JPH01137876A - 固体撮像素子の信号処理方式 - Google Patents
固体撮像素子の信号処理方式Info
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- JPH01137876A JPH01137876A JP62296417A JP29641787A JPH01137876A JP H01137876 A JPH01137876 A JP H01137876A JP 62296417 A JP62296417 A JP 62296417A JP 29641787 A JP29641787 A JP 29641787A JP H01137876 A JPH01137876 A JP H01137876A
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- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 abstract description 10
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- 101100484930 Saccharomyces cerevisiae (strain ATCC 204508 / S288c) VPS41 gene Proteins 0.000 description 2
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野コ
本発明は、イメージリーグ等に使用される固体撮像素子
の解像度の切り換えを容易にするとともに、その際、感
度やＳ／Ｎを改善できるようにした固体撮像素子の信号
処理方式に関するものである。
の解像度の切り換えを容易にするとともに、その際、感
度やＳ／Ｎを改善できるようにした固体撮像素子の信号
処理方式に関するものである。
［発明の概要］
本発明は、固体撮像素子の信号処理方式において、転送
電荷を信号出力する出力段に加えるリセット信号を間引
く手段を備え、上記間引いた期間に積分された複数画素
の転送電荷により上記信号出力を行うことにより、 固体撮像素子の解像度の切り換えを容易にするとともに
、その際、受光感度やＳ／Ｎを改善できるようにしたも
のである。
電荷を信号出力する出力段に加えるリセット信号を間引
く手段を備え、上記間引いた期間に積分された複数画素
の転送電荷により上記信号出力を行うことにより、 固体撮像素子の解像度の切り換えを容易にするとともに
、その際、受光感度やＳ／Ｎを改善できるようにしたも
のである。
［従来の技術Ｊ
従来より、ＣＯＤ （電荷結合素子）を用いた固体撮像
素子が知られている。この固体撮素子では、画素毎に受
光素子が設けられ、そこで受けた光は電荷に交換されて
、この電荷が、例えば２相の転送用のクロックにより転
送部を通して１画素単位に出力段に転送され、出力段で
電圧に変換されて、画像信号出力がその１画素単位に決
められた順序で外部にシリアルに取り出される。従来、
この出力段においては、１画素の信号出力毎に転送りロ
ックに対応したリセット信号を加えて、転送された電荷
をリセットし、次の転送電荷の注入に備えている。
素子が知られている。この固体撮素子では、画素毎に受
光素子が設けられ、そこで受けた光は電荷に交換されて
、この電荷が、例えば２相の転送用のクロックにより転
送部を通して１画素単位に出力段に転送され、出力段で
電圧に変換されて、画像信号出力がその１画素単位に決
められた順序で外部にシリアルに取り出される。従来、
この出力段においては、１画素の信号出力毎に転送りロ
ックに対応したリセット信号を加えて、転送された電荷
をリセットし、次の転送電荷の注入に備えている。
［発明が解決しようとする問題点］
しかしながら、上記従来の技術における固体撮像素子で
は、以下のことが問題点になっていた。
は、以下のことが問題点になっていた。
（＋）高解像度即ち画素数の多い固体撮像素子を使用状
況に合わせて低解像で用いる場合、外部にローパスフィ
ルタや画像信号出力の間引き回路を必要とし、処理が複
雑化するとともに、信号出力数は高解像度使用時と同じ
であるため、高速な信号処理ができない。
況に合わせて低解像で用いる場合、外部にローパスフィ
