JPS5870689A - 二次元半導体画像センサおよびその駆動方法 - Google Patents

二次元半導体画像センサおよびその駆動方法

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JPS5870689A
JPS5870689A JP57165962A JP16596282A JPS5870689A JP S5870689 A JPS5870689 A JP S5870689A JP 57165962 A JP57165962 A JP 57165962A JP 16596282 A JP16596282 A JP 16596282A JP S5870689 A JPS5870689 A JP S5870689A
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JP57165962A
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ル−ドルフ・コツホ
ハイナ−・ヘルプスト
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Siemens Schuckertwerke AG
Siemens AG
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Siemens Schuckertwerke AG
Siemens AG
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は半導体基板上に行列配置されたセンサ素子を
備え、一つの垂直シフトレジスタの並列出力端を通して
制御される行導体によってセンサ素子の選択が行われ、
センサ素子の出力端は選択された状態で列導体に結ばれ
、列導体上を並列に伝送されるセンサ素子信号を順次に
読み出すためのセンサ出力端が設けられている二次元半
導体画像センサに関するものである。
この種の画像センサは例えば文献（Ｉ　ＥＥＥＪｏｕｒ
ｎａｌ　ｏｆ　５ｏｌｉｄ　−５ｔａｔｅ　Ｃ１ｒｃｕ
ｉｔｓ、８Ｃ−１５〔、ｏ　、ｈｕｇ、ｘｑｓｏ、ｐ、
７４７−７５ｚ＞の記載により公知である。この廃明の
目的はこの種の画像センサにおいてセンサ素子の積分時
間が制御又は調整可能であるようにすることである。こ
の目的は特許請求の範囲第１項に特徴として挙げた構成
とすることによって達成される。
この発明の有利な実施形態とその操作方法は特許請求の
範囲第２項以下に示されている。
図面を参照してこの発明の詳細な説明する。
第１図にこの発明による二次元半導体画像センサの原理
的接続図を示す。一つの半導体板表面にフォトダイオー
ド、を含むセンサ素子が行列配置で集積されている。第
１行に属するフォトダイオードＤｌｌ乃至Ｄ１ｍとして
示され、各フォトダイオードに直列に一つの選択トラン
ジスタ（Ｔｌｌ、・・・Ｔ　ｉ　ｍ　）の開閉区間が接
続され、これらのトランジスタノケートは共通の行導体
Ｌ１に結ばれている。
行導体Ｌｌは行選択トランジスタＺＴＩの開閉区間を通
して端子１に結ばれ、この端子に一定電圧ＶＤＤが加え
られる。ＺＴＩのゲートは信号入力端２とクロックパル
ス入力端３，４を備える第一垂直シフトレジスタＶＡの
並列出力端の一つＡ１に接続される。行導体Ｌ１は更に
リセットトランジスタＲＴＩの開閉区間を通して規準電
位に置かれている接続点４ａに結ばれている。トランジ
スタ１（、Ｔｔのゲートは電圧ＵＲＲが印加される端子
５に結ばれている。行導体Ｌ２乃至Ｌｚに対してもフォ
トダイオードと選択トランジスタが行導体Ｌ１の場合と
同様に設けられ、これらの行導体も行選腔トランジスタ
ｚＴ２乃至ＺＴｚを通して端子１に接続される。トラン
ジスタＺ　Ｔ　２乃至ＺＴｚノケートはそれぞれシフト
レジスタＶＡの並列出力端Ａ２乃至Ａｚの一つに結ばれ
る。更にリセットトランジスタＲＴ２乃至ＲＴｚが上記
と同様に行導体Ｌ２乃至Ｌｚに対して設けられ、そのゲ
ートは端子５に結ばれる。
一つの列に配置されたフォトダイオードに対する選択ト
ランジスタ例えばＴｌｌ乃至Ｔｚｌはそれらに共通の列
導体ＳＰＩに接続され、この列導体は列選択トランジス
タＳＴ１を通して読出し線ＡＬに結ばれる。トランジス
タＳＴ１のゲートは水平シフトレジスタＨの並列出力端
の−っＨｌに結ばれている。他の列に対しても同様に列
選択トランジスタ例えばＳＴｍ　が設けられ、読出し線
