JP4208892B2 - 固体撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、複写機やスキャナ等の画像読取装置に用いられる固体撮像装置に関するものである。

従来、複写機等に用いられる固体撮像装置は、複数の画素と、走査回路と、転送手段と、
出力回路とを備える。複数の画素は、光電変換素子によって光信号を電気信号に変換する。走査回路は、複数の画素を時系列的に順次選択し走査していく。転送手段は、画素毎の電気信号を走査回路からのタイミング信号に応じて、順次転送していく。出力回路は、転送手段から転送された電気信号を出力端子へと出力する。

具体的に言えば、例えばＣＭＯＳ型センサの場合、画素とは光信号を電荷信号に変換する光電変換素子と、電荷電圧変換手段と、信号蓄積手段で構成される。また転送手段とは共通出力線であり、出力回路となる出力アンプに接続される。この構成では、走査回路からのタイミング信号に応じて、各画素の信号蓄積手段に蓄えられた電圧信号を、共通出力線を介して、順次出力アンプに転送していくこととなる。

このような固体撮像装置は、例えば特許文献１に記載されているように、画像情報を光電変換する有効画素領域と、黒基準レベルを出力するため、光電変換素子が遮光されたオプティカルブラック画素（以下、「ＯＢ画素」と略称する）領域を有している。以降で図を用いて従来の固体撮像装置の構成と動作について詳細に説明する。

図８は、従来の固体撮像装置の構成図である。１は有効画素領域、２はＯＢ画素領域、３は走査回路、４は走査回路を駆動するクロック信号、５はクロック信号に同期して走査回路から出力される画素選択信号である。また、６は画素選択信号に応じて、有効画素領域１或いはＯＢ画素領域２の各画素と転送手段とを接続する画素選択回路、７は転送手段、８は出力回路である。図では、例として４個のＯＢ画素と４個の有効画素からなる８画素のラインセンサを示している。

次に図９のタイミングチャートを用いて動作を説明する。第１のクロック信号４に同期した画素選択信号５が走査回路３より出力され、図のように時系列的にＯＢ画素領域２及び有効画素領域１内の各画素が１画素ずつ順次選択される。これにより、選択された画素と転送手段７が画素選択回路６によって接続され、画素に蓄積されている電気信号が出力回路８に転送され、ここから外部に出力される。図９の例では、第１のクロック信号４の１周期に渡って出力レベルが保持されているが、固体撮像装置によっては、１周期の中で信号出力レベルとリセットレベルが組み合わされて出力されている場合もある。

出力されたＯＢ画素領域２の電気信号は、後段の信号処理手段においてクランプ手段や平均化手段によって取り込まれ、黒基準レベルとして用いられる。また有効画素領域１の電気信号は、後段の信号処理手段に入力され、画像情報として処理される。
特開平９−３３１４２０号公報

上述したようにＯＢ画素出力は、後段において黒基準レベルとして取り込むためクランプ手段などを介するため、ある程度の安定化時間を必要とする。図９において説明したように、従来の固体撮像装置を用いた場合、有効画素とＯＢ画素が同じ周波数で走査されているため、必要とされる安定時間に相当する期間分のＯＢ画素数を設け、ＯＢ画素出力時間を確保する必要があり、チップ面積の増大に繋がっている。

また複写機等のシステムによっては、クロック周波数が異なる場合もある。このため、要求されるＯＢ画素出力時間が同じでも、高速動作するシステムにおいては、より多くのＯＢ画素数を必要とし、また低速動作するシステムにおいては、より少ないＯＢ画素数で十分となる。また後段に接続される信号処理手段によって、要求されるＯＢ画素出力時間が異なる場合もある。このようにシステムによって要求されるＯＢ画素出力時間が異なるため、それぞれのシステムに応じたＯＢ画素出力時間、すなわちそれに応じたＯＢ画素数を持つ固体撮像装置を開発する必要がある。

