JP3251104B2 - 固体撮像装置 - Google Patents
固体撮像装置Info
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 12
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 5
- 238000010408 sweeping Methods 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
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- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/60—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise
- H04N25/63—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise applied to dark current
-
- H—ELECTRICITY
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- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
- H04N25/709—Circuitry for control of the power supply
-
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- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
- H04N25/71—Charge-coupled device [CCD] sensors; Charge-transfer registers specially adapted for CCD sensors
-
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- H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
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- H04N25/71—Charge-coupled device [CCD] sensors; Charge-transfer registers specially adapted for CCD sensors
- H04N25/73—Charge-coupled device [CCD] sensors; Charge-transfer registers specially adapted for CCD sensors using interline transfer [IT]
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- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、エリアセンサやリニア
センサと称される固体撮像素子を用いた固体撮像装置に
関し、特に電荷転送モードとしてノーマル転送モードと
高速転送モードとを有する固体撮像素子を用いた固体撮
像装置に関する。
センサと称される固体撮像素子を用いた固体撮像装置に
関し、特に電荷転送モードとしてノーマル転送モードと
高速転送モードとを有する固体撮像素子を用いた固体撮
像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＣＣＤ固体撮像素子、例えばリニアセン
サを用いた固体撮像装置の従来例を図７に示す。図７に
おいて、センサ列７１、シフトゲート７２、ＣＣＤシフ
トレジスタ７３及び電荷検出部７４によってリニアセン
サが構成されている。このリニアセンサの出力信号は、
信号処理部７５でサンプルホールド等の信号処理が行わ
れて信号出力Ｖｏｕｔとして出力される。タイミングジ
ェネレータ７６は、ＣＣＤシフトレジスタ７３を２相駆
動する転送クロックφＨ１，φＨ２、電荷検出部７４を
リセットするリセットパルスφＲＳ、信号処理部７５へ
のサンプルホールドパルスφＳＨ、シフトゲート７２に
印加する読出しゲートパルスφＲＯＧを、外部からクロ
ック端子ＩＮ１，ＩＮ２を介して入力されるマスターク
ロックφｃｌｋ及び読出しゲートパルスφｒｏｇに基づ
いて生成する。
サを用いた固体撮像装置の従来例を図７に示す。図７に
おいて、センサ列７１、シフトゲート７２、ＣＣＤシフ
トレジスタ７３及び電荷検出部７４によってリニアセン
サが構成されている。このリニアセンサの出力信号は、
信号処理部７５でサンプルホールド等の信号処理が行わ
れて信号出力Ｖｏｕｔとして出力される。タイミングジ
ェネレータ７６は、ＣＣＤシフトレジスタ７３を２相駆
動する転送クロックφＨ１，φＨ２、電荷検出部７４を
リセットするリセットパルスφＲＳ、信号処理部７５へ
のサンプルホールドパルスφＳＨ、シフトゲート７２に
印加する読出しゲートパルスφＲＯＧを、外部からクロ
ック端子ＩＮ１，ＩＮ２を介して入力されるマスターク
ロックφｃｌｋ及び読出しゲートパルスφｒｏｇに基づ
いて生成する。
【０００３】この種の固体撮像素子において、装置電源
の投入前のリニアセンサは熱的な平衡状態にある。この
熱的な平衡状態では、センサ列７１やＣＣＤシフトレジ
スタ７３が電荷で溢れている。したがって、電源投入
（電源立上げ）直後には、画素信号を正常に読み出すこ
