JP2000221005A - 固体撮像装置 - Google Patents
固体撮像装置Info
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- JP2000221005A JP2000221005A JP11022406A JP2240699A JP2000221005A JP 2000221005 A JP2000221005 A JP 2000221005A JP 11022406 A JP11022406 A JP 11022406A JP 2240699 A JP2240699 A JP 2240699A JP 2000221005 A JP2000221005 A JP 2000221005A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 小型かつ安価であって高速に対象物体の３次
元的な変位方向や変位量を測定するのに好適に用いられ
る固体撮像装置を提供する。 【解決手段】 フォトダイオードが２次元配列された受
光部１、積分回路アレイ２、スイッチマトリックス３お
よびシフトレジスタ４を備える。各フォトダイオードＰ
Ｄmnは、受光した光の強度に応じた電流信号を各々出力
する。積分回路アレイ２は、２５組の積分回路およびホ
ールド回路を有している。各組の積分回路およびホール
ド回路は、フォトダイオードＰＤmnそれぞれに対応して
設けられている。スイッチマトリックス３およびシフト
レジスタ４は、２５個のフォトダイオードＰＤmnのうち
読出ライン上にある各フォトダイオードそれぞれからの
出力信号を、対応する積分回路およびホールド回路を経
て順次に出力ラインに出力する。
元的な変位方向や変位量を測定するのに好適に用いられ
る固体撮像装置を提供する。 【解決手段】 フォトダイオードが２次元配列された受
光部１、積分回路アレイ２、スイッチマトリックス３お
よびシフトレジスタ４を備える。各フォトダイオードＰ
Ｄmnは、受光した光の強度に応じた電流信号を各々出力
する。積分回路アレイ２は、２５組の積分回路およびホ
ールド回路を有している。各組の積分回路およびホール
ド回路は、フォトダイオードＰＤmnそれぞれに対応して
設けられている。スイッチマトリックス３およびシフト
レジスタ４は、２５個のフォトダイオードＰＤmnのうち
読出ライン上にある各フォトダイオードそれぞれからの
出力信号を、対応する積分回路およびホールド回路を経
て順次に出力ラインに出力する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、撮像対象物の３次
元的な変位方向や変位量を測定するのに好適に用いられ
得る固体撮像装置に関するものである。
元的な変位方向や変位量を測定するのに好適に用いられ
得る固体撮像装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】固体撮像装置は、複数の受光素子が１次
元状または２次元状にアレイ配列されている。複数の受
光素子が１次元状にアレイ配列された固体撮像装置で
は、その１次元アレイ配置された複数の受光素子それぞ
れが受光した光の光量に応じた電圧信号が順次に出力さ
れる。このような固体撮像装置は、１次元的な光の強度
分布を得ることができ、例えばカメラに組み込まれるパ
ッシブ測距装置に用いられている。この測距装置では、
発光ダイオード等から対象物体に投光されたスポット光
の反射を２つの固体撮像装置それぞれにより撮像し、撮
像された２つの像に基づいて測距が行われる（例えば、
特開昭６３−２１２２７８号公報を参照）。しかし、こ
の測距装置は、対象物体までの距離を測定することがで
きるものの、当該距離方向と直交する２方向についての
対象物体の変位方向や変位量を測定することができな
い。
元状または２次元状にアレイ配列されている。複数の受
光素子が１次元状にアレイ配列された固体撮像装置で
は、その１次元アレイ配置された複数の受光素子それぞ
れが受光した光の光量に応じた電圧信号が順次に出力さ
れる。このような固体撮像装置は、１次元的な光の強度
分布を得ることができ、例えばカメラに組み込まれるパ
ッシブ測距装置に用いられている。この測距装置では、
発光ダイオード等から対象物体に投光されたスポット光
の反射を２つの固体撮像装置それぞれにより撮像し、撮
像された２つの像に基づいて測距が行われる（例えば、
特開昭６３−２１２２７８号公報を参照）。しかし、こ
の測距装置は、対象物体までの距離を測定することがで
きるものの、当該距離方向と直交する２方向についての
対象物体の変位方向や変位量を測定することができな
い。
【０００３】一方、複数の受光素子が２次元状にアレイ
配列された固体撮像装置では、その２次元アレイ配置さ
れた複数の受光素子それぞれが受光した光の光量に応じ
た電圧信号が順次に出力される。このような固体撮像装
置は、２次元的な光の強度分布を得ることができる。そ
して、２つの固体撮像装置それぞれにより対象物体を撮
像し、これら２つの対象物体像をフレームメモリ等の記
憶媒体に一旦記憶して、ＣＰＵやＤＳＰ等を用いて演算
を行うことにより、対象物体の３次元な変位方向や変位
量を測定することができる。
配列された固体撮像装置では、その２次元アレイ配置さ
れた複数の受光素子それぞれが受光した光の光量に応じ
