JPH0449312B2 - - Google Patents
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- JPH0449312B2 JPH0449312B2 JP56166241A JP16624181A JPH0449312B2 JP H0449312 B2 JPH0449312 B2 JP H0449312B2 JP 56166241 A JP56166241 A JP 56166241A JP 16624181 A JP16624181 A JP 16624181A JP H0449312 B2 JPH0449312 B2 JP H0449312B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- photoelectric conversion
- light receiving
- receiving section
- attached
- light
- 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.)
- Expired - Lifetime
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-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、複数の光電変換素子から成る受光部
とこれ等各光電変換素子に結合したシフトレジス
タとからなる固体撮像装置に関する。
とこれ等各光電変換素子に結合したシフトレジス
タとからなる固体撮像装置に関する。
一般の固体撮像装置は、受光部と夫々結合した
シストレジスタからなり、一次元の撮像素子に
は、一列に配列した複数の光電変換素子を２本の
シフトレジスタに振り分けて結合したデユアルチ
ヤンネル型のものがある。
シストレジスタからなり、一次元の撮像素子に
は、一列に配列した複数の光電変換素子を２本の
シフトレジスタに振り分けて結合したデユアルチ
ヤンネル型のものがある。
第１図に斯様なデユアルチヤンネル型の従来の
固体撮像装置を模式的に示す。同図に於て、１は
入射光を感知してその光量に応じた電荷を発生す
る受光部であつて、例えば2048個の光電変換素子
が一列に配列されている。２は該受光部１の奇数
番目の素子が各ビツトに結合した第１シフトレジ
スタであり、1kビツト（1024）を有し各ビツト
毎に２相クロツクパルスφa，φbが夫々印加され
る電極対ａ，ｂを備えたCCD（電荷結合素子）型
シフトレジスタである。３は第１シフトレジスタ
２と同様のCCD型シフトレジスタであるが、上
記受光部１の偶数番目の素子が各ビツトに結合さ
れている。４，４は上記受光部１列と両シフトレ
ジスタ２，３との間に設けられた転送ゲート部で
あり、上記受光部１に於いて照射光量に応じて発
生した電荷を第１シフトレジスタ２又は第２シフ
トレジスタ３に導入する為のゲート信号Vgが印
加されるゲート電極を有している。
固体撮像装置を模式的に示す。同図に於て、１は
入射光を感知してその光量に応じた電荷を発生す
る受光部であつて、例えば2048個の光電変換素子
が一列に配列されている。２は該受光部１の奇数
番目の素子が各ビツトに結合した第１シフトレジ
スタであり、1kビツト（1024）を有し各ビツト
毎に２相クロツクパルスφa，φbが夫々印加され
る電極対ａ，ｂを備えたCCD（電荷結合素子）型
シフトレジスタである。３は第１シフトレジスタ
２と同様のCCD型シフトレジスタであるが、上
記受光部１の偶数番目の素子が各ビツトに結合さ
れている。４，４は上記受光部１列と両シフトレ
ジスタ２，３との間に設けられた転送ゲート部で
あり、上記受光部１に於いて照射光量に応じて発
生した電荷を第１シフトレジスタ２又は第２シフ
トレジスタ３に導入する為のゲート信号Vgが印
加されるゲート電極を有している。
斯る構成の固体撮像装置は、受光部１の一列に
配列された2048個の光電変換素子で光電変換を行
い、上記転送ゲート部４，４にゲート信号Vgを
印加する事に依つて、奇数番目の光電変換素子で
発生した電荷、例えば電子が上記第１シフトレジ
スタ２の各ビツトの電極ａ位置に導かれ、一方偶
数番目の素子で発生した電子は上記第２シフトレ
ジスタ３の各ビツトの電極ｂ位置に導かれる。
配列された2048個の光電変換素子で光電変換を行
い、上記転送ゲート部４，４にゲート信号Vgを
