JPS6167375A - 固体撮像素子の駆動装置 - 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〕 この発明は工業計測用テレビカメラなどに使用して好適
な固体撮像素子の駆動装置に関する。

〔従来の技術〕

ＣＯＤ等の固体撮像素子（１）は第９図に示すように、
水平、垂直走査方向に対し所定のピンチをもって複数の
光検出器（絵素）（２）が配列されて構成される。そし
て、垂直走査方向には少なくとも標準テレビジョン信号
における１フレーム分の有効走査線数に対応する数だけ
光検出器（２）が配列される。

また、この種固体撮像素子（１）に対する水平、垂直シ
フトレジスタ用の転送り口・ツク、垂直シフトレジスタ
に対するゲートパルス等の各種の駆動ｉ＜ルスを得る駆
動装置は一般に外部同期形である。

従って、標準テレビジョン信号中の水平及び垂直同期信
号が外部より供給されると、これら信号に同期してイン
ターレース的な信号の読出しが実行される。

例えば、フレーム読出しであるときには第９図に示すよ
うに奇数フィールド時、奇数ラインの光検出器（２）か
ら信号の読出しが行われると、偶数フィールド時には１
ラインずれた偶数ラインの光検出器（２）から信号の読
出しが行われる。

フィールド読出しであるときは、第１Ｏ図に示すように
、あるフィールドでは、隣り合う２水平ラインの光検出
器（２）が同時に読出され、次のフィールドでは同時に
読出すべき水平ラインが１水平ラインだけずらされるこ
とにより、インターレース的な信号の読出しが実行され
る。

さて、上述の固体撮像素子（１）はその用途によってテ
レビジョン標準方式以外の走査方式で撮像出力を得たい
場合がある。

例えば、工業計測用画像入力装置では、ＣＣＤカメラな
どの計測カメラの撮像出力を画像入力装置に供給するこ
とによって種々の計測データを得るようにしているが、
この種計測データは計測周期が短かい方がよく、また前
回の計測点と今回の計測点とが常に同一であった方が好
ましいことがある。

ところが、標準方式のテレビカメラでは計測周期はフレ
ーム周期であるために１／３０秒と長く、またインター
レース走査によってフィールド信号を得、これよりフレ
ーム画像を得るようにしているから、フィールド毎に標
本点の位置が１水平走査線分だけ垂直走査方向にずれて
しまう。

インターレース走査に代えてノンインターレース走査に
変更すると、フィールド周期は１／６０秒であるから、
計測周期を従来の１／２に石綿することができると共に
、各フィールドでの標本点が同一になるので、富に同一
位相のフィールド画像が得られる。

このことから、工業計測用ではインターレース走査より
もノンインターレース走査の方が好ましい場合がある。

また、ノンインターレース走査に変更した場合には、１
フレームが５２４本で構成されるか、　５２６本で構成
されるか、あるいはこれら以外の隅数本で構成されるか
は全（判らない。このようにフレーム当りのライン数が
異ってもこれに対応した駆動パルスが駆動装置から出力
されなければならない。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来では、このように標準テレビジョン信号が外部から
供給されたときには、それに同期してインターレース走
査が行われ、標準テレビジョン信号以外のテレビジョン
信号が外部から供給されたときはそれに同期したノンイ
ンターレース走査が行われるような外部同期形の駆動装
置は存在しない。

しかし、いずれの場合でも固体撮像素子を駆動できるよ
うにした方が、用途の広汎化を図る上で好ましい。

そこで、この発明では標準方式以外の外部同期が入力し
たときでも固体撮像素子を駆動できるようにしたもので
ある。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明は上述の技術的課題を達成するため、第１図及
び第２図に示すように固体撮像素子の駆・動装置に供給
される水平及び垂直同期信号（駆動信号）ＨＤ、ＶＤか
らその同期信号がインターレースモードがノンインター
レースかを判別し、その判別出力ｓｐにより固体撮像素
子の続出しモードを切換える。ノンインターレースモー
ド選択時には全てのフィールドで固定の光検出器（２）
よりの出力を読出す。また少なくともノン・ｆフタ−レ
ースモード時においては垂直同期信号ＶＤに基いて、光
検出器からの読出しタイミングを決定する。

〔作用〕

判別出力ＳＰで第２のパルス発生！（１３）が変調され
る。すなわちノンインターレースモードの場合には、各
フィールドとも例えば第５図Ｂ、　　Ｃに示す如く垂直
転送りロックが変調されて、全てのフィールドで固定の
光検出器（２）より出力が読出される。

リードアウトトリガーパルスＲＯＴは垂直同ＪｔＪＪ信
号ＶＤに基いて形成されるから、標準テレビジョン信号
以外のテレビジョン信号が外部から供給されたときでも
、それに同期したノンインターレ−ス走査を実現できる
。

〔実施例〕

第１図はこの発明に係る固体撮像素子の駆動装置α０）
の−例を示す。固体撮像素子としてはインターライント
ランスファ形のＣＣＤを例示する。

駆動装置α０）は駆動パルス発生器（１１）を有し、こ
れには水平転送りロック（２相２値若しくは４相３値の
クロック、この例は前者）と出力リセットパルスとを得
る第１のパルス発生器（１２）と、リードアウトパルス
及び垂直転送りロックを得る第２のパルス発生器（１３
）とが設けられる。

垂直転送りロックは水平転送りロックと同じく２相２値
のクロックである。

第１及び第２のパルス発生器（１２）　、　　（１３）
にはコントロールパルス形成回路（１５）より得られる
ＨトリガーパルスＨＴが供給されると共に、第２のパル
ス発生器（１３）にはさらに、リードアウトトリガー用
のパルスＲＯＴ及び通常のインターレースモードとノン
インターレースモードによって垂直転送りロックの送出
モードをコントロールするための判別パルスＳＰが供給
される。送出モードのコントロールについては後述する
。

第２図はコントロールパルス形成回路（１５）の−例で
あって、入力端子（１６）　、　　（１７）には外部同
期信号たる水平及び垂直同期信号ＨＤ’、ＶＤ（第３図
Ａ、　Ｂ）が供給される。入力端子（１８）には所定の
クロックＣＫが供給される。

図中、（１９）はシフトレジスタ、（２０）はフリップ
フロップ、　（２１）　はリードアウトトリガーパルス
ＲＯＴの発生器であって、リードアウトトリガーパルス
ＲＯＴは、この例では垂直同期信号ＶＤの立下りタイミ
ングから１１）（後に得られる。

第３図は奇数フィールドでのタイミング関係を示すもの
で、水平同期信号ＨＤと垂直同期信号ＶＤとは同一タイ
ミングで入力する。垂直同期信号ＶＤはシフトレジスタ
（１９）に供給されて所定時間τだけ遅延され、遅延さ
れたこの垂直同期信号ＶＤ’　　（同図Ｃ）がフリップ
フロップ（２０）にクロックパルスとして供給され、そ
の供給タイミングにおける水平同期信号ＨＤの値がロー
ドされる。

インターレースモード時における奇数フィールドでは、
第３図に示すようにＨＤとＶＤとが同一タイミングにな
るので、フリップフロップ（２０）の出力パルスである
判別パルスＳＰは“０”　（同図Ｅ）である。

これに対し、偶数フィールド時はＨＤとＶＤとの関係は
第４図Ａ、Ｂに示すように、ＨＤに対しＶＤの方が０．
５Ｈ（Ｈは１水平周期）だけずれるので、この場合には
“１”の判別パルスＳＰ（同図Ｄ）が得られることにな
る。このようにインターレースモードである場合には、
判別パルスＳＰの極性がフィールドごとに反転する。

ノンインターレースモードである場合には奇数及び偶数
フィールドとも、ＨＤとＶＤのタイミング関係は同一で
あって、第３図のような関係にあるから、判別パルスＳ
Ｐは當時“０”である。

このようなことから、端子（１６）　、　　（１７）に
供給される外部同期信号ＨＤとＶＤの位相関係から、イ
ンターレースモードで撮像すべきか、ノンインターレー
スモードで撮像すべきかを判１１ｉでき、この判別パル
スＳＰが第２のパルス発生器（１３）に供給されて夫々
のモードに対応するように垂直転送りロックが変調され
る。

垂直転送りロックは上述したように２相２値のクロック
であるので、２相の転送りロックＶＬＶ２（第５図Ｂ、
Ｃ）は逆相である。また、奇数フィールドでのリードア
ウト期間Ｔでは転送りロック■１がａ１″で、ｖ２が″
０”となるように、判別パルスＳＰの入力によって転送
りロックＶｌ。

■２を変調すれば、偶数フィールドでは、奇数フィール
ド時とは極性の異なる判別パルスＳＰの入力によって、
■１が０″、■２が“１”となるように、転送りロック
Ｖｌ、Ｖ２が変調される（第５図り、　Ｅ）。

その結果、奇数フィールドではリードアウト期間Ｔのと
き■１が“１”となる光検出器（２）のみ、光検出器（
２）に蓄えられたキャリヤが垂直シフトレジスタに転送
されてキャリヤの続出しが行われる。

偶数フィールドでは第５図り、　　Ｅに承すようにボテ
ンシャルレベルが逆になるので、■２が“１”となる光
検出器（２）のみキャリヤの転送が行われる。

そのため、奇数フィールド時と偶数フィールド時とでは
使用される光検出器（２）は１ラインずれて、インター
レースモードが実行される。

これに対し、奇数、偶数フィールドともに同一極性の判
別パルスＳＰが得られるようなノンインターレース走査
のテレビジョン信号が人力したときには、偶数フィール
ドでも奇数フィールドと同じ変調を受ける。従って、奇
数、偶数フィールドに拘わらず、例えば第５図Ｂ、Ｃに
示す転送りロックＶｌ、Ｖ２が出力され、使用される光
検出器（２）は偶数フィールド時も、奇数フィールド時
に使用された光検出器（２）が使用されてノンインター
レースモードとなり、標本点は固定される。第１０図に
示すような２水平ライン同時続出しくフィールド読出し
）の場合も同様である。

ところで、ノンインターレースモードでは１フレームの
構成水平ライン数は５２４本か、５２６本か、あるいは
それ以外かは判らないが、ＨＤとＶＤの位相関係から判
別パルスＳＰを形成し、またリードアウトトリガーパル
スＲＯＴを端子（Ｉ７）に供給される外部垂直同期信号
ＶＤに基いて形成すれば、各フィールドとも同一極性の
判別パルスＳＰが出力され、またＶＤよりＩＩＨ遅れて
常にキャリヤの読出しが行われることになるから、ｌフ
レームの構成水平ライン数によらず、ノンインターレー
スモードを実行できる。

なお、第２図のように構成する場合は、水平及び垂直同
期信号ＨＤ、ＶＤに基いて判別パルスＳＰが形成される
ので、　５２５ライン／フレーム、　６２５ライン／フ
レームの標準テレビジョン信号以外のインターレース用
のテレビジョン信号が外部同期信号として入力した場合
でもインターレースモードを実行できる。

第６図はコントロールパルス形成回路（１５）の他の例
、特に判別パルスＳＰの形成手段の他の例を示す。

この例では、ＨＤとＶＤの一致検出回路（３０）を設け
、両者が一致したとき、すなわち奇数フィールドのとき
重数パルスＳＵ（第７図Ａ−Ｃ）を得、これでフリップ
フロップ（３１）をリセットする。一致バルスＳＵはさ
らにカウンタ（３２）に供給されて２６３水平ライン数
がカウントされる。

２６３水平ライン数をカウントしたときに得られるカウ
ント出力ＳＣ（第７図Ｄ）でフリップフロップ（３１）
をセットすれば、奇数フィールド時は“０”の判別パル
スＳＰが得られ、偶数フィールド時は“工１の判別パル
スＳＰを得ることができる。

ノンインターレース用の外部同期信号が供給されたとき
には第８図に示すように、偶数フィールド時でも重数パ
ルスＳＵが得られるためフリ・ノブフロップ（３１）か
らは毎フィールドごとに“０”の判別パルスＳＰが得ら
れる。

なお・第６図の場合、インターレースモード時カウンタ
（３２）のカウント出力ｓｃに基いて奇数及び偶数フィ
ールド用の判別パルスＳＰを形成するようにしているの
で、外部同期用テレビジョン信号の１フイールド構成ラ
イン数は２６３ライン数以下でなければならない。また
、奇数又は偶数ライン数は固体撮像素子（１１の垂直走
査方向における光検出器（２）の総数の１／２であるか
ら、この数以上でなければならない。

従って、例えば光検出器（２）の有効総数が４９２個で
あるならば、外部同期用のテレビジョン信号における１
フイールドの構成ライン数ｎは、　２４６〈ｎ　＜　２
６３を満足する任意の整数であればよい。これに対し、
第２図に示す構成のものでは、■フィールドの構成ライ
ン数ｎは任意の整数であればよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明では標準方式以外の外部
同期が入力したときでも固体撮像素子を駆動できるよう
にしたもので、外部同期がノンインターレースモードで
あるときには、読出されるべき光検出器を、奇数フィー
ルド時又は偶数フィールド時に使用される光検出器に固
定して毎フィールド、その光検出器より信号を読出すよ
うにしたものである。

こうすれば、　１／６０秒ごとに画像信号が得られると
共に、毎フィールド、同一の標本点の画像信号が得られ
るので、例えば、この発明を冒頭で述べた工業計測用画
像入力装置の工業用ビデオカメラに通用すれば、計測周
期の短縮化を図れると共に、同一標本点のデータを収集
できる等の効果が得られる。

また、外部同期用のテレビジョン信号のフレーム当りの
ライン数が異なってもこれに対応した各種のパルスを形
成できるから、標準テレビジョン信号が外部から供給さ
れたときには、それに同期したインターレース走査を実
行でき、標準テレビジョン信号以外のテレビジョン信号
が外部から供給されたときはそれに同期したノンインタ
ーレース走査を実行することができる。

従って、この発明では用途の法尻化を図ることができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る固体撮像素子の駆動装置の一例
を示す系統図、第２図及び第６図は夫々コントロールパ
ルス形成回路の一例をボず系統図、第３図〜第５図、第
７図及び第８図は夫々その動作説明に供する波形図、第
９図及び第１Ｏ図は夫々この発明の説明に供する固体撮
像素子の図である。 （１１は固体撮像素子、（２）は光検出器、αωは駆動
装置、（１１）は駆動パルス発生器、（１２）　、　　
（１３）は第１及び第２のパルス発生器、（１５）はコ
ントロールパルス形成回路である。 １　Ｊ　　　′ 同　　松隈秀盛イ、、パ・。 □　　　　−１１ 第１図 第４図 第５図 第９図 ｆ （三＝１−■＝］−−Ｅ＝１−（＝コーーーーＥトーー
＃　　　ＥＶＣｎ（ｎ−１）　　　　　　　　ニー−に
二二冊ら０旧−−−−旺→Ｏｄｄ　（７？）　　Ｏｄｄ
、Ｅｖｅｎ（，１ｔ）９＋−−−−’＋→ＥＶｅｎ（ｒ
１’　　　×第７図 第８図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 画面垂直方向に標準テレビジョン信号の１フレーム分の
   有効走査線数に対応する数の光検出器が配され、外部か
   ら供給される水平及び垂直同期信号に同期され、標準テ
   レビジョン信号に対応する同期信号が供給された時には
   、奇偶のフィールドで垂直方向の異なる位置の光検出器
   が読出されるようにした固体撮像素子の駆動装置におい
   て、供給される水平及び垂直同期信号からその同期信号
   がインタレースモードかノンインタレースモードかを判
   別し、その判別出力により、上記固体撮像素子の読出し
   モードを切換えるようになし、ノンインターレースモー
   ド時には全てのフィールドで固定の光検出器よりの出力
   を読出すようになすと共に、少なくともノンインターレ
   ースモード時においては上記垂直同期信号に基いて上記
   光検出器からの読出しタイミングを決定するようにした
   ことを特徴とする固体撮像素子の駆動装置。