JP2000152095A - 撮像装置及びそれを用いた撮像システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の撮像装置をさまざまな用途に使用する
場合に制約が生じることを課題とする。 【解決手段】 光電変換部と、前記光電変換部をリセッ
トするリセット部と、前記光電変換部からの信号を読み
出す読出部を含む画素を複数有した撮像装置において、
前記画素毎に設けられたリセット部又は／及び読出部を
独立に制御する制御部を有することを特徴とする撮像装
置を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像を処理するた
めの撮像装置及びそれを用いた撮像システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】撮像装置の一つとして、セル単位に増幅
装置を設けた増幅型撮像装置が提案されている。この装
置は、各セルにフォトダイオードを設け、そこで検出し
た電荷をＭＯＳ構造のトランジスタで増幅するものであ
る。図１８は、撮像装置の従来の構成を示す図である。
図１８では例として、入射光の光電変換、蓄積、増幅を
おこなう４×３のマトリクスが示されている。ここで、
フォトダイオード７０は入射光を光電変換、蓄積する素
子であり、セル・アンプ７１はフォトダイオード７０で
発生した光電荷のリセット、光電荷の電圧変換、および
マトリクス構成の特定セルからの信号電圧読み出しをお
こなう。マトリクス上のセルの特定は、垂直駆動部７２
から水平アドレス線７５へ供給される行選択信号、およ
び水平駆動部７３から水平出力選択トランジスタ７７へ
供給される列選択信号によりなされる。

【０００３】セル・アンプ７１は、図２０のように選択
トランジスタ８１、光電荷リセット・トランジスタ８
０、およびフォトダイオードに接続されその検出信号を
増幅する増幅トランジスタ８２より構成される。

【０００４】図１９は図１８、２０の如く構成される撮
像装置を動作させるタイミング・チャートである。先
ず、水平アドレス線７５を図１９のＳＧ７５（１）のよ
うにハイ・レベルにすると、このラインの垂直選択トラ
ンジスタ８１がオンする。この時に読み出し線７４に
は、フォトダイオード７０に接続された増幅トランジス
タ８２のゲートの光電荷に応じた電圧が垂直信号線７４
に現れる。次いで、水平駆動部７３から水平選択信号Ｓ
Ｇ７７（１）を水平出力選択トランジスタに印加し信号
出力線７８へ信号を出力する。同様に、ＳＧ７７
（２），ＳＧ７７（３）−の信号に同期した電圧信号を
１水平ライン分だけ水平信号線７８から順次取り出す。
１ライン分の信号の読み出しが終わったあとでリセット
線７６をハイ・レベルにするリセット信号ＳＧ７６
（１）を印加し、このラインのリセット・トランジスタ
８０をオンして光電荷をリセットする。

【０００５】上記動作を、行毎に順次続けることによ
り、マトリクスのすべての信号を読み出すことができ
る。

【０００６】図２１は、上述した撮像装置３３を用いた
撮像システムの構成例である。ここで、４はこの撮像装
置の電力供給を賄う電池の如き電源である。そして、１
はレンズである。撮像素子３３は上述したように、レン
ズ１によって結像された光信号を電気信号に変換する。
５はこの電気信号を自動的に適性値に増幅するＡＧＧア
ンプであり、６はそのアナログ信号をデジタル信号に変
換するＡ／Ｄ変換器である。７は画像信号の加工処理や
適当なフォーマットへの変換をおこなう信号処理部分で
ある。３９はこの撮像素子の制御を司るＣＰＵであり、
３８はＣＰＵ３９からの制御信号により各機能ブロック
の動作タイミングを発生するＴＧである。

【０００７】なお、光量は光電荷の蓄積時間とその出力
信号の平均値により定量的に求める方法が知られてい
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記に
説明した従来の撮像装置では行毎にリセット及び読み出
しが同時に行われている。そのために、同じ行に存在す
る複数の画素間でリセットを行う時期や読み出しを行う
時期をずらすようなことは出来ず、従来の撮像装置では
さまざまな面で制約を受けることになる。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記に示した
課題を解決するためのもので、光電変換手段と、前記光
電変換手段をリセットするリセット手段と、前記光電変
換手段からの信号を読み出す読出手段を含む画素を複数
有した撮像装置において、前記画素毎に設けられたリセ
ット手段又は／及び読出手段を独立に制御する制御手段
を有することを特徴とする撮像装置を提供する。