本発明は、これらの課題を鑑みてなされ、遮光された画素領域の必要とされる画素出力時間を、より少ない画素数で実現し、チップ面積の縮小を実現することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る固体撮像装置は、遮光されていない第１の画素領域と、遮光されている第２の画素領域とに配置され、光信号を電気信号へ変換する光電変換手段を有する複数の画素と、クロック信号に同期した画素選択信号により前記複数の画素を選択して走査する走査手段とを有し、前記走査手段により走査された前記複数の画素から前記電気信号を転送して出力する固体撮像装置であって、前記走査手段は、前記クロック信号として、第１のクロック信号と、前記第１のクロック信号の周波数よりも低い周波数の第２のクロック信号とを入力可能なクロック入力手段と、前記第１のクロック信号に同期した画素選択信号により前記第１の画素領域に配置された前記複数の画素を選択して走査する第１の走査手段と、前記第２のクロック信号に同期した画素選択信号により前記第２の画素領域に配置された前記複数の画素を選択して走査する第２の走査手段とを有し、前記クロック入力手段は、クロック周波数制御信号に基づいて前記第１のクロック信号の周波数を変更した複数の異なる周波数のクロック信号を生成し、生成された複数の互いに異なる周波数のクロック信号から選択して前記第２のクロック信号として前記第２の走査手段に出力するクロック周波数可変手段と、前記クロック周波数制御信号を前記クロック周波数可変手段に入力する制御入力手段とを有することを特徴とする。

本発明において、前記クロック周波数可変手段は、前記第１のクロック信号の周波数を低速化した複数の異なる周波数のクロック信号を生成し、生成された複数の異なる周波数のクロック信号を前記第２のクロック信号として前記第２の走査手段に出力するクロック低速化手段を有してもよい。前記クロック低速化手段は、前記第１のクロック信号を分周し、分周された複数の異なる周波数のクロック信号を前記第２のクロック信号として出力する分周回路であってもよい。

本発明において、前記クロック周波数可変手段は、前記第１のクロック信号を分周し、分周された複数の異なる周波数のクロック信号を出力する分周回路と、前記クロック周波数制御信号に基づいて前記分周回路の出力する複数の異なる周波数のクロック信号のいずれかを前記第２のクロック信号として選択し出力する第１のクロック選択手段とを有してもよい。

本発明において、前記クロック入力手段は、第１のクロック周波数制御信号に基づいて前記第１のクロック信号の周波数を変更した複数の異なる周波数のクロック信号を生成し、生成された複数の異なる周波数のクロック信号を前記第２のクロック信号として前記第２の走査手段に出力すると共に、第２のクロック周波数制御信号に基づいて前記第１のクロック信号の周波数を変更した複数の異なる周波数のクロック信号を生成し、生成された複数の異なる周波数のクロック信号を第３のクロック信号として前記第１の走査手段に出力するクロック周波数可変手段と、前記第１及び第２のクロック周波数制御信号を前記クロック周波数可変手段に入力する制御入力手段とを有し、前記第１の走査手段は、前記第３のクロック信号に同期した画素選択信号により前記第１の画素領域に配置された前記複数の画素を選択して走査してもよい。

前記クロック周波数可変手段は、前記第１のクロック信号を分周し、分周された複数の異なる周波数のクロック信号を出力する分周回路と、前記第１のクロック周波数制御信号に基づいて前記分周回路の出力する複数の異なる周波数のクロック信号のいずれかを前記第２のクロック信号として選択して出力する第１のクロック選択手段と、前記第２のクロック周波数制御信号に基づいて前記分周回路の出力する複数の異なる周波数のクロック信号のいずれかを前記第３のクロック信号として選択して出力する第２のクロック選択手段とを有してもよい。

本発明に係る画像読取装置は、上記いずれかに記載の固体撮像装置を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、第１のクロック信号の周波数よりも低い周波数の第２のクロック信号を用いて、遮光された画素領域を走査する走査手段を駆動している。こうすることにより、従来の固体撮像装置と比較して、少ない画素数で遮光された画素領域の出力時間を確保し、チップ面積の縮小を実現できる。

更に、本発明によれば、ＯＢ画素領域を走査する走査回路のクロック周波数を、有効画素領域を走査する走査回路のクロック周波数とは異なる任意の周波数から選択することによって、動作周波数や必要とされるＯＢ画素出力時間の異なる複数のシステムにおいて、同一の固体撮像装置の搭載を実現できる。

以下、本発明の実施形態に係る固体撮像装置を図面に基づいて説明する。
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る固体撮像装置の構成例を示している。なお、先に説明した図８と共通する構成については、同一の番号を付して、その説明を簡略又は省略する。

