(57)【要約】【課題】被写体の撮影方向によらず、常にモニタに正常な方向で映すことができる撮像装置を提供すること。【解決手段】光電変換を行う複数の画素１１と、画素の光電変換信号を転送する転送部と、光電変換信号を出力する出力部を有する撮像装置において、転送部は複数種類の転送経路１４１，１４２を有し、出力部は複数の信号出力経路１５１，１５２を有し、前記複数種類の転送経路は前記複数の信号出力経路に各々接続される。前記複数の出力経路から出力される光電変換信号の２次元像は、互いに回転関係にあるように構成する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光電変換を行う複数の画素と、該画素の光電変換信号を転送する転送部と、該光電変換信号を出力する出力部を有する撮像装置において、
前記転送部は複数種類の転送経路を有し、前記出力部は複数の信号出力経路を有し、前記複数種類の転送経路は前記複数の信号出力経路に各々接続され、該複数の信号出力経路から出力される上記光電変換信号の２次元像は、画面上で互いに回転関係にあることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
光電変換を行う複数の画素と、該画素の光電変換信号を転送する転送部と、該光電変換信号を出力する出力部を有する撮像装置において、
前記転送部は複数種類の転送経路を有し、前記転送部と前記出力部との間に選択部を配し、該選択部は、前記転送部から所定の転送経路を選択的に前記出力部に接続し、前記複数種類の転送経路によって転送される上記光電変換信号の２次元像は、画面上で互いに回転関係にあることを特徴とする撮像装置。
【請求項３】
請求項１または２において、前記回転関係は９０度、１８０度および２７０度回転のいずれかであることを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は画素を有する撮像装置に係わり、特にさまざまな方向から被写体を撮像する場合に好適な撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体プロセス技術の進展により、ＣＣＤやＭＯＳタイプと呼ばれる撮像素子の性能が向上し、同素子はビデオカメラやデジタルスチルカメラの撮像装置に広範に使われている。特にデジタルスチルカメラやカメラ付き携帯電話で手軽に撮像ができるようになり、撮像する被写体をさまざまな角度で撮像する機会が増えている。
【０００３】
従来のＣＣＤやＭＯＳタイプと呼ばれる撮像素子は、例えば非特許文献１に記載されているように、画素に結像された向きのまま被写体の２次元像を読み出すものである。すなわち撮像面に結像された被写体の光学像は、画素で光電変換されて画像信号となる。この画像信号は光電変換部垂直ＣＣＤに転送され、順次蓄積部垂直ＣＣＤに転送される。垂直方向の転送によって、画素が配された撮像面に結像された被写体の光学像はそのままの２次元情報を保持した状態で画像信号となって蓄積部垂直ＣＣＤに一旦蓄積されることになる。次に蓄積部垂直ＣＣＤに蓄積された画像信号は、順次水平ＣＣＤによって水平方向に転送され、電圧変換などの処理を出力部で行って出力端子から出力される。
【０００４】
【非特許文献１】
日経マイクロデバイス誌、２００３年１月号、８４−９４頁
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように従来の撮像素子は、画素に結像された向きのまま、被写体の２次元像を読み出すことしかできない。また、画素が配された撮像面は通常水平方向の幅：垂直方向の幅が４：３とか３：２とかの横長の縦横比を有する。
【０００６】
例えば人物を撮像する場合、一人の被写体では縦長の画面で撮影するのが望ましいが、団体での集合撮像の場合には、横長の画面での撮像が望ましい。風景を撮像する場合でも、滝などは一般的に縦長の画面が望ましく、草原などは横長の画面が望ましい。
【０００７】
したがって、人物像を撮像する場合には９０度撮像装置を回転させて撮像することが望ましいが、その撮像信号をそのままモニタ等の画面に出すと、立っている人物が横向きに映し出されることになり、非常に見づらい画像になってしまう。
【０００８】
