JPS61255177A - 蓄積型イメ−ジセンサ− - 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〕 本発明は、蓄積型イメージセンサ−に関するものである
。

〔従来の技術〕

蓄積型イメージセンサ−としては、ＣＣＤ型。

ＭＯＳ型、ＣＰＤ型が知られている。ＣＣＤ型は、入射
光を光電変換するフォトダイオードと、光電変換によっ
て発生した信号電荷を蓄積する蓄積電極と、蓄積電極に
蓄積された信号を転送するシフト電極とから感光部が構
成され、そして信−号電荷゛の続出し部が垂直転送ＣＣ
Ｄと水平転送ＣＣＤとで構成されている。前記ＭＯＳ型
は、感光部がフォトダイオードとＭＯＳスイッチとで構
成され、信号電荷の読出し部が垂直及び水平走査線と、
垂直及び水平走査シフトレジスタとから構成されている
。また、ＣＰＤ型は、ＭＯＳ型の水平走査シフトレジス
タの代わりに、呼び水転送部と水平転送ＣＣＤとを用い
たものであり、感光部がダイナミックレンジの広いＭＯ
Ｓ型で構成され、転送部がノイズの少ないＣＣＤ型で構
成されている。

（発明が解決しようとする問題点〕 、前記蓄積型イメージセンサ−から読み出した信号に、
例えば対数変換等の信号処理を施す場合には、タイミン
グを確実にするために、信号処理をゆっくりと行う方が
よく、また信号処理が遅いものは安価であるためにコス
ト的にも有利で蔦る。

しかし、前記ＭＯＳ型及びＣＰＤ型は、信号の読出し時
が電゛荷蓄積の終了時であるため、信号の読出しを高速
に行わなければならず、そのために信号処理回路が高価
なものになってしまう。

前記ＣＣＤ型は、電荷蓄積と読出しとが分離されている
から、各感光部の電荷蓄積時間を一定に保って、信号読
出しをゆっ（りと行うことができる。しかし、このＣＣ
Ｄ型は、各感光部をグループ化し、このグループ内で加
算してから読み出すことができないという問題がある。

例えばカメラの露光制御装置として、測光画面を複数の
エリヤに分割して各エリヤの平均輝度を測定し、その測
光結果から撮影シーンを分類し、予め決めである分類に
応じて露光を制御するようにしたものが知られている。

この露光制御装置の測光部として、ＣＣＤ型を使用する
場合には、各信号をＲＡＭに取り込んだ後に、ソフト的
に加算して、各エリヤの平均輝度を算出することが必要
になる。

本発明は、電荷蓄積時間を一定に保ったまま、信号読出
しをゆっくりと行うことが可能であり、また任意の感光
部の出力を加算して読み出すことが可能な蓄積型イメー
ジセンサ−を提供すること、を目的とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点を解決するために、本発明は、感光部をＣＣ
Ｄ型で構成し、読出し部をＭＯＳ型で構成したものであ
る。感光部がＣＣＤ型であるため、シフト電極にシフト
パルスを印加することにより、各感光部の電荷蓄積を同
時に終了させることができ、また読出し部にＭＯＳ型を
用いたから、同じグループに属しているＭＯＳスイッチ
を共通の走査線に接続することにより、グループ内で信
号を加算してから取り出すことができる。

本発明は、白色光だけではなく、カラー光を測定するこ
ともできるものである。このカラー光を測定する場合に
は、各感光部の上に例えば青色。

緑色、赤色のフィルタをモザイク状に設ければよい。そ
して、同じエリヤ内では、同じ色のものを結線して色毎
に加算する。更に、色毎にシフトラインを設け、色ごと
に異なったタイミングでシフトパルスを供給することに
より、色ごとに電荷蓄積時間を変えて、ダイナミックレ
ンジを広げるのが望ましい。また、色レジストレージ四
ンを無くすために、１画素を例えば３×３の感光部で構
成し、この中に赤色用感光部、緑色用感光部、青色用感
光部が３個ずつ含まれるようにした蓄積型カラーイメー
ジセンサ−に対しても本発明を利用することができるも
のである。この場合には、各画素内では同色のものを加
算し、かつ色毎に分離した状態で読み出すものである。