ルタや画像信号出力の間引き回路を必要とし、処理が複
雑化するとともに、信号出力数は高解像度使用時と同じ
であるため、高速な信号処理ができない。
（２）高解像度の固体撮像素子はど受光素子１個当たり
の受光面積が減少するため、受光感度は低下し画像信号
のＳ／Ｎも低下するが、低解像度で使用した場合でも、
上記感度やＳ／Ｎを改善することができない。
の受光面積が減少するため、受光感度は低下し画像信号
のＳ／Ｎも低下するが、低解像度で使用した場合でも、
上記感度やＳ／Ｎを改善することができない。
本発明は、上記問題点を解決するために創案されたもの
で、固体撮像素子の解像度の切り換えを容易にするとと
もに、低解像度で使用する場合には、受光感度や画像信
号のＳ／Ｎを改善できるようにし、かつ高速な信号処理
を可能にする固体撮像素子の信号処理方式を提供するこ
とを目的とする。
で、固体撮像素子の解像度の切り換えを容易にするとと
もに、低解像度で使用する場合には、受光感度や画像信
号のＳ／Ｎを改善できるようにし、かつ高速な信号処理
を可能にする固体撮像素子の信号処理方式を提供するこ
とを目的とする。
［問題点を解決するための手段］
上記の目的を達成するための本発明の固体撮像素子の信
号処理方式の構成は、 転送電荷を信号出力する出力段に加えるリセット信号を
間引く手段を備え、 上記間引いた期間に積分された複数画素の転送電荷によ
り上記信号出力を行うことを特徴とする。
号処理方式の構成は、 転送電荷を信号出力する出力段に加えるリセット信号を
間引く手段を備え、 上記間引いた期間に積分された複数画素の転送電荷によ
り上記信号出力を行うことを特徴とする。
［作用コ
本発明は、固体撮像素子の出力段において、次の転送電
荷注入のためのリセット信号を間引くことにより、出力
段に注入される転送電荷が、リセット信号を間引いた期
間に前の転送電荷に累積されることを利用し、複数画素
の転送電荷を積分して信号出力を行う。上記間引く間隔
を変えることにより、解像度が容易に切り換わる。また
、複数画素の積分により、信号出力数が減少し高速な信
号処理を可能にするとともに、信号出力自体が増大して
、感度やＳ／Ｎを向上させる。
荷注入のためのリセット信号を間引くことにより、出力
段に注入される転送電荷が、リセット信号を間引いた期
間に前の転送電荷に累積されることを利用し、複数画素
の転送電荷を積分して信号出力を行う。上記間引く間隔
を変えることにより、解像度が容易に切り換わる。また
、複数画素の積分により、信号出力数が減少し高速な信
号処理を可能にするとともに、信号出力自体が増大して
、感度やＳ／Ｎを向上させる。
「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
。
。
第１図は本発明の一実施例を示す回路構成図である。本
実施例は、相関二重サンプリング法（ＣＤＳ）を用いた
固体撮像素子の信号処理回路に適用したものである。本
実施例は、固体撮像素子１と、その信号出力を画像信号
とする画像信号作成回路２と、原クロツク発生器３のク
ロックφＭから上記各回路が必要とするタイミング信号
を作成するタイミング信号発生用集積回路（以下■Ｃを
記す）４と、固体撮像素子１の出力段のリセット信号Ｒ
９等を間引く間引き回路５などから成る。
実施例は、相関二重サンプリング法（ＣＤＳ）を用いた
固体撮像素子の信号処理回路に適用したものである。本
実施例は、固体撮像素子１と、その信号出力を画像信号
とする画像信号作成回路２と、原クロツク発生器３のク
ロックφＭから上記各回路が必要とするタイミング信号
を作成するタイミング信号発生用集積回路（以下■Ｃを
記す）４と、固体撮像素子１の出力段のリセット信号Ｒ
９等を間引く間引き回路５などから成る。
固体撮像素子ｌは、ＩＣ４が作成する２相のクロックφ
１．φ、によって、複数の受光素子が光電変換した電荷
を１画素づつその出力段へ転送する。
１．φ、によって、複数の受光素子が光電変換した電荷
を１画素づつその出力段へ転送する。
出力段に転送された電荷は、リセット信号１丁。
が与えられるまで蓄積される。出力段では、蓄積された
電荷はその電荷量に応じた電圧信号に変換されて、画像
信号作成回路２へ信号出力が行われる。
電荷はその電荷量に応じた電圧信号に変換されて、画像
