JPH0377480A - 固体撮像素子 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明はフォトダイオードアレイ上に結像した被写体
像を充電変換し、カメラにおける自動焦点（以下ＡＦと
呼ぶ）調節のための輝度信号を出出する固体撮像素子に
関するものである。

〔従来の技術） 筒４図は従来の電荷結合素子（以下ＣＯＤと呼ぶ）固体
撮像素子の全体構成図で、図において、１はフォトダイ
オードアレイ、２は蓄積部、３はＣＣＤアナログシフト
レジスタ、４は出力部である。

動作としてはフォトダイオードアレイ１で光電変換され
た電荷を蓄積部２である期間蓄積した後、ＣＣＤアナロ
グシフトレジスタ３に転送シ、出力部４により各画素毎
に順次読みＩＢ　Ｌでぃた。゛そして、暗時出力信号成
分の影■を取り除くために数画素分のフォトダイオード
をＡＩ膜で覆い、光に反応しない暗時出力にょる黒基準
画素（オプティカルブラック：０ＰＢ）として、この出
力と信号出力の差ａ増幅を次段に接続したインターフェ
ースＩＣにて行ない、暗時出力を補償した信号として出
力していた。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の固体撮像素子は以上のように構成されていたので
、暗時出力信号の検出に黒基準画素を使用してにヶ、有
効信号を出力する各画素において、実際に発生している
暗時１ｂ力を検出していないため、ある程度での暗時出
力補償は取られていたが、各画素の暗時出力のばらつき
が問題となる程の低照度の補償はできず、また、ＣＯＤ
の出力端のリセット回路で生じるリセットノイズが出力
信号に含まれるという問題点があった。

この発明は上記のような問題点を解決するためになされ
たもので、有効信号に含まれる各画素毎の暗時出力信号
を取り除いた光信号を出力することができるとともに、
リセットノイズも取り除いた固体撮像素子を得ることを
目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る固体撮像素子は光電変換部であるフォト
ダイオードアレイと、電荷１Ｆ積のための蓄積部と電荷
転送を行なうＣＣＤアナログシフトレジスタ部と出力部
を基本構成とし、出力部にシいてＣＣＤアナログレジス
タから出力された信号を記憶するメモリ部と、このメモ
リ部に記憶又はアナログ信号として読みだすためのＡ／
Ｄ　＞よびＤ／Ａ変換部を有するとともに、光出力信号
から暗時出力信号を除くための減算回路及び、ＣＣＤア
ナログレジスタからの信号出力をメモリ部もしくは減算
回路に出力するための切換用スイッチにより構成したも
のである。

〔作用〕

この発明にかける固体撮像素子はメモリ部に記憶した光
信８（この時点でＶｉ婚時出力信号を含む）から、各画
素に対応した暗時出力信号を減算回路により取し除いて
、暗時出力を含まず、かつリセットノイズも取り除いた
光信号を得ることができる。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。

第１図はこの発明のユ実施例を示す固体撮像素子の基本
構成ブロック図であり、図にかいて、１はフォトダイオ
ードアレイ、２は蓄積部、３はＣＯＤアナログシフトレ
ジスタ、４は出力部、５はＡ　／　Ｄ変換部、６はメモ
リ部、７＃−ｉＤ／Ａ変換部、８は減算回路、９はスイ
ッチである。

まず、基本的な動作を述べる。

フォトダイオードアレイ１で充電変換により、ある期間
（蓄積時間）に光に応じて発生した信号電荷を蓄積部２
で蓄積し、ＣＣＤアナログシフトレジスタ部３へと転送
する。ＣＣＤアナログシフトレジスタ部３では各画素で
発生した電荷を！画素分毎に転送して行き、出力部４か
ら順次ＩＢ力して行く。

次に、この発明による出力信号の処理について述べる。

信号の検出は光信号の検出と暗時出力の検出とからなる
。まず、光信号の検出が行なわれる。

最初スイッチ９はメモリ部６ｓへ接続されており、出力
部４から順次出力される信号電荷（暗時出力信号を含む
）をＡ　／　Ｄ変換部５によりディジタル値へ変換した
後、メモリ部６で記憶する。次に、暗時出力の検出は全
画素からの信号が出力された後、スイッチ９は減算回路
８側へ接続され、暗時状態での信号（暗時出力信号）を
、出力部４より各画素毎に順次出力してい（ことにより
行なわれる。この暗時出力信号を減算回路８の非反転入
力に、Ｄ／Ａ変換部７によりアナログ値に変換された前
記光信号を反転太刀に六方する。この時、減算が、周一
画素の光信号と暗時出力信号で行なわれるようタイミン
グを合わせることにより、第２図に示すように、暗時出
方を含まず、かつリセットノイズも含まない光信号を得
ることができる。

さらに、光信号と暗時出力信号の検出動作について、固
体撮像素子を使用したＡＰ（オートフォーカス）カメラ
の測光動作について説明スル。第３図に測光動作の概要
を示すフローチャートを示す。レリーズされた時点で光
信号の検出が行なわれ、メモリ部６へと記憶される。そ
の後、ミラーアップ状態となり、この時点ではフォーカ
ノルブレンシャッターは閉じてカリ、この時の撮像素子
からの信号を読み出すことにより暗時出力信号が得られ
る。その後、光信号と暗時出力の減算が行なわれ、この
暗時出力を含まない光信号により、非常に低照度の状態
においても正確な前席検出を行なうことができる。

〔発明の効果〕

以上のようにこの発明によれば、暗時出力信号を除いた
光信号が得られるため、暗時出力が問題となる低照度時
や、高温状態にかいても正確なＡＦ（オートフォーカス
〉が行なえ、また、−画素毎に光信号からその画素及び
蓄積部で発生した暗時出力を除いているため、暗時出力
のばらつきによる光信号のばらつきも除くことができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の〒実施例による固体撮像素子の構成
ブロック図、＠２図はこの発明による出力の信号波形図
、第３図はこの発明の測光の概略を示すフローチャート
、第４図は従来の固体撮像素子の基本構成ブロック図で
ある。 図において、１はフォトダイオードアレイ、２は１１８
８．３ばＣ’ＣＤアナログシフトレジスタ、４は出力部
５はＡ　／　Ｄ変換部、６はメモリ部、７はＤ　／　Ａ
変換部、８は減算回路、９はスイッチを示す。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 基板上に光電変換を行なう複数の画素を配列し、これら
   の画素部からの光電荷を自動焦点を行なうための輝度信
   号として、電荷結合素子により転送し読み出す自動焦点
   カメラ用の固体撮像素子において、光信号をＡ／Ｄ変換
   するためのＡ／Ｄ変換部と、このＡ／Ｄ変換部からのデ
   ータを記憶するメモリ部とこのメモリ部のデータをＤ／
   Ａ変換するＤ／Ａ変換部と、このＤ／Ａ変換部からのア
   ナログ信号から、固体撮像素子の暗時出力信号の減算を
   行なうための減算回路部と、前記電荷結合素子からの出
   力を前記Ａ／Ｄ変換部もしくは前記減算回路へ接続する
   ためのスイッチ部を備えたことを特徴とする固体撮像素
   子。