JP2001094885A - 固体撮像装置及び画像表示システム - Google Patents
固体撮像装置及び画像表示システムInfo
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Abstract
大画面で鮮明な表示画像を得ることを可能とする。 【解決手段】 カメラシステム1は、レンズ系2により
形成される光像を分割受光する複数の固体撮像素子群を
備えたR,G,Bのイメージセンサ用チップCP1,C
P2,CP3を有する高解像度カメラ部8と、イメージ
センサ用チップCP1,CP2,CP3内の各固体撮像
素子群からの撮像信号から、分割受光に対応した複数の
画像信号を形成する信号処理ユニット3とを具備する。
画像表示装置6は、分割画面表示が可能な高解像度表示
装置であり、カメラシステム1からの画像信号を用い
て、一つ若しくは分割された画像表示を行う。
Description
表示を行う大画面表示装置等に好適な画像形成装置、及
び画像形成表示装置に関し、特に画素数の多い高解像度
画像を分割して形成して表示することにより、画素数の
増加による高速走査を必要とせず、大画面で鮮明な表示
画像を得ることを可能とした固体撮像装置及び画像表示
システムに関する。
に動画等を大画面に表示する大画面表示装置置が知られ
ている。この大画面表示装置は、例えばNTSC方式や
PAL方式等の標準テレビジョン方式で形成された映像
信号を使用した大画面表示を行っている。
準テレビジョン方式で形成された映像信号に基づいて得
られる表示画像は、例えばVGA相当で640画素×4
80画素程度の画素数であるため、大画面で表示すると
鮮明な表示画像を得ることができない問題があった。
れば、鮮明な表示画像を得ることはできるが、該画素数
を増加させると、動画を表示する場合に高速走査が必要
となるため、物理的に実現するのは困難である。
のであり、画素数の増加による高速走査を必要とせず、
大画面で鮮明な表示画像を得ることが可能な固体撮像装
置及び画像表示システムの提供を目的とする。
係る固体撮像装置は、上述の課題を解決するための手段
として、入射された光像を受光し、所定形式の映像情
報、若しくは前記所定形式の映像情報の一部を構成する
情報を出力するために必要な画素数を有する撮像素子群
を複数備えた固体撮像手段と、前記固体撮像手段の各撮
像素子群により形成された各撮像情報に基づいて、複数
種類の映像情報を形成する映像情報形成手段とを有す
る。
は、上述の課題を解決するための手段として、前記各手
段に加え、前記固体撮像手段の各撮像素子群の撮像タイ
ミングを、同一のタイミングに制御する撮像タイミング
制御手段を有する。
テムは、上述の課題を解決するための手段として、複数
の表示手段により分割画面表示を行う画像表示装置と、
入射された光像を受光し、所定形式の映像情報、若しく
は前記所定形式の映像情報の一部を構成する情報を出力
するために必要な画素数を有する撮像素子群を複数備え
た固体撮像手段、前記固体撮像手段の各撮像素子群の撮
像タイミングを、同一のタイミングに制御する撮像タイ
ミング制御手段、及び前記固体撮像手段の各撮像素子群
により形成された各撮像情報に基づいて、複数種類の映
像情報を形成して前記画像表示装置に供給する映像情報
形成手段を備えた固体撮像装置とを有する。そして、前
記画像表示装置を介して、一つ若しくは分割された画像
表示を行う。
像表示システムは、図1に示すような映像表示システム
に適用することができる。この第1の実施の形態の映像
表示システムは、図1に示すようにカメラシステム1
と、記録装置5と、画像表示装置6とで構成されてい
る。
処理ユニット3と、モニタ装置4と、高解像度カメラ部
8とを有している。高解像度カメラ部8は、その主要構
成要素として、3色分解プリズム7と、イメージセンサ
用チップCP1,CP2,CP3とを有している。
て高解像度カメラ部8の3色分解プリズム7に入射させ
る。3色分解プリズム7は、レンズ系2を介して入射さ
れた光(白色光)を、赤色光成分(以下、Rとする),
緑色光成分(以下、Gとする),青色光成分(以下、B
とする)の3色に分解し、このR,G,Bの各色光を、
該各色光に対応したイメージセンサ(Image sensor)を
備えたイメージセンサ用チップCP1,CP2,CP3
上に入射する。
2,CP3は、受光した光をそれぞれ光電変換すること
でR,G,Bの各色光に対応する撮像信号を形成し、該
各撮像信号を信号処理ユニット3に供給する。なお、各
イメージセンサ用チップCP1,CP2,CP3の詳細
については後述する。
用チップCP1,CP2,CP3から供給されたR,
G,Bの各色光に対応する撮像信号に対して所定の画像
信号処理を施すことでモニタ表示用の画像信号を形成す
ると共に、デジタル信号である高精細度画像信号(例え
ばいわゆるハイビジョン信号やHDTV信号:ハイ・デ
ィフィニション・テレビジョン信号)を形成する。そし
て、モニタ表示用の画像信号をモニタ装置4に供給する
と共に、高精細度画像信号を例えば高精細度画像記録用