た電圧信号が順次に出力される。このような固体撮像装
置は、２次元的な光の強度分布を得ることができる。そ
して、２つの固体撮像装置それぞれにより対象物体を撮
像し、これら２つの対象物体像をフレームメモリ等の記
憶媒体に一旦記憶して、ＣＰＵやＤＳＰ等を用いて演算
を行うことにより、対象物体の３次元な変位方向や変位
量を測定することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、複数の
受光素子が２次元状にアレイ配列された固体撮像装置を
用いて対象物体の３次元な変位方向や変位量を測定する
場合には、フレームメモリ等のハードウェアが必要であ
り、全体のシステムが大型となり、コストが高くなる。
また、測定に要する時間が長いことから、対象物体が高
速に移動している場合には、その対象物体の変位方向や
変位量を測定することができない。
受光素子が２次元状にアレイ配列された固体撮像装置を
用いて対象物体の３次元な変位方向や変位量を測定する
場合には、フレームメモリ等のハードウェアが必要であ
り、全体のシステムが大型となり、コストが高くなる。
また、測定に要する時間が長いことから、対象物体が高
速に移動している場合には、その対象物体の変位方向や
変位量を測定することができない。
【０００５】本発明は、上記問題点を解消する為になさ
れたものであり、小型かつ安価であって高速に対象物体
の３次元的な変位方向や変位量を測定するのに好適に用
いられる固体撮像装置を提供することを目的とする。
れたものであり、小型かつ安価であって高速に対象物体
の３次元的な変位方向や変位量を測定するのに好適に用
いられる固体撮像装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明に係る固体撮像装
置は、(1) 受光した光の強度に応じた電流信号を各々出
力する複数の受光素子が２次元配列された受光部と、
(2) 複数の受光素子それぞれに対応して設けられ、各受
光素子から出力された電流信号を電圧信号に変換して、
この電圧信号を出力する複数の積分回路と、(3) 複数の
受光素子のうち読出ライン上にある各受光素子それぞれ
に対応して設けられた積分回路から出力される電圧信号
を順次選択して出力ラインに出力する選択手段と、を備
えることを特徴とする。
置は、(1) 受光した光の強度に応じた電流信号を各々出
力する複数の受光素子が２次元配列された受光部と、
(2) 複数の受光素子それぞれに対応して設けられ、各受
光素子から出力された電流信号を電圧信号に変換して、
この電圧信号を出力する複数の積分回路と、(3) 複数の
受光素子のうち読出ライン上にある各受光素子それぞれ
に対応して設けられた積分回路から出力される電圧信号
を順次選択して出力ラインに出力する選択手段と、を備
えることを特徴とする。
【０００７】この固体撮像装置によれば、受光部におい
て２次元配列された複数の受光素子それぞれにより、受
光された光の強度に応じた電流信号が出力される。各受
光素子に対応して設けられた積分回路により、その電流
信号は電圧信号に変換されて、電圧信号が出力される。
そして、受光部における複数の受光素子のうち読出ライ
ン上にある各受光素子それぞれに対応して設けられた積
分回路から出力される電圧信号は、選択手段により順次
選択されて出力ラインに出力される。
て２次元配列された複数の受光素子それぞれにより、受
光された光の強度に応じた電流信号が出力される。各受
光素子に対応して設けられた積分回路により、その電流
信号は電圧信号に変換されて、電圧信号が出力される。
そして、受光部における複数の受光素子のうち読出ライ
ン上にある各受光素子それぞれに対応して設けられた積
分回路から出力される電圧信号は、選択手段により順次
選択されて出力ラインに出力される。
【０００８】また、本発明に係る固体撮像装置では、選
択手段は、読出ラインおよび出力ラインを複数組有し、
各読出ライン上にある各受光素子それぞれに対応して設
けられた積分回路から出力される電圧信号を順次選択し
て、その読出ラインに対応する出力ラインに出力するこ
とを特徴とするのが好適である。この場合には、各読出
ライン上にある各受光素子それぞれに対応して設けられ
た積分回路から出力される電圧信号は、選択手段により
選択されて対応する出力ラインに同時に出力される。
択手段は、読出ラインおよび出力ラインを複数組有し、
各読出ライン上にある各受光素子それぞれに対応して設
けられた積分回路から出力される電圧信号を順次選択し
て、その読出ラインに対応する出力ラインに出力するこ
とを特徴とするのが好適である。この場合には、各読出
ライン上にある各受光素子それぞれに対応して設けられ
た積分回路から出力される電圧信号は、選択手段により
選択されて対応する出力ラインに同時に出力される。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明にお
いて同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を
省略する。
の実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明にお
いて同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を
省略する。