図１に示す本実施形態の固体撮像装置において、１は有効画素領域、２はＯＢ画素領域、５は後述する第１及び第２のクロック信号に同期して第１及び第２の走査回路から出力される画素選択信号である。また、６は画素選択信号５に応じて有効画素領域１或いはＯＢ画素領域２の各画素と転送手段とを接続する画素選択回路、７は転送手段、８は出力回路である。これらの構成要素については前述の図８と同様である。図１の例では、２個のＯＢ画素と４個の有効画素からなるラインセンサを示している。

図１において、１１はクロック低速化手段（本発明のクロック入力手段を成す）である。３−１及び３−２は、図８において説明した走査回路と同一の構成であるが、３−１は有効画素１を走査する第１の走査回路（本発明の第１の走査手段を成す）、３−２はＯＢ画素２を走査する第２の走査回路（本発明の第２の走査手段を成す）である。第１の走査回路３−１及び第２の走査回路３−２は、説明の便宜上、画素領域に応じて分割されただけのものである。４−１は第１の走査回路３−１を駆動する第１のクロック信号であり、４−２はクロック低速化手段１１によって第１のクロック信号４−１の周波数が低速化され、第２の走査回路３−２を駆動する第２のクロック信号である。クロック低速化手段１１、第１の走査回路３−１、及び第２の走査回路３−２が本発明の走査手段を構成している。

ここでクロック低速化手段１１の例としては、例えば図２に示す分周回路が挙げられる。図にあるように、この分周回路は、正転入力端子（Ｄ）、クロック端子（ＣＬＫ）、出力端子（Ｑ）、反転出力端子（Ｑバー）、及びリセット端子（Ｒ）を有し、反転出力端子と正転入力端子を短絡したトグルフリップフロップ回路（以後Ｒ−ＴＦＦ）１２で構成される。このＲ−ＴＦＦ１２によれば、第１のクロック信号４−１をクロック端子に入力すると、その第１のクロック信号４−１の周波数に対して１／２の周波数の第２のクロック信号４−２を出力端子から得ることが出来る。ここでリセット端子を必要とする理由は、第１のクロック信号４−１と第２のクロック信号４−２の位相関係を常に一定とするためである。

次に、図３のタイミングチャートを参照して、本実施形態の動作を説明する。

まず、クロック低速化手段１１を成すＲ−ＴＦＦ１２は、第１のクロック信号（ＣＬＫ）４−１を入力すると、ＣＬＫ４−１の周波数を１／２に低速化した第２のクロック信号（ＣＬＫ）４−２を出力する。ＣＬＫ４−１及びＣＬＫ４−２は、それぞれ第１の走査回路３−１及び第２の走査回路３−２に入力される。

第２の走査回路３−２は、ＣＬＫ４−２を入力すると、ＣＬＫ４−２に同期した画素選択信号５を、ＯＢ画素領域２の各画素（ＯＢ画素）と転送手段７との間に接続された画素選択回路６に出力する。一方、第１の走査回路３−１は、ＣＬＫ４−１を入力すると、ＣＬＫ４−１に同期した画像選択信号５を、有効画素領域１内の各画素（有効画素）と転送手段７との間に接続された画素選択回路６に出力する。

このようにしてＣＬＫ４−１及びＣＬＫ４−２に同期した画素選択信号５が第１の走査回路３−１及び第２の走査回路３−２から順次出力され、図３に示すように時系列的に１画素ずつ順次選択される。これにより、選択された画素と転送手段７が画素選択回路６を介して接続され、その画素に蓄積されている電気信号が出力回路８に転送され出力される。出力されたＯＢ画素領域２の各画素からの電気信号は、後段の信号処理手段（非図示）においてクランプ手段や平均化手段によって取り込まれ、黒基準レベルとして用いられる。また有効画素領域１の各画素からの電気信号は、後段の信号処理手段（非図示）に入力され、画像情報として処理される。

従って、本実施形態によれば、図３にあるようにＯＢ画素領域２の各画素を有効画素領域１の各画素の走査周波数の１／２の周波数で走査することが可能となり、従来のＯＢ画素数の１／２の数で、従来と同じ長さのＯＢ画素出力時間を実現することが可能となる。