のビデオテープレコーダ(VTR)等で形成された記録
装置5に供給する。これにより、モニタ装置4上にモニ
タ表示用の画像が表示されることとなる。
精細度画像信号が供給されると、これを一旦記録し再生
して画像表示装置6に供給する。なお、信号処理ユニッ
ト3から出力された高精細度画像信号を、例えばパーソ
ナルコンピュータ等により静止画像に変換し、当該パー
ソナルコンピュータのハードディスクやCD−R/R
W、MO、DVD−ROM等に記録するようにしてもよ
い。また、この信号処理ユニット3からの高精細度画像
信号は、図1中点線の矢印で示すように、直接的に画像
表示装置6に供給するようにしてもよい。
能な表示装置(例えばいわゆるハイビジョンテレビモニ
タ装置)となっており、信号処理ユニット3から直接的
に供給された高精細度画像信号、或いは記録装置5から
再生されて供給された高精細度画像信号に対応する高精
細度画像を表示する。
にR,G,Bの各色光に対応して設けられているイメー
ジセンサ用チップCP1,CP2,CP3の概略構成を
示している。なお、イメージセンサ用チップCP1,C
P2,CP3は、それぞれ同一の構成を有しているた
め、図2ではそれらのうちの一つのイメージセンサ用チ
ップCPの構成のみを示している。
プCPは、固体撮像素子DI1,DI2,DI3,DI
4と、モードセレクト部26と、タイミングコントロー
ル部22と、Hドライブ部23と、Vドライブ部24
と、Tドライブ部25等の各機能素子を、同一のLSI
(大規模集積回路)上に設けて構成されている。
拡大や縮小等のモードを指示するための制御信号である
モードコントロール信号が端子13を介して供給されて
いる。このモードセレクト部26は、このモードコント
ロール信号に基づいて、各撮像素子で構成される画素の
読み出し状態を拡大や縮小等にするためのモード情報を
設定(或いは選択)する。このモードセレクト部26に
て設定(或いは選択)されたモード情報は、タイミング
コントロール部22に供給される。
セレクト部26で設定されたモード情報と、端子10を
介して供給される水平同期信号(Hシンク)と、端子1
1を介して供給される垂直同期信号(Vシンク)と、端
子12を介して供給される基準クロックとに基づいて、
Hドライブ部23,Vドライブ部24,Tドライブ部2
5のタイミング制御を行う。
ール部22によるタイミング制御に基づいて、各固体撮
像素子DI1,DI2,DI3,DI4の各々に対する
水平走査パルスを発生する。具体的には、この実施の形
態の場合、Hドライブ部23は、周波数が例えば33.
75KHz(キロヘルツ)の水平走査パルスを形成し、
これを各固体撮像素子DI1,DI2,DI3,DI4
にそれぞれ供給するようになっている。
ール部22によるタイミング制御に基づいて、各固体撮
像素子DI1,DI2,DI3,DI4の各々に対する
垂直走査パルスを発生する。具体的には、この実施の形
態の場合、Vドライブ部24は、周波数が例えば30H
z(ヘルツ)の垂直走査パルスを形成し、これを各固体
撮像素子DI1,DI2,DI3,DI4にそれぞれ供
給する。
ール部22によるタイミング制御に基づいて、各固体撮
像素子DI1,DI2,DI3,DI4の各々に対する
転送タイミングパルスを発生する。具体的には、この実
施の形態の場合、Tドライブ部25は、周波数が例えば
Vドライブ部24と同じ30Hzの転送タイミングパル
スを形成し、これを各固体撮像素子DI1,DI2,D
I3,DI4にそれぞれ供給する。
I4は、それぞれ図3に示すように画素数が2048×
1096画素からなるCMOSイメージセンサとなって
おり、Hドライブ部23からの周波数33.75KHz
の水平走査パルスと、Vドライブ部24からの周波数3
0Hzのインターレース読み出し用の垂直走査パルス
と、Tドライブ部25からの周波数30Hzの転送タイ
ミングパルスにより駆動される。これら各固体撮像素子
DI1,DI2,DI3,DI4は、Vドライブ部24
からの周波数30Hzの垂直走査パルスによりインター
レース読み出しがなされるようになっている。
映像表示システムでは、それぞれがハイビジョン方式相
当の画素数を有する4個の各固体撮像素子DI1,DI
2,DI3,DI4を用い、レンズ系2により形成され
た光像を同時に分割撮像するようになされているため、
ハイビジョン方式の4倍の画素数の画像が形成可能とな
っている。
準画素数は1920×1080画素であるが、当該実施
の形態の場合、前記各固体撮像素子DI1,DI2,D
I3,DI4の画素数は、標準画素数の1920×10
80画素DI1,DI2,DI3,DI4よりも若干多
い、2048×1096画素となっている。これは、各
固体撮像素子における暗電流補正、固定雑音補正等の各
種補正を行うための画素が余計に設けられているためで
ある。
素子の転送タイミングパルスの周波数は74.25MH
zなのであるが、当該実施の形態の場合、各固体撮像素
子DI1,DI2,DI3,DI4の転送タイミングパ
ルスの周波数は、ハイビジョン方式の標準である74.
