JPH0846978A - 固体撮像装置 - Google Patents
固体撮像装置Info
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- JPH0846978A JPH0846978A JP6174324A JP17432494A JPH0846978A JP H0846978 A JPH0846978 A JP H0846978A JP 6174324 A JP6174324 A JP 6174324A JP 17432494 A JP17432494 A JP 17432494A JP H0846978 A JPH0846978 A JP H0846978A
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- 239000000758 substrate Substances 0.000 abstract description 6
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 13
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N1/00—Scanning, transmission or reproduction of documents or the like, e.g. facsimile transmission; Details thereof
- H04N1/46—Colour picture communication systems
- H04N1/56—Processing of colour picture signals
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- H04N1/6027—Correction or control of colour gradation or colour contrast
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- H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
- H04N23/80—Camera processing pipelines; Components thereof
- H04N23/84—Camera processing pipelines; Components thereof for processing colour signals
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- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
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- H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
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Abstract
(57)【要約】
【目的】ホワイトバランスの取れたカラー信号を出力す
ることのできる固体撮像装置を提供する。 【構成】入射光量に応じた光電流を発生するフォトダイ
オード１と、その光電流を対数変換する対数変換用ＭＯ
Ｓ−ＦＥＴ２と、対数変換された信号電荷を転送する電
荷転送素子ＣＣＤとを備えた固体撮像装置であり、この
固体撮像装置はホワイトバランス調整用の電圧発生手段
３９を有し、該電圧発生手段３９の出力は電荷転送素子
ＣＣＤに接続されていて、ＦＥＴ２からの出力電圧と前
記電圧発生手段３９からの出力電圧の差に対応した電荷
を転送するとともに、その転送された電荷による出力の
直流成分が前記電圧発生手段３９の出力電圧によって決
まる。
ることのできる固体撮像装置を提供する。 【構成】入射光量に応じた光電流を発生するフォトダイ
オード１と、その光電流を対数変換する対数変換用ＭＯ
Ｓ−ＦＥＴ２と、対数変換された信号電荷を転送する電
荷転送素子ＣＣＤとを備えた固体撮像装置であり、この
固体撮像装置はホワイトバランス調整用の電圧発生手段
３９を有し、該電圧発生手段３９の出力は電荷転送素子
ＣＣＤに接続されていて、ＦＥＴ２からの出力電圧と前
記電圧発生手段３９からの出力電圧の差に対応した電荷
を転送するとともに、その転送された電荷による出力の
直流成分が前記電圧発生手段３９の出力電圧によって決
まる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光信号を電気信号に対数
変換する固体撮像装置に関するものであって、特に、そ
のホワイトバランス補正に関する。
変換する固体撮像装置に関するものであって、特に、そ
のホワイトバランス補正に関する。
【０００２】
【従来の技術】入射光量に応じて発生した光電流を対数
圧縮変換して出力する固体撮像装置が特開平３−１９２
７６４号公報に提案されている。このような固体撮像装
置において、カラー信号を取り出す場合に、図１１と図
１２に示すような方式がある。
圧縮変換して出力する固体撮像装置が特開平３−１９２
７６４号公報に提案されている。このような固体撮像装
置において、カラー信号を取り出す場合に、図１１と図
