JPH0461483A - 固体撮像装置 - 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】 （イ）産業上の利用分野 本発明は、ラインセンサの如き一次元の固体撮像装置に
係り、特に暗電流成分の補正手段に関するものである。

（ロ）従来の技術 従来、複写機やファクシミリ等に用いられるラインセン
サは、直列に配列された複数の受光素子に適数ビットの
シフトレジスタが対応付けられており、各受光素子に於
いて光電変換により発生する情報電荷をシフトレジスタ
の各ビットに受けてシフトレジスタの出力側に順次転送
するように構成される。シフトレジスタから出力される
情報電荷は、シフトレジスタの出力側に設けられた出力
部で電圧値に変換されて映像信号として出力されるが、
この情報電荷には光電変換により受光素子に発生する本
来の情報電荷の他に暗電流による電荷が混入しており、
映像信号にも暗電流成分が重畳している。暗電流成分は
、温度変化等の影響で大きく変動することから、暗電流
成分を除去しなければ安定した映像信号を得ることがで
きないため、一般にはシフトレジスタの８カ側等に暗電
流成分の除去回路が設けられ暗電流成分がされる。

第５図は、暗電流成分の除去回路を備えｔζ−次元の固
体撮像装置の構成図である。

光電変換により情報電荷を発生する受光素子（１）は、
シフトレジスタ（２）に沿って配列されており、シフト
レジスタ（２）の各ビットに各受光素子（１）が接続さ
れている。また−列に配列された受光素子（１）の端部
の一つは、暗電流成分を検知するために遮光膜（３）に
より遮光されている。従って、遮光膜（３ンで遮光され
た受光素子（１）からは、暗電流成分のみが得られるこ
とになる。

シフトレジスタ（２）の出力側には、情報電荷の電荷量
を電圧値に変換する出力部（４）が設けられており、情
報電荷量に応じて変化する映像信号Ｘ（＋１が出力され
る。この映像信号Ｘ＋１１は、シフトレジスタ（２）の
動作に同期して切り換え制御されるスイッチ（５）を介
して減算回路（６）とランチ回路（７）とに入力される
。即ち、ラッチ回路（７）は、暗電流成分に対応する電
圧値Ｖ、□をランチするもので、遮光膜（３）により遮
光された受光素子（１）からの情報電荷が出力されるタ
イミングでスイッチ（５）がラッチ回路（７）側に切り
換わるように構成される。そして、遮光されていない受
光素子（１）からの情報電荷が出力されるタイミングで
スイッチ（５）が減算回路（６）側に切り換えられ、減
算回路（６）に於いて映像信号Ｘ（１１から暗電流成分
を示す電圧値ＶＲが差し引かれる。

従って、減算回路（６）からは暗電流成分が除去さねｔ
ｃ映像信号ｘ、１．が出力される。

（ハ）発明が解決しようとする課題 しかしながら、上述の如き固体撮像装置に於いては、減
算回路（６）で差し引かねる暗電流成分が所定の期間に
亘って均一であるために、各受光素子（１）の暗電流成
分のばらつきを補正することができない。例えば、第６
図に示すように映像信号ｘ０．の暗電流成分にばらつき
があるような場合でも暗電流成分を示す電圧値■１□が
均一であるため、減算回路（６）に於いて映像信号Ｘ（
ｌｌから電圧値ＶＲを差し引し〕たところで暗電流成分
を十分に除去することはできない。

そこで本発明は、固体撮像装置から得られる映像信号の
暗電流成分にばらつきがある場合に於いても、暗電流成
分を有効に除去することを目的とする。

（ニ）課題を解決するｔこめの手段 本発明は、上述の課題を解決するために成されたもので
、その特徴とするところは、受光した光を光電変換して
光の強度に応じｔｃ情報電荷を得る複数の受光素子と、
この受光素子から上記情報電荷を各ビットに受けて転送
出力するシフトレジスタと、このシフトレジスタの出力
側で上記情報電荷を電圧値に変換して第１の信号を出力
する出力部と、上記第１の信号のレベルを反転して第２
の信号を得る反転アンプと、上記第２の信号のレベルに
応じた電荷量を上記シフトレジスタの入力側に供給する
人力部と、を備え、上記受光素子が遮光された状態で得
られる第１の信号に基づく第２の信号に従って上記シフ
トレジスタに暗電流補正成分電荷を入力することにある
。

（ホ）作用 本発明によれば、各受光素子を遮光した状態で得られる
第１の映像信号から暗電流成分のばらつきを検知し、こ
の第１の映像信号を反転させることで暗電流成分のばら
つきを補正する第２の映像信号が得られ、この第２の映
像信号に従う電荷量をシフトレジスタに予め与えること
で、暗電流成分が均一補正される。

〈へ）実施例 本発明の実施例を図面に従って説明する。

第１図は、本発明固体撮像装置の構成図で、第２図は、
その出力波形図である。

受光素子（１）、シフトレジスタ（２）及び出力部（４
）は、第５図と同一であり、同一部分には同符号を付し
である。

本発明の特徴とするところは、圧力部（４）から出力さ
れる映像信号Ｘい）を反転する反転アンプ（８）と、こ
の反転アンプ（８）の出力信号Ｙい、に応じてシフトレ
ジスタ（２）に電荷を供給する入力部（９）とを備えた
ことにある。

