JPH1093856A - 固体撮像装置 - Google Patents
固体撮像装置Info
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- JPH1093856A JPH1093856A JP8225918A JP22591896A JPH1093856A JP H1093856 A JPH1093856 A JP H1093856A JP 8225918 A JP8225918 A JP 8225918A JP 22591896 A JP22591896 A JP 22591896A JP H1093856 A JPH1093856 A JP H1093856A
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- charge
- sensitivity
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- Pending
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N5/00—Details of television systems
- H04N5/222—Studio circuitry; Studio devices; Studio equipment
- H04N5/262—Studio circuits, e.g. for mixing, switching-over, change of character of image, other special effects ; Cameras specially adapted for the electronic generation of special effects
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
- H04N23/70—Circuitry for compensating brightness variation in the scene
- H04N23/74—Circuitry for compensating brightness variation in the scene by influencing the scene brightness using illuminating means
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Color Television Image Signal Generators (AREA)
- Studio Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 コンピュータ等による複雑な画像処理を必要
せずに、撮影者が望む被写体のみを画像化し、また当該
被写体を強調して画像化し、さらには所望の色相のみを
強調して画像化することができる固体撮像装置を提供す
る。また、逆光等がある場合においてもその影響を解消
ないし低減して、被写体を適切に画像化する。 【解決手段】 光電変換部（フォトダイオード３１１）
と、電荷蓄積部３１２とを有する電荷蓄積型感光回路３
１がアレイ状に配置され、光電変換部が受光に応じて生
成した電荷を電荷蓄積部に蓄積し、これらの蓄積電荷を
画像データ検出手段により検出することで被写体の画像
を得る固体撮像装置であって、所定周波数の変調光を生
成して、この変調光を被写体に向けて照射するための光
源６を含み、電荷蓄積型感光回路の感度の正負極性が、
変調光に同期して反転することを特徴とする。
せずに、撮影者が望む被写体のみを画像化し、また当該
被写体を強調して画像化し、さらには所望の色相のみを
強調して画像化することができる固体撮像装置を提供す
る。また、逆光等がある場合においてもその影響を解消
ないし低減して、被写体を適切に画像化する。 【解決手段】 光電変換部（フォトダイオード３１１）
と、電荷蓄積部３１２とを有する電荷蓄積型感光回路３
１がアレイ状に配置され、光電変換部が受光に応じて生
成した電荷を電荷蓄積部に蓄積し、これらの蓄積電荷を
画像データ検出手段により検出することで被写体の画像
を得る固体撮像装置であって、所定周波数の変調光を生
成して、この変調光を被写体に向けて照射するための光
源６を含み、電荷蓄積型感光回路の感度の正負極性が、
変調光に同期して反転することを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高品質の被写体画
像、特に被写体のみを画像化することができる、または
被写体を強調して画像化することができる固体撮像装置
に関する。
像、特に被写体のみを画像化することができる、または
被写体を強調して画像化することができる固体撮像装置
に関する。
【０００２】
【技術背景】近年、固体撮像装置は、モノクロやフルカ
ラーのビデオカメラとして、銀鉛フィルムを感光体とす
るカメラ（以下、「機械式カメラ」と言う）に代えて使
用されるようになっている。固体撮像装置では、通常、
光電変換部と電荷蓄積部とを有する電荷蓄積型感光回路
（例えば、キャパシタを有するＭＯＳトランジスタ等の
回路、以下単に「感光回路」と言う）がアレイ状に配置
される。光電変換部は、受光量に応じて電荷を生成す
る。この電荷は、電荷蓄積部に蓄積された後、電荷移送
手段を用いて画像データ検出手段に出力される。画像デ
ータ検出手段から出力される画像データは、適宜の画像
処理が施されてメモリ等に記録される。
ラーのビデオカメラとして、銀鉛フィルムを感光体とす
るカメラ（以下、「機械式カメラ」と言う）に代えて使
用されるようになっている。固体撮像装置では、通常、
光電変換部と電荷蓄積部とを有する電荷蓄積型感光回路
（例えば、キャパシタを有するＭＯＳトランジスタ等の
回路、以下単に「感光回路」と言う）がアレイ状に配置
される。光電変換部は、受光量に応じて電荷を生成す
る。この電荷は、電荷蓄積部に蓄積された後、電荷移送
手段を用いて画像データ検出手段に出力される。画像デ
ータ検出手段から出力される画像データは、適宜の画像
処理が施されてメモリ等に記録される。
【０００３】電荷移送手段として、ＣＣＤが代表的であ
る。ＣＣＤはモノクロやフルカラーのムービービデオカ
メラに使用されるようになっており、また性能の優れた
ものを用いることで、スチルビデオカメラへの応用も期
待されている。
る。ＣＣＤはモノクロやフルカラーのムービービデオカ
メラに使用されるようになっており、また性能の優れた
ものを用いることで、スチルビデオカメラへの応用も期
待されている。
【０００４】ところで、ＣＣＤカメラ等の固体撮像装置
おける露光は、機械式カメラと基本的に同じである。す
なわち、光電変換部が露光時間中に受光した光（自然の
光、室内灯の光、および被写体に反射したこれらの光、
あるいはカメラに付属する補助光源光（ハロゲンランプ
等）の反射光等）の全てを用いて画像の再生を行う。