【００１０】図１は、本実施形態に係る固体撮像装置の
概略構成図である。本実施形態に係る固体撮像装置は、
フォトダイオード（受光素子）が２次元配列された受光
部１、積分回路アレイ２、スイッチマトリックス３およ
びシフトレジスタ４を備える。なお、以下では説明を簡
便にする為に、受光部１は２５個のフォトダイオードを
有するものとし、フォトダイオードＰＤmn（１≦ｍ≦
５、１≦ｎ≦５）が５行５列に配列されているものとす
る。各フォトダイオードＰＤmnは、受光した光の強度に
応じた電流信号を出力する。積分回路アレイ２は、２５
組の積分回路およびホールド回路を有している。各組の
積分回路およびホールド回路は、各フォトダイオードＰ
Ｄmnに対応して設けられている。積分回路は、対応する
フォトダイオードから出力される電流信号を電圧信号に
変換して、この電圧信号を出力する。ホールド回路は、
対応する積分回路から出力される電圧信号を保持する。
概略構成図である。本実施形態に係る固体撮像装置は、
フォトダイオード（受光素子）が２次元配列された受光
部１、積分回路アレイ２、スイッチマトリックス３およ
びシフトレジスタ４を備える。なお、以下では説明を簡
便にする為に、受光部１は２５個のフォトダイオードを
有するものとし、フォトダイオードＰＤmn（１≦ｍ≦
５、１≦ｎ≦５）が５行５列に配列されているものとす
る。各フォトダイオードＰＤmnは、受光した光の強度に
応じた電流信号を出力する。積分回路アレイ２は、２５
組の積分回路およびホールド回路を有している。各組の
積分回路およびホールド回路は、各フォトダイオードＰ
Ｄmnに対応して設けられている。積分回路は、対応する
フォトダイオードから出力される電流信号を電圧信号に
変換して、この電圧信号を出力する。ホールド回路は、
対応する積分回路から出力される電圧信号を保持する。
【００１１】スイッチマトリックス３およびシフトレジ
スタ４は、２５個のフォトダイオードＰＤmnのうち読出
ライン上にある各フォトダイオードそれぞれからの出力
信号を、対応する積分回路およびホールド回路を経て順
次に出力ラインに出力する。読出ラインは、受光部１上
の仮想のラインであって、直線であってもよいし、曲線
であってもよく、スイッチマトリックス３およびシフト
レジスタ４により任意に設定可能である。出力ライン
は、演算部（図示せず）等に接続されており、電圧信号
列を該演算部等へ向けて出力するものである。
スタ４は、２５個のフォトダイオードＰＤmnのうち読出
ライン上にある各フォトダイオードそれぞれからの出力
信号を、対応する積分回路およびホールド回路を経て順
次に出力ラインに出力する。読出ラインは、受光部１上
の仮想のラインであって、直線であってもよいし、曲線
であってもよく、スイッチマトリックス３およびシフト
レジスタ４により任意に設定可能である。出力ライン
は、演算部（図示せず）等に接続されており、電圧信号
列を該演算部等へ向けて出力するものである。
【００１２】例えば、５個のフォトダイオードＰＤ11，
ＰＤ22，ＰＤ33，ＰＤ44およびＰＤ 55が第１の読出ライ
ン上にあるとすると、これらの各フォトダイオードそれ
ぞれに対応するホールド回路により保持された電圧信号
を第１の出力ライン１１に順次に出力する。５個のフォ
トダイオードＰＤ13，ＰＤ23，ＰＤ33，ＰＤ43およびＰ
Ｄ53が第２の読出ライン上にあるとすると、これらの各
フォトダイオードそれぞれに対応するホールド回路によ
り保持された電圧信号を第２の出力ライン１２に順次に
出力する。５個のフォトダイオードＰＤ15，ＰＤ24，Ｐ
Ｄ33，ＰＤ42およびＰＤ51が第３の読出ライン上にある
とすると、これらの各フォトダイオードそれぞれに対応
するホールド回路により保持された電圧信号を第３の出
力ライン１３に順次に出力する。また、５個のフォトダ
イオードＰＤ31，ＰＤ32，ＰＤ33，ＰＤ34およびＰＤ35
が第４の読出ライン上にあるとすると、これらの各フォ
トダイオードそれぞれに対応するホールド回路により保
持された電圧信号を第４の出力ライン１４に順次に出力
する。
ＰＤ22，ＰＤ33，ＰＤ44およびＰＤ 55が第１の読出ライ
ン上にあるとすると、これらの各フォトダイオードそれ
ぞれに対応するホールド回路により保持された電圧信号
を第１の出力ライン１１に順次に出力する。５個のフォ
トダイオードＰＤ13，ＰＤ23，ＰＤ33，ＰＤ43およびＰ
Ｄ53が第２の読出ライン上にあるとすると、これらの各
フォトダイオードそれぞれに対応するホールド回路によ
り保持された電圧信号を第２の出力ライン１２に順次に
出力する。５個のフォトダイオードＰＤ15，ＰＤ24，Ｐ
Ｄ33，ＰＤ42およびＰＤ51が第３の読出ライン上にある
とすると、これらの各フォトダイオードそれぞれに対応
するホールド回路により保持された電圧信号を第３の出
力ライン１３に順次に出力する。また、５個のフォトダ
イオードＰＤ31，ＰＤ32，ＰＤ33，ＰＤ34およびＰＤ35
が第４の読出ライン上にあるとすると、これらの各フォ
トダイオードそれぞれに対応するホールド回路により保
持された電圧信号を第４の出力ライン１４に順次に出力
する。
【００１３】図２は、本実施形態に係る固体撮像装置の
回路図である。この図は、１組のフォトダイオードＰＤ
mn、積分回路２１mn、ホールド回路２２mnおよび選択回
路３１mnを示している。積分回路２１mnおよびホールド
