JPH01318366A - 固体撮像装置 - Google Patents
固体撮像装置Info
- Publication number
- JPH01318366A JPH01318366A JP63150561A JP15056188A JPH01318366A JP H01318366 A JPH01318366 A JP H01318366A JP 63150561 A JP63150561 A JP 63150561A JP 15056188 A JP15056188 A JP 15056188A JP H01318366 A JPH01318366 A JP H01318366A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- solid
- photoelectric conversion
- timing
- state image
- conversion period
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Granted
Links
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 54
- 238000004904 shortening Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 14
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 claims description 7
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 4
- 230000008602 contraction Effects 0.000 claims description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
（イ）産業上の利用分野
本発明は固体撮像素子を備えた固体撮像装置の露光制御
方法に関する。 （ロ）従来の技術 従来、ＣＣＤ固体撮像素子を用いたテレビカメラの如き
撮像装置では、固体撮像素子の動イ１原理を活用して電
子的に自動露光制御をしようとすることが考えられてい
る。 例えは実願昭６１−１３９５２７号では、フレームトラ
ンスファ型のＣＣＤ固体撮像素子に於いて、垂直走査線
期間毎の光電変換期間の途中でそれまで受光部に蓄積き
れた画像電荷を画像信号読出しのための転送方向とは逆
方向に転送排出し、一画面分のその後の残りの光電変換
期間だけで画像電荷の蓄積を行う露光制御手段が提案さ
れている。このような露光制御手段に依れば、電荷の逆
転送タイミングを被写体の明るさに応じて変化させるこ
とに依り最適の露光状態が得られる。 この様なオートアイリス機能を備えた本出願人既提案（
特願昭６３−３５６６３号）の固体撮像装置の基本構成
を第６図に示す。 同図に於て、（Ｓ）は受光部（１）と蓄積部（２）と水
平レジスタ（３）からなるフレームトランスファ型のＣ
ＣＤ固体撮像素子であって、受光部（１）で垂直走査線
期間毎に一画面単位（フィールド単位）で光電変換して
得た画像電荷を蓄積部（２）に−旦転送蓄積した後、水
平走査線期間毎に一走査ライン単位で水平レジスタ（３
）を介し画像信号Ｘ （ｔ）として出力するものである
。そして、このフィールド単位で連続した画像信号Ｘ
（ｔ）は信号処理回路（４）によりサンプルホールド、
増幅、ガンマ補正等の信号処理が施されてビデオ信号Ｙ
（ｔ）として外部機器に出力される。 上記ＣＣＤ固体撮像素子（Ｓ）は駆動回路（Ｄ）でパル
ス駆動されるものであって、受光部（１〉には電荷読出
の為の順方向転送パルス≠、又は電荷排出の為の逆方向
転送パルス≠８がそれぞれ読出転送パルス発生回路（１
２）又は排出転送パルス発生回路（１３）から供給され
る。又、蓄積部（２〉には蓄積転送パルス発生回路＜１
２）からの蓄積転送パルス≠５が供給され、さらに水平
レジスタ（３）には出力転送パルス発生回路（１５）か
らの出力転送パルスφ□が供給される。 尚、これら各クロック発生回路（１２） 、 （１３）
、 （１４） 、 （１５）は同一の発振源からの基
本クロックに基づいてクロック作成され、同じくこの基
本クロックに基づき水平走査線信号ＨＤ、垂直走査線信
号ＶＤが得られる。 そして、この垂直走査線信号ＶＤの帰線期間の特定タイ
ミングで読出パルスを持っ読出駆動タイミング信号ＦＴ
が読出転送パルス発生回路（１３〉に入力され、また上
記水平走査線信号ＨＤは後述する様に、排出駆動タイミ
ングＢＴ決定の為のクロックとして用いられる。 続いて、この排出駆動タイミングＢＴ決定の為の回路構
成を説明する。 上記信号処理回路（５）から得られるビデオ信号Ｙ（ｔ
）はフィールド単位で積分され、露光量信号としてその
レベルＬが比較回路（Ｃ）に入力され、第１及び第２の
比較器＜６１）＜６２）でそれぞれ比較される。これら
第１の比較器（６１）の比較基準は適正露光範囲の上限
値に対応する第１の基準レベルＬｍａｘであり、第２の
比較器（６２〉の比較基準は適正露光範囲の下限値に対
応する第２の基準レベルＬｍｉｎ（Ｌｍａｘより小さい
）となる。 そして、これ等の比較器（６１）（６２）での大小比較
の結果は、垂直走査線期間■に相当するフィールド毎の