信号作成回路２へ信号出力が行われる。
画像信号作成回路２は、トランジスタ２１などから成る
上記信号出力受信用のエミッタフォロワと、ジャンクシ
ョンＦＥＴ２２．スイッチ素子２３などから成るクラン
プ回路と、ジャンクションＦＥＴ ２４ 、スイッチ素
子２５．コンデンサ０１などから成るサンプルホールド
回路で構成される。
上記信号出力受信用のエミッタフォロワと、ジャンクシ
ョンＦＥＴ２２．スイッチ素子２３などから成るクラン
プ回路と、ジャンクションＦＥＴ ２４ 、スイッチ素
子２５．コンデンサ０１などから成るサンプルホールド
回路で構成される。
固体撮像素子ｌの信号出力はトランジスタ２１のベース
に接続され、そのエミッタはカップリングコンデンサＣ
２を介してＦＥＴ２２のゲートへ交流結合される。スイ
ッチ素子２３はＦＥＴ２２のゲートと回路のグランドＧ
ＮＤ間に接続され、間引き回路５のクランプ信号ＣＰ、
によりオンに制御される。スイッチ素子２５はＦＥＴ２
２の出力とＦ’ＥＴ２４のゲート間に介設され、間引き
回路５のサンプリング信号ＳＰ、によりオンに制御され
る。サンプルホールド用のコンデンサｃｌは、ＦＥＴ２
４のゲートとグランドＧＮＤ間に接続される。サンプル
ホールド回路の出力が画像信号となる。
に接続され、そのエミッタはカップリングコンデンサＣ
２を介してＦＥＴ２２のゲートへ交流結合される。スイ
ッチ素子２３はＦＥＴ２２のゲートと回路のグランドＧ
ＮＤ間に接続され、間引き回路５のクランプ信号ＣＰ、
によりオンに制御される。スイッチ素子２５はＦＥＴ２
２の出力とＦ’ＥＴ２４のゲート間に介設され、間引き
回路５のサンプリング信号ＳＰ、によりオンに制御され
る。サンプルホールド用のコンデンサｃｌは、ＦＥＴ２
４のゲートとグランドＧＮＤ間に接続される。サンプル
ホールド回路の出力が画像信号となる。
間引き回路５は、ＩＣ４において１画素の転送に対応し
て発生されるリセット信号Ｒ９およびクランプ信号ＣＰ
ｔサンプリング信号ＳＰを間引く機能を有する。間引き
回路５は、クランプ信号ＣＰの後縁で指定されたｎ進の
カウントを行うカウンタ５１と、上記各信号Ｒ９，ＣＰ
、ＳＰを入力とし、カウンタ５１のキャリアウド信号Ｃ
Ｏをラッチ信号としてその入力の間引きを行い、間引か
れたリセット信号Ｒ５，、クランプ信号ＣＰ ！ 、サ
ンプリング信号ＳＰ、を出力するラッチ回路５２とから
成る。カウンタ５Ｉのｎ進の指定は、例えば１６進のプ
リセットカウンタを使用し、２進カウンタにしたいとき
にはＩ４を、３進カウンタにしたいときにはＩ３をとい
うように、キャリアウド信号ＣＯの後縁で１６−ｎをロ
ードするように構成すれば良い。もちろん１５をロード
することもでき、その場合は、キャリアウドＣＯが連続
出力されて間引き機能をキャンセルすることができ、従
来と同様に固体撮像素子３が有している解像度で使用で
きる。
て発生されるリセット信号Ｒ９およびクランプ信号ＣＰ
ｔサンプリング信号ＳＰを間引く機能を有する。間引き
回路５は、クランプ信号ＣＰの後縁で指定されたｎ進の
カウントを行うカウンタ５１と、上記各信号Ｒ９，ＣＰ
、ＳＰを入力とし、カウンタ５１のキャリアウド信号Ｃ
Ｏをラッチ信号としてその入力の間引きを行い、間引か
れたリセット信号Ｒ５，、クランプ信号ＣＰ ！ 、サ
ンプリング信号ＳＰ、を出力するラッチ回路５２とから
成る。カウンタ５Ｉのｎ進の指定は、例えば１６進のプ
リセットカウンタを使用し、２進カウンタにしたいとき
にはＩ４を、３進カウンタにしたいときにはＩ３をとい
うように、キャリアウド信号ＣＯの後縁で１６−ｎをロ
ードするように構成すれば良い。もちろん１５をロード
することもでき、その場合は、キャリアウドＣＯが連続
出力されて間引き機能をキャンセルすることができ、従
来と同様に固体撮像素子３が有している解像度で使用で
きる。
以上のように構成した実施例の作用を述べる。
第２図は上記実施例の動作説明用のタイミングチャート
である。この例では、カウンタ５１が２進に設定されて
いる場合を示している。φ１は転送用のクロックを示し
、その−周期内に１画素の転送が行われる。ＩＣ４は各
画素毎に、まず最初のタイミングでリセット信号ＲＳを
発生し、続いて１画素のフィールドスルー期間にクラン
プ信号ＣＰを発生し、その後サンプルホールド信号ＳＰ
