TWI473979B - Point off signal detection device - Google Patents

Point off signal detection device Download PDF

Info

Publication number
TWI473979B
TWI473979B TW99125512A TW99125512A TWI473979B TW I473979 B TWI473979 B TW I473979B TW 99125512 A TW99125512 A TW 99125512A TW 99125512 A TW99125512 A TW 99125512A TW I473979 B TWI473979 B TW I473979B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
unit
column
signal
data
charge
Prior art date
Application number
TW99125512A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201118352A (en
Inventor
Tasuku Joboji
Yukinobu Sugiyama
Original Assignee
Hamamatsu Photonics Kk
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hamamatsu Photonics Kk filed Critical Hamamatsu Photonics Kk
Publication of TW201118352A publication Critical patent/TW201118352A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI473979B publication Critical patent/TWI473979B/zh

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/11—Arrangements specific to free-space transmission, i.e. transmission through air or vacuum
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
    • H04N25/71—Charge-coupled device [CCD] sensors; Charge-transfer registers specially adapted for CCD sensors
    • H04N25/75—Circuitry for providing, modifying or processing image signals from the pixel array
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
    • H04N25/76—Addressed sensors, e.g. MOS or CMOS sensors
    • H04N25/78—Readout circuits for addressed sensors, e.g. output amplifiers or A/D converters

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
  • Optical Communication System (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)

