JP2589297B2 - 撮像装置 - Google Patents
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- 238000003384 imaging method Methods 0.000 title description 11
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 11
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 15
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
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- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、複数個の光センサが配列され、該光センサ
の出力を信号出力線を介して読み出す光電変換手段を含
む撮像装置に関する。
の出力を信号出力線を介して読み出す光電変換手段を含
む撮像装置に関する。
［従来技術］ 第７図は、光センサがエリア状に配列された従来の撮
像装置の概略的回路図である。
像装置の概略的回路図である。
同図において、エリア状に配列された光センサ30は水
平ライン31によって行ごとに共通接続され、水平ライン
31は垂直走査部32に接続されている。この垂直走査部32
の出力によって、任意のラインの光センサ30が選択され
る。
平ライン31によって行ごとに共通接続され、水平ライン
31は垂直走査部32に接続されている。この垂直走査部32
の出力によって、任意のラインの光センサ30が選択され
る。
また、光センサ30は垂直ライン33に列ごとに共通接続
され、各垂直ライン33はトランジスタT1〜Tnを介して信
号出力線34に接続されている。トランジスタT1〜Tnの各
ゲート電極は水平シフトレジスタ36の各出力端子に接続
され、シフトレジスタ36からの出力のタイミングに従っ
てトランジスタT1〜Tnは順次ON状態となる。この水平走
査によって、垂直走査部32によって選択されたラインの
光情報がシリアルに信号出力線34に読出され、アンプ37
を通して外部へ出力される。
され、各垂直ライン33はトランジスタT1〜Tnを介して信
号出力線34に接続されている。トランジスタT1〜Tnの各
ゲート電極は水平シフトレジスタ36の各出力端子に接続
され、シフトレジスタ36からの出力のタイミングに従っ
てトランジスタT1〜Tnは順次ON状態となる。この水平走
査によって、垂直走査部32によって選択されたラインの
光情報がシリアルに信号出力線34に読出され、アンプ37
を通して外部へ出力される。
このような従来の装置では、通常、水平方向の画素数
（光センサ30の数）は200〜500画素である。したがっ
て、テレビジョンにおける１走査時間63.5μsecを考慮
すると、水平シフトレジスタ36の動作周波数は３〜8MHz
となる。この程度の画素数および周波数であるならば、
技術的に従来の装置で十分対応することが可能である。
（光センサ30の数）は200〜500画素である。したがっ
て、テレビジョンにおける１走査時間63.5μsecを考慮
すると、水平シフトレジスタ36の動作周波数は３〜8MHz
となる。この程度の画素数および周波数であるならば、
技術的に従来の装置で十分対応することが可能である。
［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、撮像装置の高解像度化により、水平方
向の画素数は1024個以上に増大することは確実である。
この場合、上記テレビレートを考慮すると、水平シフト
レジスタ36の動作周波数は約16MHz以上となる。
向の画素数は1024個以上に増大することは確実である。
この場合、上記テレビレートを考慮すると、水平シフト
レジスタ36の動作周波数は約16MHz以上となる。
このような高周波数になると、従来の回路構成では設
計上の制約が厳しくなり、また歩留りの低下をもたらす
という問題点を有していた。
計上の制約が厳しくなり、また歩留りの低下をもたらす
という問題点を有していた。
［問題点を解決するための手段］ 本発明による撮像装置は、第１のブロック（101）の
