JPS6255754B2 - - Google Patents

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JPS6255754B2
JPS6255754B2 JP55079257A JP7925780A JPS6255754B2 JP S6255754 B2 JPS6255754 B2 JP S6255754B2 JP 55079257 A JP55079257 A JP 55079257A JP 7925780 A JP7925780 A JP 7925780A JP S6255754 B2 JPS6255754 B2 JP S6255754B2
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JP
Japan
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signal
integration time
solid
time
output
Prior art date
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JP55079257A
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Japanese (ja)
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JPS575476A (en
Inventor
Tokuichi Tsunekawa
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Canon Inc
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Canon Inc
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Publication date
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Priority to US06/269,804 priority patent/US4484223A/en
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Publication of JPS6255754B2 publication Critical patent/JPS6255754B2/ja
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/60Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise
    • H04N25/63Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise applied to dark current
    • H04N25/633Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise applied to dark current by using optical black pixels

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は撮像装置に関し、特には、固体撮像素
子により像を走査する際に、該固体撮像素子より
該固体撮像素子内部で発生する暗電流信号と該暗
電流信号を含む走査信号とを出力せしめ、差動回
路により該走査信号から該暗電流信号を差し引く
ことにより上記像についての撮像信号を得ると共
に、積分時間制御回路により該撮像信号のレベル
に基づき、上記固体撮像素子の像信号積分時間を
制御する様に為した撮像装置における更なる改良
に係わるものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an imaging device, and in particular, when an image is scanned by a solid-state imaging device, a dark current signal generated inside the solid-state imaging device and the dark current signal are detected by the solid-state imaging device. A differential circuit subtracts the dark current signal from the scanning signal to obtain an imaging signal for the image, and an integral time control circuit outputs the solid-state imaging signal based on the level of the imaging signal. The present invention relates to further improvements in an imaging device designed to control the image signal integration time of an element.

近年電荷結合デバイス(CCD)の如き固体撮
像素子が各方面に利用されるようになつて来た
が、CCDの如き固体撮像素子の出力にはその内
部での暗電流によるノイズ成分が含まれ、これに
より素子個有の性能が十分発揮できないことが多
くあつた。従つて固体撮像素子を用いた撮像装置
には上記の如き暗電流によるノイズ成分を検出し
て、これを出力から除去することが必要となり、
これについては既に提案されている。例えば、固
体撮像素子の受光部の一部を遮光して該遮光部に
より撮像素子内部での暗電流成分が得られる様に
し、該得られた暗電流成分を保持してこれを続い
て遮光されざる受光部によつて得られる走査信号
から差し引くことにより所謂暗電流補償を行う様
な技術が既に提案されている。
In recent years, solid-state imaging devices such as charge-coupled devices (CCDs) have come to be used in various fields, but the output of solid-state imaging devices such as CCDs contains noise components due to internal dark current. As a result, the inherent performance of the element was often not fully demonstrated. Therefore, in an imaging device using a solid-state imaging device, it is necessary to detect the noise component caused by the dark current as described above and remove it from the output.
This has already been proposed. For example, a part of the light-receiving section of a solid-state image sensor is shielded from light so that a dark current component inside the image sensor is obtained by the light-shielding section, and the obtained dark current component is held and subsequently shielded. Techniques have already been proposed in which so-called dark current compensation is performed by subtracting dark current from the scanning signal obtained by a light receiving section.

一方、これとは別に固体撮像素子は入射光の輝
度に対するそのダイナミツク・レンジを拡大する
ためにその電荷蓄積時間、即ち、光信号の積分時
間の制御を行うことが必要であり、これについて
も既に提案されている。例えば、固体撮像素子か
ら得られる走査信号の特定のレベル、例えば、ピ
ーク・レベルを検出してこれが所定の電圧範囲に
対してどの様な関係に在るか、即ち、該電圧範囲
内に納まつているか、或いはこれを上回つている
か又は下回つているかを判別し、上回つている場
合には積分時間をより短かくし、又、下回つてい
る場合にはより長くすることにより走査信号のピ
ーク・レベルが該所定の電圧範囲内に納まる様に
する様な積分時間の制御についての技術が既に提
案されている。
On the other hand, in order to expand the dynamic range of solid-state image sensors with respect to the luminance of incident light, it is necessary to control the charge accumulation time, that is, the integration time of the optical signal, and this has already been done. Proposed. For example, it is possible to detect a specific level, such as a peak level, of a scanning signal obtained from a solid-state image sensor and find out what kind of relationship this has with a predetermined voltage range, that is, whether it falls within the voltage range or not. The scanning signal is determined by determining whether it is above or below this, and if it is above this, the integration time is made shorter, and if it is below this, it is made longer. Techniques have already been proposed for controlling the integration time so that the peak level falls within the predetermined voltage range.

ところでこの様な固体撮像素子からの走査出力
の暗電流補償と走査信号のレベルを基いとするそ
の信号積分時間の制御と云う2つの技術を組合せ
て用いた場合、時として次の様な不都合が危惧さ
れることがある。即ち、それは、例えば、積分時
間制御回路による制御が可能な最長の積分時間の
下で固体撮像素子により光信号の積分が行れてい
る状態でその受光部に対する入射光の強度が急激
にしかも極度に増大した様な場合、該受光部にお
ける上記遮光部に対する漏光の強度が増大して該
遮光部での蓄積電荷量が極度に増大し、従つて、
該固体撮像素子からの走査出力の読み出しに当つ
て暗電流信号保持回路によつて保持される暗電流
信号のレベルが極端に増大するために続いて読み
出されて来る走査出力の、暗電流信号補償(又は
除去)回路(通常、これは差動回路である)によ
る暗電流成分除去後の走査信号のレベルが非常に
低くなつてしまい、これによりピーク検出回路に
よつて検出される走査信号のピーク・レベルが低
下するために、本来ならば固体撮像素子の信号積
分時間が短時間側に変更されなければならない
処、上記の最長の積分時間に固定されたままとな
ると云つた不都合の危惧である。勿論、この様な
不都合の危惧は、固体撮像素子の受光部の一部に
暗電流成分検出用の遮光部を設けた様な場合に限
らず、例えば、CCDフオト・センサにおいて電
荷転送用のCCDアナログ・シフト・レジスタの
内部で生起される電荷を暗電流成分として検出し
てこれにより暗電流補償を行おうとする様な場合
でも、受光部に対する入射光輝度の急激な増大に
よつて所謂ブルーミング現象を生じ、この時の拡
散による流出電荷が該CCDアナログ・シフト・
レジスタ内に流れ込んでしまう様な場合にも、或
いは又、この時の光励起によつて該CCDアナロ
グ・シフト・レジスタ内自体でも電荷が発生して
従つてその暗電流電荷分が著しく増大してしまう
様な場合等にも十分起り得ることであり、又、積
分時間の適否の判定方法についても、上に例記し
た走査信号のピーク・レベルを基いとする方法の
外、例えば、その平均値レベルを基いとする様な
方法や、或いは又、例えば、米国特許第4004852
号において開示されている様な該走査信号の2値
化処理後の、“1”又は“0”の計数値を基いと
する様な方法の場合等においても同様に生じ得る
ことであり、要するに固体撮像素子の走査出力の
暗電流補償と走査信号のレベルを基いとするその
信号積分時間の制御と云う2つの技術を組合せて
用いることによつて不可避的に生ずる致命的とも
言える欠陥である。
However, when the two techniques of dark current compensation of the scanning output from the solid-state image sensor and control of the signal integration time based on the level of the scanning signal are used in combination, the following disadvantages may occur. There may be concerns. That is, for example, when an optical signal is being integrated by a solid-state image sensor under the longest integration time that can be controlled by an integration time control circuit, the intensity of light incident on the light receiving section suddenly and extremely increases. In such a case, the intensity of light leakage from the light receiving part to the light shielding part increases, and the amount of accumulated charge in the light shielding part increases extremely.
When reading the scanning output from the solid-state image sensor, the dark current signal of the scanning output that is subsequently read out because the level of the dark current signal held by the dark current signal holding circuit increases extremely. After the dark current component is removed by the compensation (or removal) circuit (usually this is a differential circuit), the level of the scanning signal becomes very low, which causes the level of the scanning signal detected by the peak detection circuit to be very low. Because the peak level decreases, the signal integration time of the solid-state image sensor would normally have to be changed to a shorter time, but there was a concern that the signal integration time would remain fixed at the longest integration time mentioned above. be. Of course, the risk of such inconvenience is not limited to cases where a light-shielding part for detecting dark current components is provided in a part of the light-receiving part of a solid-state image sensor. Even when trying to compensate for dark current by detecting charges generated inside an analog shift register as a dark current component, a so-called blooming phenomenon occurs due to a sudden increase in the brightness of light incident on the light receiving section. The outflow charge due to diffusion at this time causes the CCD analog shift.
If the CCD analog shift register itself flows into the register, or the photoexcitation at this time generates charges within the CCD analog shift register itself, resulting in a significant increase in the dark current charge. In addition to the above-mentioned method based on the peak level of the scanning signal, there are also methods for determining whether the integration time is appropriate, such as based on the average level of the scanning signal. or alternatively, for example, US Pat. No. 4,004,852
The same problem can occur in the case of a method based on the count value of "1" or "0" after the binarization processing of the scanning signal as disclosed in No. This is a fatal defect that inevitably occurs when two techniques are used in combination: dark current compensation of the scanning output of the solid-state image sensor and control of the signal integration time based on the level of the scanning signal.

一般に、固体撮像素子を用いる撮像装置にあつ
ては該固体撮像素子の信号積分時間の制御範囲と
云うものは該撮像装置が使用される処の輝度条件
を予め想定してその最低輝度レベル及び最高輝度
レベルに応じてその上限及び下限が定められるの
が常であるが、ここで積分時間がその上限、即
ち、最長の時間に制御された状態でなお走査信号
のレベルが低過ぎると云う現象は、該撮像装置の
使用に適さない位に輝度が低いと云う状態もさる
こと乍ら、往々にして上述した様に、逆に輝度が
著しく高く、その結果、暗電流成分の信号レベル
が極度に増大している様な状態に陥つている様な
場合が多いものであり、そして、後者の場合には
固体撮像素子の信号積分時間を短時間側に切換え
ることにより装置は再び適正な走査信号を出力し
得る様になるものであり、従つて、この点におい
て、上述の様に固体撮像素子の走査出力の暗電流
補償と走査信号のレベルを基いとするその信号積
分時間の制御と云う2つの技術を組合せて用いる
場合には、それなり配慮が必要とされる訳であ
る。
Generally, in the case of an imaging device using a solid-state imaging device, the control range of the signal integration time of the solid-state imaging device is determined in advance by assuming the brightness conditions where the imaging device will be used, and then determining the minimum and maximum brightness levels. The upper and lower limits are usually determined according to the brightness level, but the phenomenon that the level of the scanning signal is still too low even when the integration time is controlled to the upper limit, that is, the maximum time, is In addition to situations in which the brightness is so low that it is not suitable for use with the imaging device, there are also cases in which the brightness is extremely high, as described above, and as a result, the signal level of the dark current component becomes extremely high. In many cases, the device finds itself in a situation where the signal is increasing, and in the latter case, by switching the signal integration time of the solid-state image sensor to a shorter time side, the device can again generate an appropriate scanning signal. Therefore, in this respect, as mentioned above, there are two methods: dark current compensation of the scanning output of the solid-state image sensor and control of the signal integration time based on the level of the scanning signal. When using a combination of technologies, certain considerations are required.