Description

點滅信號檢測裝置
本發明係關於一種點滅信號檢測裝置。
固態攝像裝置包括：受光部，其將分別具有光電二極體及電荷蓄積部之M×N個像素部P1,1 ~PM,N 二維排列為M列N行；列選擇部，其使受光部之各像素部Pm,n 於電荷蓄積部中蓄積在某個期間中由光電二極體所產生之電荷，並且逐列地輸出與各像素部Pm,n 之該蓄積電荷量對應之資料；及讀出部，其輸入有自受光部之各像素部Pm,n 輸出之資料並輸出與各像素部Pm,n 之光電二極體之產生電荷量對應之資料；又有時更包括AD(analog-digital，類比-數位)轉換部，其對自該讀出部輸出之資料進行AD轉換而輸出數位值。
此種固態攝像裝置可檢測到達受光部之各像素部Pm,n 之光之強度而進行攝像。又，近年來，不僅使用此種固態攝像裝置進行攝像亦嘗試進行光通訊。例如，於專利文獻1所揭示之發明中，根據由固態攝像裝置之攝像所獲得之圖像資料，檢測受光部之所有像素部之各自之時間性強度變化是否為特定圖案，並將判斷時間性強度變化為特定圖案之像素部指定為接收到光信號。而且，將來自所指定之像素部之資料設為光信號資料，藉此進行光通訊。
先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1：日本專利特開2007-324705號公報
於專利文獻1所揭示之發明中，為指定受光部之M×N個像素部中接收到光信號之像素部，必需要有用以記憶複數幀之圖像資料之大容量之記憶部。又，於專利文獻1所揭示之發明中，為指定接收到光信號之像素部，必需是光信號之點滅圖案為已知。
本發明係為消除上述問題而完成者，其目的在於提供一種無需大容量之記憶部、又無需光信號之點滅圖案為已知便可指定接收到如光信號般之點滅信號之像素部之點滅信號檢測裝置。
本發明之點滅信號檢測裝置之特徵在於包括：(1)受光部，其將M×N個像素部P1,1 ~PM,N 二維排列為M列N行，該M×N個像素部P1,1 ~PM,N 分別具有產生與入射光量對應之量之電荷之光電二極體、蓄積該電荷之電荷蓄積部、及用以輸出與電荷蓄積部之蓄積電荷量對應之資料之開關；(2)列選擇部，其將共通時間寬度之第1期間及第2期間一前一後地設定，於第1期間使受光部之第(2i-1)列之各像素部P2i-1,n 於電荷蓄積部中蓄積由光電二極體所產生之電荷，且於第2期間使受光部之第2i列之各像素部P2i,n 於電荷蓄積部中蓄積由光電二極體所產生之電荷，並於第1期間及第2期間之後選擇受光部之各列，逐列地使各像素部Pm,n 閉合開關而 輸出與電荷蓄積部之蓄積電荷量對應之資料；(3)讀出部，其輸入有自藉由列選擇部而選擇之受光部之各列之各像素部Pm,n 所輸出之資料，並輸出與各像素部Pm,n 之光電二極體所產生之電荷量對應之資料Dm,n ；及(4)檢測部，其輸入有自讀出部輸出之各資料Dm,n ，並根據資料D2i-1,n 、D2i,n 之差檢測到達像素部P2i-1,n 、P2i,n 之光是否為點滅信號。其中，M、N為2以上之整數，m為1以上且M以下之整數，n為1以上且N以下之整數，i為1以上且(M/2)以下之整數。
本發明之點滅信號檢測裝置中，藉由列選擇部而將共通時間寬度之第1期間及第2期間一前一後地設定，於第1期間使受光部之第(2i-1)列之各像素部P2i-1,n 之光電二極體所產生之電荷蓄積於電荷蓄積部，且於第2期間使受光部之第2i列之各像素部P2i,n 之光電二極體所產生之電荷蓄積於電荷蓄積部，並於第1期間及第2期間之後選擇受光部之各列，逐列地閉合各像素部Pm,n 之開關而輸出與電荷蓄積部之蓄積電荷量對應之資料。於讀出部中，輸入有自藉由列選擇部而選擇之受光部之各列之各像素部Pm,n 所輸出之資料，並輸出與各像素部Pm,n 之光電二極體所產生之電荷量對應之資料Dm,n 。而且，於檢測部中，輸入有自讀出部所輸出之各資料Dm,n ，並根據資料D2i-1,n 、D2i,n 之差檢測到達像素部P2i-1,n 、P2i,n 之光是否為點滅信號。
本發明之點滅信號檢測裝置亦可為如下：列選擇部一前一後地選擇受光部之第(2i-1)列及第2i列，讀出部一前一後地輸出資料D2i-1,n 及資料D2i,n 。本發明之點滅信號檢測裝 置更佳為如下：(a)列選擇部同時選擇受光部之第(2i-1)列及第2i列來輸出與第(2i-1)列之各像素部P2i-1,n 之電荷蓄積部之蓄積電荷量對應之資料，及輸出與第2i列之各像素部P2i,n 之電荷蓄積部之蓄積電荷量對應之資料；(b)讀出部同時輸出與第(2i-1)列之各像素部P2i-1,n 之光電二極體所產生之電荷量對應之資料D2i-1,n 、及與第2i列之各像素部P2i,n 之光電二極體所產生之電荷量對應之資料D2i,n ；及(c)檢測部運算出自讀出部同時輸出之資料D2i-1,n 、D2i 之差。再者，亦可為如下：設置有第1列選擇部及第2列選擇部作為列選擇部，設置有第1讀出部及第2讀出部作為讀出部，藉由第1列選擇部及第1讀出部而進行第(2i-1)列之各像素部P2i-1,n 之資料之讀出動作，藉由第2列選擇部及第2讀出部而進行第2i列之各像素部P2i,n 之資料之讀出動作，且並行地進行第1列選擇部及第1讀出部之資料讀出動作與第2列選擇部及第2讀出部之資料讀出動作。
或者，本發明之點滅信號檢測裝置之特徵在於包括：(1)受光部，其將M×N個像素部P1,1 ~PM,N 二維排列為M列N行，該M×N個像素部P1,1 ~PM,N 分別具有產生與入射光量對應之量之電荷之光電二極體、蓄積該電荷之電荷蓄積部、及用以輸出與電荷蓄積部之蓄積電荷量對應之資料之開關；(2)列選擇部，其依序設定共通時間寬度之第1~第4期間，於第1期間使受光部之第(4j-3)列之各像素部P4j-3,n 於電荷蓄積部中蓄積由光電二極體所產生之電荷，於第2期間使受光部之第(4j-2)列之各像素部P4j-2,n 於電荷蓄積部中 蓄積由光電二極體所產生之電荷，於第3期間使受光部之第(4j-1)列之各像素部P4j-1,n 於電荷蓄積部中蓄積由光電二極體所產生之電荷，且於第4期間使受光部之第4j列之各像素部P4j,n 於電荷蓄積部中蓄積由光電二極體所產生之電荷，並於第4期間之後選擇受光部之各列，逐列地使各像素部Pm,n 閉合開關而輸出與電荷蓄積部之蓄積電荷量對應之資料；(3)讀出部，其輸入有自藉由列選擇部而選擇之受光部之各列之各像素部Pm,n 所輸出之資料，並輸出與各像素部Pm,n 之光電二極體所產生之電荷量對應之資料Dm,n ；及(4)檢測部，其輸入有自讀出部所輸出之各資料Dm,n ，並根據資料D4j-3,n 、D4j-1,n 之差與資料D4j-2,n 、D4j,n 之差之和，檢測到達像素部P4j-3,n 、P4j-2,n 、P4j-1,n 、P4j,n 之光是否為點滅信號。其中，M、N為2以上之整數，m為1以上且M以下之整數，n為1以上且N以下之整數，j為1以上且(M/4)以下之整數。
本發明之點滅信號檢測裝置中，藉由列選擇部而依序設定共通時間寬度之第1~第4期間，於第1期間使受光部之第(4j-3)列之各像素部P4j-3,n 之光電二極體所產生之電荷蓄積於電荷蓄積部，於第2期間使受光部之第(4j-2)列之各像素部P4j-2,n 之光電二極體所產生之電荷蓄積於電荷蓄積部，於第3期間使受光部之第(4j-1)列之各像素部P4j-1,n 之光電二極體所產生之電荷蓄積於電荷蓄積部，且於第4期間使受光部之第4j列之各像素部P4j,n 之光電二極體所產生之電荷蓄積於電荷蓄積部，並於第4期間之後選擇受光部之各 列，逐列地閉合各像素部Pm,n 之開關而輸出與電荷蓄積部之蓄積電荷量對應之資料。於讀出部中，輸入有自藉由列選擇部而選擇之受光部之各列之各像素部Pm,n 所輸出之資料，並輸出與各像素部Pm,n 之光電二極體所產生之電荷量對應之資料Dm,n 。而且，於檢測部中，輸入有自讀出部所輸出之各資料Dm,n ，並根據資料D4j-3,n 、D4j-1,n 之差與資料D4j-2,n ，D4j,n 之差之和，檢測到達像素部P4j-3,n 、P4j-2,n 、P4j-1,n 、P4j,n 之光是否為點滅信號。
本發明之點滅信號檢測裝置無需大容量之記憶部、且無需光信號之點滅圖案為已知便可指定接收到如光信號般之點滅信號之像素部。
以下，參照隨附圖式詳細說明用以實施本發明之形態。再者，圖式之說明中對於相同要素附上相同符號，並省略其之重複說明。
(第1實施形態)
圖1係表示第1實施形態之點滅信號檢測裝置1之概略構成之圖。該圖所示之點滅信號檢測裝置1包括受光部10、列選擇部20、讀出部30、檢測部40及控制部50。
受光部10包含M×N個像素部P1,1 ~PM,N 。M×N個像素部P1,1 ~PM,N 具有共通之構成，且二維排列為M列N行。各像素部Pm,n 係位於第m列第n行。此處，M、N為2以上之整數，m為1以上且M以下之各整數，n為1以上且N以下之各 整數。
各像素部Pm,n 具有產生與入射光量對應之量之電荷之光電二極體、及蓄積該電荷之電荷蓄積部。各像素部Pm,n 根據經由控制信號線而自列選擇部20接收之各種控制信號，將光電二極體所產生之電荷蓄積於電荷蓄積部，並向讀出信號線Ln 輸出與該電荷蓄積部之蓄積電荷量對應之資料。
列選擇部20輸出用以控制受光部10之各像素部Pm,n 之動作之各種控制信號。更具體而言，列選擇部20於第1期間使受光部10之第(2i-1)列之各像素部P2i-1,n 於電荷蓄積部中蓄積由光電二極體所產生之電荷。又，列選擇部20於第2期間使受光部10之第2i列之各像素部P2i,n 於電荷蓄積部中蓄積由光電二極體所產生之電荷。而且，列選擇部20於第1期間及第2期間之後選擇受光部10之各列，並逐列地使各像素部Pm,n 輸出與電荷蓄積部之蓄積電荷量對應之資料。此處，第1期間及第2期間係一前一後之期間且具有共通之時間寬度，i為1以上且(M/2)以下之各整數。
