JP3257802B2 - 固体撮像装置及び固体撮像素子の駆動方法 - Google Patents
固体撮像装置及び固体撮像素子の駆動方法Info
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
- H04N23/70—Circuitry for compensating brightness variation in the scene
- H04N23/71—Circuitry for evaluating the brightness variation
-
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- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
- H04N23/70—Circuitry for compensating brightness variation in the scene
- H04N23/745—Detection of flicker frequency or suppression of flicker wherein the flicker is caused by illumination, e.g. due to fluorescent tube illumination or pulsed LED illumination
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- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/50—Control of the SSIS exposure
- H04N25/53—Control of the integration time
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- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
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- H04N25/50—Control of the SSIS exposure
- H04N25/57—Control of the dynamic range
- H04N25/59—Control of the dynamic range by controlling the amount of charge storable in the pixel, e.g. modification of the charge conversion ratio of the floating node capacitance
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、固体撮像装置及び固体
撮像素子の駆動方法に関し、特に受光部における電荷蓄
積時間を可変にした固体撮像装置及び固体撮像素子の駆
動方法に関する。
撮像素子の駆動方法に関し、特に受光部における電荷蓄
積時間を可変にした固体撮像装置及び固体撮像素子の駆
動方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、ＣＣＤ固体撮像装置、例えば多
数の受光部が一列に配列されて構成されたリニアセンサ
（１次元のイメージセンサ）は、例えばファクシミリ、
イメージスキャナ、デジタル複写機などの画像入力部に
多く用いられる。
数の受光部が一列に配列されて構成されたリニアセンサ
（１次元のイメージセンサ）は、例えばファクシミリ、
イメージスキャナ、デジタル複写機などの画像入力部に
多く用いられる。
【０００３】従来のリニアセンサは、図４に示すよう
に、フォトダイオードによる受光部２１を多数個一列に
配して構成されたセンサ列２２を有し、該センサ列２２
の一方の側に読出しゲート２３を介してＣＣＤからなる
転送レジスタ２４が形成されて構成されている。
に、フォトダイオードによる受光部２１を多数個一列に
配して構成されたセンサ列２２を有し、該センサ列２２
の一方の側に読出しゲート２３を介してＣＣＤからなる
転送レジスタ２４が形成されて構成されている。
【０００４】そして、読出し期間において、読出しゲー
ト２３に読出しパルスφｒを与えることによって、セン
サ列２２の各受光部２１に蓄積されている信号電荷を転
送レジスタ２４に上記読出しゲート２３を介して読出
し、その後の転送期間において、転送レジスタ２４に互
いに逆相である２相のクロックパルスφ１及びφ２を印
加することにより、各信号電荷を一方向（矢印の方向）
に転送して、後段のＦＤＡ（フローティング・ディフュ
ージュン・アンプ）２５並びにソースフォロア回路（図
示せず）を介して１つずつ電圧に変換して出力するとい
う動作を行う。
ト２３に読出しパルスφｒを与えることによって、セン
サ列２２の各受光部２１に蓄積されている信号電荷を転
送レジスタ２４に上記読出しゲート２３を介して読出
し、その後の転送期間において、転送レジスタ２４に互
いに逆相である２相のクロックパルスφ１及びφ２を印
加することにより、各信号電荷を一方向（矢印の方向）
に転送して、後段のＦＤＡ（フローティング・ディフュ
ージュン・アンプ）２５並びにソースフォロア回路（図