複数の光電変換画素と、 第２のブロック（102）の複数の光電変換画素と、前
記第１のブロックの各複数の光電変換画素からの電荷を
第１の水平出力線（103）に転送して読み出すための読
み出し用の第１のブロックの複数のスイッチ手段（T11,
T12,……）と、前記第２のブロックの各複数の光電変換
画素からの電荷を第２の水平出力線（104）に転送して
読み出すための読み出し用の第２のブロックの複数のス
イッチ手段（T21,T22,……）と、前記第１、第２の水平
出力線に転送された各光電変換画素の信号を電圧に変換
して出力する共通のアンプ（109）と、前記第１、第２
の水平出力線を選択的に前記アンプの入力に接続するた
めのそれぞれ第１のゲート（107）、第２のゲート（10
8）と、前記第１のブロックの複数のスイッチ手段をオ
ンする際には前記第１のゲートをオンして前記第２のゲ
ートをオフし、前記第２のブロックの複数のスイッチ手
段をオンする際には前記第２のゲートをオンして前記第
１のゲートをオフするように制御する制御手段（111、1
12）と、を有することを特徴とする。
複数の光電変換画素と、 第２のブロック（102）の複数の光電変換画素と、前
記第１のブロックの各複数の光電変換画素からの電荷を
第１の水平出力線（103）に転送して読み出すための読
み出し用の第１のブロックの複数のスイッチ手段（T11,
T12,……）と、前記第２のブロックの各複数の光電変換
画素からの電荷を第２の水平出力線（104）に転送して
読み出すための読み出し用の第２のブロックの複数のス
イッチ手段（T21,T22,……）と、前記第１、第２の水平
出力線に転送された各光電変換画素の信号を電圧に変換
して出力する共通のアンプ（109）と、前記第１、第２
の水平出力線を選択的に前記アンプの入力に接続するた
めのそれぞれ第１のゲート（107）、第２のゲート（10
8）と、前記第１のブロックの複数のスイッチ手段をオ
ンする際には前記第１のゲートをオンして前記第２のゲ
ートをオフし、前記第２のブロックの複数のスイッチ手
段をオンする際には前記第２のゲートをオンして前記第
１のゲートをオフするように制御する制御手段（111、1
12）と、を有することを特徴とする。
［作用］ このように、上記選択手段（たとえばシフトレジスタ
等の走査回路）が複数個設けられているために、光セン
サの個数が多く高周波動作が必要な場合でも、１個当り
の選択手段の駆動周波数を低く抑えることができ、回路
設計および半導体素子のパターン設計等における自由度
を大きくすることができる。
等の走査回路）が複数個設けられているために、光セン
サの個数が多く高周波動作が必要な場合でも、１個当り
の選択手段の駆動周波数を低く抑えることができ、回路
設計および半導体素子のパターン設計等における自由度
を大きくすることができる。
また、上記信号出力線が各々開閉手段を介して接続さ
れているために、一の信号出力線に信号が取り出される
際に、当該信号出力線の開閉手段を閉じ、他の信号出力
線の開閉手段を開いておくことで、信号出力線に取り出
される信号のレベル低下を防止することもでき、高解像
度で高出力の撮像装置の容易に構成することが可能とな
る。
れているために、一の信号出力線に信号が取り出される
際に、当該信号出力線の開閉手段を閉じ、他の信号出力
線の開閉手段を開いておくことで、信号出力線に取り出
される信号のレベル低下を防止することもでき、高解像
度で高出力の撮像装置の容易に構成することが可能とな
る。
［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面を用いて詳細に説明す
る。
る。
第１図は、本発明による撮像装置の一実施例を示す概
略的回路図である。
略的回路図である。
本実施例では、ｎ個の光センサからなるセンサブロッ
ク101および102が設けられている。センサブロックとは
光センサの集合であり、各ブロックが別個に形成されて
いる場合、エリアセンサのような１つのセンサ群のうち
の奇数／偶数ラインを示す場合あるいは任意のラインの
光センサの奇数番目／偶数番目を示す場合等を含む概念
である。本実施例では、説明の便宜上、２個のセンサブ
ロックを別個に図示したにすぎない。
ク101および102が設けられている。センサブロックとは
光センサの集合であり、各ブロックが別個に形成されて
いる場合、エリアセンサのような１つのセンサ群のうち