讀出部30係與N根讀出信號線L1 ~LN 連接，其輸入有自藉由列選擇部20所選擇之受光部10之第m列之各像素部Pm,n 向讀出信號線Ln 輸出之資料，並向檢測部40輸出與第m列之各像素部Pm,n 之光電二極體所產生之電荷量對應之資料Dm,n 。
檢測部40輸入有自讀出部30所輸出之各資料Dm,n ，並根據資料D2i-1,n 、D2i,n 之差，檢測到達像素部P2i-1,n 、P2i,n 之光是否為點滅信號。
控制部50藉由控制列選擇部20、讀出部30及檢測部40之各自之動作，而控制點滅信號檢測裝置1整體之動作。更具體而言，控制部50控制列選擇部20之向受光部10之各種控制信號之發送、讀出部30之來自各像素部Pm,n 之資料之輸入、讀出部30之各資料Dm,n 之輸出、及檢測部40之處理之各動作時序。
圖2係表示第1實施形態之點滅信號檢測裝置1之讀出部30之構成的圖。該圖中，於受光部10中代表性地表示有M×N個像素部P1,1 ~PM,N 中之第m列第n行之像素部Pm,n ，又，於讀出部30中表示有與該像素部Pm,n 關聯之構成要素。
讀出部30包含N個保持部311 ~31N 、行選擇部32及差運算部33。N個保持部311 ~31N 具有共通之構成。各保持部31n 可介以讀出信號線Ln 而與受光部10之第n行之M個像素部P1,n ~PM,n 連接，輸入有自藉由列選擇部20所選擇之第m列之像素部Pm,n 向讀出信號線Ln 輸出之資料並保持該資料，且輸出所保持之資料。各保持部31n 較佳為輸入並保持重疊有雜訊成分之信號成分之資料，並且輸入並保持僅有雜訊成分之資料。
N個保持部311 ~31N 可根據自行選擇部32接收之各種控制信號，以相同時序採樣並保持資料，且依序輸出所保持之資料。差運算部33輸入有自N個保持部311 ~31N 之各個依序輸出之資料，並自重疊有雜訊成分之信號成分之資料中減去僅有雜訊成分之資料，輸出與信號成分之資料Dm,n 。差 運算部33既可將與信號成分對應之資料作為類比資料輸出，亦可具有AD轉換功能而輸出數位資料，如此，讀出部30可輸出與第m列之各像素部Pm,n 之光電二極體所產生之電荷量對應之資料Dm,n 。
圖3係表示第1實施形態之點滅信號檢測裝置1之像素部Pm,n 及保持部31n 之電路構成的圖。該圖中，於受光部10中亦代表性地表示有M×N個像素部P1,1 ~PM,N 中之第m列第n行之像素部Pm,n ，又，於讀出部30中亦表示有與該像素部Pm,n 關聯之保持部31n 。
各像素部Pm,n 為APS(Active Pixel Sensor，主動像素感測器)方式者，且包括光電二極體PD及5個MOS(Metal Oxide Semiconductor，金屬氧化物半導體)電晶體T1、T2、T3、T4、T5。如該圖所示，電晶體T1、電晶體T2及光電二極體PD係依序串聯連接，對電晶體T1之汲極端子輸入有基準電壓，且光電二極體PD之陽極端子接地。電晶體T1與電晶體T2之連接點係介以電晶體T5而連接於電晶體T3之閘極端子。
對電晶體T3之汲極端子輸入有基準電壓。電晶體T3之源極端子係與電晶體T4之汲極端子連接。各像素部Pm,n 之電晶體T4之源極端子係連接於讀出信號線Ln 。於讀出信號線Ln 上連接有恆定電流源。
對各像素部Pm,n 之重置用之電晶體T1之閘極端子輸入有自列選擇部20輸出之Reset(m)信號。對各像素部Pm,n 之傳輸用之電晶體T2之閘極端子輸入有自列選擇部20輸出之 Trans(m)信號。對各像素部Pm,n 之保持用之電晶體T5之閘極端子輸入有自列選擇部20輸出之Hold(m)信號。對各像素部Pm,n 之輸出選擇用之電晶體T4之閘極端子輸入有自列選擇部20輸出之Address(m)信號。該等控制信號(Reset(m)信號、Trans(m)信號、Hold(m)信號、Address(m)信號)係共通地自列選擇部20輸入至第m列之N個像素部Pm,1 ~Pm,N 。
當Reset(m)信號、Trans(m)信號及Hold(m)信號為高位準時，光電二極體PD之接合電容部放電，又，連接於電晶體T3之閘極端子之擴散區域(電荷蓄積部)放電。當Trans(m)信號為低位準時，將光電二極體PD所產生之電荷蓄積於接合電容部。當Reset(m)信號為低位準、Trans(m)信號及Hold(m)信號為高位準時，光電二極體PD之接合電容部中蓄積之電荷傳輸並蓄積於與電晶體T3之閘極端子連接之擴散區域(電荷蓄積部)中。
當Address(m)信號為高位準時，經由電晶體T4而向讀出信號線Ln 輸出與連接於電晶體T3之閘極端子之擴散區域(電荷蓄積部)中所蓄積之電荷量對應之資料(重疊有雜訊成分之信號成分之資料)。即，電晶體T4係作為用以向讀出信號線Ln 輸出與電荷蓄積部之蓄積電荷量對應之資料之開關而發揮作用。再者，當電荷蓄積部處於放電狀態時，僅有雜訊成分之資料經由電晶體T4向讀出信號線Ln 輸出。
各保持部31n 包含2個電容元件C1 、C2 、及4個開關SW11 、SW12 、SW21 、SW22 。該保持部31n 中，開關SW11 及開關SW12 係串聯連接並設置於讀出信號線Ln 與配線 Hline_s之間，電容元件C1 之一端連接於開關SW11 與開關SW12 之間之連接點，且電容元件C1 之另一端接地。又，開關SW21 及開關SW22 係串聯連接並設置於讀出信號線Ln 與配線Hline_n之間，電容元件C2 之一端連接於開關SW21 與開關SW22 之間之連接點，且電容元件C2 之另一端接地。
該保持部31n 中，開關SW11 根據自行選擇部32所供給之set_s信號之位準而開閉。開關SW21 根據自行選擇部32所供給之set_n信號之位準而開閉。set_s信號及set_n信號係共通地輸入至N個保持部311 ~31N 。開關SW12 、SW22 根據自行選擇部32所供給之hshift(n)信號之位準而開閉。
該保持部31n 中，當set_n信號自高位準轉向低位準而開關SW21 打開時，自像素部Pm,n 向讀出信號線Ln 輸出之雜訊成分隨後藉由電容元件C2 而作為電壓值out_n(n)加以保持。當set_s信號自高位準轉向低位準而開關SW11 打開時，自像素部Pm,n 向讀出信號線Ln 輸出之重疊有雜訊成分之信號成分隨後藉由電容元件C1 而作為電壓值out_s(n)加以保持。而且，若hshift(n)信號成為高位準，則開關SW12 閉合，向配線Hline_s輸出藉由電容元件C1 而保持之電壓值out_s(n)，又，開關SW22 閉合，向配線Hline_n輸出藉由電容元件C2 而保持之電壓值out_n(n)。該等電壓值out_s(n)與電壓值out_n(n)之差，表示與像素部Pm,n 之光電二極體PD所產生之電荷量對應之電壓值。
圖4係表示第1實施形態之點滅信號檢測裝置1之差運算部33之電路構成的圖。如該圖所示，差運算部33包含放大 器A1 ~A3 、開關SW1 、SW2 及電阻器R1 ~R4 。放大器A3 之反轉輸入端子係介以電阻器R1 而與緩衝放大器A1 之輸出端子連接，並介以電阻器R3 而與自身之輸出端子連接。放大器A3 之非反轉輸入端子係介以電阻器R2 而與緩衝放大器A2 之輸出端子連接，並介以電阻器R4 而與接地電位連接。緩衝放大器A1 之輸入端子係介以配線Hline_s而與N個保持部311 ~31N 連接，並介以開關SW1 而與接地電位連接。緩衝放大器A2 之輸入端子係介以配線Hline_n而與N個保持部311 ~31N 連接，並介以開關SW2 而與接地電位連接。
差運算部33之開關SW1 、SW2 係由自行選擇部32所供給之hreset信號控制而進行開閉動作。藉由閉合開關SW1 ，而重置輸入至緩衝放大器A1 之輸入端子之電壓值。藉由閉合開關SW2 而重置輸入至緩衝放大器A2 之輸入端子之電壓值。當開關SW1 、SW2 打開時，自N個保持部311 ~31N 中之任一保持部31n 向配線Hline_s、Hline_n輸出之電壓值out_s(n)、out_n(n)會輸入至緩衝放大器A1 、A2 之輸入端子。若將緩衝放大器A1 、A2 之各自之放大率設為1，且將4個電阻器R1 ~R4 之各自之電阻值設為彼此相等，則自差運算部33之輸出端子所輸出之電壓值表示分別經由配線Hline_s及配線Hline_n而輸入之電壓值之差，且係已除去雜訊成分者。
圖5係表示第1實施形態之點滅信號檢測裝置1之列選擇部20之構成之一部分的圖。列選擇部20除了具有M段之移位暫存器之外，還相對於各個奇數列(第(2i-1)列)而具有該 圖(a)所示之電路，且相對於各個偶數列(第2i列)而具有該圖(b)所示之電路。M段之移位暫存器係自其中之第m段輸出Address(m)信號並將其提供給第m列之各像素部Pm,n 。
如該圖(a)所示，Trans(2i-1)信號係製作成Address(2i-1)信號和S_odd信號之邏輯和、與T信號之邏輯積。Reset(2i-1)信號係製作成Address(2i-1)信號和S_odd信號之邏輯和、與R信號之邏輯積。Hold(2i-1)信號係製作成Address(2i-1)信號和S_odd信號之邏輯和、與H信號之邏輯積。將該等Trans(2i-1)信號、Reset(2i-1)信號及Hold(2i-1)信號提供給第(2i-1)列之各像素部P2i-1,n 。
如該圖(b)所示，Trans(2i)信號係製作成Address(2i)信號和S_even信號之邏輯和、與T信號之邏輯積。Reset(2i)信號係製作成Address(2i)信號和S_even信號之邏輯和、與R信號之邏輯積。Hold(2i)信號係製作成Address(2i)信號和S_even信號之邏輯和、與H信號之邏輯積。將該等Trans(2i)信號、Reset(2i)信號及Hold(2i)信號提供給第2i列之各像素部P2i,n 。