示せず）を介して１つずつ電圧に変換して出力するとい
う動作を行う。
【０００５】尚、センサ列を多数列設けたビデオカメラ
装置の中には、例えば特開昭６２−１６６６６１号公報
に示すように、各センサ列の一方の側にオーバーフロー
ドレインとオーバーフローコントロールゲートを設けて
電子シャッタ機能を備えるようにしたものがある。
装置の中には、例えば特開昭６２−１６６６６１号公報
に示すように、各センサ列の一方の側にオーバーフロー
ドレインとオーバーフローコントロールゲートを設けて
電子シャッタ機能を備えるようにしたものがある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
リニアセンサにおいては、光源の明るさにより同じ被写
体に対して出力レベルが変動するという問題があった。
即ち、ファクシミリやデジタル複写機においては、被写
体を読み取るための光源として蛍光灯が多く用いられる
が、これは経時変化によって明るさが大きく変動すると
いう欠点を有している。そのため、同じ原稿を読み取っ
ても、ある程度月日を経た後だと、当初の出力レベルを
得ることができない。
リニアセンサにおいては、光源の明るさにより同じ被写
体に対して出力レベルが変動するという問題があった。
即ち、ファクシミリやデジタル複写機においては、被写
体を読み取るための光源として蛍光灯が多く用いられる
が、これは経時変化によって明るさが大きく変動すると
いう欠点を有している。そのため、同じ原稿を読み取っ
ても、ある程度月日を経た後だと、当初の出力レベルを
得ることができない。
【０００７】また、リニアセンサの被写体に対するスキ
ャンスピードが一定でないため、このスキャンスピード
によっても出力レベルが変動するという問題があった。
ャンスピードが一定でないため、このスキャンスピード
によっても出力レベルが変動するという問題があった。
【０００８】上記問題を解決するために、リニアセンサ
に例えばＡＧＣ（自動利得制御回路）を組み込むことが
考えられるが、雑音成分が混入し易く、リニアセンサか
らの撮像信号のＳ／Ｎ比が劣化するという不都合があ
る。
に例えばＡＧＣ（自動利得制御回路）を組み込むことが
考えられるが、雑音成分が混入し易く、リニアセンサか
らの撮像信号のＳ／Ｎ比が劣化するという不都合があ
る。
【０００９】本発明は、このような課題に鑑み成された
もので、その目的とするところは、撮像信号に関し、光
源の経時変化やスキャンスピードの変動に左右されるこ
となく一定の出力レベルを得ることができると共に、初
期状態と変わらないＳ／Ｎ比を得ることができる固体撮
像装置及び固体撮像素子の駆動方法を提供することにあ
る。
もので、その目的とするところは、撮像信号に関し、光
源の経時変化やスキャンスピードの変動に左右されるこ
となく一定の出力レベルを得ることができると共に、初
期状態と変わらないＳ／Ｎ比を得ることができる固体撮
像装置及び固体撮像素子の駆動方法を提供することにあ
る。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の固体撮像装置
は、受光部１を多数個一列に並べたセンサ列２の一方の
側に読出しゲート３及び転送レジスタ４が設けられ、上
記センサ列２の他方の側にドレインゲート５及びドレイ
ン領域６からなり該ドレインゲート５にシャッタパルス
ｐを供給することにより信号電荷が該ドレイン領域６に
排出される電子シャッタ手段８が設けられた固体撮像素
子Ａを有し、所定のリファレンス信号Ｓｒと上記固体撮
像素子Ａからの撮像信号Ｓｏの各出力レベルを比較する
出力レベル比較部１１と、該出力レベル比較部１１から
の比較結果Ｓに基いて所定期間（空送り期間ｔ2 ）にお
けるシャッタパルスｐの出力タイミングを作成し、その
作成された出力タイミングにてシャッタパルスｐを上記
固体撮像素子Ａの電子シャッタ手段８に供給するシャッ
タタイミング作成部１２を設けて構成し、信号電荷読出
し期間Ｔｒに上記読出しゲート３に読出しパルスφｒを
供給し、比較結果に基いて上記信号電荷読出し期間Ｔｒ
の後に続く信号電荷転送期間Ｔｔ内に上記シャッタパル
スｐを上記電子シャッタ手段８に供給する。そして、上
記信号電荷転送期間Ｔｔは、有効画素の出力が行われる
有効画素出力期間ｔ 1 と、ダミー出力が行われる空送り
期間ｔ 2 からなり、上記シャッタパルスｐは該空送り期
間ｔ 2 に上記電子シャッタ手段８に供給される構成とす
る。また本発明の固体撮像素子の駆動方法は、複数の受
光部１を一列に配列したセンサ列２の一方の側に読出し
ゲート３及び転送レジスタ４が設けられ、上記センサ列
２の他方の側にドレインゲート５及びドレイン領域６を
含み該ドレインゲート５にシャッタパルスｐを供給する
ことにより信号電荷が該ドレイン領域６に排出される電
子シャッタ手段８を有する固体撮像素子Ａにおいて、信
号電荷読出し期間Ｔｒに上記読出しゲート３に読出しパ
ルスφｒを供給し、所定のリファレンス信号Ｓｒと上記
固体撮像素子Ａからの撮像信号Ｓｏの各出力レベルを比
較し、その比較結果に基いてシャッタパルスｐの出力タ
イミングを作成し、その作成された出力タイミングにて
上記信号電荷読出し期間Ｔｒの後に続く信号電荷転送期
間Ｔｔ内にシャッタパルスｐを上記ドレインゲート５に
供給する。そして、上記信号電荷転送期間Ｔｔは、有効
画素の出力が行われる有効画素出力期間ｔ 1 と、 ダミー