回路２２mnは、積分回路アレイ２を構成する２５組のう
ちの１組である。また、選択回路３１mnは、スイッチマ
トリックス３を構成する２５個のうちの１つであるフォ
トダイオードＰＤmnは、カソード端子が電源電圧Ｖddに
接続され、アノード端子が積分回路２１mnの入力端子に
接続されている。フォトダイオードＰＤmnは、受光した
光の光量に応じた電流信号を、アノード端子から積分回
路２１mnの入力端子へ出力する。
回路図である。この図は、１組のフォトダイオードＰＤ
mn、積分回路２１mn、ホールド回路２２mnおよび選択回
路３１mnを示している。積分回路２１mnおよびホールド
回路２２mnは、積分回路アレイ２を構成する２５組のう
ちの１組である。また、選択回路３１mnは、スイッチマ
トリックス３を構成する２５個のうちの１つであるフォ
トダイオードＰＤmnは、カソード端子が電源電圧Ｖddに
接続され、アノード端子が積分回路２１mnの入力端子に
接続されている。フォトダイオードＰＤmnは、受光した
光の光量に応じた電流信号を、アノード端子から積分回
路２１mnの入力端子へ出力する。
【００１４】積分回路２１mnは、入力端子と出力端子と
の間に互いに並列にアンプＡ１、容量素子Ｃ１およびス
イッチ素子ＳＷ１が接続されている。積分回路２１
mnは、スイッチ素子ＳＷ１が閉じているときには、容量
素子Ｃ１を放電して初期化し、スイッチ素子ＳＷ１が開
いているときには、フォトダイオードＰＤmnから入力端
子に入力した電荷を容量素子Ｃ１に蓄積して、その蓄積
された電荷に応じた電圧信号を出力端子から出力する。
の間に互いに並列にアンプＡ１、容量素子Ｃ１およびス
イッチ素子ＳＷ１が接続されている。積分回路２１
mnは、スイッチ素子ＳＷ１が閉じているときには、容量
素子Ｃ１を放電して初期化し、スイッチ素子ＳＷ１が開
いているときには、フォトダイオードＰＤmnから入力端
子に入力した電荷を容量素子Ｃ１に蓄積して、その蓄積
された電荷に応じた電圧信号を出力端子から出力する。
【００１５】ホールド回路２２mnは、入力端子と出力端
子との間に順にスイッチ素子ＳＷ２およびアンプＡ２を
備え、スイッチ素子ＳＷ２とアンプＡ２との接続点が容
量素子Ｃ２を介して接地されている。ホールド回路２２
mnは、スイッチ素子ＳＷ２が閉じているときに積分回路
２１mnから出力された電圧信号を容量素子Ｃ２に記憶
し、スイッチ素子ＳＷ２が開いた後も、容量素子Ｃ２の
電圧信号を保持し、その電圧信号をアンプＡ２を介して
出力する。
子との間に順にスイッチ素子ＳＷ２およびアンプＡ２を
備え、スイッチ素子ＳＷ２とアンプＡ２との接続点が容
量素子Ｃ２を介して接地されている。ホールド回路２２
mnは、スイッチ素子ＳＷ２が閉じているときに積分回路
２１mnから出力された電圧信号を容量素子Ｃ２に記憶
し、スイッチ素子ＳＷ２が開いた後も、容量素子Ｃ２の
電圧信号を保持し、その電圧信号をアンプＡ２を介して
出力する。
【００１６】選択回路３１mnは、出力ライン１１〜１４
それぞれに対応してスイッチ素子ＳＷ１１〜ＳＷ１４を
備えている。スイッチ素子ＳＷ１１は、ホールド回路２
２mnの出力端子と第１の出力ライン１１との間に設けら
れ、閉じているときにホールド回路２２mnから出力され
る電圧信号を第１の出力ライン１１に出力する。スイッ
チ素子ＳＷ１２は、ホールド回路２２mnの出力端子と第
２の出力ライン１２との間に設けられ、閉じているとき
にホールド回路２２mnから出力される電圧信号を第２の
出力ライン１２に出力する。スイッチ素子ＳＷ１３は、
ホールド回路２２mnの出力端子と第３の出力ライン１３
との間に設けられ、閉じているときにホールド回路２２
mnから出力される電圧信号を第３の出力ライン１３に出
力する。また、スイッチ素子ＳＷ１４は、ホールド回路
２２mnの出力端子と第４の出力ライン１４との間に設け
られ、閉じているときにホールド回路２２mnから出力さ
れる電圧信号を第４の出力ライン１４に出力する。
それぞれに対応してスイッチ素子ＳＷ１１〜ＳＷ１４を
備えている。スイッチ素子ＳＷ１１は、ホールド回路２
２mnの出力端子と第１の出力ライン１１との間に設けら
れ、閉じているときにホールド回路２２mnから出力され
る電圧信号を第１の出力ライン１１に出力する。スイッ
チ素子ＳＷ１２は、ホールド回路２２mnの出力端子と第
２の出力ライン１２との間に設けられ、閉じているとき
にホールド回路２２mnから出力される電圧信号を第２の
出力ライン１２に出力する。スイッチ素子ＳＷ１３は、
ホールド回路２２mnの出力端子と第３の出力ライン１３
との間に設けられ、閉じているときにホールド回路２２
mnから出力される電圧信号を第３の出力ライン１３に出
力する。また、スイッチ素子ＳＷ１４は、ホールド回路
２２mnの出力端子と第４の出力ライン１４との間に設け
られ、閉じているときにホールド回路２２mnから出力さ
れる電圧信号を第４の出力ライン１４に出力する。
【００１７】次に、本実施形態に係る固体撮像装置の動
作について説明する。積分回路アレイ２中の各積分回路
２１mnにおいて、初めにスイッチ素子ＳＷ１が閉じられ
て、容量素子Ｃ１が放電され初期化される。次に、スイ
ッチ素子ＳＷ１が開かれて、フォトダイオードＰＤmnか
ら出力された電流信号に応じて電荷が容量素子Ｃ１に蓄
積される。その後、各ホールド回路２２mnのスイッチ素