１２に示すような方式がある。
【０００３】図１１では、単色用の固体撮像装置７０の
受光部に対し赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の光を切り
換えて照射し、それらの電気信号出力を増幅回路７１で
増幅した後、Ａ／Ｄ変換器（アナログ／デジタル変換
器）７２でデジタル信号に変換してデジタルのＲ，Ｇ，
Ｂ信号をシリアルに得ていた。
受光部に対し赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の光を切り
換えて照射し、それらの電気信号出力を増幅回路７１で
増幅した後、Ａ／Ｄ変換器（アナログ／デジタル変換
器）７２でデジタル信号に変換してデジタルのＲ，Ｇ，
Ｂ信号をシリアルに得ていた。
【０００４】図１２では、カラー用の固体撮像装置９０
に白色光を照射するとともにＲ，Ｇ，Ｂを時分割により
出力させて増幅器９１で増幅し、Ａ／Ｄ変換器９２でデ
ィジタル信号に変換してＲ，Ｇ，Ｂ信号をシリアルに得
ていた。
に白色光を照射するとともにＲ，Ｇ，Ｂを時分割により
出力させて増幅器９１で増幅し、Ａ／Ｄ変換器９２でデ
ィジタル信号に変換してＲ，Ｇ，Ｂ信号をシリアルに得
ていた。
【０００５】上記各方式で得られるデジタルのＲ，Ｇ，
Ｂ信号は後続する信号処理回路（図示せず）でソフトウ
エア的にホワイトバランス補正が行なわれていた。換言
すれば、これらの従来例では、ホワイトバランスの補正
が行なわれないままＡ／Ｄ変換を行なっていた。
Ｂ信号は後続する信号処理回路（図示せず）でソフトウ
エア的にホワイトバランス補正が行なわれていた。換言
すれば、これらの従来例では、ホワイトバランスの補正
が行なわれないままＡ／Ｄ変換を行なっていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】そのため従来例では図
５（イ）に示すように、Ｒ，Ｇ，Ｂのレベル差があるた
め画像信号の振幅Ａに対してＡ／Ｄ変換のビット数ｍよ
りも少ないｎビットしか割り当てられなかった。つまり
画像データの階調数が少ないという問題があった。
５（イ）に示すように、Ｒ，Ｇ，Ｂのレベル差があるた
め画像信号の振幅Ａに対してＡ／Ｄ変換のビット数ｍよ
りも少ないｎビットしか割り当てられなかった。つまり
画像データの階調数が少ないという問題があった。
【０００７】本発明は対数変換機能を有する固体撮像装
置において、ホワイトバランスを取るとともに階調数を
最大に取ることのできる固体撮像装置を提供することを
目的とする。
置において、ホワイトバランスを取るとともに階調数を
最大に取ることのできる固体撮像装置を提供することを
目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明では、入射光量に応じた光電流を発生する複数の
光電変換手段と、該光電流を対数変換する対数変換手段
と、対数変換された信号をＡ／Ｄ変換する手段とを備え
た固体撮像装置において、Ａ／Ｄ変換する前の信号の直
流成分を調整することによりホワイトバランス調整を行
なうように構成した。
本発明では、入射光量に応じた光電流を発生する複数の
光電変換手段と、該光電流を対数変換する対数変換手段
と、対数変換された信号をＡ／Ｄ変換する手段とを備え
た固体撮像装置において、Ａ／Ｄ変換する前の信号の直
流成分を調整することによりホワイトバランス調整を行
なうように構成した。
【０００９】
【作用】このような構成によると、Ａ／Ｄ変換手段に入
力される画像信号のレベルが一致するため、いずれの信
号に対しても最大ビット数（ｍビット）でＡ／Ｄ変換が
行なわれ、階調数が多くとれる。
力される画像信号のレベルが一致するため、いずれの信
号に対しても最大ビット数（ｍビット）でＡ／Ｄ変換が
行なわれ、階調数が多くとれる。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説
明する。図１は本発明に係る固体撮像装置の構成例を示
したものである。ここで、ｐｎ接合フォトダイオード１
は入射した光を受光し、電気信号に変換する。フォトダ
イオード１のカソードには電圧ＶDDが印加され、アノー
ドにはｎチャネルＭＯＳ−ＦＥＴ２のドレインＤとゲー
トＧが接続されている。
明する。図１は本発明に係る固体撮像装置の構成例を示
したものである。ここで、ｐｎ接合フォトダイオード１
は入射した光を受光し、電気信号に変換する。フォトダ
イオード１のカソードには電圧ＶDDが印加され、アノー
ドにはｎチャネルＭＯＳ−ＦＥＴ２のドレインＤとゲー
トＧが接続されている。
【００１１】ＦＥＴ２のソースＳには電圧ＶSSが、バッ
クゲート（基板）には電圧ＶSUBが印加されている。な
お、これらのバイアスの関係はＶDD＞ＶSS≧ＶSUBであ
り、フォトダイオード１には逆バイアスが、ＦＥＴ２の
ソースＳと基板、ドレインＤと基板にも逆バイアスが印
加されている。バックゲート（基板）に印加されている
電圧ＶSUBはＦＥＴ２にサブスレッショールド電流が流
れるように調整されている。
クゲート（基板）には電圧ＶSUBが印加されている。な
お、これらのバイアスの関係はＶDD＞ＶSS≧ＶSUBであ
り、フォトダイオード１には逆バイアスが、ＦＥＴ２の
ソースＳと基板、ドレインＤと基板にも逆バイアスが印
加されている。バックゲート（基板）に印加されている
電圧ＶSUBはＦＥＴ２にサブスレッショールド電流が流