おける露光は、機械式カメラと基本的に同じである。す
なわち、光電変換部が露光時間中に受光した光（自然の
光、室内灯の光、および被写体に反射したこれらの光、
あるいはカメラに付属する補助光源光（ハロゲンランプ
等）の反射光等）の全てを用いて画像の再生を行う。
【０００５】このため、従来の固体撮像装置により得ら
れる画像は、機械式カメラにより得られるものと同じで
あり、例えば、背景を除去して被写体のみを画像化した
い場合には、撮像画像をディジタルデータの形でコンピ
ュータに取り込み、グラフィックス用のソフトウェアを
用いて、被写体と共に画一的に画像化された背景を除去
するといった処理が必要となる。特に、リアルタイムで
被写体のみを画像化しディスプレイに表示させる場合
に、上記のコンピュータ等による処理を行うことも可能
ではあるが、高速の画像処理用ＬＳＩを必要とするた
め、従来の固体撮像装置では、構成が複雑となり、かつ
製造コストも高騰する。
れる画像は、機械式カメラにより得られるものと同じで
あり、例えば、背景を除去して被写体のみを画像化した
い場合には、撮像画像をディジタルデータの形でコンピ
ュータに取り込み、グラフィックス用のソフトウェアを
用いて、被写体と共に画一的に画像化された背景を除去
するといった処理が必要となる。特に、リアルタイムで
被写体のみを画像化しディスプレイに表示させる場合
に、上記のコンピュータ等による処理を行うことも可能
ではあるが、高速の画像処理用ＬＳＩを必要とするた
め、従来の固体撮像装置では、構成が複雑となり、かつ
製造コストも高騰する。
【０００６】また、上記従来の固体撮像装置では、夜間
等暗所において被写体側に強い光を発する光源が存在す
る場合や、昼間に太陽等の逆光がある場合等において
は、過露光になり被写体を適切に画像化することができ
ない場合が生じる。
等暗所において被写体側に強い光を発する光源が存在す
る場合や、昼間に太陽等の逆光がある場合等において
は、過露光になり被写体を適切に画像化することができ
ない場合が生じる。
【０００７】
【発明の目的】本発明の目的は、コンピュータ等による
複雑な画像処理を必要せずに、撮影者が望む被写体のみ
を画像化し、また当該被写体を強調して画像化し、さら
には所望の色相のみを強調して画像化することができる
固体撮像装置を提供することである。
複雑な画像処理を必要せずに、撮影者が望む被写体のみ
を画像化し、また当該被写体を強調して画像化し、さら
には所望の色相のみを強調して画像化することができる
固体撮像装置を提供することである。
【０００８】本発明の他の目的は、逆光等がある場合に
おいてもその影響を解消ないし低減して、被写体を適切
に画像化することができる固体撮像装置を提供すること
である。
おいてもその影響を解消ないし低減して、被写体を適切
に画像化することができる固体撮像装置を提供すること
である。
【０００９】なお、固体撮像装置では、通常、暗電流等
により生じる画像雑音を低減ないし除去するために、特
別な回路が設けられる。このため、従来の固体撮像装置
では、画像処理回路が複雑となる傾向は否めず、構成が
複雑となり、かつ製造コストも高騰する。本発明の目的
は、このような暗電流等に起因する画像雑音を低減ない
し除去した固体撮像装置を提供することにもある。
により生じる画像雑音を低減ないし除去するために、特
別な回路が設けられる。このため、従来の固体撮像装置
では、画像処理回路が複雑となる傾向は否めず、構成が
複雑となり、かつ製造コストも高騰する。本発明の目的
は、このような暗電流等に起因する画像雑音を低減ない
し除去した固体撮像装置を提供することにもある。
【００１０】
【発明の概要】本発明者は、固体撮像装置に周波数変調
が可能な光源を設け、明るい場所や暗い場所にかかわら
ず、これらの光源から変調光を被写体に照射し、その反
射光（以下、「反射変調光」と言う）のみを画像化に有
効な光として検出し、あるいは、状況に応じてこの反射
変調光以外の入射光をも画像化に有効な光として検出す
れば、被写体のみを画像化でき、あるいは被写体を強調
して（すなわち、背景等をも含めて）画像化できる、と
の知見を得て本発明をなすに至った。
が可能な光源を設け、明るい場所や暗い場所にかかわら
ず、これらの光源から変調光を被写体に照射し、その反
射光（以下、「反射変調光」と言う）のみを画像化に有
効な光として検出し、あるいは、状況に応じてこの反射
変調光以外の入射光をも画像化に有効な光として検出す
れば、被写体のみを画像化でき、あるいは被写体を強調
して（すなわち、背景等をも含めて）画像化できる、と
の知見を得て本発明をなすに至った。
【００１１】本発明は、光電変換部と、この光電変換部
が生成する電荷を蓄積する電荷蓄積部とを有するアレイ
状に配置されてなる固体撮像装置であって、前記光電変
換部が受光に応じて生成した電荷を前記電荷蓄積部に蓄
積し、この蓄積電荷を画像データ検出手段により検出す
ることで被写体の画像を得る固体撮像装置に応用され
る。
が生成する電荷を蓄積する電荷蓄積部とを有するアレイ
状に配置されてなる固体撮像装置であって、前記光電変
換部が受光に応じて生成した電荷を前記電荷蓄積部に蓄
積し、この蓄積電荷を画像データ検出手段により検出す
ることで被写体の画像を得る固体撮像装置に応用され
る。
【００１２】本発明の固体撮像装置は、所定周波数の変
調光を生成して、この変調光を被写体に向けて照射する
ための光源を含み、また、感光回路の感度の正負極性
（すなわち、非反転・反転極性）が前記変調光に同期し
て反転する（換言すると、感光回路が、前記変調光に同
期して、極性符号が非反転となる受信と、極性符号が反
転するる受信を交互に行う）ことを特徴とする。本明細
書においては、感光回路の「感度」とは、ある照射条件
における電荷蓄積部への電荷の蓄積の程度を言う。感光
回路の感度の「正負極性」とは、感光回路が、ある照射
条件で電荷蓄積部に電荷が蓄積されるように動作する
か、同一の照射条件で電荷蓄積部から電荷が放出される
ように動作するかの特性を言う。光電変換部に光が照射
されたときに電荷蓄積部に特定極性の電荷が蓄積される
場合を、感光回路の感度が正極性であると定義でき、ま
た光電変換部に光が照射されたときに電荷蓄積部から前
記特定極性の電荷が放出される場合を、感光回路の感度
が負極性であると定義することができる。「正負極性が
反転する」とは、感光回路の感度が、正極性から負極性
に、更に負極性から正極性に変化することを言う。な
お、感光回路の感度の正負極性を、「感度極性」とも言
う。感光回路の感度極性を、前記変調光の周波数と同一
の周波数で反転させ、かつこの反転を前記変調光に同期
させることは、既存の電子回路技術（タイム・アジャス
トメント回路技術等）により容易である。
調光を生成して、この変調光を被写体に向けて照射する
ための光源を含み、また、感光回路の感度の正負極性
（すなわち、非反転・反転極性）が前記変調光に同期し
て反転する（換言すると、感光回路が、前記変調光に同
