JPH03106186A - 固体撮像装置 - Google Patents
固体撮像装置Info
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- JPH03106186A JPH03106186A JP1241787A JP24178789A JPH03106186A JP H03106186 A JPH03106186 A JP H03106186A JP 1241787 A JP1241787 A JP 1241787A JP 24178789 A JP24178789 A JP 24178789A JP H03106186 A JPH03106186 A JP H03106186A
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- JP
- Japan
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- solid
- readout voltage
- imaging device
- image pickup
- state imaging
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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
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、被写体を撮像する固体撮像素子を備え、入
射光量の変動に対して一定のレベルの出力信号が得られ
るようにした固体撮像装置に関する。
射光量の変動に対して一定のレベルの出力信号が得られ
るようにした固体撮像装置に関する。
従来、固体撮像素子を用いて明るかったり暗かったりす
る入射光量の変動する被写体を撮像する場合、適正な信
号レベルを得る手段として、ＡＧＣ回路を用いる方法が
知られている。このＡＧＣ回路は、第６図に示すように
固体撮像素子からの出力信号を増幅する電子回路の増幅
率を変化させ、一定レベルの出力信号が得られるように
するものである。
る入射光量の変動する被写体を撮像する場合、適正な信
号レベルを得る手段として、ＡＧＣ回路を用いる方法が
知られている。このＡＧＣ回路は、第６図に示すように
固体撮像素子からの出力信号を増幅する電子回路の増幅
率を変化させ、一定レベルの出力信号が得られるように
するものである。
すなわち、レンズ１０１及び絞り１０２を通過して入射
した被写体像は固体撮像素子１０３で撮像され、その画
像信号はＡＧＣ回路１０４及び映像信号処理回路１０５
を経て出力されるようになっている。そして別に設けた
測光センサ１０６の測光出力信号により、前記ＡＧＣ回
路１０４の増幅率を制御し、映像信号処理回路１０５へ
の人力信号を適正なレベルにするようにしている。
した被写体像は固体撮像素子１０３で撮像され、その画
像信号はＡＧＣ回路１０４及び映像信号処理回路１０５
を経て出力されるようになっている。そして別に設けた
測光センサ１０６の測光出力信号により、前記ＡＧＣ回
路１０４の増幅率を制御し、映像信号処理回路１０５へ
の人力信号を適正なレベルにするようにしている。
ところで従来のＡＧＣ回路を用いた固体撮像装置におい
ては、ＡＧＣ回路は固体撮像素子からの出力信号を電子
回路で増幅するものであるから、その出力信号の増幅の
際に、固体撮像素子の画素出力以降からＡＧＣ回路に入
力されるまでに入り込むノイズも増幅してしまい、映像
信号処理回路からの出力信号のＳ／Ｎを劣化させていた
。
ては、ＡＧＣ回路は固体撮像素子からの出力信号を電子
回路で増幅するものであるから、その出力信号の増幅の
際に、固体撮像素子の画素出力以降からＡＧＣ回路に入
力されるまでに入り込むノイズも増幅してしまい、映像
信号処理回路からの出力信号のＳ／Ｎを劣化させていた
。
本発明は、従来のＡＧＣ回路を用いた固体撮像装置にお
ける上記問題点を解決するためになされたもので、光量
不足の被写体に対しても、読み出しノイズ，飛び込みノ
イズ等を増大せずに、一定の出力レベルの信号が得られ
るようにした固体撮像装置を提供することを目的とする
。
ける上記問題点を解決するためになされたもので、光量
不足の被写体に対しても、読み出しノイズ，飛び込みノ
イズ等を増大せずに、一定の出力レベルの信号が得られ
るようにした固体撮像装置を提供することを目的とする
。
〔課題を解決するための手段］
次に上記問題点を解決するための本発明の構成を、第ｌ
図に示す概念図に基づいて説明する。本発明に係る固体
撮像装置は、読み出し電圧を変化させることにより光電