とができない。このため、電源投入直後に、センサ列７
１やＣＣＤシフトレジスタ７３の過剰な無効電荷を掃き
出す処理が行われる。この過剰な無効電荷を完全に掃き
出すには、複数ラインに亘って掃き出し処理を行う必要
がある。図８は、この電源投入直後の各部の信号のタイ
ミングチャートである。なお、本図では、マスタークロ
ックφｃｌｋと転送クロックφＨ１，φＨ２とは同一周
波数のものとして示したが、マスタークロックφｃｌｋ
の周波数が転送クロックφＨ１，φＨ２の周波数よりも
高い場合がある。
の投入前のリニアセンサは熱的な平衡状態にある。この
熱的な平衡状態では、センサ列７１やＣＣＤシフトレジ
スタ７３が電荷で溢れている。したがって、電源投入
（電源立上げ）直後には、画素信号を正常に読み出すこ
とができない。このため、電源投入直後に、センサ列７
１やＣＣＤシフトレジスタ７３の過剰な無効電荷を掃き
出す処理が行われる。この過剰な無効電荷を完全に掃き
出すには、複数ラインに亘って掃き出し処理を行う必要
がある。図８は、この電源投入直後の各部の信号のタイ
ミングチャートである。なお、本図では、マスタークロ
ックφｃｌｋと転送クロックφＨ１，φＨ２とは同一周
波数のものとして示したが、マスタークロックφｃｌｋ
の周波数が転送クロックφＨ１，φＨ２の周波数よりも
高い場合がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
成の従来の固体撮像装置では、電源投入直後の過剰な無
効電荷の掃き出し処理を、ノーマル転送時と同じ周波数
の転送クロックφＨ１，φＨ２を用いて行っていたの
で、その掃き出し処理を例えば１０ラインに亘って行う
とすると、１００ｍsec.程度の処理時間を要し、電源投
入後撮像可能な状態になるまでに時間がかかるという問
題があった。このことは、装置電源の投入時だけでな
く、電力節約の目的で装置に設けられているパワーセー
ブモードの解除時にも言える問題である。本発明は、上
記課題に鑑みてなされたものであり、その目的とすると
ころは、装置電源の投入後やパワーセーブモードの解除
後に撮像可能な状態になるまでの時間を短縮可能とした
固体撮像装置を提供することにある。
成の従来の固体撮像装置では、電源投入直後の過剰な無
効電荷の掃き出し処理を、ノーマル転送時と同じ周波数
の転送クロックφＨ１，φＨ２を用いて行っていたの
で、その掃き出し処理を例えば１０ラインに亘って行う
とすると、１００ｍsec.程度の処理時間を要し、電源投
入後撮像可能な状態になるまでに時間がかかるという問
題があった。このことは、装置電源の投入時だけでな
く、電力節約の目的で装置に設けられているパワーセー
ブモードの解除時にも言える問題である。本発明は、上
記課題に鑑みてなされたものであり、その目的とすると
ころは、装置電源の投入後やパワーセーブモードの解除
後に撮像可能な状態になるまでの時間を短縮可能とした
固体撮像装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明による固体撮像装置では、少なくとも１列分
のセンサ列からなるセンサ部、このセンサ部から画素単
位で読み出された信号電荷を転送する電荷転送部及びこ
の電荷転送部によって転送された信号電荷を検出しかつ
電気信号に変換して出力する電荷検出部を有する固体撮
像素子と、上記電荷転送部を駆動するための第１の周波
数の転送クロックを含む各種のタイミングを発生すると
ともに、装置電源の投入時若しくはパワーセーブモード
の解除時の一定期間において第１の周波数よりも高い第
２の周波数の転送クロックを発生するタイミングジェネ
レータと、外部からコントロール信号を取り込むための
コントロール端子と、前記一定期間に対応した時定数を
有して装置電源と前記コントロール端子との間に接続さ
れかつ出力信号を前記コントロール信号として前記コン
トロール端子に与える時定数回路とを具備し、タイミン
グジェネレータが、前記コントロール端子を介して入力
される前記コントロール信号に基づいて前記転送クロッ
クの周波数を切り替える構成となっている。
に、本発明による固体撮像装置では、少なくとも１列分
のセンサ列からなるセンサ部、このセンサ部から画素単
位で読み出された信号電荷を転送する電荷転送部及びこ
の電荷転送部によって転送された信号電荷を検出しかつ
電気信号に変換して出力する電荷検出部を有する固体撮
像素子と、上記電荷転送部を駆動するための第１の周波
数の転送クロックを含む各種のタイミングを発生すると
ともに、装置電源の投入時若しくはパワーセーブモード
の解除時の一定期間において第１の周波数よりも高い第
２の周波数の転送クロックを発生するタイミングジェネ
レータと、外部からコントロール信号を取り込むための
コントロール端子と、前記一定期間に対応した時定数を
有して装置電源と前記コントロール端子との間に接続さ
れかつ出力信号を前記コントロール信号として前記コン
トロール端子に与える時定数回路とを具備し、タイミン
グジェネレータが、前記コントロール端子を介して入力
される前記コントロール信号に基づいて前記転送クロッ
クの周波数を切り替える構成となっている。
【０００６】また、上記構成の固体撮像素子に加え、電
荷転送部をノーマル速度で駆動するためのノーマル転送
クロック及び電荷転送部を高速で駆動するための高速転
送クロックを含む各種のタイミング信号を発生するタイ
ミングジェネレータを具備した固体撮像装置において、
タイミングジェネレータが、上記高速転送クロックによ
る高速転送モードでは、各種のタイミング信号のうちの
電荷転送に関係するタイミング信号以外の信号を直流レ
ベルに固定する構成となっている。