れるように調整されている。
【００１２】フォトダイオード１に光が入射すると光の
強度に比例した光電流がカソードからアノードへ流れ
る。前述のようにサブスレッショールド電流が流れるよ
うに電圧ＶSUBが調整されているのでＦＥＴ２のドレイ
ン電流はゲート・ソース間電圧の指数関数となる。つま
り、光電流は対数変換されて電圧ＶGとなる。この電圧
ＶGは電荷転送部ＣＣＤの第１電極２２に印加される。
強度に比例した光電流がカソードからアノードへ流れ
る。前述のようにサブスレッショールド電流が流れるよ
うに電圧ＶSUBが調整されているのでＦＥＴ２のドレイ
ン電流はゲート・ソース間電圧の指数関数となる。つま
り、光電流は対数変換されて電圧ＶGとなる。この電圧
ＶGは電荷転送部ＣＣＤの第１電極２２に印加される。
【００１３】このようにＣＣＤの第１電極２２には対数
変換用ＦＥＴ２のゲート電圧ＶGが印加され、一方次の
第２電極２３にはリファレンス電圧ＶRが印加され、こ
れらの両電極直下のチャネル電位の差に応じて信号電荷
がＣＣＤに注入される。尚、本発明では前記リファレン
ス電圧ＶRを調整することによってホワイトバランス補
正を行なう。
変換用ＦＥＴ２のゲート電圧ＶGが印加され、一方次の
第２電極２３にはリファレンス電圧ＶRが印加され、こ
れらの両電極直下のチャネル電位の差に応じて信号電荷
がＣＣＤに注入される。尚、本発明では前記リファレン
ス電圧ＶRを調整することによってホワイトバランス補
正を行なう。
【００１４】ＣＣＤの入力ダイオード２１にはφＤ、第
３電極２４にはφＳ、第４電極２５にはφ１、第５電極
２６にはφ２のパルスが、図２に示すタイミング（後
述）で印加される。第６電極２７以降の電極には順にパ
ルスφ１、φ２が印加される２相駆動により電荷が転送
される。以上、説明したフォトダイオード１、ＭＯＳ−
ＦＥＴ２、転送部ＣＣＤは画素毎に設けられている構成
である。３９はホワイトバランス調整用電圧を発生する
電圧発生手段であり、その出力電圧は基準電圧ＶRとし
て第２電極２３へ印加される。
３電極２４にはφＳ、第４電極２５にはφ１、第５電極
２６にはφ２のパルスが、図２に示すタイミング（後
述）で印加される。第６電極２７以降の電極には順にパ
ルスφ１、φ２が印加される２相駆動により電荷が転送
される。以上、説明したフォトダイオード１、ＭＯＳ−
ＦＥＴ２、転送部ＣＣＤは画素毎に設けられている構成
である。３９はホワイトバランス調整用電圧を発生する
電圧発生手段であり、その出力電圧は基準電圧ＶRとし
て第２電極２３へ印加される。
【００１５】次に、電荷の蓄積や転送をするためのクロ
ック信号のタイムチャートを図２に示し、駆動パルスの
タイムチャートに対応したチャネル電位図を図３に示
し、両図を参照して電荷転送の動作について説明する。
ック信号のタイムチャートを図２に示し、駆動パルスの
タイムチャートに対応したチャネル電位図を図３に示
し、両図を参照して電荷転送の動作について説明する。
【００１６】まず、ｔ＝ｔ1においてＣＣＤ入力ダイオ
ード２１に印加するクロックφＤがＨレベルからＬレベ
ルに変化すると電荷が第１電極下を通って第２電極下に
注入される。図３のチャネル電位図に斜線で示した部分
に電荷があることを示している。ｔ＝ｔ2においてクロ
ックφＤがＨレベルになると過剰な電荷が入力ダイオー
ド２１に戻る。
ード２１に印加するクロックφＤがＨレベルからＬレベ
ルに変化すると電荷が第１電極下を通って第２電極下に
注入される。図３のチャネル電位図に斜線で示した部分
に電荷があることを示している。ｔ＝ｔ2においてクロ
ックφＤがＨレベルになると過剰な電荷が入力ダイオー
ド２１に戻る。
【００１７】以上がリセット動作に相当し、第２電極下
にはリファレンス電圧ＶRとゲート電圧ＶGの差に応じた
電荷が蓄積され、このあと積分状態に入る。積分状態で
は第２電極下の電荷の一部が第１電極下を通って入力ダ
イオード２１に放出されて、積分動作が行われる。
にはリファレンス電圧ＶRとゲート電圧ＶGの差に応じた
電荷が蓄積され、このあと積分状態に入る。積分状態で
は第２電極下の電荷の一部が第１電極下を通って入力ダ
イオード２１に放出されて、積分動作が行われる。
【００１８】ｔ＝ｔ3において積分時間（図２のタイム
チャートに示している両矢印の時間）が終了した後、ｔ
＝ｔ4でパルスφＳがＨレベルになると、第３電極下の
チャネル電位が下がるので蓄積されていた電荷がシフト
レジスタに流入していく。ここで、シフトレジスタに転
送される電荷量のオフセットが第２電極２３に印加され
ているリファレンス電圧ＶRによって決定されているの
で電圧ＶRを調整することによって出力信号の直流電圧
を操作することができる。
チャートに示している両矢印の時間）が終了した後、ｔ
＝ｔ4でパルスφＳがＨレベルになると、第３電極下の
チャネル電位が下がるので蓄積されていた電荷がシフト
レジスタに流入していく。ここで、シフトレジスタに転
送される電荷量のオフセットが第２電極２３に印加され
ているリファレンス電圧ＶRによって決定されているの
で電圧ＶRを調整することによって出力信号の直流電圧
を操作することができる。
【００１９】次に、ｔ＝ｔ5でφ２レジスタ（パルスφ
２により駆動されるレジスタ）への信号がＨレベルから
Ｌレベルに変化すると、φ２レジスタのチャネル電位が
上がり電荷がφ１レジスタ（パルスφ１により駆動され
るレジスタ）に集まる（ｔ＝ｔ6）。その後、パルスφ