ＡＬに結ばれる。列選択トランジスタのゲートは水平シ
フトレジスタＨの別の並列出力端例えばＨｍに結ばれて
いる。このシフトレジスタＨは信号入力端６とクロック
パルス入力端７，８を備える。読出し線ＡＬは抵抗Ｒと
それに直列接続された電源ＶＡを通して規準電位に接続
される。抵抗ＲにはトランジスタＴＶの開閉区間が並列
に接続され、このトランジスタのゲートはクロックパル
スφｖ３が導かれる端子１０に結ばれている。ＡＬとＲ
の結合点は同時にセンサの出力端Ａになっている。
更に第二の垂直シフトレジスタＶＢが設けられその並列
出力端Ｂ１乃至Ｂｚが各行導体に設けられた第二の行選
択トランジスタＺＴＩ’乃至ＺＴｚ’のゲートに接続さ
れている。これらのトランジスタはその開閉区間を通し
て行導体Ｌｌ乃至Ｌｚの右端を一定電圧ＶＤＤが印加さ
れる接続点１１に結ぶ。シフトレジスタＶＢは信号入力
端１２とクロツクパルス入力端１３．１４を備える。列
選択トラ゛ンジスタＳＴＩ乃至ＳＴｍ　のゲートはスイ
ッチングトランジスタＴｖ１乃至’ｌ’ｖｍの開閉区間
を通して端子１５に結ばれここにクロックパルスφｖ２
が導かれる。トランジスタＴＶＩ乃至Ｔｖｍ　のゲート
は共通の端子１６に結゛ばれ、ここにクロックパルスφ
ｖ１が導かれる。
シフトレジスタＶＡ、ＨおよびＶＢは例えば２相ダイナ
、ミツクシ７トレジスタとして構成される。
ＶＡの信号入力端２には電圧ＰＡが加えられ、入力端３
と４にはクロックパルス電圧ｍｌ　、！＝　Ｍ２が加工
られる。シフトレジスタＨの信号入力端６には電圧ＰＨ
が加えられ、入力端７と８にはクロックパルス電圧φＨ
１とφＨ２が加えられる。シフトレジスタＶＢには信号
入力端１２を通して電圧ＰＢが加えられ、入力端１３と
１４を通してクロックパルス電圧φＢｌとφＢ２が加え
られる。
これらの電圧とクロックパルス電圧の時間経過を第２図
に示す。φＡ１とφＢ２は同一であるから第２図の最上
段のダイヤグラムはクロックパルス電圧のものである。
φＡ２とφＢ１も同一でちるからこれらの電圧は第２図
の第２段目のダイヤグラムで示される。
シフトレジスタＶＡの信号入力端２にクロックパルスφ
Ａ１と時間的に一致するパルス電圧ＰＡ（この電圧は第
２図に１７として示され例えば論理“１＃を表わす）を
導くと出力端ＡＩＫは次のクロックパルスφＢｌ七時間
的に一致して１Ｂとして示されているＰＡｔが現われる
。このパルスにより行導体Ｌ１は導通状態のトランジス
タＺ’Ｉ’ｔを通して電圧ＶＤＤが算えられている端子
ＩＫ結ばれ、選択トランジスタＴｌｌ乃至Ｉｆ　１ｍ　
の総てが導通状態となり光照射によってセ／す素子Ｄｌ
ｌ乃至Ｄｌｒｎに集められた電荷が所属列導体８Ｐ１乃
至８Ｐｍに送られる。これに続く時間間隔中ＫＨの並列
出力端Ｈｌ乃至ＨｍにパルスＰＨ１乃至ＰＨｍが高速ノ
パルス列として現われる。これは入力端６のパルスＰＨ
（これは論理゛１＃を表わす）からクロックφＨ１とφ
Ｈ２によって導き出されたものである。
列導体上に送られた電荷は順次に読出し線ＡＬを通して
抵抗ＲＫ導かれ、出力端Ａにはセンサ信号ｕＢを構成す
る電圧が現われる。続いて第２図に１９として示されて
いるパルスＵＲＲによすＬ　１　ハＩ）　−ＩＩ！ット
トランジスタｆＬＴ１を通して規準電位に接続され、ト
ランジスタＴｌｌ乃至Ｔ１ｍ　は再び紺止される。クロ
ックパルスφＡ１の開始からクロックパルスφＢ１の終
結までの時間は第２図に水平帰線期間１１ＡＬＩとして
示され、φＡ１の開始がらＰｌｕｍの終結までは行走査
期間ｔｚｌとなっている。
第２図に２０として示された次のクロックパルスφＢ１
と共に出力端Ａ２にパルスＰＡ２が現われ、それによっ
て行導体Ｌ２の総てのフォトダイオードが選択されてそ
の電荷がそれぞれ対応する列導体ＳＰＩ乃至ＳＰｍに送
られる。パルスＰＨ１からＰＩｌｍ　ｔでのパルス列に
よりこれらの電荷が順次に読み出され、端子Ａから対応
するセ／す信号ｕｓが送り出される。この読出し過程は
各行走査時間の最後に端子ＡｚにパルスＰＡＺが現われ
るまで行毎に繰り返されＬｚに接続されているフォトダ
イオードの電荷はパルスＰＨ１からＰＨｍまでのパルス
列２１ａによりセンサ信号ｕＢの形で端子Ａを通して読
み出される。行期間ｔｚ２に続いて垂直帰線期間ＶＡＬ
と呼ばれる期間が始まシ、ＨＡＬＩの開始嘉らＶＡＩ、
の終結までの時間は画像時間ＢＤＩとして示される。次
に続く画像時間ＢＤＺ中にまず水平帰線期間ＨＡＬＩ’
が始まり、この期間中にフォトダイオードＤｌｌ乃至Ｄ
ｉｍから列導体への次の電荷放出が実施される。