荷転送部をノーマル速度で駆動するためのノーマル転送
クロック及び電荷転送部を高速で駆動するための高速転
送クロックを含む各種のタイミング信号を発生するタイ
ミングジェネレータを具備した固体撮像装置において、
タイミングジェネレータが、上記高速転送クロックによ
る高速転送モードでは、各種のタイミング信号のうちの
電荷転送に関係するタイミング信号以外の信号を直流レ
ベルに固定する構成となっている。
【０００７】
【作用】リニアセンサやエリアセンサを用いた固体撮像
装置において、装置電源の投入時若しくはパワーセーブ
モードの解除時の一定期間にてノーマル転送時の周波数
よりも高い周波数の転送クロックを電荷転送部に対して
発生することで、電荷転送部では高速転送が行われる。
この高速転送により、センサ部や電荷転送部の過剰な無
効電荷の掃き出し処理を短時間で行うことができるの
で、装置電源の投入後やパワーセーブモードの解除後に
撮像可能な状態になるまでの時間を短縮できる。特に、
装置電源とコントロール端子との間に上記一定期間に対
応した時定数を有する時定数回路を介在させることで、
簡単な回路構成で上記の機能を実現できる。また、高速
転送時には、タイミングジェネレータから発せられる各
種のタイミング信号のうちの電荷転送に関係するタイミ
ング信号以外の信号を直流レベルに固定することで、電
荷転送に関係する部分以外での電力消費を抑えることが
できるので、装置の低消費電力化が図れる。
装置において、装置電源の投入時若しくはパワーセーブ
モードの解除時の一定期間にてノーマル転送時の周波数
よりも高い周波数の転送クロックを電荷転送部に対して
発生することで、電荷転送部では高速転送が行われる。
この高速転送により、センサ部や電荷転送部の過剰な無
効電荷の掃き出し処理を短時間で行うことができるの
で、装置電源の投入後やパワーセーブモードの解除後に
撮像可能な状態になるまでの時間を短縮できる。特に、
装置電源とコントロール端子との間に上記一定期間に対
応した時定数を有する時定数回路を介在させることで、
簡単な回路構成で上記の機能を実現できる。また、高速
転送時には、タイミングジェネレータから発せられる各
種のタイミング信号のうちの電荷転送に関係するタイミ
ング信号以外の信号を直流レベルに固定することで、電
荷転送に関係する部分以外での電力消費を抑えることが
できるので、装置の低消費電力化が図れる。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。図１は、本発明の一実施例を示す構成図で
あり、例えばリニアセンサを用いた固体撮像装置に適用
された場合を示す。図１において、入射光を光電変換し
て信号電荷を蓄えるフォトセンサＰＳが一列に複数個配
列されてセンサ列（センサ部）１１を構成している。こ
のセンサ列１１に画素単位で蓄えられた信号電荷は、シ
フトゲート１２を介してＣＣＤシフトレジスタ（電荷転
送部）１３に読み出される。この読み出された信号電荷
は、ＣＣＤシフトレジスタ１３によって水平方向に順次
転送されて電荷検出部１４に供給される。
に説明する。図１は、本発明の一実施例を示す構成図で
あり、例えばリニアセンサを用いた固体撮像装置に適用
された場合を示す。図１において、入射光を光電変換し
て信号電荷を蓄えるフォトセンサＰＳが一列に複数個配
列されてセンサ列（センサ部）１１を構成している。こ
のセンサ列１１に画素単位で蓄えられた信号電荷は、シ
フトゲート１２を介してＣＣＤシフトレジスタ（電荷転
送部）１３に読み出される。この読み出された信号電荷
は、ＣＣＤシフトレジスタ１３によって水平方向に順次
転送されて電荷検出部１４に供給される。
【０００９】電荷検出部１４は、例えばフローティング
・ディフュージョン（ＦＤ）によって構成され、ＣＣＤ
シフトレジスタ１３によって転送されてきた信号電荷を
検出し、これを信号電圧に変換して後段の信号処理部１
５に供給する。信号処理部１５は、例えば図２に示すよ
うに、電荷検出部１４からの信号電圧を入力とするバッ
ファ２１と、このバッファ２１を介して供給される信号
電圧をサンプルホールドするサンプルホールド回路２２
と、このサンプルホールド回路２２のサンプルホールド
出力を信号出力Ｖｏｕｔとして導出するバッファ２３と
から構成され、ＣＣＤチップと同一基板上に作られてい
る。
・ディフュージョン（ＦＤ）によって構成され、ＣＣＤ
シフトレジスタ１３によって転送されてきた信号電荷を
検出し、これを信号電圧に変換して後段の信号処理部１
５に供給する。信号処理部１５は、例えば図２に示すよ
うに、電荷検出部１４からの信号電圧を入力とするバッ
ファ２１と、このバッファ２１を介して供給される信号
電圧をサンプルホールドするサンプルホールド回路２２
と、このサンプルホールド回路２２のサンプルホールド
出力を信号出力Ｖｏｕｔとして導出するバッファ２３と
から構成され、ＣＣＤチップと同一基板上に作られてい
る。
【００１０】ＣＣＤチップと同一基板上にはさらに、各
種のタイミング信号を発生するタイミングジェネレータ
１６が作られている。このタイミングジェネレータ１６
は、センサ列１１からＣＣＤシフトレジスタ１３に信号
電荷を読み出すためのシフトゲート１２に印加する読出
しゲートパルスφＲＯＧ、ＣＣＤシフトレジスタ１３を
２相駆動する転送クロックφＨ１，φＨ２、電荷検出部
１４のＦＤをリセットするリセットパルスφＲＳ、信号
処理部１５におけるサンプルホールド回路２２のサンプ
ルホールドパルスφＳＨを、外部からクロック端子ＩＮ
１，ＩＮ２を介して入力されるマスタークロックφｃｌ
ｋ及び読出しゲートパルスφｒｏｇに基づいて生成す
る。
種のタイミング信号を発生するタイミングジェネレータ