１がＨからＬ、φ２がＬからＨに変化することで電荷が
φ２レジスタへ転送される。この状態からφ１、φ２レ
ジスタに逆相のクロックを入力することにより電荷は隣
のレジスタに転送されていく。
２により駆動されるレジスタ）への信号がＨレベルから
Ｌレベルに変化すると、φ２レジスタのチャネル電位が
上がり電荷がφ１レジスタ（パルスφ１により駆動され
るレジスタ）に集まる（ｔ＝ｔ6）。その後、パルスφ
１がＨからＬ、φ２がＬからＨに変化することで電荷が
φ２レジスタへ転送される。この状態からφ１、φ２レ
ジスタに逆相のクロックを入力することにより電荷は隣
のレジスタに転送されていく。
【００２０】図４は本発明の第１実施例を示しており、
同図において、カラー用固体撮像装置４０には図１に示
す構成がＲ，Ｇ，Ｂのそれぞれに対応して設けられてい
るが、図では、その受光部４１Ｒ、４１Ｇ、４１Ｂのみ
を示している。これらの受光部４１Ｒ、４１Ｇ、４１Ｂ
は、それぞれ図１のフォトダイオード１を有している。
同図において、カラー用固体撮像装置４０には図１に示
す構成がＲ，Ｇ，Ｂのそれぞれに対応して設けられてい
るが、図では、その受光部４１Ｒ、４１Ｇ、４１Ｂのみ
を示している。これらの受光部４１Ｒ、４１Ｇ、４１Ｂ
は、それぞれ図１のフォトダイオード１を有している。
【００２１】固体撮像装置４０内で対数圧縮変換された
Ｒ，Ｇ，Ｂの各電気信号はＣＣＤの出力端子４２Ｒ、４
２Ｇ、４２Ｂから出力される。ＯＳｒ、ＯＳｇ、ＯＳｂ
はその出力信号を示している。これらの信号は、それぞ
れ増幅回路４３、４４、４５で増幅された後、Ａ／Ｄ変
換器４６、４７、４８でデジタル信号に変換される。
Ｒ，Ｇ，Ｂの各電気信号はＣＣＤの出力端子４２Ｒ、４
２Ｇ、４２Ｂから出力される。ＯＳｒ、ＯＳｇ、ＯＳｂ
はその出力信号を示している。これらの信号は、それぞ
れ増幅回路４３、４４、４５で増幅された後、Ａ／Ｄ変
換器４６、４７、４８でデジタル信号に変換される。
【００２２】３９Ｒ、３９Ｇ、３９ＢはＲ，Ｇ，Ｂ用の
各ＣＣＤの第２電極２３に印加されるリファレンス電圧
ＶRｒ、ＶRｇ、ＶRｂを発生する電圧発生回路であり、
本実施例では、この電圧ＶRｒ、ＶRｇ、ＶRｂを調整す
ることによってＲ，Ｇ，Ｂ各チャンネルの直流電圧を揃
えてホワイトバランスのとれたＲ，Ｇ，Ｂ出力信号ＯＳ
ｒ、ＯＳｇ、ＯＳｂを得るようにしている。
各ＣＣＤの第２電極２３に印加されるリファレンス電圧
ＶRｒ、ＶRｇ、ＶRｂを発生する電圧発生回路であり、
本実施例では、この電圧ＶRｒ、ＶRｇ、ＶRｂを調整す
ることによってＲ，Ｇ，Ｂ各チャンネルの直流電圧を揃
えてホワイトバランスのとれたＲ，Ｇ，Ｂ出力信号ＯＳ
ｒ、ＯＳｇ、ＯＳｂを得るようにしている。
【００２３】ここで、リファレンス電圧を調整すること
によってホワイトバランス補正が達成できることを説明
する。固体撮像装置４０は赤フィルタ、緑フィルタ、青
フィルタを備えており、これらのフィルタを透過した光
がＲ，Ｇ，Ｂの各受光部へ入射されるが、これらのフィ
ルタは透過率が異なるので、例えばグレーの光（色のつ
いていない光）の場合、透過光量が各フィルタで異なる
ことになる。具体的にいえば、赤の透過光量が一番大き
く、続いて緑、青の順である。
によってホワイトバランス補正が達成できることを説明
する。固体撮像装置４０は赤フィルタ、緑フィルタ、青
フィルタを備えており、これらのフィルタを透過した光
がＲ，Ｇ，Ｂの各受光部へ入射されるが、これらのフィ
ルタは透過率が異なるので、例えばグレーの光（色のつ
いていない光）の場合、透過光量が各フィルタで異なる
ことになる。具体的にいえば、赤の透過光量が一番大き
く、続いて緑、青の順である。
【００２４】このような光量の異なる光がＲ，Ｇ，Ｂの
受光部に入射したとき、対数変換型の固体撮像装置の出
力は、図６（ｂ）（ただし横軸は対数スケール）のよう
になる。対数変換型でないリニア特性の固体撮像装置で
は、その出力は図６（ａ）（ただし横軸はリニアスケー
ル）のようになる。図６（ａ）の場合は、固体撮像装置
の出力側に接続される増幅回路４３、４４、４５のゲイ
ンを調整することによって、Ｒ，Ｇ，Ｂの特性を図７の
如く一致させる（ホワイトバランスを取る）ことができ
るが、本発明が対象としている対数変換型の固体撮像装
置に固有の図６（ｂ）の出力特性を同じように増幅回路
４３、４４、４５のゲインを調整して一致させることは
できない。
受光部に入射したとき、対数変換型の固体撮像装置の出
力は、図６（ｂ）（ただし横軸は対数スケール）のよう
になる。対数変換型でないリニア特性の固体撮像装置で
は、その出力は図６（ａ）（ただし横軸はリニアスケー
ル）のようになる。図６（ａ）の場合は、固体撮像装置
の出力側に接続される増幅回路４３、４４、４５のゲイ
ンを調整することによって、Ｒ，Ｇ，Ｂの特性を図７の
如く一致させる（ホワイトバランスを取る）ことができ
るが、本発明が対象としている対数変換型の固体撮像装
置に固有の図６（ｂ）の出力特性を同じように増幅回路
４３、４４、４５のゲインを調整して一致させることは
できない。
【００２５】即ち、図６（ａ）では、特性の傾きを変え
る（増幅回路のゲインを変える）ことによってＲ，Ｇ，
Ｂを一致させることができるが、図６（ｂ）では、傾き
を変えても、Ｒ，Ｇ，Ｂは一致させることはできない。
る（増幅回路のゲインを変える）ことによってＲ，Ｇ，
Ｂを一致させることができるが、図６（ｂ）では、傾き