子ＳＷ２が一定期間だけ閉じられ、各積分回路２１mnか
ら出力される電圧信号は、各ホールド回路２２ mnの容量
素子Ｃ２に記憶される。そして、スイッチ素子ＳＷ２が
開いた後も、容量素子Ｃ２には電圧信号が保持される。
この時点では、各選択回路３１mnのスイッチ素子ＳＷ１
１〜ＳＷ１４は全て開かれている。
作について説明する。積分回路アレイ２中の各積分回路
２１mnにおいて、初めにスイッチ素子ＳＷ１が閉じられ
て、容量素子Ｃ１が放電され初期化される。次に、スイ
ッチ素子ＳＷ１が開かれて、フォトダイオードＰＤmnか
ら出力された電流信号に応じて電荷が容量素子Ｃ１に蓄
積される。その後、各ホールド回路２２mnのスイッチ素
子ＳＷ２が一定期間だけ閉じられ、各積分回路２１mnか
ら出力される電圧信号は、各ホールド回路２２ mnの容量
素子Ｃ２に記憶される。そして、スイッチ素子ＳＷ２が
開いた後も、容量素子Ｃ２には電圧信号が保持される。
この時点では、各選択回路３１mnのスイッチ素子ＳＷ１
１〜ＳＷ１４は全て開かれている。
【００１８】その後、シフトレジスタ４により制御され
て、選択回路３１11のスイッチ素子ＳＷ１１が閉じら
れ、フォトダイオードＰＤ11の受光量に応じた電圧信号
が第１の出力ライン１１に出力される。選択回路３１13
のスイッチ素子ＳＷ１２が閉じられ、フォトダイオード
ＰＤ13の受光量に応じた電圧信号が第２の出力ライン１
２に出力される。選択回路３１15のスイッチ素子ＳＷ１
３が閉じられ、フォトダイオードＰＤ15の受光量に応じ
た電圧信号が第３の出力ライン１３に出力される。ま
た、選択回路３１31のスイッチ素子ＳＷ１４が閉じら
れ、フォトダイオードＰＤ31の受光量に応じた電圧信号
が第４の出力ライン１４に出力される。
て、選択回路３１11のスイッチ素子ＳＷ１１が閉じら
れ、フォトダイオードＰＤ11の受光量に応じた電圧信号
が第１の出力ライン１１に出力される。選択回路３１13
のスイッチ素子ＳＷ１２が閉じられ、フォトダイオード
ＰＤ13の受光量に応じた電圧信号が第２の出力ライン１
２に出力される。選択回路３１15のスイッチ素子ＳＷ１
３が閉じられ、フォトダイオードＰＤ15の受光量に応じ
た電圧信号が第３の出力ライン１３に出力される。ま
た、選択回路３１31のスイッチ素子ＳＷ１４が閉じら
れ、フォトダイオードＰＤ31の受光量に応じた電圧信号
が第４の出力ライン１４に出力される。
【００１９】続いて、シフトレジスタ４により制御され
て、各選択回路３１mnのスイッチ素子ＳＷ１１〜ＳＷ１
４が全て一旦開かれた後に、選択回路３１22のスイッチ
素子ＳＷ１１が閉じられ、フォトダイオードＰＤ22の受
光量に応じた電圧信号が第１の出力ライン１１に出力さ
れる。選択回路３１23のスイッチ素子ＳＷ１２が閉じら
れ、フォトダイオードＰＤ23の受光量に応じた電圧信号
が第２の出力ライン１２に出力される。選択回路３１24
のスイッチ素子ＳＷ１３が閉じられ、フォトダイオード
ＰＤ24の受光量に応じた電圧信号が第３の出力ライン１
３に出力される。また、選択回路３１32のスイッチ素子
ＳＷ１４が閉じられ、フォトダイオードＰＤ32の受光量
に応じた電圧信号が第４の出力ライン１４に出力され
る。
て、各選択回路３１mnのスイッチ素子ＳＷ１１〜ＳＷ１
４が全て一旦開かれた後に、選択回路３１22のスイッチ
素子ＳＷ１１が閉じられ、フォトダイオードＰＤ22の受
光量に応じた電圧信号が第１の出力ライン１１に出力さ
れる。選択回路３１23のスイッチ素子ＳＷ１２が閉じら
れ、フォトダイオードＰＤ23の受光量に応じた電圧信号
が第２の出力ライン１２に出力される。選択回路３１24
のスイッチ素子ＳＷ１３が閉じられ、フォトダイオード
ＰＤ24の受光量に応じた電圧信号が第３の出力ライン１
３に出力される。また、選択回路３１32のスイッチ素子
ＳＷ１４が閉じられ、フォトダイオードＰＤ32の受光量
に応じた電圧信号が第４の出力ライン１４に出力され
る。
【００２０】続いて、シフトレジスタ４により制御され
て、各選択回路３１mnのスイッチ素子ＳＷ１１〜ＳＷ１
４が全て一旦開かれた後に、選択回路３１33のスイッチ
素子ＳＷ１１が閉じられ、フォトダイオードＰＤ33の受
光量に応じた電圧信号が第１の出力ライン１１に出力さ
れる。選択回路３１33のスイッチ素子ＳＷ１２が閉じら
れ、フォトダイオードＰＤ33の受光量に応じた電圧信号
が第２の出力ライン１２に出力される。選択回路３１33
のスイッチ素子ＳＷ１３が閉じられ、フォトダイオード
ＰＤ33の受光量に応じた電圧信号が第３の出力ライン１
３に出力される。また、選択回路３１33のスイッチ素子
ＳＷ１４が閉じられ、フォトダイオードＰＤ33の受光量
に応じた電圧信号が第４の出力ライン１４に出力され
る。
て、各選択回路３１mnのスイッチ素子ＳＷ１１〜ＳＷ１
４が全て一旦開かれた後に、選択回路３１33のスイッチ
素子ＳＷ１１が閉じられ、フォトダイオードＰＤ33の受
光量に応じた電圧信号が第１の出力ライン１１に出力さ
れる。選択回路３１33のスイッチ素子ＳＷ１２が閉じら
れ、フォトダイオードＰＤ33の受光量に応じた電圧信号
が第２の出力ライン１２に出力される。選択回路３１33
のスイッチ素子ＳＷ１３が閉じられ、フォトダイオード
ＰＤ33の受光量に応じた電圧信号が第３の出力ライン１
３に出力される。また、選択回路３１33のスイッチ素子