【００１０】また上記に記載の撮像装置と、前記撮像装
置に供給する電力の残量を検出する検出手段と、前記検
出手段で検出された情報に基づいて前記撮像装置内の制
御手段を制御する処理手段とを有する撮像システムを提
供する。

【００１１】また、上記の記載の撮像装置と、前記撮像
装置内の複数の前記画素のそれぞれの露光量を検出する
露光量検出手段と、前記露光量検出手段で検出された情
報に基づいて前記撮像装置内の制御手段を制御する処理
手段とを有する撮像システムを提供する。

【００１２】また、上記に記載の撮像装置と、撮像領域
の被写体の動きを検出する動き検出手段と、前記動検出
手段で検出された情報に基づいて前記撮像装置内の制御
手段を制御する処理手段とを有する撮像システムを提供
する。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図面
を用いて説明する。

【００１４】（第１の実施形態）図１は、本発明の第１
の実施形態を示す撮像装置の図である。図１では例とし
て、４×３のマトリクスが示されている。ここで、フォ
トダイオード７０は入射光を光電変換、蓄積する素子で
あり、セル・アンプ７１はフォトダイオード７０で発生
した光電荷のリセット、光電荷の電圧変換、およびマト
リクス構成の特定セルからの信号電圧読み出しをおこな
う。マトリクス上のセルの特定は、垂直駆動部７２から
水平アドレス線７５へ供給される行選択信号、および水
平駆動部７３から水平出力選択トランジスタ７７へ供給
される列選択信号によりなされる。

【００１５】セル・アンプ７１は、図２０のように選択
トランジスタ８１、光電荷リセット・トランジスタ８
０、およびフォトダイオードに接続されその検出信号を
増幅する増幅トランジスタ８２より構成される。ここ
で、フォトダイオード７０とセルアンプ７１で１画素が
形成されている。本実施例では、、光電荷のリセットを
おこなう信号線７６が７６（１−１），７６（１−２）
および７６（１−３）のように複数本設けられている。

【００１６】図２は図１のように構成される撮像装置を
動作させるタイミング・チャートの１例である。先ず、
リセット・トランジスタリセット線７６（１−１）をハ
イ・レベルにするリセット信号ＳＧ７６（１−１）を印
加し、光電荷リセット・トランジスタ８０をオンして光
電荷をリセットする。つぎに水平アドレス線７５を図２
のＳＧ７５（１）のようにハイ・レベルにすると、この
ラインの選択トランジスタ８１がオンする。この時に読
み出し線７４には、フォトダイオード７０に接続された
増幅トランジスタ８２のゲートの光電荷に応じた電圧が
現れる。次いで、水平駆動部７３から水平選択信号ＳＧ
７７（１）を水平出力選択トランジスタに印加し信号出
力線７８へ信号を出力する。１画素分の信号の読み出し
が終わったあとで、リセット・トランジスタリセット線
７６（１−１）をハイ・レベルにするリセット信号ＳＧ
７６（１−２）を印加し、次の画素の光電荷リセット・
トランジスタ８０をオンして光電荷をリセットする。同
様に、上記動作を順次繰り返し、１水平ライン分の信号
を水平信号線７８から順次取り出す。さらに、上記動作
を行毎に順次続けることにより、マトリクスのすべての
信号を読み出すことができる。

【００１７】上記図２に示したような動作に水平アドレ
ス線７５とリセット線７６（１−Ｘ）のタイミング調整
を行うことにより、１回の撮像で撮影した時間がそれぞ
れ異なる複数の画像を得ることが可能となる。

【００１８】図３は図１のように構成される撮像装置を
動作させるためのタイミングチャートの別の１例であ
る。先ず、リセット・トランジスタ線７６（１−１）を
ハイレベルにするリセット信号ＳＧ７６（１−１）を印
加し、光電荷リセットトランジスタ８０をオンして光電
荷をリセットする。次に、リセットトランジスタ線７６
（１−２）をハイレベルにするリセット信号ＳＧ７６
（１−２）を印加し、光電荷リセットトランジスタ８０
をオンして光電荷をリセットする。このように順次リセ
ットを行い１行中すべてのリセットが終わった後に、水
平アドレス線７５（１）をハイレベルにするリセット信
号ＳＧ７５（１）を印加し、１水平ライン分のそれぞれ
のフォトダイオードの信号を読み出す。そして、水平駆
動部７３から水平選択信号ＳＧ（１）、ＳＧ（２）・・
・と順次に水平出力選択トランジスタに印加し信号出力
線７８へ順次出力する。この動作をすべての水平ライン
で繰り返し、マトリクスのすべての信号を読み出す。