を変えても、Ｒ，Ｇ，Ｂは一致させることはできない。
【００２６】しかしながら、上述した第２電極２３に加
えるリファレンス電圧は先にも述べたように固体撮像装
置４０の出力の直流成分に関与するので、そのリファレ
ンス電圧ＶRｒ、ＶRｇ、ＶRｂを可変することによって
図６（ｂ）の出力特性を図７の如く一致させることがで
きるのである。さらに、Ａ／Ｄ変換器への入力レベルも
同時に調整することができる。固体撮像装置の出力の直
流成分を変えることは図６（ｂ）においてＲ，Ｇ，Ｂの
特性を、それらの傾きを変えることなしに平行移動する
ことを意味する。
えるリファレンス電圧は先にも述べたように固体撮像装
置４０の出力の直流成分に関与するので、そのリファレ
ンス電圧ＶRｒ、ＶRｇ、ＶRｂを可変することによって
図６（ｂ）の出力特性を図７の如く一致させることがで
きるのである。さらに、Ａ／Ｄ変換器への入力レベルも
同時に調整することができる。固体撮像装置の出力の直
流成分を変えることは図６（ｂ）においてＲ，Ｇ，Ｂの
特性を、それらの傾きを変えることなしに平行移動する
ことを意味する。
【００２７】図８は図４の構成において、固体撮像装置
４０におけるＣＣＤの第２電極に与えるリファレンス電
圧をマイクロコンピュータ４９を介して自動フィードバ
ック制御するようにした本発明の第２実施例を示してい
る。
４０におけるＣＣＤの第２電極に与えるリファレンス電
圧をマイクロコンピュータ４９を介して自動フィードバ
ック制御するようにした本発明の第２実施例を示してい
る。
【００２８】固体撮像装置４０にグレー光（先にも記載
したように色のない光で、この場合ホワイトバランスを
取るための光であって、複写機、ファクシミリ、イメー
ジスキャナ等では白黒原稿に光源光を当てた反射光、フ
ィルムスキャナのネガフィルムでは光源光が該当する）
を入射させ、ＣＣＤ出力をＡ／Ｄ変換器４６、４７、４
８から取って、マイクロコンピュータ４９で演算処理
し、各リファレンス電圧をマイクロコンピュータ４９か
ら出力する。このリファレンス電圧はデジタル値である
ので、Ｄ／Ａ変換器５１、５２、５３でアナログ電圧
（ＶRｒ、ＶRｇ、ＶRｂ）に変換してからＣＣＤの第２
電極に印加される。
したように色のない光で、この場合ホワイトバランスを
取るための光であって、複写機、ファクシミリ、イメー
ジスキャナ等では白黒原稿に光源光を当てた反射光、フ
ィルムスキャナのネガフィルムでは光源光が該当する）
を入射させ、ＣＣＤ出力をＡ／Ｄ変換器４６、４７、４
８から取って、マイクロコンピュータ４９で演算処理
し、各リファレンス電圧をマイクロコンピュータ４９か
ら出力する。このリファレンス電圧はデジタル値である
ので、Ｄ／Ａ変換器５１、５２、５３でアナログ電圧
（ＶRｒ、ＶRｇ、ＶRｂ）に変換してからＣＣＤの第２
電極に印加される。
【００２９】更に、この第２実施例の構成では、予め被
写体に応じてリファレンス電圧をメモリ５０に格納して
おき、被写体に対応するリファレンス電圧をメモリ５０
から読み出して使用するといった手法をとることもでき
る。その場合には、フィードバックループによる制御は
予め被写体に応じた電圧値をメモリ５０に記憶させると
きに用いる。尚、現実の撮像時に微調整用として用いる
こともできる。
写体に応じてリファレンス電圧をメモリ５０に格納して
おき、被写体に対応するリファレンス電圧をメモリ５０
から読み出して使用するといった手法をとることもでき
る。その場合には、フィードバックループによる制御は
予め被写体に応じた電圧値をメモリ５０に記憶させると
きに用いる。尚、現実の撮像時に微調整用として用いる
こともできる。
【００３０】次に、図９は本発明の第３実施例を示して
いる。ただし、図９はＲ，Ｇ，Ｂの１つについてのみ示
している。実際には、図９と同様な構成がＲ，Ｇ，Ｂそ
れぞれに設けられる。この第３実施例は被写体の輝度に
よらず（従って入射光量によらず）、固体撮像装置の直
流成分を一定の値にするようにリファレンス電圧を入射
光量に応じて自動制御するようにしたものにおいて、そ
のリファレンス電圧をホワイトバランスのために調整で
きるようにしたものである。
いる。ただし、図９はＲ，Ｇ，Ｂの１つについてのみ示
している。実際には、図９と同様な構成がＲ，Ｇ，Ｂそ
れぞれに設けられる。この第３実施例は被写体の輝度に
よらず（従って入射光量によらず）、固体撮像装置の直
流成分を一定の値にするようにリファレンス電圧を入射
光量に応じて自動制御するようにしたものにおいて、そ
のリファレンス電圧をホワイトバランスのために調整で
きるようにしたものである。
【００３１】図９において、図１と同一部分には同一の
符号を付し説明を省略する。さて、図９において、モニ
タフォトダイオード３は受光部にどれだけの光量が入射
しているかをモニタするために設けられていて、前述し
たフォトダイオード１と同じ構造で同様のバイアスが印
加されている。
符号を付し説明を省略する。さて、図９において、モニ
タフォトダイオード３は受光部にどれだけの光量が入射
しているかをモニタするために設けられていて、前述し
たフォトダイオード１と同じ構造で同様のバイアスが印
加されている。
【００３２】ＭＯＳ−ＦＥＴ４はＭＯＳ−ＦＥＴ２と同
様のバイアスが印加されていて、モニタフォトダイオー
ド３の入射光量に応じた光電流を対数変換してゲート電
圧ＶGMとし、電圧ＶGMはソースフォロワアンプ５に入力
されている。また、ＭＯＳ−ＦＥＴ２、４のソース電圧