上記によれば行導体Ｌ１に接続されたフォトダイオード
Ｄ１１乃至Ｄｉｍはリセットパルス１９の開始からパル
スＰＡｔ’の終結までの時間に対応する積分時間を持つ
ことになる。しかしシフトレジスタＶＢの入力端１２に
期間ＨＡＬＩ中にクロックパルスφＢ１と時間的に一致
するパルスＰＢ（これは例えば論理“１＃を表わすもの
で第２図に２２として示されている）が加えられると次
に続くクロツクパルスφＢ２と共に端子Ｂ１にパルスＰ
ＢＩが現われ行導体Ｌ１にトランジスタＺＴ１’　　と
端子１１を通して電圧ｖＤＤを印加する。パルス１９の
終結までにＤｌｌ乃至Ｄｔｍに集められた電荷はこれに
よって列導体８Ｐ１乃至ＳＰｍに送られる。第２図［２
４乃至２６として示されているクロックパルスφｖ１．
φＶ２．およびφｖ３はトランジスタＴｖｌ乃至Ｔｖｍ
およびＳＴＩ乃至８Ｔｍを導通状態に移し抵抗Ｒをトラ
ンジスタＴｖでバイパスするからこれらの電荷は同時に
電圧ＵＡに戻されたセンサ出力端Ａに導かれ出力信号を
作ることなく消滅する。期間ＨＡＬ　Ｚ中に期間ＨＡＬ
ｌ中のパルス２２の印加の結果として起る電荷の消滅は
パルス２３乃至２６につけた斜線によって暗示されてい
る。期間ｔｚｌ乃至ｔｚｎの経過中に最後を２７とする
全体ｆｎ　個ＯパルスＰＢがシフトレジスタＶＢに読み
込まれると期間ｔｚｌ乃至ｔｚｎ中にＤｌｌ乃至Ｄｉｍ
に集められた光発生電荷は水平帰線期間ＨＡＬ２乃至Ｈ
ＡＬ（ｎ＋１）の間に再び消去される。次の省時間ｔｚ
（ｎ＋１）とそれに続＜　ＰＡＩ’の開始までの時間の
間に始めてＤｌｌ乃至Ｄｌｍ　に光照射に関係する電荷
が妨害を受けることなく集められパルスＰＡｌ’が到着
すると列導体ＳＰＩ乃至ＳＰｍｎ移された後新しいセン
サ信号ｕ８として読み出される。
これによってフォトダイオード−Ｄｌｌ乃至Ｄｉｍには
期間ＢＤＩ中に発生するパルスＰＢＩ中の最後のもの（
これは第２図に２８として示されている）ノ終結カラハ
ルスＰＡ　１’の終結までの時間に等しい積分時間ｔ！
が与えられる。パルス１８の終結からパルス２Ｂの終結
までの時間はリセット時間ｔｌＬと呼ばれ、その間にフ
ォトダイオードの電荷が繰り返し消去される。
これＫよって行導体ＬＩＫ接続されたフォ）ダイオード
忙対する積分時間を期間ＢＤＩ中に発生するパルスＰＢ
の個数ｎによって決定又は制御することができる。ｎが
大きい程ｔＲが大きくなり積分時間ｔＩが短くなる。他
の行導体Ｌ２乃至Ｌｚに接続された７オトダイオードに
対して同様であってこれらに対してはそれぞれ一つの待
期間だけずらされた対応するリセット時間と積分時間が
与えられ、それらが合わさって期間ＢＤＩに対応する一
つの期間を構成する。従って理論的には総てのセンサ素
子に対する積分時間を０と画像時間例えばＢＤＩの間で
一つの待期間例えばＪＺＩに等しいステップをもって変
化させることができる。
画像センサの光照射強度Ｅが異る場合にも端子Ａに常に
平均振幅が一定のセンサ信号が現われるためにはパルス
数ｎをそのときの光照射強度Ｅに関係して選定しなけれ
ばならない。行の総数’２ｚ、省時間をｔｚとするとリ
セット時間ｔＩｔは垂直帰線期間を無視して ｔＲ＝ｎ、ｔｚ　　　　　　　　　　　　　　（１）で
与えられ、積分時間ｔＩは ｔ□＝（ｚ−ｎ）・ｔ　ｚ　　　　　　　　　（２）と
なる。画像センサの出力信号の平均振幅ｕＢはＥとｔＩ
に比例し ｕｓ＝Ｃ１＠Ｅ１１ｔＩ（３） で与えられる。Ｃ１は第一の定数である。ｕＢが一定と
なるためには ｔＩｓＥ＝ｃ２．　　Ｃ２：第二定数　　　　（４）で
あることが必要である。（３）（４）から次の関係が導
かれる： ３ ｎ＝”　　！、　”’第三定数　　　　（５）センサ信
号の振幅の平均値ｕ３を画像センサの光照射強度Ｅに無
関係に一定に保つ制御装置を第３図に示す。この装置の
主要部はコンパレータ２９、逆進カウンタ３０および前
進カウンタ３１である。
コンパレータ２９の第一入力端には参照電圧Ｖ几が導か
れ、第二人力端は緩衝増幅器３２の出力端に結ばれてい
る。゛増幅器３２の入力端はフォトダイオード３３の一
極に結ばれ、フォトダイオードは電圧ＶＤＤが印加され
る端子３４を通して逆バイアスが加えられている。緩衝
増幅器３２とフォトダイオード３３の連結点は一方では
コンデンサＣに、他方ではトランジスタＴｒの開閉区間
を通して規準電位に接続される。コンパレータ２９の出
万端はＲＳフリップフロップＦＦのＳ入力端に結ばれ、
フリップフロップのＱ出力端はＯＲ回路３５の第一入力