を発生する。２進に設定されたカウンタ５１のキャリア
ウド信号ＧＯは、クランプ信号ＣＰの後縁で交互に反転
し、第１画素の後半ではローレベルになり、第２画素の
後半ではハイレベルになる。ラッチ回路５２は、キャリ
アウド信号ＣＯをラッチ信号として、そのラッチ信号が
ハイレベルのときに入力をスル°−にして出力し、ハイ
レベルからローレベルの変化で入力状態をラッチしロー
レベルの聞出力する。従って、第１画素では、リセット
信号Ｒ８がＲＳ ｔとして出力され、続いてクランプ信
号のＣＰがＣＰｔとして出力された後は、サンプルホー
ルド信号ＳＰがＳＰｆとして出ダカされず、続く第２画
素では、リセット信号ＲＳとクランプ信号ＣＰが出力さ
れずに間引かれた後、サンプルホールド信号ＳＰがＳ
Ｐ ｔとして出力される。
である。この例では、カウンタ５１が２進に設定されて
いる場合を示している。φ１は転送用のクロックを示し
、その−周期内に１画素の転送が行われる。ＩＣ４は各
画素毎に、まず最初のタイミングでリセット信号ＲＳを
発生し、続いて１画素のフィールドスルー期間にクラン
プ信号ＣＰを発生し、その後サンプルホールド信号ＳＰ
を発生する。２進に設定されたカウンタ５１のキャリア
ウド信号ＧＯは、クランプ信号ＣＰの後縁で交互に反転
し、第１画素の後半ではローレベルになり、第２画素の
後半ではハイレベルになる。ラッチ回路５２は、キャリ
アウド信号ＣＯをラッチ信号として、そのラッチ信号が
ハイレベルのときに入力をスル°−にして出力し、ハイ
レベルからローレベルの変化で入力状態をラッチしロー
レベルの聞出力する。従って、第１画素では、リセット
信号Ｒ８がＲＳ ｔとして出力され、続いてクランプ信
号のＣＰがＣＰｔとして出力された後は、サンプルホー
ルド信号ＳＰがＳＰｆとして出ダカされず、続く第２画
素では、リセット信号ＲＳとクランプ信号ＣＰが出力さ
れずに間引かれた後、サンプルホールド信号ＳＰがＳ
Ｐ ｔとして出力される。
このようにして第１画素では固体撮像素子の出力段のリ
セットとフィールドスルーレベルのクランプ動作を行う
が、サンプルホールドは行わず、第２画素ではリセット
とクランプ動作を行わないでサンプルホールドのみを行
うと、固体撮像素子ｌの信号出力は第１画素と第２画素
の積分値となり、この信号出力とクランプされたフィー
ルドスルーレベルの差がサンプルホールドされて最終出
力の画像信号となる。これらはタイミング信号ＲＳ。
セットとフィールドスルーレベルのクランプ動作を行う
が、サンプルホールドは行わず、第２画素ではリセット
とクランプ動作を行わないでサンプルホールドのみを行
うと、固体撮像素子ｌの信号出力は第１画素と第２画素
の積分値となり、この信号出力とクランプされたフィー
ルドスルーレベルの差がサンプルホールドされて最終出
力の画像信号となる。これらはタイミング信号ＲＳ。
ＣＰ、ＳＰを１／２に間引くことによって実現が可能に
なっており、その間引きを１／３．ｌ／４゜・・・とす
れば３画素、４画素の積分値が得られることは明白であ
る。このように複数画素を積分することにより光の蓄積
時間を変えることなしに信号出力を倍増することができ
る。即ち、感度の改善がはかれるとともに、Ｓ／Ｎを改
善することができる。
なっており、その間引きを１／３．ｌ／４゜・・・とす
れば３画素、４画素の積分値が得られることは明白であ
る。このように複数画素を積分することにより光の蓄積
時間を変えることなしに信号出力を倍増することができ
る。即ち、感度の改善がはかれるとともに、Ｓ／Ｎを改
善することができる。
なお、感度が良くなることにより、照明が明るすぎるこ
とになる場合には、パルス点灯のパルス幅制御等によっ
て可変に明るさを落とすようにすれば良い。このように
、本発明はその主旨に沿って種々に応用され、実施態様
を取り得るものである。
とになる場合には、パルス点灯のパルス幅制御等によっ
て可変に明るさを落とすようにすれば良い。このように
、本発明はその主旨に沿って種々に応用され、実施態様
を取り得るものである。
［発明の効果］
以上の説明で明らかなように、本発明の固体撮像素子の
信号処理方式によれば、固体撮像素子の感度及びＳ／Ｎ
を改善することができる。さらに積分によって出力数が
減少するので高速な信号処理が可能となる。また、テレ