読出駆動タイミングＦＴでそれぞれフリップフロップ（
７１）（７２）に記憶される。 従って、この両ブリップフロップ（７１）（７２）の出
力は、計２ビットのデータ［ｘｌ、ｘ２）となるので、
例えば具体的には、 （０，０）はＬ ≧Ｌｍａｘ （１，０）はＬｍａｘ＞ｌ ≧Ｌ ｍ１ｎ（１，１）
はＬｍｉｎ＞Ｌ を示す事になる。 この様な３種類の２ビツトデータ（０，０）。 （１，０）及び［１，１：］をデコーダ（８）がそれぞ
れ「露光制限信号」、「露光固定信号ヨ及び１露光促進
信号」として解読し、この解読結果に従いカウンタ構成
のタイミングＢＴ発生回路（Ｔ）を動作させる。即ち、
タイミングＢＴ発生回路（Ｔ）は０〜７をカウントする
３ビツトのアップダウンカウンタ（９）、０〜２５５を
３２単位のステップで上位３ビツトがＯ〜７までカウン
トアツプできるステップカウンタ（１０） 、これら両
カウンタ（９） 、 （１０）の出力値の一致検出を行
う比較器（１１）で構成きれる。 従って、タイミングＢＴ発生回路（Ｔ）によれば、上記
デコーダ（８）は「露光制限信号ヨを解読した時に、ア
ップダウンカウンタ（９）にアップ信号Ｕを入力するの
で、この値は１だけカウントアツプする。逆に、′露光
促進信号ｊを解読した時には、アップダウンカウンタ（
９）にダウン信号りを入力するので、この値を１だけカ
ウントダウンする。さらに「露光固定信号」の時は信号
出力は行わずにアップダウンカウンタ〈９）の値を継続
して保持する。この様にしてアップダウンカウンタク９
）には垂直走査線期間Ｖ中の光電変換期間を８ステツプ
に分割したときのステップ番号５０〜Ｓ７（露光量に応
じて増減する）が格納される。−方、ステップカウンタ
（１０）は垂直走査線信号ＶＤでリセットされ、その後
の光電変換期間Ｅに亘って水平走査線信号ＨＤを３２毎
にＯから７までカウントして行く間に、この値がアップ
ダウンカウンタ（９）のセット値に達する。この時、比
較器く１１〉は両方ウンタ（９）（ｔｏ）の一致を検出
して排出駆動タイミングＢＴを駆動回路（Ｄ＞の排出転
送パルス発生回路（１２）に出力する。 従って、排出転送パルス発生回路（１２）はタイミング
ＢＴでＣＯＤ固体撮像素子（Ｓ）の受光部（１）に逆方
向転送パルスφ、を供給し、この逆転逆駆動の終了後か
ら垂直走査線信号ＶＤと同期した読出タイミングＦＴで
の順転速駆動の開始時点までが受光部（１）の実効光電
変換期間Ｅとなる。 上述の露光制御手段を備えた固体撮像素子に於いて、垂
直走査線期間Ｖ中のステップ番号Ｓ０〜Ｓ７に対応する
８つのタイミングで夫々逆転送駆動した場合の実効光電
変換期間Ｅを第７図に示す。受光部＜１）での受光量が
各タイミングの場合とも夫々等しい場合、受光部（１）
に蓄積される画像電荷量は、光電変換期間Ｅに比例し、
例えばステップ番号Ｓ３のタイミングで逆転逆駆動する
場合には、ステップ番号Ｓ。のタイミングで逆転逆駆動
した場合に比して光電変換期間Ｅが４７７となるため、
蓄積される画像電荷量も４／７となる。ステップ番号Ｓ
。のタイミングで逆転逆駆動した場合の光電変換期間Ｅ
。を１とし、この期間に蓄積される画像電荷量をＸとし
たとき、各ステップ番号に対応＝９− するタイミングで逆転逆駆動した場合の実効光電変換期
間Ｅと、その期間に蓄積きれる画像電荷量を下表に示す
。 ここで短縮率とは、逆転逆駆動のタイミングをステップ
番号Ｓ０から順にＳ、まで順次変化させて行くときに光
電変換期間Ｅが短縮される割合を示すもので、例えは逆
転逆駆動をステップ番号Ｓ３から５４に変化させたとき
には、ステップ番号Ｓ、での光電変換期間Ｅがステップ
番号Ｓ４での光電変換期間Ｅの３７４となることを示す
。 各ステップ番号に対応する短縮率の変化を第８図に示す
。この図から明らかな如く、光電変換期間Ｅの変化量が
均一に設定されている場合には、光電変換期間Ｅが短く
なるほど短縮率が小びくなる。即ち、逆転速駆動のタイ
ミングをステップ番号Ｓ０から５１に変化させたときに
は、光電変換期間が１７７だけ短縮されるのに対して、
ステップ番号ｓ５から５６に変化させたときには光電変
換期間Ｅが１７２に短縮されることになる。従って、逆
転送タイミングの変化に依る画像電荷量の変化が各タイ
ミングに於いて不均一となり、固体撮像素子（Ｓ＞から
得られる画像信号のレベルが大きく変化する場合や、僅
かしか変化しない場合が生じ、再生画像が不安定で見づ
らい画面となる。 （ハ）発明が解決しようとする課題 本発明は、固体撮像素子の受光部に蓄積きれる画像電荷
の排出駆動のタイミングを、夫々のタイミングに於ける
光電変換期間Ｅが一定の割合で伸長或いは短縮されるよ
うに変化させ、固体撮像素子から得られる画像信号のレ
ベルの変化を滑らかにし、安定した再生画像の得られる
固体撮像装置の提供を目的とする。 （ニ）課題を解決するための手段 本発明は上述の課題を解決するため（こなされたもので
、受光した画像を光電変換して画像信号を得る固体撮像
素子、この固体撮像素子の光電変換電荷を排出駆動した
後に読出駆動する駆動回路、この駆動回路の電荷排出駆
動のタイミングと電荷読出駆動のタイミングとを設定し
て両タイミング間の光電変換期間を伸縮制御することに
依って上記固体撮像素子の露光量を制御する露光制御回
路、からなり、上記露光制御回路は、上記固体撮像素子
の実効光電変換期間を一定の割合で段階的に伸長或いは