出力が行われる空送り期間ｔ 2 からなり、上記シャッタ
パルスｐは該空送り期間ｔ 2 に上記電子シャッタ手段８
に供給される構成とする。 また、上記固体撮像装置にお
いて、上記出力レベル比較部１１が上記比較結果Ｓを比
較信号Ｓとして出力し、該比較信号Ｓを上記シャッタタ
イミング作成部１２に入力させる構成とするを可とす
る。 また、上記固体撮像装置において、上記シャッタタ
イミング作成部１２がカウンタが接続されて成り、該カ
ウンタは、メインクロックパルスφｃの入力毎にその値
が減算され、その値が０となったときに上記シャッタパ
ルスｐを出力し、その後の読出しパルスφｒの入力によ
り減算前の設定値に復帰する構成とされているとするを
可とする。 また、上記固体撮像装置において、さらに上
記撮像信号Ｓｏの出力レベルが上記リファレンス信Ｓｒ
号の出力レベルより大きい場合は上記カウンタ内の値を
設定値より大きい値に設定し、上記撮像信号Ｓｏの出力
レベルが上記リファレンス信号Ｓｒの出力レベルより小
さい場合は上記カウンタ内の値を設定値より小さい値に
設定するとするを可とする。 また、上記固体撮像素子の
駆動方法において、上記撮像信号Ｓｏの出力レベルが上
記リファレンス信号Ｓｒの出力レベルより大きい場合は
上記シャッタパルスｐの出力タイミングを次の読出し期
間Ｔｒ側にずらし、上記撮像信号Ｓｏの出力レベルが上
記リファレンス信号Ｓｒの出力レベルより小さい場合は
上記シャッタパルスｐの出力タイミングを有効画素出力
期間ｔ 1 側にずらすようにするを可とする。
は、受光部１を多数個一列に並べたセンサ列２の一方の
側に読出しゲート３及び転送レジスタ４が設けられ、上
記センサ列２の他方の側にドレインゲート５及びドレイ
ン領域６からなり該ドレインゲート５にシャッタパルス
ｐを供給することにより信号電荷が該ドレイン領域６に
排出される電子シャッタ手段８が設けられた固体撮像素
子Ａを有し、所定のリファレンス信号Ｓｒと上記固体撮
像素子Ａからの撮像信号Ｓｏの各出力レベルを比較する
出力レベル比較部１１と、該出力レベル比較部１１から
の比較結果Ｓに基いて所定期間（空送り期間ｔ2 ）にお
けるシャッタパルスｐの出力タイミングを作成し、その
作成された出力タイミングにてシャッタパルスｐを上記
固体撮像素子Ａの電子シャッタ手段８に供給するシャッ
タタイミング作成部１２を設けて構成し、信号電荷読出
し期間Ｔｒに上記読出しゲート３に読出しパルスφｒを
供給し、比較結果に基いて上記信号電荷読出し期間Ｔｒ
の後に続く信号電荷転送期間Ｔｔ内に上記シャッタパル
スｐを上記電子シャッタ手段８に供給する。そして、上
記信号電荷転送期間Ｔｔは、有効画素の出力が行われる
有効画素出力期間ｔ 1 と、ダミー出力が行われる空送り
期間ｔ 2 からなり、上記シャッタパルスｐは該空送り期
間ｔ 2 に上記電子シャッタ手段８に供給される構成とす
る。また本発明の固体撮像素子の駆動方法は、複数の受
光部１を一列に配列したセンサ列２の一方の側に読出し
ゲート３及び転送レジスタ４が設けられ、上記センサ列
２の他方の側にドレインゲート５及びドレイン領域６を
含み該ドレインゲート５にシャッタパルスｐを供給する
ことにより信号電荷が該ドレイン領域６に排出される電
子シャッタ手段８を有する固体撮像素子Ａにおいて、信
号電荷読出し期間Ｔｒに上記読出しゲート３に読出しパ
ルスφｒを供給し、所定のリファレンス信号Ｓｒと上記
固体撮像素子Ａからの撮像信号Ｓｏの各出力レベルを比
較し、その比較結果に基いてシャッタパルスｐの出力タ
イミングを作成し、その作成された出力タイミングにて
上記信号電荷読出し期間Ｔｒの後に続く信号電荷転送期
間Ｔｔ内にシャッタパルスｐを上記ドレインゲート５に
供給する。そして、上記信号電荷転送期間Ｔｔは、有効
画素の出力が行われる有効画素出力期間ｔ 1 と、 ダミー
出力が行われる空送り期間ｔ 2 からなり、上記シャッタ
パルスｐは該空送り期間ｔ 2 に上記電子シャッタ手段８
に供給される構成とする。 また、上記固体撮像装置にお
いて、上記出力レベル比較部１１が上記比較結果Ｓを比
較信号Ｓとして出力し、該比較信号Ｓを上記シャッタタ
イミング作成部１２に入力させる構成とするを可とす
る。 また、上記固体撮像装置において、上記シャッタタ
イミング作成部１２がカウンタが接続されて成り、該カ
ウンタは、メインクロックパルスφｃの入力毎にその値
が減算され、その値が０となったときに上記シャッタパ
ルスｐを出力し、その後の読出しパルスφｒの入力によ
り減算前の設定値に復帰する構成とされているとするを
可とする。 また、上記固体撮像装置において、さらに上
記撮像信号Ｓｏの出力レベルが上記リファレンス信Ｓｒ
号の出力レベルより大きい場合は上記カウンタ内の値を
設定値より大きい値に設定し、上記撮像信号Ｓｏの出力
レベルが上記リファレンス信号Ｓｒの出力レベルより小
さい場合は上記カウンタ内の値を設定値より小さい値に
設定するとするを可とする。 また、上記固体撮像素子の
駆動方法において、上記撮像信号Ｓｏの出力レベルが上
記リファレンス信号Ｓｒの出力レベルより大きい場合は
上記シャッタパルスｐの出力タイミングを次の読出し期
間Ｔｒ側にずらし、上記撮像信号Ｓｏの出力レベルが上
記リファレンス信号Ｓｒの出力レベルより小さい場合は
上記シャッタパルスｐの出力タイミングを有効画素出力
期間ｔ 1 側にずらすようにするを可とする。
【００１１】