以上説明したように、本実施形態においては、クロック低速化手段を用いて、ＯＢ画素領域の走査周波数を有効画素領域の走査周波数よりも低速化している。こうすることで、従来より少ないＯＢ画素数で、同じ長さのＯＢ画素出力時間を確保することにより、チップ面積の縮小を実現できる。

なお、本実施形態では、クロック低速化手段としてＲ−ＴＦＦを用いて分周回路を構成し、周波数を１／２にする場合について説明しているが、本発明はこの構成及び分周比に限定されるものではない。
（第２の実施形態）
図４は、本発明の第２の実施形態に係る固体撮像装置の構成例を示している。本実施形態は、第１の実施形態の構成のうち、クロック入力手段をクロック低速化手段からクロック周波数可変手段に変更して実施したものである。なお先に説明した図１と共通する構成については、同一の番号を付して、その説明を省略する。

図４に示す本実施形態の固体撮像装置において、２１は第１のクロック信号４−１の周波数を変更し、第２のクロック信号４−２として出力する第１のクロック周波数可変手段である。また、２２はクロック周波数可変手段に接続され、第２のクロック信号４−２の周波数を制御するクロック周波数制御信号（ＳＥＬ）である。図１の例では、４個のＯＢ画素と４個の有効画素からなるラインセンサを示している。その他の構成は第１の実施形態と同様である。

ここで第１のクロック周波数可変手段２１の例としては、例えば図５に示す複数のＲ−ＴＦＦを用いた構成が考えられる。ここで１２−１〜１２−３は第１〜第３のＲ−ＴＦＦである。また、２３は第１のクロック信号４−１、及び第１〜第３のＲ−ＴＦＦからの出力クロック信号が入力され、クロック周波数制御信号２２によって、第２のクロック信号４−２として出力するクロック信号を選択する第１のクロック選択手段である。

第１のＲ−ＴＦＦ１２−１は、第１のクロック信号４−１をクロック端子に入力すると、その周波数を１／２の周波数に分周し、分周された周波数のクロック信号を第１のクロック選択手段２２及び第２のＲ−ＴＦＦ１２−２に出力する。出力されたクロック信号の周波数は、第１のクロック信号４−１の周波数の１／２倍である。

第２のＲ−ＴＦＦ１２−２は、第１のＲ−ＴＦＦ１２−１の出力クロック信号をクロック端子に入力すると、その周波数を１／２の周波数に分周し、分周された周波数のクロック信号を第１のクロック選択手段２２及び第３のＲ−ＴＦＦ１２−３に出力する。出力されたクロック信号の周波数は、第１のクロック信号４−１の周波数の１／４倍である。

第３のＲ−ＴＦＦ１２−３は、第２のＲ−ＴＦＦ１２−２の出力クロック信号をクロック端子に入力すると、その周波数を１／２の周波数に分周し、分周された周波数のクロック信号を第１のクロック選択手段２２に出力する。出力されたクロック信号の周波数は、第１のクロック信号４−１の周波数の１／１６倍である。

その結果、第１のクロック選択手段２３には、第１のクロック信号４−１の周波数に対して、１倍、１／２倍、１／４倍、１／１６倍の４つの周波数のクロック信号が入力される。これにより、本実施形態の固体撮像装置では、クロック周波数制御信号２２により上記４つの周波数からＯＢ画素の走査周波数を選択し、選択された周波数の第２のクロック信号４−２により第２の走査回路３−２を駆動することが可能となる。

ここで、本実施形態の動作について説明する。まず、クロック周波数可変手段２１は、ＣＬＫ４−１を入力すると、ＣＬＫ４−１の周波数の１倍、１／２倍、１／４倍、１／１６倍の周波数のうち、いずれかの周波数をＳＥＬ２２により選択し、選択された周波数のＣＬＫ４−２を出力する。この場合、ＣＬＫ４−１の周波数は、ＣＬＫ４−２の周波数よりも低く設定されるように上記４通りの周波数の中から選択される。ＣＬＫ４−１及びＣＬＫ４−２は、それぞれ第１の走査回路３−１及び第２の走査回路３−２に入力される。