変換特性が変化する光電変換素子をマトリックス状に配
列してなる固体撮像素子ｌと、該固体撮像素子を走査す
る垂直走査回路に与える読み出し電圧を制御する読み出
し電圧制御回路２と、被写体の光量をモニターする測光
センサ３とを備え、該測光センサ３の測光出力により前
記読み出し電圧制御回路を制御して読み出し電圧を被写
体の光量に応して制御するように構威するものである。
図に示す概念図に基づいて説明する。本発明に係る固体
撮像装置は、読み出し電圧を変化させることにより光電
変換特性が変化する光電変換素子をマトリックス状に配
列してなる固体撮像素子ｌと、該固体撮像素子を走査す
る垂直走査回路に与える読み出し電圧を制御する読み出
し電圧制御回路２と、被写体の光量をモニターする測光
センサ３とを備え、該測光センサ３の測光出力により前
記読み出し電圧制御回路を制御して読み出し電圧を被写
体の光量に応して制御するように構威するものである。
なお第１図において、４はプリアンプ、５は測光センサ
３の出力をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器である． （作 用〕 このように構威された固体撮像装置においては、測光セ
ンサ３において撮像期間中に受光された光量に比例した
測光出力電圧が得られ、該電圧がＡ／Ｄ変換器５に入力
されてディジタル信号に変換される。Ａ／Ｄ変換器５へ
のサンプルホールドは、垂直帰線期間の妬まりに行うの
が適当な一例である。このディジタル信号が読み出し電
圧制御回路２へ入力され、濱算が行われる。そしてその
演算結果をもとに固体撮像素子１の垂直走査回路に入力
される読み出し電圧ＶＲＤに、被写体からの光量に応し
て補正が加えられる。したがって次のフィールドでは、
この補正された読み出し電圧により固体撮像素子ｌから
画像信号が読み出され、画像信号の増幅によるＳ／Ｎの
劣化等が伴わずに、入射光量の変動に対して一定レベル
の適正な出力信号が得られる。
３の出力をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器である． （作 用〕 このように構威された固体撮像装置においては、測光セ
ンサ３において撮像期間中に受光された光量に比例した
測光出力電圧が得られ、該電圧がＡ／Ｄ変換器５に入力
されてディジタル信号に変換される。Ａ／Ｄ変換器５へ
のサンプルホールドは、垂直帰線期間の妬まりに行うの
が適当な一例である。このディジタル信号が読み出し電
圧制御回路２へ入力され、濱算が行われる。そしてその
演算結果をもとに固体撮像素子１の垂直走査回路に入力
される読み出し電圧ＶＲＤに、被写体からの光量に応し
て補正が加えられる。したがって次のフィールドでは、
この補正された読み出し電圧により固体撮像素子ｌから
画像信号が読み出され、画像信号の増幅によるＳ／Ｎの
劣化等が伴わずに、入射光量の変動に対して一定レベル
の適正な出力信号が得られる。
［実施例］
以下実施例について説明する。第２図は、本発明に係る
固体撮像装置の一実施例を示す概略ブロソク構成図であ
る。図において、１１はＣＭＤイメージセンサで、マト
リックス状に配列されたＣＭＤ画素群１２−ＩＬ−−−
−−Ｌ２４ｎ．−・−−−１２−ｔａ１．−−４２−ｍ
ｎと、該ＣＭＤ画素群を走査するための水平走査回路１
３と垂直走査回路ｌ４とで構成されている。そして測光
用センサｌ６の出力で制御される読み出し電圧制御回路
１５からの出力がＣＭＤイメージセンサ１１の垂直走査
回路ｌ４に入力されるようになっている。
固体撮像装置の一実施例を示す概略ブロソク構成図であ
る。図において、１１はＣＭＤイメージセンサで、マト
リックス状に配列されたＣＭＤ画素群１２−ＩＬ−−−
−−Ｌ２４ｎ．−・−−−１２−ｔａ１．−−４２−ｍ
ｎと、該ＣＭＤ画素群を走査するための水平走査回路１
３と垂直走査回路ｌ４とで構成されている。そして測光
用センサｌ６の出力で制御される読み出し電圧制御回路
１５からの出力がＣＭＤイメージセンサ１１の垂直走査
回路ｌ４に入力されるようになっている。
上記ＣＭＤイメージセンサ１１を構成するＣＭＤ画素は
、電荷変調素子（Ｃｈａｒｇｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ
Ｄｅｖｉｃｅ）と称され、特開昭６０−１４０７５２
号公報，特開昭６０−２０６０６３号公報及び“＾Ｎｅ
ｎ ＭＯＳＰｈｏｔｏｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ Ｏｐｅｒ
ａｔｊｎｇ ｉｎ ａ Ｎｏｎ−Ｄｅｓｔｒｕｃｔｉｖ
ｅＲｅａｄｏｕｔ Ｍｏｄｅ （Ｊａｐａｎｅｓｅ