端に結ばれる。３５の出力端はトランジスタＴｒのゲー
トに接続され、その第二人力端は端子３６に結ばれ、こ
の端子に画像周波数パルス３７が常に垂直帰線期間ＶＡ
Ｌ（第２図）中に到着する。端子３６は更にＦ’ＦＯＲ
入力端に結ばれ、又二つのインバータ３８と３９の直列
接続を通してカウンタ３０のセット入力端４０に結ばれ
る。Ｆ　ＦのＱ出力端は３０のエネイブル入力端４０ａ
に結ばれ、カウンタ３０は入力端４１を通して画像セン
サの行数２に設定可能である。カウンタの計数入力端４
２は端子４３に結ばれ、この端子に行脚波数パルス３８
が常に水平帰線期間Ｉ−ＩＡＬｌ内において到着する。
逆進カウンタ３０の計数状態は導線４５を通して前進カ
ウンタ３１の入力端４６に送ることができる。カウンタ
３１は計数入力端４７を備えこの入力端は端子４３に結
ばれている。計数値送り出し用の出力端４８はインバー
タ４９を通して制御回路の出力端５０に結ばれ、この出
力端５０は又カウンタ５１のエネイブル入力端に結ばれ
ている。
コンデンサＣは各垂直帰線期間においてトランジスタ３
５を導通状態にするパルス３７により規準電位に戻され
る。フォトダイオード３３を光ビーム３３ａで照射する
とその照射強度Ｅに比例する電流１が流れ、コンデンサ
Ｃが充電きれてその電圧ＶＣが上昇する。コンパレータ
２９の下方の入力端に導かれる電圧■。の値がｖＲに達
するとコンパレータ２９が切り換えられその出力端は論
理Ｏから論理１に変る。Ｃのリセット時間ｔｕ即ちパル
ス３７の発生から２９の切換えまでの時間は次式： で与えられる。（４）と（６）の比較からｔｕとｔｉが
共に照射強度Ｅに逆比例することが示される。コンパレ
ータ２９が論理″′１＃を送り出すとＦＦがセットされ
Ｑは論理“０＃から論理“１ｎに切り換えられ、トラン
ジスタＴｒを３３を通して導通状態に移しコンデンサＣ
を放電させる。同時にこれまで論理″１＃が置かれてい
た３０のエネイブル入力端にＱを通して論理“′Ｏ”が
導かれ、パルス３７によって調整された行数２にセット
された後到着した行脚波数パルス４４を数えていたカウ
ンタ３ｏがその状態にとめられる。ここで３０が到達（
−ている計数値は次式： で与えられ、リセット時間ｔＲもこれから求められる。
３０が到達した計数値は次の垂直帰線期間・ＶＡＬの開
始時に前進カウンタ３１のセット端子３１ａに導かれる
パルス３７によってその入力端４６に移される。これに
よりカウンタ３１は到着する行脚波数パルス４４の数を
Ｏから始めて受取った計数値に達するまで数える。この
計数過程中３１の出力端４８は論理１０＃に置かれ、出
力端５０からは論理″′１ｎが送り出される。カウンタ
３１がそれに与えられた逆進カウンタ３０の計数状態に
達すると端子４８を通して論理１１″が送り出され、出
力端５０を論理１０″に戻すと同時にカウンタ３１をそ
の入力端５１を通してブロックする。最後のカウンタ３
１の計数過程の継続時間はリセット時間ｔＲに対応する
。次の垂直帰線期間ＶＡＬにおいてカウンタ３１はパル
ス３７によって再び＠′０”に戻される。カウンタ３１
の計数過程に無関係に逆進カウンタ３０も動作し次の画
像期間ＢＤに対するリセット時間を決定する。
る。そのためには制御回路ＳＴＳの入力端ＥＳＴＳをト
ランジスタＴｒ１ソースΦドレン区間と高抵抗Ｒ１を通
して端子５２に結び、これに電圧ＶＤＤを加える。抵抗
Ｒ１はトランジスタπｑが内部抵抗の高い制御可能の電
源として機能するようにするだめのものである。Ｔｒｉ
のゲートは差動増幅器５３の出力端に結ばれ、この増幅
器の負入方端には規定電圧Ｕｓｏｌｌが導かれ正の入力
端は抵抗Ｒ２全通してセンサ出力端Ａ（第１図）に結ば
れている。更に５３の正入力端はキャパシタンスＣ１を
通して回路の規準電位に接続される。
第４図の回路ではセンサ信号に対してコンデンサＣ１と
抵抗Ｒ２で構成された低域フィルタを使用して多数の画
像周期に亘って平均がとられる。
信号の平均値は差動増幅器５３においてＵｓａｌ　ｌと
比較され、その差によって定電流源としてトランジスタ
Ｔｒ１の電流１１が制御される。この場合篭１Ｉｌｆｆ
＋１が第４図のフォトダイオードの電流ｉの代りとなる
。制御回路ｓ　’ｒ　ｓ内で実行されるその他の機能の
経過は既に第３図について説明した通りである。第４図
の装置によりセンサ信号の平均値ｔす調整に不可避の偏
差の限度までＵｓｏｌｌに等しくされそれによってセン
サ信号の極めて精確なコントロールが実施される。
この発明による半導体画像センサを使用する電子式カメ