本発明は以上に述べた様な事情に鑑みて為され
たもので、固体撮像素子からの走査出力の暗電流
補償と走査信号のレベルを基いとするその像信号
積分時間の制御と云う2つの技術を組合せて用い
る様にした撮像装置、即ち、具体的には、固体撮
像素子により像を走査する際に、該固体撮像素子
より該固体撮像素子内部で発生する暗電流信号と
該暗電流信号を含む走査信号とを出力せしめ、差
動回路により該走査信号から該暗電流信号を差し
引くことにより上記像についての撮像信号を得る
と共に、積分時間制御回路により該撮像信号のレ
ベルに基づき、上記固体撮像素子の像信号積分時
間を制御する様に為した撮像装置として、上述し
た様な、例えば、比較的長い像信号積分時間の下
で入射光輝度が急激に増大した様な場合に見られ
る像信号積分時間制御の好ましからぬ状態への進
行と云う不都合の危惧を確実に解消せしめて、斯
かる事態に対しても良好な像信号積分時間制御を
持続し得るより有利な改良を提供することを目的
とし、そして斯かる目的の下で本発明の撮像装置
は、上記積分時間制御回路により上記固体撮像素
子の像信号積分時間が制御可能な最長の積分時間
に調定されている状態で上記差動回路からの撮像
信号のレベルが所定のレベルを下回つたことを検
出することにより上記積分時間制御回路によつて
設定されるべき上記固体撮像素子の像信号積分時
間をより短かい積分時間にリセツトするためのリ
セツト用回路を備えたことを特徴とするものであ
る。
The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and has two functions: dark current compensation of the scanning output from the solid-state image sensor and control of the image signal integration time based on the level of the scanning signal. An imaging device that uses a combination of techniques, specifically, when scanning an image with a solid-state imaging device, a dark current signal generated from the solid-state imaging device inside the solid-state imaging device; A differential circuit subtracts the dark current signal from the scanning signal to obtain an imaging signal for the image, and an integral time control circuit outputs a scanning signal containing the imaging signal based on the level of the imaging signal. As an imaging device configured to control the image signal integration time of the image sensor, it is possible to detect images that are seen when the incident light brightness increases rapidly under a relatively long image signal integration time, as described above. It is an object of the present invention to provide a more advantageous improvement that can surely eliminate the fear of inconvenience that signal integration time control progresses to an unfavorable state and maintain good image signal integration time control even in such a situation. With this objective in mind, the imaging device of the present invention provides the above-mentioned difference while the image signal integration time of the solid-state image sensor is adjusted to the longest controllable integration time by the integration time control circuit. By detecting that the level of the imaging signal from the dynamic circuit has fallen below a predetermined level, the integration time of the image signal of the solid-state imaging device to be set by the integration time control circuit is reduced to a shorter integration time. This device is characterized by being equipped with a reset circuit for resetting.

尚、以下に説明する本発明の実施例によれば、
上記リセツト用回路を、上記積分時間制御回路に
より上記固体撮像素子の像信号積分時間が制御可
能な最長の積分時間に調定されている状態で上記
差動回路からの撮像信号のレベルが上記所定のレ
ベルを下回つた状態が所定時間持続した際に該所
定時間の経過と共に上記積分時間制御回路によつ
て設定されるべき上記固体撮像素子の像信号積分
時間をより短かい積分時間にリセツトする様、構
成することが開示されているが、これは、前述し
た入射光輝度の急激な増大が瞬間的なもので従つ
て次の回の像の走査に際しては入射光輝度が元の
レベルに戻つている様な場合も往々にしてあり、
そして、この様な場合には無用な積分時間の切換
えを行わない方が好ましいと云う観点に鑑みて施
された工夫で、特に上述した様な入射光輝度の変
動に対して非常に有益なものである。
According to the embodiments of the present invention described below,
The level of the imaging signal from the differential circuit is adjusted to the predetermined level while the reset circuit is adjusted to the longest controllable integration time of the image signal of the solid-state image sensor by the integration time control circuit. When the level of the image signal remains below the level for a predetermined period of time, the image signal integration time of the solid-state image sensor to be set by the integration time control circuit is reset to a shorter integration time as the predetermined time elapses. However, this is because the sudden increase in the brightness of the incident light is instantaneous, and therefore the brightness of the incident light returns to its original level during the next image scan. There are often cases where it seems that
This was devised from the perspective that in such cases it would be better not to change the integration time unnecessarily, and it is especially useful for the above-mentioned fluctuations in incident light brightness. It is.

又、他の実施例によれば、上記リセツト用回路
を、上記積分時間制御回路により上記固体撮像素
子の像信号積分時間が制御可能な最長の積分時間
に調定されている状態で上記差動回路からの撮像
信号のレベルが上記所定のレベルを下回り、且
つ、この時、上記像の照度レベルが所定レベル以
上である場合に、上記積分時間制御回路によつて
設定されるべき上記固体撮像素子の像信号積分時
間をより短かい積分時間にリセツトする様、構成
することが開示されているが、これは、先に述べ
た様に積分時間が最長の時間に制御された状態で
なお走査信号のレベルが低過ぎると云う現像が、
撮像装置の使用に適さない位に入射光輝度が低い
と云う状態と、逆に該入射光輝度が著しく高く、
その結果、暗電流成分の信号レベルが極度に増大
している様な状態の双方において同様に生じ得る
ものである事実に鑑み、これらの各状態の相違を
弁別して、後者の場合にのみ積分時間のリセツト
を行うことにより適正な走査信号を得る様にする
と云う点で非常に有益なものである。
According to another embodiment, the reset circuit is configured to control the differential signal while the image signal integration time of the solid-state image sensor is adjusted to the longest controllable integration time by the integration time control circuit. The solid-state image sensor to be set by the integral time control circuit when the level of the imaging signal from the circuit is lower than the predetermined level and at this time, the illuminance level of the image is equal to or higher than the predetermined level. It is disclosed that the image signal integration time of the image signal is configured to be reset to a shorter integration time. The level of development is too low.
There are two situations in which the intensity of the incident light is so low that it is unsuitable for use with an imaging device, and another in which the intensity of the incident light is extremely high.
As a result, in view of the fact that the signal level of the dark current component can occur in the same way in both states, such as when the signal level of the dark current component is extremely increased, the difference between these states can be distinguished, and the integration time can be calculated only in the latter case. This is very useful in that a proper scanning signal can be obtained by resetting the .

因みに、上記リセツト用回路によつてリセツト
されるべき上記のより短かい積分時間とは、実施
例によれば、制御可能な最短の積分時間若しくは
これに近い比較的短かい時間であるが、入射光輝
度が極度に上昇した様な場合に上述の如き不都合
が危惧されるものであることを考慮すると、最短
の積分時間とするものが最も効果的であろう。但
し、これは決して絶対的なものではなく、撮像装
置の使用目的等に応じて適宜決定されるものであ
ることは勿論のことである。
Incidentally, according to the embodiment, the above-mentioned shorter integration time to be reset by the above-mentioned reset circuit is the shortest controllable integration time or a relatively short time close to this; Considering that the above-mentioned inconvenience is likely to occur when the luminance increases extremely, it would be most effective to use the shortest integration time. However, it goes without saying that this is by no means absolute, and is determined as appropriate depending on the purpose of use of the imaging device.

以下図面によつて本発明の実施例を詳細に説明
する。
Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

先ず第1図は固体撮像素子に対する入射光輝度
及びこれに対するその信号積分時間、即ち、蓄積
時間(ここでは例えばt1〜t8の8段階でt1は最
短、t8は最長である)と画像信号出力との関係を
示したものである。UMAX及びUMINは画像信号出
力の例えばピーク値に対して設定された所定の適
正範囲の上限値及び下限値であり画像信号出力の
ピーク値がこれらの上限及び下限を越えると、即
ち、上限を上回るか、或いは下限を下回ると該適
正範囲内に復するように蓄積時間(t1〜t8)が制御
される。
First, Figure 1 shows the incident light intensity on the solid-state image sensor and its corresponding signal integration time, that is, the accumulation time (here, for example, in 8 steps from t 1 to t 8 , t 1 is the shortest and t 8 is the longest). This shows the relationship with the image signal output. U MAX and U MIN are the upper and lower limits of a predetermined appropriate range set for the peak value of the image signal output, and if the peak value of the image signal output exceeds these upper and lower limits, that is, the upper limit is reached. The accumulation time ( t1 to t8 ) is controlled so that when it exceeds the lower limit or falls below the lower limit, it returns to the appropriate range.

次に第2図は、ブルーミングによる過剰電荷の
流出、或いは光のまわり込み等により生ずる暗電
流信号レベルの変動の様子とこれによる暗電流補
償後の出力の変動の関係を模式的に示したもので
ある。
Next, Figure 2 schematically shows the relationship between the fluctuations in the dark current signal level caused by the outflow of excess charge due to blooming or the wrap-around of light, and the resulting fluctuations in the output after dark current compensation. It is.