自控制部50向列選擇部20提供S_odd信號、S_even信號、R信號、T信號及H信號，以此方式構成之列選擇部20於由S_odd信號所指示之第1期間，可使受光部10之第(2i-1)列之各像素部P2i-1,n 於電荷蓄積部中蓄積由光電二極體所產生之電荷。又，列選擇部20於由S_even信號所指示之第2期間，可使受光部10之第2i列之各像素部P2i,n 於電荷蓄積部中蓄積由光電二極體所產生之電荷。而且，列選擇部20 於第1期間及第2期間之後，可根據Address(m)信號而選擇受光部10之各列，並逐列地使各像素部Pm,n 向讀出信號線Ln 輸出與電荷蓄積部之蓄積電荷量對應之資料。
圖6係表示第1實施形態之點滅信號檢測裝置1之檢測部40之構成的圖。檢測部40中輸入有自讀出部30逐列地輸出之各資料Dm,n 。檢測部40包含記憶部41及運算部42。記憶部41記憶第(2i-1)列之N個資料D2i-1,n 及第2i列之N個D2i,n 中先輸入之第(2i-1)列之N個資料D2i-1,n 。運算部42中輸入有後輸入之第2i列之N個D2i,n ，並且亦輸入有藉由記憶部41而記憶之第(2i-1)列之N個資料D2i-1,n 後，運算出該等資料D2i-1,n 、D2i,n 之差(D2i-1,n -D2i,n )。然後，檢測部40根據該差(D2i-1,n -D2i,n )，檢測到達像素部P2i-1,n 、P2i,n 之光是否為點滅信號。此處，保持於記憶部41中之資料並不限於數位資料，亦可以類比電壓之形式保持而求出差分。
圖7係表示第1實施形態之點滅信號檢測裝置1之動作之一例的時序圖。該圖中，自上側起依序顯示有：有無向點滅信號檢測裝置1之受光部10入射光信號；自控制部50向列選擇部20提供之S_odd信號、S_even信號、R信號、T信號及H信號；於讀出部30中自行選擇部32向各保持部31n 提供之set_s信號及set_n信號；自列選擇部20向第1列之各像素部P1,n 提供之Address(1)信號；自列選擇部20向第2列之各像素部P2,n 提供之Address(2)信號；及於讀出部30中自行選擇部32向各保持部31n 提供之hshift(1)信號~hshift(N)信號。
於向受光部10入射光信號之第1期間，S_odd信號成為高位準，S_even信號成為低位準。於該第1期間之某個固定期間，R信號、T信號及H信號成為高位準，且Reset(2i-1)信號、Trans(2i-1)信號及Hold(2i-1)信號成為高位準，第(2i-1)列之各像素部P2i-1,n 之光電二極體PD之接合電容部放電，又連接於電晶體T3之閘極端子之擴散區域(電荷蓄積部)放電。於第1期間中之接著之下一某個固定期間，R信號、T信號及H信號成為低位準，Reset(2i-1)信號、Trans(2i-1)信號及Hold(2i-1)信號成為低位準，且第(2i-1)列之各像素部P2i-1,n 之光電二極體PD所產生之電荷蓄積於接合電容部。而且，於第1期間中之接著之又一某個固定期間，R信號成為低位準且T信號及H信號成為高位準，Reset(2i-1)信號成為低位準，Trans(2i-1)信號及Hold(2i-1)信號成為高位準，且第(2i-1)列之各像素部P2i-1,n 之光電二極體PD之接合電容部中所蓄積之電荷傳輸並蓄積於與電晶體T3之閘極端子連接之擴散區域(電荷蓄積部)。該等動作係於受光部10之所有第奇數列之各像素部中平並行地進行。
於不向受光部10入射光信號之第2期間，S_odd信號成為低位準，S_even信號成為高位準。於該第2期間之某個固定期間，R信號、T信號及H信號成為高位準，Reset(2i)信號、Trans(2i)信號及Hold(2i)信號成為高位準，且第2i列之各像素部P2i,n 之光電二極體PD之接合電容部放電，又連接於電晶體T3之閘極端子之擴散區域(電荷蓄積部)放電。於 第2期間中之接著之下一某個固定期間，R信號、T信號及H信號成為低位準，Reset(2i)信號、Trans(2i)信號及Hold(2i)信號成為低位準，且第2i列之各像素部P2i,n 之光電二極體PD所產生之電荷係蓄積於接合電容部。而且，於第2期間中之接著之又一某個固定期間，R信號成為低位準且T信號及H信號成為高位準，Reset(2i)信號成為低位準，Trans(2i)信號及Hold(2i)信號成為高位準，且第2i列之各像素部P2i,n 之光電二極體PD之接合電容部中所蓄積之電荷傳輸並蓄積於與電晶體T3之閘極端子連接之擴散區域(電荷蓄積部)。該等動作係於受光部10之所有第偶數列之各像素部中並行地進行。
於第1期間及第2期間之後，自列選擇部20向第1列之各像素部P1,n 提供之Address(1)信號成為高位準。於Address(1)信號成為高位準之期間，向各保持部31n 提供之set_s信號僅於固定期間成為高位準，繼而R信號及T信號僅於固定期間成為高位準，且第1列之各像素部P1,n 之電荷蓄積部放電，繼而向各保持部31n 提供之set_n信號僅於固定期間成為高位準。藉此，自各像素部P1,n 向讀出信號線Ln 輸出之重疊有雜訊成分之信號成分藉由保持部31n 之電容元件C1 而作為電壓值out_s(n)加以保持。又，自各像素部P1,n 向讀出信號線Ln 輸出之雜訊成分藉由保持部31n 之電容元件C2 而作為電壓值out_n(n)加以保持。其後，hshift(1)信號~hshift(N)信號依序成為高位準，依序輸出由各保持部311 ~31N 所保持之電壓值，並藉由差運算部33自重疊有雜 訊成分之信號成分之資料中減去僅有雜訊成分之資料，輸出與第1列之各像素部P1,n 之信號成分對應之資料D1,1 ~D1,N 。之後亦同樣地，逐列輸出各列之各像素部Pm,n 之資料Dm,n 。
而且，檢測部40中首先輸入有第1列之各像素部P1,n 之資料D1,n 並藉由記憶部41而加以記憶。繼而，當輸入有第2列之各像素部P2,n 之資料D2,n 時，將該資料D2,n 輸入至運算部42，並且將藉由記憶部41而記憶之資料D1,n 輸入至運算部42，於運算部42中運算出該等資料D1,n ，D2,n 之差(D1,n -D2,n )。然後，檢測部40根據該差(D1,n -D2,n )而檢測到達像素部P1,n ，P2,n 之光是否為點滅信號。
繼而，檢測部40中輸入有第3列之各像素部P3,n 之資料D3,n 並藉由記憶部41而加以記憶。繼而，當輸入有第4列之各像素部P4,n 之資料D4,n 時，將該資料D4,n 輸入至運算部42，並且將藉由記憶部41而記憶之資料D3,n 輸入至運算部42，於運算部42中運算出該等資料D3,n 、D4,n 之差(D3,n -D4,n )。然後，檢測部40根據該差(D3,n -D4,n )而檢測到達像素部P3,n ，P4,n 之光是否為點滅信號。
之後亦同樣地，檢測部40根據資料D2i-1,n ，D2i,n 之差(D2i-1,n -D2i,n )而檢測到達像素部P2i-1,n 、P2i,n 之光是否為點滅信號。
圖8係對第1實施形態之點滅信號檢測裝置1之動作進行說明之圖。該圖中，自上側起依序表示有光信號入射時序、受光部10之第(2i-1)列之像素部中之電荷蓄積時序A、 及受光部10之第2i列之像素部中之電荷蓄積時序B。之前的圖7中，受光部10之第(2i-1)列之像素部中之電荷蓄積時序A設為與光信號入射時序一致，但該圖8中，電荷蓄積時序A、B均係一部分與光信號入射時序重疊。電荷蓄積時序A、B之各相位僅相差1/2週期。
圖中以影線所示之範圍表示電荷蓄積時序A、B分別與光信號入射時序重疊之範圍，其相當於資料D2i-1,n 、D2i,n 之大小。若點滅信號到達像素部P2i-1,n 、P2i,n ，且於電荷蓄積時序A、B之間影線範圍之大小不同，即差(D2i-1,n -D2i,n )不為零，則可藉由檢測部40檢測出點滅信號到達之情況。另一方面，若固定強度之光到達像素部P2i-1,n 、P2i,n ，則由於在電荷蓄積時序A、B之間影線範圍之大小相等，故可藉由檢測部40檢測出點滅信號未到達。
如此，本實施形態之點滅信號檢測裝置1僅具備記憶1列之資料之記憶部41便可，無需大容量之記憶部。又，本實施形態之點滅信號檢測裝置1無需光信號之點滅圖案為已知便可指定接收如光信號般之點滅信號之像素部。
再者，為檢測如上所述之點滅之光信號，該光信號必需到達至少某2個像素部P2i-1,n 、P2i,n 。因此，亦可有意地使設置於受光部10前表面之光學系統於受光部10之成像變得模糊，從而使光信號到達受光部10之較廣範圍。又，若到達受光部10之光之強度分佈於鄰接之列之間不同，則有時會誤檢測為光信號已到達，但藉由有意地使光學系統於受光部10之成像變得模糊，可防止此種誤檢測。
(第2實施形態)
圖9係表示第2實施形態之點滅信號檢測裝置2之概略構成之圖。該圖所示之點滅信號檢測裝置2包括受光部10、第1列選擇部201 、第2列選擇部202 、第1讀出部301 、第2讀出部302 、檢測部40A及控制部50A。
若與圖1所示之第1實施形態之點滅信號檢測裝置1之構成加以比較，則該圖9所示之第2實施形態之點滅信號檢測裝置2之不同點在於：受光部10之各像素部Pm,n 之構成不同；具備第1列選擇部201 及第2列選擇部202 來代替列選擇部20；具備第1讀出部301 及第2讀出部302 來代替讀出部30；具備檢測部40A來代替檢測部40；及具備控制部50A來代替控制部50。
第1列選擇部201 及第1讀出部301 對受光部10之奇數列(第(2i-1)列)之各像素部P2i-1,n 進行放電、電荷蓄積及資料讀出。第2列選擇部202 及第2讀出部302 對受光部10之偶數列(第2i列)之各像素部P2i,n 進行放電、電荷蓄積及資料讀出。第1列選擇部201 及第1讀出部301 、與第2列選擇部202 及第2讀出部302 係彼此並行地進行資料讀出之動作。