25MHzの半分の37.125MHzに設定されてい
る。これは、各固体撮像素子DI1,DI2,DI3,
DI4に対する水平方向の走査を2分割して、各々を並
列に読み出すことにより、LSI動作の安定領域を使用
するためである。
Pの固体撮像素子DIの具体的な構成例を示している。
なお、この図7には、Hドライブ部23とVドライブ部
24も同時に示されている。
水平方向に並ぶ複数のスイッチングトランジスタTr
1,Tr2,Tr3,・・・と、各画素に対応して設け
られている複数のスイッチングトランジスタTr11,
Tr21,Tr31,・・・、Tr12,Tr22,T
r32,・・・、Tr13,Tr23,Tr33,・・
・と、同じく各画素に対応して設けられている複数の電
荷蓄積容量C11,C21,C31,・・・、C12,
C22,C32,・・・、C13,C23,C33,・
・・と、同じく各画素に対応して設けられている複数の
フォトダイオードM11,M21,M31,・・・、M
12,M22,M32,・・・、M13,M23,M3
3,・・・とを有している。
ジスタTr1,Tr2,Tr3,・・・は、図8
(B),(C),(D)に示すようなHドライブ部23
からの水平走査パルスHD1,HD2,HD3,・・・
により順次スイッチング駆動され、また、各画素に対応
する複数のスイッチングトランジスタTr11,Tr2
1,Tr31,・・・、Tr12,Tr22,Tr3
2,・・・、Tr13,Tr23,Tr33,・・・
は、図8(A)に示すようなVドライブ部24からの垂
直走査パルスVD1,VD2,VD3,・・・により順
次スイッチング駆動される。
て、各画素を構成するフォトダイオードM11,M2
1,M31,・・・、M12,M22,M32,・・
・、M13,M23,M33,・・・に被写体等から光
が照射されると電荷が発生する。この発生した電荷はそ
れぞれ対応する電荷蓄積容量C11,C21,C31,
・・・、C12,C22,C32,・・・、C13,C
23,C33,・・・に蓄積される。
パルスVD1,VD2,VD3,・・・が、例えばL
(ロー)レベルからH(ハイ)レベルに変化すると、各
画素のスイッチングトランジスタTr11,Tr21,
Tr31,・・・、Tr12,Tr22,Tr32,・
・・、Tr13,Tr23,Tr33,・・・のゲート
がオンになり、電荷蓄積容量C11,C21,C31,
・・・、C12,C22,C32,・・・、C13,C
23,C33,・・・に蓄積されていた電荷が電圧に変
換されて放電され、さらに、Hドライブ部23からの水
平走査パルスHD1,HD2,HD3,・・・がLレベ
ルからHレベルに変化すると、水平方向の各スイッチン
グトランジスタTr1,Tr2,Tr3,・・・のゲー
トがオンになり、これにより出力撮像信号Soutが得
られる。
垂直走査パルスVD1がLレベルからHレベルに変化す
ると、各画素のスイッチングトランジスタTr11,T
r12,Tr13,・・・のゲートがオンになり、電荷
蓄積容量C11,C12,C13,・・・に蓄積されて
いた電荷が電圧に変換されて放電され、また、垂直走査
パルスHD1,HD2,HD3,・・・が図8(B),
(C),(D)に示すように、順番にLレベルからHレ
ベルに変化すると、電荷蓄積容量C11,C12,C1
3,・・・の順番に蓄積されていた電荷が放電されるこ
とになり、撮像した画像の1水平ライン分の出力撮像信
号Soutとして出力されることになる。
ベルからHレベルに変化すると、各画素のスイッチング
トランジスタTr21,Tr22,Tr23,・・・の
ゲートがオンになり、電荷蓄積容量C21,C22,C
23,・・・に蓄積されていた電荷が電圧に変換されて
放電され、また、垂直走査パルスHD1,HD2,HD
3,・・・が順番にLレベルからHレベルに変化する
と、電荷蓄積容量C21,C22,C23,・・・の順
番に蓄積されていた電荷が放電されることになり、撮像
した画像の1水平ライン分の出力撮像信号Soutとし
て出力されることになる。
出された図9(A)に示す出力撮像信号Soutは、信
号処理ユニットUTに供給され、図9(B)に示す水平
走査パルスの間隔に準じたA/D変換用のサンプリング
パルスによりサンプリングされ、図9(C)に示すデジ
タルデータに変換されることになる。
I3,DI4のうち、固体撮像素子DI1の撮像領域を
水平方向に2分割した一方の撮像領域SD11から読み
出された撮像信号SO11は端子14に供給され、他方
の撮像素子SD12から読み出された撮像信号SO12
は端子15に供給され、それら並列に読み出された撮像
信号SO11と撮像信号SO12は、固体撮像素子DI
1の出力撮像信号out1として信号処理ユニット3に
供給される。
I3,DI4のうち、固体撮像素子DI2の撮像領域を
水平方向に2分割した一方の撮像領域SD21から読み
出された撮像信号SO21は端子16に供給され、他方
の撮像素子SD22から読み出された撮像信号SO22