【作用】上述の本発明によれば、固体撮像素子Ａからの
撮像信号Ｓｏの出力レベルをリファレンス信号Ｓｒの出
力レベルと比較して、その比較結果Ｓに基いて電子シャ
ッタ手段８に印加するシャッタパルスｐの出力タイミン
グを変化させることができる。これにより、光源の明る
さが強いとき、受光部１での電荷蓄積時間ｔ3 を短く
し、光源の明るさが弱いとき、受光部１での電荷蓄積時
間ｔ3 を長くすることができる。従って、光源の経時変
化によって光源の明るさが弱くなったとしても、撮像信
号Ｓｏの出力レベルを当初の出力レベルと同じにするこ
とができる。
撮像信号Ｓｏの出力レベルをリファレンス信号Ｓｒの出
力レベルと比較して、その比較結果Ｓに基いて電子シャ
ッタ手段８に印加するシャッタパルスｐの出力タイミン
グを変化させることができる。これにより、光源の明る
さが強いとき、受光部１での電荷蓄積時間ｔ3 を短く
し、光源の明るさが弱いとき、受光部１での電荷蓄積時
間ｔ3 を長くすることができる。従って、光源の経時変
化によって光源の明るさが弱くなったとしても、撮像信
号Ｓｏの出力レベルを当初の出力レベルと同じにするこ
とができる。
【００１２】また、リニアセンサの被写体に対するスキ
ャンスピードが変動しても、上記電荷蓄積時間ｔ3 の調
節により一定の出力レベルを得ることができる。
ャンスピードが変動しても、上記電荷蓄積時間ｔ3 の調
節により一定の出力レベルを得ることができる。
【００１３】
【実施例】以下、図１〜図３を参照しながら本発明の実
施例を説明する。図１は、本実施例に係るリニアセンサ
内に組み込まれるＣＣＤ固体撮像素子を示す構成図であ
る。
施例を説明する。図１は、本実施例に係るリニアセンサ
内に組み込まれるＣＣＤ固体撮像素子を示す構成図であ
る。
【００１４】このＣＣＤ固体撮像素子Ａは、例えばシリ
コン基板表面に形成された互いに導電型の異なる不純物
拡散領域によるＰＮ接合によって形成されたフォトダイ
オードによる受光部１を多数個一列に配して構成された
センサ列２を有し、該センサ列２の一方の側に上記受光
部１の配列方向に沿って連続に形成された読出しゲート
３が形成されると共に、この読出しゲート３の一方の側
にＣＣＤからなる転送レジスタ４が形成され、更に、上
記センサ列２の他方の側に、上記受光部１の配列方向に
沿って連続に形成されたドレインゲート５が形成される
と共に、このドレインゲート５の他方の側に幅広のドレ
イン領域６が形成されて構成されている。
コン基板表面に形成された互いに導電型の異なる不純物
拡散領域によるＰＮ接合によって形成されたフォトダイ
オードによる受光部１を多数個一列に配して構成された
センサ列２を有し、該センサ列２の一方の側に上記受光
部１の配列方向に沿って連続に形成された読出しゲート
３が形成されると共に、この読出しゲート３の一方の側
にＣＣＤからなる転送レジスタ４が形成され、更に、上
記センサ列２の他方の側に、上記受光部１の配列方向に
沿って連続に形成されたドレインゲート５が形成される
と共に、このドレインゲート５の他方の側に幅広のドレ
イン領域６が形成されて構成されている。
【００１５】そして、図３で示す読出し期間Ｔｒにおい
て、読出しゲート３に読出しパルスφｒを与えることに
よって、センサ列２の各受光部１に蓄積されている信号
電荷を転送レジスタ４に上記読出しゲート３を介して読
出し、その後の転送期間Ｔｔにおいて、転送レジスタ４
に互いに逆相である２相のクロックパルスφ１及びφ２
を印加することにより、各信号電荷を一方向（矢印の方
向）に転送して、後段のＦＤＡ（フローティング・ディ
フュージュン・アンプ）７並びにソースフォロア回路
（図示せず）を介して１つずつ電圧に変換して撮像信号
として出力する。
て、読出しゲート３に読出しパルスφｒを与えることに
よって、センサ列２の各受光部１に蓄積されている信号
電荷を転送レジスタ４に上記読出しゲート３を介して読
出し、その後の転送期間Ｔｔにおいて、転送レジスタ４
に互いに逆相である２相のクロックパルスφ１及びφ２
を印加することにより、各信号電荷を一方向（矢印の方
向）に転送して、後段のＦＤＡ（フローティング・ディ
フュージュン・アンプ）７並びにソースフォロア回路
（図示せず）を介して１つずつ電圧に変換して撮像信号
として出力する。
【００１６】このとき、有効画素出力期間ｔ1 にて有効
画素の出力が行われ、次の空送り期間ｔ2 にてダミー出
力が行われると共に、この転送期間Ｔｔにおいて、受光
部１に次の信号電荷が蓄積される。特に本例において
は、空送り期間ｔ2 内において、ドレインゲート５にパ
ルスｐが印加されることにより、いままで受光部１に蓄
積されていた信号電荷がドレインゲート５を通してドレ
イン領域６に排出され、上記パルスｐの立ち下がりによ
り、再び受光部１での電荷蓄積動作が行われる。この蓄
積動作は次の読出しパルスφｒが入力されるまで行われ
る。
画素の出力が行われ、次の空送り期間ｔ2 にてダミー出
力が行われると共に、この転送期間Ｔｔにおいて、受光
部１に次の信号電荷が蓄積される。特に本例において
は、空送り期間ｔ2 内において、ドレインゲート５にパ
ルスｐが印加されることにより、いままで受光部１に蓄
積されていた信号電荷がドレインゲート５を通してドレ
イン領域６に排出され、上記パルスｐの立ち下がりによ
り、再び受光部１での電荷蓄積動作が行われる。この蓄
積動作は次の読出しパルスφｒが入力されるまで行われ
る。