１６が作られている。このタイミングジェネレータ１６
は、センサ列１１からＣＣＤシフトレジスタ１３に信号
電荷を読み出すためのシフトゲート１２に印加する読出
しゲートパルスφＲＯＧ、ＣＣＤシフトレジスタ１３を
２相駆動する転送クロックφＨ１，φＨ２、電荷検出部
１４のＦＤをリセットするリセットパルスφＲＳ、信号
処理部１５におけるサンプルホールド回路２２のサンプ
ルホールドパルスφＳＨを、外部からクロック端子ＩＮ
１，ＩＮ２を介して入力されるマスタークロックφｃｌ
ｋ及び読出しゲートパルスφｒｏｇに基づいて生成す
る。
【００１１】タイミングジェネレータ１６には、外部回
路であるコントロール回路１７からコントロール端子Ｉ
Ｎ３を介してコントロール信号Ｖｃが入力される。コン
トロール回路１７は、装置電源の投入（立上げ）時若し
くはパワーセーブモードの解除時に入力される電源オン
信号（電源電圧Ｖｄｄそのものでも良い）若しくはパワ
ーセーブオフ信号に応答して、電源投入時若しくはパワ
ーセーブモード解除時から一定期間だけ低レベル（第１
の値）をとりかつその期間経過後に高レベル（第２の
値）をとるコントロール信号Ｖｃを発生する。図３は、
電源投入時における電源電圧Ｖｃｃ、コントロール信号
Ｖｃ、上記の各種タイミング信号及び信号出力Ｖｏｕｔ
のタイミング関係を示すタイミングチャートである。
路であるコントロール回路１７からコントロール端子Ｉ
Ｎ３を介してコントロール信号Ｖｃが入力される。コン
トロール回路１７は、装置電源の投入（立上げ）時若し
くはパワーセーブモードの解除時に入力される電源オン
信号（電源電圧Ｖｄｄそのものでも良い）若しくはパワ
ーセーブオフ信号に応答して、電源投入時若しくはパワ
ーセーブモード解除時から一定期間だけ低レベル（第１
の値）をとりかつその期間経過後に高レベル（第２の
値）をとるコントロール信号Ｖｃを発生する。図３は、
電源投入時における電源電圧Ｖｃｃ、コントロール信号
Ｖｃ、上記の各種タイミング信号及び信号出力Ｖｏｕｔ
のタイミング関係を示すタイミングチャートである。
【００１２】タイミングジェネレータ１６の具体的な回
路構成の一例を図４に示す。同図に示すように、タイミ
ングジェネレータ１６は、マスタークロックφｃｌｋを
例えば８分周する８分周回路４１と、マスタークロック
φｃｌｋを例えば２分周する２分周回路４２と、マスタ
ークロックφｃｌｋに同期してその８分周クロック及び
２分周クロックをシフトする複数段のシフトレジスタ４
３と、このシフトレジスタ４３の例えば８ビット出力の
論理の組合せによって先述した各種のタイミング信号を
出力する論理回路４４とから構成されている。そして、
図３から明らかなように、電源投入時（電源電圧Ｖｃｃ
の立上がり）の一定期間Ｔでは高い周波数の転送クロッ
クφＨ１，φＨ２を、その期間経過後は低い周波数の転
送クロックφＨ１，φＨ２をそれぞれ発生する。
路構成の一例を図４に示す。同図に示すように、タイミ
ングジェネレータ１６は、マスタークロックφｃｌｋを
例えば８分周する８分周回路４１と、マスタークロック
φｃｌｋを例えば２分周する２分周回路４２と、マスタ
ークロックφｃｌｋに同期してその８分周クロック及び
２分周クロックをシフトする複数段のシフトレジスタ４
３と、このシフトレジスタ４３の例えば８ビット出力の
論理の組合せによって先述した各種のタイミング信号を
出力する論理回路４４とから構成されている。そして、
図３から明らかなように、電源投入時（電源電圧Ｖｃｃ
の立上がり）の一定期間Ｔでは高い周波数の転送クロッ
クφＨ１，φＨ２を、その期間経過後は低い周波数の転
送クロックφＨ１，φＨ２をそれぞれ発生する。
【００１３】すなわち、上記一定期間Ｔでは、コントロ
ール信号Ｖｃが低レベルとなり、これに伴い８分周回路
４１がクリア状態となるため、マスタークロックφｃｌ
ｋの１／２の周波数の転送クロックφＨ１，φＨ２が発
生される。一定期間Ｔが経過すると、コントロール信号
Ｖｃが高レベルとなり、これに伴い２分周回路４２がク
リア状態となるため、マスタークロックφｃｌｋの１／
８の周波数の転送クロックφＨ１，φＨ２が発生され
る。この１／８の周波数の転送クロックφＨ１，φＨ２
による転送速度がノーマル転送速度となる。したがっ
て、電源投入時の一定期間Ｔでは、ノーマル転送の４倍
の高速転送が行われることになる。
ール信号Ｖｃが低レベルとなり、これに伴い８分周回路
４１がクリア状態となるため、マスタークロックφｃｌ
ｋの１／２の周波数の転送クロックφＨ１，φＨ２が発
生される。一定期間Ｔが経過すると、コントロール信号
Ｖｃが高レベルとなり、これに伴い２分周回路４２がク
リア状態となるため、マスタークロックφｃｌｋの１／
８の周波数の転送クロックφＨ１，φＨ２が発生され
る。この１／８の周波数の転送クロックφＨ１，φＨ２
による転送速度がノーマル転送速度となる。したがっ
て、電源投入時の一定期間Ｔでは、ノーマル転送の４倍
の高速転送が行われることになる。
【００１４】ここで、上記一定期間Ｔとしては、電源投
入前の熱的な平衡状態において、センサ列１１やＣＣＤ
シフトレジスタ１３に溢れた過剰な無効電荷を完全に掃
き出すのに要する期間、例えば１０ライン相当程度の期
間が設定される。このように、電源投入時の一定期間Ｔ
ではノーマル転送の例えば４倍の高速転送を行うことに
より、過剰な無効電荷を掃き出すための処理を短時間で
行うことができるため、電源立上げ後撮像可能な状態に
なるまでの時間を短縮できることになる。なお、電源投
入時だけでなく、パワーセーブモードの解除時、即ちそ
れまで入力を停止していたマスタークロックφｃｌｋの
入力再開時にも、同様のことが言える。