は端子17に供給され、それら並列に読み出された撮像
信号SO21と撮像信号SO22は、固体撮像素子DI
2の出力撮像信号out2として信号処理ユニット3に
供給される。
域を水平方向に2分割した一方の撮像領域SD31から
読み出された撮像信号SO31は端子18に供給され、
他方の撮像素子SD32から読み出された撮像信号SO
32は端子19に供給され、それら並列に読み出された
撮像信号SO31と撮像信号SO32は、固体撮像素子
DI3の出力撮像信号out3として信号処理ユニット
3に供給される。
平方向に2分割した一方の撮像領域SD41から読み出
された撮像信号SO41は端子20に供給され、他方の
撮像素子SD42から読み出された撮像信号SO42は
端子21に供給され、それら並列に読み出された撮像信
号SO41と撮像信号SO2は、固体撮像素子DI4の
出力撮像信号out4として信号処理ユニット3に供給
される。
は、図2に示したイメージセンサ用チップCPがR,
G,Bの各色光に対応して設けられており、それらR,
G,Bの各色光に対応したイメージセンサ用チップに
は、4つの各固体撮像素子DI1,DI2,DI3,D
I4がそれぞれ設けられている。また、信号処理ユニッ
ト3では、高解像度カメラ部8から供給されたR,G,
Bの各色光に対応する撮像信号を用いて画像信号処理を
行うようになっている。
示すようにR,G,Bの各色光に対応したイメージセン
サ用チップCPR,CPG,CPBをそれぞれ備えた4
つの各固体撮像素子DI1,DI2,DI3,DI4か
らの4組の出力撮像信号out1,out2,out
3,out4について、それぞれ画像信号処理を行うた
めに、4つの信号処理ユニットUT1,UT2,UT
3,UT4を備えている。
ようにR光のイメージセンサ用チップCPRの固体撮像
素子DI1からの出力撮像信号Rout1がR光用入力
撮像信号Rin1として供給され、G光のイメージセン
サ用チップCPGの固体撮像素子DI1からの出力撮像
信号Gout1がG光用入力撮像信号Gin1として供
給され、B光のイメージセンサ用チップCPBの固体撮
像素子DI1からの出力撮像信号Bout1がB光用入
力撮像信号Bin1として供給される。
のイメージセンサ用チップCPRの固体撮像素子DI2
からの出力撮像信号Rout2がR光用入力撮像信号R
in2として供給され、G光のイメージセンサ用チップ
CPGの固体撮像素子DI2からの出力撮像信号Gou
t2がG光用入力撮像信号Gin2として供給され、B
光のイメージセンサ用チップCPBの固体撮像素子DI
2からの出力撮像信号Bout2がB光用入力撮像信号
Bin2として供給される。
は、R光のイメージセンサ用チップCPRの固体撮像素
子DI3からの出力撮像信号Rout3がR光用入力撮
像信号Rin3として供給され、G光のイメージセンサ
用チップCPGの固体撮像素子DI3からの出力撮像信
号Gout3がG光用入力撮像信号Gin3として入力
され、B光のイメージセンサ用チップCPBの固体撮像
素子DI3からの出力撮像信号Bout3がB光用入力
撮像信号Bin3として供給される。
のイメージセンサ用チップCPRの固体撮像素子DI4
からの出力撮像信号Rout4がR光用入力撮像信号R
in4として供給され、G光のイメージセンサ用チップ
CPGの固体撮像素子DI4からの出力撮像信号Gou
t4がG光用入力撮像信号Gin4として供給され、B
光のイメージセンサ用チップCPBの固体撮像素子DI
4からの出力撮像信号Bout4がB光用入力撮像信号
Bin4として供給される。
4の概略構成を示している。なお、各信号処理ユニット
UT1〜UT4は、上述のイメージセンサ用チップCP
の固体撮像素子DI1,DI2,DI3,DI4に対応
して4つ設けられているが、それぞれ同一の構成を有し
ているため、この図5ではそれらのうちの一つの信号処
理ユニットUTの構成のみを示している。
は、アナログ/デジタル(A/D)変換器51〜56
と、映像信号処理部58と、R,G,Bカラーコントロ
ール部57と、分離・パラレル/シリアル(P/S)処
理部59と、シンクジェネレータ60とを主に備えてい
る。
して供給される外部同期信号SYinに基づいて、水平
同期信号と垂直同期信号と基準クロックを形成し、それ
らをR,G,Bカラーコントロール部57に供給する。
また、シンクジェネレータ60は、分離・P/S処理の
タイミングを決定するためのタイミング信号を形成し、
分離・P/S処理部59に供給する。
端子37を介して供給されるモードコントロール信号
と、シンクジェネレータ60から供給される水平同期信
号,垂直同期信号,基準クロックとに基づいて、映像信
号処理部58での映像信号処理を制御するための制御信
号を形成し、これを映像信号処理部58に供給する。
サ用チップCPRからのR光用入力撮像信号Rinのう
ち、当該R光のイメージセンサ用チップCPRの固体撮
像素子において前述のように水平方向に2分割された一