期して、極性符号が非反転となる受信と、極性符号が反
転するる受信を交互に行う）ことを特徴とする。本明細
書においては、感光回路の「感度」とは、ある照射条件
における電荷蓄積部への電荷の蓄積の程度を言う。感光
回路の感度の「正負極性」とは、感光回路が、ある照射
条件で電荷蓄積部に電荷が蓄積されるように動作する
か、同一の照射条件で電荷蓄積部から電荷が放出される
ように動作するかの特性を言う。光電変換部に光が照射
されたときに電荷蓄積部に特定極性の電荷が蓄積される
場合を、感光回路の感度が正極性であると定義でき、ま
た光電変換部に光が照射されたときに電荷蓄積部から前
記特定極性の電荷が放出される場合を、感光回路の感度
が負極性であると定義することができる。「正負極性が
反転する」とは、感光回路の感度が、正極性から負極性
に、更に負極性から正極性に変化することを言う。な
お、感光回路の感度の正負極性を、「感度極性」とも言
う。感光回路の感度極性を、前記変調光の周波数と同一
の周波数で反転させ、かつこの反転を前記変調光に同期
させることは、既存の電子回路技術（タイム・アジャス
トメント回路技術等）により容易である。
【００１３】前記光源として、ＬＥＤ（発光ダイオー
ド）やＬＤ（レーザダイオード）を使用することがで
き、変調光（波形は矩形であるとは限らない）の前記所
定周波数は、ＤＣ〜数十ＧＨｚの範囲で適宜選択するこ
とができる。なお、ＬＥＤやＬＤは、発光効率がハロゲ
ンランプと同等かそれ以上であるものも提供されるよう
になっている。
ド）やＬＤ（レーザダイオード）を使用することがで
き、変調光（波形は矩形であるとは限らない）の前記所
定周波数は、ＤＣ〜数十ＧＨｚの範囲で適宜選択するこ
とができる。なお、ＬＥＤやＬＤは、発光効率がハロゲ
ンランプと同等かそれ以上であるものも提供されるよう
になっている。
【００１４】光電変換部として、フォトダイオード等の
光電変換素子が用いられる。また、電荷蓄積部は典型的
にはコンデンサであり、このコンデンサとして、Ｎ−Ｍ
ＯＳのゲート−基板間容量、ＣＣＤのＭＯＳキャパシタ
と同様のキャパシタ等が用いられる。なお、光電変換部
と電荷蓄積部とは、別体に構成されていてもよいし、一
体に構成されていてもよい。
光電変換素子が用いられる。また、電荷蓄積部は典型的
にはコンデンサであり、このコンデンサとして、Ｎ−Ｍ
ＯＳのゲート−基板間容量、ＣＣＤのＭＯＳキャパシタ
と同様のキャパシタ等が用いられる。なお、光電変換部
と電荷蓄積部とは、別体に構成されていてもよいし、一
体に構成されていてもよい。
【００１５】本発明の固体撮像装置では、所定の露光時
間内に少なくとも１回、好ましくは多数回、感光回路の
感度極性の反転が行われる。画像データ検出手段が、電
荷蓄積部に蓄積された電荷を検出するために、例えば、
ＣＣＤ型、ＣＳＤ型、ＸＹアドレス型等の電荷移送手段
の他、種々の公知の電荷検出技術を用いることができ
る。
間内に少なくとも１回、好ましくは多数回、感光回路の
感度極性の反転が行われる。画像データ検出手段が、電
荷蓄積部に蓄積された電荷を検出するために、例えば、
ＣＣＤ型、ＣＳＤ型、ＸＹアドレス型等の電荷移送手段
の他、種々の公知の電荷検出技術を用いることができ
る。
【００１６】いま、感光回路の、正極性における感度と
負極性における感度との間には対称性（以下、単に「対
称性」と言う）があるものとする。通常、電荷蓄積部に
蓄積された電荷の、充電の際の単位時間あたりの充電電
荷と、放電の際の単位時間あたりの放電電荷とが等しい
場合に、上記対称性があるとされる。このような場合に
は、感度の正のデューティを１／２とすることで、反射
変調光以外の入射光に基づく、電荷蓄積部に蓄積される
電荷を１周期あたりゼロとすることができる。ここで、
１周期とは、引き続く非反転信号受信期間と反転信号受
信期間の和を言い、１周期に対する非反転信号の比率
が、感度の正のデューティとなる。なお、感光回路の感
度に対称性がない場合には、感度の正のデューティを調
整することで、反射変調光以外の入射光に基づく、電荷
蓄積部に蓄積される電荷を１周期あたりゼロとすること
ができる。
負極性における感度との間には対称性（以下、単に「対
称性」と言う）があるものとする。通常、電荷蓄積部に
蓄積された電荷の、充電の際の単位時間あたりの充電電
荷と、放電の際の単位時間あたりの放電電荷とが等しい
場合に、上記対称性があるとされる。このような場合に
は、感度の正のデューティを１／２とすることで、反射
変調光以外の入射光に基づく、電荷蓄積部に蓄積される
電荷を１周期あたりゼロとすることができる。ここで、
１周期とは、引き続く非反転信号受信期間と反転信号受
信期間の和を言い、１周期に対する非反転信号の比率
が、感度の正のデューティとなる。なお、感光回路の感
度に対称性がない場合には、感度の正のデューティを調
整することで、反射変調光以外の入射光に基づく、電荷
蓄積部に蓄積される電荷を１周期あたりゼロとすること
ができる。
【００１７】感光回路の感度極性の反転は、変調光に同
期して行われる。この場合、感度極性が正から負に反転
した後、元に戻る（すなわち、負から正に反転する）ま
での期間、光源は変調光を発生しない。したがって、こ
の期間中において、電荷蓄積部が反射変調光を受光する
ことはない。
期して行われる。この場合、感度極性が正から負に反転
した後、元に戻る（すなわち、負から正に反転する）ま
での期間、光源は変調光を発生しない。したがって、こ
の期間中において、電荷蓄積部が反射変調光を受光する
ことはない。
【００１８】このようにして、本発明では、反射変調光
のみを画像化に有効な光として検出する。これにより、
撮影者が望む被写体のみを画像化することができる。ま
た、被写体の画像化に際し、逆光がある場合においても
その影響を解消して、被写体を適切に画像化することが
できるし、次に述べるように被写体の背景等をも画像化
することもできる。
のみを画像化に有効な光として検出する。これにより、
撮影者が望む被写体のみを画像化することができる。ま
た、被写体の画像化に際し、逆光がある場合においても
その影響を解消して、被写体を適切に画像化することが
できるし、次に述べるように被写体の背景等をも画像化
することもできる。
【００１９】本発明の固体撮像装置では、反射変調光以
外の被写体側からの光に基づく、電荷蓄積部に蓄積され
る電荷を、１周期あたりゼロとはならないようにするこ
ともできる。すなわち、感光回路の感度に対称性がある
場合において、前記の感度の正のデューティを１／２よ
り大きく、あるいは小さくすることができる。例えば、
前記変調光のオン期間のデューティおよび前記電荷蓄積
型感光回路の感度の正のデューティを、共に１／２より
大きい同一の値とする場合には、反射変調光以外の被写
体側からの光をも画像化に有効な光として検出すること
ができ、したがって、被写体の背景等をも画像化するこ
とができる。なお、この場合変調光のオン期間のデュー
ティを１／２とし、感度の正のデューティを１／２より