の奇数／偶数ラインを示す場合あるいは任意のラインの
光センサの奇数番目／偶数番目を示す場合等を含む概念
である。本実施例では、説明の便宜上、２個のセンサブ
ロックを別個に図示したにすぎない。
同図において、センサブロック101のｎ本の出力端子
はコンデンサC11〜C1nに接続されると共に、トランジス
タT11〜T1nを介して信号出力線103に共通接続されてい
る。トランジスタT11〜T1nの各ゲート電極には走査回路
105からパルスφ11〜φ1nが各々入力する。また、走査
回路105の入力端子ａおよびｂには、各々パルスφ１お
よびφ２が入力する。
はコンデンサC11〜C1nに接続されると共に、トランジス
タT11〜T1nを介して信号出力線103に共通接続されてい
る。トランジスタT11〜T1nの各ゲート電極には走査回路
105からパルスφ11〜φ1nが各々入力する。また、走査
回路105の入力端子ａおよびｂには、各々パルスφ１お
よびφ２が入力する。
信号出力線103には、トランジスタTr1を介して接地さ
れるとともに、スイッチ手段であるトランジスタ107を
介してアンプ109の入力端子に接続されている。トラン
ジスタTr1のゲート電極にはパルスφc1が入力し、トラ
ンジスタ107のゲート電極にはパルスφsr1が入力する。
れるとともに、スイッチ手段であるトランジスタ107を
介してアンプ109の入力端子に接続されている。トラン
ジスタTr1のゲート電極にはパルスφc1が入力し、トラ
ンジスタ107のゲート電極にはパルスφsr1が入力する。
センサブロック102の場合にも同様に構成されてい
る。すなわち、センサブロック102のｎ本の出力端子は
コンデンサC21〜C2nに接続されると共に、トランジタT
21〜T2nを介して信号出力線104に共通接続されている。
トランジスタT21〜T2nの各ゲート電極には走査回路106
からパルスφ21〜φ2nが各々入力する。また、走査回路
106の入力端子ａおよびｂには、走査回路105とは逆にパ
ルスφ２およびφ１が各々入力する。
る。すなわち、センサブロック102のｎ本の出力端子は
コンデンサC21〜C2nに接続されると共に、トランジタT
21〜T2nを介して信号出力線104に共通接続されている。
トランジスタT21〜T2nの各ゲート電極には走査回路106
からパルスφ21〜φ2nが各々入力する。また、走査回路
106の入力端子ａおよびｂには、走査回路105とは逆にパ
ルスφ２およびφ１が各々入力する。
信号出力線104は、トランジスタTr2を介して接地され
るとともに、スイッチ手段であるトランジスタ108を介
してアンプ109の入力端子に接続されている。トランジ
スタTr2のゲート電極にはパルスφc2が入力し、トラン
ジスタ108のゲート電極にはパルスφsr2が入力する。
るとともに、スイッチ手段であるトランジスタ108を介
してアンプ109の入力端子に接続されている。トランジ
スタTr2のゲート電極にはパルスφc2が入力し、トラン
ジスタ108のゲート電極にはパルスφsr2が入力する。
本実施例における走査回路105および106は、次のよう
な動作を行う。
な動作を行う。
第２図は、走査回路の動作を示すタイミングチャート
である。
である。
走査回路105および106は、それぞれパルスφ１および
φ２の２相駆動であり、第１図に示すように結線するこ
とによって、タイミングチャートに示すように、パルス
φ１に同期して走査回路105のパルスφ11〜φ1nが出力
し、パルスφ２に同期して走査回路106のパルスφ21〜
φ2nが出力する。したがって、パルスφ１およびφ２の
タイミングによって、所望のタイミングで又は独立し
て、走査回路105および106を動作させることができる。
φ２の２相駆動であり、第１図に示すように結線するこ
とによって、タイミングチャートに示すように、パルス
φ１に同期して走査回路105のパルスφ11〜φ1nが出力
し、パルスφ２に同期して走査回路106のパルスφ21〜
φ2nが出力する。したがって、パルスφ１およびφ２の
タイミングによって、所望のタイミングで又は独立し
て、走査回路105および106を動作させることができる。
なお、上記各パルスφはドライバ111から供給され、
ドライバ111は発振器112からのクロック信号に応じたタ
イミングで各パルスを出力する。