【００１７】従って、実際の電荷蓄積期間ｔ3 は、図３
に示すように、上記パルスｐの立ち下がりから次の読出
しパルスφｒの入力時までの期間となる。このことか
ら、上記ドレインゲート５及びドレイン領域６はこのＣ
ＣＤ固体撮像素子Ａにおける電子シャッタ手段８を構成
し、上記パルスｐは該電子シャッタ手段８に対するシャ
ッタパルスを構成する。
に示すように、上記パルスｐの立ち下がりから次の読出
しパルスφｒの入力時までの期間となる。このことか
ら、上記ドレインゲート５及びドレイン領域６はこのＣ
ＣＤ固体撮像素子Ａにおける電子シャッタ手段８を構成
し、上記パルスｐは該電子シャッタ手段８に対するシャ
ッタパルスを構成する。
【００１８】しかして、本実施例のリニアセンサにおい
ては、図２に示すように、上記ＣＣＤ固体撮像素子Ａの
ほかに、出力レベル比較回路１１とシャッタタイミング
作成部１２が組み込まれて構成される。
ては、図２に示すように、上記ＣＣＤ固体撮像素子Ａの
ほかに、出力レベル比較回路１１とシャッタタイミング
作成部１２が組み込まれて構成される。
【００１９】出力レベル比較部１１は、ＣＣＤ固体撮像
素子Ａからの撮像信号Ｓｏと別の入力経路からのリファ
レンス信号Ｓｒが入力され、各信号Ｓｏ及びＳｒの出力
レベルを比較し、その比較結果を比較信号Ｓとして出力
する。ここで、このリファレンス信号Ｓｒとしては、リ
ニアセンサからの出力として最適な値に設定しておく。
そして、この出力レベル比較部１１では、撮像信号Ｓｏ
の出力レベルがリファレンス信号Ｓｒの出力レベルより
も大きい場合、例えば高レベルの比較信号Ｓを出力し、
その逆であれば、低レベルの比較信号Ｓを出力する。
素子Ａからの撮像信号Ｓｏと別の入力経路からのリファ
レンス信号Ｓｒが入力され、各信号Ｓｏ及びＳｒの出力
レベルを比較し、その比較結果を比較信号Ｓとして出力
する。ここで、このリファレンス信号Ｓｒとしては、リ
ニアセンサからの出力として最適な値に設定しておく。
そして、この出力レベル比較部１１では、撮像信号Ｓｏ
の出力レベルがリファレンス信号Ｓｒの出力レベルより
も大きい場合、例えば高レベルの比較信号Ｓを出力し、
その逆であれば、低レベルの比較信号Ｓを出力する。
【００２０】シャッタタイミング作成部１２は、既知の
プログラマブル・カウンタが接続されており、このカウ
ンタは、メインクロックパルスφｃの入力毎にその値が
減算され、その値が０となったときにシャッタパルスｐ
を出力し、その後の読出しパルスφｒの入力により減算
前の設定値（初期値）に復帰するように構成されてい
る。従って、例えばこのリニアセンサの製造段階におい
て、予め上記カウンタ内に、ＣＣＤ固体撮像素子Ａの電
子シャッタ手段８に対する最適なシャッタパルスｐの出
力タイミングに対応した値が設定されている。
プログラマブル・カウンタが接続されており、このカウ
ンタは、メインクロックパルスφｃの入力毎にその値が
減算され、その値が０となったときにシャッタパルスｐ
を出力し、その後の読出しパルスφｒの入力により減算
前の設定値（初期値）に復帰するように構成されてい
る。従って、例えばこのリニアセンサの製造段階におい
て、予め上記カウンタ内に、ＣＣＤ固体撮像素子Ａの電
子シャッタ手段８に対する最適なシャッタパルスｐの出
力タイミングに対応した値が設定されている。
【００２１】このシャッタパルスｐの出力タイミング
は、図３のタイムチャートに示すように、転送期間Ｔｔ
における有効画素出力期間ｔ1 と空送り期間ｔ2 のう
ち、空送り期間ｔ2 内に出力されるように設定される。
そして、このリニアセンサにおいては、シャッタタイミ
ング作成部１２にて、上記出力レベル比較部１１からの
比較信号Ｓの入力に基いて、その出力タイミングを決定
する。
は、図３のタイムチャートに示すように、転送期間Ｔｔ
における有効画素出力期間ｔ1 と空送り期間ｔ2 のう
ち、空送り期間ｔ2 内に出力されるように設定される。
そして、このリニアセンサにおいては、シャッタタイミ
ング作成部１２にて、上記出力レベル比較部１１からの
比較信号Ｓの入力に基いて、その出力タイミングを決定
する。
【００２２】即ち、出力レベル比較部１１からの比較信
号Ｓが高レベルである場合（例えば、光源の明るさが強
いことに基いて、ＣＣＤ固体撮像素子Ａからの撮像信号
Ｓｏの出力レベルがリファレンス信号Ｓｒのそれよりも
大きい場合）、カウンタ内の値をその設定値よりも大き
い値に設定する。こうすることにより、シャッタパルス
ｐの出力タイミングが次の読出し期間Ｔｒ側にずれて電
荷蓄積期間ｔ3 が短くなり、撮像信号Ｓｏの出力レベル
は小さくなる。
号Ｓが高レベルである場合（例えば、光源の明るさが強
いことに基いて、ＣＣＤ固体撮像素子Ａからの撮像信号
Ｓｏの出力レベルがリファレンス信号Ｓｒのそれよりも
大きい場合）、カウンタ内の値をその設定値よりも大き
い値に設定する。こうすることにより、シャッタパルス
ｐの出力タイミングが次の読出し期間Ｔｒ側にずれて電
荷蓄積期間ｔ3 が短くなり、撮像信号Ｓｏの出力レベル
は小さくなる。
【００２３】反対に、出力レベル比較部１１からの比較
信号Ｓが低レベルである場合（例えば、光源の明るさが
経時変化によって弱くなり、ＣＣＤ固体撮像素子Ａから
の撮像信号Ｓｏの出力レベルがリファレンス信号Ｓｒの
それよりも小さくなった場合）、カウンタ内の値をその
設定値よりも小さい値に設定する。こうすることによ