大きい値とする場合にも、被写体の背景等を画像化する
ことができる。また、背景の明るさに応じて、自動的に
上記ディユーティを変更するようにすることもできる。
外の被写体側からの光に基づく、電荷蓄積部に蓄積され
る電荷を、１周期あたりゼロとはならないようにするこ
ともできる。すなわち、感光回路の感度に対称性がある
場合において、前記の感度の正のデューティを１／２よ
り大きく、あるいは小さくすることができる。例えば、
前記変調光のオン期間のデューティおよび前記電荷蓄積
型感光回路の感度の正のデューティを、共に１／２より
大きい同一の値とする場合には、反射変調光以外の被写
体側からの光をも画像化に有効な光として検出すること
ができ、したがって、被写体の背景等をも画像化するこ
とができる。なお、この場合変調光のオン期間のデュー
ティを１／２とし、感度の正のデューティを１／２より
大きい値とする場合にも、被写体の背景等を画像化する
ことができる。また、背景の明るさに応じて、自動的に
上記ディユーティを変更するようにすることもできる。
【００２０】なお、以上述べた例では、感光回路の感度
に対称性があるとしたが、例えば、感度の正のデューテ
ィを変化させることなく、正極性における感度と負極性
における感度とを異ならせる（すなわち、感光回路の感
度を非対称とする）ことで、該デューティを変化させた
場合と同様の作用・効果を奏させることもできる。
に対称性があるとしたが、例えば、感度の正のデューテ
ィを変化させることなく、正極性における感度と負極性
における感度とを異ならせる（すなわち、感光回路の感
度を非対称とする）ことで、該デューティを変化させた
場合と同様の作用・効果を奏させることもできる。
【００２１】本発明の固体撮像装置は、通常のムービー
ビデオカメラやスチルビデオカメラとして使用できるこ
とはもちろん、例えば、自動車のバックミラーとして使
用することもできる。この場合、カラー画像を必要とし
ないときには、例えばテールランプ等の車体後部に設け
たＬＥＤを光源として用いることができる。また、本発
明の固体撮像装置は、赤外線用のＬＥＤを光源に用いる
ことで夜間撮影用カメラとして使用することもできる。
ビデオカメラやスチルビデオカメラとして使用できるこ
とはもちろん、例えば、自動車のバックミラーとして使
用することもできる。この場合、カラー画像を必要とし
ないときには、例えばテールランプ等の車体後部に設け
たＬＥＤを光源として用いることができる。また、本発
明の固体撮像装置は、赤外線用のＬＥＤを光源に用いる
ことで夜間撮影用カメラとして使用することもできる。
【００２２】
【実施例】図１〜図８は、電荷移送手段としてＣＣＤを
用いた場合での、本発明の固体撮像装置の実施例を示す
説明図である。
用いた場合での、本発明の固体撮像装置の実施例を示す
説明図である。
【００２３】図１において、カメラ１は、レンズ系２、
イメージセンサ部３、制御回路４、画像データ処理手段
５、光源６を有している。また、図１ではカメラ１の前
方には被写体９が図示されている。レンズ系２は、図１
では１つのレンズのみを示しているが、焦点合わせ用の
可動レンズ等を含む複数のレンズから構成されている。
イメージセンサ部３は、後述するように、アレイ状に配
置された感光回路（光電変換部と電荷蓄積部とを含む）
と、電荷移送手段と、画像データ検出手段とから構成さ
れている。なお、図示はしないが、上記の光電変換部に
は順次赤色光フィルタ，緑色光フィルタ，青色光フィル
タが形成されている。制御回路４は、感光回路および光
源６を動作させるための駆動信号ＰＡ，ＰＢを生成する
回路を含んで構成されている。画像データ処理手段５
は、イメージセンサ部３の画像データ検出手段（図２参
照）から信号を取り込み、図示しない画像記録部等に出
力する。光源６は、赤色ＬＥＤ６１，緑色ＬＥＤ６２，
青色ＬＥＤ６３の３色のＬＥＤにより構成されている。
イメージセンサ部３、制御回路４、画像データ処理手段
５、光源６を有している。また、図１ではカメラ１の前
方には被写体９が図示されている。レンズ系２は、図１
では１つのレンズのみを示しているが、焦点合わせ用の
可動レンズ等を含む複数のレンズから構成されている。
イメージセンサ部３は、後述するように、アレイ状に配
置された感光回路（光電変換部と電荷蓄積部とを含む）
と、電荷移送手段と、画像データ検出手段とから構成さ
れている。なお、図示はしないが、上記の光電変換部に
は順次赤色光フィルタ，緑色光フィルタ，青色光フィル
タが形成されている。制御回路４は、感光回路および光
源６を動作させるための駆動信号ＰＡ，ＰＢを生成する
回路を含んで構成されている。画像データ処理手段５
は、イメージセンサ部３の画像データ検出手段（図２参
照）から信号を取り込み、図示しない画像記録部等に出
力する。光源６は、赤色ＬＥＤ６１，緑色ＬＥＤ６２，
青色ＬＥＤ６３の３色のＬＥＤにより構成されている。
【００２４】図２はイメージセンサ部３を示す図であ
る。図２に示すように、イメージセンサ部３は、アレイ
状に配置された感光回路３１と、電荷移送手段３２と、
画像データ検出手段３３とから構成されている。電荷移
送手段３２は、垂直シフトレジスタ３２１と、水平シフ
トレジスタ３２２とからなる。各感光回路３１からの電
荷は、垂直シフトレジスタ３２１を介して水平シフトレ
ジスタ３２２に送られ、さらに画像データ検出手段３３
に送られる。図３は各感光回路３１の概略を示す回路図
である。図３に示すように、感光回路３１は、光電変換
部（フォトダイオード３１１）、電荷蓄積部３１２、感
度極性を反転させるためのＭＯＳスイッチ回路３１３
（スイッチＳＷ１〜ＳＷ４からなる）、電荷移送用スイ
ッチ３１４、およびリセットスイッチ３１５，３１６と
を有している。なお、本実施例では、電荷蓄積部３１２
として、Ｎ−ＭＯＳゲート−基板間容量が用いられてい
る。
る。図２に示すように、イメージセンサ部３は、アレイ
状に配置された感光回路３１と、電荷移送手段３２と、
画像データ検出手段３３とから構成されている。電荷移
送手段３２は、垂直シフトレジスタ３２１と、水平シフ
トレジスタ３２２とからなる。各感光回路３１からの電
荷は、垂直シフトレジスタ３２１を介して水平シフトレ
ジスタ３２２に送られ、さらに画像データ検出手段３３
に送られる。図３は各感光回路３１の概略を示す回路図
である。図３に示すように、感光回路３１は、光電変換
部（フォトダイオード３１１）、電荷蓄積部３１２、感
度極性を反転させるためのＭＯＳスイッチ回路３１３
（スイッチＳＷ１〜ＳＷ４からなる）、電荷移送用スイ
ッチ３１４、およびリセットスイッチ３１５，３１６と
を有している。なお、本実施例では、電荷蓄積部３１２
として、Ｎ−ＭＯＳゲート−基板間容量が用いられてい
る。
【００２５】ＳＷ１とＳＷ２の各一方の端子の接続点Ｐ
１と、ＳＷ３とＳＷ４の各一方の端子の接続点Ｐ２との
間に、光電変換部であるフォトダイオード３１１が、ア
ノード（Ａ）がＰ１に、カソード（Ｋ）がＰ２に向くよ