ＳＷ１４が閉じられ、フォトダイオードＰＤ33の受光量
に応じた電圧信号が第４の出力ライン１４に出力され
る。
【００２１】続いて、シフトレジスタ４により制御され
て、各選択回路３１mnのスイッチ素子ＳＷ１１〜ＳＷ１
４が全て一旦開かれた後に、選択回路３１44のスイッチ
素子ＳＷ１１が閉じられ、フォトダイオードＰＤ44の受
光量に応じた電圧信号が第１の出力ライン１１に出力さ
れる。選択回路３１43のスイッチ素子ＳＷ１２が閉じら
れ、フォトダイオードＰＤ43の受光量に応じた電圧信号
が第２の出力ライン１２に出力される。選択回路３１42
のスイッチ素子ＳＷ１３が閉じられ、フォトダイオード
ＰＤ42の受光量に応じた電圧信号が第３の出力ライン１
３に出力される。また、選択回路３１34のスイッチ素子
ＳＷ１４が閉じられ、フォトダイオードＰＤ34の受光量
に応じた電圧信号が第４の出力ライン１４に出力され
る。
て、各選択回路３１mnのスイッチ素子ＳＷ１１〜ＳＷ１
４が全て一旦開かれた後に、選択回路３１44のスイッチ
素子ＳＷ１１が閉じられ、フォトダイオードＰＤ44の受
光量に応じた電圧信号が第１の出力ライン１１に出力さ
れる。選択回路３１43のスイッチ素子ＳＷ１２が閉じら
れ、フォトダイオードＰＤ43の受光量に応じた電圧信号
が第２の出力ライン１２に出力される。選択回路３１42
のスイッチ素子ＳＷ１３が閉じられ、フォトダイオード
ＰＤ42の受光量に応じた電圧信号が第３の出力ライン１
３に出力される。また、選択回路３１34のスイッチ素子
ＳＷ１４が閉じられ、フォトダイオードＰＤ34の受光量
に応じた電圧信号が第４の出力ライン１４に出力され
る。
【００２２】そして、シフトレジスタ４により制御され
て、各選択回路３１mnのスイッチ素子ＳＷ１１〜ＳＷ１
４が全て一旦開かれた後に、選択回路３１55のスイッチ
素子ＳＷ１１が閉じられ、フォトダイオードＰＤ55の受
光量に応じた電圧信号が第１の出力ライン１１に出力さ
れる。選択回路３１53のスイッチ素子ＳＷ１２が閉じら
れ、フォトダイオードＰＤ53の受光量に応じた電圧信号
が第２の出力ライン１２に出力される。選択回路３１51
のスイッチ素子ＳＷ１３が閉じられ、フォトダイオード
ＰＤ51の受光量に応じた電圧信号が第３の出力ライン１
３に出力される。また、選択回路３１35のスイッチ素子
ＳＷ１４が閉じられ、フォトダイオードＰＤ35の受光量
に応じた電圧信号が第４の出力ライン１４に出力され
る。
て、各選択回路３１mnのスイッチ素子ＳＷ１１〜ＳＷ１
４が全て一旦開かれた後に、選択回路３１55のスイッチ
素子ＳＷ１１が閉じられ、フォトダイオードＰＤ55の受
光量に応じた電圧信号が第１の出力ライン１１に出力さ
れる。選択回路３１53のスイッチ素子ＳＷ１２が閉じら
れ、フォトダイオードＰＤ53の受光量に応じた電圧信号
が第２の出力ライン１２に出力される。選択回路３１51
のスイッチ素子ＳＷ１３が閉じられ、フォトダイオード
ＰＤ51の受光量に応じた電圧信号が第３の出力ライン１
３に出力される。また、選択回路３１35のスイッチ素子
ＳＷ１４が閉じられ、フォトダイオードＰＤ35の受光量
に応じた電圧信号が第４の出力ライン１４に出力され
る。
【００２３】以上のようにして、第１の読出ライン上に
あるフォトダイオードＰＤ11，ＰＤ 22，ＰＤ33，ＰＤ44
およびＰＤ55それぞれの受光量に応じた電圧信号が、第
１の出力ライン１１上に順次に出力される。第２の読出
ライン上にあるフォトダイオードＰＤ13，ＰＤ23，ＰＤ
33，ＰＤ43およびＰＤ53それぞれの受光量に応じた電圧
信号が、第２の出力ライン１２上に順次に出力される。
第３の読出ライン上にあるフォトダイオードＰＤ15，Ｐ
Ｄ24，ＰＤ33，ＰＤ42およびＰＤ51それぞれの受光量に
応じた電圧信号が、第３の出力ライン１３上に順次に出
力される。また、第４の読出ライン上にあるフォトダイ
オードＰＤ31，ＰＤ32，ＰＤ33，ＰＤ34およびＰＤ35そ
れぞれの受光量に応じた電圧信号が、第４の出力ライン
１４上に順次に出力される。しかも、これらの電圧信号
列は同時に出力される。
あるフォトダイオードＰＤ11，ＰＤ 22，ＰＤ33，ＰＤ44
およびＰＤ55それぞれの受光量に応じた電圧信号が、第
１の出力ライン１１上に順次に出力される。第２の読出
ライン上にあるフォトダイオードＰＤ13，ＰＤ23，ＰＤ
33，ＰＤ43およびＰＤ53それぞれの受光量に応じた電圧
信号が、第２の出力ライン１２上に順次に出力される。
第３の読出ライン上にあるフォトダイオードＰＤ15，Ｐ
Ｄ24，ＰＤ33，ＰＤ42およびＰＤ51それぞれの受光量に
応じた電圧信号が、第３の出力ライン１３上に順次に出
力される。また、第４の読出ライン上にあるフォトダイ
オードＰＤ31，ＰＤ32，ＰＤ33，ＰＤ34およびＰＤ35そ
れぞれの受光量に応じた電圧信号が、第４の出力ライン
１４上に順次に出力される。しかも、これらの電圧信号
列は同時に出力される。
【００２４】図３は、本実施形態に係る固体撮像装置を
用いた３次元変位測定装置の概略構成図である。この３
次元変位測定装置は、固体撮像装置１０１および１０２
ならびにレンズ２０１および２０２を備えている。固体
撮像装置１０１および１０２それぞれは、上述した本実
施形態に係るものである。レンズ２０１は、固体撮像装
置１０１の受光部１の前面に設けられ、その受光部１上