A,Bは固体撮像素子が画像情報を時系列的に
出力する場合の信号波形図であり、D1〜D3は暗
電流信号検出のためのダミー画素部の出力S1〜S5
…は感光画素部の出力である。ダミー画素部D1
〜D3にブルーミングあるいは光漏れを生じてい
ない場合がAでありこれらを生じている場合がB
である。C,Dは感光画素部S1〜S5…によつて得
られる暗電流成分を含む画像情報からダミー画素
部D1〜D3によつて得られる暗電流信号成分を差
し引いた差動出力の信号波形図である。Cは真の
画像に対応する出力波形であり、Dは暗電流信号
の増大により真の画像に正確に対応しない出力波
形である。Dでは暗電流成分の増大により差動出
力信号のピーク値が上述の適正範囲の下限値UMI
を下回る様になるので蓄積時間制御回路系は画
像信号レベルが低いと判断して蓄積時間を更に長
くする様になり、従つて感光画素部の露光量(積
分量)は更に増大してダミー画素部へのブルーミ
ングによる過剰流出電荷の流れ込み或いは、光の
まわり込み量は更に増大する様になり、これによ
り差動出力信号のレベルは反対に低下の一途をた
どるので蓄積時間は更に長くなり、最終的には第
1図に示す最長の蓄積時間t8に固定され、差動出
力信号もそのピーク値がt8の破線で示すUMIN
下となる様なレベルに永久に固定(ラツチ)され
ることになる。
A and B are signal waveform diagrams when the solid-state image sensor outputs image information in time series, and D 1 to D 3 are outputs S 1 to S 5 of the dummy pixel section for dark current signal detection.
... is the output of the photosensitive pixel section. Dummy pixel section D 1
~ D 3 : A is the case where no blooming or light leakage occurs, and B is the case where these occur.
It is. C and D are the differential outputs obtained by subtracting the dark current signal components obtained by the dummy pixel sections D 1 to D 3 from the image information including the dark current components obtained by the photosensitive pixel sections S 1 to S 5 . It is a signal waveform diagram. C is an output waveform that corresponds to the true image, and D is an output waveform that does not accurately correspond to the true image due to an increase in the dark current signal. In D, due to an increase in the dark current component, the peak value of the differential output signal becomes the lower limit of the above-mentioned appropriate range U MI
Since the accumulation time control circuit determines that the image signal level is low, it further lengthens the accumulation time, and therefore the exposure amount (integral amount) of the photosensitive pixel area further increases and the dummy The amount of excess charge flowing into the pixel area due to blooming or the amount of light entering the pixel area further increases, and as a result, the level of the differential output signal continues to decrease, and the accumulation time becomes longer. Ultimately, it is fixed at the longest accumulation time t 8 shown in Figure 1, and the differential output signal is also permanently fixed (latched) at a level such that its peak value is less than U MIN shown by the broken line at t 8 . That will happen.

さて、それでは次に斯かる不都合を防止するこ
とを目的とした本発明の実施例について説明す
る。
Next, an embodiment of the present invention aimed at preventing such inconvenience will be described.

第3図は本発明の一実施例を示すものであり、
図においてSPはCCDフオト・ダイオード・アレ
イ等の固体撮像素子で、S1〜Soはn個の画素か
ら成る感光画素部D1,D2は暗電流検出用の例え
ばマスクMSによつて遮光されたダミー画素部で
ある。FA1,FA2…,FAn(m=n+2)は感光
画素部S1〜So及びダミー画像部D1,D2に蓄えら
れた電荷を積分クリア信号ICGをハイ・レベルに
することによりクリアするための積分クリアゲー
ト、FB1,FB2,…FBnは感光画素部S1〜Soにそ
の入射光の積分量に対応して蓄えられた電荷及び
ダミー画素部D1,D2に蓄えられた暗電流に対応
する電荷を電荷転送用アナログ・シフト・レジス
タCA1〜CA2mに移送するための電荷移送用ゲー
トである。アナログ・シフト・レジスタCA1
CA2mの出力電荷は抵抗R1,R2,R3及びFET
FC1,FC2より成る電荷電圧変換回路を介して、
電圧情報として出力される。
FIG. 3 shows an embodiment of the present invention,
In the figure, SP is a solid-state image sensor such as a CCD photo diode array, and S 1 to S o are light-sensitive pixel parts D 1 and D 2 each consisting of n pixels, which are shielded from light by, for example, a mask MS for detecting dark current. This is the dummy pixel section. FA 1 , FA 2 ..., FA n (m=n+2) integrates the charges stored in the photosensitive pixel sections S 1 to S o and the dummy image sections D 1 and D 2 by setting the clear signal ICG to high level. The integral clear gates FB 1 , FB 2 , ... FB n for clearing are the charges stored in the photosensitive pixel sections S 1 to S o corresponding to the integral amount of the incident light and the dummy pixel sections D 1 , D 2 . These are charge transfer gates for transferring charges corresponding to the dark current stored in the charge transfer analog shift registers CA 1 to CA 2 m. Analog shift register CA 1 ~
The output charge of CA 2 m is the resistor R 1 , R 2 , R 3 and FET
Through a charge voltage conversion circuit consisting of FC 1 and FC 2 ,
Output as voltage information.

AG1は固体撮像素子SPの出力のうちダミー画
素部D1,D2によつて得られる信号のみを取り出
すためのアナログ・ゲートであり、これに続くホ
ールド用コンデンサC1、抵抗R4及びバツフア
増幅器BPは暗電流信号保持回路を構成する。抵
抗R4はコンデンサC1とともにロウ・パス・フ
イルターを形成するための抵抗であり必ずしも必
要ではない。抵抗R5,R6,R7,R8及び演
算増幅器OP1は暗電流補償用作動回路としての
差動増幅回路を構成し、感光画素部S1〜Soによ
つて得られる暗電流成分を含む画像情報から上記
暗電流信号保持回路によつて保持されているダミ
ー画素D1,D2によつて得られた暗電流信号成分
を差し引くことにより、真の画像情報UFを出力
する。
AG1 is an analog gate for extracting only the signals obtained by the dummy pixel sections D1 and D2 from the output of the solid-state image sensor SP, followed by a hold capacitor C1, a resistor R4, and a buffer amplifier BP. constitutes a dark current signal holding circuit. The resistor R4 is a resistor for forming a low pass filter together with the capacitor C1 , and is not necessarily required. Resistors R5, R6, R7, R8 and operational amplifier OP1 constitute a differential amplifier circuit as an operating circuit for dark current compensation, and from image information including dark current components obtained by the photosensitive pixel sections S1 to S0 . True image information UF is output by subtracting the dark current signal components obtained by the dummy pixels D 1 and D 2 held by the dark current signal holding circuit.

AG2上記差動増幅回路の出力のうち、感光画素
部S1〜Soに対応した信号のみを取り出すための
アナログ・ゲート、PDは該アナログ・ゲートAG
2を通じて得られる信号のピーク値(以下、VP
と記す)を検出するためのピーク検出回路、PH
は該ピーク検出回路で検出されたピーク値VPを
ホールドするためのピーク・ホールド回路、R
9,R10,R11は上記の上限及び下限の基準
電圧VMAX及びVMINを得るための分圧抵抗であ
る。CP1はピーク・ホールド・回路PHのホール
ド値VPを上限の基準電圧VMAXに対して比較して
VP>VMAXでハイ・レベル信号を、VP≦VMAX
ロウ・レベル信号を出力するコンパレータ、CP
2は上記ホールド値VPを下限の基準電圧VMIN
対して比較してVP<VMINでハイ・レベル信号
を、VP≧VMINでロウ・レベル信号を出力するコ
ンパレータ、IVはコンパレータCP1の出力を反
転させるためのインバータで、その出力は蓄積時
間設定用のアツプ・ダウン・カウンタUDC(こ
こでは3ビツト構成のバイナリ・アツプ・ダウ
ン・カウンタである)のカウント・モード制御用
の信号として該アツプ・ダウン・カウンタUDC
に附与される。因みに該アツプ・ダウン・カウン
タUDCはここではインバータIVの出力のハイに
よりアツプ・カウント・モードとなり、ロウによ
りダウン・カウント・モードとなる様に設定され
ている。OR1はコンパレータCP1の出力とコン
パレータCP2の出力の論理和をとるためのオ
ア・ゲート、EXは上記アツプ・ダウン・カウン
タUDCの3ビツト出力Q1,Q2,Q3と上記インバ
ータIVの出力との排他的論理和をとるためのイ
クスクルーシブ・オア・ゲート、ANは該オア・
ゲートOR1の出力とイクスクルーシブ・オア・
ゲートEXの出力と更に後述するタイミング・コ
ントロール回路TCCからのカウント用パルスCP
との論理積をとるためのアンド・ゲートで、その
出力は上記アツプ・ダウン・カウンタUDCのカ
ウント・クロツクとして該アツプ・ダウン・カウ
ンタUDCに附与される。尚、上記イクスクルー
シブ・オア・ゲートEXは蓄積時間が最短時間t1
または最長時間t8に設定された状態で更に短時間
または長時間側へのシフト情報がコンパレータ
CP1又はCP2から出力された場合にアツプ・ダ
ウン・カウンタUDCのリセツトを防止し、蓄積
時間を現在設定されている最短又は最長の蓄積時
間に固定するためのものである。因みに上記アツ
プ・ダウン・カウンタUDCの3ビツト出力Q1
Q3とこれによつて指定される上記8段階の蓄積
時間の対応関係は第4図に示す如くである。
AG 2 An analog gate for extracting only the signals corresponding to the photosensitive pixel sections S 1 to S o from the output of the above differential amplifier circuit; PD is the analog gate AG
The peak value of the signal obtained through 2 (hereinafter referred to as VP
PH is a peak detection circuit for detecting
is a peak hold circuit for holding the peak value VP detected by the peak detection circuit;
9, R10, and R11 are voltage dividing resistors for obtaining the above upper and lower limit reference voltages V MAX and V MIN . CP1 is calculated by comparing the hold value VP of the peak hold circuit PH with the upper limit reference voltage V MAX .
A comparator that outputs a high level signal when VP>V MAX and a low level signal when VP≦V MAX , CP
2 is a comparator that compares the above hold value VP with the lower limit reference voltage V MIN and outputs a high level signal when VP<V MIN and a low level signal when VP≧V MIN ; IV is the output of comparator CP1 The output is used as a count mode control signal for the up-down counter UDC (in this case, a 3-bit binary up-down counter) for setting the accumulation time.・Down counter UDC
granted to. Incidentally, the up-down counter UDC is set here so that it goes into the up-count mode when the output of the inverter IV goes high, and goes into the down-count mode when it goes low. OR1 is an OR gate for calculating the logical sum of the output of comparator CP1 and the output of comparator CP2, and EX is the 3-bit output Q 1 , Q 2 , Q 3 of the up-down counter UDC and the output of the inverter IV. An exclusive OR gate, AN is an exclusive OR gate to take the exclusive OR of
Output of gate OR1 and exclusive or
The output of gate EX and the counting pulse CP from the timing control circuit TCC, which will be described later.
and an AND gate, the output of which is applied to the up-down counter UDC as the count clock of the up-down counter UDC. In addition, the above Exclusive or Gate EX has the shortest accumulation time t 1
Or, when the maximum time is set to t8 , information on shifting to a shorter or longer time side is sent to the comparator.
This is to prevent the up/down counter UDC from being reset when it is output from CP1 or CP2, and to fix the accumulation time to the currently set shortest or longest accumulation time. Incidentally, the 3-bit output Q1 of the up/down counter UDC above
The correspondence relationship between Q 3 and the above-mentioned 8 stages of accumulation time specified thereby is as shown in FIG.