うに接続されている。このフォトダイオード３１１の両
端子（ＡおよびＫ）は、リセットスイッチ３１５，３１
６を介して接地されている。また、ＳＷ１とＳＷ３の各
他方の端子の接続点Ｐ３には、電荷蓄積部３１２が接続
され（電荷蓄積部３１２のＰ３側端子をａで示す）、Ｓ
Ｗ２とＳＷ４の各他方の端子の接続点Ｐ４は接地されて
いる。電荷蓄積部３１２の上記端子ａには、電荷移送用
スイッチ３１４を介して垂直シフトレジスタ３２１に接
続され、電荷蓄積部３１２の端子ａとは異なる端子ｂは
接地されている。ＳＷ１，ＳＷ４の各制御信号端子、お
よびＳＷ２，ＳＷ３の各制御信号端子には、感光回路３
１の感度極性を反転させるための、位相差が１８０°の
制御信号ＰＡ１，ＰＡ２（図１のＰＡに相当する）が入
力されている。
１と、ＳＷ３とＳＷ４の各一方の端子の接続点Ｐ２との
間に、光電変換部であるフォトダイオード３１１が、ア
ノード（Ａ）がＰ１に、カソード（Ｋ）がＰ２に向くよ
うに接続されている。このフォトダイオード３１１の両
端子（ＡおよびＫ）は、リセットスイッチ３１５，３１
６を介して接地されている。また、ＳＷ１とＳＷ３の各
他方の端子の接続点Ｐ３には、電荷蓄積部３１２が接続
され（電荷蓄積部３１２のＰ３側端子をａで示す）、Ｓ
Ｗ２とＳＷ４の各他方の端子の接続点Ｐ４は接地されて
いる。電荷蓄積部３１２の上記端子ａには、電荷移送用
スイッチ３１４を介して垂直シフトレジスタ３２１に接
続され、電荷蓄積部３１２の端子ａとは異なる端子ｂは
接地されている。ＳＷ１，ＳＷ４の各制御信号端子、お
よびＳＷ２，ＳＷ３の各制御信号端子には、感光回路３
１の感度極性を反転させるための、位相差が１８０°の
制御信号ＰＡ１，ＰＡ２（図１のＰＡに相当する）が入
力されている。
【００２６】以下、図３に示した感光回路の動作を説明
する。リセットスイッチ３１５，３１６は、リセット信
号ＲＳＴ（図４（Ａ）参照）により一定の周期Ｔａで、
短期間オン状態となる。これにより、フォトダイオード
３１１に僅かに蓄積されている電荷が放電される。ま
た、感光回路３１には、ＰＡ１およびＰＡ２（図４
（Ｂ），（Ｃ）参照）が入力される。このＰＡ１および
ＰＡ２は、リセットスイッチ３１５，３１６がオフした
後、次にオンとなる前に、一定周期Ｔａで所定回（ここ
では、ｎ回）、感光回路３１の感度Ｓ（図４（Ｄ）参
照）の極性を反転させる。図１に示したように、制御信
号ＰＢが、光源６に出力されている。ＰＢと、ＰＡ１ま
たはＰＡ２とは同期しており、したがって光源６が生成
する変調光とＰＡ１またはＰＡ２とは同期している。電
荷蓄積部３１２には、後述するように、反射変調光等に
基づく電荷が蓄積される。
する。リセットスイッチ３１５，３１６は、リセット信
号ＲＳＴ（図４（Ａ）参照）により一定の周期Ｔａで、
短期間オン状態となる。これにより、フォトダイオード
３１１に僅かに蓄積されている電荷が放電される。ま
た、感光回路３１には、ＰＡ１およびＰＡ２（図４
（Ｂ），（Ｃ）参照）が入力される。このＰＡ１および
ＰＡ２は、リセットスイッチ３１５，３１６がオフした
後、次にオンとなる前に、一定周期Ｔａで所定回（ここ
では、ｎ回）、感光回路３１の感度Ｓ（図４（Ｄ）参
照）の極性を反転させる。図１に示したように、制御信
号ＰＢが、光源６に出力されている。ＰＢと、ＰＡ１ま
たはＰＡ２とは同期しており、したがって光源６が生成
する変調光とＰＡ１またはＰＡ２とは同期している。電
荷蓄積部３１２には、後述するように、反射変調光等に
基づく電荷が蓄積される。
【００２７】電荷移送用スイッチ３１４には、制御信号
ＴＣ（図４（Ｅ）参照）が入力され、上記ｎ回の感度極
性の反転が行われた後、所定期間オン・オフし、電荷蓄
積部３１２に蓄積された電荷Ｑ０を垂直シフトレジスタ
３２１および水平シフトレジスタ３２２を介して、画像
データ検出手段３３に移送する。画像データ検出手段３
３（図２参照）は移送された電荷を画像信号として図１
に示した画像データ処理手段５に送出する。なお、周期
Ｔａの期間に、電荷蓄積部３１２に蓄積された電荷Ｑ０
（すなわち、垂直シフトレジスタ３２１に移送される電
荷）の量が、１画素あたりの検出光量に相当する。
ＴＣ（図４（Ｅ）参照）が入力され、上記ｎ回の感度極
性の反転が行われた後、所定期間オン・オフし、電荷蓄
積部３１２に蓄積された電荷Ｑ０を垂直シフトレジスタ
３２１および水平シフトレジスタ３２２を介して、画像
データ検出手段３３に移送する。画像データ検出手段３
３（図２参照）は移送された電荷を画像信号として図１
に示した画像データ処理手段５に送出する。なお、周期
Ｔａの期間に、電荷蓄積部３１２に蓄積された電荷Ｑ０
（すなわち、垂直シフトレジスタ３２１に移送される電
荷）の量が、１画素あたりの検出光量に相当する。
【００２８】以下、さらに詳細に、上記構成の固体撮像
装置（カメラ１）の動作を説明する。まず、ＬＥＤ６１
〜６３が出力する変調光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢのオン期間の
デューティ、および感光回路３１の感度の正のデューテ
ィがそれぞれ１／２である場合について説明する。
装置（カメラ１）の動作を説明する。まず、ＬＥＤ６１
〜６３が出力する変調光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢのオン期間の
デューティ、および感光回路３１の感度の正のデューテ
ィがそれぞれ１／２である場合について説明する。
【００２９】図１に示したように、制御回路４が、所定
周波数（周期をＴとする）の制御信号ＰＢをＬＥＤ６１
〜６３に出力すると、ＬＥＤ６１〜６３は変調光ＬＲ，
ＬＧ，ＬＢを発生する。これらの変調光ＬＲ，ＬＧ，Ｌ
Ｂは被写体に照射される。通常、被写体９には、ＬＥＤ
６１〜６３以外からの光も照射されている。
周波数（周期をＴとする）の制御信号ＰＢをＬＥＤ６１
〜６３に出力すると、ＬＥＤ６１〜６３は変調光ＬＲ，
ＬＧ，ＬＢを発生する。これらの変調光ＬＲ，ＬＧ，Ｌ
Ｂは被写体に照射される。通常、被写体９には、ＬＥＤ
６１〜６３以外からの光も照射されている。
【００３０】本実施例では、ＬＥＤ６１〜６３が出力す
る変調光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢの位相と、感光回路３１の感
度Ｓの位相とが一致しているものとする。なお、本実施
例では、変調光の周期および感度Ｓの周期は共に０．１
〜１μｓｅｃ（周波数が１〜１０ＭＨｚ）の範囲内にお
いて適宜選択される。
る変調光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢの位相と、感光回路３１の感
度Ｓの位相とが一致しているものとする。なお、本実施
例では、変調光の周期および感度Ｓの周期は共に０．１
〜１μｓｅｃ（周波数が１〜１０ＭＨｚ）の範囲内にお
いて適宜選択される。
【００３１】以下、フォトダイオード３１１に赤色光フ
ィルタが形成された感光回路に限定して、図１〜図４を