方の撮像領域から出力された撮像信号をアナログ/デジ
タル変換して10ビットのデジタル撮像信号を形成し、
また、A/D変換器52は、R光のイメージセンサ用チ
ップCPRから供給されたR光用入力撮像信号Rinの
うち、当該R光のイメージセンサ用チップCPRの固体
撮像素子において前述のように水平方向に2分割された
他方の撮像領域から出力された撮像信号をアナログ/デ
ジタル変換して10ビットのデジタル撮像信号を形成す
る。
イメージセンサ用チップCPGからのG光用入力撮像信
号Ginのうち、当該G光のイメージセンサ用チップC
PGの固体撮像素子において水平方向に2分割された一
方の撮像領域から出力された撮像信号をアナログ/デジ
タル変換して10ビットのデジタル撮像信号を形成し、
また、A/D変換器54は、G光のイメージセンサ用チ
ップCPGから供給されたG光用入力撮像信号Ginの
うち、当該G光のイメージセンサ用チップCPGの固体
撮像素子において水平方向に2分割された他方の撮像領
域から出力された撮像信号をアナログ/デジタル変換し
て10ビットのデジタル撮像信号を形成する。
サ用チップCPBからのB光用入力撮像信号Binのう
ち、当該B光のイメージセンサ用チップCPBの固体撮
像素子において水平方向に2分割された一方の撮像領域
から出力された撮像信号をアナログ/デジタル変換して
10ビットのデジタル撮像信号を形成し、また、A/D
変換器56は、B光のイメージセンサ用チップCPBか
ら供給されたB光用入力撮像信号Binのうち、当該B
光のイメージセンサ用チップCPBの固体撮像素子にお
いて水平方向に2分割された他方の撮像領域から出力さ
れた撮像信号をアナログ/デジタル変換して10ビット
のデジタル撮像信号を形成する。
れた、各デジタル撮像信号は、映像信号処理部58に供
給される。
コントロール部57の制御により、A/D変換器51〜
56から供給された10ビット×2並列のR光のデジタ
ル撮像信号と、10ビット×2並列のG光のデジタル撮
像信号と、10ビット×2並列のB光のデジタル撮像信
号に対して、ガンマ処理、色補正、色合成、輪郭補正、
利得調整等の信号処理をそれぞれ施し、これら信号処理
後のR,G,B各10ビット×2の並列デジタル信号を
分離・P/S処理部59に供給する。
部58にて信号処理が行われた後のR,G,Bの各10
ビット×2並列のデジタル信号を、輝度(Y)信号と色
(PB,PR)信号に変換する。このときの輝度(Y)
信号と色(PB,PR)信号は、イメージセンサ用チッ
プの固体撮像素子において水平方向に2分割された撮像
領域に対応した並列のデジタル信号となっているため、
分離・P/S処理部59では、これら並列のデジタル信
号となっている輝度(Y)信号をシリアルの輝度信号に
変換すると共に、並列のデジタル信号となっている色
(PB)信号をシリアルの色(PB)信号に変換し、同
じく並列のデジタル信号となっている色(PR)信号を
シリアルの色(PR)信号に変換する。
らシリアルデジタル信号となされた輝度(Y)信号と色
(PB,PR)信号を、図6に示すようなデジタル高精
細度画像用の1920×1080画素数に揃えて出力す
る。この分離・P/S処理部59から出力された信号
は、端子38から出力デジタル高精細度画像信号DHV
outとして図1に示す記録装置5若しくは直接的に画
像表示装置6に供給される。また、分離・P/S処理部
59からは、モニタ表示用の画像信号も出力され、この
モニタ出力Moutは、端子39を介して図1のモニタ
装置4に供給される。これにより、上述のようにモニタ
装置4にはモニタ表示用の画像が表示され、画像表示装
置6には高精細度画像が表示されることとなる。
の形態の映像表示システムは、それぞれが例えばハイビ
ジョン相当の複数の画素からなり、レンズ系2により形
成される光像を分割受光する複数の固体撮像素子(DI
1,DI2,DI3,DI4)を同一基板上に設けたイ
メージセンサ用チップCP(CPR,CPG,CPB)
と、各固体撮像素子(DI1,DI2,DI3,DI
4)をそれぞれ駆動するためのHドライブ部23,Vド
ライブ部24,Tドライブ部25と、それらイメージセ
ンサ用チップCP(CPR,CPG,CPB)上の複数
の固体撮像素子(DI1,DI2,DI3,DI4)か
らの各撮像信号より画像信号を形成する信号処理ユニッ
ト3(UT1,UT2,UT3,UT4)と、これら信
号処理ユニット3(UT1,UT2,UT3,UT4)
からの画像信号を同時に表示する画像表示装置6とを有
することにより、画素数の増加による高速走査を不要と
することができ、大画面で鮮明な表示画像を得ることを
可能とすることができる。
対応する各イメージセンサ用チップCPR,CPG,C
PBに対してそれぞれ4つの固体撮像素子DI1,DI
2,DI3,DI4を有するうえ、各固体撮像素子DI
1,DI2,DI3,DI4は、それぞれハイビジョン
相当の画素数を有するため、ハイビジョン方式相当の画