一方、特殊な信号処理で画像を補正することは考えられる。すなわち、撮像素子に結像された被写体は、結像された向きのまま前置処理において信号ゲインの補正等を行い、結像された向きのまま輝度・色処理によって輝度信号と色信号に変換される。この輝度信号と色信号をメモリの書き込みと読み出しのアドレス制御によって９０度回転させ、モニタには立像の被写体を映し出す。このような信号処理によって画像の回転は可能ではあるが、新たにメモリが必要なために回路規模が増加したり、消費電力が増加するという課題がある。
【０００９】
本発明の目的は、上記課題を解決し、被写体の撮影方向によらず、常にモニタに正常な方向で映すことができる撮像装置を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため本発明では、光電変換を行う複数の画素と、該画素の光電変換信号を転送する転送部と、該光電変換信号を出力する出力部を有する撮像装置において、前記転送部は複数種類の転送経路を有し、前記出力部は複数の信号出力経路を有し、前記複数種類の転送経路は前記複数の信号出力経路に各々接続され、該複数の信号出力経路から出力される上記光電変換信号の２次元像は、画面上で互いに回転関係にあるようにした。
【００１１】
また本発明では、前記転送部は複数種類の転送経路を有し、前記転送部と前記出力部との間に選択部を配し、該選択部は、前記転送部から所定の転送経路を選択的に前記出力部に接続し、前記複数種類の転送経路によって転送される上記光電変換信号の２次元像は、画面上で互いに回転関係にあるようにした。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係る撮像装置に用いる撮像素子の第１の実施の形態を示す。同図において１０は撮像素子、１１は画素、１２は光電変換部垂直ＣＣＤ、１３１、１３２は蓄積部垂直ＣＣＤ、１４１、１４２は水平ＣＣＤ、１５１、１５２は出力部、１６１、１６２は出力端子である。画素１１が配された撮像面に結像された被写体の光学像は画素１１で光電変換されて画像信号となる。この画像信号は光電変換部垂直ＣＣＤ１２に転送され、順次蓄積部垂直ＣＣＤ１３１に転送される。同図の左右を水平方向と呼び、上下方向を垂直方向と呼ぶことにすると、垂直方向の転送によって、画素１１が配された撮像面に結像された被写体の光学像は、そのままの２次元情報を保持した状態で画像信号となって蓄積部垂直ＣＣＤ１３１に一旦蓄積されることになる。
【００１３】
次に蓄積部垂直ＣＣＤ１３１に蓄積された画像信号は、順次水平ＣＣＤ１４１によって水平方向に転送され、電圧変換などの処理を出力部１５１で行って出力端子１６１から出力される。すなわち、同図矢印Ａに示す経路で画像信号は読み出される。
【００１４】
一方、転送クロック（図示せず）の切り替えによって、蓄積部垂直ＣＣＤ１３１に蓄積された画像信号は蓄積部垂直ＣＣＤ１３２に転送され、順次水平ＣＣＤ１４２によって垂直方向に転送されて、同図矢印Ｂに示す経路で出力部１５２、出力端子１６２を通じて出力される。
【００１５】
このように、蓄積部垂直ＣＣＤ１３１と１３２を用いて同図左方向に画像信号を転送し、矢印Ｂに示す経路で出力することにより、図２に示すように、画素１１の配された受光面に結像された画像（図２ａ）は矢印の方向に走査され、図２ｂのモニタ画面には、２７０度回転（図では更に鏡像）した像として表示される。ここで、図２ｂのモニタ画面は、一般のテレビのように、左上から右下に向かって順次走査されるものとする。鏡像ではない画像を得るには、図１において水平ＣＣＤ１４２の転送方向を図の下方向として、出力部１５２と出力端子１６２を水平ＣＣＤ１４２の転送方向に合うように配置すれば良い。一方、経路Ａで読み出された画像は、回転されずにモニタに表示されるのは容易に判る。
【００１６】
このように、撮像素子からは互いに回転関係となる複数種類の画像信号を得ることができるので、被写体の撮影方向によらず、常にモニタに正常な方向で映すことができる。
【００１７】
図３は本発明に係る撮像装置に用いる撮像素子の第２の実施の形態を示す。同図において３０は撮像素子、３１は画素、３２は光電変換部垂直ＣＣＤ、３３１、３３２は蓄積部垂直ＣＣＤ、３４１、３４２は水平ＣＣＤ、３５１、３５２は出力部、３６１、３６２は出力端子である。画素３１が配された撮像面に結像された被写体の光学像は画素３１で光電変換されて画像信号となる。この画像信号は光電変換部垂直ＣＣＤ３２に転送され、順次蓄積部垂直ＣＣＤ３３１に転送される。同図の左右を水平方向と呼び、上下方向を垂直方向と呼ぶことにすると、垂直方向の転送によって、画素３１が配された撮像面に結像された被写体の光学像はそのままの２次元情報を保持した状態で画像信号となって蓄積部垂直ＣＣＤ３３１に一旦蓄積されることになる。