であるＶSSはバッファとしてのソースフォロワアンプ６
の入力端子に接続されている。
様のバイアスが印加されていて、モニタフォトダイオー
ド３の入射光量に応じた光電流を対数変換してゲート電
圧ＶGMとし、電圧ＶGMはソースフォロワアンプ５に入力
されている。また、ＭＯＳ−ＦＥＴ２、４のソース電圧
であるＶSSはバッファとしてのソースフォロワアンプ６
の入力端子に接続されている。
【００３３】ソースフォロワアンプ５、６は同じ構造で
ＭＯＳ−ＦＥＴを４つ組み合わせてあり、出力はそれぞ
れ差動増幅器７の反転入力端子に抵抗８を、非反転入力
端子に抵抗９を介して接続されている。非反転入力端子
は抵抗１０を介して接地されていて、出力端子と反転入
力端子は抵抗１１を介して接続されている。
ＭＯＳ−ＦＥＴを４つ組み合わせてあり、出力はそれぞ
れ差動増幅器７の反転入力端子に抵抗８を、非反転入力
端子に抵抗９を介して接続されている。非反転入力端子
は抵抗１０を介して接地されていて、出力端子と反転入
力端子は抵抗１１を介して接続されている。
【００３４】差動増幅器７はモニタフォトダイオード３
の出力信号と電源電圧ＶＳＳとの差の電圧を出力する
が、その際、電源電圧ＶＳＳの変動分を除去し、出力を
誤差のない信頼性の高いものとしている。差動増幅器７
の出力は抵抗１３を介して差動増幅器１２の非反転入力
端子に入力される。反転入力端子には抵抗１４を介して
電圧調整装置８０が接続されている。
の出力信号と電源電圧ＶＳＳとの差の電圧を出力する
が、その際、電源電圧ＶＳＳの変動分を除去し、出力を
誤差のない信頼性の高いものとしている。差動増幅器７
の出力は抵抗１３を介して差動増幅器１２の非反転入力
端子に入力される。反転入力端子には抵抗１４を介して
電圧調整装置８０が接続されている。
【００３５】出力端子と反転入力端子は抵抗１５と可変
抵抗１６を介して接続されている。差動増幅器１２の増
幅度と調整電圧ＶLを適切な値に調節することによって
モニタフォトダイオード３の入射光量に応じた所定のリ
ファレンス電圧ＶRを得ることができ、得られた電圧ＶR
はＣＣＤの第２電極２３に入力される。
抵抗１６を介して接続されている。差動増幅器１２の増
幅度と調整電圧ＶLを適切な値に調節することによって
モニタフォトダイオード３の入射光量に応じた所定のリ
ファレンス電圧ＶRを得ることができ、得られた電圧ＶR
はＣＣＤの第２電極２３に入力される。
【００３６】以上説明したような回路構成とすることで
入射光量に応じてリファレンス電圧ＶRを調整すること
ができ、したがって転送部ＣＣＤからの出力電圧の直流
成分を入射光量に拘らず常に一定に保つことができる。
そして、その一定の直流成分の値は調整電圧ＶLによっ
て決まるので、Ｒ，Ｇ，Ｂの各々に関して、それぞれの
調整電圧を可変することによってホワイトバランスを取
ることができる。
入射光量に応じてリファレンス電圧ＶRを調整すること
ができ、したがって転送部ＣＣＤからの出力電圧の直流
成分を入射光量に拘らず常に一定に保つことができる。
そして、その一定の直流成分の値は調整電圧ＶLによっ
て決まるので、Ｒ，Ｇ，Ｂの各々に関して、それぞれの
調整電圧を可変することによってホワイトバランスを取
ることができる。
【００３７】以上説明した実施例において、図４に示す
如く固体撮像装置４０の出力はＲ，Ｇ，Ｂがパラレルに
出力されるものを例に挙げて説明したが、図１２の如
く、Ｒ，Ｇ，Ｂが時分割で出力されるカラー固体撮像装
置９０に本発明を適用しても同様の効果が得られる。ま
た、Ｒ，Ｇ，Ｂの光が時分割で入射される図１１の方式
の単色用固体撮像装置７０に対しても適用することがで
きる。
如く固体撮像装置４０の出力はＲ，Ｇ，Ｂがパラレルに
出力されるものを例に挙げて説明したが、図１２の如
く、Ｒ，Ｇ，Ｂが時分割で出力されるカラー固体撮像装
置９０に本発明を適用しても同様の効果が得られる。ま
た、Ｒ，Ｇ，Ｂの光が時分割で入射される図１１の方式
の単色用固体撮像装置７０に対しても適用することがで
きる。
【００３８】また、上記実施例では、ＣＣＤ内で電荷転
送前に調整するものであったが、電荷転送後、つまりＣ
ＣＤからの出力に対してホワイトバランス調整を行なっ
てもよい。例えば、増幅回路４３、４４、４５のリファ
レンス電圧を制御して直流成分を調整してもよいし、図
１０に示すようにクランプ回路を設けてクランプ電圧を
制御して直流成分を調整してもよい。
送前に調整するものであったが、電荷転送後、つまりＣ
ＣＤからの出力に対してホワイトバランス調整を行なっ
てもよい。例えば、増幅回路４３、４４、４５のリファ
レンス電圧を制御して直流成分を調整してもよいし、図
１０に示すようにクランプ回路を設けてクランプ電圧を
制御して直流成分を調整してもよい。
【００３９】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、固
体撮像装置の入射光量対出力特性を上記電圧発生手段の
電圧を可変することによって傾斜を変えることなく、シ
フトさせることができる。従って、Ｒ，Ｇ，Ｂの各々に
ついて電圧発生手段の電圧を調整することによって、
Ｒ，Ｇ，Ｂの入射光量対出力特性を互いに一致させるこ
とができる。それによってホワイトバランスの良好な固
体撮像出力を簡単且つ確実に得ることができる。そし
て、このホワイトバランス調整をＡ／Ｄ変換前に行なう
ことにより多階調がとれるという効果を有する。