り、シャッタパルスｐの出力タイミングが有効画素出力
期間ｔ1側にずれて電荷蓄積期間ｔ3 が長くなり、撮像
信号Ｓｏの出力レベルは大きくなる。
信号Ｓが低レベルである場合（例えば、光源の明るさが
経時変化によって弱くなり、ＣＣＤ固体撮像素子Ａから
の撮像信号Ｓｏの出力レベルがリファレンス信号Ｓｒの
それよりも小さくなった場合）、カウンタ内の値をその
設定値よりも小さい値に設定する。こうすることによ
り、シャッタパルスｐの出力タイミングが有効画素出力
期間ｔ1側にずれて電荷蓄積期間ｔ3 が長くなり、撮像
信号Ｓｏの出力レベルは大きくなる。
【００２４】特に、上記撮像信号Ｓｏの出力レベルの調
節をリニアセンサのセット電源ＯＮ時に行うようにすれ
ば、光源の経時変化に伴う撮像信号Ｓｏの出力レベルの
低下を吸収することができ、リニアセンサの出力レベル
を常に一定の値の範囲内におさめることができる。ま
た、ＡＧＣを用いて撮像信号の振幅を制御する方法と異
なり、雑音成分は一定であり、Ｓ／Ｎ比を劣化させるこ
となく、リニアセンサの感度の補正が可能となる。
節をリニアセンサのセット電源ＯＮ時に行うようにすれ
ば、光源の経時変化に伴う撮像信号Ｓｏの出力レベルの
低下を吸収することができ、リニアセンサの出力レベル
を常に一定の値の範囲内におさめることができる。ま
た、ＡＧＣを用いて撮像信号の振幅を制御する方法と異
なり、雑音成分は一定であり、Ｓ／Ｎ比を劣化させるこ
となく、リニアセンサの感度の補正が可能となる。
【００２５】上述のように、本例によれば、ＣＣＤ固体
撮像素子Ａからの撮像信号Ｓｏの出力レベルをリファレ
ンス信号Ｓｒの出力レベルと比較して、その比較結果Ｓ
に基いて電子シャッタ手段８に印加するシャッタパルス
ｐの出力タイミングを変化させることができるため、光
源の明るさが強いとき、受光部１での電荷蓄積時間ｔ 3
を短くし、光源の明るさが弱いとき、受光部１での電荷
蓄積時間ｔ3 を長くすることができる。従って、光源の
経時変化によって光源の明るさが弱くなったとしても、
撮像信号Ｓｏの出力レベルを当初の出力レベルと同じに
することができる。
撮像素子Ａからの撮像信号Ｓｏの出力レベルをリファレ
ンス信号Ｓｒの出力レベルと比較して、その比較結果Ｓ
に基いて電子シャッタ手段８に印加するシャッタパルス
ｐの出力タイミングを変化させることができるため、光
源の明るさが強いとき、受光部１での電荷蓄積時間ｔ 3
を短くし、光源の明るさが弱いとき、受光部１での電荷
蓄積時間ｔ3 を長くすることができる。従って、光源の
経時変化によって光源の明るさが弱くなったとしても、
撮像信号Ｓｏの出力レベルを当初の出力レベルと同じに
することができる。
【００２６】また、リニアセンサの被写体に対するスキ
ャンスピードが変動しても、上記電荷蓄積時間ｔ3 の調
節により一定の出力レベルを得ることができる。
ャンスピードが変動しても、上記電荷蓄積時間ｔ3 の調
節により一定の出力レベルを得ることができる。
【００２７】
【発明の効果】本発明に係る固体撮像装置及び固体撮像
素子の駆動方法によれば、撮像信号に関し、光源の経時
変化やスキャンスピードの変動に左右されることなく一
定の出力レベルを得ることができると共に、初期状態と
変わらないＳ／Ｎ比を得ることができる。
素子の駆動方法によれば、撮像信号に関し、光源の経時
変化やスキャンスピードの変動に左右されることなく一
定の出力レベルを得ることができると共に、初期状態と
変わらないＳ／Ｎ比を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施例のリニアセンサに組み込まれるＣＣＤ
固体撮像素子を示す構成図。
固体撮像素子を示す構成図。
【図２】本実施例に係るリニアセンサを示すブロック線
図。
図。
【図３】本実施例に係るリニアセンサの動作を示すタイ
ムチャート
ムチャート
【図４】従来例のリニアセンサに組み込まれるＣＣＤ固
体撮像素子を示す構成図。
体撮像素子を示す構成図。
Ａ ＣＣＤ固体撮像素子１ 受光部 ２ センサ列 ３ 読出しゲート ４ 転送レジスタ ５ ドレインゲート ６ ドレイン領域 ７ ＦＤＡ ８ 電子シャッタ手段 １１ 出力レベル比較部 １２ シャッタタイミング作成部 Ｓｏ 撮像信号 Ｓｒ リファレンス信号 Ｓ 比較信号 ｐ シャッタパルス
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 真木 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソ ニー株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−283280（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−185173（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−120979（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−194780（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−214086（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−95077（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−178076（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−127073（ＪＰ，Ａ)