短縮できるように構成したことを特徴とする。 （ホ）作用 本発明に依れば、固体撮像素子の露光量を制限するとき
には実効光電変換期間を一定の割合で縮Ｊ＼し、逆に露
光量を促進するときには実効光電変換期間を一定の割合
で伸長するように固体撮像素−１】− 子の電荷排出駆動のタイミングと電荷読出駆動のタイミ
ングとを設定することが可能となり、実効光電変換期間
を常に一定の割合で伸長或いは短縮して露光制御を行う
ことができる。 （へ）実施例 本発明の実施例を図面に従って説明する。 第１図は一実施例を示す構成図であり、固体撮像素子（
Ｓ）、駆動回路（Ｄ）及び比較回路（Ｃ）は、第６図に
示す既提案装置と同一構造である。本発明の特徴とする
ところは、タイミングＢＴ発生回路（Ｔ′）に依って固
体撮像素子（Ｓ）の実効光電変換期間Ｅが一定の割合で
伸縮するように電荷排出駆動のタイミングＢＴを設定す
るところにある。即ち、固体撮像素子（Ｓ＞の露光量が
適切露光量範囲より小さくなった場合には実効光電変換
期間Ｅが所定の割合で伸長され、大きくなった場合には
所定の割合で短縮される。そのタイミングＢＴ発生回路
（Ｔ゛）は、０〜１５をカウントする４ビツトのアップ
ダウンカウンタ（２０）、このアップダウンカウンタ（
２０）の出力を所定のバイナリデータにデコードする４
ビツトのデコーダ（２１）、Ｏ〜１５までカウントアツ
プする４ビツトのステップカウンタ（２２）、デコーダ
（２１）とステップカウンタ（２２）この各ビットの一
致検出を行うエクスクル−シブオアゲート（２３Ａ）〜
（２３Ｄ）及びこれらエクスクル−シブオアゲート（２
３Ａ）〜（２３Ｄ）の出力の論理積を得るアンドゲート
（２４）で構成される。 従って、タイミングＢＴ発生回路（Ｔ′）は、第６図の
タイミングＢＴ発生回路（Ｔ）と同様に比較回路（Ｃ）
の出力に依って動作し、アップダウンカウンタ（２０）
に垂直走査線期間Ｖ中の光電変換期間を１６ステツプに
分割したときのステップ番号ｓ０〜ｓｒｓが格納される
。そして、アップダウンカウンタ（２０）の出力がデコ
ーダク２１）で所定の４ビツトのバイナリデータにデコ
ードされる。このバイナリデータについては後に詳述す
る。 一方、ステップカウンタ（２２〉は垂直走査線信号ＶＤ
でリセッｉれ、水平走査線期間■あたり１６バルスの周
期のクロック信号ＣＫに依って光電変換期間Ｅ中にＯか
ら１５までカウントアツプして行く間に、その出力が上
述のデコーダ出力のバイナリデータと一致する。両デー
タの各ビットが一致するとエクスクル−シブオアゲート
（２３Ａ）〜（２３Ｄ＞が夫々〔１〕を出力し、アンド
ゲート（２４）が駆動回路（Ｄ）に排出駆動タイミング
ＢＴを出力する。従って、アップダウンカウンタ（２０
）がカウントアツプきれる毎に光電変換期間Ｅが所定の
割合に短縮され、カウントアツプされる毎に所定の割合
で伸長されることになる。 実効光電変換期間Ｅの短縮率を例えば３／４に設定した
ときの各ステップ番号８０〜５１６に対応する実効光電
変換期間Ｅを第２図に示し、そのときのアップダウンカ
ウンタ（２０）の出力とデ゛コーダ（２１）の出力とを
下表に示す。 く以下余白〉 この表に於いて、実効光電変換期間Ｅは、ステップ番号
Ｓ０の光電変換期間Ｅ。（垂直走査線期間■に相当する
）を基準としてパーセントで表している。 デコーダ（２１）の出力するバイナリデータは、垂直走
査線期間■を１６分割し、その点のうち第２図に示す所
望の光電変換期間この差が最小となる点のデータを２値
化して得たものである。このため、実効光電変換期間Ｅ
の変化量が微少になると、ステップ番号Ｓ、〜Ｓ＋Ｚの
如くデコーダ出力が変化しない場合が生ずる。 ここでは、タイミングＢＴ発生回路（Ｔ′）を４ビツト
で構成し、光電変換期間Ｅを１６ステツプに分割する場
合を示した力釈 乙のビット数を５ビツト、さらには６
ビツト以上で構成すれば光電変換期間Ｅが３２ステップ
或いは６４ステツプ以上で分割されるため、光電変換期
間Ｅを所望の値により近く設定でき、変化率のより均一
な高精度の制御が可能になる。 次に、本発明の他の実施例を第２図に示す。この図はタ
イミングＢＴ発生回路を示し、（３ｏ）は５ビツトの双
方向型シフトレジスタであり、その他第１図のタイミン
グＢＴ発生回路（Ｔ′）と同一部分には同一符号を付す
。双方向型シフトレジスタ（３０）は、例えば１０個の
アンドゲート（３１Ａ）〜（３１Ｅ）、５つのオアゲー
ト（３２Ａ）〜（３２Ｅ）及び５つのＤフリップフロッ
プ（３３Ａ）〜（３３Ｅ）で構成され、比較回路（Ｃ）
からカウントアツプ信号Ｕが入力されるとプリップフロ
ップ（３３Ａ）からフリップフロップ（３３Ｅ）方向に
データ〔１〕がシフトされ、逆にカウントダウン信号り
が入力されるとフリッププロップ（３３Ｅ）からフリッ
プフロップ（３３Ａ）方向にデータ
方法に関する。 （ロ）従来の技術 従来、ＣＣＤ固体撮像素子を用いたテレビカメラの如き
撮像装置では、固体撮像素子の動イ１原理を活用して電
子的に自動露光制御をしようとすることが考えられてい
る。 例えは実願昭６１−１３９５２７号では、フレームトラ
ンスファ型のＣＣＤ固体撮像素子に於いて、垂直走査線
期間毎の光電変換期間の途中でそれまで受光部に蓄積き
れた画像電荷を画像信号読出しのための転送方向とは逆
方向に転送排出し、一画面分のその後の残りの光電変換
期間だけで画像電荷の蓄積を行う露光制御手段が提案さ
れている。このような露光制御手段に依れば、電荷の逆