TCCは第5図に示すタイミングチヤートに従
い、各種制御パルス及び制御信号を発生するため
のタイミング・コントロール回路であり、PUC
は電源オン時、固体撮像素子SPの電荷蓄積時間
を最短蓄積時間t1にイニシヤル・セツトするため
の上記アツプ・ダウン・カウンタUDCに対する
リセツト用パルス、CPは固体撮像素子SPの信号
を1回読み出す毎に1回発生するアツプ・ダウ
ン・カウンタUDCのカウント用パルス(即ち、
蓄積時間制御用パルス)、Aφ1は上記アナロ
グ・ゲートAG1を介して、1回の読み出し毎に
暗電流検出に必要な部分の信号、即ち、上記ダミ
ー画素部D1,D2に対応した信号を取り出すため
の、該アナログ・ゲートAG1に対するゲート制
御用信号、Aφ2は上記アナログ・ゲートを介し
て、1回の読み出し毎に上記差動増幅回路の出力
のうち、上記感光画素部S1〜Soに対応した信号
を取り出すための、該アナログ・ゲートAG2に
対するゲート制御用信号、φRは例えば各読み出
しの開始の直後に上記ピーク検出回路PDをリセ
ツトするためのピーク・リセツト用制御信号、φ
Hは1回の読み出しの終了の度毎に上記ピーク検
出回路PDのリセツトされる以前のピーク検出値
VPをピーク・ホールド回路PHにホールドさせる
ためのピーク・ホールド用制御信号、SHは上記
固体撮像素子SPにおける電荷移送用ゲートFB1
FBnに対するゲート制御用パルス(シフト・パル
ス)、ICGは同じく積分クリア用ゲートFA1
FAnに対するゲート制御用信号(積分クリア信
号)、φ,φは同じく電荷転送用アナログ・
シフト・レジスタCA1〜CA2mに対する転送用ク
ロツクパルス(即ち、ここではアナログ・シフ
ト・レジスタCA1〜CA2mは2相駆動型のもので
ある。又、ここではシフト・パルスSHはφ
期である。)RSは同じく電荷―電圧変換回路
FET FC1に対するリセツト・パルスである。
TCC is a timing control circuit for generating various control pulses and control signals according to the timing chart shown in Figure 5, and PUC
is a reset pulse for the up-down counter UDC to initially set the charge accumulation time of the solid-state image sensor SP to the shortest accumulation time t1 when the power is turned on, and CP is a pulse that reads the signal of the solid-state image sensor SP once. The counting pulse of the up/down counter UDC that occurs once every time (i.e.,
(accumulation time control pulse), Aφ1 sends a signal necessary for dark current detection for each readout, that is, a signal corresponding to the dummy pixel portions D 1 and D 2 through the analog gate AG1. A gate control signal Aφ2 for the analog gate AG1 for reading out is sent to the photosensitive pixel sections S 1 to S o out of the output of the differential amplifier circuit for each readout through the analog gate. φ R is a gate control signal for the analog gate AG2 for extracting a signal corresponding to the signal, φ R is a peak reset control signal for resetting the peak detection circuit PD immediately after the start of each readout, and φ
H is the peak detection value before the peak detection circuit PD is reset each time one reading is completed.
The peak hold control signal for holding VP in the peak hold circuit PH, SH is the charge transfer gate FB 1 ~ in the solid-state image sensor SP.
Gate control pulse (shift pulse) for FB n , ICG is also the integral clear gate FA 1 ~
The gate control signal (integral clear signal) for FA n , φ 1 and φ 2 are analog charge transfer signals.
The transfer clock pulse for the shift registers CA 1 to CA 2 m (that is, the analog shift registers CA 1 to CA 2 m are two-phase drive type here. Also, the shift pulse SH is φ 1 RS is also a charge-voltage conversion circuit.
This is the reset pulse for FET FC1.

尚、該タイミング・コントロール回路TCCは
アツプ・ダウン・カウンタUDCの出力Q1〜Q3
よつて指示される時間情報に基づき固体撮像素子
SPの電荷蓄積時間の制御の機能を司るものであ
るが、具体的には第5図中にtで示す積分クリア
信号ICGのロウ・レベルへの立下りからシフト・
パルスSHの立上りまでの期間をアツプ・ダウ
ン・カウンタUDCの出力Q1〜Q3の状態に応じて
上記のt1〜t8の8段階の間で制御することにより
該蓄積時間の制御を具現するものである。従つ
て、ここでは固体撮像素子SPの実際の電荷蓄積
時間は“上記の時間t+シフト・パルスSHのハ
イ・レベル持続期間△t”と云うことになるもの
である。因みに上記固体撮像素子SPは上述した
様に2相駆動型のものであるが、その各画素の信
号はここではφ同期で出力され、且つ、シフ
ト・パルスSHと同期してその出力が開始されも
のである。
The timing control circuit TCC controls the solid-state image sensor based on the time information indicated by the outputs Q1 to Q3 of the up-down counter UDC.
It controls the function of controlling the charge accumulation time of SP, and specifically, it controls the shift from the fall of the integral clear signal ICG to the low level, indicated by t in FIG.
Control of the accumulation time is realized by controlling the period until the rise of the pulse SH between the above eight stages t1 to t8 according to the states of the outputs Q1 to Q3 of the up-down counter UDC. It is something to do. Therefore, here, the actual charge accumulation time of the solid-state image sensor SP is "the above time t+the high level duration period Δt of the shift pulse SH". Incidentally, the above-mentioned solid-state image sensor SP is of the two-phase drive type as mentioned above, and the signals of each pixel are output in synchronization with φ1 here, and the output starts in synchronization with the shift pulse SH. It is something to be admired.

さて以上の撮像装置の構成に対し、ここでは本
発明による改良に従つて以下に説明する様な蓄積
時間リセツトのための構成が附加されている。即
ち、第3図において、NAは上記アツプ・ダウ
ン・カウンタUDCの出力Q1〜Q3の反転論理積を
とるためのナンド・ゲート・R12及びC2は所
定の時定数回路を構成する抵抗及びコンデンサ、
Trはナンド・ゲートNAの出力のロウに応答して
該時定数回路を作動させるため上記コンデンサC
2に対する短絡用npnスイツチング・トランジス
タ、R13及びR14は所定の基準電圧を得るた
めの分圧抵抗、CP3は上記コンデンサC2の端
子電圧と抵抗R13及びR14による基準電圧と
を比較してコンデンサC2の端子電圧が基準電圧
を越えた際にハイ・レベル信号を出力するコンパ
レータで、その出力は一方で上記タイミング・コ
ントロール回路TCCからのアツプ・ダウン・カ
ウンタUDCに対するクリア・パルスPUCを受け
るオア・ゲートOR2に附与され、そして該オ
ア・ゲートOR2の出力は上記アツプ・ダウン・
カウンタUDCにリセツト・パルスとして附与さ
れる。
Now, in accordance with the improvement of the present invention, a configuration for resetting the accumulation time as described below is added to the configuration of the above-described imaging device. That is, in FIG. 3, NA is a NAND gate for taking the inverse AND of the outputs Q 1 to Q 3 of the up-down counter UDC, and R12 and C2 are a resistor and a capacitor that constitute a predetermined time constant circuit. ,
Tr is connected to the above capacitor C in order to operate the time constant circuit in response to the low output of the NAND gate NA.
2, R13 and R14 are voltage dividing resistors for obtaining a predetermined reference voltage, and CP3 compares the terminal voltage of the capacitor C2 with the reference voltage provided by the resistors R13 and R14 to determine the voltage at the terminal of the capacitor C2. This is a comparator that outputs a high level signal when the voltage exceeds the reference voltage, and its output is connected to the OR gate OR2, which receives the clear pulse PUC for the up-down counter UDC from the timing control circuit TCC. and the output of the OR gate OR2 is
Provided as a reset pulse to counter UDC.

さて以上の構成において、先ず、装置の電源が
投入されると、この時、タイミング・コントロー
ル回路TCCよりアツプ・ダウン・カウンタUDC
に対するリセツト・パルスPUC(パワー・アツ
プ・クリア・パルス)が出力されてこれはオア・
ゲートOR2を通じて該アツプ・ダウン・カウン
タUDCに附与され、そして該アツプ・ダウン・
カウンタUDCがリセツトされてその出力Q1〜Q3
が全てロウとなることにより固体撮像素子SPの
指定蓄積時間は第4図に示す如く先ず最短蓄積時
間t1にイニシヤル・セツトされる様になる。一
方、電源の投入によりタイミング・コントロール
回路TCCは更に固体撮像素子SPに対し転送用ク
ロツク・パルスφ,φ及びリセツト・パルス
RSの出力を開始すると共に、更に積分クリア信
号ICGをハイと為して積分クリア用ゲートFA1
FAnをオンと為すことによりその画素部D1,D2
及びS1〜Soにおける発生電荷の蓄積を禁止する
様になる。この状態で外部トリガ信号が該タイミ
ング・コントロール回路TCCに附与されると、
該タイミング・コントロール回路TCCはこのト
リガ信号に応答して第5図に示す如く積分クリア
信号ICGを直ちにロウと為して積分クリア用ゲー
トFA1〜FAnをオフと為すことにより画素部の
D1,D2及びS1〜Soでの発生電荷の蓄積を開始さ
せると共に、この時に上記アツプ・ダウン・カウ
ンタUDCの出力Q1〜Q3によつて指示されている
蓄積時間(即ち、この場合は最短の時間t1であ
る)の計時を開始し、そして、この計時が終了す
るとシフト・パルスSHを出力する様になる。従
つて、この時点で、電荷移送用ゲートFB1〜FBn
がオンとなることにより上記の計時が行われてい
る間に画素部D1,D2及びSD1〜SDnに蓄積された
電荷が該電荷移送用ゲートFB1〜FBnを通じて電
荷転送用アナログ・シフト・レジスタCA1
CA2mの各対応するビツトに取り込まれた後、該
アナログ・シフト・レジスタCA1〜CA2mを通じ
て電荷―電圧変換回路へ転送され、ここで電圧変
換されて電圧情報として出力される様になる。
尚、タイミング・コントロール回路TCCはシフ
ト・パルスSHを出力するとその後、再び積分ク
リア信号ICGをハイと為して積分クリア用ゲート
FA1〜FAnをオンと為すことにより画素部D1
D2及びS1〜Soでの発生電荷の蓄積を禁止する様
になる。
Now, in the above configuration, when the power of the device is turned on, at this time, the up/down counter UDC is output from the timing control circuit TCC.
A reset pulse PUC (power up clear pulse) is output for the
is applied to the up-down counter UDC through gate OR2, and the up-down counter UDC is
Counter UDC is reset and its output Q 1 ~ Q 3
As a result, the designated storage time of the solid-state image sensor SP is initially set to the shortest storage time t1 as shown in FIG. On the other hand, when the power is turned on, the timing control circuit TCC further sends transfer clock pulses φ 1 , φ 2 and a reset pulse to the solid-state image sensor SP.
At the same time as starting the output of RS, the integral clearing signal ICG is made high and the integral clearing gate FA 1 ~
By turning on FA n , the pixel parts D 1 and D 2
And accumulation of generated charges in S 1 to S o is prohibited. When an external trigger signal is applied to the timing control circuit TCC in this state,
In response to this trigger signal, the timing control circuit TCC immediately sets the integral clear signal ICG to low level and turns off the integral clear gates FA 1 to FA n , as shown in FIG. 5, thereby controlling the pixel section.
The accumulation of the generated charges at D 1 , D 2 and S 1 to S o is started, and at this time, the accumulation time indicated by the outputs Q 1 to Q 3 of the up-down counter UDC (i.e., In this case, it starts counting the shortest time ( t1 ), and when this timing ends, it outputs a shift pulse SH. Therefore, at this point, the charge transfer gates FB 1 to FB n
is turned on, charges accumulated in the pixel portions D 1 , D 2 and SD 1 to SDn are transferred to the charge transfer analog gates through the charge transfer gates FB 1 to FB n while the above-mentioned time measurement is being performed. Shift register CA 1 ~
After being captured in each corresponding bit of CA 2 m, it is transferred to the charge-voltage conversion circuit through the analog shift registers CA 1 to CA 2 m, where it is converted into voltage and output as voltage information. Become.
Furthermore, after the timing control circuit TCC outputs the shift pulse SH, it makes the integral clear signal ICG high again and clears the integral clear gate.
By turning on FA 1 to FA n , the pixel section D 1 ,
Accumulation of generated charges in D 2 and S 1 to S o is prohibited.