参照しつつ説明を進める。フォトダイオード３１１は、
反射変調光ＬＲ′およびこれ以外の種々の光（Ｌ１）の
赤色光成分Ｌ１（Ｒ）を受光する。Ｌ１として、例え
ば、被写体からの反射変調光以外の反射光、被写体の背
景からの光、前記他の光源からの光、被写体が光源を持
つ場合には該光源からの光が挙げられる。図５（Ａ）に
示すように、周期Ｔの前半の期間Ｔ１においては、ＬＥ
Ｄ６１が変調光ＬＲを生成する。このときには、感光回
路３１の感度Ｓは正となっている（図５（Ｂ））。した
がって、この期間においては、フォトダイオード３１１
が生成する電荷のうち反射変調光ＬＲ′に基づく電荷ｑ
０、および赤色光成分Ｌ１（Ｒ）に基づく電荷ｑ１が、
図３に示した電荷蓄積部３１２に流れ込む。
ィルタが形成された感光回路に限定して、図１〜図４を
参照しつつ説明を進める。フォトダイオード３１１は、
反射変調光ＬＲ′およびこれ以外の種々の光（Ｌ１）の
赤色光成分Ｌ１（Ｒ）を受光する。Ｌ１として、例え
ば、被写体からの反射変調光以外の反射光、被写体の背
景からの光、前記他の光源からの光、被写体が光源を持
つ場合には該光源からの光が挙げられる。図５（Ａ）に
示すように、周期Ｔの前半の期間Ｔ１においては、ＬＥ
Ｄ６１が変調光ＬＲを生成する。このときには、感光回
路３１の感度Ｓは正となっている（図５（Ｂ））。した
がって、この期間においては、フォトダイオード３１１
が生成する電荷のうち反射変調光ＬＲ′に基づく電荷ｑ
０、および赤色光成分Ｌ１（Ｒ）に基づく電荷ｑ１が、
図３に示した電荷蓄積部３１２に流れ込む。
【００３２】周期Ｔの後半の期間Ｔ２においては、図１
に示したＬＥＤ６１は光を発していないので、フォトダ
イオード３１１は反射変調光ＬＲ′を受光しない。ま
た、この期間Ｔ２においては、赤色光成分Ｌ１（Ｒ）に
基づく電荷ｑ２が、電荷蓄積部３１２に流れ込む。図３
の感光回路３１の感度極性は負となっており、かつ感光
回路３１の感度には対称性があるのでｑ２＝−ｑ１とな
る。したがって、ｑ１とｑ２とはキャンセルされ、周期
Ｔの間に電荷蓄積部３１２に実質上蓄積される電荷はｑ
０のみとなる。図５（Ｃ）に赤色光成分Ｌ１（Ｒ）を、
図５（Ｄ）に反射変調光ＬＲ′をそれぞれ例示する。ま
た、図５（Ｅ）に蓄積された充電電荷をＱとして例示す
る。
に示したＬＥＤ６１は光を発していないので、フォトダ
イオード３１１は反射変調光ＬＲ′を受光しない。ま
た、この期間Ｔ２においては、赤色光成分Ｌ１（Ｒ）に
基づく電荷ｑ２が、電荷蓄積部３１２に流れ込む。図３
の感光回路３１の感度極性は負となっており、かつ感光
回路３１の感度には対称性があるのでｑ２＝−ｑ１とな
る。したがって、ｑ１とｑ２とはキャンセルされ、周期
Ｔの間に電荷蓄積部３１２に実質上蓄積される電荷はｑ
０のみとなる。図５（Ｃ）に赤色光成分Ｌ１（Ｒ）を、
図５（Ｄ）に反射変調光ＬＲ′をそれぞれ例示する。ま
た、図５（Ｅ）に蓄積された充電電荷をＱとして例示す
る。
【００３３】本実施例では、前述したように図３に示し
た電荷蓄積部３１２への変調光ＬＲ′に基づく電荷の蓄
積はｎ回行われる。このｎ回分の電荷の蓄積による充電
電荷Ｑ０は、前述したように制御信号ＴＣが電荷移送用
スイッチ３１４をオンとすることにより、図２に示した
垂直レジスタ３２１および水平レジスタ３２２を介して
画像データ検出手段３３に移送され、画像データ検出手
段３３はＱ０に基づく画像信号を画像データ処理手段５
に出力する。このようにして、被写体のみが画像化され
る。
た電荷蓄積部３１２への変調光ＬＲ′に基づく電荷の蓄
積はｎ回行われる。このｎ回分の電荷の蓄積による充電
電荷Ｑ０は、前述したように制御信号ＴＣが電荷移送用
スイッチ３１４をオンとすることにより、図２に示した
垂直レジスタ３２１および水平レジスタ３２２を介して
画像データ検出手段３３に移送され、画像データ検出手
段３３はＱ０に基づく画像信号を画像データ処理手段５
に出力する。このようにして、被写体のみが画像化され
る。
【００３４】なお、図２に示したフォトダイオード３１
１に露光飽和が生じると、感度極性が正のときに電荷蓄
積部３１２に流れ込む電荷（ｑ０＋ｑ１）と、感度極性
が負のときに電荷蓄積部３１２に流れ込む電荷ｑ２とが
キャンセルされ（すなわち、ｑ２＝−（ｑ０＋
ｑ１））、その結果電荷蓄積部３１２に流れ込む電荷
は、１周期Ｔの期間においては常にゼロとなることがあ
る。この場合には、画像データ移送手段３３は、フォト
ダイオード３１１が生成する反射変調光ＬＲ′による電
荷ｑ０を検出できなくなる。しかし、太陽光のような強
い光の下においても、周期が０．１μｓｅｃ程度（すな
わち、ＬＥＤ６１の変調周波数が１０ＭＨｚ程度）の期
間では上記露光飽和が生じない。したがって、カメラ１
では、例えば太陽、街路灯等の光源からの光を、フォト
ダイオード３１１が受光しても被写体９の画像が不鮮明
になることはない。また、この場合には、ＬＥＤ６１が
発する変調光が届かない背景は画像として表れることは
ない。
１に露光飽和が生じると、感度極性が正のときに電荷蓄
積部３１２に流れ込む電荷（ｑ０＋ｑ１）と、感度極性
が負のときに電荷蓄積部３１２に流れ込む電荷ｑ２とが
キャンセルされ（すなわち、ｑ２＝−（ｑ０＋
ｑ１））、その結果電荷蓄積部３１２に流れ込む電荷
は、１周期Ｔの期間においては常にゼロとなることがあ
る。この場合には、画像データ移送手段３３は、フォト
ダイオード３１１が生成する反射変調光ＬＲ′による電
荷ｑ０を検出できなくなる。しかし、太陽光のような強
い光の下においても、周期が０．１μｓｅｃ程度（すな
わち、ＬＥＤ６１の変調周波数が１０ＭＨｚ程度）の期
間では上記露光飽和が生じない。したがって、カメラ１
では、例えば太陽、街路灯等の光源からの光を、フォト
ダイオード３１１が受光しても被写体９の画像が不鮮明
になることはない。また、この場合には、ＬＥＤ６１が
発する変調光が届かない背景は画像として表れることは
ない。
【００３５】次に、感光回路３１の感度の正のデューテ
ィを１／２より大きくすることで、変調光ＬＲが届かな
い背景をも画像化する場合を、図６を参照しつつ説明す
る。なお、図６（Ａ）は変調光ＬＲを、図６（Ｂ）は感
度Ｓを、図６（Ｃ）は赤色光成分Ｌ１（Ｒ）を、図６
（Ｄ）は反射変調光ＬＲ′をそれぞれ例示しており、図
６（Ｅ）は図２に示した電荷蓄積部３１２に蓄積された
充電電荷Ｑを例示している。ＬＥＤ６１が出力する変調
光のオン期間のデューティを、感光回路３１の感度の正
のデューティと同様に、１／２より大きくすることもで
きるが、ここでは１／２のままとしてある。また、ＬＥ
Ｄ６１が出力する変調光ＬＲの位相と、感光回路３１の
感度Ｓの位相とが一致しているものとする。
ィを１／２より大きくすることで、変調光ＬＲが届かな
い背景をも画像化する場合を、図６を参照しつつ説明す
る。なお、図６（Ａ）は変調光ＬＲを、図６（Ｂ）は感
度Ｓを、図６（Ｃ）は赤色光成分Ｌ１（Ｒ）を、図６
（Ｄ）は反射変調光ＬＲ′をそれぞれ例示しており、図