入前の熱的な平衡状態において、センサ列１１やＣＣＤ
シフトレジスタ１３に溢れた過剰な無効電荷を完全に掃
き出すのに要する期間、例えば１０ライン相当程度の期
間が設定される。このように、電源投入時の一定期間Ｔ
ではノーマル転送の例えば４倍の高速転送を行うことに
より、過剰な無効電荷を掃き出すための処理を短時間で
行うことができるため、電源立上げ後撮像可能な状態に
なるまでの時間を短縮できることになる。なお、電源投
入時だけでなく、パワーセーブモードの解除時、即ちそ
れまで入力を停止していたマスタークロックφｃｌｋの
入力再開時にも、同様のことが言える。
【００１５】また、タイミングジェネレータ１６は、高
速転送を行う一定期間Ｔでは、各種のタイミング信号の
うちの少なくとも１つを直流レベルに固定とする。例え
ば、図３に示すように、リセットパルスφＲＳ及びサン
プルホールドパルスφＳＨを高レベルに固定、読出しゲ
ートパルスφＲＯＧを低レベルに固定とする。このよう
に、電荷転送に関係するタイミング信号以外の信号を直
流レベルに固定することで、電荷転送に関係する部分以
外での電力消費を抑えることができるので、装置の低消
費電力化を図ることができる。なお、いわゆる電子シャ
ッタ機能に対応してシャッタゲートを有するリニアセン
サを用いた固体撮像装置の場合には、シャッタゲートを
オン状態にするようにそのシャッタパルスを直流レベル
に固定すれば、過剰電荷を掃き出す時間をさらに短縮で
きる効果がある。
速転送を行う一定期間Ｔでは、各種のタイミング信号の
うちの少なくとも１つを直流レベルに固定とする。例え
ば、図３に示すように、リセットパルスφＲＳ及びサン
プルホールドパルスφＳＨを高レベルに固定、読出しゲ
ートパルスφＲＯＧを低レベルに固定とする。このよう
に、電荷転送に関係するタイミング信号以外の信号を直
流レベルに固定することで、電荷転送に関係する部分以
外での電力消費を抑えることができるので、装置の低消
費電力化を図ることができる。なお、いわゆる電子シャ
ッタ機能に対応してシャッタゲートを有するリニアセン
サを用いた固体撮像装置の場合には、シャッタゲートを
オン状態にするようにそのシャッタパルスを直流レベル
に固定すれば、過剰電荷を掃き出す時間をさらに短縮で
きる効果がある。
【００１６】図５は、本発明の他の実施例を示す構成図
であり、図中、図１と同等部分には同一符号を付して示
してある。本実施例においては、コントロール信号Ｖｃ
のコントロール端子ＩＮ３と装置電源（Ｖｃｃ）間に、
ＣＲ時定数回路１８を接続した構成となっている。この
ＣＲ時定数回路１８の時定数は、上記一定期間Ｔに対応
して設定されている。このように、コントロール端子Ｉ
Ｎ３と装置電源間にＣＲ時定数回路１８を接続すること
により、コントロール端子ＩＮ３の電位が電源投入後一
定期間Ｔが経過した時点で高レベルとなり、図３のコン
トロール信号Ｖｃが印加された場合と等価となるため、
電源立上げ後撮像可能な状態になるまでの時間を短縮で
きることになる。また、コントロール端子ＩＮ３にＣ，
Ｒの回路素子を接続するだけの簡単な構成で対応でき、
コントロール用の配線を施す必要もない。
であり、図中、図１と同等部分には同一符号を付して示
してある。本実施例においては、コントロール信号Ｖｃ
のコントロール端子ＩＮ３と装置電源（Ｖｃｃ）間に、
ＣＲ時定数回路１８を接続した構成となっている。この
ＣＲ時定数回路１８の時定数は、上記一定期間Ｔに対応
して設定されている。このように、コントロール端子Ｉ
Ｎ３と装置電源間にＣＲ時定数回路１８を接続すること
により、コントロール端子ＩＮ３の電位が電源投入後一
定期間Ｔが経過した時点で高レベルとなり、図３のコン
トロール信号Ｖｃが印加された場合と等価となるため、
電源立上げ後撮像可能な状態になるまでの時間を短縮で
きることになる。また、コントロール端子ＩＮ３にＣ，
Ｒの回路素子を接続するだけの簡単な構成で対応でき、
コントロール用の配線を施す必要もない。
【００１７】なお、上記実施例では、ＣＣＤ固体撮像素
子としてリニアセンサを用いた固体撮像装置に適用した
場合について説明したが、図６に示す如きエリアセンサ
を用いた固体撮像装置にも適用し得る。図６において、
マトリクス状に２次元配列された多数のフォトセンサＰ
Ｓと、これらフォトセンサＰＳの垂直列毎に配されかつ
読出しゲート６１を介して読み出された信号電荷を垂直
方向に転送する垂直ＣＣＤシフトレジスタ６２とによっ
て撮像部６３が構成されている。
子としてリニアセンサを用いた固体撮像装置に適用した
場合について説明したが、図６に示す如きエリアセンサ
を用いた固体撮像装置にも適用し得る。図６において、
マトリクス状に２次元配列された多数のフォトセンサＰ
Ｓと、これらフォトセンサＰＳの垂直列毎に配されかつ
読出しゲート６１を介して読み出された信号電荷を垂直
方向に転送する垂直ＣＣＤシフトレジスタ６２とによっ
て撮像部６３が構成されている。
【００１８】垂直ＣＣＤシフトレジスタ６２に読み出さ
れた信号電荷は、１走査線に相当する部分ずつ順にシフ
トゲート６４を介して水平ＣＣＤシフトレジスタ６５へ
転送される。この１走査線分の信号電荷は、水平ＣＣＤ
シフトレジスタ６５によって水平方向に順次転送されて
電荷検出部６６に供給される。電荷検出部６６は、例え
ばフローティング・ディフュージョンによって構成さ
れ、ＣＣＤシフトレジスタ６３によって転送されてきた
信号電荷を検出し、これを信号電圧に変換して後段の信
号処理部６７に供給する。信号処理部６７としては、図
２と同じ回路構成のものが用いられる。この信号処理部
６７は、ＣＣＤチップと同一基板上に作られている。こ
のＣＣＤチップと同一基板上にはさらに、各種のタイミ