【００１９】蓄積時間の開始はリセットが行われた後な
ので、上記図３に示したような１画素毎リセットの開始
時間をずらした動作を行うことにより、１画面から異な
る露光時間の信号を読み出すことが可能となる。

【００２０】（第２の実施の形態）図４は、本発明の第
２の実施形態を示す図である。図４では例として、入射
光の光電変換、蓄積、増幅をおこなう４×３のマトリク
スが示されている。ここで、フォトダイオード７０は入
射光を光電変換、蓄積する素子であり、セル・アンプ７
１はフォトダイオード７０で発生した光電荷のリセッ
ト、光電荷の電圧変換、およびマトリクス構成の特定セ
ルからの信号電圧読み出しをおこなう。マトリクス上の
セルの特定は、垂直駆動部７２から水平アドレス線７５
へ供給される行選択信号、および水平駆動部７３から水
平出力選択トランジスタ７７へ供給される列選択信号に
よりなされる。

【００２１】セル・アンプ７１は、図２のように選択ト
ランジスタ８１、光電荷リセット・トランジスタ８０、
およびフォトダイオードに接続されてその検出信号を増
幅する増幅トランジスタ８２より構成される。ここで、
フォトダイオード７０とセル・アンプ７１で１画素が形
成されている。但し、本実施例では、水平アドレスをお
こなう信号線７５が７５（１−１），７５（１−２）お
よび７５（１−３）のように複数本設けられている。

【００２２】図５は図４のように構成される撮像装置を
動作させるタイミング・チャートの１例である。先ず、
水平アドレス線７５を図５のＳＧ７５（１−１）のよう
にハイ・レベルにすると、このラインの選択トランジス
タ８１がオンする。この時に読み出し線７４には、フォ
トダイオード７０に接続された増幅トランジスタ８２の
ゲートの光電荷に応じた電圧が現れる。次いで、水平駆
動部７３から水平選択信号ＳＧ７７（１）を水平出力選
択トランジスタに印加し信号出力線７８へ信号を出力す
る。１画素分の信号の読み出しが終わったあとで、ＳＧ
７５（１−１）をオフにした後、ＳＧ７５（１−２）を
ハイ・レベルにする。次いで、水平駆動部７３から水平
選択信号ＳＧ７７（２）を水平出力選択トランジスタに
印加し信号出力線７８へ信号を出力する。同様に、上記
動作を順次繰り返し、１水平ライン分の信号を水平信号
線７８から順次取り出す。１ライン分の信号の読み出し
が終わったあとでリセット線７６をハイ・レベルにする
リセット信号ＳＧ７６（１）を印加し、このラインのリ
セット・トランジスタ８０をオンして光電荷をリセット
する。さらに、上記動作を行毎に順次続けることによ
り、マトリクスのすべての信号を読み出すことができ
る。

【００２３】蓄積時間の終了は読み出しが開始される時
なので、上記図４に示したような１画素毎の読み出し開
始時間を異ならせた動作を行うことにより、１画面から
異なる露光時間の信号を読み出すことが可能となる。

【００２４】また、図４のように構成される撮像装置で
例えばＳＧ７５（１−１）を印加し、ＳＧ７５（１−
２）を印加しないような動作を行うことにより、１画面
中で任意の画素からの信号を読み出すことが可能とな
る。

【００２５】（第３の実施の形態）図１は、本発明の第
３の実施形態を示す撮像装置の図である。図６では例と
して、４×３のマトリクスが示されている。ここで、フ
ォトダイオード７０は入射光を光電変換、蓄積する素子
であり、セル・アンプ７１はフォトダイオード７０で発
生した光電荷のリセット、光電荷の電圧変換、およびマ
トリクス構成の特定セルからの信号電圧読み出しをおこ
なう。マトリクス上のセルの特定は、垂直駆動部７２か
ら水平アドレス線７５へ供給される行選択信号、および
水平駆動部７３から水平出力選択トランジスタ７７へ供
給される列選択信号によりなされる。