６（Ｅ）は図２に示した電荷蓄積部３１２に蓄積された
充電電荷Ｑを例示している。ＬＥＤ６１が出力する変調
光のオン期間のデューティを、感光回路３１の感度の正
のデューティと同様に、１／２より大きくすることもで
きるが、ここでは１／２のままとしてある。また、ＬＥ
Ｄ６１が出力する変調光ＬＲの位相と、感光回路３１の
感度Ｓの位相とが一致しているものとする。
【００３６】この場合、フォトダイオード３１１が生成
する電荷のうち反射変調光ＬＲ′に基づく電荷ｑ０が周
期Ｔの前半の期間Ｔ１においてのみ、図３に示した電荷
蓄積部３１２に流れ込む。また、電荷蓄積部３１２に
は、感度Ｓが正極性である期間（Ｔ１′）において、赤
色光成分Ｌ１（Ｒ）に基づく電荷ｑ１が流れ込み、感度
Ｓが負極性である期間（Ｔ２′）間において、赤色光成
分Ｌ１（Ｒ）に基づく電荷ｑ２が流れ込む。この場合に
は、感光回路３１の感度の正のデューティは１／２より
大きいので、｜ｑ１｜＞｜ｑ２｜となる。すなわち、電
荷蓄積部３１２には、１周期Ｔの間に、赤色光成分Ｌ１
（Ｒ）に基づく電荷（ｑ１＋ｑ２）が蓄積される。
する電荷のうち反射変調光ＬＲ′に基づく電荷ｑ０が周
期Ｔの前半の期間Ｔ１においてのみ、図３に示した電荷
蓄積部３１２に流れ込む。また、電荷蓄積部３１２に
は、感度Ｓが正極性である期間（Ｔ１′）において、赤
色光成分Ｌ１（Ｒ）に基づく電荷ｑ１が流れ込み、感度
Ｓが負極性である期間（Ｔ２′）間において、赤色光成
分Ｌ１（Ｒ）に基づく電荷ｑ２が流れ込む。この場合に
は、感光回路３１の感度の正のデューティは１／２より
大きいので、｜ｑ１｜＞｜ｑ２｜となる。すなわち、電
荷蓄積部３１２には、１周期Ｔの間に、赤色光成分Ｌ１
（Ｒ）に基づく電荷（ｑ１＋ｑ２）が蓄積される。
【００３７】このようにして、感光回路３１の感度の正
のデューティを１／２より大きくすることで、電荷蓄積
部３１２に、反射変調光ＬＲ′に基づく電荷の他、赤色
光成分Ｌ１（Ｒ）に基づく電荷をも蓄積させることがで
き、したがって、ＬＥＤ６１の照射光が届かない背景等
に存在する物体をも画像化することができるのである。
のデューティを１／２より大きくすることで、電荷蓄積
部３１２に、反射変調光ＬＲ′に基づく電荷の他、赤色
光成分Ｌ１（Ｒ）に基づく電荷をも蓄積させることがで
き、したがって、ＬＥＤ６１の照射光が届かない背景等
に存在する物体をも画像化することができるのである。
【００３８】上記実施例では、フォトダイオード３１１
に赤色光フィルタが形成された感光回路について説明し
たが、フォトダイオード３１１に青色光フィルタや緑色
光フィルタが形成された感光回路も上記同様に動作す
る。
に赤色光フィルタが形成された感光回路について説明し
たが、フォトダイオード３１１に青色光フィルタや緑色
光フィルタが形成された感光回路も上記同様に動作す
る。
【００３９】図３の感光回路３１では、光電変換部とし
てフォトダイオード３１１を用いたが、図７に示すよう
に、これに代えてフォトコンダクタ３１１′を用いるこ
ともできる。ここでは、フォトコンダクタ３１１′の一
方の端子は、リセットスイッチ３１５′を介して接地さ
れる。これと共に、図３のＭＯＳスイッチ回路３１３と
同一構成のＭＯＳスイッチ回路３１３′のＳＷ１とＳＷ
２の各一方の端子の接続点Ｐ１に接続され、フォトコン
ダクタ３１１′の他方の端子には駆動電圧ＶＤが加えら
れている。
てフォトダイオード３１１を用いたが、図７に示すよう
に、これに代えてフォトコンダクタ３１１′を用いるこ
ともできる。ここでは、フォトコンダクタ３１１′の一
方の端子は、リセットスイッチ３１５′を介して接地さ
れる。これと共に、図３のＭＯＳスイッチ回路３１３と
同一構成のＭＯＳスイッチ回路３１３′のＳＷ１とＳＷ
２の各一方の端子の接続点Ｐ１に接続され、フォトコン
ダクタ３１１′の他方の端子には駆動電圧ＶＤが加えら
れている。
【００４０】また、ＭＯＳスイッチ回路３１３′のＳＷ
３とＳＷ４の各一方の端子の接続点Ｐ２は接地されてい
る。ＳＷ１とＳＷ３の各他方の端子の接続点Ｐ３とＳＷ
２とＳＷ２の各他方の端子の接続点Ｐ４との間には、電
荷蓄積部３１２′が接続されている。この電荷蓄積部３
１２′の接続点Ｐ３側の端子ａは、電荷移送用スイッチ
３１４′を介して垂直シフトレジスタ３２１（図２参
照）に接続されている。また、電荷蓄積部３１２′の接
続点Ｐ４側の端子ｂは、電荷蓄積部接地用スイッチ３１
７を介して接地されている。なお、この電荷蓄積部接地
用スイッチ３１７と、電荷移送用スイッチ３１４′は、
同一の制御信号ＴＣにより同時にオン・オフし、電荷蓄
積部３１２′に蓄積された電荷（Ｑ０）を垂直シフトレ
ジスタ３２１に移送する。
３とＳＷ４の各一方の端子の接続点Ｐ２は接地されてい
る。ＳＷ１とＳＷ３の各他方の端子の接続点Ｐ３とＳＷ
２とＳＷ２の各他方の端子の接続点Ｐ４との間には、電
荷蓄積部３１２′が接続されている。この電荷蓄積部３
１２′の接続点Ｐ３側の端子ａは、電荷移送用スイッチ
３１４′を介して垂直シフトレジスタ３２１（図２参
照）に接続されている。また、電荷蓄積部３１２′の接
続点Ｐ４側の端子ｂは、電荷蓄積部接地用スイッチ３１
７を介して接地されている。なお、この電荷蓄積部接地
用スイッチ３１７と、電荷移送用スイッチ３１４′は、
同一の制御信号ＴＣにより同時にオン・オフし、電荷蓄
積部３１２′に蓄積された電荷（Ｑ０）を垂直シフトレ
ジスタ３２１に移送する。
【００４１】図７の感光回路３１′は、図２に示した感
光回路３１′と同様の動作（図４，図５，図６参照）を
するので、その動作の説明は省略する。
光回路３１′と同様の動作（図４，図５，図６参照）を
するので、その動作の説明は省略する。
【００４２】さらに、図３示した感光回路３１や図７の
感光回路３１′に代えて、図８に示した感光回路３１″
を用いることもできる。この感光回路３１″を構成する
回路では、光電変換部としてフォトコンダクタ３１１″
が用いられている。同図ではフォトコンダクタ３１１″
と、制御信号ＳＤでオン・オフするシャッタ用スイッチ
３１８と、電荷蓄積部３１２″とが直列に接続されてい
る。フォトコンダクタ３１１″のシャッタ用スイッチ３
１８が接続されていない側の端子には、正負極性が一定
周期で反転する制御電圧ＶＡが入力されている。また、
シャッタ用スイッチ３１８と電荷蓄積部３１２″との接
続点ａは、電荷移送用スイッチ３１４″を介して垂直シ
フトレジスタ３２１（図２参照）に接続されている。電
荷蓄積部３１２″の、シャッタ用スイッチ３１８が接続
されていない側の端子ｂは接地されている。図８の感光
回路３１″は、図３や図７の感光回路３１や３１′とは
異なり、フォトコンダクタ３１１″自体の正負極性を制
御電圧ＶＡが変化させることで、感光回路３１″の感度
極性を反転させている。そして、電荷蓄積部３１２″に
電荷を蓄積し（充電電荷をＱで示す）、制御信号ＴＣに
より電荷移送用スイッチ３１４″をオンとすることで、
電荷蓄積部３１２″に蓄積された電荷（Ｑ０）を垂直シ
フトレジスタ３２１に送っている。