Claims (6)
- 【請求項１】 受光部を多数個一列に並べたセンサ列の
一方の側に読出しゲート及び転送レジスタが設けられ、
上記センサ列の他方の側にドレインゲート及びドレイン
領域からなり該ドレインゲートにシャッタパルスを供給
することにより信号電荷が該ドレイン領域に排出される
電子シャッタ手段が設けられた固体撮像素子を有し、所
定のリファレンス信号と上記固体撮像素子からの撮像信
号の各出力レベルを比較する出力レベル比較部と、該出
力レベル比較部からの比較結果に基いて所定期間におけ
るシャッタパルスの出力タイミングを作成し、その作成
された出力タイミングにてシャッタパルスを上記固体撮
像素子の電子シャッタ手段に供給するシャッタタイミン
グ作成部を有して成り、 信号電荷読出し期間に上記読出しゲートに読出しパルス
を供給し、比較結果に基いて上記信号電荷読出し期間の
後に続く信号電荷転送期間内に上記シャッタパルスを上
記電子シャッタ手段に供給し、 上記信号電荷転送期間は、有効画素の出力が行われる有
効画素出力期間と、ダミー出力が行われる空送り期間か
らなり、上記シャッタパルスは該空送り期間に上記電子
シャッタ手段に供給される ことを特徴とする固体撮像装
置。 - 【請求項２】 複数の受光部を一列に配列したセンサ列
の一方の側に読出しゲート及び転送レジスタが設けら
れ、上記センサ列の他方の側にドレインゲート及びドレ
イン領域を含み該ドレインゲートにシャッタパルスを供
給することにより信号電荷が該ドレイン領域に排出され
る電子シャッタ手段を有する固体撮像素子の駆動方法に
おいて、信号電荷読出し期間に上記読出しゲートに読出
しパルスを供給し、所定のリファレンス信号と上記固体
撮像素子からの撮像信号の各出力レベルを比較し、その
比較結果に基いてシャッタパルスの出力タイミングを作
成し、その作成された出力タイミングにて上記信号電荷
読出し期間の後に続く信号電荷転送期間内にシャッタパ
ルスを上記ドレインゲートに供給し、 上記信号電荷転送期間は、有効画素の出力が行われる有
効画素出力期間と、ダミー出力が行われる空送り期間か
らなり、上記シャッタパルスは該空送り期間に上記電子
シャッタ手段に供給される ことを特徴とする固体撮像素
子の駆動方法。 - 【請求項３】 上記出力レベル比較部が上記比較結果を
比較信号として出力し、 該比較信号を上記シャッタタイ
ミング作成部に入力させることを特徴とする請求項１に
記載の固体撮像装置。 - 【請求項４】 上記シャッタタイミング作成部がカウン
タが接続されて成り、該カウンタは、メインクロックパ
ルスの入力毎にその値が減算され、その値が０となった
ときに上記シャッタパルスを出力し、その後の読出しパ
ルスの入力により減算前の設定値に復帰する構成とされ
ていることを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装
置。 - 【請求項５】 上記撮像信号の出力レベルが上記リファ
レンス信号の出力レベルより大きい場合は上記カウンタ
内の値を設定値より大きい値に設定し、上記撮像信号の
出力レベルが上記リファレンス信号の出力レベルより小
さい場合は上記カウンタ内の値を設定値より小さい値に
設定することを特徴とする請求項４に記載の固体撮像装
置。 - 【請求項６】 上記撮像信号の出力レベルが上記リファ
レンス信号の出力レベルより大きい場合は上記シャッタ
パルスの出力タイミングを次の読出し期間側にずらし、
上記撮像信号の出力レベルが上記リファレンス信号の出
力レベルより小さい場合は上記シャッタパルスの出力タ
イミングを有効画素出力期間側にずらすことを特徴とす
る請求項２に記載の固体撮像素子の駆動方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12783291A JP3257802B2 (ja) | 1991-05-30 | 1991-05-30 | 固体撮像装置及び固体撮像素子の駆動方法 |
| KR1019920008764A KR100255400B1 (ko) | 1991-05-30 | 1992-05-23 | Ccd 선형센서 및 그 제어방법 |
| US08/098,755 US5303052A (en) | 1991-05-30 | 1993-07-29 | CCD solid-state pickup device with controlled shutter pulse generation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12783291A JP3257802B2 (ja) | 1991-05-30 | 1991-05-30 | 固体撮像装置及び固体撮像素子の駆動方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04352577A JPH04352577A (ja) | 1992-12-07 |
| JP3257802B2 true JP3257802B2 (ja) | 2002-02-18 |
Family
ID=14969769