転送タイミングを被写体の明るさに応じて変化させるこ
とに依り最適の露光状態が得られる。 この様なオートアイリス機能を備えた本出願人既提案（
特願昭６３−３５６６３号）の固体撮像装置の基本構成
を第６図に示す。 同図に於て、（Ｓ）は受光部（１）と蓄積部（２）と水
平レジスタ（３）からなるフレームトランスファ型のＣ
ＣＤ固体撮像素子であって、受光部（１）で垂直走査線
期間毎に一画面単位（フィールド単位）で光電変換して
得た画像電荷を蓄積部（２）に−旦転送蓄積した後、水
平走査線期間毎に一走査ライン単位で水平レジスタ（３
）を介し画像信号Ｘ （ｔ）として出力するものである
。そして、このフィールド単位で連続した画像信号Ｘ
（ｔ）は信号処理回路（４）によりサンプルホールド、
増幅、ガンマ補正等の信号処理が施されてビデオ信号Ｙ
（ｔ）として外部機器に出力される。 上記ＣＣＤ固体撮像素子（Ｓ）は駆動回路（Ｄ）でパル
ス駆動されるものであって、受光部（１〉には電荷読出
の為の順方向転送パルス≠、又は電荷排出の為の逆方向
転送パルス≠８がそれぞれ読出転送パルス発生回路（１
２）又は排出転送パルス発生回路（１３）から供給され
る。又、蓄積部（２〉には蓄積転送パルス発生回路＜１
２）からの蓄積転送パルス≠５が供給され、さらに水平
レジスタ（３）には出力転送パルス発生回路（１５）か
らの出力転送パルスφ□が供給される。 尚、これら各クロック発生回路（１２） 、 （１３）
、 （１４） 、 （１５）は同一の発振源からの基
本クロックに基づいてクロック作成され、同じくこの基
本クロックに基づき水平走査線信号ＨＤ、垂直走査線信
号ＶＤが得られる。 そして、この垂直走査線信号ＶＤの帰線期間の特定タイ
ミングで読出パルスを持っ読出駆動タイミング信号ＦＴ
が読出転送パルス発生回路（１３〉に入力され、また上
記水平走査線信号ＨＤは後述する様に、排出駆動タイミ
ングＢＴ決定の為のクロックとして用いられる。 続いて、この排出駆動タイミングＢＴ決定の為の回路構
成を説明する。 上記信号処理回路（５）から得られるビデオ信号Ｙ（ｔ
）はフィールド単位で積分され、露光量信号としてその
レベルＬが比較回路（Ｃ）に入力され、第１及び第２の
比較器＜６１）＜６２）でそれぞれ比較される。これら
第１の比較器（６１）の比較基準は適正露光範囲の上限
値に対応する第１の基準レベルＬｍａｘであり、第２の
比較器（６２〉の比較基準は適正露光範囲の下限値に対
応する第２の基準レベルＬｍｉｎ（Ｌｍａｘより小さい
）となる。 そして、これ等の比較器（６１）（６２）での大小比較
の結果は、垂直走査線期間■に相当するフィールド毎の
読出駆動タイミングＦＴでそれぞれフリップフロップ（
７１）（７２）に記憶される。 従って、この両ブリップフロップ（７１）（７２）の出
力は、計２ビットのデータ［ｘｌ、ｘ２）となるので、
例えば具体的には、 （０，０）はＬ ≧Ｌｍａｘ （１，０）はＬｍａｘ＞ｌ ≧Ｌ ｍ１ｎ（１，１）
はＬｍｉｎ＞Ｌ を示す事になる。 この様な３種類の２ビツトデータ（０，０）。 （１，０）及び［１，１：］をデコーダ（８）がそれぞ
れ「露光制限信号」、「露光固定信号ヨ及び１露光促進
信号」として解読し、この解読結果に従いカウンタ構成
のタイミングＢＴ発生回路（Ｔ）を動作させる。即ち、
タイミングＢＴ発生回路（Ｔ）は０〜７をカウントする
３ビツトのアップダウンカウンタ（９）、０〜２５５を
３２単位のステップで上位３ビツトがＯ〜７までカウン
トアツプできるステップカウンタ（１０） 、これら両
カウンタ（９） 、 （１０）の出力値の一致検出を行
う比較器（１１）で構成きれる。 従って、タイミングＢＴ発生回路（Ｔ）によれば、上記
デコーダ（８）は「露光制限信号ヨを解読した時に、ア
ップダウンカウンタ（９）にアップ信号Ｕを入力するの
で、この値は１だけカウントアツプする。逆に、′露光
促進信号ｊを解読した時には、アップダウンカウンタ（
９）にダウン信号りを入力するので、この値を１だけカ
ウントダウンする。さらに「露光固定信号」の時は信号
出力は行わずにアップダウンカウンタ〈９）の値を継続
して保持する。この様にしてアップダウンカウンタク９
）には垂直走査線期間Ｖ中の光電変換期間を８ステツプ
に分割したときのステップ番号５０〜Ｓ７（露光量に応
じて増減する）が格納される。−方、ステップカウンタ
（１０）は垂直走査線信号ＶＤでリセットされ、その後
の光電変換期間Ｅに亘って水平走査線信号ＨＤを３２毎
にＯから７までカウントして行く間に、この値がアップ
ダウンカウンタ（９）のセット値に達する。この時、比
較器く１１〉は両方ウンタ（９）（ｔｏ）の一致を検出
して排出駆動タイミングＢＴを駆動回路（Ｄ＞の排出転
送パルス発生回路（１２）に出力する。 従って、排出転送パルス発生回路（１２）はタイミング
ＢＴでＣＯＤ固体撮像素子（Ｓ）の受光部（１）に逆方
向転送パルスφ、を供給し、この逆転逆駆動の終了後か
ら垂直走査線信号ＶＤと同期した読出タイミングＦＴで
の順転速駆動の開始時点までが受光部（１）の実効光電
変換期間Ｅとなる。 上述の露光制御手段を備えた固体撮像素子に於いて、垂
直走査線期間Ｖ中のステップ番号Ｓ０〜Ｓ７に対応する
８つのタイミングで夫々逆転送駆動した場合の実効光電
変換期間Ｅを第７図に示す。受光部＜１）での受光量が
各タイミングの場合とも夫々等しい場合、受光部（１）