に対象物体３００からの光を結像する。レンズ２０２
は、固体撮像装置１０２の受光部１の前面に設けられ、
その受光部１上に対象物体３００からの光を結像する。
固体撮像装置１０１および１０２それぞれは互いに同一
のタイミングで同様に動作する。
用いた３次元変位測定装置の概略構成図である。この３
次元変位測定装置は、固体撮像装置１０１および１０２
ならびにレンズ２０１および２０２を備えている。固体
撮像装置１０１および１０２それぞれは、上述した本実
施形態に係るものである。レンズ２０１は、固体撮像装
置１０１の受光部１の前面に設けられ、その受光部１上
に対象物体３００からの光を結像する。レンズ２０２
は、固体撮像装置１０２の受光部１の前面に設けられ、
その受光部１上に対象物体３００からの光を結像する。
固体撮像装置１０１および１０２それぞれは互いに同一
のタイミングで同様に動作する。
【００２５】そして、固体撮像装置１０１および１０２
それぞれの第１の出力ライン１１に出力される電圧信号
列を互いに比較し、固体撮像装置１０１および１０２そ
れぞれの第２の出力ライン１２に出力される電圧信号列
を互いに比較し、固体撮像装置１０１および１０２それ
ぞれの第３の出力ライン１３に出力される電圧信号列を
互いに比較し、固体撮像装置１０１および１０２それぞ
れの第４の出力ライン１４に出力される電圧信号列を互
いに比較することにより、対象物体３００の３次元的な
変位方向および変位量を測定することができる。
それぞれの第１の出力ライン１１に出力される電圧信号
列を互いに比較し、固体撮像装置１０１および１０２そ
れぞれの第２の出力ライン１２に出力される電圧信号列
を互いに比較し、固体撮像装置１０１および１０２それ
ぞれの第３の出力ライン１３に出力される電圧信号列を
互いに比較し、固体撮像装置１０１および１０２それぞ
れの第４の出力ライン１４に出力される電圧信号列を互
いに比較することにより、対象物体３００の３次元的な
変位方向および変位量を測定することができる。
【００２６】以上のように、本実施形態に係る固体撮像
装置では、受光部１の読出ライン上にあるフォトダイオ
ードの受光量に応じた電圧信号が出力ラインに順次に出
力されるので、データ量が少なく、フレームメモリを必
要としない。したがって、小型かつ安価であって高速に
対象物体の３次元的な変位方向や変位量を測定するのに
好適に用いられる。
装置では、受光部１の読出ライン上にあるフォトダイオ
ードの受光量に応じた電圧信号が出力ラインに順次に出
力されるので、データ量が少なく、フレームメモリを必
要としない。したがって、小型かつ安価であって高速に
対象物体の３次元的な変位方向や変位量を測定するのに
好適に用いられる。
【００２７】本発明は、上記実施形態に限定されるもの
ではなく種々の変形が可能である。例えば、受光部にお
けるフォトダイオードの個数は、２５個に限られるもの
ではなく、任意でよい。受光部における読出ラインは、
直線に限られるものではなく、任意の曲線であってもよ
く、シフトレジスタに制御されたスイッチマトリックス
により選択される。また、受光部における読出ライン
は、４本に限られるものではなく、任意でよい。
ではなく種々の変形が可能である。例えば、受光部にお
けるフォトダイオードの個数は、２５個に限られるもの
ではなく、任意でよい。受光部における読出ラインは、
直線に限られるものではなく、任意の曲線であってもよ
く、シフトレジスタに制御されたスイッチマトリックス
により選択される。また、受光部における読出ライン
は、４本に限られるものではなく、任意でよい。
【００２８】
【発明の効果】以上、詳細に説明したとおり、本発明に
よれば、受光部において２次元配列された複数の受光素
子それぞれにより、受光された光の強度に応じた電流信
号が出力される。各受光素子に対応して設けられた積分
回路により、その電流信号は電圧信号に変換されて、電
圧信号が出力される。そして、受光部における複数の受
光素子のうち読出ライン上にある各受光素子それぞれに
対応して設けられた積分回路から出力される電圧信号
は、選択手段により順次選択されて出力ラインに出力さ
れる。出力されるデータの量は少ないので、フレームメ
モリを必要としない。したがって、小型かつ安価であっ
て高速に対象物体の３次元的な変位方向や変位量を測定
するのに好適に用いられる。
よれば、受光部において２次元配列された複数の受光素
子それぞれにより、受光された光の強度に応じた電流信
号が出力される。各受光素子に対応して設けられた積分
回路により、その電流信号は電圧信号に変換されて、電
圧信号が出力される。そして、受光部における複数の受
光素子のうち読出ライン上にある各受光素子それぞれに
対応して設けられた積分回路から出力される電圧信号
は、選択手段により順次選択されて出力ラインに出力さ
れる。出力されるデータの量は少ないので、フレームメ
モリを必要としない。したがって、小型かつ安価であっ
て高速に対象物体の３次元的な変位方向や変位量を測定
するのに好適に用いられる。
【００２９】また、選択手段が読出ラインおよび出力ラ
インを複数組有して、各読出ライン上にある各受光素子
それぞれに対応して設けられた積分回路から出力される
電圧信号が選択手段により選択されて対応する出力ライ
ンに同時に出力される場合には、更に高速に対象物体の
３次元的な変位方向や変位量を測定することができる。