以下、図面を参照して本発明の実施例について詳細に説
明する。

（実施例〕 第２図は蓄積型イメージセンサ−の感光部の配置の一例
を示すものである０Ｍ積梨型イメージセンサ−１０、点
線で示したＣＣＤ型の感光部Ｐ１１〜Ｐ５６がマトリッ
クス状に配置されており、入射光をそれぞれ光電変換し
て蓄積する。この実施例の蓄積型イメージセンサ−１０
は、カメラあるいはプリンタの測光部として用いられ、
画面を中心部と周辺部との２つのエリヤに分割して測光
し、２つのエリヤの平均輝度からシーンを分類する。こ
こで、実線で囲んで示した画面の中心エリヤに属する感
光部は、符号Ｐ３３．Ｐ３４．Ｐ４３、Ｐｄ２であり、
これ以外は周辺エリヤに属している。なお、画面の周辺
部を１つのエリヤにまとめる他に、例えば左上方部、右
上方部、左下部右下部、中央下部との４つに分割しても
よい。

第３図は各感光部からの信号の取り出しを示す説明図で
ある。中心エリヤを測光する感光部Ｐ３３、Ｐ３４．Ｐ
４３．Ｐｄ２の信号は、加算部１２で加算゛されてから
出力される。周辺エリヤを測光する各感光部の出力は、
加算部１３で加算されてから出力される。

第１図は本発明の一実施例の構成を示すものである。感
光部ｐＨは、等価的に示したフォトダイオード２０と、
蓄積電極２１と、シフト電極２２とから構成されている
。前記フォトダイオード２０は、入射した光を光電変換
して光電流を発生させる。この光電流は、蓄積電極２１
に流れ込んで信号電荷として蓄積される。シフト電極２
２は、シフトパルスが入力された時に、蓄積電極２１に
蓄積されている信号電荷をＣＣＤ３１へ転送し、それに
より電荷蓄積を終了させる。したがって、シフトパルス
の発生タイミングを調節することにより、電荷蓄積時間
を変えることができる。前記ＣＣＤ３１は、蓄積が終了
した信号電荷を一時保存しておくためのものであり、こ
れに水平走査ＭＯＳスイッチ６１が接続されている。そ
の他の感光部Ｐ１２〜Ｐ５６もこれと同じ構成であるた
めに説明を省略する。なお、説明の便宜上、ＣＣＤと水
平走査ＭＯＳスイッチにのみ符号を付しである。

コントローラ９２は、読出し時に水平走査線９３に水平
走査パルスを供給する。この水平走査線９３には、水平
走査ＭＯＳスイッチ６１〜９０のゲートがそれぞれ接続
されている。なお、２個のエリヤのほかに、例えば加算
されない感光部が水平方向に並んでいる場合には、従来
の蓄積型イメージセンサ−のように垂直走査シフトレジ
スタを設け、各出力端子に水平走査線を接続する。

水平走査シフトレジスタ９４は、エリヤの個数に応じて
２個の出力端子Ｄｉ、Ｄ２を備えている。

これらの出力端子Ｄｉ、Ｄ２に垂直走査パルスが出力さ
れると、垂直走査ＭＯＳスイッチ９５．９６がそれぞれ
ＯＮする。この垂直走査ＭＯＳスイッチ９６のソースに
は、垂直走査線９７が接続され、また垂直走査ＭＯＳス
イッチ９６のソースには垂直走査線９８が接続されてい
る。これらの垂直走査ＭＯＳスイッチ９５．９６のドレ
インには出力線９９が接続されている。

前記垂直走査線９７には、周辺エリヤに属している水平
走査ＭＯＳスイッチ６１〜７４．７７〜８０．８３〜９
０のドレインがそれぞれ接続されている。前記垂直走査
線９８には、中心エリヤに属する水平走査ＭＯＳスイッ
チ？５．７６．８１゜８２のドレインがそれぞれ接続さ
れている。

前記コントローラ９２は、電荷蓄積の終了時にシフトラ
イン１０２にシフトパルスを供給して、これを各シフト
電極に印加する。また、このコントローラ９２は、信号
の読出し時に水平走査シフトレジスタ９４にクロックパ
ルスを供給する。前記出力線９９には、Ａ／Ｄ変換器１
０３が接続されており、入力した信号をデジタル信号に
変換する。このデジタル信号は、対数変換テーブル１０
４に送られ、ここで電荷蓄積時間に応じて所定のページ
が選択され、電荷蓄積時間を考慮して正しい輝度又は濃
度値に変換される。

次に、第１図に示した実施例の作用について説明する。

コントローラ９２は、読取り開始信号を受け取ると、ま
ずシフトライン１０２を介して各シフト電極にシフトパ
ルスを印加し、各蓄積電極に蓄積されている信号電荷を
Ｃ０Ｄ３１〜６０へ転送する。この直後に、コントロー
ラ９２は、後で詳しく説明するように、水平走査シフト
レジスタ９４を駆動して各Ｃ０Ｄ３１〜６０に一時的に
保存されて信号電荷を読み出す。なお、この信号電荷は
不要なものであるから、マイクロコンピュータのＲＡＭ
に格納することなく、そのまま垂れ流すものである。