体撮像装置の入射光量対出力特性を上記電圧発生手段の
電圧を可変することによって傾斜を変えることなく、シ
フトさせることができる。従って、Ｒ，Ｇ，Ｂの各々に
ついて電圧発生手段の電圧を調整することによって、
Ｒ，Ｇ，Ｂの入射光量対出力特性を互いに一致させるこ
とができる。それによってホワイトバランスの良好な固
体撮像出力を簡単且つ確実に得ることができる。そし
て、このホワイトバランス調整をＡ／Ｄ変換前に行なう
ことにより多階調がとれるという効果を有する。
【図１】本発明の固体撮像装置の基本的な構成を示す構
造図。
造図。
【図２】そのＣＣＤを駆動するために印加するクロック
信号のタイムチャート。
信号のタイムチャート。
【図３】ＣＣＤの動作原理の概念図。
【図４】本発明の固体撮像装置の第１実施例を示す回路
図。
図。
【図５】Ａ／Ｄ変換ビット数と画像信号との関係につい
て従来例と本発明を対比して示す図。
て従来例と本発明を対比して示す図。
【図６】ホワイトバランス補正を行なわない状態での固
体撮像装置の出力特性を表わす図。
体撮像装置の出力特性を表わす図。
【図７】ホワイトバランスがなされた状態の特性図。
【図８】本発明の固体撮像装置の第２実施例を示す回路
図。
図。
【図９】本発明の固体撮像装置の第３実施例を示す回路
図。
図。
【図１０】本発明の固体撮像装置の第４実施例を示す回
路図。
路図。
【図１１】従来例の回路図。
【図１２】他の従来例の回路図。
【符号の説明】 １ フォトダイオード ２ 対数変換用のＭＯＳ−ＦＥＴ ＣＣＤ 電荷転送素子 ２３ ＣＣＤの第２電極 ３９、３９Ｒ、３９Ｇ、３９Ｂ ホワイトバランス調整
用の電圧発生手段 ４０ 固体撮像装置 ＶR、ＶRｒ、ＶRｇ、ＶRｂ リファレンス電圧 ８０ ホワイトバランス用の調整装置
用の電圧発生手段 ４０ 固体撮像装置 ＶR、ＶRｒ、ＶRｇ、ＶRｂ リファレンス電圧 ８０ ホワイトバランス用の調整装置
Claims (1)
- 【請求項１】入射光量に応じた光電流を発生する複数の
光電変換手段と、該光電流を対数変換する対数変換手段
と、対数変換された信号をＡ／Ｄ変換する手段とを備え
た固体撮像装置において、 Ａ／Ｄ変換する前の信号の直流成分を調整することによ
りホワイトバランス調整を行なうようにした固体撮像装
置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17432494A JP3525500B2 (ja) | 1994-07-26 | 1994-07-26 | 固体撮像装置 |
| US08/506,804 US6201617B1 (en) | 1994-07-26 | 1995-07-25 | Image sensing device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17432494A JP3525500B2 (ja) | 1994-07-26 | 1994-07-26 | 固体撮像装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0846978A true JPH0846978A (ja) | 1996-02-16 |
| JP3525500B2 JP3525500B2 (ja) | 2004-05-10 |
Family
ID=15976656
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17432494A Expired - Fee Related JP3525500B2 (ja) | 1994-07-26 | 1994-07-26 | 固体撮像装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6201617B1 (ja) |
| JP (1) | JP3525500B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999015360A1 (de) * | 1997-09-19 | 1999-04-01 | Robert Bosch Gmbh | Seheinrichtung für ein fahrzeug |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6831691B1 (en) * | 1998-04-15 | 2004-12-14 | Minolta Co., Ltd. | Solid-state image pickup device |
| US6909461B1 (en) * | 2000-07-13 | 2005-06-21 | Eastman Kodak Company | Method and apparatus to extend the effective dynamic range of an image sensing device |
| US7623168B2 (en) * | 2000-07-13 | 2009-11-24 | Eastman Kodak Company | Method and apparatus to extend the effective dynamic range of an image sensing device |