に蓄積される画像電荷量は、光電変換期間Ｅに比例し、
例えばステップ番号Ｓ３のタイミングで逆転逆駆動する
場合には、ステップ番号Ｓ。のタイミングで逆転逆駆動
した場合に比して光電変換期間Ｅが４７７となるため、
蓄積される画像電荷量も４／７となる。ステップ番号Ｓ
。のタイミングで逆転逆駆動した場合の光電変換期間Ｅ
。を１とし、この期間に蓄積される画像電荷量をＸとし
たとき、各ステップ番号に対応＝９− するタイミングで逆転逆駆動した場合の実効光電変換期
間Ｅと、その期間に蓄積きれる画像電荷量を下表に示す
。 ここで短縮率とは、逆転逆駆動のタイミングをステップ
番号Ｓ０から順にＳ、まで順次変化させて行くときに光
電変換期間Ｅが短縮される割合を示すもので、例えは逆
転逆駆動をステップ番号Ｓ３から５４に変化させたとき
には、ステップ番号Ｓ、での光電変換期間Ｅがステップ
番号Ｓ４での光電変換期間Ｅの３７４となることを示す
。 各ステップ番号に対応する短縮率の変化を第８図に示す
。この図から明らかな如く、光電変換期間Ｅの変化量が
均一に設定されている場合には、光電変換期間Ｅが短く
なるほど短縮率が小びくなる。即ち、逆転速駆動のタイ
ミングをステップ番号Ｓ０から５１に変化させたときに
は、光電変換期間が１７７だけ短縮されるのに対して、
ステップ番号ｓ５から５６に変化させたときには光電変
換期間Ｅが１７２に短縮されることになる。従って、逆
転送タイミングの変化に依る画像電荷量の変化が各タイ
ミングに於いて不均一となり、固体撮像素子（Ｓ＞から
得られる画像信号のレベルが大きく変化する場合や、僅
かしか変化しない場合が生じ、再生画像が不安定で見づ
らい画面となる。 （ハ）発明が解決しようとする課題 本発明は、固体撮像素子の受光部に蓄積きれる画像電荷
の排出駆動のタイミングを、夫々のタイミングに於ける
光電変換期間Ｅが一定の割合で伸長或いは短縮されるよ
うに変化させ、固体撮像素子から得られる画像信号のレ
ベルの変化を滑らかにし、安定した再生画像の得られる
固体撮像装置の提供を目的とする。 （ニ）課題を解決するための手段 本発明は上述の課題を解決するため（こなされたもので
、受光した画像を光電変換して画像信号を得る固体撮像
素子、この固体撮像素子の光電変換電荷を排出駆動した
後に読出駆動する駆動回路、この駆動回路の電荷排出駆
動のタイミングと電荷読出駆動のタイミングとを設定し
て両タイミング間の光電変換期間を伸縮制御することに
依って上記固体撮像素子の露光量を制御する露光制御回
路、からなり、上記露光制御回路は、上記固体撮像素子
の実効光電変換期間を一定の割合で段階的に伸長或いは
短縮できるように構成したことを特徴とする。 （ホ）作用 本発明に依れば、固体撮像素子の露光量を制限するとき
には実効光電変換期間を一定の割合で縮Ｊ＼し、逆に露
光量を促進するときには実効光電変換期間を一定の割合
で伸長するように固体撮像素−１】− 子の電荷排出駆動のタイミングと電荷読出駆動のタイミ
ングとを設定することが可能となり、実効光電変換期間
を常に一定の割合で伸長或いは短縮して露光制御を行う
ことができる。 （へ）実施例 本発明の実施例を図面に従って説明する。 第１図は一実施例を示す構成図であり、固体撮像素子（
Ｓ）、駆動回路（Ｄ）及び比較回路（Ｃ）は、第６図に
示す既提案装置と同一構造である。本発明の特徴とする
ところは、タイミングＢＴ発生回路（Ｔ′）に依って固
体撮像素子（Ｓ）の実効光電変換期間Ｅが一定の割合で
伸縮するように電荷排出駆動のタイミングＢＴを設定す
るところにある。即ち、固体撮像素子（Ｓ＞の露光量が
適切露光量範囲より小さくなった場合には実効光電変換
期間Ｅが所定の割合で伸長され、大きくなった場合には
所定の割合で短縮される。そのタイミングＢＴ発生回路
（Ｔ゛）は、０〜１５をカウントする４ビツトのアップ
ダウンカウンタ（２０）、このアップダウンカウンタ（
２０）の出力を所定のバイナリデータにデコードする４
ビツトのデコーダ（２１）、Ｏ〜１５までカウントアツ
プする４ビツトのステップカウンタ（２２）、デコーダ
（２１）とステップカウンタ（２２）この各ビットの一
致検出を行うエクスクル−シブオアゲート（２３Ａ）〜
（２３Ｄ）及びこれらエクスクル−シブオアゲート（２
３Ａ）〜（２３Ｄ）の出力の論理積を得るアンドゲート
（２４）で構成される。 従って、タイミングＢＴ発生回路（Ｔ′）は、第６図の
タイミングＢＴ発生回路（Ｔ）と同様に比較回路（Ｃ）
の出力に依って動作し、アップダウンカウンタ（２０）
に垂直走査線期間Ｖ中の光電変換期間を１６ステツプに
分割したときのステップ番号ｓ０〜ｓｒｓが格納される
。そして、アップダウンカウンタ（２０）の出力がデコ
ーダク２１）で所定の４ビツトのバイナリデータにデコ
ードされる。このバイナリデータについては後に詳述す
る。 一方、ステップカウンタ（２２〉は垂直走査線信号ＶＤ
でリセッｉれ、水平走査線期間■あたり１６バルスの周
期のクロック信号ＣＫに依って光電変換期間Ｅ中にＯか
ら１５までカウントアツプして行く間に、その出力が上
述のデコーダ出力のバイナリデータと一致する。両デー
タの各ビットが一致するとエクスクル−シブオアゲート
（２３Ａ）〜（２３Ｄ＞が夫々〔１〕を出力し、アンド
ゲート（２４）が駆動回路（Ｄ）に排出駆動タイミング
ＢＴを出力する。従って、アップダウンカウンタ（２０
）がカウントアツプきれる毎に光電変換期間Ｅが所定の