【００２６】図７のように、セル・アンプ７１で、８３
は、ＰＤ７０で蓄積された電荷を増幅ＭＯＳトランジス
タ８２のゲートを浮遊構造としたフローティング・デフ
ュージョン（以下、ＦＤと略す）に転送する為の電位障
壁操作用転送ゲートの役割りを果たす転送ＭＯＳトラン
ジスタである。また、８０は該ＦＤ７０の電荷を同様の
作用により、リセットする為のリセットトランジスタで
ある。そして、ライン選択用のＭＯＳトランジスタとし
て８１が設けられている。なお、これらのＭＯＳトラン
ジスタのゲートは、各々、ＰＤ７０の電荷を転送する転
送信号線８６、ＦＤをリセットするリセット信号線７
６、および選択信号線７５に接続されている。

【００２７】ここでフォトダイオード７０とセル・アン
プ７１で１画素が形成される。但し、本実施例では、光
電荷のリセットをおこなう信号線７６が７６（１−
１），７６（１−２）および７６（１−３）のように複
数本設けられている。

【００２８】図８は図６のように構成される撮像装置を
動作させるタイミング・チャートの１例である。先ず、
リセット・トランジスタリセット線７６（１−１）と転
送信号線８６（１−１）をハイ・レベルにするリセット
信号ＳＧ７６（１−１）、転送信号ＳＧ８６（１−１）
を印加し、光電荷リセット・トランジスタ８０と転送ト
ランジスタ８３をオンして光電荷をリセットする。つぎ
に転送信号ＳＧ８６（１−１）と水平アドレス線７５を
図２のＳＧ７５（１）のようにハイ・レベルにすると、
このラインの選択トランジスタ８１がオンする。この時
に読み出し線７４には、フォトダイオード７０に接続さ
れた増幅トランジスタ８２のゲート電圧の光電荷に応じ
た電圧が現れる。次いで、水平駆動部７３から水平選択
信号ＳＧ７７（１）を水平出力選択トランジスタに印加
し信号出力線７８へ信号を出力する。１画素分の信号の
読み出しが終わったあとで、リセット・トランジスタリ
セット線７６（１−２）と転送信号線８６（１−２）を
ハイ・レベルにするリセット信号ＳＧ７６（１−２）、
転送信号ＳＧ８６（１−２）を印加し、次の画素の光電
荷リセット・トランジスタ８０と転送トランジスタ８３
をオンして光電荷をリセットする。同様に、上記動作を
順次繰り返し、１水平ライン分の信号を水平信号線７８
から順次取り出す。さらに、上記動作を行毎に順次続け
ることにより、マトリクスのすべての信号を読み出すこ
とができる。

【００２９】上記図８に示したような動作に水平アドレ
ス線７５、転送信号ＳＧ８６（１−Ｘ）、および、リセ
ット線７６（１−Ｘ）のタイミング調整を行うことによ
り、１回の撮像で時間がそれぞれ異なる複数の画像を得
ることが可能となる。

【００３０】図９は図６のように構成される撮像装置を
動作させるためのタイミングチャートの別の１例であ
る。先ず、リセット・トランジスタ線７６（１−１）、
転送信号線８６（１−１）をハイレベルにするリセット
信号ＳＧ７６（１−１）、転送信号ＳＧ８６（１−１）
を印加し、光電荷リセットトランジスタ８０、転送トラ
ンジスタ８３をオンして光電荷をリセットする。次に、
リセットトランジスタ線７６（１−２）、転送信号ＳＧ
８６（１−２）をハイレベルにするリセット信号ＳＧ７
６（１−２）、転送信号ＳＧ８６（１−２）を印加し、
光電荷リセットトランジスタ８０、転送トランジスタ８
３をオンして光電荷をリセットする。このように順次リ
セットを行い１水平ラインすべてのリセットが終わった
後に、転送信号８６（１−１），８６（１−２），８６
（１−３）、および水平アドレス線７６（１）をハイレ
ベルにする信号ＳＧ８６（１−１），ＳＧ８６（１−
２），ＳＧ８６（１−３），および、ＳＧ７５（１）を
印加し、１水平ライン分のそれぞれのフォトダイオード
の信号を読み出す。そして、水平駆動部７３から水平選
択信号ＳＧ（１）、ＳＧ（２）・・・と順次に水平出力
選択トランジスタに印加し信号出力線７８へ順次出力す
る。この動作をすべての水平ラインで繰り返し、マトリ
クスのすべての信号を読み出す。