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ＡｐｐｌｉｅｄＰｈｙｓｉｃ
ｓ． Ｖｏｌ． Ｎｏ． ５＋ １９８５）という題
名の論文等でその内容が詳細に開示されている。そして
上記ＣＭＤ画素の光電変換特性は、読み出し電圧■。
、電荷変調素子（Ｃｈａｒｇｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ
Ｄｅｖｉｃｅ）と称され、特開昭６０−１４０７５２
号公報，特開昭６０−２０６０６３号公報及び“＾Ｎｅ
ｎ ＭＯＳＰｈｏｔｏｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ Ｏｐｅｒ
ａｔｊｎｇ ｉｎ ａ Ｎｏｎ−Ｄｅｓｔｒｕｃｔｉｖ
ｅＲｅａｄｏｕｔ Ｍｏｄｅ （Ｊａｐａｎｅｓｅ
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ＡｐｐｌｉｅｄＰｈｙｓｉｃ
ｓ． Ｖｏｌ． Ｎｏ． ５＋ １９８５）という題
名の論文等でその内容が詳細に開示されている。そして
上記ＣＭＤ画素の光電変換特性は、読み出し電圧■。
の変化により、第３図に示すように変化するものである
。
。
次にこのように構成された固体撮像装置の動作について
説明する。今、ある任意の標準光量、例えば第３図にお
いてＡで示す光量の入射時に、標準バイアスの読み出し
電圧Ｖｌｌ！＋が印加されていたとする。なおこの標準
バイアスの読み出し電圧■。
説明する。今、ある任意の標準光量、例えば第３図にお
いてＡで示す光量の入射時に、標準バイアスの読み出し
電圧Ｖｌｌ！＋が印加されていたとする。なおこの標準
バイアスの読み出し電圧■。
の印加時におけるＣＭＤ画素の光電変換特性は、第３図
において曲線ａで示す特性をもっているものとする。こ
のような設定において、入射光量が例えば第３図におい
てＢで示すように小さくなると、その状態を測光用セン
サ１６が検知し、その測光出力信号を読み出し電圧制御
回路１５へ送出する。
において曲線ａで示す特性をもっているものとする。こ
のような設定において、入射光量が例えば第３図におい
てＢで示すように小さくなると、その状態を測光用セン
サ１６が検知し、その測光出力信号を読み出し電圧制御
回路１５へ送出する。
そして該読み出し電圧制御回路１５により標準読み出し
電圧Ｖｌｌｔｌに対して、入射光量の変化分を補うだけ
の補正が行われる。すなわち入射光量がＢに示すように
減少した場合、光電変換特性が第３図の曲線ｂに変化す
るように、読み出し電圧が読み出し電圧制御回路１５に
より前記標準読み出し電圧■。より引き上げられる。
電圧Ｖｌｌｔｌに対して、入射光量の変化分を補うだけ
の補正が行われる。すなわち入射光量がＢに示すように
減少した場合、光電変換特性が第３図の曲線ｂに変化す
るように、読み出し電圧が読み出し電圧制御回路１５に
より前記標準読み出し電圧■。より引き上げられる。
一方、入射光量がＣに示すように増大した場合、光電変
換特性が第３図の曲線Ｃに変化するように、読み出し電
圧が標準値■。より引き下げられる。
換特性が第３図の曲線Ｃに変化するように、読み出し電
圧が標準値■。より引き下げられる。
したがって入射光量が変化してもＣＭＤイメージセンサ
１１からは同一レベルの出力信号が出力される。しかも
、本発明においては、ＡＧＣ回路を用いて画素信号を入
射光量に応じて可変増幅するものではないので、Ｓ／Ｎ
の劣化を伴うことなく入射光量の変動に対して一定の出
力レベルを確保することができる。
１１からは同一レベルの出力信号が出力される。しかも
、本発明においては、ＡＧＣ回路を用いて画素信号を入
射光量に応じて可変増幅するものではないので、Ｓ／Ｎ
の劣化を伴うことなく入射光量の変動に対して一定の出
力レベルを確保することができる。
上記実施例では、固体撮像素子としてＣＭＤイメージセ
ンサを用いたものを示したが、 ＳＩＴ（静電誘導トラ
ンジスタ ： Ｓｔａｔｉｃ ＩｎｄｕｃｔｉｏｎＴ
ｒａｎｓｉｓｔｏｒ ）もＣＭＤと同様な読み出し電圧
に対応する光電変換特性をもつものであるから、上記実
施例におけるＣＭＤイメージセンサの代わりに、ＳＩＴ
を画素としたＳＩＴイメージセンサを用いて固体撮像装
置を構成しても、全く同様な作用効果が得られる。
ンサを用いたものを示したが、 ＳＩＴ（静電誘導トラ
ンジスタ ： Ｓｔａｔｉｃ ＩｎｄｕｃｔｉｏｎＴ
ｒａｎｓｉｓｔｏｒ ）もＣＭＤと同様な読み出し電圧
に対応する光電変換特性をもつものであるから、上記実
施例におけるＣＭＤイメージセンサの代わりに、ＳＩＴ
を画素としたＳＩＴイメージセンサを用いて固体撮像装
置を構成しても、全く同様な作用効果が得られる。