割合に短縮され、カウントアツプされる毎に所定の割合
で伸長されることになる。 実効光電変換期間Ｅの短縮率を例えば３／４に設定した
ときの各ステップ番号８０〜５１６に対応する実効光電
変換期間Ｅを第２図に示し、そのときのアップダウンカ
ウンタ（２０）の出力とデ゛コーダ（２１）の出力とを
下表に示す。 く以下余白〉 この表に於いて、実効光電変換期間Ｅは、ステップ番号
Ｓ０の光電変換期間Ｅ。（垂直走査線期間■に相当する
）を基準としてパーセントで表している。 デコーダ（２１）の出力するバイナリデータは、垂直走
査線期間■を１６分割し、その点のうち第２図に示す所
望の光電変換期間この差が最小となる点のデータを２値
化して得たものである。このため、実効光電変換期間Ｅ
の変化量が微少になると、ステップ番号Ｓ、〜Ｓ＋Ｚの
如くデコーダ出力が変化しない場合が生ずる。 ここでは、タイミングＢＴ発生回路（Ｔ′）を４ビツト
で構成し、光電変換期間Ｅを１６ステツプに分割する場
合を示した力釈 乙のビット数を５ビツト、さらには６
ビツト以上で構成すれば光電変換期間Ｅが３２ステップ
或いは６４ステツプ以上で分割されるため、光電変換期
間Ｅを所望の値により近く設定でき、変化率のより均一
な高精度の制御が可能になる。 次に、本発明の他の実施例を第２図に示す。この図はタ
イミングＢＴ発生回路を示し、（３ｏ）は５ビツトの双
方向型シフトレジスタであり、その他第１図のタイミン
グＢＴ発生回路（Ｔ′）と同一部分には同一符号を付す
。双方向型シフトレジスタ（３０）は、例えば１０個の
アンドゲート（３１Ａ）〜（３１Ｅ）、５つのオアゲー
ト（３２Ａ）〜（３２Ｅ）及び５つのＤフリップフロッ
プ（３３Ａ）〜（３３Ｅ）で構成され、比較回路（Ｃ）
からカウントアツプ信号Ｕが入力されるとプリップフロ
ップ（３３Ａ）からフリップフロップ（３３Ｅ）方向に
データ〔１〕がシフトされ、逆にカウントダウン信号り
が入力されるとフリッププロップ（３３Ｅ）からフリッ
プフロップ（３３Ａ）方向にデータ
〔０〕がシフトされ
るものであり、各ビットＡ−Ｅの出力となるフリップフ
ロップ（３３Ａ）〜（３３Ｅ）の各出力がステップカウ
ンタ（２２’）の出力と比較される。このような双方向
型シフトレジスタ（３０）を用いたときの各タイミング
に於ける光電変換期間Ｅを下表に示す。 〈以下余白〉 上述の構成に依れば、光電変換期間Ｅを１７２或いは２
倍に伸縮制御することができる。即ち、カウントアツプ
信号Ｕに依って上位ビットＡから下位ビットＥ方向へデ
ータ〔１〕がシフトされると光電変換期間Ｅが１７２に
短縮され、逆にカウントダウン信号りに依って下位ビッ
トＥから上位ビットＡ方向にデータ
るものであり、各ビットＡ−Ｅの出力となるフリップフ
ロップ（３３Ａ）〜（３３Ｅ）の各出力がステップカウ
ンタ（２２’）の出力と比較される。このような双方向
型シフトレジスタ（３０）を用いたときの各タイミング
に於ける光電変換期間Ｅを下表に示す。 〈以下余白〉 上述の構成に依れば、光電変換期間Ｅを１７２或いは２
倍に伸縮制御することができる。即ち、カウントアツプ
信号Ｕに依って上位ビットＡから下位ビットＥ方向へデ
ータ〔１〕がシフトされると光電変換期間Ｅが１７２に
短縮され、逆にカウントダウン信号りに依って下位ビッ
トＥから上位ビットＡ方向にデータ
〔０〕がシフトされ
ると光電変換期間Ｅが２倍に伸長される。 その他のタイミングＢＴ発生回路として、第１図のデコ
ーダ（２１〉に換えて所望のバイナリデータが記憶され
たメモリを用い、そのメモリの読出しアドレスにアップ
ダウンカウンタ（２０〉の出力を用いても同様の動作が
得られる。 （ト）発明の効果 本発明に依れば、固体撮像素子の光電変換期間を常に略
一定の割合で伸長或いは短縮して露光制御が行われるた
め、固体撮像素子から得られる画像信号のレベルの変化
が滑らかになり、固体撮像装置の特性を向上でき、再生
画像の安定化が図れて見やすい画面が得られる。
ると光電変換期間Ｅが２倍に伸長される。 その他のタイミングＢＴ発生回路として、第１図のデコ
ーダ（２１〉に換えて所望のバイナリデータが記憶され
たメモリを用い、そのメモリの読出しアドレスにアップ
ダウンカウンタ（２０〉の出力を用いても同様の動作が
得られる。 （ト）発明の効果 本発明に依れば、固体撮像素子の光電変換期間を常に略
一定の割合で伸長或いは短縮して露光制御が行われるた
め、固体撮像素子から得られる画像信号のレベルの変化
が滑らかになり、固体撮像装置の特性を向上でき、再生
画像の安定化が図れて見やすい画面が得られる。
第１図乃至第５図は本発明に係り、第１図は一実施例の
構成図、第２図は各ステップ番号に於ける実効光電変換
期間を示す図、第３図は第２図の短縮率を示す図、第４
図は他の実施例の構成図、第５図は第４図に於ける実効
光電変換期間を示す図である。第６図は既提案固体撮像
素子の構成図、第７図は第６図に於ける実効光電変換期
間を示す図、第８図は第７図の短縮率を示す図である。 （Ｓ）・・・固体撮像素子、 （Ｄ）・・・駆動回路、
（Ｃ）・・・比較回路、 （Ｔ）（Ｉ’）・・・タイ
ミングＢＴ発生回路、 （１）・・・受光部、 （２）
・・・蓄積部、 （３）・・・水平レジスタ、 （４〉
・・・信号処理回路、 （５）・・・積分回路、（２０
）・・・アップダウンカウンタ、（２１）・・・デコー
ダ、（２２）（２２’）・・・ステップカウンタ、（２