ドライバ111は発振器112からのクロック信号に応じたタ
イミングで各パルスを出力する。
本実施例ではスイッチ手段としてトランジスタ107お
よび108を使用したが、勿論、導通時の抵抗が低いアナ
ログスイッチ等を用いてもよい。
よび108を使用したが、勿論、導通時の抵抗が低いアナ
ログスイッチ等を用いてもよい。
また、３個以上のセンサブロックを設け、それらの信
号出力線を同様にスイッチ手段を介してアンプ109の入
力端子に共通に接続した構成も本発明の範囲以内であ
る。
号出力線を同様にスイッチ手段を介してアンプ109の入
力端子に共通に接続した構成も本発明の範囲以内であ
る。
次に、本実施例の動作を第３図を参照しながら説明す
る。
る。
第３図は、ドライバ111から出力される各パルスタイ
ミングの第１例を示すタイミングチャートである。
ミングの第１例を示すタイミングチャートである。
同図において、まずパルスφsr1をハイレベル、パル
スφsr2をローレベルとして、トランジスタ107をON、ト
ランジスタ108をOFFとする。
スφsr2をローレベルとして、トランジスタ107をON、ト
ランジスタ108をOFFとする。
この状態で走査回路105からパルスφ11を出力し、ト
ランジスタT11をONとする。これによって、センサブロ
ック101の第１番目のセンサ信号がコンデンサC11から信
号出力線103に取り出され、トランジスタ107およびアン
プ109を通して出力端子110から外部へ出力される。
ランジスタT11をONとする。これによって、センサブロ
ック101の第１番目のセンサ信号がコンデンサC11から信
号出力線103に取り出され、トランジスタ107およびアン
プ109を通して出力端子110から外部へ出力される。
これと同時に、パルスφc2をハイレベルにしてトラン
ジスタTr2をONにする。これにより、信号出力線104の残
留電荷が除去される。
ジスタTr2をONにする。これにより、信号出力線104の残
留電荷が除去される。
こうしてセンサブロック101の第１番目のセンサ信号
が外部へ出力されると、今度はパルスφsr1およびφsr2
を各々ローレベルおよびハイレベルへと反転させ、トラ
ンジスタ107をOFF、トランジスタ108をONとする。
が外部へ出力されると、今度はパルスφsr1およびφsr2
を各々ローレベルおよびハイレベルへと反転させ、トラ
ンジスタ107をOFF、トランジスタ108をONとする。
この状態で走査回路106からパルスφ21を出力し、ト
ランジスタT21をONにする。これによって、センサブロ
ック102の第１番目のセンサ信号がコンデンサC21から信
号出力線104に取り出され、トランジスタ108およびアン
プ109を通して外部へ出力される。
ランジスタT21をONにする。これによって、センサブロ
ック102の第１番目のセンサ信号がコンデンサC21から信
号出力線104に取り出され、トランジスタ108およびアン
プ109を通して外部へ出力される。
これと同時に、パルスφc1はハイレベルとしてトラン
ジスタTr1をONとする。これによって、信号出力線103に
残留していた前回の信号電荷が除去される。
ジスタTr1をONとする。これによって、信号出力線103に
残留していた前回の信号電荷が除去される。
以下同様にして、走査回路105からのパルスφ12〜φ1
nおよび走査回路106からのパルスφ22〜φ2nによって、
センサブロック101および102の各センサ信号が交互に順
次外部へ出力される。
nおよび走査回路106からのパルスφ22〜φ2nによって、
センサブロック101および102の各センサ信号が交互に順
次外部へ出力される。
その際、トランジスタ107および108のうち信号が読み
出されない方はOFFであるために、信号を読み出す方の
信号出力線の配線容量は実質的にその信号出力線自身の
配線容量Cwのみとなる。このために、コンデンサC11〜C
1nおよびC21〜C2nの各容量ＣをCwに比べて十分大きくし
ておけば、センサからの信号レベルを大きく低下させる
ことなく読み出すことができる。
出されない方はOFFであるために、信号を読み出す方の
信号出力線の配線容量は実質的にその信号出力線自身の
配線容量Cwのみとなる。このために、コンデンサC11〜C
1nおよびC21〜C2nの各容量ＣをCwに比べて十分大きくし
ておけば、センサからの信号レベルを大きく低下させる