【００３１】蓄積時間の開始はリセットが行われた後な
ので、上記図９に示したような１画素毎リセットの開始
時間をずらした動作を行うことにより、１画面から異な
る露光時間の信号を読み出すことが可能となる。

【００３２】（第４の実施形態）図６は、本発明の第４
の実施形態を示す図である。図では例として、入射光の
光電変換、蓄積、増幅をおこなう４×３のマトリクスが
示されている。ここで、フォトダイオード７０は入射光
を光電変換、蓄積する素子であり、セル・アンプ７１は
フォトダイオード７０で発生した光電荷のリセット、光
電荷の電圧変換、およびマトリクス構成の特定セルから
の信号電圧読み出しをおこなう。マトリクス上のセルの
特定は、垂直駆動部７２から水平アドレス線７５へ供給
される行選択信号、および水平駆動部７３から水平出力
選択トランジスタ７７へ供給される列選択信号によりな
される。

【００３３】図７のように、セル・アンプ７１で、８３
は、ＰＤ７０で蓄積された電荷を増幅ＭＯＳトランジス
タ８２のゲートを浮遊構造としたフローティング・デフ
ュージョン（以下、ＦＤと略す）に転送する為の電位障
壁操作用転送ゲートの役割りを果たす転送ＭＯＳトラン
ジスタである。また、８０は該ＦＤ７０の電荷を同様の
作用により、リセットする為のリセットトランジスタで
ある。そして、ライン選択用のＭＯＳトランジスタとし
て８１が設けられている。なお、これらのＭＯＳトラン
ジスタのゲートは、各々、ＰＤ７０の電荷を転送する転
送信号線８６、ＦＤをリセットするリセット信号線７
６、および選択信号線７５に接続されている。

【００３４】ここでフォトダイオード７０とセルアンプ
７１で１画素が形成されている。但し、本実施例では、
水平アドレスをおこなう信号線７５が７５（１−１），
７５（１−２）および７５（１−３）のように複数本設
けられている。

【００３５】図１１は図１０のように構成される撮像装
置を動作させるタイミング・チャートの１例である。先
ず、水平アドレス線７５，転送信号線８６を図１１のＳ
Ｇ７５（１−１），ＳＧ８６（１）のようにハイ・レベ
ルにすると、選択トランジスタ８１，転送トランジスタ
８３がオンする。この時に読み出し線７４には、フォト
ダイオード７０に接続された増幅トランジスタ８２のゲ
ート電圧の光電荷に応じた電圧が現れる。次いで、水平
駆動部７３から水平選択信号ＳＧ７７（１）を水平出力
選択トランジスタに印加し信号出力線７８へ信号を出力
する。１画素分の信号の読み出しが終わったあとで、Ｓ
Ｇ７５（１−１）をオフにした後、ＳＧ７５（１−
２），ＳＧ８６（１−２）をハイ・レベルにする。次い
で、水平駆動部７３から水平選択信号ＳＧ７７（２）を
水平出力選択トランジスタに印加し信号出力線７８へ信
号を出力する。同様に、上記動作を順次繰り返し、１水
平ライン分の信号を水平信号線７８から順次取り出す。
１ライン分の信号の読み出しが終わったあとでリセット
線７６，転送信号線８６をハイ・レベルにするリセット
信号ＳＧ７６（１），転送信号ＳＧ８６（１−１），Ｓ
Ｇ８６（１−２），ＳＧ８６（１−３）を印加し、この
ラインのリセット・トランジスタ８０，転送トランジス
タ８３をオンして光電荷をリセットする。さらに、上記
動作を行毎に順次続けることにより、マトリクスのすべ
ての信号を読み出すことができる。

【００３６】蓄積時間の終了は読み出しが開始される後
なので、上記図１０に示したような１画素毎の読み出し
開始時間を異ならせた動作を行うことにより、１画面か
ら異なる露光時間の信号を読み出すことが可能となる。