第４図は、本発明の第２実施例を示す概略ブロック構或
図であり、第２図で示した第１実施例と同一又は同等の
部材には同一符号を付して示している。この実施例は２
値化画像人力装置に用いる固体撮像装置に本発明を適用
したものである。従来の２値化画像人力装置においては
、照明系の調整が困難であり、固体撮像装置で得られる
画像信号の後処理に複雑な２値化回路を必要とした。木
発明を適用することにより、これらの問題点の解決を計
ることが可能となる。
図であり、第２図で示した第１実施例と同一又は同等の
部材には同一符号を付して示している。この実施例は２
値化画像人力装置に用いる固体撮像装置に本発明を適用
したものである。従来の２値化画像人力装置においては
、照明系の調整が困難であり、固体撮像装置で得られる
画像信号の後処理に複雑な２値化回路を必要とした。木
発明を適用することにより、これらの問題点の解決を計
ることが可能となる。
この実施例においては、ＣＭＤイメージセンサ１１のあ
る特定領域、この実施例では受光部の最下列に測光用の
画素１６−１． １６−２．・・・・・１５−；を配置
する。そして該測光用画素列１６−Ｌ １６−２．・・
・・・１６−ｎには、常に照明系の状態に比例した光が
入射するように構成しておき、該測光用画素の測光出力
で制御される読み出し電圧制御回路ｌ５からの補正読み
出し電圧が、ＣＭＤイメージセンサＵの垂直走査回路ｌ
４に入力されるようになっている。
る特定領域、この実施例では受光部の最下列に測光用の
画素１６−１． １６−２．・・・・・１５−；を配置
する。そして該測光用画素列１６−Ｌ １６−２．・・
・・・１６−ｎには、常に照明系の状態に比例した光が
入射するように構成しておき、該測光用画素の測光出力
で制御される読み出し電圧制御回路ｌ５からの補正読み
出し電圧が、ＣＭＤイメージセンサＵの垂直走査回路ｌ
４に入力されるようになっている。
このように構成された固体撮像装置において、垂直走査
回路１４を下方の画素列から順次走査していくように構
戊しておくと、まず測光用の画素列１．６−Ｌ １６−
２．・・・・・１６−ｎを読み出すことになる。その測
光出ノノを読み出し電圧制御回路１５へ入力して、読み
出し電圧■１を制御することにより、それ以降のＣＭＤ
画素群の読み出し電圧を、照明系の状態に応じた適正な
ものにすることができる。
回路１４を下方の画素列から順次走査していくように構
戊しておくと、まず測光用の画素列１．６−Ｌ １６−
２．・・・・・１６−ｎを読み出すことになる。その測
光出ノノを読み出し電圧制御回路１５へ入力して、読み
出し電圧■１を制御することにより、それ以降のＣＭＤ
画素群の読み出し電圧を、照明系の状態に応じた適正な
ものにすることができる。
第５図は、第４図に示した構成の固体撮像装置２０を用
いた２値化画像入力装置の概略構威を示す図である。こ
の装置においては、前記第４図に示した固体撮像装置２
０における測光用画素列の配置領域に、照明系２１の状
態に比例した反射光がレンズ２２を介して入射されるよ
うに基＊＋ａ２３を、被写体２４に隣接して配設してい
る。
いた２値化画像入力装置の概略構威を示す図である。こ
の装置においては、前記第４図に示した固体撮像装置２
０における測光用画素列の配置領域に、照明系２１の状
態に比例した反射光がレンズ２２を介して入射されるよ
うに基＊＋ａ２３を、被写体２４に隣接して配設してい
る。
このように構成した２値化画像入力装置においては、２
値化のためのスレッシゴレベルが固定であっても、照明
系のばらつきによる出力変動のないマージンの広い画像
信号が得られる。
値化のためのスレッシゴレベルが固定であっても、照明
系のばらつきによる出力変動のないマージンの広い画像
信号が得られる。
（発明の効果〕
以上実施例に基づいて説明したように、本発明によれば
、複雑なＡＧＣ回路を必要とせず、また画像信号の増幅
によるＳ／Ｎの劣化を伴わずに、入射光量の変動に対し
ても一定レベルの出力信号を確保することができる。
、複雑なＡＧＣ回路を必要とせず、また画像信号の増幅
によるＳ／Ｎの劣化を伴わずに、入射光量の変動に対し
ても一定レベルの出力信号を確保することができる。
第ｌ図は、本発明の概念を示す説明図、第２図は、本発
明に係る固体撮像装置の第１実施例を示す概略ブロック
構成図、第３図は、ＣＭＤ素子の読み出し電圧の変動に
基づく光電変換特性の変化を示す図、第４図は、本発明
の第２実施例を示す概略ブロック構成図、第５図は、第
４図に示した固体撮像装置を用いた２値化画像入力装置
の構成例を示す図、第６図は、従来の固体撮像装置を示
す概略ブロック構或図である。 図において、１は固体撮像素子、２は読み出し電圧制御