即ち、受光素子（１）に光が照射される前に受光素子（
１）から情報電荷を読みだすことで暗電流成分のばらつ
きを検知し、このときに得られる映像信号ｘＬ１．を−
Ｇのゲインを有する反転アンプ（８）で反転させること
によって暗電流成分のばらつきを補正する信号Ｙ（Ｉ、
が得られる。そして、この信号Ｙ、１．に従う電荷量を
人力部（９）からシフトレジスタ（２）の入力端に供給
することで、シフトレジスタ（２）の各ビットに予め暗
電流成分のばらつきを補うだけの電荷が蓄積される。こ
のため、第２図に示すように、映像信号Ｘ、１．に信号
Ｙ（１，が加算され、次に得られる映像信号Ｘ′い、に
於いては、暗電流成分のばらつきが大幅に緩和される。

尚、ここでは受光素子（１）が−度光を受ける毎に受光
素子＜１）を遮光状態とし、暗電流成分を示す映像信号
Ｘ、、、を得て反転アンプ（８）からの信号Ｙｆ１．を
人力部（９）に与えるようにする。

そこで、第３図或いは第４図に示すように、信号Ｙ１．
］を記憶する記憶手段を設けると、暗電流成分のばらつ
きを補正する信号Ｙ　Ｍｌを一旦記憶させた後に繰り返
し入力部（９）に供給するように構成すれば、光を一旦
受ける度に受光素子（１）を遮光することなく、続けて
受光素子（１）で光を受けることができる。

まず第４図は、記憶手段として受光素子（１）の数と同
−或いは同一以上のビット数を有するレジスタ（１０）
を用いた場合である。

反転アンプ（８）の出力信号Ｙ（、）は、−旦レジスタ
（１０）に記憶された後に人力部（９）に与えられると
共に、スイッチ（１１）が切り換えらね、帰還路（１２
）を介して再びレジスタ（１０）に入力される。従って
、信号Ｙ［ｌが繰り返し人力部（９）に入力されるよう
になり、受光素子（１）が光を受ける度に受光素子（１
）を遮光状態としてシフトレジスタ（２）に暗電流成分
のばらつきを補正する信号Ｙ（１，を得る必要はなくな
る。

次に第５図は、記憶手段としてラインメモリ（１５）を
用いた場合である。

この場合には、アナログ値の信号Ｙ（１１をラインメモ
リ（１５）に記憶させるためのＡ／Ｄ変換回路（１３）
及びラインメモリ（１５）から読み出すためのＤ／Ａ変
換回路（１４）が必要となるが、−旦ラインメモリ（１
５）に記憶させた信号Ｙｚ＋をシフトレジスタ（２）の
各ビットに対応させて繰り返し読み出して人力部（９）
に供給すればよいことになる。従っで、第３図の場合と
同様に受光素子（１）が光を受ける度に受光素子（１）
を遮光状態とする必要はない。

このように、暗電流成分のばらつきを補正する暗電流補
正成分を予めシフトレジスタ（２）に入力しておくこと
で、撮像素子としてのダイナミックレンジは狭くなるも
のの、暗電流のばらつきによる映像信号ＸＬｌ）への影
響を低減できるｊコめに、リニアティの向上が望める。

（ト）発明の効果 本発明によれば、各受光素子の暗電流成分のばらつきが
大幅に補正され、各受光素子の暗電流成分が均一になる
ｔこめ、映像信号に対しての暗電流成分を除去するため
の処理が簡単になると共に、暗電流成分成分を十分に取
り除くことができ、照度低い場合に於いてもリニアリテ
ィの優れｔこ撮像装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す構成図、第２図は第１
図の出力波形図、第３図及び第４図は本発明の他の実施
例を示す構成図、第５図は従来の固体撮像装置の構成図
、第６図は第５図の出力波形図である。 （１）−受光素子、（２）　　・・シフトレジスタ、（
３）・　遮光膜、（４）　　　圧力部、（８）−・反転
アンプ、（９）　　　人力部、＜１０１−レジスタ、（
１５）ラインメモリ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）受光した光を光電変換して光の強度に応じた情報
   電荷を得る複数の受光素子と、 この受光素子から上記情報電荷を各ビットに受けて転送
   出力するシフトレジスタと、 このシフトレジスタの出力側で上記情報電荷を電圧値に
   変換して第１の信号を出力する出力部と、上記第１の信
   号のレベルを反転して第２の信号を得る反転アンプと、 上記第２の信号のレベルに応じた電荷量を上記シフトレ
   ジスタの入力側に供給する入力部と、を備え、 上記受光素子が遮光された状態で得られる第１の信号に
   基づく第２の信号に従って上記シフトレジスタに暗電流
   補正成分電荷を入力することを特徴とする固体撮像装置
   。
2. （２）少なくとも上記シフトレジスタの１列分に対応す
   る上記第２の信号を記憶する記憶手段を備えると共に、
   この記憶手段から第２の信号を上記入力部に与えること
   を特徴とする請求項第１項記載の固体撮像装置。