【００３７】また、図１０のように構成される撮像装置
で例えばＳＧ７５（１−１），ＳＧ８６（１−１を印加
し、ＳＧ７５（１−２），ＳＧ８６（１−２）を印加し
ないような動作を行うことにより、１画面中で任意の画
素からの信号を読み出すことが可能となる。

【００３８】実施形態３又は４においては１水平ライン
で共通の転送信号線にして、ＩＤによる識別選択信号又
はＩＤによる時系列信号によって１水平ライン中の転送
トランジスタ８３を個々に独立に制御するようにしても
よい。

【００３９】また、実施形態１〜４で、１水平ライン中
のリセットトランジスタ８０、選択トランジスタ８１は
それぞれ複数のリセット信号線、水平アドレス線によっ
て個々に独立に制御されているが、１水平ラインでそれ
ぞれ共通のリセット信号線、選択信号線にして、ＩＤに
よる識別選択信号又はＩＤによる時系列信号によって１
水平ライン中のリセットトランジスタ８０、選択トラン
ジスタ８１を個々に独立に制御するようにしてもよい。

【００４０】また、実施形態１又は２で用いた撮像装置
及び実施形態３又は４で用いた撮像装置では、リセット
トランジスタ８０、選択トランジスタ８１のいずれか１
方が画素毎に独立に制御されているが、１つの撮像装置
内にリセットトランジスタ８０、選択トランジスタ８１
の両方ともに画素毎に独立に制御できるように、１水平
ラインのリセットトランジスタ８０、選択トランジスタ
８１を制御するための複数のリセット信号線、水平アド
レス線を設けても良い。またＩＤによる識別選択信号又
はＩＤによる時系列信号によって１水平ライン中のリセ
ットトランジスタ８０、選択トランジスタ８１を個々に
独立に制御するようにしてもよい。

【００４１】上記説明したように、画素毎にリセットト
ランジスタ８０、選択トランジスタ８１の両方を制御で
きるようにすることによって、例えば画素毎の露光量を
変化させること等がさらに正確に行える。

【００４２】また、上記実施形態１〜４の撮像装置内の
画素は図６又は図２０に示した構成に限るものではな
く、フォトダイオードをリセットするための手段と、フ
ォトダイオードの信号を読み出すための手段を持つ画素
であればよい。

【００４３】また、上記実施形態１〜４においては、リ
セットトランジスタがリセット手段に、選択トランジス
タが読出手段に、垂直駆動部が制御手段にそれぞれ相当
している。

【００４４】（実施形態５）本実施形態では、上記実施
形態１〜４で説明した撮像装置を消費電力の軽減の目的
のための用途に用いた撮像装置について説明する。

【００４５】図１２は、上述した上記実施形態１、２又
は３、４で用いた撮像装置５３を用いた撮像システムの
構成例である。ここで、４はこの撮像システムの電力供
給を賄う電池の如き電源である。そして、１はレンズで
ある。撮像装置３３は上述したように、レンズによって
結像された光信号を電気信号に変換する。５は電気信号
を自動的に適正値に増幅するＡＧＣアンプであり、６は
そのアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換
器である。７は画像信号の加工処理や適当なフォーマッ
トへの変換をおこなう信号処理部分である。５９はこの
撮像システムの制御を司るＣＰＵであり、５８はＣＰＵ
３９からの制御信号により各機能ブロックの動作タイミ
ングを発生するＴＧ（タイミングジェネレータ）であ
る。本実施例では省電力モード信号を受けて、図１３に
示す５８内の垂直読み出しプログラマブルタイミング制
御部２１、水平読み出しプログラマブルタイミング制御
部２０およびリセットプログラマブル制御部２３に光量
に応じたタイミングを上記のように設定する。これによ
り電力残量が少ないときには、なるべくセルアンプ７１
の動作回数を減らすことで電力消費を抑える。すなわ
ち、露光の間隔を長く設定しており、各ＭＯＳの動作周
波数を下げている。消費電力これは、ＣＶ²ｆ×個数に
比例して増加するためである。