印加する事に依つて、奇数番目の光電変換素子で
発生した電荷、例えば電子が上記第１シフトレジ
スタ２の各ビツトの電極ａ位置に導かれ、一方偶
数番目の素子で発生した電子は上記第２シフトレ
ジスタ３の各ビツトの電極ｂ位置に導かれる。
斯様にして受光部１からの電荷が導かれた各シ
フトレジスタ２，３では、電極ａにクロツクパル
スφa、電極ｂにクロツクパルスφbを印加してこ
れ等の電荷を順次転送する事に依つて、各シフト
レジスタ２，３の終端から交互に一次元のアナロ
グ画像信号が出力信号Voutとして出力される。
フトレジスタ２，３では、電極ａにクロツクパル
スφa、電極ｂにクロツクパルスφbを印加してこ
れ等の電荷を順次転送する事に依つて、各シフト
レジスタ２，３の終端から交互に一次元のアナロ
グ画像信号が出力信号Voutとして出力される。
斯様な固体撮像装置に於いて受光部１の各光電
変換素子に入射される光量に応じたアナログ画像
信号Voutを正確に得るためには、入射光量と画
像信号Voutの電圧値との関係が線形である事が
必要であり、この関係が線形となる最適な入射光
量の範囲を設定しなければならない。この為に従
来は入射光の光強度を変化させて、その時の画像
信号Voutの電圧値を何度も読み取る必要があり、
この作業の能率を低下せしめていた。
変換素子に入射される光量に応じたアナログ画像
信号Voutを正確に得るためには、入射光量と画
像信号Voutの電圧値との関係が線形である事が
必要であり、この関係が線形となる最適な入射光
量の範囲を設定しなければならない。この為に従
来は入射光の光強度を変化させて、その時の画像
信号Voutの電圧値を何度も読み取る必要があり、
この作業の能率を低下せしめていた。
本発明は斯る点に鑑みて為されたものであり、
受光部への最適入射光量の範囲を容易に決定でき
る機能を付加した固体撮像装置を提供するもので
ある。
受光部への最適入射光量の範囲を容易に決定でき
る機能を付加した固体撮像装置を提供するもので
ある。
第２図に、本発明の固体撮像装置の一実施例を
模式的に示す。同図に於いて、Ａは第１図に示し
た従来装置と同じ構成の撮像部であつて、受光部
１とシフトレジスタ２，３と転送ゲート部４，４
とからなつている。１′は上記受光部１の終端か
ら延在した付属受光部であり、例えば上記受光部
１の終端側からその開口面積が０％、20％、40
％、60％、80％、100％の順に配列された各付属
光電変換素子１１，１２，１３，１４，１５，１
６からなつている。尚、これ等光電変換素子１
１，……，１６は、上記撮像部Ａの受光部１を構
成する光電変換素子と同様の形状に構成されてお
り、これ等の受光面に例えばアルミニウムを部分
的に蒸着被覆する事に依つて一部が遮光され、開
口面積が所定の割合に形成されている。２′は上
記第１シフトレジスタ２の終端ビツトから延在し
た３ビツト構成の第１付属シフトレジスタであ
り、３′は上記第２シフトレジスタ３の最終ビツ
トから延在した３ビツト構成の第２付属シフトレ
ジスタである。これ等の第１及び第２付属シフト
レジスタ２′，３′の各ビツトには上記第１及び第
２シフトレジスタ２，３と同様に２相のクロツク
パルスφa，φbが夫々印加される電極対ａ，ｂを
備えている。４′，４′は上記撮像部Ａの転送ゲー
ト部４，４から延長したゲート電極を有する付属
転送ゲート部であり、上記付属受光部１′と上記
両第１及び第２付属シフトレジスタ２′，３′との
間に介在している。
模式的に示す。同図に於いて、Ａは第１図に示し
た従来装置と同じ構成の撮像部であつて、受光部
１とシフトレジスタ２，３と転送ゲート部４，４
とからなつている。１′は上記受光部１の終端か
ら延在した付属受光部であり、例えば上記受光部
１の終端側からその開口面積が０％、20％、40
％、60％、80％、100％の順に配列された各付属
光電変換素子１１，１２，１３，１４，１５，１
６からなつている。尚、これ等光電変換素子１
１，……，１６は、上記撮像部Ａの受光部１を構
成する光電変換素子と同様の形状に構成されてお
り、これ等の受光面に例えばアルミニウムを部分
的に蒸着被覆する事に依つて一部が遮光され、開
口面積が所定の割合に形成されている。２′は上
記第１シフトレジスタ２の終端ビツトから延在し
た３ビツト構成の第１付属シフトレジスタであ
り、３′は上記第２シフトレジスタ３の最終ビツ
トから延在した３ビツト構成の第２付属シフトレ