ングを発生するタイミングジェネレータ６８も作られて
いる。
れた信号電荷は、１走査線に相当する部分ずつ順にシフ
トゲート６４を介して水平ＣＣＤシフトレジスタ６５へ
転送される。この１走査線分の信号電荷は、水平ＣＣＤ
シフトレジスタ６５によって水平方向に順次転送されて
電荷検出部６６に供給される。電荷検出部６６は、例え
ばフローティング・ディフュージョンによって構成さ
れ、ＣＣＤシフトレジスタ６３によって転送されてきた
信号電荷を検出し、これを信号電圧に変換して後段の信
号処理部６７に供給する。信号処理部６７としては、図
２と同じ回路構成のものが用いられる。この信号処理部
６７は、ＣＣＤチップと同一基板上に作られている。こ
のＣＣＤチップと同一基板上にはさらに、各種のタイミ
ングを発生するタイミングジェネレータ６８も作られて
いる。
【００１９】このタイミングジェネレータ６８では、先
述したリセットパルスφＲＳ及びサンプルホールドパル
スφＳＨに加え、フォトセンサＰＳから垂直ＣＣＤシフ
トレジスタ６２に信号電荷を読み出すための読出しゲー
ト６１に印加する読出しゲートパルスφＲＯＧ１、垂直
ＣＣＤシフトレジスタ６２を４相駆動する垂直転送クロ
ックφＶ１〜φＶ４、垂直ＣＣＤシフトレジスタ６２か
ら水平ＣＣＤシフトレジスタ６５に信号電荷を読み出す
ためのシフトゲート６４に印加する読出しゲートパルス
φＲＯＧ２、水平ＣＣＤシフトレジスタ６５を２相駆動
する水平転送クロックφＨ１，φＨ２が生成される。
述したリセットパルスφＲＳ及びサンプルホールドパル
スφＳＨに加え、フォトセンサＰＳから垂直ＣＣＤシフ
トレジスタ６２に信号電荷を読み出すための読出しゲー
ト６１に印加する読出しゲートパルスφＲＯＧ１、垂直
ＣＣＤシフトレジスタ６２を４相駆動する垂直転送クロ
ックφＶ１〜φＶ４、垂直ＣＣＤシフトレジスタ６２か
ら水平ＣＣＤシフトレジスタ６５に信号電荷を読み出す
ためのシフトゲート６４に印加する読出しゲートパルス
φＲＯＧ２、水平ＣＣＤシフトレジスタ６５を２相駆動
する水平転送クロックφＨ１，φＨ２が生成される。
【００２０】上記構成のエリアセンサを用いた固体撮像
装置でも、水平ＣＣＤシフトレジスタ６５、電荷検出部
６６及び信号処理部６７における動作は、先述したリニ
アセンサを用いた固体撮像装置でのＣＣＤシフトレジス
タ１３、電荷検出部１４及び信号処理部１５における動
作と同じである。したがって、タイミングジェネレータ
６８において、コントロール端子ＩＮ３から入力される
コントロール信号Ｖｃに基づいて電源投入時の一定期間
ではノーマル転送時よりも高い周波数の転送クロックφ
Ｈ１，φＨ２を発生するようにすることにより、上記実
施例の場合と同様の効果を得ることができる。
装置でも、水平ＣＣＤシフトレジスタ６５、電荷検出部
６６及び信号処理部６７における動作は、先述したリニ
アセンサを用いた固体撮像装置でのＣＣＤシフトレジス
タ１３、電荷検出部１４及び信号処理部１５における動
作と同じである。したがって、タイミングジェネレータ
６８において、コントロール端子ＩＮ３から入力される
コントロール信号Ｖｃに基づいて電源投入時の一定期間
ではノーマル転送時よりも高い周波数の転送クロックφ
Ｈ１，φＨ２を発生するようにすることにより、上記実
施例の場合と同様の効果を得ることができる。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
リニアセンサやエリアセンサを用いた固体撮像装置にお
いて、装置電源の投入時若しくはパワーセーブモードの
解除時の一定期間にてノーマル転送時の周波数よりも高
い周波数の転送クロックを電荷転送部に対して発生する
ようにしたことにより、電荷転送部では高速転送が行わ
れ、センサ部や電荷転送部の過剰な無効電荷の掃き出し
処理を短時間で行うことができるので、装置電源の投入
後やパワーセーブモードの解除後に撮像可能な状態にな
るまでの時間を短縮できることになる。特に、装置電源
とコントロール端子との間に上記一定期間に対応した時
定数を有する時定数回路を介在させるようにしたこと
で、簡単な回路構成で上記の機能を実現できることにな
る。また、高速転送時には、タイミングジェネレータか
ら発せられる各タイミング信号のうちの電荷転送に関係
するタイミング信号以外の信号を直流レベルに固定する
ようにしたことにより、電荷転送に関係する部分以外で
の電力消費を抑えることができるので、装置の低消費電
力化を図ることができる。
リニアセンサやエリアセンサを用いた固体撮像装置にお
いて、装置電源の投入時若しくはパワーセーブモードの
解除時の一定期間にてノーマル転送時の周波数よりも高
い周波数の転送クロックを電荷転送部に対して発生する
ようにしたことにより、電荷転送部では高速転送が行わ
れ、センサ部や電荷転送部の過剰な無効電荷の掃き出し
処理を短時間で行うことができるので、装置電源の投入
後やパワーセーブモードの解除後に撮像可能な状態にな
るまでの時間を短縮できることになる。特に、装置電源
とコントロール端子との間に上記一定期間に対応した時
定数を有する時定数回路を介在させるようにしたこと
で、簡単な回路構成で上記の機能を実現できることにな
る。また、高速転送時には、タイミングジェネレータか
ら発せられる各タイミング信号のうちの電荷転送に関係
するタイミング信号以外の信号を直流レベルに固定する
ようにしたことにより、電荷転送に関係する部分以外で
の電力消費を抑えることができるので、装置の低消費電
力化を図ることができる。
【図１】リニアセンサを用いた固体撮像装置に適用され
た本発明の一実施例を示す構成図である。
た本発明の一実施例を示す構成図である。