控制部50A控制第1列選擇部201 、第2列選擇部202 、第1讀出部301 及第2讀出部302 之各自之動作，以進行上述之並行動作。又，由於進行上述並行動作，故第2實施形態之檢測部40A具有與第1實施形態之檢測部40不同之構成。又，由於進行上述並行動作，故第2實施形態之各像素部Pm,n 具有與第1實施形態之各像素部不同之構成。
圖10係表示第2實施形態之點滅信號檢測裝置2之第1讀出部301 及第2讀出部302 各自之構成的圖。該圖中，受光部10中代表性表示有M×N個像素部P1,1 ~PM,N 中之第m列第n行之像素部Pm,n ，又，第1讀出部301 及第2讀出部302 分別表示有與該像素部Pm,n 相關之構成要素。
第1讀出部301 及第2讀出部302 分別具有與第1實施形態之讀出部30相同之構成。其中，第1讀出部301 之各保持部31n 可介以讀出信號線L1n 而與受光部10之第n行之M個像素部P1,n ~PM,n 連接，輸入有自藉由第1列選擇部201 而選擇之第m列之像素部Pm,n 向讀出信號線L1n 輸出之資料並保持該資料，且輸出所保持之資料。又，第2讀出部302 之各保持部31n 可介以讀出信號線L2n 而與受光部10之第n行之M個像素部P1,n ~PM,n 連接，輸入有自藉由第2列選擇部202 而選擇之第m列之像素部Pm,n 向讀出信號線L2n 輸出之資料並保持該資料，且輸出所保持之資料。
圖11係表示第2實施形態之點滅信號檢測裝置2之像素部Pm,n 及第1讀出部301 之保持部31n 之電路構成的圖。該圖中，受光部10中亦代表性地表示有M×N個像素部P1,1 ~PM,N 中之第m列第n行之像素部Pm,n ，又，第1讀出部301 中亦表示有與該像素部Pm,n 相關之保持部31n 。
各像素部Pm,n 係APS(Active Pixel Sensor)方式者，其包含光電二極體PD及6個MOS電晶體T1、T2、T3、T41 、T42 、T5。如該圖所示，電晶體T1、電晶體T2及光電二極體PD係依序串聯連接，對電晶體T1之汲極端子輸入有基 準電壓，且光電二極體PD之陽極端子接地。電晶體T1與電晶體T2之連接點係介以電晶體T5而連接於電晶體T3之閘極端子。
對電晶體T3之汲極端子輸入有基準電壓。電晶體T3之源極端子係與電晶體T41 、T42 之各自之汲極端子連接。各像素部Pm,n 之電晶體T41 之源極端子係連接於讀出信號線L1n 。各像素部Pm,n 之電晶體T42 之源極端子係連接於讀出信號線L2n 。讀出信號線L1n 及讀出信號線L2n 上分別連接有恆定電流源。
各像素部Pm,n 之傳輸用之電晶體T2之閘極端子係與控制信號線LTm 連接，且輸入有自第1列選擇部201 或第2列選擇部202 輸出之Trans(m)信號。各像素部Pm,n 之重置用之電晶體T1之閘極端子係與控制信號線LRm 連接，且輸入有自第1列選擇部201 或第2列選擇部202 輸出之Reset(m)信號。各像素部Pm,n 之保持用之電晶體T5之閘極端子係與控制信號線LHm 連接，且輸入有自第1列選擇部201 或第2列選擇部202輸出之Hold(m)信號。
各像素部Pm,n 之輸出選擇用之電晶體T41 之閘極端子係與控制信號線LA1m 連接，且輸入有自第1列選擇部201 輸出之Address1(m)信號。各像素部Pm,n 之輸出選擇用之電晶體T42 之閘極端子係與控制信號線LA2m 連接，且輸入有自第2列選擇部202 輸出之Address2(m)信號。該等控制信號(Reset(m)信號、Trans(m)信號、Hold(m)信號、Address1(m)信號、Address2(m)信號)係對第m列之N個像素部Pm,1 ~Pm,N 共通地輸入。
控制信號線LTm 、控制信號線LRm 及控制信號線LHm 係對應每列而設置，其傳輸指示第m列之各像素部Pm,n 之光電二極體PD之接合電容部及電荷蓄積部各自之放電及電荷蓄積部之電荷蓄積之控制信號(Reset(m)信號、Trans(m)信號、Hold(m)信號)。該等控制信號線之第1端係介以開關而連接於第1列選擇部201 ，又，該等控制信號線之第2端係介以開關而連接於第2列選擇部202 。設置於該等控制信號線之各自之兩端之2個開關並不會同時閉合，而是始終至少一方打開。再者，亦可使用三態緩衝器來代替該等開關，該情形時，設置於該等控制信號線之各自之兩端之2個三態緩衝器並不會同時處於導通狀態，而是始終至少一方處於高阻抗狀態。
控制信號線LA1m 及控制信號線LA2m 係對應於每列而設置，其傳輸指示向第m列之各像素部Pm,n 之讀出信號線L1n 或讀出信號線L2n 之資料輸出之控制信號(Address1(m)信號、Address2(m)信號)。各控制信號線LA1m 連接於第1列選擇部201 。各控制信號線LA2m 連接於第2列選擇部202 。Address1(m)信號與Address2(m)信號並不會同時為高位準，電晶體T41 與電晶體T42 不會同時成為接通狀態。
當Reset(m)信號、Trans(m)信號及Hold(m)信號為高位準時，光電二極體PD之接合電容部放電，又，連接於電晶體T3之閘極端子之擴散區域(電荷蓄積部)放電。當Trans(m)信號為低位準時，光電二極體PD所產生之電荷蓄積於接合 電容部。當Reset(m)信號為低位準、且Trans(m)信號及Hold(m)信號為高位準時，光電二極體PD之接合電容部中所蓄積之電荷傳輸並蓄積於與電晶體T3之閘極端子連接之擴散區域(電荷蓄積部)。
當Address1(m)信號為高位準時，與連接於電晶體T3之閘極端子之擴散區域(電荷蓄積部)中所蓄積之電荷量對應之資料(重疊有雜訊成分之信號成分之資料)，經由電晶體T41 而向讀出信號線L1n 輸出，並向第1讀出部301 之保持部31n 輸入。即，電晶體T41 係作為用以將與電荷蓄積部之蓄積電荷量對應之資料向讀出信號線L1n 輸出之第1開關而發揮作用。再者，當電荷蓄積部處於放電狀態時，僅有雜訊成分之資料經由電晶體T41 向讀出信號線L1n 輸出。
當Address2(m)信號為高位準時，與連接於電晶體T3之閘極端子之擴散區域(電荷蓄積部)中所蓄積之電荷量對應之資料(重疊有雜訊成分之信號成分之資料)，經由電晶體T42 向讀出信號線L2n 輸出，並向第2讀出部302 之保持部31n 輸入。即，電晶體T42 係作為用以將與電荷蓄積部之蓄積電荷量對應之資料向讀出信號線L2n 輸出之第2開關而發揮作用。再者，當電荷蓄積部處於放電狀態時，僅有雜訊成分之資料經由電晶體T42 向讀出信號線L2n 輸出。
第1列選擇部201 及第2列選擇部202 分別具有M段之移位暫存器。第1列選擇部201 之M段之移位暫存器自其中之第m段將Address1(m)信號向控制信號線LA1m 輸出並提供給第m列之各像素部Pm,n 。第2列選擇部202 之M段之移位暫存 器自其中之第m段將Address2(m)信號向控制信號線LA2m 輸出並提供給第m列之各像素部Pm,n 。又，第1列選擇部201 相對於各奇數列(第(2i-1)列)而具有圖5(a)所示之電路，第2列選擇部202 相對於各偶數列(第2i列)而具有圖5(b)所示之電路。
第1列選擇部201 於由S_odd信號所指示之第1期間，可使受光部10之第(2i-1)列之各像素部P2i-1,n 於電荷蓄積部中蓄積由光電二極體所產生之電荷。又，第2列選擇部202 於由S_even信號所指示之第2期間，可使受光部10之第2i列之各像素部P2i,n 於電荷蓄積部中蓄積由光電二極體所產生之電荷。各像素部P2i,n 之放電及電荷蓄積之時序係與第1實施形態之情形相同。
第1列選擇部201 於第1期間及第2期間之後，可根據Address1(2i-1)信號而選擇受光部10之奇數列(第(2i-1)列)，並逐列地使各像素部P2i-1,n 向讀出信號線L1n 輸出與電荷蓄積部之蓄積電荷量對應之資料。第2列選擇部202 於第1期間及第2期間之後，根據Address2(2i)信號而選擇受光部10之偶數列(第2i列)，並逐列地使各像素部P2i,n 向讀出信號線L2n 輸出與電荷蓄積部之蓄積電荷量對應之資料。自第(2i-1)列之各像素部P2i-1,n 經由讀出信號線L1n 及第1讀出部301 而向檢測部40A之資料讀出，以及自第2i列之各像素部P2i,n 經由讀出信號線L2n 及第2讀出部302 而向檢測部40A之資料讀出係彼此並行地進行。
即，第1列選擇部201 及第2列選擇部202 同時選擇受光部 10之第(2i-1)列及第2i列，並使與第(2i-1)列之各像素部P2i-1,n 之電荷蓄積部之蓄積電荷量對應之資料輸出，並使與第2i列之各像素部P2i,n 之電荷蓄積部之蓄積電荷量對應之資料輸出。第1讀出部301 及第2讀出部302 將與第(2i-1)列之各像素部P2i-1,n 之光電二極體所產生之電荷量對應之資料D2i-1,n 、及與第2i列之各像素部P2i,n 之光電二極體所產生之電荷量對應之資料D2i,n ，同時向檢測部40A輸出。
檢測部40A運算出自讀出部301 、302 同時輸出之資料D2i-1,n 、D2i 之差，並根據該差而檢測到達像素部P2i-1,n 、P2i,n 之光是否為點滅信號。
第2實施形態之點滅信號檢測裝置2以如下方式進行動作。於光信號向受光部10入射之第1期間，藉由第1列選擇部201 ，而將第(2i-1)列之各像素部P2i-1,n 之光電二極體PD所產生之電荷傳輸並蓄積於與電晶體T3之閘極端子連接之擴散區域(電荷蓄積部)。該等動作係對於受光部10之所有第奇數列之各像素部中並行地進行。
又，於光信號未向受光部10入射之第2期間，藉由第2列選擇部202 ，而將第2i列之各像素部P2i,n 之光電二極體PD所產生之電荷傳輸並蓄積於與電晶體T3之閘極端子連接之擴散區域(電荷蓄積部)。該等動作係於受光部10之所有第偶數列之各像素部中並行地進行。
該等各像素部Pm,n 之電荷蓄積之時序係與第1實施形態之情形相同。第2實施形態之資料讀出動作之時序與第1實施形態之情形不同。