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12783291A Expired - Lifetime JP3257802B2 (ja) | 1991-05-30 | 1991-05-30 | 固体撮像装置及び固体撮像素子の駆動方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5303052A (ja) |
| JP (1) | JP3257802B2 (ja) |
| KR (1) | KR100255400B1 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3235249B2 (ja) * | 1992-12-18 | 2001-12-04 | 株式会社デンソー | 光学的情報読取り装置 |
| US5541645A (en) * | 1994-07-28 | 1996-07-30 | Eastman Kodak Company | Method and apparatus for dynamically determining and setting charge transfer and color channel exposure times for a multiple color, CCD sensor of a film scanner |
| US5598210A (en) * | 1995-02-15 | 1997-01-28 | Eastman Kodak Company | On chip driver for electric shuttering |
| US6515701B2 (en) | 1997-07-24 | 2003-02-04 | Polaroid Corporation | Focal plane exposure control system for CMOS area image sensors |
| US6040570A (en) * | 1998-05-29 | 2000-03-21 | Sarnoff Corporation | Extended dynamic range image sensor system |
| US7071983B2 (en) * | 2002-06-19 | 2006-07-04 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | System and method for controlling photosensitive charge transfers |
| JP4758616B2 (ja) * | 2004-04-13 | 2011-08-31 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | リニアイメージセンサ |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4479062A (en) * | 1981-02-06 | 1984-10-23 | Asahi Kogaku Kogyo Kabushiki Kaisha | Photo-electric conversion device with accumulation time control |
| US4635126A (en) * | 1981-12-18 | 1987-01-06 | Canon Kabushiki Kaisha | Image pick-up system |
| JPH07112252B2 (ja) * | 1984-07-27 | 1995-11-29 | 株式会社ニコン | 固体撮像装置 |
| JPS62166661A (ja) * | 1986-01-20 | 1987-07-23 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ビデオカメラ装置 |
| JPH02150179A (ja) * | 1988-12-01 | 1990-06-08 | Canon Inc | 撮像装置 |
| JP2920924B2 (ja) * | 1989-01-12 | 1999-07-19 | ソニー株式会社 | Ｃｃｄカメラ |
-
1991
- 1991-05-30 JP JP12783291A patent/JP3257802B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1992
- 1992-05-23 KR KR1019920008764A patent/KR100255400B1/ko not_active IP Right Cessation
-
1993
- 1993-07-29 US US08/098,755 patent/US5303052A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04352577A (ja) | 1992-12-07 |
| KR920022848A (ko) | 1992-12-19 |
| US5303052A (en) | 1994-04-12 |
| KR100255400B1 (ko) | 2000-05-01 |
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