【００４６】図１４は、電力残量を検出するための１例
である電力残量検出装置の構成を示すものである。ここ
で１０１、１０２は抵抗であり、該撮像素子の電力供給
信号線ＳＩＧ１０１から電流を受け電圧を発生する。省
電力モードＳＩＧ１００は、この電圧と基準としての電
圧１０２をコンパレータ１０３により比較して得る。こ
れらの検出にはＡ／Ｄ変換を併用した方法他が知られて
おり、特に方法に制約を受けるものではない。また、プ
ログラマブルなタイミング発生に関しては、垂直読み出
しプログラマブルタイミング制御部２１では、図１５に
示す如き構成をとる。１１１は基準クロックであり、１
０９、１１０はＣＰＵ５９からの設定を受け基準クロッ
ク１１１を計測する。そして、水平アドレス線７５に所
望の信号を水平アドレス・タイミング部１０７から出力
する。図示はしないが、リセットプログラマブル制御部
および２３水平読み出しプログラマブルタイミング制御
部２０に関しても同様な構成をとる。実施形態５におい
ては、電力残量検出装置が検出手段に、ＣＰＵ及びＴＧ
が処理手段に相当している。

【００４７】（実施形態６）本実施形態では、上記の実
施形態1，2又は３，４で用いた撮像装置を画素毎の露光
量制御に用いた撮像システムについて説明する。

【００４８】図16は、上述した1，2又は３，４で用いた
撮像装置53を用いた撮像システムの構成例である。ここ
で、１はレンズ、54は撮像装置からの信号から画素毎の
露光量を検出する露光量検出部、59は露光量検出部から
の情報に基づいて画素毎の露光時間を制御するように、
動作タイミングを発生させるためのTG58へ制御信号を送
るCPUである。このようなシステム構成にすることによ
り、露光量の多い部分の画素（明るい部分の光を受像）
では、露光時間を短くし、露光量の多い部分の画素（暗
い部分の光を受像）では露光時間を長くするように制御
することにより、被写体に明るい部分と暗い部分がある
場合で、どちらの部分も鮮明に撮像したい場合に有効と
なる。実施形態６においては、露光量検出部が露光量検
出手段に、ＣＰＵ及びＴＧが処理手段に相当している。

【００４９】（実施形態７）本実施形態では、上記の実
施形態1，2又は３，４で用いた撮像装置を画素毎の読み
出し制御に用いた撮像システムについて説明する。

【００５０】図１７は、上述した1，2又は３，４で用い
た撮像装置53を用いた撮像システムの構成例である。こ
こで、１はレンズ、55は撮像装置53からの１フレ−ム前
の信号と１フレ−ム後の信号を受け取りどの部分が変化
しているか（動いているか）を検出する動き検出部であ
り、59は動き検出部からの情報に基づいて動きがあった
部分の画素の信号を読み出すように、動作タイミングを
発生させるためのTG58へ制御信号を送るCPUである。こ
のようなシステム構成にすることにより、動画像を送信
する場合に、動きがあった部分のみ送信することがで
き、送信情報量の圧縮となるとともに、消費電力の軽減
にもつながる。実施形態７においては、動き検出部が動
き検出手段に、ＣＰＵ及びＴＧが処理手段に相当する。

【００５１】

【発明の効果】以上のように、本発明の撮像装置ではさ
まざまな用途に向けて使用することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態１で説明した撮像装置の図である。