第2實施形態中，於第1期間及第2期間之後，自第1列選擇部201 向第1列之各像素部P1,n 提供之Address1(1)信號、自第2列選擇部202 向第2列之各像素部P2,n 提供之Address2(2)信號於相同期間成為高位準。而且，自第1讀出部301 向第1列之各像素部P1,n 之資料D1,n 之輸出、及自第2讀出部302 向第2列之各像素部P2,n 之資料D2,n 之輸出係同時進行。檢測部40A中同時輸入有第1列之各像素部P1,n 之資料D1,n 及第2列之各像素部P2,n 之資料D2,n ，並運算出該等資料D1,n 、D2,n 之差(D1,n -D2,n )。而且，檢測部40A根據該差(D1,n -D2,n )，檢測到達像素部P1,n 、P2,n 之光是否為點滅信號。
繼而，自第1列選擇部201 向第3列之各像素部P3,n 提供之Address1(3)信號、及自第2列選擇部202 向第4列之各像素部P4,n 提供之Address2(4)信號於相同期間成為高位準。而且，自第1讀出部301 向第3列之各像素部P3,n 之資料D3,n 之輸出、及自第2讀出部302 向第4列之各像素部P4,n 之資料D4,n 之輸出係同時進行。檢測部40A中同時輸入有第3列之各像素部P3,n 之資料D3,n 及第4列之各像素部P4,n 之資料D4,n ，並運算出該等資料D3,n 、D4,n 之差(D3,n -D4,n )。而且，檢測部40A根據該差(D3,n -D4,n )，檢測到達像素部P3,n 、P4,n 之光是否為點滅信號。
之後亦同樣地，檢測部40A根據資料D2i-1,n 、D2i,n 之差(D2i-1,n -D2i,n )，檢測到達像素部P2i-1,n 、P2i,n 之光是否為點滅信號。
第1實施形態之點滅信號檢測裝置1必需具備記憶1列之資料之記憶部41，但第2實施形態之點滅信號檢測裝置2無需具備此種記憶部。又，第2實施形態之點滅信號檢測裝置2與第1實施形態之情形同樣地，無需光信號之點滅圖案為已知便可指定接收如光信號般之點滅信號之像素部。
(第3實施形態)
圖12係表示第3實施形態之點滅信號檢測裝置3之概略構成之圖。該圖所示之點滅信號檢測裝置3包括受光部10、列選擇部20B、讀出部30、檢測部40B及控制部50B。
若與圖1所示之第1實施形態之點滅信號檢測裝置1之構成加以比較，則該圖12所示之第3實施形態之點滅信號檢測裝置3之不同點在於：具備列選擇部20B來代替列選擇部20；具備檢測部40B來代替檢測部40；及具備控制部50B來代替控制部50。
列選擇部20B輸出用以控制受光部10之各像素部Pm,n 之動作之各種控制信號。更具體而言，列選擇部20B於第1期間使受光部10之第(4j-3)列之各像素部P4j-3,n 於電荷蓄積部中蓄積由光電二極體PD所產生之電荷。列選擇部20B於第2期間使受光部10之第(4j-2)列之各像素部P4j-2,n 於電荷蓄積部中蓄積由光電二極體PD所產生之電荷。
列選擇部20B於第3期間使受光部10之第(4j-1)列之各像素部P4j-1,n 於電荷蓄積部中蓄積由光電二極體PD所產生之電荷。又，列選擇部20B於第4期間使受光部10之第4j列之各像素部P4j,n 於電荷蓄積部中蓄積由光電二極體PD所產生 之電荷。而且，列選擇部20B於第4期間之後選擇受光部10之各列，並逐列地使各像素部Pm,n 輸出與電荷蓄積部之蓄積電荷量對應之資料。此處，第1~第4期間係依序設定者且具有共通之時間寬度。又，j係1以上且(M/4)以下之各整數。
讀出部30係與N根讀出信號線L1 ~LN 連接，且輸入有自藉由列選擇部20而選擇之受光部10之第m列之各像素部Pm,n 向讀出信號線Ln 輸出之資料，並將與第m列之各像素部Pm,n 之光電二極體所產生之電荷量對應之資料Dm,n 向檢測部40B輸出。
檢測部40B輸入有自讀出部30輸出之各資料Dm,n ，並根據資料D4j-3,n 、D4j-1,n 之差與資料D4j-2,n 、D4j,n 之差之和，檢測到達像素部P4j-3,n 、P4j-2,n 、P4j-1,n 、P4j,n 之光是否為點滅信號。
控制部50B藉由控制列選擇部20B、讀出部30及檢測部40B之各自之動作，而控制點滅信號檢測裝置1整體之動作。更具體而言，控制部50B控制列選擇部20B之向受光部10之各種控制信號之發送、讀出部30之來自各像素部Pm,n 之資料之輸入、讀出部30之各資料Dm,n 之輸出、及檢測部40B之處理之各動作時序。
圖13係表示第3實施形態之點滅信號檢測裝置3之檢測部40B之構成的圖。檢測部40B中輸入有自讀出部30逐列地輸出之各資料Dm,n 。檢測部40B包含記憶部411 ~413 及運算部43。記憶部411 記憶第(4j-3)列之N個資料D4j-3,n 。記憶部 412 記憶第(4j-2)列之N個資料D4j-2,n 。記憶部413 記憶第(4j-1)列之N個資料D4j-1,n 。
運算部43中輸入有第4j列之N個D4j,n ，並且亦輸入有藉由記憶部411 ~413 而記憶之第(4j-3)列之N個資料D4j-3,n 、第(4j-2)列之N個資料D4j-2,n 及第(4j-1)列之N個資料D4j-1,n 。而且，運算部43求出資料D4j-3,n 、D4j-1,n 之差與資料D4j-2,n 、D4j,n 之差之和S(=|D4j-3,n -D4j-1,n |+|D4j-2,n -D4j,n |，並根據該運算結果S，檢測到達像素部P4j-3,n 、P4j-2,n 、P4j-1,n 、P4j,n 之光是否為點滅信號。
圖14係對第3實施形態之點滅信號檢測裝置3之動作進行說明的圖。該圖中自上側起依序表示有光信號入射時序、受光部10之第(4j-3)列之像素部之電荷蓄積時序A、受光部10之第(4j-2)列之像素部中之電荷蓄積時序B、受光部10之第(4j-1)列之像素部中之電荷蓄積時序C、及受光部10之第4j列之像素部中之電荷蓄積時序D。該圖中，電荷蓄積時序A~D及光信號入射時序為同一週期，電荷蓄積時序A~D均係一部分與光信號入射時序重疊。電荷蓄積時序A~D之各相位彼此相差1/4週期。
圖中以影線所示之範圍表示電荷蓄積時序A~D分別與光信號入射時序重疊之範圍，其相當於資料D4j-3,n 、D4j-2,n 、D4j-1,n 、D4j,n 之大小。若點滅信號到達像素部P4j-3,n 、P4j-2,n 、P4j-1,n 、P4j,n ，則由於運算部43之運算結果S不為零，故檢測部40B可檢測出點滅信號到達之情況。另一方面，若固定強度之光到達像素部P4j-3,n 、P4j-2,n 、P4j-1,n 、P4j,n ，則 由於運算部43之運算結果S為零，故檢測部40B可檢測出點滅信號未到達。
特別是於本實施形態中，運算部43之運算結果S並不依賴於光信號入射時序與電荷蓄積時序A~D之間之相位差。因此，本實施形態中可與該相位差無關而進行高靈敏度之點滅信號檢測。
如此，本實施形態之點滅信號檢測裝置3僅具備記憶3列之資料之記憶部411 ~413 便可，無需大容量之記憶部。又，本實施形態之點滅信號檢測裝置3無需光信號之點滅圖案為已知便可指定接收如光信號般之點滅信號之像素部。
又，本發明當然不限定於第1~第3之各實施形態。例如，上述實施形態中列舉了連接於電晶體T3之閘極端子之擴散區域作為電荷蓄積部，但光電二極體亦可兼作電荷蓄積部。
產業上之可利用性
本發明可應用於無需大容量之記憶部、且無需光信號之點滅圖案為已知便可指定接收如光信號般之點滅信號之像素部之用途。
1~3‧‧‧點滅信號檢測裝置
10‧‧‧受光部
20、201 、202 、20B‧‧‧列選擇部
30、301 、302 ‧‧‧讀出部
311 ~31N ‧‧‧保持部
32‧‧‧行選擇部
33‧‧‧差運算部
40、40A、40B‧‧‧檢測部
41、411 ~413 ‧‧‧記憶部
42、43‧‧‧運算部
50、50A、50B‧‧‧控制部
A1 ~A3 ‧‧‧放大器
R1 ~R4 ‧‧‧電阻器
P1,1 ~PM,N ‧‧‧像素部
L1 ~LN 、L11 ~L1N 、L21 ~L2N ‧‧‧讀出信號線
LT1 ~LTM 、LR1 ~LRM 、LH1 ~LHM 、LA11 ~LA1M 、LA21 ~LA2M ‧‧‧控制信號線
SW12 、SW22 、SW11 、SW21 ‧‧‧開關
T1、T2、T3、T4、T41 、T42 、T5‧‧‧電晶體
圖1係表示第1實施形態之點滅信號檢測裝置1之概略構成之圖。
圖2係表示第1實施形態之點滅信號檢測裝置1之讀出部30之構成之圖。
圖3係表示第1實施形態之點滅信號檢測裝置1之像素部 Pm,n 及保持部31n 之電路構成的圖。
圖4係表示第1實施形態之點滅信號檢測裝置1之差運算部33之電路構成的圖。
圖5係表示第1實施形態之點滅信號檢測裝置1之列選擇部20之構成之一部分的圖。
圖6係表示第1實施形態之點滅信號檢測裝置1之檢測部40之構成的圖。
圖7係表示第1實施形態之點滅信號檢測裝置1之動作之一例的時序圖。
圖8係對第1實施形態之點滅信號檢測裝置1之動作進行說明的圖。
圖9係表示第2實施形態之點滅信號檢測裝置2之概略構成的圖。
圖10係表示第2實施形態之點滅信號檢測裝置2之第1讀出部301 及第2讀出部302 之各自之構成的圖。
圖11係表示第2實施形態之點滅信號檢測裝置2之像素部Pm,n 及第1讀出部301 之保持部31n 之電路構成的圖。
圖12係表示第3實施形態之點滅信號檢測裝置3之概略構成的圖。
圖13係表示第3實施形態之點滅信號檢測裝置3之檢測部40B之構成的圖。
圖14係對第3實施形態之點滅信號檢測裝置3之動作進行說明的圖。
1‧‧‧點滅信號檢測裝置
10‧‧‧受光部
20‧‧‧列選擇部
30‧‧‧讀出部
40‧‧‧檢測部
50‧‧‧控制部
P1,1 ~PM,N ‧‧‧像素部
L1 ~LN ‧‧‧讀出信號線