ラの回路構成を第５図に示す。第１図の画像センサが半
導体集積回路５４の形で対物レンズ５６を備えるカメラ
５５の画像面に置かれる。
画像センサに必要な電圧とクロックパルス電圧は経過制
御装置５８から導に５７を通して供給され、センサ信号
はセンサの出力端子Ａから回路５９に送られこの回路に
おいて行ならびに画像周波数パルスを含むビデオ信号に
変えられる。このビデオ信号は出力端６０からＶＴＲ又
はテレビジョン受像器６１に送られる。制御回路ｓ’ｒ
ｓＯ前には第３図に示すようにフォトダイオード３３を
接続しこれを補助光学系６２を通して光照射することが
できる。又第４図について説明したように入力端ＥＳＴ
Ｓを出力端Ａと結ぶことができる。この接続は第５図に
破線で示されている。制御回路の出力端５０ｂから出た
パルスＰ、は導に６３を通って経過制御装置５８に達し
そこから導線５７を通して画像センサ５４に送られる。
−力制御回路ＳＴＳの操作に必要なパルス３７と４４は
経過制御装置内で作られ導＠６４を通して制御回路Ｓ’
ｌ［’Ｓに送られる。カメラ５５はムービーカメラでも
ステイルカメラでよいがステイルカメラの場合にはセン
サ信号の調整回路に対して時間スイッチ６５を出力端６
０の後に挿入し、カメラを特定の対象に向けたとき最初
に発生する調整過渡振動が減衰した後に始めてビデオ信
号の送り出しが可能になるようにすると効果的である。
第５図において画像センサ５４のセンサ素子の積分時間
の制御又は調整は電子式カメラにおいて行われていた機
械式又は電気機械式の絞り操作その他による露出時間制
御に代るものである。
画像時間例えばＢＤＩはテレビジョン規格に従って２０
ｍ５とするのが合理的である。この場合水平帰線期間例
えばＩＩＡＬＩは１２μｓ、行動間例えばｔｚｌは６４
μｓ、画面帰線期間例えばＶＡＬＩは約１．２ｍｓとな
る。
センサ素子としては上記のフォトダイオード■）１１の
外ＣＩＤ素子も使用可能である。この素子は一対の並べ
て設けられたＭＩＳコンデンサで構成され、一方のコン
デンサの外側電極は行導体に接続され、他方のコンデン
サの外側電極は列導体に接続される。ＣＩＤセンサ素子
の一例は文献（ＩＥＥＥ　　Ｊｏｖｒｎａｌ　ｏｆ　５
ｏｌｉｄ　５ｔａｔｅ　Ｃ１ｒｃｕｉｔｓ。
ＳＣ−１１、Ｆｅｂ、１９７６、Ｐ、１２１−１２８）
に記載されている。この素子ではリセット時間ｔＲ中に
センサ素子に集められた電荷を消去させるためには列導
体と同時に対応する行導体も回路の規準電位に戻すこと
が必要である。
【図面の簡単な説明】
第１図はこの発明の一つの実施例の原理的結線図、 第２図は第１図の回路に対する電圧一時間ダイヤグラム
、 第３図は第１図の回路に付設される制御回路の結線図、 第４図は第１図と第３図の回路に補充される補助回路、 第５図は第１図の画像センサを使用する電子式カメラの
構成図である。 第１図においてＨ：水平シフトレジスタ、■ＡとＶＢ：
垂直シフトレジスタ、Ｌｌ乃至Ｌｚ：行導体、ＳＰＩ乃
至ＳＰｍ：列導体。 ＩＧ　１

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 ｌ）ドープされた半導体板上に行列配置されたセンサ素
    子を備え、垂直シフトレジスタの並列出力端を通して制
    御可能の行導体がセンサ素子の選択に使用され、センサ
    索子の出力端は選択された状態で列導体に結ばれ、一つ
    のセンサ出力端が列導体上を並列に伝送されるセンサ信
    号の順次読出し用として設けられている画像センサにお
    いて、行導体（１，１，・・・。 Ｌｚ　）が第一の行選択トランジスタ（Ｚ’ｌ’１．・
    ・・。 ＺＴｚ）を通して一定電位に置かれた接続端（１）に結
    ばれていること、第一の行選択トランジスタの制御端子
    が詔−垂直ソフトレジスタの並タ１１出力端（Ａ１．・
    ・・、Ａｚ）に接続でれていること、行導体が第二の行
    選択トランジスタ（Ｚ’ｆ’　１’　、　　・・・ＺＴ
    ｚ’）を通して一定電位に置がれた接続端（ｌｌ）にも
    結ばれていること、り３二の行選択トランジスタの制御
    卸端子が第二垂；１ンフトレジスタの並列出力端（Ｂ１
    ．・・・、Ｂｚ）に接続されていること、総ての列導体
    （８Ｐ］　。 ・・・、ＳＰｍ）が一定電圧が加えられている接続点（
    Ａ）に同時に接続可能であることを特徴とする二次元半
    導体画像センサ。 ２）行導体（ＬＬ　、・・・、Ｌｚ）がリセットトラン