【００１８】
次に蓄積部垂直ＣＣＤ３３１に蓄積された画像信号は、順次水平ＣＣＤ３４１によって水平方向に転送され、電圧変換などの処理を出力部３５１で行って出力端子３６１から出力される。すなわち、同図矢印Ａに示す経路で画像信号は読み出される。
【００１９】
一方、転送クロック（図示せず）の切り替えによって、蓄積部垂直ＣＣＤ３３１に蓄積された画像信号は蓄積部垂直ＣＣＤ３３２に転送され、順次水平ＣＣＤ３４２によって垂直方向に転送されて、同図矢印Ｂに示す経路で出力部３５２、出力端子３６２を通じて出力される。
【００２０】
このように、蓄積部垂直ＣＣＤ３３１と３３２を用いて同図左方向に画像信号を転送し、矢印Ｂに示す経路で出力することにより、図４に示すように、画素３１の配された受光面に結像された画像（図４ａ）は矢印の方向に走査され、図４ｂのモニタ画面には、９０度回転した像として表示される。ここで、図２ｂのモニタ画面は、一般のテレビのように、左上から右下に向かって順次走査されるものとする。更に鏡像画像を得るには、図３において水平ＣＣＤ３４２の転送方向を図の下方向として、出力部３５２と出力端子３６２を水平ＣＣＤ３４２の転送方向に合うように配置すれば良い。一方、経路Ａで読み出された画像は、回転されずにモニタに表示されるのは容易に判る。
【００２１】
このように、撮像素子からは互いに回転関係となる複数種類の画像信号を得ることができるので、被写体の撮影方向によらず、常にモニタに正常な方向で映すことができる。
【００２２】
図５は本発明に係る撮像装置に用いる撮像素子の第３の実施の形態を示す。同図において５０は撮像素子、５１は画素、５２は垂直ＣＣＤ、５４１、５４２は水平ＣＣＤ、５５１、５５２は出力部、５６１、５６２は出力端子である。画素５１が配された撮像面に結像された被写体の光学像は画素５１で光電変換されて画像信号となる。
【００２３】
この画像信号は垂直ＣＣＤ５２に転送され、転送クロック（図示せず）が印加されると順次水平ＣＣＤ５５１に転送され、別の転送クロック（図示せず）が印加されると順次水平ＣＣＤ５５２に転送される。すなわち、選択的に水平ＣＣＤ５５１か５５２のいずれかの経路を経て、出力部５５１もしくは５５２で電圧変換等の処理をして出力端子５６１もしくは５６２から出力される。すなわち、同図矢印Ａもしくは矢印Ｂに示す経路で画像信号は読み出される。同図矢印Ｂに示す経路で出力することにより、図６に示すように、画素５１の配された受光面に結像された画像（図６ａ）は矢印の方向に走査され、図６ｂのモニタ画面には、１８０度回転した像として表示される。ここで、図６ｂのモニタ画面は、一般のテレビのように、左上から右下に向かって順次走査されるものとする。更に鏡像画像を得るには、図５において水平ＣＣＤ５４２の転送方向を図の左方向として、出力部５５２と出力端子５６２を水平ＣＣＤ５４２の転送方向に合うように配置すれば良い。一方、経路Ａで読み出された画像は、回転されずにモニタに表示されるのは容易に判る。
【００２４】
以上の各実施の形態では、画素１１、３１、５１の画像信号は経路Ａもしくは経路Ｂを選択的に通る（出力部１６１と出力部１６２からは同時に出力されないし、出力部３６１と出力部３６２からは同時に出力されない。また、出力部５６１と出力部５６２からは同時に出力されない）が、同時に出力することは容易に実現できる。
【００２５】
例えば図５において、奇数行の画素の画像信号を転送する垂直ＣＣＤ（垂直ＣＣＤ−Ａ）と、偶数行の画素の画像信号を転送する垂直ＣＣＤ（垂直ＣＣＤ−Ｂ）とを配して、垂直ＣＣＤ−Ａの転送方向を図下方向に、垂直ＣＣＤ−Ｂの転送方向を図上方向にすることにより、出力部５６１からは奇数行の画素の画像信号が出力され、同時に、出力部５６２からは偶数行の画素の画像信号が出力される。
【００２６】