前述したように、シフトパルスを各シフト電極に印加し
て、各感光部をリセットした後に、信号電荷の蓄積が開
始される。この電荷蓄積の間は、入射光がフォトダイオ
ードで光電変換され、得られた信号電荷が蓄積電極に蓄
積される。そして、予め設定した電荷蓄積時間が経過し
た時に、コントローラ９２は、再びシフトパルスを発生
して、各シフト電極に印加する。これにより、各蓄積電
極に蓄積されている信号電荷がＣ０Ｄ３１〜６０に転送
される。なお、カラー光の場合には、色光に応じてシフ
トパルスを発生し、電荷蓄積時間を色光毎に変えるのが
望ましい。

前記電荷蓄積が終了すると、コントローラ９２は、水平
走査パルスを水平走査線９３に供給するとともに、水平
走査シフトレジスタ９４を駆動し、比較的ゆっくりと信
号読出しを行う。すなわち、水平走査パルスを出力した
状態の時に、水平走査シフトレジスタ９４が出力端子Ｄ
１からＤ２に向けて垂直走査パルスをシフトさせる。ま
ず、第１段目の出力端子Ｄ１から垂直走査パルスが出力
されると、垂直走査ＭＯＳスイッチ９５がＯＮする。

これとともに、水平走査ＭＯＳスイッチ６１〜７４．７
７〜８０．８３〜９０がそれぞれＯＮする。

これにより、周辺エリヤに属しているＣＣＤ３１〜４４
．４７〜５０．５３〜６０に一時的に保存されている信
号電荷が読み出され、加算されてから出力線９９から取
り出されてＡ／Ｄ変換器１０３に送られる。このＡ／Ｄ
変換器１０３は、アナログ信号をデジタル信号に変換し
てから、対数変換テーブル１０４に送り、ここで電荷蓄
積時間に応じて対数変換される。得られた情報は、マイ
クロコンピュータのＲＡＭに格納される。

次に、水平走査シフトレジスタ９４は、出力端子Ｄ２か
ら垂直走査パルスを発生させて、垂直走査ＭＯＳスイッ
チ９６をＯＮにする。これとともに、水平走査ＭＯＳス
イッチ？５．７６．８１゜８２がＯＮするから、中心エ
リヤに属しているＣＣＤ４５，４６．５１．５２に一時
的に保存されている信号電荷が読み出され、デジタル変
換、対数変換の処理が施されてから、ＲＡＭに格納され
る。なお、このＲＡＭに格納された情報は、後で読み出
され、その平均値が算出され、この２つのエリヤの情報
に基づいてシーンを分類し、各シーンに応じて露光量が
制御されるものである。

〔発明の効果〕

上記構成を有する本発明は、感光部としてＣＣＤ型を用
い、読出し部にＭＯＳ型を用いたから、各感光部の信号
を加算した状態で読み出すことができる。また、感光部
としてＣＣＤを用いているから、電荷蓄積と読出しとを
独立に制御することができる。したがって、信号の読出
しをゆっくり行うことにより、コストの安い信号処理回
路を用いることができるとともに、信号処理のタイミン
グが取りやすくなる等の利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す回路図である。 第２図は蓄積型イメージセンサ−の感光部の配置例を示
す説明図である。 第３図は信号加算の状態を示す説明図である。 １０・・蓄積型イメージセンサ− ｐＨ〜Ｐ５６・・感光部 ２０・・フォトダイオード ２１・・蓄積電極 ２２・・シフト電極 ３１〜６０・・Ｃ０Ｄ ６１〜９０・・水平走査ＭＯＳスイッチ９３・・水平走
査線 ９５．９６・・垂直走査ＭＯＳスイッチ９９・・出力線
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）入射光を光電変換して蓄積する複数の感光部を配
   置した蓄積型イメージセンサーにおいて、前記各感光部
   に蓄積された信号電荷をそれぞれ受け取って保存する複
   数のＣＣＤと、各ＣＣＤにそれぞれ接続された複数のＭ
   ＯＳスイッチと、このＭＯＳスイッチをＯＮにしてＣＣ
   Ｄに保存されている信号電荷を読み出すための読出し手
   段とからなることを特徴とする蓄積型イメージセンサー
   。