３Ａ）〜（２３Ｅ）・・・エクスクル−シブオアゲート
、（２４）・・・アンドゲート、 （３０）・・・双方
向型シフトレジスタ。
構成図、第２図は各ステップ番号に於ける実効光電変換
期間を示す図、第３図は第２図の短縮率を示す図、第４
図は他の実施例の構成図、第５図は第４図に於ける実効
光電変換期間を示す図である。第６図は既提案固体撮像
素子の構成図、第７図は第６図に於ける実効光電変換期
間を示す図、第８図は第７図の短縮率を示す図である。 （Ｓ）・・・固体撮像素子、 （Ｄ）・・・駆動回路、
（Ｃ）・・・比較回路、 （Ｔ）（Ｉ’）・・・タイ
ミングＢＴ発生回路、 （１）・・・受光部、 （２）
・・・蓄積部、 （３）・・・水平レジスタ、 （４〉
・・・信号処理回路、 （５）・・・積分回路、（２０
）・・・アップダウンカウンタ、（２１）・・・デコー
ダ、（２２）（２２’）・・・ステップカウンタ、（２
３Ａ）〜（２３Ｅ）・・・エクスクル−シブオアゲート
、（２４）・・・アンドゲート、 （３０）・・・双方
向型シフトレジスタ。
Claims (4)
- （１）受光した画像を光電変換して画像信号を得る固体
撮像素子、この固体撮像素子の光電変換電荷を排出駆動
した後に読出駆動する駆動回路、この駆動回路の電荷排
出駆動のタイミングと電荷読出駆動のタイミングとを設
定して両タイミング間の光電変換期間を伸縮制御するこ
とに依って上記固体撮像素子の露光量を制御する露光制
御回路、からなり、上記露光制御回路は、上記固体撮像
素子の実効光電変換期間を一定の割合で段階的に伸長或
いは短縮できるように構成したことを特徴とする固体撮
像装置。 - （２）上記露光制御回路は、固体撮像素子の画像信号か
ら得られる露光量信号値と上記固体撮像素子の適切露光
量に対応して設定される基準値とを比較する比較手段、
この比較手段の比較結果に基づいて上記固体撮像素子の
電荷排出駆動のタイミング或いは電荷読出駆動のタイミ
ングを設定するタイミング発生手段、を備えたことを特
徴とする請求項第１項記載の固体撮像装置。 - （３）請求項第２項記載の固体撮像装置に於いて、露光
制御回路のタイミング発生手段は、上記比較手段の出力
に依ってカウントされるｍビット（ｍは整数）のアップ
ダウンカウンタと、このアップダウンカウンタの出力を
所定のバイナリデータにデコードするｎビット（ｎは整
数）のデコーダと、垂直走査線期間中に０から２＾ｎ＾
−＾１までカウントアップされるｎビットのステップカ
ウンタと、上記デコーダ及びステップカウンタの各ビッ
トの一致を検知する検知回路と、を備え、上記固体撮像
素子の実効光電変換期間を、上記アップダウンカウンタ
がカウントアップされたときに一定の割合で短縮し、カ
ウントダウンされたときに伸長することを特徴とする固
体撮像装置。 - （４）請求項第２項記載の固体撮像装置に於いて、露光
制御回路のタイミング発生回路は、上記比較回路の出力
に依ってバイナリデータが双方向にシフトされるｎビッ
トの双方向型シフトレジスタと、垂直走査線期間中に０
から２＾ｍ＾−＾１までカウントアップされるステップ
カウンタと、上記双方向レジスタ及びステップカウンタ
の各ビットの一致を検知する検知回路と、を備え、上記
固体撮像素子の実効光電変換期間を、上記双方向型シフ
トレジスタに於いてバイナリデータが一方向にシフトさ
れると１／２に短縮し、他方向にシフトされると２倍に
伸長することを特徴とする固体撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63150561A JP2642669B2 (ja) | 1988-06-17 | 1988-06-17 | 固体撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63150561A JP2642669B2 (ja) | 1988-06-17 | 1988-06-17 | 固体撮像装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01318366A true JPH01318366A (ja) | 1989-12-22 |
| JP2642669B2 JP2642669B2 (ja) | 1997-08-20 |
Family
ID=15499569
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63150561A Expired - Fee Related JP2642669B2 (ja) | 1988-06-17 | 1988-06-17 | 固体撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2642669B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5386231A (en) * | 1990-04-09 | 1995-01-31 | Sony Corporation | Video camera |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5749224B2 (ja) | 2012-07-13 | 2015-07-15 | 株式会社東芝 | カメラモジュール |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5836079A (ja) * | 1981-08-26 | 1983-03-02 | Canon Inc | 光電変換手段の信号蓄積時間制御方式 |