第２の走査回路３−２は、ＣＬＫ４−２を入力すると、ＣＬＫ４−２に同期した画素選択信号５を、ＯＢ画素領域２の各画素と転送手段７との間に接続された画素選択回路６に出力する。一方、第１の走査回路３−１は、ＣＬＫ４−１を入力すると、ＣＬＫ４−１に同期した画像選択信号５を、有効画素領域１内の各画素と転送手段７との間に接続された画素選択回路６に出力する。

このようにしてＣＬＫ４−１及びＣＬＫ４−２に同期した画素選択信号５が第１の走査回路３−１及び第２の走査回路３−２から順次出力され、前述したように時系列的に１画素ずつ順次選択される。これにより、選択された画素と転送手段７が画素選択回路６を介して接続され、その画素に蓄積されている電気信号が出力回路８に転送され出力される。

従って、本実施形態によれば、クロック周波数可変手段を用いることにより、ＯＢ画素領域を走査する走査回路のクロック周波数を、有効画素領域を走査する走査回路のクロック周波数よりも低速に設定している。こうすることにより、従来より少ないＯＢ画素数で、同じ長さのＯＢ画素出力時間を確保することができるため、チップ面積の縮小を実現できる。また本実施形態によれば、ＯＢ画素領域を走査する走査回路のクロック周波数を任意の周波数から選択することによって、動作周波数や必要とされるＯＢ画素出力時間の異なる複数のシステムにおいて、同一の固体撮像装置の搭載を実現できる。

なお、本実施形態では、クロック周波数可変手段として複数のＲ−ＴＦＦを用いた構成を説明しているが、本発明はこの構成及び分周比に限定されるものではない。
（第３の実施形態）
図６は、本発明の第３の実施形態に係る固体撮像装置の構成例を示している。本実施形態は、第２の実施形態の構成のうちクロック周波数可変手段を変更して実施したものである。なお先に説明した図４と共通する構成については、同一の番号を付して、その説明を省略する。

図６に示す本実施形態の固体撮像装置において、３１は第１のクロック信号４−１の周波数を変更し、第２クロック信号４−２および第３のクロック信号４−３として出力する第２のクロック周波数可変手段である。第３のクロック信号４−３は、第２のクロック周波数可変手段３１から出力され、第１の走査回路３−２を駆動する。図１の例では、４個のＯＢ画素と４個の有効画素からなるラインセンサを示している。その他の構成は第２の実施形態と同様である。

ここで第２のクロック周波数可変手段３１の例としては、例えば図７に示すような構成が考えられる。ここで先に説明した図５と共通する構成については、同一の番号を付して、その説明を簡略又は省略する。

図７において、１２−１〜１２−３は第１〜第３のＲ−ＴＦＦである。２３はＣＬＫ４−１、及び第１〜第３のＲ−ＴＦＦ１２−１〜１２−３からの出力クロック信号が入力され、クロック周波数制御信号２２によって、ＣＬＫ４−２として出力するクロック信号を選択する第１のクロック選択手段である。これらは第２の実施形態と同様である。３２は第１のクロック信号４−１、及び第１〜第３のＲ−ＴＦＦ１２−１〜１２−３からの出力クロック信号が入力され、クロック周波数制御信号２２によって、第３のクロック信号４−３として出力するクロック信号を選択する第２のクロック選択手段である。第１のクロック選択手段２３に入力されるＳＥＬ２２が本発明の第１のクロック周波数制御信号を構成し、第２のクロック選択手段３２に入力されるＳＥＬ２２が本発明の第２のクロック周波数制御信号を構成している。

前述した第２の実施形態の構成の場合、ＣＬＫ４−２の周波数を、ＣＬＫ４−１、及び第１〜第３のＲ−ＴＦＦ１２−１〜１２−３からの出力クロック信号の４通りの周波数から任意に選択している。これに対し、本実施形態の構成の場合、ＣＬＫ４−２の周波数と共に、ＣＬＫ４−３の周波数を、ＣＬＫ４−１、及び第１〜第３のＲ−ＴＦＦ１２−１〜１２−３からの出力クロック信号の４通りの周波数から、任意に選択することが可能となる。

