JPS63262973A - 固体撮像装置 - 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、測光機能を備えた固体搬像素子に関し、更に
詳しくは、光画像情報を受けて受光量に応じた電荷を発
生する受光部と、この受光部に蓄積された電荷を転送す
る転送路とを含み、測光素子を特別に設けることなく測
光情報を１９にとのできる固体搬像装置に関する。

（発明の背景） 近年、半導体技術の飛躍的進歩により、固体撮像素子を
用いた電子スチルカメラやビデオカメラ等、各榎画像処
理装置が製作されてきている。このような装置において
、自動露光制御を行う場合、或いはオートアイリスを駆
動して露出を制御するような場合、測光情報が必要とな
る。

従来、スチルビデオカメラにおいては、固体撮像素子と
は別に測光専用の光センサを設け、この光センサからの
出力を測光情報としていた。

又、ビデオカメラにおいては、撮像素子の出力をそのま
ま使用し、これをある一定時間内だけ積分し、この時の
電圧レベルを測光情報として使用している。

〈発明が解決しようとする問題点） しかしながら、スチルビデオカメラにおいて、光センサ
を別に設けるものは、それだけ構成が複雑になる上に、
光センサを設置する場所を考慮しなければならないとい
う問題点がある。

又、撮像素子の出力を一定時間だけ積分し、その電圧レ
ベルを利用するものは、ビデオカメラのように撮像素子
を連続的に動作させているときには有効な方法であるが
、スチルビデオカメラの場合のように、断続的に撮像索
子を駆′ｖＪするような場合にはｊ芭さない。その理由
は、オートアイリスを駆動して露出を制御するような場
合、オートアイリスによって制御された入射光を殿像素
ｆで受（）、イの出力を積分し、このレベルが適当でな
いとき、再びオートアイリスにフィードバックをかけ光
量を制御づることになるが、定常状態になるまでに時間
がかかるうえに、電力消費分も大きくなるからである。

尚、ｆ１＠素子の駆動を高速化し、その出力信号を測光
情報とすることも可能であるが、この場合、ＨＣＣＤの
駆動クロックは数十〜４１−（’ｚ程度の高速とする必
要があり、高度な回路技術が要求されると共に、測光エ
リアを限定することが回能となる。

又、消費電力も大きい。

本発明は、これらの問題点に鑑みてなされたもので、そ
の目的は、測光素子を１４別に設りることなく類０１間
で、しかも低消電力で測光情報を得ることのできる固体
囮像装置を実現することにある。

（問題点を解決するための手段） 前記した問題点を解決でる本発明は、光画像情報を受け
受光量に応じた電荷を発生し蓄積４る受光部と、この受
光部で発生し蓄積された電荷を読み出し転送する縦方向
転送路と、この縦方向転送路によって運ばれた電荷を転
送する水平方向転送路とを備えた固体搬像装置において
、前記縦方向転送路に接続される電荷掃き出し部を設（
プ、測光時にこの電荷１．Ｗき出し部に掃き出された電
荷を検出することによって測光情報を１！するようにし
たことを特徴とするものである。

（作用） 受光部に発生し蓄積された電荷は縦方向転送路に読み出
され、短時間のうらに電荷掃き出し部へ転送される。測
光時において、縦方向転送路から掃き出し部へ掃き出さ
れた電荷は受光部へ入射した光量に対応しており、この
掃き出され１．ｌ：？Ｉ１２荷の吊を検出することで測
光情報を得る。

（実施例） 以下、図面を用いて本発明の実施例を詳細に説明する。

第１図は本発明の一実施例を示す構成図である。

図において、Ｄ、　、　〜［）ＩＩＩｎ（ｍ　、　ｎ　
ｌ、を整数）は光ダイオード素子で、これらの集合が受
光部（イメージエリア）を構成し、それぞれ受光量に応
じた電荷を発生する。ＲＶｌは縦方向に配列する受光素
子列Ｄｌｌ〜ＤＩｌｌ＋に対応して設けられた縦方向転
送路で、ＣＯＤで構成されている。以下、同様に縦方向
に配列する各受光素子列ＤＩ２〜［）ｍｚ　ｒ　”’　
＋　Ｄ　＋　ｎ　”　Ｄ　ｌ１Ｉｎに対して、そレソレ
縦方向転送路Ｒ２，・・・、ＲＶｎが設けられている。

ＨＣＬは縦方向転送路ＲＶ１〜ＲＶｎにより運ばれた電
荷を転送する水平方向転送路で、これもＣＯＤで構成さ
れている。ＢＣＤは縦方向転送路ＲＶ１〜ＲＶｎにそれ
ぞれ接続された電荷掃き出し部、ＡＭＰは電荷掃き出し
部［３ＣＤに抑き出される電荷を検出するための検出器
で、例えばフローティングディフュージョンアンプ（１
τＤ△）が用いられている。本発明の固体囮像索子は電
荷Ｌ１き出し部ＢＣＤ及び電荷検出器ＡＭＰ例えば「Ｄ
△を１；Ωけた点が構成上の特徴となっている。