さてこの様にして固体撮像素子SPから走査信
号の出力が開始されると、該走査信号の出力に際
し、タイミング・コントロール回路TCCは第5
図に示す如くダミー画素部D1,D2に対応した信
号が出力されるタイミングでアナログゲートAG
1に対するゲート制御用信号Aφ1をハイと為し
て該アナログ・ゲートAG1をオンと為し、従つ
て、該ダミー画素部D1,D2に対応した信号がコ
ンデンサC1により固体撮像素子SPの暗電流信
号としてホールドされ、該ホールドされた暗電流
信号はバツフア増幅器BPを通じて差動増幅回路
の一方の入力に附与される様になる。従つて、該
差動増幅回路は続いてその他方の入力に感光画素
部S1〜Soに対応した信号を受けることにより該
信号から上記暗電流信号成分を差し引いた信号、
即ち、暗電流補償された画像情報信号VFを出力
する様になる。一方、この時、タイミング・コン
トロール回路TCCは第5図に示す如く固体撮像
素子SPから上記感光画素部S1〜Soに対応した信
号が出力される期間、アナログ・ゲートASG2
に対するゲート制御用信号Aφ2をハイと為すこ
とにより該アナログ・ゲートAG2をオンと為
し、従つて、差動増幅回路の出力のうち、上記感
光画素部S1〜Soに対応した出力がピーク検出回
路PDに附与されることになる。該ピーク検出回
路PDはタイミング・コントロール回路TCCから
の第5図に示す如きリセツト信号φRにより例え
ば上記ダミー画素部D1,D2に対応した信号が得
られる期間において既にリセツトされており、そ
して、アナログ・ゲートAG2を通じて上記感光
画素部S1〜Soに対応した差動増幅回路の出力を
附与されることによりそのピーク値を検出する様
になる。そして固体撮像素子SPからの上記感光
画素部S1〜Soに対応した信号の出力が終了する
と、この時点でタイミング・コントロール回路
TCCは第5図に示す如くゲート制御用信号Aφ
をロウと為してアナログ・ゲートAG2をオフと
為すことによりピーク検出回路PDによるピーク
値検出を終了させると共に、その後、ピーク・ホ
ールド回路PHに対してホールド信号φHを附与し
てこの時点での該ピーク検出回路PDのピーク検
出出力VPをホールドさせる様になる。該ピー
ク・ホールド回路PHにピーク値VPがホールドさ
れると、コンパレータCP1及びCP2は夫々該ホ
ールドされたピーク値VPを上限及び下限の基準
電圧VMAX及びVMINに対して比較し、その比較結
果をハイ又はロウの論理信号として出力する様に
なる。即ち、今、例えば、VP<VMINであつたと
するとコンパレータCP1の出力はロウ、コンパ
レータCP2の出力はハイとなり、従つて、イン
バータIVの出力がハイとなることによりアツ
プ・ダウン・カウンタUDCがアツプ・カウン
ト・モードに設定されると共に、オア・ゲート
OR1の出力がハイとなり、又、この時、イクス
クルーシブ・オア・ゲートEXの出力もハイとな
る。従つて、ピーク・ホールド回路PHによるピ
ーク検出回路PDのピーク検出出力VPのホールド
の終了後、タイミング・コントロール回路TCC
より第5図に示す如くアツプ・ダウン・カウンタ
UDCに対するカウント・パルスCPが出力される
と、該カウント・パルスCPはアンド・ゲートAN
を通じて該アツプ・ダウン・カウンタUDCのカ
ウント入力に附与されて該アツプ・ダウン・カウ
ンタUDCが1つカウント・アツプし、従つて、
その出力Q1〜Q3がロウ,ロウ,ハイの状態とな
ることにより第4図に示す如く固体撮像素子SP
の指定蓄積時間が最短時間t1から次のt2に切換え
られることになる。従つて、タイミング・コント
ロール回路TCCは次回の走査に際しては積分ク
リア信号ICGのロウ・レベルへの立下りからシフ
ト・パルスSHの立上りまでの期間tを時間t2
従つて制御することにより固体撮像素子SPの蓄
積時間を伸長させる様になり、これより上記差動
増幅回路を通じて得られる画像情報信号VFのレ
ベルが上昇させられる様になる。この蓄積時間の
変更動作はVMIN≦VP≦VMAXの状態が得られる
まで繰り返され、そして最終的にVMIN≦VP≦V
MAXの状態が得られる様になると、この時点でコ
ンパレータCP1及びCP2の出力が共にロウとな
ることによりオア・ゲートOR1の出力がロウと
なつてタイミング・コントロール回路TCCから
のカウント・パルスCPの、アツプ・ダウン・カ
ウンタUDCに対する附与がアンド・ゲートANに
より禁止され、従つて、この時点で蓄積時間の変
更が停止されて蓄積時間はこの適正な時間に維持
されることになる。勿論、該適正な蓄積時間の下
で走査が繰り返される間に、再びVP<VMINの状
態を生ずれば上述の動作により蓄積時間は更に長
い時間へと切換えられる様になるし、また、逆に
VP>VMAXの状態を生ずれば、コンパレータCP
1の出力はハイ、コンパレータCP2の出力はロ
ウとなつてインバータIVの出力がロウとなるこ
とによりアツプ・ダウン・カウンタUDCがダウ
ン・カウント・モードに設定され、そしてタイミ
ング・コントロール回路TCCからのカウント・
パルスCPによつて1つカウントダウンすること
により蓄積時間が短い時間へと1段切換えられる
様になり、斯くしてこの様な動作を通じて固体撮
像素子SPの蓄積時間は常に適正な時間、即ち、
MIN≦VP≦VMAXと云う適正な画像信号レベル
が得られる様な時間に制御されることになる。
Now, when the output of the scanning signal from the solid-state image sensor SP is started in this way, the timing control circuit TCC
As shown in the figure, the analog gate AG is activated at the timing when the signals corresponding to the dummy pixel parts D1 and D2 are output.
The analog gate AG1 is turned on by setting the gate control signal Aφ1 for dummy pixel portions D 1 and D 2 to high level, and therefore, the signals corresponding to the dummy pixel portions D 1 and D 2 are transferred to the dark side of the solid-state image sensor SP by the capacitor C1. The dark current signal is held as a current signal, and the held dark current signal is applied to one input of the differential amplifier circuit through the buffer amplifier BP. Therefore, the differential amplifier circuit subsequently receives a signal corresponding to the photosensitive pixel portions S 1 to S o at the other input, thereby generating a signal obtained by subtracting the dark current signal component from the signal;
That is, the image information signal VF with dark current compensation is output. On the other hand, at this time, as shown in FIG. 5, the timing control circuit TCC controls the analog gate ASG2 during the period when the solid-state image sensor SP outputs signals corresponding to the photosensitive pixel sections S1 to S0 .
By setting the gate control signal Aφ2 to high, the analog gate AG2 is turned on, and therefore, among the outputs of the differential amplifier circuit, the output corresponding to the photosensitive pixel portions S 1 to S o peaks. It will be added to the detection circuit PD. The peak detection circuit PD has already been reset by the reset signal φ R from the timing control circuit TCC as shown in FIG . By applying the outputs of the differential amplifier circuits corresponding to the photosensitive pixel sections S 1 to S o through the analog gate AG2, the peak value thereof is detected. Then, when the output of the signals corresponding to the photosensitive pixel sections S 1 to S o from the solid-state image sensor SP is completed, the timing control circuit
TCC is a gate control signal Aφ as shown in FIG.
By setting analog gate AG 2 to low and turning off analog gate AG 2 , peak value detection by the peak detection circuit PD is completed, and after that, a hold signal φ H is applied to the peak hold circuit PH. At this point, the peak detection output VP of the peak detection circuit PD is held. When the peak value VP is held in the peak hold circuit PH, the comparators CP1 and CP2 compare the held peak value VP with the upper and lower limit reference voltages V MAX and V MIN , respectively, and calculate the comparison results. is output as a high or low logic signal. That is, for example, if VP<V MIN , the output of comparator CP1 becomes low and the output of comparator CP2 becomes high. Therefore, the output of inverter IV becomes high, and the up/down counter UDC goes up.・Set to count mode and set to OR gate
The output of OR1 becomes high, and at this time, the output of exclusive or gate EX also becomes high. Therefore, after the peak hold circuit PH finishes holding the peak detection output VP of the peak detection circuit PD, the timing control circuit TCC
As shown in Figure 5, the up/down counter
When the count pulse CP for UDC is output, the count pulse CP is outputted by the AND gate AN
is applied to the count input of the up-down counter UDC, and the up-down counter UDC counts up by one, thus,
As the outputs Q 1 to Q 3 become low, low, and high, the solid-state image sensor SP is activated as shown in Figure 4.
The designated accumulation time of is switched from the shortest time t 1 to the next time t 2 . Therefore, in the next scan, the timing control circuit TCC controls the period t from the fall of the integral clear signal ICG to the low level to the rise of the shift pulse SH according to the time t2 , thereby performing solid-state imaging. The storage time of the element SP is extended, and the level of the image information signal VF obtained through the differential amplifier circuit is thereby increased. This accumulation time changing operation is repeated until the state of V MIN ≦VP ≦ V MAX is obtained, and finally V MIN ≦ VP ≦ V
When the MAX state is obtained, the outputs of comparators CP1 and CP2 both become low at this point, and the output of OR gate OR1 becomes low, causing the count pulse CP from the timing control circuit TCC to become low. Granting to the up-down counter UDC is prohibited by the AND gate AN, and therefore, at this point, changes in the accumulation time will be stopped and the accumulation time will be maintained at this proper time. Of course, if the state of VP < V MIN occurs again while scanning is repeated under the appropriate accumulation time, the accumulation time will be switched to a longer time by the above operation, and vice versa. to
If a state of VP>V MAX occurs, the comparator CP
The output of comparator CP2 is high, the output of comparator CP2 is low, and the output of inverter IV is low, setting the up-down counter UDC to down count mode, and the count from the timing control circuit TCC.・
By counting down by one using the pulse CP, the storage time can be switched to a shorter time by one step, and through this operation, the storage time of the solid-state image sensor SP is always the appropriate time, that is,
The time is controlled such that an appropriate image signal level of V MIN ≦VP≦V MAX can be obtained.