ここで、本実施形態の動作について説明する。まず、クロック周波数可変手段３１は、ＣＬＫ４−１を入力すると、ＣＬＫ４−１の周波数の１倍、１／２倍、１／４倍、１／１６倍の周波数のうち、いずれかの周波数をＳＥＬ２２により選択し、選択された周波数のＣＬＫ４−２及びＣＬＫ４−３を出力する。この場合、ＣＬＫ４−２の周波数が、ＣＬＫ４−３の周波数よりも低く設定されるようにそれぞれ上記４通りの周波数の中から選択される。例えば、ＣＬＫ４−３の周波数がＣＬＫ４−１の周波数と同一の場合、ＣＬＫ４−２の周波数は、ＣＬＫ４−１の周波数の１／２、１／４、及び１／１６の３通りの周波数の中から選択される。また、ＣＬＫ４−３の周波数がＣＬＫ４−１の周波数の１／２の場合、ＣＬＫ４−２の周波数は、ＣＬＫ４−１の周波数の１／４及び１／１６の２通りの周波数の中から選択される。ＣＬＫ４−２及びＣＬＫ４−３は、それぞれ第１の走査回路３−１及び第２の走査回路３−２に入力される。

第２の走査回路３−２は、ＣＬＫ４−２を入力すると、ＣＬＫ４−２に同期した画素選択信号５を、ＯＢ画素領域２の各画素（ＯＢ画素）と転送手段７との間に接続された画素選択回路６に出力する。一方、第１の走査回路３−１は、ＣＬＫ４−３を入力すると、ＣＬＫ４−３に同期した画像選択信号５を、有効画素領域１内の各画素（有効画素）と転送手段７との間に接続された画素選択回路６に出力する。

このようにしてＣＬＫ４−２及びＣＬＫ４−３に同期した画素選択信号５が第１の走査回路３−１及び第２の走査回路３−２から順次出力され、前述したように時系列的に１画素ずつ順次選択される。これにより、選択された画素と転送手段７が画素選択回路６を介して接続され、その画素に蓄積されている電気信号が出力回路８に転送され出力される。

従って、本実施形態によれば、クロック周波数可変手段を用いることにより、ＯＢ画素領域を走査する走査回路のクロック周波数を有効画素領域を走査する走査回路のクロック周波数よりも低速に設定している。こうすることにより、従来より少ないＯＢ画素数で、同じ長さのＯＢ画素出力時間を確保することができるため、チップ面積の縮小を実現できる。また本実施形態によれば、ＯＢ画素及び有効画素を走査する走査回路のクロック周波数を任意の周波数から選択することによって、動作周波数や必要とされるＯＢ画素出力時間の異なる複数のシステムにおいて、同一の固体撮像装置の搭載を実現できる。

なお、本実施形態では、クロック周波数可変手段として複数のＲ−ＴＦＦを用いた構成を説明しているが、本発明はこの構成及び分周比に限定されるものではない。

以上本発明の実施形態について説明したが、本発明の好適な実施の態様を以下のとおり列挙する。

［実施態様１］ 光電変換手段によって光信号を電気信号へ変換する複数の画素が、遮光されていない第１の画素領域と、遮光されている第２の画素領域とに分かれており、前記第１および第２の画素領域からの電気信号を転送する転送手段と、前記転送手段から転送される電気信号を出力する出力回路と、前記第１の領域の複数の画素を時系列的に順次選択し走査していく第１の走査回路と、前記第２の領域の複数の画素を時系列的に順次選択し走査していく第２の走査回路と、前記第１および第２の走査回路から出力され、前記複数の画素それぞれを選択する複数の画素選択信号と、前記画素選択信号によって前記複数の画素それぞれと前記転送手段を接続するための複数の画素選択回路からなる固体撮像装置において、第１のクロック信号の周波数を低速化し第２のクロック信号を出力するクロック低速化手段を有し、前記第１のクロック信号は前記第１の走査回路に接続され、前記第２のクロック信号は前記第２の走査回路に接続されることを特徴とする固体撮像装置。