インを複数組有して、各読出ライン上にある各受光素子
それぞれに対応して設けられた積分回路から出力される
電圧信号が選択手段により選択されて対応する出力ライ
ンに同時に出力される場合には、更に高速に対象物体の
３次元的な変位方向や変位量を測定することができる。
【図１】本実施形態に係る固体撮像装置の概略構成図で
ある。
ある。
【図２】本実施形態に係る固体撮像装置の回路図であ
る。
る。
【図３】本実施形態に係る固体撮像装置を用いた３次元
変位測定装置の概略構成図である。
変位測定装置の概略構成図である。
ＰＤ…フォトダイオード（受光素子）、１…受光部、２
…積分回路アレイ、３…スイッチマトリックス、４…シ
フトレジスタ、１１〜１４…出力ライン、２１…積分回
路、２２…ホールド回路、３１…選択回路。
…積分回路アレイ、３…スイッチマトリックス、４…シ
フトレジスタ、１１〜１４…出力ライン、２１…積分回
路、２２…ホールド回路、３１…選択回路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F065 AA09 DD02 DD06 FF01 FF04 JJ03 JJ05 JJ18 JJ26 QQ12 QQ14 QQ25 4M118 AA10 AB01 AB03 BA03 CA02 DD09 5C024 AA01 CA00 DA06 FA01 GA01 GA31 HA20 JA04
Claims (2)
- 【請求項１】 受光した光の強度に応じた電流信号を各
々出力する複数の受光素子が２次元配列された受光部
と、 前記複数の受光素子それぞれに対応して設けられ、各受
光素子から出力された電流信号を電圧信号に変換して、
この電圧信号を出力する複数の積分回路と、 前記複数の受光素子のうち読出ライン上にある各受光素
子それぞれに対応して設けられた前記積分回路から出力
される電圧信号を順次選択して出力ラインに出力する選
択手段と、 を備えることを特徴とする固体撮像装置。 - 【請求項２】 前記選択手段は、前記読出ラインおよび
前記出力ラインを複数組有し、各読出ライン上にある各
受光素子それぞれに対応して設けられた前記積分回路か
ら出力される電圧信号を順次選択して、その読出ライン
に対応する出力ラインに出力する、ことを特徴とする請
求項１記載の固体撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11022406A JP2000221005A (ja) | 1999-01-29 | 1999-01-29 | 固体撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11022406A JP2000221005A (ja) | 1999-01-29 | 1999-01-29 | 固体撮像装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000221005A true JP2000221005A (ja) | 2000-08-11 |
Family
ID=12081796
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11022406A Pending JP2000221005A (ja) | 1999-01-29 | 1999-01-29 | 固体撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000221005A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005006742A1 (ja) * | 2003-07-11 | 2005-01-20 | Hamamatsu Photonics K.K. | 光検出装置 |
| WO2005096622A1 (ja) * | 2004-04-01 | 2005-10-13 | Hamamatsu Photonics K.K. | 受光部および固体撮像装置 |
| KR100781649B1 (ko) | 2006-04-28 | 2007-12-05 | 주식회사 셀텍 | 포토센서를 이용한 진단시료 분석시스템 |
-
1999
- 1999-01-29 JP JP11022406A patent/JP2000221005A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005006742A1 (ja) * | 2003-07-11 | 2005-01-20 | Hamamatsu Photonics K.K. | 光検出装置 |
| WO2005096622A1 (ja) * | 2004-04-01 | 2005-10-13 | Hamamatsu Photonics K.K. | 受光部および固体撮像装置 |
| CN100409671C (zh) * | 2004-04-01 | 2008-08-06 | 浜松光子学株式会社 | 固态摄像装置 |
| KR100781649B1 (ko) | 2006-04-28 | 2007-12-05 | 주식회사 셀텍 | 포토센서를 이용한 진단시료 분석시스템 |
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