感光回路３１′に代えて、図８に示した感光回路３１″
を用いることもできる。この感光回路３１″を構成する
回路では、光電変換部としてフォトコンダクタ３１１″
が用いられている。同図ではフォトコンダクタ３１１″
と、制御信号ＳＤでオン・オフするシャッタ用スイッチ
３１８と、電荷蓄積部３１２″とが直列に接続されてい
る。フォトコンダクタ３１１″のシャッタ用スイッチ３
１８が接続されていない側の端子には、正負極性が一定
周期で反転する制御電圧ＶＡが入力されている。また、
シャッタ用スイッチ３１８と電荷蓄積部３１２″との接
続点ａは、電荷移送用スイッチ３１４″を介して垂直シ
フトレジスタ３２１（図２参照）に接続されている。電
荷蓄積部３１２″の、シャッタ用スイッチ３１８が接続
されていない側の端子ｂは接地されている。図８の感光
回路３１″は、図３や図７の感光回路３１や３１′とは
異なり、フォトコンダクタ３１１″自体の正負極性を制
御電圧ＶＡが変化させることで、感光回路３１″の感度
極性を反転させている。そして、電荷蓄積部３１２″に
電荷を蓄積し（充電電荷をＱで示す）、制御信号ＴＣに
より電荷移送用スイッチ３１４″をオンとすることで、
電荷蓄積部３１２″に蓄積された電荷（Ｑ０）を垂直シ
フトレジスタ３２１に送っている。
【００４３】
【発明の効果】本発明の固体撮像装置は、コンピュータ
等による複雑な画像処理を必要せずに、撮影者が望む被
写体のみを画像化し、また当該被写体を強調し、さらに
は所望の色相のみを強調して画像化することができる。
また、逆光がある場合においてもその影響を解消ないし
低減して、被写体を適切に画像化できる。さらに、併せ
て暗電流等に起因する画像雑音を低減ないし除去するこ
とができる。
等による複雑な画像処理を必要せずに、撮影者が望む被
写体のみを画像化し、また当該被写体を強調し、さらに
は所望の色相のみを強調して画像化することができる。
また、逆光がある場合においてもその影響を解消ないし
低減して、被写体を適切に画像化できる。さらに、併せ
て暗電流等に起因する画像雑音を低減ないし除去するこ
とができる。
【図１】本発明の固体撮像装置の一実施例を示す概略図
である。
である。
【図２】図１のイメージセンサ部の説明図である。
【図３】図２の感光回路の詳細を示す図である。
【図４】図３の感光回路の基本的な動作を示すタイミン
グ図である。
グ図である。
【図５】図３の感光回路の具体的な動作を示すタイミン
グ図である。
グ図である。
【図６】図３の感光回路の他の具体的な動作を示すタイ
ミング図である。
ミング図である。
【図７】本発明の固体撮像装置における感光回路の回路
構成の他の例を示す図である。
構成の他の例を示す図である。
【図８】本発明の固体撮像装置における感光回路の回路
構成のさらに他の例を示す図である。
構成のさらに他の例を示す図である。
１ カメラ ２ レンズ系 ３ イメージセンサ部 ３１，３１′，３１″ 感光回路 ３１１ フォトダイオード ３１１′，３１１″ フォトコンダクタ ３１２，３１２′，３１２″ 電荷蓄積部 ３１３ ＭＯＳスイッチ回路 ３１４，３１４′，３１４″ 電荷移送用スイッチ ３１５，３１５′，３１６ リセットスイッチ ３１７ 電荷蓄積部接地用スイッチ ３１８ シャッタ用スイッチ ３２１ 垂直シフトレジスタ ３２２ 水平シフトレジスタ ３３ 画像データ検出手段 ４ 制御回路 ５ 画像データ処理手段 ６ 光源 ６１〜６３ ＬＥＤ ９ 被写体
Claims (7)
- 【請求項１】 光電変換部と、電荷蓄積部とを有する電
荷蓄積型感光回路がアレイ状に配置され、 前記光電変換部が受光に応じて生成した電荷を前記電荷
蓄積部に蓄積し、これらの蓄積電荷を画像データ検出手
段により検出することで被写体の画像を得る固体撮像装
置であって、 所定周波数の変調光を生成して、この変調光を被写体に
向けて照射するための光源を含み、 前記電荷蓄積型感光回路の感度の正負極性が、前記変調
光に同期して反転することを特徴とする固体撮像装置。 - 【請求項２】 前記光源が、発光ダイオードまたはレー
ザダイオードであることを特徴とする請求項１に記載の
固体撮像装置。 - 【請求項３】 前記変調光の周波数が１〜１０ＭＨｚで
あることを特徴とする請求項１または２に記載の固体撮
像装置。 - 【請求項４】 前記画像データ検出手段が、前記電荷蓄
積部に蓄積された電荷の検出を、ＣＣＤによる電荷移送
手段を介して行うことを特徴とする請求項１〜３に記載
の固体撮像装置。 - 【請求項５】 前記変調光のオン期間のデューティおよ
び前記電荷蓄積型感光回路の感度の正のデューティが、
共に１／２であることを特徴とする請求項１〜４に記載
の固体撮像装置。 - 【請求項６】 前記変調光のオン期間のデューティが１
／２であり、前記電荷蓄積型感光回路の感度の正のデュ
ーティが１／２より大きい値であることを特徴とする請
求項１〜４に記載の固体撮像装置。 - 【請求項７】 前記変調光のオン期間のデューティおよ
び前記電荷蓄積型感光回路の感度の正のデューティが、
共に１／２より大きい同一の値であることを特徴とする
請求項１〜４に記載の固体撮像装置。
Priority Applications (2)
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|---|---|---|---|
| JP8225918A JPH1093856A (ja) | 1996-08-07 | 1996-08-07 | 固体撮像装置 |
| US08/905,514 US6256067B1 (en) | 1996-08-07 | 1997-08-04 | Electronic camera for selectively photographing a subject illuminated by an artificial light source |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8225918A JPH1093856A (ja) | 1996-08-07 | 1996-08-07 | 固体撮像装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1093856A true JPH1093856A (ja) | 1998-04-10 |
Family
ID=16836934
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8225918A Pending JPH1093856A (ja) | 1996-08-07 | 1996-08-07 | 固体撮像装置 |
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| JP (1) | JPH1093856A (ja) |
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