［実施態様２］ 前記クロック低速化手段が、前記第１のクロックを分周する分周回路であることを特徴とする実施態様１に記載の固体撮像装置。

［実施態様３］ 光電変換手段によって光信号を電気信号へ変換する複数の画素が、遮光されていない第１の画素領域と、遮光されている第２の画素領域とに分かれており、前記第１および第２の画素領域からの電気信号を転送する転送手段と、前記転送手段から転送される電気信号を出力する出力回路と、前記第１の領域の複数の画素を時系列的に順次選択し走査していく第１の走査回路と、前記第２の領域の複数の画素を時系列的に順次選択し走査していく第２の走査回路と、前記第１および第２の走査回路から出力され、前記複数の画素それぞれを選択する複数の画素選択信号と、前記画素選択信号によって前記複数の画素それぞれと前記転送手段を接続するための複数の画素選択回路からなる固体撮像装置において、第１のクロック信号の周波数を変更し第２のクロック信号を出力する第１のクロック周波数可変手段を有し、前記第１のクロック信号は前記第１の走査回路に接続され、前記第２のクロック信号は前記第２の走査回路に接続されることを特徴とする固体撮像装置。

［実施態様４］ 前記第１のクロック周波数可変手段が、前記第１のクロック信号を分周し、複数の異なる周波数のクロック信号を出力する分周回路と、前記分周回路の出力する複数のクロック信号のいずれかを前記第２のクロック信号として選択し出力する第１のクロック選択手段で構成されることを特徴とする実施態様１に記載の固体撮像装置。

［実施態様５］ 光電変換手段によって光信号を電気信号へ変換する複数の画素が、遮光されていない第１の画素領域と、遮光されている第２の画素領域とに分かれており、前記第１および第２の画素領域からの電気信号を転送する転送手段と、前記転送手段から転送される電気信号を出力する出力回路と、前記第１の領域の複数の画素を時系列的に順次選択し走査していく第１の走査回路と、前記第２の領域の複数の画素を時系列的に順次選択し走査していく第２の走査回路と、前記第１および第２の走査回路から出力され、前記複数の画素それぞれを選択する複数の画素選択信号と、前記画素選択信号によって前記複数の画素それぞれと前記転送手段を接続するための複数の画素選択回路からなる固体撮像装置において、第１のクロック信号の周波数を変更し第２及び第３のクロック信号を出力するクロック周波数可変手段を有し、前記第３のクロック信号は前記第１の走査回路に接続され、前記第２のクロック信号は前記第２の走査回路に接続されることを特徴とする固体撮像装置。

［実施態様６］ 前記第２のクロック周波数可変手段が、前記第１のクロック信号を分周し、複数の異なる周波数のクロック信号を出力する分周回路と、前記分周回路の出力する複数のクロック信号のいずれかを前記第２のクロック信号として選択し出力する第１のクロック選択手段と、前記分周回路の出力する複数のクロック信号のいずれかを前記第３のクロック信号として選択し出力する第２のクロック選択手段で構成されることを特徴とする実施態様５に記載の固体撮像装置。

以上、本発明の各実施の形態を詳細に説明したが、本発明は、代表的に例示した上述の各実施の形態に限定されるものではなく、当業者であれば、請求の範囲の記載内容に基づき、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の態様に変形、変更することができる。これらの変形例や変更例も、本発明の権利範囲に属する。

本発明は、複写機やスキャナ等の画像読取装置に用いられる固体撮像装置の用途に適用可能である。

本発明の第１の実施形態に係る固体撮像装置の全体構成を示す概略ブロック図である。 図１に示すクロック低速化手段の内部構成を示す回路図である。 第１の実施形態の動作を説明するタイミングチャートである。 本発明の第２の実施形態に係る固体撮像装置の全体構成を示す概略ブロック図である。 図４に示す第１のクロック周波数可変手段の内部構成を示す回路図である。 本発明の第３の実施形態に係る固体撮像装置の全体構成を示す概略ブロック図である。 図６に示す第２のクロック周波数可変手段の内部構成を示す回路図である。 従来例の固体撮像装置の全体構成を示す概略ブロック図である。 従来例の動作を説明するタイミングチャートである。

符号の説明

１ 有効画素領域
２ ＯＢ画素領域
３ 走査回路
３−１ 第１の走査回路
３−２ 第２の走査回路
４ クロック信号
４−１ 第１のクロック信号
４−２ 第２のクロック信号
４−３ 第３のクロック信号
５ 画素選択信号
６ 画素選択回路
７ 転送手段
８ 出力回路
１１ クロック低速化手段
１２ リセット端子付きトグルフリップフロップ回路（Ｒ−ＴＦＦ）
１２−１ 第１のＲ−ＴＦＦ
１２−２ 第２のＲ−ＴＦＦ
１２−３ 第３のＲ−ＴＦＦ
２１ 第１のクロック周波数可変手段
２２ クロック周波数制御信号（ＳＥＬ）
２３ 第１のクロック選択手段
３１ 第２のクロック周波数可変手段
３２ 第２のクロック選択手段