Claims (3)

  1. 一種點滅信號檢測裝置，其特徵在於包括：受光部，其將M×N個像素部P1,1 ~PM,N 二維排列為M列N行，該M×N個像素部P1,1 ~PM ,N 分別具有產生與入射光量對應之量之電荷之光電二極體、蓄積該電荷之電荷蓄積部、及用以輸出與上述電荷蓄積部之蓄積電荷量對應之資料之開關；列選擇部，其將共通時間寬度之第1期間及第2期間一前一後地設定，於上述第1期間使上述受光部之第(2i-1)列之各像素部P2i-1,n 於上述電荷蓄積部中蓄積由上述光電二極體所產生之電荷，於上述第2期間使上述受光部之第2i列之各像素部P2i,n 於上述電荷蓄積部中蓄積由上述光電二極體所產生之電荷，並於上述第1期間及上述第2期間之後選擇上述受光部之各列，逐列地使各像素部Pm,n 閉合上述開關而輸出與上述電荷蓄積部之蓄積電荷量對應之資料；讀出部，其輸入有自藉由上述列選擇部而選擇之上述受光部之各列之各像素部Pm,n 所輸出之資料，並輸出與各像素部Pm,n 之上述光電二極體所產生之電荷量對應之資料Dm,n ；及檢測部，其輸入有自上述讀出部輸出之各資料Dm,n ，並根據資料D2i-1,n 、D2i,n 之差檢測到達像素部P2i-1,n 、P2i,n 之光是否為點滅信號；其中，M、N為2以上之整數，m為1以上且M以下之整 數，n為1以上且N以下之整數，i為1以上且(M/2)以下之整數。
  2. 如請求項1之點滅信號檢測裝置，其中上述列選擇部同時選擇上述受光部之第(2i-1)列及第2i列來輸出與第(2i-1)列之各像素部P2i-1,n 之上述電荷蓄積部之蓄積電荷量對應之資料，且輸出與第2i列之各像素部P2i,n 之上述電荷蓄積部之蓄積電荷量對應之資料；上述讀出部同時輸出與第(2i-1)列之各像素部P2i-1,n 之上述光電二極體所產生之電荷量對應之資料D2i-1,n 、及與第2i列之各像素部P2i,n 之上述光電二極體所產生之電荷量對應之資料D2i,n ；上述檢測部運算出自上述讀出部同時輸出之資料D2i-1,n 、D2i 之差。
  3. 一種點滅信號檢測裝置，其特徵在於包括：受光部，其將M×N個像素部P1,1 ~PM,N 二維排列為M列N行，該M×N個像素部P1,1 ~PM,N 分別具有產生與入射光量對應之量之電荷之光電二極體、蓄積該電荷之電荷蓄積部、及用以輸出與上述電荷蓄積部之蓄積電荷量對應之資料之開關；列選擇部，其依序設定共通時間寬度之第1~第4期間，於上述第1期間使上述受光部之第(4j-3)列之各像素部P4j-3,n 於上述電荷蓄積部中蓄積由上述光電二極體所產生之電荷，於上述第2期間使上述受光部之第(4j-2)列之各像素部P4j-2,n 於上述電荷蓄積部中蓄積由上述光電二極 體所產生之電荷，於上述第3期間使上述受光部之第(4j-1)列之各像素部P4j-1,n 於上述電荷蓄積部中蓄積由上述光電二極體所產生之電荷，且於上述第4期間使上述受光部之第4j列之各像素部P4j,n 於上述電荷蓄積部中蓄積由上述光電二極體所產生之電荷，並於上述第4期間之後選擇上述受光部之各列，逐列地使各像素部Pm,n 閉合上述開關而輸出與上述電荷蓄積部之蓄積電荷量對應之資料；讀出部，其輸入有自藉由上述列選擇部而選擇之上述受光部之各列之各像素部Pm,n 所輸出之資料，並輸出與各像素部Pm,n 之上述光電二極體所產生之電荷量對應之資料Dm,n ；及檢測部，其輸入有自上述讀出部所輸出之各資料Dm,n ，並根據資料D4j-3,n 、D4j-1,n 之差與資料D4j-2,n 、D4j,n 之差之和，檢測到達像素部P4j-3,n 、P4j-2,n 、P4j-1,n 、P4j,n 之光是否為點滅信號；其中，M、N為2以上之整數，m為1以上且M以下之整數，n為1以上且N以下之整數，j為1以上且(M/4)以下之整數。
TW99125512A 2009-07-30 2010-07-30 Point off signal detection device TWI473979B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009177876A JP5271838B2 (ja) 2009-07-30 2009-07-30 点滅信号検出装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201118352A TW201118352A (en) 2011-06-01
TWI473979B true TWI473979B (zh) 2015-02-21