回路、３は測光センサ、４はブリアンプ、５はＡ／Ｄ変
換器、ｌｌは固体撮像素子、１２−１１，・・−−４２
−Ｉｎ， ・−−−・１２−Ｉｍｌ．−−−−−ｌ２−
ｍｎはＣＭＤ画素、ｌ３は水平走査回路、１４は垂直走
査回路、ｌ５は読み出し電圧制御回路、１６は測光用セ
ンサを示す．特許出廓人 オリンパス光学工業株式会社
第２図 第３図 光重一一伽 第６図 ｉＱ５： ）ｌｌ５ｔ，ｔ！，／”７ 第４図 ＺＪ：挙厚椴
明に係る固体撮像装置の第１実施例を示す概略ブロック
構成図、第３図は、ＣＭＤ素子の読み出し電圧の変動に
基づく光電変換特性の変化を示す図、第４図は、本発明
の第２実施例を示す概略ブロック構成図、第５図は、第
４図に示した固体撮像装置を用いた２値化画像入力装置
の構成例を示す図、第６図は、従来の固体撮像装置を示
す概略ブロック構或図である。 図において、１は固体撮像素子、２は読み出し電圧制御
回路、３は測光センサ、４はブリアンプ、５はＡ／Ｄ変
換器、ｌｌは固体撮像素子、１２−１１，・・−−４２
−Ｉｎ， ・−−−・１２−Ｉｍｌ．−−−−−ｌ２−
ｍｎはＣＭＤ画素、ｌ３は水平走査回路、１４は垂直走
査回路、ｌ５は読み出し電圧制御回路、１６は測光用セ
ンサを示す．特許出廓人 オリンパス光学工業株式会社
第２図 第３図 光重一一伽 第６図 ｉＱ５： ）ｌｌ５ｔ，ｔ！，／”７ 第４図 ＺＪ：挙厚椴
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、被写体を撮像する固体撮像素子を備えた固体撮像装
置において、読み出し電圧に応じて光電変換特性を変化
させることが可能な光電変換素子をマトリックス状に配
列してなる固体撮像素子と、該固体撮像素子を走査する
垂直走査回路に与える読み出し電圧を制御する読み出し
電圧制御回路と、被写体の光量をモニターするモニター
手段とを有し、該モニター手段の測光出力により前記読
み出し電圧制御回路を制御して、前記被写体の光量に応
じて前記固体撮像素子の読み出し電圧を制御するように
構成したことを特徴とする固体撮像装置。 ２、前記読み出し電圧に応じて光電変換特性を変化させ
ることが可能な光電変換素子からなる固体撮像素子とし
て、ＣＭＤイメージセンサとＳＩＴイメージセンサのい
ずれか一方を用いたことを特徴とする請求項１記載の固
体撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1241787A JPH03106186A (ja) | 1989-09-20 | 1989-09-20 | 固体撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1241787A JPH03106186A (ja) | 1989-09-20 | 1989-09-20 | 固体撮像装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03106186A true JPH03106186A (ja) | 1991-05-02 |
Family
ID=17079516
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1241787A Pending JPH03106186A (ja) | 1989-09-20 | 1989-09-20 | 固体撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03106186A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7595819B2 (en) | 2003-07-31 | 2009-09-29 | Sony Corporation | Signal processing device and signal processing method, program, and recording medium |
-
1989
- 1989-09-20 JP JP1241787A patent/JPH03106186A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7595819B2 (en) | 2003-07-31 | 2009-09-29 | Sony Corporation | Signal processing device and signal processing method, program, and recording medium |
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