ことなく読み出すことができる。
また、センサブロック101および102ごとに走査回路10
5および106を設けているために、2n個の光センサの読出
しであっても、１個の走査回路はｎ個分の動作周波数で
よく、設計上の自由度が大きくなる。
5および106を設けているために、2n個の光センサの読出
しであっても、１個の走査回路はｎ個分の動作周波数で
よく、設計上の自由度が大きくなる。
本実施例では走査回路に入力するパルスφ１およびφ
２のタイミングによって、以下に示すような駆動を行う
ことが可能である。
２のタイミングによって、以下に示すような駆動を行う
ことが可能である。
第４図は、ドライバ111から出力される各パルスタイ
ミングの第２例を示すタイミングチャートである。
ミングの第２例を示すタイミングチャートである。
第２例では、センサブロック101および102の光センサ
を順次読み出す場合を示す。すなわち、パルスφsr1お
よびφsr2によってトランジスタ107をON、トランジスタ
108をOFFとしておき、この間に走査回路105によってパ
ルスφ11〜φ1nを順次出力してセンサブロック101の全
センサ信号を読み出す。同様に、トランジスタ107をOF
F、トランジスタ108をONとして、センサブロク102の全
センサ信号を読み出す。
を順次読み出す場合を示す。すなわち、パルスφsr1お
よびφsr2によってトランジスタ107をON、トランジスタ
108をOFFとしておき、この間に走査回路105によってパ
ルスφ11〜φ1nを順次出力してセンサブロック101の全
センサ信号を読み出す。同様に、トランジスタ107をOF
F、トランジスタ108をONとして、センサブロク102の全
センサ信号を読み出す。
第５図および第６図は、ドライバ111から出力される
各パルスタイミングの第３例および第４例を示すタイミ
ングチャートである。
各パルスタイミングの第３例および第４例を示すタイミ
ングチャートである。
このように、いずれかの走査回路をOFFにして、一方
のセンサブロックだけの読出しを行うこともできる。
のセンサブロックだけの読出しを行うこともできる。
［発明の効果］ 以上詳細に説明したように本発明による撮像装置は、
センサブロックの光センサを選択する選択手段が複数個
設けられているために、光センサの個数が多く高周波動
作が必要な場合でも、１個当りの選択手段の駆動周波数
を低く抑えることができ、回路設計および半導体素子の
パターン設計等における自由度を大きくすることができ
る。
センサブロックの光センサを選択する選択手段が複数個
設けられているために、光センサの個数が多く高周波動
作が必要な場合でも、１個当りの選択手段の駆動周波数
を低く抑えることができ、回路設計および半導体素子の
パターン設計等における自由度を大きくすることができ
る。
また、信号出力線が各々開閉手段を介して接続されて
いるために、一の信号出力線に信号が取り出される際
に、当該信号出力線の開閉手段を閉じ、他の信号出力線
の開閉手段を開いておくことで、信号出力線に取り出さ
れる信号のレベル低下を防止することもでき、高解像度
で高出力の撮像装置の容易に構成することが可能とな
る。
いるために、一の信号出力線に信号が取り出される際
に、当該信号出力線の開閉手段を閉じ、他の信号出力線
の開閉手段を開いておくことで、信号出力線に取り出さ
れる信号のレベル低下を防止することもでき、高解像度
で高出力の撮像装置の容易に構成することが可能とな
る。
第１図は、本発明による撮像装置の一実施例を示す概略
的回路図、 第２図は、走査回路の動作を示すタイミングチャート、 第３図は、ドライバ111から出力される各パルスタイミ
ングの第１例を示すタイミングチャート、 第４図は、ドライバ111から出力される各パルスタイミ
ングの第２例を示すタイミングチャート、 第５図および第６図は、ドライバ111から出力される各
パルスタイミングの第３例および第４例を示すタイミン
グチャート、 第７図は、光センサがエリア状に配列された従来の撮像
装置の概略的回路図である。 101、102……センサブロック 103、104……信号出力線 105、106……走査回路 107、108……トランジスタ（開閉手段） 109……アンプ 110……出力端子
的回路図、 第２図は、走査回路の動作を示すタイミングチャート、 第３図は、ドライバ111から出力される各パルスタイミ