【図２】信号処理部の具体的な構成の一例を示す回路図
である。
である。
【図３】本発明に係る固体撮像装置の動作説明のための
タイミングチャートである。
タイミングチャートである。
【図４】タイミングジェネレータの具体的な構成の一例
を示すブロック図である。
を示すブロック図である。
【図５】リニアセンサを用いた固体撮像装置に適用され
た本発明の他の実施例を示す構成図である。
た本発明の他の実施例を示す構成図である。
【図６】エリアセンサを用いた固体撮像装置の一例を示
す構成図である。
す構成図である。
【図７】リニアセンサを用いた固体撮像装置の従来例を
示す構成図である。
示す構成図である。
【図８】従来例の動作説明のためのタイミングチャート
である。
である。
【符号の説明】 １１，７１ センサ列 １３，７３ ＣＣＤシフトレジスタ １４，６６，７４ 電荷検出部 １５，６７，７５ 信号処理部 １６，６８，７６ タイミングジェネレータ １７ コントロール回路 １８ ＣＲ時定数回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高木 忠雄 東京都千代田区丸の内３丁目２番３号 株式会社ニコン内 (72)発明者 岩崎 宏之 東京都千代田区丸の内３丁目２番３号 株式会社ニコン内 (56)参考文献 実開 平６−51943（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H04N 5/335 H04N 1/028
Claims (2)
- 【請求項１】 少なくとも１列分のセンサ列からなるセ
ンサ部、このセンサ部から画素単位で読み出された信号
電荷を転送する電荷転送部及びこの電荷転送部によって
転送された信号電荷を検出しかつ電気信号に変換して出
力する電荷検出部を有する固体撮像素子と、前記固体撮像素子と同一基板上に作られ、 前記電荷転送
部を駆動するための第１の周波数の転送クロックを含む
各種のタイミングを発生するとともに、装置電源の投入
時若しくはパワーセーブモードの解除時の一定期間にお
いて前記第１の周波数よりも高い第２の周波数の転送ク
ロックを発生するタイミングジェネレータと、 外部からコントロール信号を取り込むためのコントロー
ル端子と、 前記一定期間に対応した時定数を有して装置電源と前記
コントロール端子との間に接続されかつ出力信号を前記
コントロール信号として前記コントロール端子に与える
時定数回路と を具備し、 前記タイミングジェネレータは、前記コントロール端子
を介して入力される前記コントロール信号に基づいて前
記転送クロックの周波数を切り替えることを特徴とする
固体撮像装置。 - 【請求項２】 少なくとも１列分のセンサ列からなるセ
ンサ部、このセンサ部から画素単位で読み出された信号
電荷を転送する電荷転送部及びこの電荷転送部によって
転送された信号電荷を検出しかつ電気信号に変換して出
力する電荷検出部を有する固体撮像素子と、 前記電荷転送部をノーマル速度で駆動するためのノーマ
ル転送クロック及び前記電荷転送部を高速で駆動するた
めの高速転送クロックを含む各種のタイミング信号を発
生するタイミングジェネレータとを具備し、 前記タイミングジェネレータは、前記高速転送クロック
による高速転送モードでは、前記各種のタイミング信号
のうちの電荷転送に関係するタイミング信号以外の信号
を直流レベルに固定する ことを特徴とする固体撮像装
置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19431593A JP3251104B2 (ja) | 1993-07-08 | 1993-07-08 | 固体撮像装置 |
| US08/586,304 US5777671A (en) | 1993-07-08 | 1996-01-17 | Solid state imager having high frequency transfer mode |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19431593A JP3251104B2 (ja) | 1993-07-08 | 1993-07-08 | 固体撮像装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0730819A JPH0730819A (ja) | 1995-01-31 |
| JP3251104B2 true JP3251104B2 (ja) | 2002-01-28 |
Family
ID=16322563
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19431593A Expired - Lifetime JP3251104B2 (ja) | 1993-07-08 | 1993-07-08 | 固体撮像装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5777671A (ja) |
| JP (1) | JP3251104B2 (ja) |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3069897B2 (ja) * | 1997-05-23 | 2000-07-24 | セイコーインスツルメンツ株式会社 | 密着型リニアイメージセンサ |
| US6243134B1 (en) * | 1998-02-27 | 2001-06-05 | Intel Corporation | Method to reduce reset noise in photodiode based CMOS image sensors |