ジスタである。これ等の第１及び第２付属シフト
レジスタ２′，３′の各ビツトには上記第１及び第
２シフトレジスタ２，３と同様に２相のクロツク
パルスφa，φbが夫々印加される電極対ａ，ｂを
備えている。４′，４′は上記撮像部Ａの転送ゲー
ト部４，４から延長したゲート電極を有する付属
転送ゲート部であり、上記付属受光部１′と上記
両第１及び第２付属シフトレジスタ２′，３′との
間に介在している。
斯る構成の本発明固体撮像装置に於いて、最適
入射光量を決定する場合、撮像部Ａの受光部１と
共に夫々異なる受光面積を有する６個の光電変換
素子１１，……，１６からなる付属受光部１′に
その光量が計測されている光を入射する。そして
直ちに転送ゲート４，４及び付属転送ゲート部
４′，４′のゲート電極にゲート信号Vgを印加し、
クロツクパルスφa，φbに依つて第１及び第２シ
フトレジスタ１，２と共に第１及び第２付属シフ
トレジスタ１′，２′を駆動せしめること、この両
第１及び第２付属シフトレジスタ１′，２′の最終
ビツトから得られる。出力信号Voutが最適入射
光量検出信号となる。
入射光量を決定する場合、撮像部Ａの受光部１と
共に夫々異なる受光面積を有する６個の光電変換
素子１１，……，１６からなる付属受光部１′に
その光量が計測されている光を入射する。そして
直ちに転送ゲート４，４及び付属転送ゲート部
４′，４′のゲート電極にゲート信号Vgを印加し、
クロツクパルスφa，φbに依つて第１及び第２シ
フトレジスタ１，２と共に第１及び第２付属シフ
トレジスタ１′，２′を駆動せしめること、この両
第１及び第２付属シフトレジスタ１′，２′の最終
ビツトから得られる。出力信号Voutが最適入射
光量検出信号となる。
この検出信号を三つの場合に分けて第３図の
Vout１，Vout２，Vout３に夫々示す。これ等の
検出信号Vout、１，２，３に於いて、（）は開
口面積100％の光電変換素子１６即ち撮像部Ａの
それと同等の光電変換素子に依つて得られた出力
電圧、（）は開口面積80％の光電変換素子１５
に依つて得られ、同様に（），（），（），
（）は夫々開口面積60％、40％、20％、０％の
各光電変換素子１４，１３，１２，１１に依つて
得られた出力電圧、である。
Vout１，Vout２，Vout３に夫々示す。これ等の
検出信号Vout、１，２，３に於いて、（）は開
口面積100％の光電変換素子１６即ち撮像部Ａの
それと同等の光電変換素子に依つて得られた出力
電圧、（）は開口面積80％の光電変換素子１５
に依つて得られ、同様に（），（），（），
（）は夫々開口面積60％、40％、20％、０％の
各光電変換素子１４，１３，１２，１１に依つて
得られた出力電圧、である。
そして、これ以後の時間領域に於ける出力電圧
は撮像部Ａの光電変換素子に依るものであり、上
記出力電圧（）と同じ一定値を示している。
は撮像部Ａの光電変換素子に依るものであり、上
記出力電圧（）と同じ一定値を示している。
今、Vout１の如き検出信号が得られたとする
と、その出力電圧（）と（）とが等しくなつ
ているので、即ち、この時の入射光量の20％の光
量が暗電流信号レベルにあるので、この時の入射
光量の20％以上が最適光量の下限である事がわか
る。
と、その出力電圧（）と（）とが等しくなつ
ているので、即ち、この時の入射光量の20％の光
量が暗電流信号レベルにあるので、この時の入射
光量の20％以上が最適光量の下限である事がわか
る。
またVout２の如き検出信号が得られたとする
と、各出力電圧（），……，（）がこの順に比
例して増加しているので、この時の入射光量の20
％から100％に亘つて最適光量の範囲に収まつて
いる事がわかる。さらにVout３の如き検出信号
が得られたとすると、出力電圧（）と（）が
略似かよつているので、即ち、この時の入射光量
の80％の光量が飽和レベルにあるので、この時の
入射光量の80％が最適光量の上限である事がわか
る。
と、各出力電圧（），……，（）がこの順に比
例して増加しているので、この時の入射光量の20
％から100％に亘つて最適光量の範囲に収まつて
いる事がわかる。さらにVout３の如き検出信号
が得られたとすると、出力電圧（）と（）が
略似かよつているので、即ち、この時の入射光量
の80％の光量が飽和レベルにあるので、この時の
入射光量の80％が最適光量の上限である事がわか
る。
以上の説明に於いては６個の付属光電変換素子
１１，……，１６を用いたがこれを更に増設した