| TW548952B (en) * | 2001-12-31 | 2003-08-21 | Winbond Electronics Corp | Control system and method of CCD device in scanner |
| US6704046B2 (en) * | 2002-04-17 | 2004-03-09 | Motorola, Inc. | Digital pixel image sensor with independent color channel reference signals |
| JP3882702B2 (ja) * | 2002-07-12 | 2007-02-21 | コニカミノルタホールディングス株式会社 | 固体撮像装置 |
| US6982406B2 (en) * | 2003-04-03 | 2006-01-03 | Pao Jung Chen | Simple CMOS light-to-current sensor |
| US7558028B2 (en) * | 2005-11-16 | 2009-07-07 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. | Magnetic head with improved CPP sensor using Heusler alloys |
| KR101924318B1 (ko) | 2010-02-12 | 2018-12-03 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 반도체 장치 및 그 구동 방법 |
| KR101672344B1 (ko) * | 2010-05-20 | 2016-11-04 | 삼성전자주식회사 | 광센싱 회로, 상기 광센싱 회로의 구동 방법, 및 상기 광센싱 회로를 채용한 광센싱 장치 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4216503A (en) * | 1979-03-26 | 1980-08-05 | Xerox Corporation | Signal restoration and gain control for image viewing devices |
| JPH0683371B2 (ja) | 1982-10-20 | 1994-10-19 | キヤノン株式会社 | 情報読取り装置 |
| GB8521019D0 (en) | 1985-08-22 | 1986-10-01 | Rank Pullin Controls Ltd | Imaging apparatus |
| US4945405A (en) | 1987-05-21 | 1990-07-31 | Minolta Camera Kabushiki Kaisha | Color image read apparatus with shading and color balance correction |
| US5267053A (en) * | 1988-10-27 | 1993-11-30 | Eastman Kodak Company | Automatic reference control for image scanners |
| JPH0748826B2 (ja) * | 1988-12-01 | 1995-05-24 | 三菱電機株式会社 | 固体撮像装置 |
| US5241575A (en) * | 1989-12-21 | 1993-08-31 | Minolta Camera Kabushiki Kaisha | Solid-state image sensing device providing a logarithmically proportional output signal |
| US5138149A (en) * | 1990-09-05 | 1992-08-11 | Xinix, Inc. | Apparatus and method for monitoring radiant energy signals with variable signal gain and resolution enhancement |
| JPH06189130A (ja) * | 1992-12-16 | 1994-07-08 | Fuji Xerox Co Ltd | 画像処理装置 |
-
1994
- 1994-07-26 JP JP17432494A patent/JP3525500B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1995
- 1995-07-25 US US08/506,804 patent/US6201617B1/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999015360A1 (de) * | 1997-09-19 | 1999-04-01 | Robert Bosch Gmbh | Seheinrichtung für ein fahrzeug |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3525500B2 (ja) | 2004-05-10 |
| US6201617B1 (en) | 2001-03-13 |
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