| JP3524372B2 (ja) | 1998-03-12 | 2004-05-10 | キヤノン株式会社 | 固体撮像装置及び駆動パルス発生チップ |
| US6267294B1 (en) * | 1998-09-11 | 2001-07-31 | Robotic Vision Systems Inc. | Method of operating a charge coupled device in an accelerated mode, and in conjunction with an optical symbology imager |
| US7102679B1 (en) | 2000-04-25 | 2006-09-05 | Hewlett-Packard Development Company, Lp. | Photosensor array using multiple exposures to reduce thermal noise |
| US7586526B2 (en) * | 2001-03-29 | 2009-09-08 | Canon Kabushiki Kaisha | Image sensing apparatus with at least two transfer speeds and its control method |
| JP2003046866A (ja) * | 2001-07-30 | 2003-02-14 | Sony Corp | 撮像素子の駆動制御方法及び撮像装置 |
| JP2003078789A (ja) * | 2001-09-05 | 2003-03-14 | Fuji Photo Film Co Ltd | ディジタルカメラ装置 |
| US7012646B2 (en) * | 2002-04-04 | 2006-03-14 | Eastman Kodak Company | Reset driver circuit disposed on the same substrate as the image sensor |
| JP4150711B2 (ja) * | 2004-11-10 | 2008-09-17 | オリンパス株式会社 | 撮像装置 |
| JP4548428B2 (ja) * | 2007-02-05 | 2010-09-22 | ソニー株式会社 | 固体撮像装置及び画像入力装置 |
| JP6019295B2 (ja) * | 2012-03-05 | 2016-11-02 | ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 | 固体撮像装置及びカメラシステム |
| JP6516204B2 (ja) * | 2016-01-19 | 2019-05-22 | 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 | 画像読取装置、画像読取方法、画像形成装置及び制御プログラム |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3800169A (en) * | 1972-11-22 | 1974-03-26 | Bell Telephone Labor Inc | Timing circuit including temperature compensation |
| US4862273A (en) * | 1983-11-08 | 1989-08-29 | Minolta Camera Kabushiki Kaisha | Focus condition detecting device for use in a camera |
| US4671640A (en) * | 1984-08-09 | 1987-06-09 | Minolta Camera Kabushiki Kaisha | Automatic focus control camera |
| JPS6165577A (ja) * | 1984-09-05 | 1986-04-04 | Fuji Photo Film Co Ltd | 画像情報読取方法 |
| US4905033A (en) * | 1987-01-06 | 1990-02-27 | Minolta Camera Kabushiki Kaisha | Image sensing system |
| US4985774A (en) * | 1988-01-20 | 1991-01-15 | Minolta Camera Kabushiki Kaisha | Image sensing device having direct drainage of unwanted charges |
| KR100276971B1 (ko) * | 1989-06-20 | 2001-01-15 | 다카노 야스아키 | 고체촬상소자의 구동방법 |
-
1993
- 1993-07-08 JP JP19431593A patent/JP3251104B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1996
- 1996-01-17 US US08/586,304 patent/US5777671A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5777671A (en) | 1998-07-07 |
| JPH0730819A (ja) | 1995-01-31 |
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