ングの第１例を示すタイミングチャート、 第４図は、ドライバ111から出力される各パルスタイミ
ングの第２例を示すタイミングチャート、 第５図および第６図は、ドライバ111から出力される各
パルスタイミングの第３例および第４例を示すタイミン
グチャート、 第７図は、光センサがエリア状に配列された従来の撮像
装置の概略的回路図である。 101、102……センサブロック 103、104……信号出力線 105、106……走査回路 107、108……トランジスタ（開閉手段） 109……アンプ 110……出力端子
Claims (1)
- 【請求項１】第１のブロック（101）の複数の光電変換
画素と、 第２のブロック（102）の複数の光電変換画素と、 前記第１のブロックの各複数の光電変換画素からの電荷
を第１の水平出力線（103）に転送して読み出すための
読み出し用の第１のブロックの複数のスイッチ手段（T1
1,T12,……）と、 前記第２のブロックの各複数の光電変換画素からの電荷
を第２の水平出力線（104）に転送して読み出すための
読み出し用の第２のブロックの複数のスイッチ手段（T2
1,T22,……）と、 前記第１、第２の水平出力線に転送された各光電変換画
素の信号を電圧に変換して出力する共通のアンプ（10
9）と、 前記第１、第２の水平出力線を選択的に前記アンプの入
力に接続するためのそれぞれ第１のゲート（107）、第
２のゲート（108）と、 前記第１のブロックの複数のスイッチ手段をオンする際
には前記第１のゲートをオンして前記第２のゲートをオ
フし、前記第２のブロックの複数のスイッチ手段をオン
する際には前記第２のゲートをオンして前記第１のゲー
トをオフするように制御する制御手段（111、112）と、 を有することを特徴とする撮像装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62006254A JP2589297B2 (ja) | 1987-01-16 | 1987-01-16 | 撮像装置 |
| US07/097,456 US4835404A (en) | 1986-09-19 | 1987-09-14 | Photoelectric converting apparatus with a switching circuit and a resetting circuit for reading and resetting a plurality of lines sensors |
| DE3751285T DE3751285T2 (de) | 1986-09-19 | 1987-09-16 | Fotoelektrische Umwandlungsvorrichtung. |
| EP87308201A EP0260956B1 (en) | 1986-09-19 | 1987-09-16 | Photoelectric converting apparatus |
| EP19930203578 EP0593139A3 (en) | 1986-09-19 | 1987-09-16 | Photoelectric converting apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62006254A JP2589297B2 (ja) | 1987-01-16 | 1987-01-16 | 撮像装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63190476A JPS63190476A (ja) | 1988-08-08 |
| JP2589297B2 true JP2589297B2 (ja) | 1997-03-12 |
Family
ID=11633348
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62006254A Expired - Fee Related JP2589297B2 (ja) | 1986-09-19 | 1987-01-16 | 撮像装置 |
Country Status (1)
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1987
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