図７は本発明に係る撮像装置に用いる撮像素子の第４の実施の形態を示す。同図において７０は撮像素子、７１は画素、７２は光電変換部垂直ＣＣＤ、７３１、７３２は蓄積部垂直ＣＣＤ、７４１、７４２は水平ＣＣＤ、７５１、７５２は出力部、７６は出力端子、７７は選択部である。画素７１が配された撮像面に結像された被写体の光学像は画素７１で光電変換されて画像信号となる。この画像信号は光電変換部垂直ＣＣＤ７２に転送され、順次蓄積部垂直ＣＣＤ７３１に転送される。同図の左右を水平方向と呼び、上下方向を垂直方向と呼ぶことにすると、垂直方向の転送によって、画素７１が配された撮像面に結像された被写体の光学像はそのままの２次元情報を保持した状態で画像信号となって蓄積部垂直ＣＣＤ７３１に一旦蓄積されることになる。
【００２７】
次に蓄積部垂直ＣＣＤ７３１に蓄積された画像信号は、順次水平ＣＣＤ７４１によって水平方向に転送され、電圧変換などの処理を出力部７５１で行われる。
一方、転送クロック（図示せず）の切り替えによって、蓄積部垂直ＣＣＤ７３１に蓄積された画像信号は蓄積部垂直ＣＣＤ７３２に転送され、順次水平ＣＣＤ７４２によって垂直方向に転送され、電圧変換などの処理を出力部７５２で行われる。そして、出力部７５１と出力部７５２から出力されるいずれかの画像信号を選択部７７で選択して出力端子７６から出力される。すなわち、転送クロック（図示せず）の切り替えによって、同図矢印Ａに示す経路もしくは同図矢印Ｂに示す経路で画像信号は読み出される。
【００２８】
本実施形態は、図１の第１の実施形態に比べると出力端子を削減することが可能なので、撮像素子７０の端子数を減らすことが可能となる。
【００２９】
上記した撮像素子を用いたシステム例を図８に示す。同図において８１は撮像素子、８２は前置処理、８３は輝度・色処理、８５はモニタである。なお、同図には、判りやすくするために被写体がどのような向きになっているかを示している。
【００３０】
撮像素子８１に結像された被写体は、結像された向きから回転した状態で撮像素子８１から読み出され、前置処理８２において信号ゲインの補正等を行い、輝度・色処理８３によって輝度信号と色信号に変換され、モニタ８５には同図に示すように正常に被写体が映し出される。すなわち、新たなメモリを必要としないために、回路規模が増加したり、消費電力が増加することなしに、被写体を見やすい方向で表示することが可能となる。
【００３１】
上記説明では、撮像素子としてフレームインターラインタイプのＣＣＤを記載したが、他のタイプのＣＣＤ撮像素子、もしくはＭＯＳ撮像素子でも同様に適用できる。
【００３２】
【発明の効果】
本発明によれば、被写体の撮影方向によらず、常にモニタに正常な方向で映すことができる撮像装置を提供する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る撮像装置に用いる撮像素子の第１の実施の形態。
【図２】図１における撮像例を示す図である。
【図３】本発明に係る撮像装置に用いる撮像素子の第２の実施の形態。
【図４】図３における撮像例を示す図である。
【図５】本発明に係る撮像装置に用いる撮像素子の第３の実施の形態。
【図６】図５における撮像例を示す図である。
【図７】本発明に係る撮像装置に用いる撮像素子の第４の実施の形態。
【図８】本発明における撮像素子を用いたシステム例を示す図である。
【符号の説明】
１０，３０，５０，７０，８１・・・撮像素子、
１１，３１，５１，７１・・・画素、
１２，３２，７２・・・光電変換部垂直ＣＣＤ、
５２・・・垂直ＣＣＤ、
１３１，１３２，３３１，３３２，７３１，７３２・・・蓄積部垂直ＣＣＤ、
１４１，１４２，３４１，３４２，５４１，５４２，７４１，７４２・・・水平ＣＣＤ、
１５１，１５２，３５１，３５２，５５１，５５２，７５１，７５２・・・出力部、
１６１，１６２，３６１，３６２，５６１，５６２，７６・・・出力端子、
７７・・・選択部、
８２・・・前置処理、
８３・・・輝度・色処理、
８５・・・モニタ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2005051373.tif 000007
【図６】
2005051373.tif 000008
【図７】
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【図８】
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