素数の4倍の画素数を有する大画面表示を可能とするこ
とができる。
CPG,CPBに対してそれぞれ4つの固体撮像素子D
I1,DI2,DI3,DI4をそれぞれハイビジョン
相当の画素数としているが、各固体撮像素子DI1,D
I2,DI3,DI4の撮像領域を2分割して並列的に
読み出しを行うようになっているため、高速走査を不要
としたうえで、鮮明な大画面表示画像を得ることができ
る。
光像を、同一のイメージセンサ用チップCP上に設けら
れた複数の固体撮像素子DI1,DI2,DI3,DI
4にて分割受光して伝送するようにしているため、歪み
のない高解像度画像を得ることができるうえ、機構系を
簡単かつ小さくすることができる。なお、当該実施の形
態で用いたハイビジョン相当の画素数を有する高解像度
の固体撮像素子は、現在、簡単に入手可能である。
では、R,G,Bに対応する各イメージセンサ用チップ
CPR,CPG,CPBに対してそれぞれ4つの固体撮
像素子DI1,DI2,DI3,DI4を設け、また、
各固体撮像素子DI1,DI2,DI3,DI4をそれ
ぞれハイビジョン相当の画素数とし、さらに、各固体撮
像素子DI1,DI2,DI3,DI4に対応した4つ
の信号処理ユニットUT1,UT2,UT3,UT4か
らそれぞれハイビジョン相当のデジタル画像信号を出力
するようにしているため、記録装置5ではハイビジョン
方式の4倍の情報を記録しなければならなくなるが、例
えば記録装置5として4組のデジタルハイビジョン用V
TRを使用すれば、それら4つのハイビジョン相当のデ
ジタル画像信号を記録可能とすることができる。
も、ハイビジョン方式の4倍の情報を表示しなければな
らなくなるが、画像を分割して並列表示とすれば実現容
易である。また、例えばハイビジョン受像機4台を同時
に用いて表示を行うようにしてもよい。
示システムの説明をする。上述のCMOSの固体撮像素
子により得られる動画表示画像は、選択された瞬間の画
像を抽出することとなるため、前述した固体撮像素子D
I1,DI2,DI3,DI4のように画像を分割して
撮像すると、時間のつながりが寸断されて、ぎくしゃく
した画像となるおそれがある。
蓄積容量Cを備えているため電荷の蓄積効果を有しては
いるが、やはり、固体撮像素子DI1,DI2,DI
3,DI4のように画像を分割して撮像すると、時間の
つながりが寸断されて良好な動画像が得られないおそれ
がある。すなわち、図7の構成の場合、各画素に対応す
る垂直走査パルスVDと水平走査パルスHDがオンにな
った瞬間の画像が抽出されるため、出力撮像信号Sou
tにより得られる画像は同一時間の画像にならないおそ
れがある。
は、同一時間の撮影画像を抽出可能とするイメージセン
サ用チップCPの固体撮像素子DIを設けたものであ
る。なお、当該第2の実施の形態の映像表示システム
は、この点以外は、上述の第1の実施の形態と同じであ
るため、以下、この差異の説明のみ行い重複説明を省略
することとする。
示システムには、イメージセンサ用チップCPの固体撮
像素子DIとして、図10に示すような固体撮像素子D
Iが設けられている。なお、この図10には、Hドライ
ブ部23とVドライブ部24も同時に示されている。ま
た、図7と同一の構成要素には図7と同じ指示符号を付
している。
画素に対応するフォトダイオードM11,M21,M3
1,・・・、M12,M22,M32,・・・、M1
3,M23,M33,・・・と、それぞれ対応するスイ
ッチングトランジスタTr11,Tr21,Tr31,
・・・、Tr12,Tr22,Tr32,・・・、Tr
13,Tr23,Tr33,・・・との間に、さらにス
イッチングトランジスタSW11,SW21,SW3
1,・・・、SW12,SW22,SW32,・・・、
SW13,SW23,SW33,・・・が設けられてい
る。
1,C21,C31,・・・、C12,C22,C3
2,・・・、C13,C23,C33,・・・が、各ス
イッチングトランジスタSW11,SW21,SW3
1,・・・、SW12,SW22,SW32,・・・、
SW13,SW23,SW33,・・・と、各スイッチ
ングトランジスタTr11,Tr21,Tr31,・・
・、Tr12,Tr22,Tr32,・・・、Tr1
3,Tr23,Tr33,・・・との間に設けられてい
る。
W21,SW31,・・・、SW12,SW22,SW
32,・・・、SW13,SW23,SW33,・・・
は、Tドライブ部25から供給される転送タイミングパ
ルスTPにより、同時にオン/オフ制御されるようにな
っている。
DIは、各フォトダイオードM11,M21,M31,
・・・、M12,M22,M32,・・・、M13,M
23,M33,・・・の電荷は、それぞれ対応するスイ
ッチングトランジスタSW11,SW21,SW31,
・・・、SW12,SW22,SW32,・・・、SW
13,SW23,SW33,・・・が転送タイミングパ
ルスTPにより同時にオンになったときに、各電荷蓄積
容量C11,C21,C31,・・・、C12,C2
2,C32,・・・、C13,C23,C33,・・・
に同時に転送されて蓄積されることになり、いわば転送
タイミングパルスによる電子シャッタ機能を備えてい
る。
31,・・・、C12,C22,C32,・・・、C1
3,C23,C33,・・・に同時に蓄積された電荷
は、図8の例と同様に垂直走査パルスVDと水平走査パ
ルスがHレベルになったときに放電され、出力撮像信号
Soutとして出力される。
ングトランジスタSW11,SW21,SW31,・・
・、SW12,SW22,SW32,・・・、SW1
3,SW23,SW33,・・・をオンにするタイミン
グは、Tドライブ部25からの転送タイミングパルスT
Pにより同一時間となっているため、撮像画像の抽出タ
イミングは同一時間となる。このため、出力撮像信号S
outとして得られる画像も同一時間の撮像画像とな
る。
するタイミングは、図11(A)及び(B)に示すよう
に、Vブランキング期間(垂直同期信号消去期間)VB
L内とする。また、図示はしていないが、各スイッチン
グトランジスタSWをオンさせて各電荷蓄積容量Cに電
荷を蓄積させる期間は、図11(C)及び(D)に示す
ように、オン期間を可変に設定可能なチャージングパル
スにより決定する。
のみ各電荷蓄積容量Cに電荷を蓄積するようにし、例え
ば被写体像の動きが速い場合にはオン期間を短く設定
し、(図11(C)中の期間Wb)、また、例えば被写
体の明るさや照明量が少なく撮像感度を増加させる必要
がある場合にはオン期間を長く設定する(図11(C)
中の期間Wa)。これにより、図11(D)に実線で示
すように被写体の明るさや照明量が少なく撮像感度を増
加させる必要がある場合にはオン期間を長くすることが
でき、また、同図(D)に点線で示すように被写体像の
動きが速い場合にはオン期間を短くすることができる。
るタイミングは、図11(E)及び(F)に示すよう
に、Hブランキング期間(水平同期信号消去期間)内と
する。ただし、この場合、転送タイミングパルスTPの
間隔は、Vブランキングから次のVブランキングまでの
間隔と同じ間隔とする。
の実施の形態の映像表示システムは、撮像画像を同一時
間に抽出することができるため、上述の固体撮像素子D
I1,DI2,DI3,DI4のように画像を分割して
撮像したとしても、時間軸にずれを生ずる不都合を防止
することができる。このため、時間のつながりがずれて
ぎくしゃくした画像となる不都合を防止することがで
き、違和感のない、明瞭な動画像を得ることを可能とす
ることができる。
くても実用的な速度で実現することができる他、上述の
第1の実施の形態と同じ効果を得ることができる。
発明の一例である。このため、本発明は上述の各実施の
形態に限定されることはない。例えば固体撮像素子の分
割数は4分割であることとしたが、これは、例えば8分
割や16分割としてもよい。また、画像表示装置におい
て画像を分割表示する場合、撮像時の分割数(固体撮像
素子の分割数)と同じにする必要はなく、例えば撮像時
の分割数が前述の4分割であった場合に、当該画像表示
装置における画像の分割数を8分割や16分割としても
よい。そして、これ以外であっても、本発明に係る技術
的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々
の変更が可能であることは勿論である。
置は、所定形式の映像情報、若しくは前記所定形式の映
像情報の一部を構成する情報を出力するために必要な画
素数を有する撮像素子群を複数備えた固体撮像手段が、
入射された光像を受光し、映像情報形成手段が、この固
体撮像手段の各撮像素子群により形成された各撮像情報
に基づいて複数種類の映像情報を形成することにより、
画素数の増加による高速走査を必要とせず、大画面上に
歪みのない高解像度で鮮明な画像を表示可能な画像情報
を形成することができる。
は、撮像タイミング制御手段が、各撮像素子群の撮像タ
イミングを同一のタイミングに制御することにより、複
数の撮像素子群で同一時間の画像を撮像することができ
る。このため、光像を分割受光したとしても、時間軸が
ずれることなく、時間のつながりがずれてぎくしゃくし
た画像となる不都合を防止することができる。従って、
違和感のない、明瞭な動画像を得ることができる。
テムは、複数の表示手段により分割画面表示を行う画像
表示装置と、入射された光像を受光し、所定形式の映像
情報、若しくは前記所定形式の映像情報の一部を構成す
る情報を出力するために必要な画素数を有する撮像素子
群を複数備えた固体撮像手段、前記固体撮像手段の各撮
像素子群の撮像タイミングを、同一のタイミングに制御
する撮像タイミング制御手段、及び前記固体撮像手段の
各撮像素子群により形成された各撮像情報に基づいて、
複数種類の映像情報を形成して前記画像表示装置に供給
する映像情報形成手段を備えた固体撮像装置とを有し、
前記画像表示装置を介して、一つ若しくは分割された画