夫々の受光面積率を更に細分化した構成にすれ
ば、第４図のVout４に示す如き検出信号が得ら
れ、その暗電流レベルVLとその飽和レベルVHと
が同時に得られ、その線形領域、即ち最適な入射
光量の範囲がさらに詳しく検出できる。
１１，……，１６を用いたがこれを更に増設した
夫々の受光面積率を更に細分化した構成にすれ
ば、第４図のVout４に示す如き検出信号が得ら
れ、その暗電流レベルVLとその飽和レベルVHと
が同時に得られ、その線形領域、即ち最適な入射
光量の範囲がさらに詳しく検出できる。
上述の如き、本発明装置の実施例に於いて、撮
像を行なう場合には、出力信号のパルス状の出力
電圧の内、付属光電変換素子１１，……１６に依
る出力信号の時間領域を無視すれば、従来装置と
同等の撮像機能が果たせる。また最適な入射光量
の範囲を検出する場合であつても、この為の新た
な外部端子及び出力端子等を必要としない。
像を行なう場合には、出力信号のパルス状の出力
電圧の内、付属光電変換素子１１，……１６に依
る出力信号の時間領域を無視すれば、従来装置と
同等の撮像機能が果たせる。また最適な入射光量
の範囲を検出する場合であつても、この為の新た
な外部端子及び出力端子等を必要としない。
又、上述の本発明装置の実施例に於ける第１及
び第２付属シフトレジスタ２′，３′を付属受光部
１′と共に上記撮像部Ａから分離して構成しても、
上述の実施例と同様に最適入射光量の範囲を検出
する事ができる。ただこの場合、付属シフトレジ
スタ２′，３′及び付属ゲート部４，４とを駆動す
る為の新たな外部端子及び出力端子等を設ける必
要があるが、撮像を行なう場合に、撮像部Ａのみ
が駆動されるので、従来装置と同様に、画像信号
だけからなる出力信号Voutが得られる。
び第２付属シフトレジスタ２′，３′を付属受光部
１′と共に上記撮像部Ａから分離して構成しても、
上述の実施例と同様に最適入射光量の範囲を検出
する事ができる。ただこの場合、付属シフトレジ
スタ２′，３′及び付属ゲート部４，４とを駆動す
る為の新たな外部端子及び出力端子等を設ける必
要があるが、撮像を行なう場合に、撮像部Ａのみ
が駆動されるので、従来装置と同様に、画像信号
だけからなる出力信号Voutが得られる。
尚、本発明の固体撮像装置は、以上に説明した
一次元のそれに限定されるものでなく、二次元装
置にも容易に応用できるものである。
一次元のそれに限定されるものでなく、二次元装
置にも容易に応用できるものである。
本発明の固体撮像装置は、以上の説明から明ら
かな如く、一定の受光面積を有する複数個の光電
変換素子を有する受光部に、受光面積は等しく、
開口面積が夫々異なる適数個の付属光電変換素子
を付加したものであるので、この装置全体に一定
光量の光を入射するだけで、その適数の付属光電
変換素子に依る各出力電圧を一度に検出する事が
でき、これ等出力電圧値の相対的な変化の様子に
依つて、暗電流レベル並びに飽和レベルを測定す
る事が可能となる。従つて、最適な入射光量の範
囲が容易に導出でき、斯る最適入射光量を検出す
る為の作業の大巾な簡略化が計れる。
かな如く、一定の受光面積を有する複数個の光電
変換素子を有する受光部に、受光面積は等しく、
開口面積が夫々異なる適数個の付属光電変換素子
を付加したものであるので、この装置全体に一定
光量の光を入射するだけで、その適数の付属光電
変換素子に依る各出力電圧を一度に検出する事が
でき、これ等出力電圧値の相対的な変化の様子に
依つて、暗電流レベル並びに飽和レベルを測定す
る事が可能となる。従つて、最適な入射光量の範
囲が容易に導出でき、斯る最適入射光量を検出す
る為の作業の大巾な簡略化が計れる。
又、上記光電変換素子と関係付けられたシフト
レジスタに上記付属光電変換素子と関係付けられ
た付属シフトレジスタを一体に連結構成したもの
であるので、この付属シフトレジスタを上記シフ
トレジスタと共に駆動でき、新たな外部端子等を
増設することなしに、本発明に係る固体撮像装置
を構成する事ができる。
レジスタに上記付属光電変換素子と関係付けられ
た付属シフトレジスタを一体に連結構成したもの
であるので、この付属シフトレジスタを上記シフ
トレジスタと共に駆動でき、新たな外部端子等を
増設することなしに、本発明に係る固体撮像装置
を構成する事ができる。
第１図は従来の固体撮像装置の模式平面図、第
２図は本発明の固体撮像装置の模式平面図、第３
図、及び第４図は夫々本発明装置から得られる出
力信号波形図、を夫々示している。 １……受光部、１′……付属受光部、２，３…
…シフトレジスタ、２′，３′……付属シフトレジ
スタ、４……転送ゲート部、４′……付属転送ゲ
ート部、１１，１２，１３，１４，１５，１６…
…付属光電変換素子。
２図は本発明の固体撮像装置の模式平面図、第３
図、及び第４図は夫々本発明装置から得られる出
力信号波形図、を夫々示している。 １……受光部、１′……付属受光部、２，３…
…シフトレジスタ、２′，３′……付属シフトレジ
スタ、４……転送ゲート部、４′……付属転送ゲ
ート部、１１，１２，１３，１４，１５，１６…
…付属光電変換素子。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 一定受光面積を有する複数の光電変換素子が
配列された受光部と、該受光部の各光電変換素子
が夫々関係付けられた複数ビツトのシフトレジス
タと、からなる固体撮像装置に於いて、上記受光
部とは別に設けられて上記受光部の光電変換素子
と受光面積の等しい適数個の光電変換素子が配列
された付属受光部と、該付属受光部の光電変換素
子が夫々関係付けられた付属シフトレジスタと、
を備え、上記付属受光部の光電変換素子は、全面
遮光されて下限レベルの出力を得る第１の素子、
全面開口されて上限レベルの出力を得る第２の素
子、異なる割合で段階的に遮光されて第１または
第２の素子と出力が対比される第３の素子からな
り、最適入射光量の下限レベル及び上限レベルを
検出することを特徴とする固体撮像装置。 ２ 上記付属受光部を上記受光部の光電変換素子
に連続して設けると共に、この光電変換素子に関
係付けられた付属シフトレジスタと上記シフトレ
ジスタとを一体に連結構成した特許請求の範囲第
１項記載の固体撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56166241A JPS5868376A (ja) | 1981-10-16 | 1981-10-16 | 固体撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56166241A JPS5868376A (ja) | 1981-10-16 | 1981-10-16 | 固体撮像装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5868376A JPS5868376A (ja) | 1983-04-23 |
| JPH0449312B2 true JPH0449312B2 (ja) | 1992-08-11 |
Family
ID=15827721
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56166241A Granted JPS5868376A (ja) | 1981-10-16 | 1981-10-16 | 固体撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5868376A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4985774A (en) * | 1988-01-20 | 1991-01-15 | Minolta Camera Kabushiki Kaisha | Image sensing device having direct drainage of unwanted charges |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5637776A (en) * | 1979-09-05 | 1981-04-11 | Canon Inc | Level detection/elimination system for dark current signal of solid state image pickup element |
-
1981
- 1981-10-16 JP JP56166241A patent/JPS5868376A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5868376A (ja) | 1983-04-23 |
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