ビ等の低解像度なものに出力する場合、信号出力を間引
く必要がないので折り返し等の弊害が出ることもない。
信号処理方式によれば、固体撮像素子の感度及びＳ／Ｎ
を改善することができる。さらに積分によって出力数が
減少するので高速な信号処理が可能となる。また、テレ
ビ等の低解像度なものに出力する場合、信号出力を間引
く必要がないので折り返し等の弊害が出ることもない。
さらに積分する画素数を可変とすることによって、１つ
のセンサでいろいろな解像度での読取りが可能となる。
のセンサでいろいろな解像度での読取りが可能となる。
゛
第１図は本発明の一実施例を示す回路構成図、第２図は
動作説明用のタイミングチャートである。 ｌ・・・固体撮像素子、５・・・間引き回路（間引く手
段）。 第２図
動作説明用のタイミングチャートである。 ｌ・・・固体撮像素子、５・・・間引き回路（間引く手
段）。 第２図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 転送電荷を信号出力する出力段に加えるリセット信号を
間引く手段を備え、 上記間引いた期間に積分された複数画素の転送電荷によ
り上記信号出力を行うことを特徴とする固体撮像素子の
信号処理方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62296417A JPH01137876A (ja) | 1987-11-25 | 1987-11-25 | 固体撮像素子の信号処理方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62296417A JPH01137876A (ja) | 1987-11-25 | 1987-11-25 | 固体撮像素子の信号処理方式 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01137876A true JPH01137876A (ja) | 1989-05-30 |
Family
ID=17833273
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62296417A Pending JPH01137876A (ja) | 1987-11-25 | 1987-11-25 | 固体撮像素子の信号処理方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01137876A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06501364A (ja) * | 1990-10-15 | 1994-02-10 | ガーバー・システム・コーポレーション | 広領域ディジタル・スキャナ |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5658376A (en) * | 1979-10-18 | 1981-05-21 | Toshiba Corp | Photo-electric converter |
| JPS62219754A (ja) * | 1986-03-19 | 1987-09-28 | Canon Inc | 画像読取り装置 |
-
1987
- 1987-11-25 JP JP62296417A patent/JPH01137876A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5658376A (en) * | 1979-10-18 | 1981-05-21 | Toshiba Corp | Photo-electric converter |
| JPS62219754A (ja) * | 1986-03-19 | 1987-09-28 | Canon Inc | 画像読取り装置 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06501364A (ja) * | 1990-10-15 | 1994-02-10 | ガーバー・システム・コーポレーション | 広領域ディジタル・スキャナ |
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