力され、上記のよ
うな受光素子群GP毎の水平方向の走査が行われる。
【0058】更に、図5(A)の時刻tv4−tv5間で
は、MOSトランジスタSV31乃至SV35、SV41乃至
SV45並びにSV51乃至SV55が全てオンとなっている
ので、この時刻tv4−tv5間に、図5(B)に示す制御
信号が水平シフトレジスタHRから出力され、同様の受
光素子群GP毎の水平方向の走査が行われる。
【0059】以上説明した垂直シフトレジスタVR及び
水平シフトレジスタHRの動作により、図3に示す全て
のフォトダイオードについて、受光素子群GP(9個の
フォトダイオード)を単位とした垂直方向及び水平方向
の走査が行われ、それぞれの走査タイミング毎に走査に
対応するフォトダイオードの出力信号が、出力信号S O1
乃至SO9として同時に出力される。
【0060】このとき、一のフォトダイオード、例え
ば、フォトダイオードD33に注目すると、固体撮像素子
1に含まれるフォトダイオード全体の走査が終了するま
でに9回の出力信号の読み出しが行われる。このため、
各スイッチ部S1 乃至S15のMOSトランジスタSH1
乃至SH15の入力側にソースホロワアンプA1 乃至A15
を設けて、出力信号に対応する信号電荷を蓄積するとと
もに、9回の走査が各ソースホロワアンプA1 乃至A15
のライフタイムより短い時間で終了するように、各シフ
トレジスタVR及びHRにより走査時間の制御が行われ
る。
【0061】更に、実際の固体撮像素子1においては、
図3に示すフォトダイオードD11乃至D55の周囲にダミ
ーのフォトダイオードを設け(例えば、図3に示すフォ
トダイオードD11乃至D55の周囲に2行2列ずつ追加配
置される。)、このダミーフォトダイオードを含めて受
光素子群GPを構成することにより、図3に示すフォト
ダイオードD11乃至D55全体について9回ずつ走査する
ように構成されている。
【0062】以上説明した動作により、固体撮像素子1
から走査タイミング毎に9個の出力信号SO1乃至SO9
同時に出力されると、処理装置3内の加算部4により、
垂直方向並びに水平方向に配置された3画素に対応する
出力信号を加算して、X方向射影データSAX及びY方向
射影データSAYが生成され、これに基づいて、比較部5
により、受光素子GP毎の各走査タイミングにおけるX
方向射影データSAX及びY方向射影データSAYを比較
し、X方向差信号SDX及びY方向差信号SDYを出力され
る。そして、検出部6において、X方向差信号SDX及び
Y方向差信号SDYに基づき、同じX方向射影データSAX
及びY方向射影データSAYを出力する受光素子群GPを
検索することにより、動き検出が行われる。
【0063】また、これと並行して、中心画素セレクタ
7により、出力信号SO1乃至SO9の中から各走査タイミ
ングにおける中心出力信号SVOが選択され、これに基づ
いて画像生成部8により画像信号SO が生成し出力され
る。そして、信号処理部9により画像信号SO に対して
所定の信号処理が施され、画像出力信号SOOとして外部
のモニタ等に出力され、表示される。
【0064】以上説明したように、第1実施形態の動き
検出撮像装置S1 によれば、一の受光素子群GPに含ま
れるフォトダイオードの出力信号を同時に出力し、その
出力信号SO1乃至SO9に基づいてX方向射影データSAX
及びY方向射影データSAYを生成し、これを各走査毎に
比較することにより動き検出を行うので、フォトダイオ
ード一つづつのデータに基づいてこれを記憶し、比較す
る場合に比して、比較部を構成する記憶装置の容量を低
減し、更に、検出部5等の処理装置3全体を簡略化する
ことができるとともに、取り扱うべきデータ数が少ない
ので、処理を高速化できる。
【0065】また、動き検出と並行して、受光素子群G
Pを構成する受光素子のうち、中心に位置するフォトダ
イオードの出力信号を中心出力信号SVOとして抽出し、
各走査毎の中心出力信号SVOに基づいて画像を生成する
ので、動き検出を行いつつ撮像対象の画像自体をも生成
することができる。 (III )第2実施形態 次に、請求項4乃至6に記載の発明に対応する第2の実
施形態について図6に基づいて説明する。
【0066】上述の第1実施形態の動き検出撮像装置S
1 においては、固体撮像素子1以外の部材は、処理装置
3として、コンピュータ等により固体撮像素子1の外部
に構成したが、本第2実施形態においては、加算部4及
び中心画素セレクタ7が、固体撮像素子1が形成されて
いる半導体チップ等のチップ上に形成される。
【0067】先ず、第2実施形態に係る動き検出撮像装
置における加算部及び中心画素セレクタの構成について
図6を用いて説明する。図6に示すように、第2実施形
態に係る動き検出撮像装置における加算部4’は、X方
向選択タイミング信号SHCC に基づき、出力線O1 乃至
9 を介して固定撮像素子1から出力される出力信号S
O1乃至SO9の中から垂直方向に連続して配置された三の
フォトダイオードの出力信号を列毎に選択し、それぞれ
の列に対応して第1方向出力信号としてのX方向選択信
号SXS1 乃至SXS3 として出力する第1選択手段として
のX方向セレクタ20と、Y方向選択タイミング信号S
VC C に基づき、出力信号SO1乃至SO9の中から水平方向
に連続して配置された三のフォトダイオードの出力信号
を行毎に選択し、それぞれの行に対応して第2方向出力
信号としてのY方向選択信号SYS1 乃至SYS3 として出
力する第2選択手段としてのY方向セレクタ21と、出
力されたX方向選択信号SXS1 乃至SXS3 をそれぞれ選
択信号毎に加算し、「本発明の原理」において記述の第
1X部分射影データSXO1 、第2X部分射影データS
XO2 、第3X部分射影データSXO3 として出力する第1
選択信号加算手段としてのソースホロワアンプAX1乃至
X3と、出力されたY方向選択信号SYS1 乃至SYS3
それぞれ選択信号毎に加算して第1Y部分射影データS
YO1 、第2Y部分射影データSYO2 、第3Y部分射影デ
ータSYO3 として出力する第2選択信号加算手段として
のソースホロワアンプAY1乃至AY3と、水平シフトレジ
スタHRからの水平選択信号SHCに基づき、出力信号S
O1乃至SO9を選択してX方向選択信号SXS1 乃至SXS3
を生成するための上記X方向選択タイミング信号SHCC
を出力する選択タイミング制御部STXと、垂直シフト
レジスタVRからの垂直選択信号SVCに基づき、出力信
号SO1乃至S O9を選択してY方向選択信号SYS1 乃至S
YS3 を生成するための上記Y方向選択タイミング信号S
VCC を出力する選択タイミング制御部STYと、により
構成されている。
【0068】また、中心画素セレクタ7’には、X方向
選択タイミング信号SHCC 及びY方向選択タイミング信
号SVCC が入力され、これに基づいて、出力信号SO1
至S O9の中から、走査タイミング毎の中心出力信号SVO
の選択が行われる。
【0069】更に、第2実施形態の動き検出撮像装置で
は、垂直シフトレジスタVR及び水平シフトレジスタH
Rから、上述の出力信号SO1乃至SO9の選択を行うため
の水平選択信号SHC及び垂直選択信号SVCが出力されて
いる。
【0070】図6に示す構成以外の部材については、第
1実施形態に係る動き検出撮像装置S1 と同様の構成及
び作用であるので、細部の説明は省略する。次に動作を
説明する。
【0071】X方向セレクタ20では、X方向選択タイ
ミング信号SHCC に基づき、受光素子群GPを構成する
フォトダイオードの中から、垂直方向に連続して配置さ
れた三のフォトダイオードの出力信号を列毎に選択し、
それぞれの列に対応してX方向選択信号SXS1 乃至S
XS3 として出力する。より具体的には、例えば、図3に
示すフォトダイオードD11乃至D13、D21乃至D23及び
31乃至D33により受光素子群GPが構成され走査され
ている場合には、出力信号SO1乃至SO9の中からフォト
ダイオードD11、D21及びD31の出力信号SO1、S02
びS03を選択してX方向選択信号SXS1 とし、フォトダ
イオードD12、D22及びD32の出力信号S O4、S05及び
06を選択してX方向選択信号SXS2 とし、フォトダイ
オードD13、D23及びD33の出力信号SO7、S08及びS
09を選択してX方向選択信号SXS3としてそれぞれソー
スホロワアンプAX1乃至AX3に出力する。
【0072】一方、これと並行して、Y方向セレクタ2
1では、Y方向選択タイミング信号SVCC に基づき、受
光素子群GPを構成するフォトダイオードの中から、水
平方向に連続して配置された三のフォトダイオードの出
力信号を行毎に選択し、それぞれの行に対応してY方向
選択信号SYS1 乃至SYS3 として出力する。より具体的
には、例えば、上記X方向セレクタ20と同様の場合に
おいては、出力信号S O1乃至SO9の中からフォトダイオ
ードD11、D12、D13の出力信号SO1、S04及びS07
選択してY方向選択信号SYS1 とし、フォトダイオード
21、D22、D 23の出力信号SO2、S05及びS08を選択
してY方向選択信号SYS2 とし、フォトダイオード
31、D32及びD33の出力信号SO3、S06及びS09を選
択してY方向選択信号SYS3 として、それぞれソースホ
ロワアンプAY1乃至AY3に出力する。
【0073】そして、ソースホロワアンプAX1では、X
方向選択信号SXS1 を構成する三の出力信号を加算して
第1X部分射影データSXO1 を出力する。同様に、ソー
スホロワアンプAX2及びAX3では、X方向選択信号S
XS2 を構成する三の出力信号及びX方向選択信号SXS3
を構成する三の出力信号をそれぞれ個別に加算して第2
X部分射影データSXO2 及び第3X部分射影データS
XO3 を出力する。
【0074】一方、ソースホロワアンプAY1では、Y方
向選択信号SYS1 を構成する三の出力信号を加算して第
1Y部分射影データSYO1 を出力する。同様に、ソース
ホロワアンプAY2及びAY3では、Y方向選択信号SYS2
を構成する三の出力信号及びY方向選択信号SYS3 を構
成する三の出力信号をそれぞれ個別に加算して第2Y部
分射影データSYO2 及び第3Y部分射影データSYO3
出力する。
【0075】上述の各ソースホロワアンプAX1乃至AX3
及びAY1乃至AY3においても、ゲート端子における出力
信号に対応する信号電荷の蓄積が行われている。そし
て、第1X部分射影データSXO1 、第2X部分射影デー
タSXO2 及び第3X部分射影データSXO3 に基づき、X
方向射影データSAXを生成し、更に、第1Y部分射影デ
ータSYO1 、第2Y部分射影データSYO2 及び第3Y部
分射影データSYO3 に基づき、Y方向射影データSAY
生成して、これらに基づいて、図2に示す比較部5及び
検出部6により動き検出が行われる。
【0076】また、中心画素セレクタ7’が選択する走
査タイミング毎の中心出力信号SVOに基づき、図2に示
す画像生成部8及び信号処理部9により画像出力信号S
OOが生成される。
【0077】以上説明したように、第2実施形態の加算
部4’及び中心画素セレクタ7’によれば、加算部4’
及び中心画素セレクタ7’が固体撮像素子1と同じチッ
プ上に形成されているので、第1実施形態の動き検出撮
像装置S1 に比して、比較部及び検出部等の処理装置の
構成をより簡略化することができ、同時に製造コストの
低減も可能である。
【0078】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1又は2に
記載の発明によれば、受光素子群から出力される一走査
出力信号に基づいて、走査タイミング毎に第1及び第2
加算信号を生成し、撮像部上を走査することにより得ら
れた複数の第1及び第2加算信号を、第1加算信号毎及
び第2加算信号毎に相互に比較することにより動き検出
が行われるので、一つ一つの受光素子の出力信号を対象
として動き検出処理を行って動きを検出する場合に比し
て、動き検出処理を簡略化、且つ、高速化することがで
きる。
【0079】従って、動き検出を行うための処理装置及
び記憶装置等を簡略化しつつ高速に動き検出(動き追
跡)を行うことができる。請求項3に記載の発明によれ
ば、請求項2に記載の発明の効果に加えて、走査タイミ
ング毎に受光素子群内の各受光素子の出力信号が同時に
加算手段に出力され、その後は、加算手段、比較手段及
び検出手段により動き検出が行われることにより、動き
検出処理を高速化するとともに、動き検出装置を簡略化
することができる。
【0080】請求項4に記載の発明によれば、請求項2
に記載の発明の効果に加えて、第1選択手段により第1
加算出力信号となるべき出力信号が選択され、第2選択
手段により第2加算出力信号となるべき出力信号が選択
されることとなり、これらの選択手段が加算手段として
撮像手段と同じチップ上に構成されるので、比較処理及
び検出処理を行う処理装置の構成をより簡略化すること
ができる。
【0081】請求項5に記載の発明によれば、請求項2
乃至4のいずれかに記載の発明の効果に加えて、受光素
子群を中心の受光素子からの中心出力信号に基づいて画
像信号が得られるので、簡略化、高速化した動き検出処
理が行えるとともに、当該動き検出処理と同時に撮像対
象に対応する画像信号をも得られる。
【0082】請求項6に記載の発明によれば、請求項5
に記載の発明の効果に加えて、動き検出処理を高速化す
るとともに、撮像対象に対応する画像をも同時に得られ
る動き検出撮像装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原理を説明する図であり、(A)は受
光素子群GPの構成を説明する図であり、(B)は各射
影データの生成を説明する図であり、(C)は撮像装置
の移動に伴う動き検出を説明する図である。
【図2】第1実施形態に係る動き検出撮像装置の概要構
成ブロック図である。
【図3】固体撮像素子の構成を示す図である。
【図4】スイッチ部の構成を示す図である。
【図5】固体撮像素子の動作を示すタイミングチャート
である。
【図6】第2実施形態における加算部の構成を示す図で
ある。
【符号の説明】
1…固体撮像素子 2…結像レンズ 3…処理装置 4、4’…加算部 5…比較部 6…検出部 7、7’…中心画素セレクタ 8…画像生成部 9…信号処理部 10…駆動部 20…X方向セレクタ 21…Y方向セレクタ GP、GP1 、GP2 …受光素子群 DD、D11〜D15、D21〜D25、D31〜D35、D41〜D
45、D51〜D55、A〜I…フォトダイオード IN…入射光 O1 、O2 、O3 、O4 、O5 、O6 、O7 、O8 、O
9 …出力線 SO1、SO2、SO3、SO4、SO5、SO6、SO7、SO8、S
O9…出力信号 SD …駆動信号 SAX…X方向射影データ SAY…Y方向射影データ SDX…X方向差信号 SDY…Y方向差信号 SVO…中心出力信号 SO …画像信号 SOO…画像出力信号 SV11〜SV15、SV21〜SV25、SV31〜SV35、S
41〜SV45、SV51〜SV55、SH1 〜SH3 …MO
Sトランジスタ STV…垂直タイミング信号 STH…水平タイミング信号 TG…タイミング制御部 HR…水平シフトレジスタ VR…垂直シフトレジスタ V1 〜V5 …垂直制御線 H1 〜H5 …水平制御線 BL1 〜BL15…バスライン S1 〜S15…スイッチ部 A1 〜A3 、AX1〜AX3、AY1〜AY3…ソースホロワア
ンプ SHC…水平選択信号 SVC…垂直選択信号 SHCC …X方向選択タイミング信号 SVCC …Y方向選択タイミング信号 SXS1 〜SXS3 …X方向選択信号 SYS1 〜SYS3 …Y方向選択信号 SXO1 …第1X部分射影データ SXO2 …第2X部分射影データ SXO3 …第3X部分射影データ SYO1 …第1Y部分射影データ SYO2 …第2Y部分射影データ SYO3 …第3Y部分射影データ STX、STY…選択タイミング制御部 Z…撮像対象

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 格子状に複数の受光素子を配置した撮像
    部中の矩形状に隣接したn×m個(n:2以上の整数、
    m:2以上の整数)の受光素子からなる受光素子群内の
    各前記受光素子から出力され、撮像対象に対応した出力
    信号を、n×m個の前記受光素子について同時に、且
    つ、当該受光素子群毎に所定の走査タイミングで前記撮
    像部上を走査しつつ読み出す撮像工程と、 一の前記走査タイミングで同時に前記受光素子群から読
    み出された複数の前記出力信号により構成される一走査
    出力信号のうち、所定方向に連続する各受光素子から出
    力された複数の前記出力信号を加算して第1加算出力信
    号を出力するとともに、前記一走査出力信号のうち、前
    記所定方向に垂直な方向に連続する各受光素子から出力
    された複数の前記出力信号を加算して第2加算出力信号
    を出力する加算工程と、 前記一の走査タイミングに対応する前記第1加算出力信
    号と、当該一の走査タイミング以降の他の走査タイミン
    グに対応する前記第1加算出力信号とを比較して第1差
    信号を出力するとともに、前記一の走査タイミングに対
    応する前記第2加算出力信号と、前記他の走査タイミン
    グに対応する前記第2加算出力信号とを比較して第2差
    信号を出力する比較工程と、 前記第1差信号及び前記第2差信号に基づき、前記撮像
    対象の動きを検出する検出工程と、 を備えることを特徴とする動き検出方法。
  2. 【請求項2】 格子状に複数の受光素子を配置した撮像
    部中の矩形状に隣接したn×m個(n:2以上の整数、
    m:2以上の整数)の受光素子からなる受光素子群内の
    各前記受光素子から出力され、撮像対象に対応した出力
    信号を、n×m個の前記受光素子について同時に、且
    つ、当該受光素子群毎に所定の走査タイミングで前記撮
    像部上を走査しつつ読み出す撮像手段と、 一の前記走査タイミングで同時に前記受光素子群から読
    み出された複数の前記出力信号により構成される一走査
    出力信号のうち、所定方向に連続する各受光素子から出
    力された複数の前記出力信号を加算して第1加算出力信
    号を出力するとともに、前記一走査出力信号のうち、前
    記所定方向に垂直な方向に連続する各受光素子から出力
    された複数の前記出力信号を加算して第2加算出力信号
    を出力する加算手段と、 前記一の走査タイミングに対応する前記第1加算出力信
    号と、当該一の走査タイミング以降の他の走査タイミン
    グに対応する前記第1加算出力信号とを比較して第1差
    信号を出力するとともに、前記一の走査タイミングに対
    応する前記第2加算出力信号と、前記他の走査タイミン
    グに対応する前記第2加算出力信号とを比較して第2差
    信号を出力する比較手段と、 前記第1差信号及び前記第2差信号に基づき、前記撮像
    対象の動きを検出する検出手段と、 を備えることを特徴とする動き検出装置。
  3. 【請求項3】 請求項2に記載の動き検出装置における
    撮像手段において、 前記受光素子群を構成する各前記受光素子は、第1スイ
    ッチ手段及び第2スイッチ手段を介して前記受光素子群
    を構成する前記受光素子と同数の出力線にそれぞれ個別
    に接続され、当該出力線を介して各受光素子の出力信号
    が前記加算手段に出力されるとともに、 前記第1スイッチ手段と、前記第2スイッチ手段との間
    に接続され、前記走査タイミングに基づく各前記受光素
    子の出力信号の読み出しが終了するまでの間、前記出力
    信号に対応する信号電荷を蓄積し、電圧変換する蓄積手
    段と、 前記受光素子群内において前記所定方向に垂直な方向に
    連続する各前記受光素子に接続された前記第1スイッチ
    手段の活殺を同時に制御するための第1スイッチ制御手
    段と、 前記受光素子群内において前記所定方向に連続する各前
    記受光素子に接続された前記第2スイッチ手段の活殺を
    同時に制御するための第2スイッチ制御手段と、 前記受光素子群を構成する各前記受光素子の出力信号を
    同時に前記加算手段に出力するとともに、前記撮像部上
    の前記走査を行うためのタイミング信号を前記第1スイ
    ッチ制御手段及び前記第2スイッチ制御手段に出力する
    タイミング制御手段と、を備えることを特徴とする動き
    検出装置。
  4. 【請求項4】 請求項2に記載の動き検出装置における
    加算手段において、 当該加算手段は、前記撮像手段と同じチップ上に配置さ
    れるとともに、 前記一走査出力信号から前記所定方向に連続する受光素
    子から出力された出力信号を選択し、第1方向出力信号
    を出力する第1選択手段と、 選択された前記受光素子毎の第1方向出力信号を加算し
    て前記第1加算信号を出力する第1選択信号加算手段
    と、 前記一走査出力信号から前記所定方向と垂直な方向に連
    続する受光素子から出力された出力信号を選択し、第2
    方向出力信号を出力するする第2選択手段と、 選択された前記受光素子毎の第2方向出力信号を加算し
    て前記第2加算信号を出力する第2選択信号加算手段
    と、 を備えたことを特徴とする動き検出装置。
  5. 【請求項5】 請求項2乃至4のいずれかに記載の動き
    検出装置において、 前記受光素子群は、(2X+1)2 (X:自然数)個の
    前記受光素子より構成されるとともに、 前記一走査出力信号から前記受光素子群における中心位
    置の前記受光素子の出力信号である中心出力信号を選択
    する中心信号選択手段と、 前記走査タイミング毎の前記中心出力信号に基づき、前
    記撮像対象に対応する画像信号を出力する画像生成手段
    と、 を備えることを特徴とする動き検出装置。
  6. 【請求項6】 請求項5に記載の動き検出装置と、 前記撮像部に前記撮像対象の像を結像する結像手段と、 前記画像信号を信号処理する信号処理手段と、 前記動き検出装置を駆動する駆動手段と、 を備えることを特徴とする動き検出撮像装置。
JP7217944A 1995-08-25 1995-08-25 動き検出方法、動き検出装置及び動き検出撮像装置 Withdrawn JPH0965195A (ja)

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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6377241B1 (en) 1999-01-21 2002-04-23 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Direction instructing apparatus direction estimating apparatus and a computer-readable storage medium containing a program for the same stored thereon
JP2003520541A (ja) * 2000-01-24 2003-07-02 フォトン ビジョン システムズ インコーポレーテッド 高速多重解像度イメージャ用のビデオ・バスおよびその方法
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