このように構成した装置の動作を説明すれば、以下の通
りである。

通常の動作時（画像情報読取時）では、各光ダイオード
素子Ｄ＋ｔ〜［）ｉｎに発生し、蓄積された電荷を縦方
向転送路ＲＶに移し、これを１段ずつ図面下方に設けら
れている水平方向転送路１−Ｉ　ＣＬに、クロックφＶ
＋〜φｖ４にＪ：って送る。水平方向転送路１］ＣＬは
クロックφＨ＋、φ］（２によって、縦方向転送路ＲＶ
から送られた電荷を１画素ずつ検出器ＤＴ側に送り、外
部に出力する。水平方向転送路ＨＣＬに送られた電荷が
全て外部に出力されると、次に、縦方向転送路ＲＶの電
荷を１段送り、以後−り述したような動作を繰り返すこ
とで受光部上の画像情報が出力される。

測光時では、各光ダイオード素子ＤＬ１〜［）ｍｎから
各縦方向転送路ＲＶに電荷を移した後に、通常動作詩よ
りも高速なりロック（φｖ１〜φＶ４）によって、図面
上方に設（プられている電荷４ｆｎき出し部ＢＣＤへ電
荷を転送する。電荷掃き出し部ＢＣＤに送られてきた電
荷は、電荷検出器ＡＭＰで検出されると共に増幅され、
測光情報として出力される。

電荷掃き出し部ＢＣＤは、１行ごと或いは適当数行ごと
にリセットゲートＲＧに印加されるリセット信号によっ
てリセットされる。

ここで、電荷掃き出し部ＢＣＤにおける掃き出し速度は
、測光時において縦方向転送路ＲＶに印加されるクロッ
クφｖ１〜φ■４周波数で決まるもので、このクロック
の周波数を高く（例えば１Ｍ　ＨＺ程度）することで、
測光時間を短くすることができる。但し、クロック周波
数を余り高くすると消費電力が大きくなるので、測光時
間と消費電力との両者を考慮してクロック周波数が適宜
決定される。又、φｖｌ〜φＶ４の内３つを固定し、１
相のみで転送することも可能である。

第２図及び第３図は、本発明の他の実施例を示す構成図
である。

第２図の実施例は電荷掃さ出し部［３ＣＤを例えば中央
付近に位置するいくつかの縦方向転送路に限定して接続
するように構成したものである。このような構成とする
ことにより、測光エリアを受光部の一部（ここでは中央
部付近）に限定することが可能となる。尚、中央付近以
外の縦方向転送路は電荷１．Ｖ１き出し部ＢＣＤ１．Ｂ
ＣＤ２に接続され、測光時には電荷検出されることなく
撞き出される。

第３図の実施例は、第１図の実施例における電荷検出器
ＡＭＰを省略したものであって、電′ｖＩ掃き出し部Ｂ
ＣＤに端子ＯＤ（出力ドレイン端子）より一定電圧を加
えておき、電荷が掃き出されたとき、ここに流入する電
流量を検出することにより、測光情報を得るように構成
しである。

尚、この場合、・検出部を数十ラインごとにリセットす
るようにしておき、リセット時にリセットドレインＲＤ
に流れる１Ｑｆｆｉを検出するようにすれば、一定エリ
ア部を積分した形での測光情報を１ワることができる。

第４図及び第５図も本発明の他の実施例を示す１筒底図
で、第４図の実施例は電荷掃き出し部ＢＣＤを水平方向
転送部１−Ｉ　ＣＬの下部に設けたものである。電荷は
下方へ送られ、水、平方内転送部１−（ＣＬを通過して
電荷掃き出し部ＢＣＤへ送られる。

第５図の実施例も同様で、これはＦＩＴ型のＣＯＤイメ
ージセンサに適用したものである。

（発明の効果） 以上詳細に説明したように、本発明によれば、測光時に
おいて、縦方向転送路に印加するクロックの周波数を適
宜選定することによって短時間で、しかも低潤費電力で
測光情報を得ることのできる固体ｔｌｔｌ像装置が実現
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す構成図、第２図乃至第
５図はそれぞれ本発明の他の実施例の構成図である。 Ｄ＋ｔ〜［）ｍｎ・・・光ダイオード素子ＲＶ＋〜ＲＶ
ｎ・・・縦方向転送路 ＨＣＬ・・・水平方向転送路 ＢＣＤ・・・電荷掃き出し部 ＡＭＰ・・・電荷検出器 特許出願人　　小西六写真工業株式会社代　　理　　人
　　　弁理士　　井　　ｇ？Ｊ　　　藤　　冶外１名

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 光画像情報を受け受光量に応じた電荷を発生し蓄積する
   受光部と、この受光部で発生し蓄積された電荷を読み出
   し転送する縦方向転送路と、この縦方向転送路によつて
   運ばれた電荷を転送する水平方向転送路とを備えた固体
   撮像装置において、前記縦方向転送路に接続される電荷
   掃き出し部を設け、測光時にこの電荷掃き出し部に掃き
   出された電荷を検出することによって測光情報を得るよ
   うにしたことを特徴とする固体撮像装置。