    ジスタＯＬ’ｌ”ｌ、・・・、ＲＴｚ）を通して規準電
    位に置かれた接続点（４ａ）に結ばれていることを特徴
    とする特許請求の範囲第１項記載の二次元半導体画像セ
    ンサ。 ３）列導体が列選択トランジスタ（ＳＴＩ、・・・。 ＳＴｍ）を通してセンサ出力端（Ａ）に導く読出し線（
    ＡＬ）Ｋ結ばれ、列選択トランジスタの制御端子が水平
    シフトレジスタ（Ｈ）の並夕１」出力端（Ｈｌ、・・・
    、Ｈｍ　）に結ばれていることを特徴とする特許請求の
    範囲第１項又は第２項記載の二次元半導体画像センサ。 ４）列選択トランジスタの制御端子がスイッチングトラ
    ンジスタ（Ｔｖ］、・・、Ｔｖｍ　）の開閉区間を通し
    て第一クロックパルス（φｖ２　）　カ加えられる端子
    （１５）に結ばれていること、スイッチングトランジス
    タの制御端子が別のクロックパルス（φｖｌ　）が加え
    られる端子（１６）に結ばれていることを特徴とする特
    許請求の範囲第３項記載の二次元半導体画像センサ。 ５）センサ出力端（Ａ）が抵抗（Ｒ）を通して電源（Ｕ
    Ａ）に接続きれていることを’ｆ！ｊ徴とする特許請求
    の範囲第１項乃至第・１項の−っンこ記載の二次元手導
    体画像センサ。 ６）抵抗が別のクロックパルス（φｖ３）によって制御
    されるトランジスタの開閉区間によってバイパスされて
    いることを特徴とする特許請求の範囲第５項記載の二次
    元半導体画像センサ。 ７）光電変換器（３３）例えばフォトダイオードの後に
    接続されているコンデンサ（Ｃ）がコンパレータ（２９
    ）の第一入力端に結ばれ、その第二人力端には参照電圧
    （ｖｌ、）が導かれること、コンパレータの出力端がフ
    リップフロップ（ＦＦ）を通して逆進カウンタ（３ｏ）
    の二坏イプル端子に結ばれこのカウンタが画像センサの
    行の全数２に対して設定可能であること、前進カウンタ
    （３１）が設けられこのカウンタに逆進カウンタの計数
    状態を移すことができること、両カウンタが新局波数ク
    ロックパルス用の入力端子を備えていること、前進カウ
    ンタの出力端（４８）がインバータ（４９）を通して出
    力端（５０）に結ばれ、この出力端が第二Ｋｍ　ＥＭシ
    フトレジスタＩ’ＶＩ３　）の信号入力端に接続されて
    いることを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第６項
    の一つに記載の二次元半導体画像センサ。 ８）センサ出力端（Ａ）が一つのＲＣ回路（Ｒ２゜ＣＩ
    ）を通して差動増幅器（５３）の一つの入力端に結ばれ
    、その第二の入力へにけセ／す信号の平均値の規定値に
    対応する電圧（Ｕ、。ｌ：）が導かれること、差動増幅
    器（５３）の後にその出力電圧によって一制御される高
    内部抵抗の軍Ｑｙ、　（’ｉ”ｒ　１　）が接続され、
    この電源が光電変換器（３３）に代ってコンパレータの
    入口のコンデンサ（Ｃ）を充電することを特徴とする特
    許請求の範囲第７項記載の二次元化導体画像センサ。 ９）セ／す素子のそれぞれの行が、各セ／す光子で作ら
    れた信号を列導体に送り込み続いてそれを順次に読み出
    すために行われた選択の後に、絞く１１行のセンサ素子
    の信号を列導体に送り込むために用意されている時間間
    隔中に新たに選択され、その際この選択がこの時間間隔
    中に行われるセンサ素子の信号の伝送に対して時間をず
    らして実施きれること、最。 後に述べた選択がセンサ素子に集められた電荷の読み出
    しと除去のために実施され、その際同じ行の次の読み出
    しを決定する積分時間が光発生電荷のｎ回目の除去が終
    った後始めて開始されることを特徴とする。詩を諮求ｅ
    Ｖｌｖ囲ヂｌ！７至箒を項ｙｚｙ’；ａｙ記載％ニ次元
    半導体画倫センサの駆動方法。。 １０）光発生電荷の除去に必要な行導体の選択が第二垂
    直シフトレジスタの並列出力端を通して実施され、その
    信号入力端１／ＱＪこの目的のためｎ個のパルスのパル
    ス列が導かれることを特徴とする特許請求の範囲第９項
    記載の方法。 １】）電荷除去のだめの選択の回数ｎが二次元画像セン
    サの光照射強度に関係してセンサ信号の平均振幅が一定