尚、以上の説明において、イニシヤル・セツト
された最短の時間t1が適正な蓄積時間、即ち、V
MIN≦VP≦VMAXとなる様な蓄積時間であれば蓄
積時間がこの時間t1に維持されることは言うまで
もないことであるが、一方、この最短時間t1の下
でVP>VMAXとなつても、この場合にはコンパレ
ータCP1の出力がハイ、コンパレータCP2の出
力がロウでインバータIVの出力がロウとなるこ
とによりイクスクルーシブ・オア・ゲートEXの
出力もロウとなり、従つて、蓄積時間の変更は行
われず、該最短時間t1に固定されたままとなる。
In the above explanation, the shortest initial set time t1 is the appropriate accumulation time, that is, V
It goes without saying that if the accumulation time is such that MIN ≦ VP ≦ V MAX , the accumulation time will be maintained at this time t 1 , but on the other hand, under this minimum time t 1 , VP > V MAX . However, in this case, the output of comparator CP1 is high, the output of comparator CP2 is low, and the output of inverter IV is low, so the output of exclusive OR gate EX is also low, and therefore the accumulation The time is not changed and remains fixed at the minimum time t1 .

さて、以上の様な制御の過程で、例えば、蓄積
時間が最長の時間t8に制御された状態で、なお
VP<VMINの状態を生じたとすると、既に述べた
様に斯かる状態は固体撮像素子SPに対する入射
光の輝度が装置の使用に適さない位に極めて低い
状態であるか、或いは、入射光輝度の極端な増大
により暗電流信号レベルが極度に増大しているか
のいずれかであるが、ここでは後者に起因してい
るものと見做して以下に述べる様な制御が行われ
る。即ち、蓄積時間が最長時間t8に指定されてい
る状態ではアツプ・ダウン・カウンタUDCの出
力Q1〜Q3は第4図に示す如く全てハイとなつて
いる訳であるが、この状態でVP<VMINとなると
コンパレータCP1の出力がロウ、コンパレータ
CP2の出力がハイとなり、そして、インバータ
IVの出力がハイとなることによりイクスクルー
シブ・オア・ゲートEXの出力がロウとなつてタ
イミング・コントロール回路TCCからのカウン
ト・パルスCPの、アツプ・ダウン・カウンタ
UDCに対する附与がアンド・ゲートANによつて
禁止される一方で、この時、それまでハイであつ
たナンド・ゲートNAの出力がロウとなることに
よりそれまで導通状態にあつたトランジスタTr
が不導通となつてコンデンサC2が抵抗R12を
通じて充電される様になり、そして、該コンデン
サC2の端子電圧が抵抗R13,R14によつて
設定されている所定の基準電圧を越える様になる
と、即ち、所定の時間が経過すると、この時点で
コンパレータCP3の出力がロウからハイに変わ
り、従つて、この時の該コンパレータCP3のハ
イ・レベル出力がオア・ゲートOR2を通じてア
ツプ・ダウン・カウンタUDCに附与されること
により該アツプ・ダウン・カウンタUDCがリセ
ツトされてその出力Q1〜Q3は全てロウとなり、
斯くして固体撮像素子SPの蓄積時間が最短時間t1
にリセツトされる様になる。従つて、蓄積時間が
最長の時間t8に制御された状態でなおVP<VMIN
となる様な状態が、上述した様に、固体撮像素子
SPに対する入射光輝度の極端な増大による暗電
流信号レベルの極度の増大に起因しているもので
あれば、この蓄積時間のリセツトにより斯かる状
態から脱却させられて適正な画像信号、若しくは
これに近い画像信号が得られる様になる訳であ
る。
Now, in the process of control as described above, for example, when the accumulation time is controlled to the longest time t8 ,
Assuming that a state of VP<V MIN occurs, as mentioned above, such a state is either a state in which the brightness of the incident light to the solid-state image sensor SP is extremely low to the extent that it is unsuitable for use of the device, or the brightness of the incident light is too low. Either the dark current signal level is extremely increased due to an extreme increase in the dark current signal level, and here, it is assumed that the latter is caused and the control described below is performed. That is, in the state where the maximum accumulation time is specified as the maximum time t8 , the outputs Q1 to Q3 of the up-down counter UDC are all high as shown in FIG. When VP<V MIN , the output of comparator CP1 is low, and the comparator
The output of CP2 goes high and the inverter
As the output of IV becomes high, the output of exclusive-or gate EX becomes low, and the up-down counter of the count pulse CP from the timing control circuit TCC
While the application to UDC is prohibited by the AND gate AN, at this time, the output of the NAND gate NA, which had been high until then, becomes low, so that the transistor Tr, which was previously in a conductive state,
becomes non-conductive and the capacitor C2 begins to be charged through the resistor R12, and the terminal voltage of the capacitor C2 exceeds a predetermined reference voltage set by the resistors R13 and R14, i.e. , after a predetermined time has elapsed, the output of the comparator CP3 changes from low to high at this point, and therefore, the high level output of the comparator CP3 at this time is applied to the up-down counter UDC through the OR gate OR2. This resets the up/down counter UDC and all of its outputs Q 1 to Q 3 become low.
In this way, the storage time of the solid-state image sensor SP is the minimum time t 1
It will be reset to . Therefore, even when the accumulation time is controlled to the longest time t8 , VP<V MIN
As mentioned above, the state in which the solid-state image sensor
If the problem is caused by an extreme increase in the dark current signal level due to an extreme increase in the brightness of the incident light on the SP, resetting the accumulation time will get you out of this state and produce a proper image signal or This means that similar image signals can be obtained.

尚、ナンド・ゲートNAの出力のロウによるト
ランジスタTrの不導通によつてコンデンサC2
の充電が開始されてその端子電圧が上記の所定の
基準電圧を越える様になる前に次の走査が行われ
て、この時に、若しVP<VMINの状態が解消され
ていればコンパレータCP2の出力がロウとなる
ためにナンド・ゲートNAの出力はハイとなり、
従つて、トランジスタTrが導通することにより
コンデンサC2が直ちに放電させられて蓄積時間
のリセツトは行われない。因みにこの場合、VMI
≦VP≦VMAXとなつたのであれば蓄積時間はそ
のままt8に維持され、又、VP>VMAXとなつたの
であればコンパレータCP1の出力がハイとなる
ことにより蓄積時間はt8からt7へと切換えられる
ことになる。
Note that due to the non-conduction of the transistor Tr due to the low output of the NAND gate NA, the capacitor C2
The next scan is performed before charging starts and the terminal voltage exceeds the above-mentioned predetermined reference voltage, and at this time, if the condition of VP<V MIN is eliminated, the comparator CP2 Since the output of NAND gate NA becomes low, the output of NAND gate NA becomes high,
Therefore, when the transistor Tr becomes conductive, the capacitor C2 is immediately discharged and the storage time is not reset. Incidentally, in this case, V MI
If N ≦ VP ≦ V MAX , the accumulation time is maintained at t 8 , and if VP > V MAX , the output of comparator CP1 becomes high, and the accumulation time is changed from t 8 . It will be switched to t7 .

さて以上説明した本発明の一実施例にあつては
固体撮像素子SPの蓄積時間が最長の時間t8に制御
された状態でなおVP<VMINとなつた場合には前
述した様に固体撮像素子SPに対する入射光輝度
が装置の使用に適さない位に低い状態であると云
うことはあるも、一応、全て、固体撮像素子SP
に対する入射光輝度の極端な増大により暗電流信
号成分が極度に増大している状態であると見做し
て無条件に蓄積時間のリセツトを行う様にしてい
たが、場合によつてはこれら両者の相違を積極的
に判別して後者の場合にのみ蓄積時間のリセツト
を行う様にしても良いことは勿論のことであり、
そしてそのためには例えば第6図に示す如き輝度
レベル判定用回路の構成を第3図示回路系の構成
に対して附加する様にすれば良いものである。即
ち、第6図において、LSは上記固体撮像素子SP
に対する入射光と実質的にほぼ同等の光の輝度を
測定するための測光素子、OP2は該測光素子LS
と共に測光回路を構成する演算増幅器、R15及
びR16は所定の基準電圧を設定するための分圧
抵抗、CP4は上記測光回路の出力を該基準電圧
に対して比較して測光回路出力が基準電圧以上の
場合にのみハイ・レベル信号を出力する様に為さ
れたコンパレータであり、斯かる回路構成によれ
ば固体撮像素子SPに対する入射光輝度が所定レ
ベル以上の場合にのみコンパレータCP4の出力
がハイになるものであるから該コンパレータCP
4の出力を第3図示ナンド・ゲートNAの入力に
附加的に与えることにより該ナンド・ゲートNA
の出力は蓄積時間が最長の時間t8に制御され、し
かもVP<VMINとなつた状態でも入射光輝度が上
記所定レベルよりも低い場合には上記コンパレー
タCP4の出力がロウであるからその出力はハイ
のままであり、これに対し、同様の状態で入射光
輝度が上記所定レベル以上である場合には上記コ
ンパレータCP4の出力がハイであるからその出
力はロウとなり、斯くして固体撮像素子SPに対
する入射光輝度が装置の使用に適さない位に低状
態と逆に固体撮像素子SPに対する入射光輝度の
極端な増大により暗電流信号成分が極度に増大し
ている状態との判別が行なわれて後者の場合にの
み上述の蓄積時間のリセツトが行われることにな
る訳である。
Now, in the embodiment of the present invention explained above, if the storage time of the solid-state image sensor SP is controlled to the maximum time t8 and still VP<V MIN , the solid-state image sensor is activated as described above. Although it may be said that the luminance of incident light to the element SP is so low that it is not suitable for use of the device, for the time being, all solid-state image sensors SP
It was assumed that the dark current signal component was extremely increased due to an extreme increase in the incident light brightness, and the accumulation time was reset unconditionally. Of course, it is also possible to actively determine the difference between the two and reset the accumulation time only in the latter case.
To achieve this, for example, the configuration of a brightness level determining circuit as shown in FIG. 6 may be added to the configuration of the circuit system shown in the third diagram. That is, in FIG. 6, LS is the solid-state image sensor SP.
OP2 is a photometric element for measuring the brightness of light that is substantially equivalent to the incident light on the photometric element LS.
R15 and R16 are voltage dividing resistors for setting a predetermined reference voltage, and CP4 is an operational amplifier that together constitute a photometric circuit, and CP4 compares the output of the photometric circuit with the reference voltage to determine whether the photometric circuit output is equal to or higher than the reference voltage. This is a comparator designed to output a high level signal only when Therefore, the comparator CP
By additionally providing the output of 4 to the input of the third NAND gate NA shown in the figure, the NAND gate NA
The output of the comparator CP4 is controlled to the time t8 with the longest accumulation time, and even when VP<V MIN , if the incident light intensity is lower than the predetermined level, the output of the comparator CP4 is low. remains high, and on the other hand, when the incident light brightness is above the predetermined level in the same state, the output of the comparator CP4 is high, so its output becomes low, and thus the solid-state image sensor A distinction is made between a state in which the brightness of the light incident on the SP is too low to be suitable for use of the device, and a state in which the dark current signal component is extremely increased due to an extreme increase in the brightness of the light incident on the solid-state image sensor SP. Therefore, the above-mentioned reset of the accumulation time is performed only in the latter case.

又、以上に説明した実施例では上記のリセツト
すべき蓄積時間を最短の時間t1としていたが、確
かに上述した様に入射光輝度の極端な増大が予想
される場合にはこの最短の時間t1へのリセツトが
最も効果的なものであるが、場合によつては、特
に固体撮像素子SP特性等によつてはこのリセツ
トすべき蓄積時間を最短の時間t1とせずにこれに
近い比較的短かい時間、例えば、第4図のt2,t3
若しくはt4等の時間としても良いことは勿論のこ
とであり、そしてそのためには第3図示回路系の
構成の一部を第7図に示す如く変形すれば良いも
のである。即ち、第7図において、TCC′は第3
図示タイミングコントロール回路TCCと同様の
タイミング・コントロール回路であるが、ここで
は第3図示タイミング・コントロール回路TCC
が有する機能の外に更に上記コンパレータCP3
のハイ・レベル出力に応答してパワー・アツプ・
クリア・パルスPUCと同様の単一のクリア・パ
ルスCLRをアツプ・ダウン・カウンタUDCに対
して出力することにより該アツプ・ダウン・カウ
ンタUDCをリセツトさせると共に、更に該クリ
ア・パルスCLRの出力後、直ちに上記カウン
ト・パルスCPと同様の副カウント・パルスCP′を
所定数出力する機能を備えており、そして、該副
カウント・パルスCP′は一方で上記アンド・ゲー
トANの出力を受けるオア・ゲートOR3を通じて
上記アツプ・ダウン・カウンタUDCのカウント
入力に附与される様に為されている。以上の外は
オア・ゲートOR2が不要とされている点を除き
第3図示構成と同様の構成である。
Furthermore, in the embodiment described above, the above-mentioned accumulation time to be reset is set to the shortest time t1 , but it is true that as mentioned above, when an extreme increase in the incident light brightness is expected, this shortest time is set. Although resetting to t 1 is the most effective method, in some cases, especially depending on the SP characteristics of the solid-state image sensor, the accumulation time to be reset may not be set to the shortest time t 1 but may be set close to this. A relatively short period of time, e.g. t 2 and t 3 in Figure 4
Of course, it is also possible to use a time such as t 4 or the like, and for this purpose, a part of the configuration of the circuit system shown in the third diagram may be modified as shown in FIG. 7. That is, in Fig. 7, TCC' is the third
This is a timing control circuit similar to the illustrated timing control circuit TCC, but here the third illustrated timing control circuit TCC
In addition to the functions possessed by the comparator CP3,
Power up in response to the high level output of
By outputting a single clear pulse CLR similar to the clear pulse PUC to the up-down counter UDC, the up-down counter UDC is reset, and further after outputting the clear pulse CLR, It has a function of immediately outputting a predetermined number of sub-count pulses CP' similar to the above-mentioned count pulse CP, and the sub-count pulses CP' are connected to an OR gate that receives the output of the AND gate AN. It is applied to the count input of the up-down counter UDC through OR3. Other than the above, the configuration is the same as the configuration shown in the third figure, except that the OR gate OR2 is not required.

斯かる構成によれば、上述した様にコンパレー
タCP3の出力がハイになると、これに応答して
タイミング・コントロール回路TCC′は直ちにク
リア・パルスCLRを出力してアツプ・ダウン・
カウンタUDCをリセツトさせると共に、該クリ
ア・パルスCLRの出力後、直ちに副カウント・
パルスCP′を所定数出力し、そしてこれはオア・
ゲートOR3を通じて該アツプ・ダウン・カウン
タUDCに附与される。一方、この状態ではVP<
MINであるためにコンパレータCP1の出力がロ
ウとなつていて従つて該アツプ・ダウン・カウン
タUDCはアツプ・カウント・モードに設定され
ており、従つて、該アツプ・ダウン・カウンタ
UDCは一度リセツトされた後、該副カウント・
パルスCP′に応答してその附与数分だけカウン
ト・アツプし、斯くして、蓄積時間はこの時の該
副カウント・パルスCP′の附与数によつて決まる
時間にリセトされることになる。即ち、該副カウ
ント・パルスCP′の附与数を1とすればこの時の
リセツトされるべき蓄積時間は第4図からも明か
な様にt2となり、附与数を2,3,…と増すこと
によりリセツトされるべき蓄積時間はt3,t4…と
なる訳である。
According to this configuration, as described above, when the output of the comparator CP3 goes high, in response, the timing control circuit TCC' immediately outputs the clear pulse CLR and the up-down
In addition to resetting the counter UDC, the sub-counter is reset immediately after outputting the clear pulse CLR.
Outputs a predetermined number of pulses CP′, and this
It is applied to the up/down counter UDC through gate OR3. On the other hand, in this state VP<
V MIN , the output of comparator CP1 is low, and therefore the up-down counter UDC is set to up-count mode;
After the UDC is reset once, the sub-count
In response to the pulse CP', the count is increased by the given number, and thus the accumulation time is reset to the time determined by the given number of the sub-count pulse CP' at this time. Become. That is, if the assigned number of the sub-count pulse CP' is 1, the accumulation time to be reset at this time is t2 , as is clear from FIG. 4, and the assigned number is 2, 3, . . . As a result, the accumulation time to be reset becomes t 3 , t 4 , and so on.

尚、第6図に示した輝度レベル判定用回路はこ
の第7図に示す変形例に対しても附加し得るもの
であることは言うまでもないことである。
It goes without saying that the brightness level determination circuit shown in FIG. 6 can also be added to the modified example shown in FIG.

以上詳述した様に本発明によれば、固体撮像素
子からの走査出力の暗電流補償と走査信号のレベ
ルを基いとするその像信号積分時間の制御と云う
2つの技術を組合せて用いる様にした撮像装置、
即ち、具体的には、固体撮像素子により像を走査
する際に、該固体撮像素子より該固体撮像素子内
部で発生する暗電流信号と該暗電流信号を含む走
査信号とを出力せしめ、差動回路により該走査信
号から該暗電流信号を差し引くことにより上記像
についての撮像信号を得ると共に、積分時間制御
回路により該撮像信号のレベルに基づき、上記固
体撮像素子の像信号積分時間を制御する様に為し
た撮像装置として、例えば、比較的長い像信号積
分時間の下で入射光輝度が急激に増大した様な場
合に見られる像信号積分時間制御の好ましからぬ
状態への進行と云う不都合の危惧が確実に解消さ
れて、斯かる事態に対しても良好な像信号積分時
間制御を持続し得ることにより常に適正な撮像信
号を得ることが出来る様になるもので、上述した
様な撮像装置において極めて有益なものである。
As detailed above, according to the present invention, two techniques are used in combination: dark current compensation of the scanning output from the solid-state image sensor and control of the image signal integration time based on the level of the scanning signal. imaging device,
Specifically, when an image is scanned by a solid-state image sensor, the solid-state image sensor outputs a dark current signal generated inside the solid-state image sensor and a scanning signal including the dark current signal. A circuit subtracts the dark current signal from the scanning signal to obtain an imaging signal for the image, and an integration time control circuit controls the image signal integration time of the solid-state image sensor based on the level of the imaging signal. As an imaging device designed for this purpose, there is a concern that the image signal integration time control may progress to an undesirable state, which occurs when, for example, the incident light brightness increases rapidly under a relatively long image signal integration time. By reliably eliminating this problem and maintaining good image signal integration time control even in such a situation, it becomes possible to always obtain an appropriate imaging signal. It is extremely useful.

尚、固体撮像素子の像信号積分時間の適否の判
定方法としては実施例では画像信号のピーク・レ
ベルが所定のレベル範囲内に納つているか否かを
判別する如き方法を採用していたが、本発明が斯
かる実施例の形態のみに限られるものではないこ
とは言うまでもないことで、既に述べた様に例え
ば画像信号の平均レベルが所定のレベル範囲内に
納つているか否かを判別する様な方法や、或いは
画像信号を量子化してその量子化の状態を判別す
る様な方法を採用する場合にも十分有効なもので
ある。
Incidentally, as a method for determining the appropriateness of the image signal integration time of the solid-state image sensor, in the embodiment, a method was adopted in which it was determined whether the peak level of the image signal was within a predetermined level range. It goes without saying that the present invention is not limited to the embodiments described above, and as already mentioned, it can be used, for example, to determine whether the average level of an image signal is within a predetermined level range. It is also sufficiently effective when employing a method such as quantizing an image signal and determining the state of quantization.

同様に固体撮像素子内部に生ずる暗電流信号の
検出方法についても実施例では固体撮像素子の画
素配列の一部をマスク(これは例えばAl蒸着層
の如き手段によつて形成し得るものである)によ
つて遮光することにより該遮光されたダミー画素
部を通じて暗電流信号を得る様にしていたが、こ
の外に感光作用を全く有さない暗電流発生部を設
けてこれにより暗電流信号を得る様にしたり、或
いは又、これらに代えて電荷転送用アナログ・シ
フト・レジスタの一部に空転送部を設定して、該
空転送部により暗電流信号を得る様にしても良い
ものである。即ち、後者の場合には例えば第3図
に示す固体撮像素子SPの構成においてダミー画
素部D1,D2に対する電荷移送用ゲート部FB1
FB2等を削除してレジスタ部CA1〜CA4等によ
つて得られる信号を暗電流信号として検出する様
にすれば良いものである。
Similarly, regarding a method for detecting a dark current signal generated inside a solid-state image sensor, in the embodiment, a part of the pixel array of the solid-state image sensor is masked (this can be formed by means such as an Al vapor deposition layer). A dark current signal was obtained through the light-shielded dummy pixel section by blocking light with a dummy pixel section, but in addition to this, a dark current generating section having no photosensitizing effect was provided to obtain a dark current signal. Alternatively, instead of these, an empty transfer section may be set in a part of the analog shift register for charge transfer, and the dark current signal may be obtained from the empty transfer section. That is, in the latter case, for example, in the configuration of the solid -state image sensor SP shown in FIG .
It is sufficient to delete the FB2 etc. and detect the signals obtained by the register sections CA1 to CA4 etc. as dark current signals.

又、実施例では蓄積時間リセツト用回路中に抵
抗R12及びコンデンサC2から成るCR時定数
回路を設けて、蓄積時間が最長のt8でなおVP<
MINの状態が所定時間持続した場合にこの所定
時間の経過と共に蓄積時間のリセツトを行う様に
することにより例えばこの所定時間内に上述の様
な状態が解消された場合には蓄積時間のリセツト
は行わない様に配慮してあるが、この様な配慮を
必要としない場合にはコンパレータCP3の出力
に代えてナンド・ゲートNAの出力を直接オア・
ゲートOR2又は第7図示変形例の場合にはタイ
ミング・コントロール回路TCC′に附与する様に
しても良いものである。
In addition, in the embodiment, a CR time constant circuit consisting of a resistor R12 and a capacitor C2 is provided in the accumulation time reset circuit, so that even when the accumulation time is the longest, t8 , VP<
If the state of V MIN continues for a predetermined time, the accumulation time is reset as the predetermined time elapses, so that, for example, if the above-mentioned condition is resolved within the predetermined time, the accumulation time is reset. However, if such consideration is not required, the output of the NAND gate NA can be directly ORed instead of the output of the comparator CP3.
In the case of the gate OR2 or the modified example shown in the seventh figure, it may be added to the timing control circuit TCC'.

因みに本発明の撮像装置は例えば本件出願人に
係る特願昭52―505号(特開昭53―85453号)、同
じく特願昭52―506号(特開昭53―85454号)、同
じく特願昭52―117235号(特開昭54―51556号)
等において提案されている様な距離検出装置、又
は、同じく特願昭53―38566号(特開昭54―
130825号)においてその実施例として開示されて
いる様な距離検出装置、或いは又、前述の米国特
許第4004852号において開示されている様な距離
検出装置等に適用し得るものである。
Incidentally, the imaging device of the present invention is disclosed in, for example, Japanese Patent Application No. 52-505 (Japanese Unexamined Patent Publication No. 53-85453), Japanese Patent Application No. 52-506 (Japanese Unexamined Patent Application No. 53-85454), and Application No. 52-117235 (Unexamined Patent Publication No. 51556-1973)
Distance detection devices such as those proposed in, etc., or the same as those proposed in Japanese Patent Application No. 53-38566
130825) or the distance detection device disclosed in the aforementioned US Pat. No. 4,004,852.

尚、実施例中のピーク検出回路PD及びピー
ク・ホールド回路PHとしては例えば上記の本件
出願人に係る特願昭53―38566号(特開昭54―
130825号)の実施例中に開示されている様なピー
ク検出回路及びピーク保持回路(サンプル・ホー
ルド回路)の構成を採用し得るものである。
The peak detection circuit PD and the peak hold circuit PH in the embodiments are, for example, disclosed in Japanese Patent Application No. 53-38566 (Japanese Unexamined Patent Publication No. 1983-1989) filed by the applicant.
130825), the configuration of a peak detection circuit and a peak holding circuit (sample and hold circuit) can be adopted.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は固体撮像素子に対する入射光輝度及び
これに対するその信号積分時間と画像信号出力と
の関係を示す図、第2図は暗電流信号レベルに変
動の様子とこれによる暗電流補償後の出力の変動
の関係を示す図、第3図は本発明の一実施例の回
路系の構成を示す回路図、第4図は第3図示実施
例における蓄積時間(信号積分時間)設定用アツ
プ・ダウン・カウンタの出力とこれによつて指定
される蓄積時間との関係を示す図、第5図は第3
図示実施例の動作を表わすタイミング・チヤー
ト、第6図は第3図示実施例に対する改良例とし
て附加し得る輝度レベル判定用回路の一例を示す
部分回路図、第7図は第3図示実施例に対する一
変形例の特に変形に係わる要部の回路構成を示す
部分回路図である。 SP…固体撮像素子、D1,D2…暗電流検出用ダ
ミー画素部、MS…マスク、S1〜So…感光画素
部、AG1,R4,C1…暗電流検出及び保持回
路の構成要素、OP1,R5〜R8…暗電流補償
用差動回路の構成要素、PD,PH,R9〜R1
1,CP1,CP2…信号積分時間適否判定用回路
の構成要素、UDC…積分時間設定用回路として
のアツプ・ダウン・カウンタ、TCC;TCC′…積
分時間制御回路としてのタイミング・コントロー
ル回路、NA,Tr,C2,R12〜R14,CP
3;TCC′,OR3…積分時間リセツト用回路の構
成要素、LS,OP2,R15,R16,CP4…輝
度レベル判定用回路の構成要素。
Figure 1 is a diagram showing the relationship between the incident light brightness to the solid-state image sensor, its signal integration time, and image signal output, and Figure 2 is a diagram showing how the dark current signal level fluctuates and the resulting output after dark current compensation. 3 is a circuit diagram showing the configuration of a circuit system according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is an up/down diagram for setting the accumulation time (signal integration time) in the embodiment shown in the third embodiment.・A diagram showing the relationship between the output of the counter and the accumulation time specified by it.
A timing chart showing the operation of the illustrated embodiment, FIG. 6 is a partial circuit diagram showing an example of a brightness level determination circuit that can be added as an improvement to the third illustrated embodiment, and FIG. 7 is a partial circuit diagram for the third illustrated embodiment. FIG. 7 is a partial circuit diagram showing a circuit configuration of a main part of a modified example, particularly related to the modification. SP...solid-state image sensor, D1 , D2 ...dummy pixel section for dark current detection, MS...mask, S1 to S o ...photosensitive pixel section, AG1, R4, C1... components of dark current detection and holding circuit, OP1, R5-R8...Components of differential circuit for dark current compensation, PD, PH, R9-R1
1, CP1, CP2... Components of a circuit for determining the suitability of signal integration time, UDC... Up-down counter as a circuit for setting integration time, TCC; TCC'... Timing control circuit as an integration time control circuit, NA, Tr, C2, R12-R14, CP
3; TCC', OR3... Components of the integration time reset circuit, LS, OP2, R15, R16, CP4... Components of the brightness level determination circuit.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 固体撮像素子により像を走査する際に、該固
体撮像素子より該固体撮像素子内部で発生する暗
電流信号と該暗電流信号を含む走査信号とを出力
せしめ、差動回路により該走査信から該暗電流信
号を差し引くことにより上記像についての撮像信
号を得ると共に、積分時間制御回路により該撮像
信号のレベルに基づき、上記固体撮像素子の像信
号積分時間を制御する様に為した撮像素子におい
て、上記積分時間制御回路により上記固体撮像素
子の像信号積分時間が制御可能な最長の積分時間
に調定されている状態で上記差動回路からの撮像
信号のレベルが所定のレベルを下回つたことを検
出することにより上記積分時間制御回路によつて
設定されるべき上記固体撮像素子の像信号積分時
間をより短い積分時間にリセツトするためのリセ
ツト用回路を備えたことを特徴とする撮像装置。 2 上記リセツト用回路を、上記積分時間制御回
路により上記固体撮像素子の像信号積分時間が制
御可能な最長の積分時間に調定されている状態で
上記差動回路からの撮像信号のレベルが上記所定
のレベルを下回つた状態が所定時間持続した際に
該所定時間の経過と共に上記積分時間制御回路に
よつて設定されるべき上記固体撮像素子の像信号
積分時間をより短い積分時間にリセツトする様、
構成した特許請求の範囲第1項に記載の撮像装
置。 3 上記リセツト用回路を、上記積分時間制御回
路により上記固体撮像素子の像信号積分時間が制
御可能な最長の積分時間に調定されている状態で
上記差動回路からの撮像信号のレベルが上記所定
のレベルを下回り、且つ、この時、上記像の照度
が所定レベル以上である場合に、上記積分時間制
御回路によつて設定されるべき上記固体撮像素子
の像信号積分時間をより短い積分時間にリセツト
する様、構成した特許請求の範囲第1項又は同第
2項に記載の撮像装置。
[Claims] 1. When scanning an image with a solid-state image sensor, the solid-state image sensor outputs a dark current signal generated inside the solid-state image sensor and a scanning signal including the dark current signal, and A circuit subtracts the dark current signal from the scanning signal to obtain an imaging signal for the image, and an integration time control circuit controls the image signal integration time of the solid-state image sensor based on the level of the imaging signal. In the image pickup device, the level of the image pickup signal from the differential circuit is adjusted to a predetermined level while the image signal integration time of the solid-state image pickup device is adjusted to the longest controllable integration time by the integration time control circuit. further comprising a reset circuit for resetting the image signal integration time of the solid-state imaging device to a shorter integration time, which is to be set by the integration time control circuit, by detecting that the image signal integration time of the solid-state image sensor has fallen below the level of the integration time control circuit. An imaging device characterized by: 2 The level of the imaging signal from the differential circuit is adjusted to the maximum integration time when the image signal integration time of the solid-state imaging device is controllable by the integration time control circuit in the reset circuit. When the state of being below a predetermined level continues for a predetermined time, the image signal integration time of the solid-state image sensor to be set by the integration time control circuit is reset to a shorter integration time as the predetermined time elapses. Mr,
An imaging device according to claim 1. 3 When the level of the imaging signal from the differential circuit is adjusted to the maximum integration time when the image signal integration time of the solid-state imaging device is controlled by the integration time control circuit, the reset circuit is adjusted to the longest integration time that can be controlled. an integration time that is shorter than the image signal integration time of the solid-state image sensor to be set by the integration time control circuit when the illuminance of the image is below a predetermined level and at this time is above a predetermined level; An imaging device according to claim 1 or 2, configured to be reset to .
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