| JPS5912675A (ja) * | 1982-07-13 | 1984-01-23 | Hitachi Denshi Ltd | 撮像装置 |
| JPS59122182A (ja) * | 1982-12-28 | 1984-07-14 | Toshiba Corp | イメ−ジセンサの利得制御方法 |
| JPS6347677U (ja) * | 1986-09-11 | 1988-03-31 |
-
1988
- 1988-06-17 JP JP63150561A patent/JP2642669B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5836079A (ja) * | 1981-08-26 | 1983-03-02 | Canon Inc | 光電変換手段の信号蓄積時間制御方式 |
| JPS5912675A (ja) * | 1982-07-13 | 1984-01-23 | Hitachi Denshi Ltd | 撮像装置 |
| JPS59122182A (ja) * | 1982-12-28 | 1984-07-14 | Toshiba Corp | イメ−ジセンサの利得制御方法 |
| JPS6347677U (ja) * | 1986-09-11 | 1988-03-31 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5386231A (en) * | 1990-04-09 | 1995-01-31 | Sony Corporation | Video camera |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2642669B2 (ja) | 1997-08-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5040070A (en) | Solid-state image sensing apparatus for electronically controlling exposure by employing CCD as solid-state image sensing device and method of driving such CCD | |
| JP5901186B2 (ja) | 固体撮像装置及びその駆動方法 | |
| JP4389981B2 (ja) | 固体撮像装置、固体撮像装置のアナログ−デジタル変換方法および撮像装置 | |
| JP3904111B2 (ja) | 固体撮像装置及びその信号処理方法 | |
| JP4560205B2 (ja) | Ａ／ｄ変換器及びそれを用いた固体撮像装置 | |
| EP1134971B1 (en) | Timing signal generating device and method of generating timing signals | |
| US4495415A (en) | Radiation sensing system | |
| JPH01318366A (ja) | 固体撮像装置 | |
| US20020135691A1 (en) | High-speed image pickup method and controller for image pickup device | |
| TW202510595A (zh) | 斜坡訊號產生器、包含其的影像感測器及其操作方法 | |
| US20230109210A1 (en) | Image capturing apparatus and control method therefor | |
| JP2021129281A5 (ja) | 撮像素子及び撮像装置 | |
| JPH02215288A (ja) | 固体撮像装置 | |
| JP2730416B2 (ja) | 信号電荷蓄積型光電変換素子の信号電荷蓄積時間制御回路 | |
| JPH01212083A (ja) | 固体撮像装置 | |
| US12562750B2 (en) | Analog-to-digital circuit and operation method thereof | |
| JPH01238382A (ja) | 固体撮像装置 | |
| JPH01212084A (ja) | 固体撮像装置 | |
| JP2675375B2 (ja) | 固体撮像装置 | |
| JP2018142871A (ja) | 撮像装置及び撮像装置の制御方法 | |
| CN118695116A (zh) | 斜坡信号生成器及其操作方法和图像传感器 | |
| JPH03132176A (ja) | 固体撮像装置 | |
| JPH0777441B2 (ja) | 固体撮像装置 | |
| JPH053191B2 (ja) | ||
| JP2009182412A (ja) | 固体撮像装置およびカメラならびに固体撮像装置の駆動方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |