JPH09247354A - 撮像装置 - Google Patents

撮像装置

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JPH09247354A
JPH09247354A JP8056424A JP5642496A JPH09247354A JP H09247354 A JPH09247354 A JP H09247354A JP 8056424 A JP8056424 A JP 8056424A JP 5642496 A JP5642496 A JP 5642496A JP H09247354 A JPH09247354 A JP H09247354A
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image pickup
signal
period
line sensor
circuit
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Seisuke Suzuki
清介 鈴木
Satoshi Ishigure
聡 石榑
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 CCDラインセンサ等の固体撮像素子ライン
センサの一連の動作を電子シャッタ動作が画像信号に影
響することなく高速動作できるようにすることを目的と
する。 【解決手段】 リセット期間と基準レベルであるフィー
ルドスルー期間と信号期間とより成る信号が所定周期で
繰り返す撮像信号が得られる固体撮像素子ラインセンサ
とこの固体撮像素子ラインセンサよりの撮像信号が供給
される相関二重サンプリング回路とを有する撮像装置に
おいて、この固体撮像素子ラインセンサの電荷転送中に
この撮像信号のリセット期間に同期して電子シャッタ動
作を行うようにしたものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は画像読み取り装置に
使用して好適な固体撮像素子ラインセンサを使用した撮
像装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、画像読取り装置の撮像装置とし
て、電子シャッタ機能を有する、図4に示す如きCCD
ラインセンサが提案されている。
【0003】この図4において、1は例えば2700個
のセンサが長手方向に一列に配列されてなるセンサ部、
2はこのセンサ部1に対応して形成したCCDより成る
シフトレジスタを示し、3はこのシフトレジスタ2の出
力端に設けられたディフュージョンアンプである。
【0004】このセンサ部1とシフトレジスタ2との間
にリードアウトゲート4を設けると共にセンサ部1のシ
フトレジスタ2とは反対側にシャッタドレイン5を設
け、このセンサ部1とこのシャッタドレイン5との間に
シャッタゲート6を設ける。
【0005】斯る図4に示す如きCCDラインセンサに
おいては、図5Aに示す如きリードアウトゲートパルス
φROGをリードアウトゲート4に供給し、センサ部1
の信号電荷をシフトレジスタ2に読み出す如くし、また
このシフトレジスタ2に図5B及びCに示す如きシフト
パルスφ1及びφ2を供給し、この信号電荷を出力側に
転送する如くする。
【0006】また、このシフトレジスタ2の出力端に設
けたディフュージョンアンプ3に図5Dに示す如きリセ
ットパルスφRSを供給し、このリセットパルスφRS
毎にこのディフュージョンアンプ3をリセットする如く
する。
【0007】また、シャッタゲート6に図5Eに示す如
きシャッタパルスφSHUTを供給し、このシャッタパ
ルスφSHUTがハイレベル“1”のときにこのシャッ
タゲート6をオンしてセンサ部1の電荷をシャッタドレ
イン5に捨てる如くし、このシャッタパルスφSHUT
がローレベル“0”のときに、このセンサ部1に電荷を
蓄積するようにし、これを信号電荷とするようにしたも
のである。
【0008】斯るCCDラインセンサの出力端であるシ
フトレジスタ2の出力端のディフュージョンアンプ3の
出力側には図5Gに示す如き、リセット期間7aと基準
レベルであるフィールドスルー期間7bと信号期間7c
とより成る信号が所定周期で繰り返す撮像信号7が得ら
れる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】斯る、図4に示す如き
CCDラインセンサにおいては、シャッタパルスφSH
UTをハイレベル“1”よりローレベル“0”としたと
きには、このCCDラインセンサに供給している電源や
接地電位が微弱ながら変動するので、信号電荷をシフト
レジスタ2で転送中は、このシャッタパルスφSHUT
をハイレベル“1”よりローレベル“0”とし、センサ
部1を蓄積時間とすることは行っていなかった。
【0010】従って、従来はこのCCDラインセンサが
一連の動作をするのに図5E及びFに示す如く、シフト
レジスタ2の電荷転送時間例えばシフトパルスφ1の2
700カウント期間と電子シャッタ時間即ち信号電荷の
蓄積時間例えばシフトパルスφ1の1350〜2700
カウント時間とを加算した時間以上を必要とし、この一
連の動作時間が比較的長くなる不都合があった。
【0011】本発明は、斯る点に鑑み、このCCDライ
ンセンサ等の固体撮像素子ラインセンサの一連の動作を
電子シャッタ動作が画像信号に影響することなく高速動
作できるようにすることを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明撮像装置は、リセ