像表示を行うことにより、光像を分割受光したとして
も、時間軸がずれることなく、時間のつながりがずれて
ぎくしゃくした画像となる不都合を防止することができ
る。従って、大画面上に歪みのない高解像度で鮮明な動
画像を表示可能とすることができる。
ムが適用された第1の実施の形態の映像表示システムの
構成図である。
ック図である。
である。
の間の接続構成の説明に用いる図である。
細度画像信号の画素数の説明に用いる図である。
れている固体撮像素子の回路図である。
れている固体撮像素子の動作を説明するためのタイミン
グチャートである。
れている固体撮像素子から出力された撮像信号に基づい
てデジタル撮像信号を形成する際の動作説明に用いるタ
イミングチャートである。
テムが適用された第2の実施の形態の映像表示システム
に設けられている固体撮像素子の回路図である。
られている固体撮像素子の動作を説明するためのタイミ
ングチャートである。
理ユニット、4…モニタ装置、5…記録装置、6…画像
表示装置、7…3色分解プリズム、CP…イメージセン
サ用チップ、22…タイミングコントロール部、23…
Hドライブ部、24…Vドライブ部、25…Tドライブ
部、26…モードセレクト部、DI…固体撮像素子、5
1〜56…A/D変換器、57…R,G,Bカラーコン
トロール部、58…映像信号処理部、59…分離・P/
S処理部、60…シンクジェネレータ、Tr…スイッチ
ングトランジスタ、M…フォトトランジスタ、C…電荷
転送容量、SW…スイッチングトランジスタ
Claims (3)
- 【請求項1】 入射された光像を受光し、所定形式の映
像情報、若しくは前記所定形式の映像情報の一部を構成
する情報を出力するために必要な画素数を有する撮像素
子群を複数備えた固体撮像手段と、 前記固体撮像手段の各撮像素子群により形成された各撮
像情報に基づいて、複数種類の映像情報を形成する映像
情報形成手段とを有することを特徴とする固体撮像装
置。 - 【請求項2】 前記固体撮像手段の各撮像素子群の撮像
タイミングを、同一のタイミングに制御する撮像タイミ
ング制御手段を有することを特徴とする請求項1記載の
固体撮像装置。 - 【請求項3】 複数の表示手段により分割画面表示を行
う画像表示装置と、入射された光像を受光し、所定形式
の映像情報、若しくは前記所定形式の映像情報の一部を
構成する情報を出力するために必要な画素数を有する撮
像素子群を複数備えた固体撮像手段、前記固体撮像手段
の各撮像素子群の撮像タイミングを、同一のタイミング
に制御する撮像タイミング制御手段、及び前記固体撮像
手段の各撮像素子群により形成された各撮像情報に基づ
いて、複数種類の映像情報を形成して前記画像表示装置
に供給する映像情報形成手段を備えた固体撮像装置とを
有し、 前記画像表示装置を介して、一つ若しくは分割された画
像表示を行うことを特徴とする画像表示システム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26456299A JP2001094885A (ja) | 1999-09-17 | 1999-09-17 | 固体撮像装置及び画像表示システム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26456299A JP2001094885A (ja) | 1999-09-17 | 1999-09-17 | 固体撮像装置及び画像表示システム |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001094885A true JP2001094885A (ja) | 2001-04-06 |
Family
ID=17405017
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP26456299A Pending JP2001094885A (ja) | 1999-09-17 | 1999-09-17 | 固体撮像装置及び画像表示システム |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2001094885A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017061193A (ja) * | 2015-09-24 | 2017-03-30 | ダイハツ工業株式会社 | 車載カメラ |
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-
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- 1999-09-17 JP JP26456299A patent/JP2001094885A/ja active Pending
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