Claims (7)

1. 遮光されていない第１の画素領域と、遮光されている第２の画素領域とに配置され、光信号を電気信号へ変換する光電変換手段を有する複数の画素と、
   クロック信号に同期した画素選択信号により前記複数の画素を選択して走査する走査手段とを有し、
   前記走査手段により走査された前記複数の画素から前記電気信号を転送して出力する固体撮像装置であって、
   前記走査手段は、
   前記クロック信号として、第１のクロック信号と、前記第１のクロック信号の周波数よりも低い周波数の第２のクロック信号とを入力可能なクロック入力手段と、
   前記第１のクロック信号に同期した画素選択信号により前記第１の画素領域に配置された前記複数の画素を選択して走査する第１の走査手段と、
   前記第２のクロック信号に同期した画素選択信号により前記第２の画素領域に配置された前記複数の画素を選択して走査する第２の走査手段とを有し、
   前記クロック入力手段は、
   クロック周波数制御信号に基づいて前記第１のクロック信号の周波数を変更した複数の異なる周波数のクロック信号を生成し、生成された複数の互いに異なる周波数のクロック信号から選択して前記第２のクロック信号として前記第２の走査手段に出力するクロック周波数可変手段と、
   前記クロック周波数制御信号を前記クロック周波数可変手段に入力する制御入力手段とを有することを特徴とする固体撮像装置。
2. 前記クロック周波数可変手段は、前記第１のクロック信号の周波数を低速化した複数の異なる周波数のクロック信号を生成し、生成された複数の異なる周波数のクロック信号を前記第２のクロック信号として前記第２の走査手段に出力するクロック低速化手段を有することを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置。
3. 前記クロック低速化手段は、前記第１のクロック信号を分周し、分周された複数の異なる周波数のクロック信号を前記第２のクロック信号として出力する分周回路であることを特徴とする請求項２に記載の固体撮像装置。
4. 前記クロック周波数可変手段は、
   前記第１のクロック信号を分周し、分周された複数の異なる周波数のクロック信号を出力する分周回路と、
   前記クロック周波数制御信号に基づいて前記分周回路の出力する複数の異なる周波数のクロック信号のいずれかを前記第２のクロック信号として選択し出力する第１のクロック選択手段とを有することを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置。
5. 前記クロック入力手段は、
   第１のクロック周波数制御信号に基づいて前記第１のクロック信号の周波数を変更した複数の異なる周波数のクロック信号を生成し、生成された複数の異なる周波数のクロック信号を前記第２のクロック信号として前記第２の走査手段に出力すると共に、第２のクロック周波数制御信号に基づいて前記第１のクロック信号の周波数を変更した複数の異なる周波数のクロック信号を生成し、生成された複数の異なる周波数のクロック信号を第３のクロック信号として前記第１の走査手段に出力するクロック周波数可変手段と、
   前記第１及び第２のクロック周波数制御信号を前記クロック周波数可変手段に入力する制御入力手段とを有し、
   前記第１の走査手段は、前記第３のクロック信号に同期した第３の画素選択信号により前記第１の画素領域に配置された前記複数の画素を選択して走査することを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置。
6. 前記クロック周波数可変手段は、
   前記第１のクロック信号を分周し、分周された複数の異なる周波数のクロック信号を出力する分周回路と、
   前記第１のクロック周波数制御信号に基づいて前記分周回路の出力する複数の異なる周波数のクロック信号のいずれかを前記第２のクロック信号として選択して出力する第１のクロック選択手段と、
   前記第２のクロック周波数制御信号に基づいて前記分周回路の出力する複数の異なる周波数のクロック信号のいずれかを前記第３のクロック信号として選択して出力する第２のクロック選択手段とを有することを特徴とする請求項５に記載の固体撮像装置。
7. 請求項１乃至６のいずれか１項に記載の固体撮像装置を備えたことを特徴とする画像読取装置。