ット期間と基準レベルであるフィールドスルー期間と信
号期間とより成る信号が所定周期で繰り返す撮像信号が
得られる固体撮像素子ラインセンサと、この固体撮像素
子ラインセンサよりの撮像信号が供給される相関二重サ
ンプリング回路とを有する撮像装置において、この固体
撮像素子ラインセンサの電荷転送中にこの撮像信号のリ
セット期間に同期して電子シャッタ動作を行うようにし
たものである。
【0013】本発明においては、固体撮像素子ラインセ
ンサの電荷転送中に電子シャッタ動作を行うようにした
ので、この固体撮像素子ラインセンサの一連の動作時間
を短く、高速化することができる。
【0014】また本発明によれば、この電子シャッタ動
作を撮像信号のリセット期間に同期しているので、この
電子シャッタ動作により電荷転送中の信号電荷に変動が
あっても、撮像信号のフィールドスルー期間及び信号期
間には同様の変動があり、その後相関二重サンプリング
することにより、この変動は除去されるので、電子シャ
ッタ動作の影響のない良好な画像信号を出力することが
できる。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明撮像
装置の一実施例につき説明しよう。図1において、11
は図4に示す如きCCDラインセンサを示す。また、1
2は本例による撮像装置を制御する中央制御装置を示
し、この中央制御装置12よりのスタートパルスをタイ
ミングゼネレータ13に供給する。
【0016】このタイミングゼネレータ13はこの中央
制御装置12よりのスタートパルスに同期した図5A,
B,C及びDに示す如き、リードアウトゲートパルスφ
ROG、シフトパルスφ1,φ2及びリセットパルスφ
RSを発生し、このタイミングゼネレータ13で発生し
たリードアウトゲートパルスφROG、シフトパルスφ
1,φ2及びリセットパルスφRSをCCDラインセン
サ11に供給する如くする。
【0017】斯るCCDラインセンサ11の出力側には
図5Gに示す如き、リセットパルスφRSによるリセッ
ト期間7aと基準レベルであるフィールドスルー期間7
bと信号期間7cとより成る信号が所定周期で繰り返す
撮像信号7が得られる。
【0018】本例においては、中央制御装置12でシフ
トレジスタ2で信号電荷を転送時間T中に電荷をシャッ
タドレイン5に捨てているときより電荷蓄積時間に変化
する即ち電子シャッタ動作となる如きシャッタパルスφ
SHUTを発生し、この中央制御装置12で発生したシ
ャッタパルスφSHUTをD形フリップフロップ回路1
4のD端子に供給すると共にタイミングゼネレータ13
よりのリセットパルスφRSを、このD形フリップフロ
ップ回路14のクロック端子Cに供給する。
【0019】このD形フリップフロップ回路14のQ端
子に得られる図2Dに示す如く、図2Bに示す如きリセ
ットパルスφRSの立上りに同期した、即ち図2Cに示
す如きCCDラインセンサ11の出力側に得られる撮像
信号7のリセット期間7aの立上りに同期したシャッタ
パルスφSHUTをCCDラインセンサ11に供給する
如くする。
【0020】この場合、シャッタパルスφSHUTが撮
像信号7のリセット期間7aに同期して、変化している
ので、この撮像信号7にΔVだけ変動があっても、この
変動ΔVは基準レベルであるフィールドスルー期間7b
及び信号期間7cでは同じに変動することとなる。
【0021】このCCDラインセンサ11の出力側に得
られる図2Cに示す如き撮像信号7を相関二重サンプリ
ング回路15に供給する。即ち、このCCDラインセン
サ11の出力端子を相関二重サンプリング回路15を構
成する撮像信号7の基準レベルであるフィールドスルー
期間7bにオンとなる接続スイッチ15a及びこの撮像
信号7の信号期間7cにオンとなるサンプリングスイッ
チ15bを介して演算増幅回路15cの反転入力端子−
に接続する。
【0022】この接続スイッチ15a及びサンプリング
スイッチ15bの接続点を基準電圧ホールド用コンデン
サC1 を介して接地すると共に演算増幅回路15cの反
転入力端子−を基準電圧ホールド用のコンデンサC2
介して接地する。
【0023】またCCDラインセンサ11の出力端子を
相関二重サンプリング回路15を構成する撮像信号7の
信号期間7cにサンプリングスイッチ15bと連動して
オンとなるサンプリングスイッチ15dを介して演算増
幅回路15cの非反転入力端子+に接続すると共にこの
非反転入力端子+を信号電圧ホールド用コンデンサC 3
を介して接地する。
【0024】本例においては、タイミングゼネレータ1
3の出力側に得られる図2Aに示す如きシフトパルスφ
1を遅延回路15eに供給して、接続スイッチ15aを
撮像信号7のフィールドスルー期間7bにオンするスイ
ッチ信号を形成するようにすると共にこのシフトパルス
φ1を遅延回路15fに供給して、サンプリングスイッ
チ15b及び15dを撮像信号7の信号期間7cにオン
するスイッチ信号を形成する。
【0025】この相関二重サンプリング回路15の出力
側即ち演算増幅回路15cの出力側に図2Eに示す如
く、撮像信号7の基準レベルであるフィールドスルー期
間7bのレベルと信号期間7cのレベルとの差のサンプ
リングホールド電圧が順次得られる離散的信号が得られ
る。
【0026】この相関二重サンプリングホールド回路1
5の出力側に得られる離散的信号をアナログ信号をデジ
タル信号に変換する分解能が例えば10ビットのアナロ
グ−デジタル変換回路16に供給する。
【0027】このアナログ−デジタル変換回路16の出
力信号を黒補正回路17及び白補正回路18を介してデ
ジタル画像信号出力信号19に供給する如くする。
【0028】この黒補正回路17はCCDラインセンサ
11のセンサ部1の暗時の出力レベルのばらつきを補正
するもので、シャッタゲート6をオンした状態での出力
レベルのデータを中央制御装置12に設けたメモリに記
憶し、読み取った信号レベルのデータより、このメモリ
に記憶された黒レベルのデータをデジタル的に引算する
ことにより黒補正するようにしたものである。
【0029】また白補正回路18は、光源のシェーディ
ング(光量むら)及びCCDラインセンサ11のセンサ
部1の感度ばらつきを補正するもので、予め白基準板を
測光したデータを中央制御装置12に設けたメモリに記
憶し、読み取った信号レベルのデータをこのメモリに記
憶された白レベルのデータでデジタル的に割算して補正
するようにしたものである。
【0030】本例は上述の如く、CCDラインセンサ1
1のシフトレジスタ2で、図3Cに示す如く電荷転送時
間T中に、図2D及び図3Bに示す如く電子シャッタ動
作(電荷を捨てているときから電荷蓄積時間に切換える
動作)を行うようにしたので、このCCDラインセンサ
11の一連の動作時間即ち図3Aに示す如きリードアウ
トゲートパルスφROGの周期を短く例えばシフトパル
スφ1の2700カウント時間+100カウント時間程
度にでき、このCCDラインセンサ11の動作時間を高
速化できる。
【0031】しかも本例によれば、この電子シャッタ動
作を撮像信号7のリセット期間7aに同期しているの
で、この電子シャッタ動作により電荷転送中の信号電荷
に変動があっても、撮像信号7のフィールドスルー期間
7b及び信号期間7cには同様の変動ΔVがあり、その
後、相関二重サンプリングすることにより、この変動Δ
Vは除去されるので、電子シャッタ動作の影響のない良
好な画像信号を出力することができる利益がある。
【0032】更に本例においては、その後、黒補正回路
17及び白補正回路18により黒補正及び白補正を行っ
ているので更に良好な画像信号が得られる利益がある。
【0033】尚上述実施例では、CCDラインセンサを
使用した例につき述べたが、この代わりにその他の固体
撮像素子ラインセンサであっても良いことは勿論であ
る。
【0034】また、本発明は上述実施例に限らず本発明
の要旨を逸脱することなく、その他種々の構成が採り得
ることは勿論である。
【0035】
【発明の効果】本発明によればCCDラインセンサ等の
固体撮像素子ラインセンサの一連の動作を高速動作でき
ると共に電子シャッタ動作の悪影響のない画像信号が得
られる利益がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明撮像装置の一実施例を示す構成図であ
る。
【図2】図1の説明に供する線図である。
【図3】図1の説明に供する線図である。
【図4】CCDラインセンサの例を示す平面図である。
【図5】図4の説明に供する線図である。
【符号の説明】
1 センサ部、2 シフトレジスタ、3 ディフュージ
ョンアンプ、4 リードアウトゲート、5 シャッタド
レイン、6 シャッタゲート、7 撮像信号、7a リ
セット期間、7b フィールドスルー期間、7c 信号
期間、11 CCDラインセンサ、12 中央制御装
置、13 タイミングゼネレータ、14D形フリップフ
ロップ回路、15 相関二重サンプリング回路、16
アナログ−デジタル変換回路、17 黒補正回路、18
白補正回路、19 デジタル画像信号出力端子、φR
OG リードアウトゲートパルス、φRS リセットパ
ルス、φSHUT シャッタパルス、T 電荷転送時間

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 リセット期間と基準レベルであるフィー
    ルドスルー期間と信号期間とより成る信号が所定周期で
    繰り返す撮像信号が得られる固体撮像素子ラインセンサ
    と、前記固体撮像素子ラインセンサよりの撮像信号が供
    給される相関二重サンプリング回路とを有する撮像装置
    において、前記固体撮像素子ラインセンサの電荷転送中
    に前記撮像信号のリセット期間に同期して電子シャッタ
    動作を行うようにしたことを特徴とする撮像装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の撮像装置において、 前記相関二重サンプリング回路の出力側に白補正回路及
    び黒補正回路を設けたことを特徴とする撮像装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US7312825B1 (en) 1998-05-12 2007-12-25 Sony Corporation Solid-state image pick device having a timing pulse generator, and method for replacing signals from a switch

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7312825B1 (en) 1998-05-12 2007-12-25 Sony Corporation Solid-state image pick device having a timing pulse generator, and method for replacing signals from a switch
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