Family

ID=43529197

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW99125512A TWI473979B (zh) 2009-07-30 2010-07-30 Point off signal detection device

Country Status (6)

Country Link
US (1) US8670042B2 (zh)
EP (1) EP2461495B1 (zh)
JP (1) JP5271838B2 (zh)
CN (1) CN102474355B (zh)
TW (1) TWI473979B (zh)
WO (1) WO2011013538A1 (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI531239B (zh) * 2010-05-28 2016-04-21 Hamamatsu Photonics Kk Solid-state imaging device
EP2503852A1 (en) * 2011-03-22 2012-09-26 Koninklijke Philips Electronics N.V. Light detection system and method
NL2010098C2 (en) 2013-01-09 2014-07-10 Lely Patent Nv Method and system for generating an oestrus attention signal for a cattle animal.
JP6261883B2 (ja) * 2013-06-03 2018-01-17 浜松ホトニクス株式会社 光観察装置、それに用いる撮像装置、及び光観察方法
US11923900B2 (en) 2019-10-31 2024-03-05 Technische Universiteit Eindhoven Optical wireless communication receiver with large photodetector surface area, large field of view and high bandwidth

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6275307B1 (en) * 1997-06-02 2001-08-14 Nec Corporation Image read apparatus
TW200731165A (en) * 2005-12-22 2007-08-16 Magnachip Semiconductor Ltd Flicker detecting circuit and method in image sensor
US20090073295A1 (en) * 2006-01-30 2009-03-19 Hamamatsu Photonics K.K. Solid state imaging device
CN100484197C (zh) * 2004-11-15 2009-04-29 索尼株式会社 闪烁校正方法、闪烁校正电路、以及使用它们的摄像装置
US20090122155A1 (en) * 2007-11-12 2009-05-14 Canon Kabushiki Kaisha Image pickup apparatus and flicker detection method therefor

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5790295A (en) 1995-08-28 1998-08-04 Apple Computer, Inc. Gated integrator preamplifier for infrared data networks
JP2007028080A (ja) * 2005-07-14 2007-02-01 Sony Corp 撮像装置
US7561190B2 (en) * 2006-04-19 2009-07-14 Nethra Imaging Inc. Method and system to reduce flicker artifacts in captured images
JP2007324705A (ja) 2006-05-30 2007-12-13 Kyocera Corp 可視光受信装置および可視光通信光源の位置検出方法
JP4825116B2 (ja) * 2006-11-22 2011-11-30 浜松ホトニクス株式会社 固体撮像装置及び撮像方法
JP5106055B2 (ja) * 2007-11-12 2012-12-26 キヤノン株式会社 撮像装置及びそのフリッカ検出方法
WO2009107636A1 (ja) * 2008-02-26 2009-09-03 日本電気株式会社 点滅信号検出回路、点滅信号検出方法、物体検知装置、物体検知方法、及び撮像システム
JP5077079B2 (ja) * 2008-06-02 2012-11-21 日本電気株式会社 点滅信号検出回路、点滅信号検出方法およびプログラム
JP2009294876A (ja) * 2008-06-04 2009-12-17 Toyota Central R&D Labs Inc 光信号受信装置及び光通信システム
US8345155B2 (en) * 2009-01-21 2013-01-01 Freescale Semiconductor, Inc. Integrated circuit comprising deflicker unit for filtering image data, and a method therefor
EP2461575A4 (en) * 2009-07-30 2013-07-31 Hamamatsu Photonics Kk SOLID STATE IMAGE CRADLE
JP2011091775A (ja) * 2009-10-26 2011-05-06 Toshiba Corp 固体撮像装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6275307B1 (en) * 1997-06-02 2001-08-14 Nec Corporation Image read apparatus
CN100484197C (zh) * 2004-11-15 2009-04-29 索尼株式会社 闪烁校正方法、闪烁校正电路、以及使用它们的摄像装置
TW200731165A (en) * 2005-12-22 2007-08-16 Magnachip Semiconductor Ltd Flicker detecting circuit and method in image sensor
US20090073295A1 (en) * 2006-01-30 2009-03-19 Hamamatsu Photonics K.K. Solid state imaging device
US20090122155A1 (en) * 2007-11-12 2009-05-14 Canon Kabushiki Kaisha Image pickup apparatus and flicker detection method therefor

Also Published As

Publication number Publication date
CN102474355B (zh) 2014-10-01
JP5271838B2 (ja) 2013-08-21
US8670042B2 (en) 2014-03-11
TW201118352A (en) 2011-06-01
US20120098997A1 (en) 2012-04-26
CN102474355A (zh) 2012-05-23
EP2461495A1 (en) 2012-06-06
WO2011013538A1 (ja) 2011-02-03
EP2461495A4 (en) 2013-07-17
EP2461495B1 (en) 2015-10-07
JP2011035533A (ja) 2011-02-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7157858B2 (ja) 撮像素子及び撮像装置
EP3154258B1 (en) Image sensor with multiple photoelectric conversion means per pixel, using only some pixel photoelectric conversion means for focus detection and all for image capture
JP3521109B2 (ja) 動き検出用固体撮像装置
KR101595687B1 (ko) 고체 촬상 장치
CN102547169B (zh) 暂停图像传感器中的列寻址
TWI473979B (zh) Point off signal detection device
KR101515654B1 (ko) 고체 촬상 장치
TWI536833B (zh) Solid state camera device
KR101598748B1 (ko) 고체 촬상 장치
EP2099214B1 (en) Solid-state imaging device and imaging method
TWI531239B (zh) Solid-state imaging device
JP7292135B2 (ja) 撮像素子及び撮像装置
EP1845713B1 (en) Solid-state image pickup device
US9040894B2 (en) Imager with column readout
JP4262020B2 (ja) 光検出装置
EP2254330A1 (en) Method and system for operating an image data collection device
WO2008035668A1 (fr) Dispositif d'imagerie à semi-conducteurs
JP2015115743A (ja) 光電変換装置及び光電変換アレイ