    となるように選定されることを特徴とする特許請求の範
    囲第９項記載の方法。 １２）センサ信号の平均値が作られ、この平均値と予め
    与えられた規定値との間の偏差が電荷除去のための選択
    回数ｎをこの偏差ができるだけ小さくなるように選定す
    るのに利用されることを特徴とする特許請求の範囲第９
    項記載の方法。
JP57165962A 1981-09-25 1982-09-22 二次元半導体画像センサおよびその駆動方法 Pending JPS5870689A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5930376A (ja) * 1982-08-13 1984-02-17 Olympus Optical Co Ltd 固体撮像装置
JPS6378679A (ja) * 1986-09-22 1988-04-08 Hitachi Ltd 撮像装置
JPH01241278A (ja) * 1988-03-14 1989-09-26 General Electric Co <Ge> 電荷注入装置イメージ・センサ
US7324146B2 (en) 2003-01-22 2008-01-29 Seiko Epson Corporation Image processing device, image processing method and solid-state image-pickup device
US7474346B2 (en) 2003-01-22 2009-01-06 Seiko Epson Corporation Image processing device and method for reading image signal from a matrix type solid state image-pickup element

Families Citing this family (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59108468A (ja) * 1982-12-14 1984-06-22 Olympus Optical Co Ltd 固体撮像装置
FR2538651B1 (fr) * 1982-12-23 1986-08-22 Thomson Csf Procede de modulation de la sensibilite d'un dispositif photosensible a transfert de ligne et dispositif mettant en oeuvre ce procede
JPH0824351B2 (ja) * 1984-04-27 1996-03-06 オリンパス光学工業株式会社 固体撮像装置
FR2565753B1 (fr) * 1984-06-06 1987-01-16 Thomson Csf Procede de commande de la sensibilite d'un dispositif photosensible a transfert de charges, et dispositif pour la mise en oeuvre de ce procede
DE3605696A1 (de) * 1985-02-21 1986-08-21 Fuji Photo Film Co., Ltd., Minami-Ashigara, Kanagawa Bildausleseverfahren und bildauslesevorrichtung
JPS62258563A (ja) * 1986-05-01 1987-11-11 Omron Tateisi Electronics Co 静止撮像カメラ
US4870493A (en) * 1986-08-01 1989-09-26 Hitachi, Ltd. Solid-state matrix array imaging device controlled by vertical scanning registers for read-out and for photo-sensitivity control
NL8602091A (nl) * 1986-08-18 1988-03-16 Philips Nv Beeldopneeminrichting uitgevoerd met een vaste-stof beeldopnemer en een elektronische sluiter.