【図２】実施形態１で説明した撮像装置を駆動させるた
めのタイミングチャ−トである。

【図３】実施形態１で説明した撮像装置を駆動させるた
めのタイミングチャ−トである。

【図４】実施形態２で説明した撮像装置の図である。

【図５】実施形態２で説明した撮像装置を駆動させるた
めのタイミングチャ−トである。

【図６】実施形態３で説明した撮像装置の図である。

【図７】セルアンプの構成を示す図である。

【図８】実施形態３で説明した撮像装置を駆動させるた
めのタイミングチャ−トである。

【図９】実施形態３で説明した撮像装置を駆動させるた
めのタイミングチャ−トである。

【図１０】実施形態４で説明した撮像装置の図である。

【図１１】実施形態４で説明した撮像装置を駆動させる
ためのタイミングチャ−トである。

【図１２】実施形態５で説明した撮像システムの図であ
る。

【図１３】撮像システム内のTGを説明するための図であ
る。

【図１４】電源残量検出部の構成図である。

【図１５】撮像システム内のTGを説明するための図であ
る。

【図１６】実施形態６で説明した撮像システムの図であ
る。

【図１７】実施形態７で説明した撮像システムの図であ
る。

【図１８】従来の撮像装置を示す図である。

【図１９】従来の撮像装置を駆動させるためのタイミン
グチャ−トである。

【図２０】セルアンプの構成を示す図である。

【図２１】従来の撮像システムの図である。

【符号の説明】

１ レンズ ４ 電源 ５ ＡＧＣ ６ Ａ／Ｄ ７ 映像信号処理部 ８ フレーム・メモリ ２０ 水平読み出しプログラマブル・タイミング制御部 ２１ 垂直プログラマブル・タイミング制御部 ２２ リセット・プログラマブル・タイミング制御部 ２４ Ａ／Ｄ変換タイミング制御部 ３３ 撮像装置 ３８ ＴＧ ３９ ＣＰＵ ４０ 水平読み出しタイミング制御部 ４１ 垂直タイミング制御部 ４３ リセット・タイミング制御部 ４４ Ａ／Ｄ変換タイミング制御部 ５４ 露光量検出部 ５５ 動き検出部 ５８ ＴＧ ５９ ＣＰＵ ７０ 光電変換素子 ７１ セルアンプ ７２ 垂直駆動部 ７３ 水平駆動部 ７４ 読み出し信号線 ７５ 水平アドレス線 ７６ リセット線 ７７ 水平出力選択装置 ７８ 信号出力線 ８０ リセット・トランジスタ ８１ 選択トランジスタ ８２ 読み出しトランジスタ ８３ 転送トランジスタ ８６ 転送信号線 １０１ 抵抗 １０２ 抵抗 １０３ コンパレーター １０７ 水平アドレス・タイミング制御信号 １０８ リセット・タイミング制御部 １０９ プログラマブル分周期 １１０ プログラマブル分周期 １１１ 基本クロック ＳＧ７５ 水平アドレス信号 ＳＧ７６ リセット信号 ＳＧ７７ 水平読み出し選択信号 ＳＧ１０１ 電力信号線 ＳＧ１０２ 電力検出基準電圧信号

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光電変換手段と、前記光電変換手段をリ
   セットするリセット手段と、前記光電変換手段からの信
   号を読み出す読出手段を含む画素を複数有した撮像装置
   において、 前記画素毎に設けられたリセット手段又は／及び読出手
   段を独立に制御する制御手段を有することを特徴とする
   撮像装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記制御手段は前記
   画素毎に設けられたリセット手段又は／及び読出手段の
   それぞれに選択的に制御信号を出力することを特徴とす
   る。
3. 【請求項３】 請求項２において、前記制御手段は前記
   画素毎に設けられたリセット手段又は／及び読出手段の
   それぞれに信号線が接続されて任意の信号線に制御信号
   を出力することを特徴とする。
4. 【請求項４】 請求項３において、前記制御信号は前記
   画素毎に設けられたリセット手段又は／及び読出手段の
   いずれかを選択するための識別情報を有することを特徴
   とする。
5. 【請求項５】 請求項１乃至請求項４のいずれか１項に
   記載の撮像装置と、前記撮像装置に供給する電力の残量
   を検出する検出手段と、前記検出手段で検出された情報
   に基づいて前記撮像装置内の制御手段を制御する処理手
   段とを有する撮像システム。
6. 【請求項６】 請求項１乃至請求項４のいずれか１項に
   記載の撮像装置と、前記撮像装置内の複数の前記画素の
   それぞれの露光量を検出する露光量検出手段と、前記露
   光量検出手段で検出された情報に基づいて前記撮像装置
   内の制御手段を制御する処理手段とを有する撮像システ
   ム。
7. 【請求項７】 請求項６において、前記処理手段は露光
   量の多い画素の露光時間を短くし、露光量の少ない画素
   の露光時間を長くするように制御することを特徴とす
   る。
8. 【請求項８】 請求項１乃至請求項４のいずれか１項に
   記載の撮像装置と、撮像領域の被写体の動きを検出する
   動き検出手段と、前記動検出手段で検出された情報に基
   づいて前記撮像装置内の制御手段を制御する処理手段と
   を有する撮像システム。
9. 【請求項９】 請求項８において、前記処理手段は動き
   が検出された画素の信号を読み出すように制御すること
   を特徴とする。