US4875100A (en) * 1986-10-23 1989-10-17 Sony Corporation Electronic shutter for a CCD image sensor
US4734582A (en) * 1986-12-04 1988-03-29 General Electric Company Integration time control for a radiation sensitive charge injection device
DE3851675D1 (de) * 1987-08-21 1994-11-03 Heimann Optoelectronics Gmbh Integrierte Schaltung zum Auslesen eines optoelektronischen Bildsensors.
US4974093A (en) * 1987-12-22 1990-11-27 Fuji Photo Film Co., Ltd. Solid state image-pickup device with expanded dynamic range
JP2777192B2 (ja) * 1989-05-25 1998-07-16 日本放送協会 固体撮像装置
JP2653550B2 (ja) * 1990-11-14 1997-09-17 三菱電機株式会社 固体撮像素子
JPH05316431A (ja) * 1992-05-06 1993-11-26 Sony Corp 固体撮像装置
DE4405865C2 (de) * 1994-02-23 1998-03-19 Leonhard Werner Verfahren zur Erfassung von Bildinhalten eines zeilenorientierten Bildsensors und zugehörige Einrichtung für Handhabungssysteme
US5541645A (en) * 1994-07-28 1996-07-30 Eastman Kodak Company Method and apparatus for dynamically determining and setting charge transfer and color channel exposure times for a multiple color, CCD sensor of a film scanner
US6515285B1 (en) 1995-10-24 2003-02-04 Lockheed-Martin Ir Imaging Systems, Inc. Method and apparatus for compensating a radiation sensor for ambient temperature variations
AU1159397A (en) * 1995-11-07 1997-05-29 California Institute Of Technology An image sensor with high dynamic range linear output
US6249002B1 (en) 1996-08-30 2001-06-19 Lockheed-Martin Ir Imaging Systems, Inc. Bolometric focal plane array
US6791610B1 (en) 1996-10-24 2004-09-14 Lockheed Martin Ir Imaging Systems, Inc. Uncooled focal plane array sensor
US6175383B1 (en) * 1996-11-07 2001-01-16 California Institute Of Technology Method and apparatus of high dynamic range image sensor with individual pixel reset
EP1279011A2 (en) 2000-05-01 2003-01-29 BAE SYSTEMS Information and Electronic Systems Integration, Inc. Methods and apparatus for compensating a radiation sensor for temperature variations of the sensor
US7030378B2 (en) * 2003-08-05 2006-04-18 Bae Systems Information And Electronic Systems Integration, Inc. Real-time radiation sensor calibration
TWI321394B (en) * 2003-10-28 2010-03-01 Hon Hai Prec Ind Co Ltd A control means and method for switching senseable objects
US20060019001A1 (en) * 2004-07-23 2006-01-26 Levinson Melvin L A microwave fat frying kit and fat frying methods
JP2011124722A (ja) * 2009-12-09 2011-06-23 Sony Corp Ｃｃｄ型固体撮像装置、ｃｃｄ型固体撮像装置の駆動方法及び撮像システム

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3931463A (en) * 1974-07-23 1976-01-06 Rca Corporation Scene brightness compensation system with charge transfer imager
JPS583630B2 (ja) * 1977-09-16 1983-01-22 松下電子工業株式会社 固体光像検出装置
GB2008889B (en) * 1977-11-07 1982-08-04 Hitachi Ltd Solid state image pickup device
US4233632A (en) * 1977-11-07 1980-11-11 Hitachi, Ltd. Solid state image pickup device with suppressed so-called blooming phenomenon
JPS5850030B2 (ja) * 1979-03-08 1983-11-08 日本放送協会 光電変換装置およびそれを用いた固体撮像板
DE2939490A1 (de) * 1979-09-28 1981-04-16 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Monolithisch integrierter zweidimensionaler bildsensor mit einer differenzbildenden stufe

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5930376A (ja) * 1982-08-13 1984-02-17 Olympus Optical Co Ltd 固体撮像装置
JPH0417509B2 (ja) * 1982-08-13 1992-03-26 Olympus Optical Co
JPS6378679A (ja) * 1986-09-22 1988-04-08 Hitachi Ltd 撮像装置
JPH01241278A (ja) * 1988-03-14 1989-09-26 General Electric Co <Ge> 電荷注入装置イメージ・センサ
US7324146B2 (en) 2003-01-22 2008-01-29 Seiko Epson Corporation Image processing device, image processing method and solid-state image-pickup device
US7474346B2 (en) 2003-01-22 2009-01-06 Seiko Epson Corporation Image processing device and method for reading image signal from a matrix type solid state image-pickup element

Also Published As

Publication number Publication date
US4589024A (en) 1986-05-13
EP0075696A2 (de) 1983-04-06
EP0075696B1 (de) 1987-11-11
DE3138240A1 (de) 1983-04-07
EP0075696A3 (en) 1985-05-02

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