JP3431995B2 - 撮像装置 - Google Patents

撮像装置

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JP3431995B2
JP3431995B2 JP10272494A JP10272494A JP3431995B2 JP 3431995 B2 JP3431995 B2 JP 3431995B2 JP 10272494 A JP10272494 A JP 10272494A JP 10272494 A JP10272494 A JP 10272494A JP 3431995 B2 JP3431995 B2 JP 3431995B2
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  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、複写機、ファクシミ
リ、ビデオカメラ等のイメージセンサや、被写体や対象
物の有無の検出用のセンサとして用いられる撮像装置に
関し、特に照明手段の駆動回路を有する撮像装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】図１６は従来の撮像装置を示す模式図で
あり、照明手段としての光源３にて被写体１を照明し、
その反射光をＣＣＤ等の固体撮像素子６で受光するもの
である。ここで５は照明用光学系としてのレンズ、４は
結像光学系としてのレンズである光源３は駆動回路７’
によって電源１６からパワーを供給されて発光する。一
方固体撮像素子６は別の電源１５からパワーを供給され
て駆動回路８’によって駆動される。８はコントローラ
であり、不図示の電源スイッチのオン／オフに基づいて
２つの駆動回路７’、８’を制御する。勿論コントロー
ラ８自身も不図示の電源よりパワーを供給されている。
【０００３】
【０００４】
【０００５】
【０００６】
【０００７】
【０００８】
【０００９】しかしながら、従来の装置では、光源３と
固体撮像素子６の駆動回路７′、８′がそれぞれ別のＩ
Ｃで構成されていた為、配線数や実装面積が増え小型化
を妨げていた。しかも、制御回路であるコントローラ８
が更に別のＩＣで構成されている為、より一層小型化の
進行を妨げていた。そして、光源は常時点灯し、固体撮
像素子は所定の撮像期間のみ駆動する為に電源１５、１
６もそれぞれ別体として電圧レベルを複数とする必要が
あった。
【００１０】一方医療用のカメラ等の微小な被写体の検
出用にはより一層の小型化が望まれている。又、バッテ
リー駆動する装置では電源を簡略化し低消費電力である
ことが望まれている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、上述した技術
課題を解決し、装置を小型化し、低消費電力で駆動でき
る撮像装置を提供することを目的とする。本発明の骨子
は、被写体を照明する為の照明手段を駆動する駆動回路
と、被写体を撮像する為の複数の撮像素子の駆動を制御
する制御回路とが、前記複数の撮像素子とともに１チッ
プに集積化された固体撮像装置において、前記撮像素子
のピーク出力を信号処理し、前記制御回路は前記駆動回
路を制御することで前記照明手段及び前記撮像素子とが
同期して動作を行なうことを特徴とする固体撮像装置。
そして、前記制御回路は、前記該照明手段をオン又はオ
フ状態とする制御信号と前記撮像素子のシフトレジスタ
を動作させる制御信号とを供給するタイミングコントロ
ーラである。又、前記撮像素子は、リセット動作、蓄積
動作、及び読み出し動作を行なうように駆動され、前記
照明手段は、前記蓄積動作の期間中に点灯し、前記リセ
ット動作及び前記読み出し動作の期間中は消灯するよう
に駆動される。更に、前記駆動回路を能動化する信号
を、前記撮像素子の蓄積動作タイミングに応じて出力す
る。又、本発明の骨子は、被写体を照明する為の照明手
段により照明された被写体を撮像する為の複数の撮像素
子を有する固体撮像装置において、前記撮像素子のピー
ク出力を信号処理し、さらには前記撮像素子をXYアドレ
ス方式により走査を行なう走査回路を有し、前記照明手
段を駆動する為の駆動回路と、前記撮像素子の駆動を制
御する制御回路とが、前記撮像素子及び前記走査回路と
ともに１チップに集積化されていることを特徴とする。
更に、本発明の骨子は、被写体を照明する為の照明手段
により照明された被写体を撮像する為の複数の撮像素子
を有する固体撮像装置において、前記撮像素子のピーク
出力を信号処理し、 さらに前記撮像素子は非破壊型の撮
像素子であり、前記照明手段を駆動する為の駆動回路
と、前記撮像素子の駆動を制御する制御回路とが、前記
撮像素子とともに１チップに集積化されていることを特
徴とする。又、本発明の骨子は、被写体を照明する為の
照明手段を駆動する駆動回路と、被写体を撮像する為の
複数の撮像素子の駆動を制御する制御回路とが、前記撮
像素子とともに１チップに集積化されている固体撮像装
置において、前記撮像素子のピーク出力を信号処理し、
さらには前記撮像素子は非破壊型の撮像素子であり、前
記照明手段を消灯させた状態で蓄積された信号と、前記
照明手段を点灯させた状態で蓄積された信号とを、読み
出すことを特徴とする。更に、本発明は、被写体を照明
する為の照明手段と該被写体を撮像する為の複数の撮像
素子とを有する撮像装置において、上述した固体撮像装
置と、照明用及び／又は結像用の光学系と、を具備する
ことを特徴とする。又、本発明の骨子は、被写体を照明
する為の照明手段と該被写体を撮像する為の複数の撮像
素子とを有する撮像装置において、被写体を照明する為
の照明手段を駆動する駆動回路と、被写体を撮像する為
の前記複数の撮像素子の駆動を制御する制御回路とが、
前記複数の撮像素子とともに１チップに集積化されてお
り、前記撮像素子のピーク出力を信号処理し、さらに前
記制御回路は、前記照明手段が前記撮像素子と同期して
動作を行なうように制御し、所定のタイムインターバル
をおいて前記照明手段の点灯と前記撮像素子による撮像
とを複数回行い、ほぼ同じ出力信号が得られた場合に、
その出力信号を処理することを特徴とする。
【００１２】
【作用】本発明によれば、照明手段用の駆動回路と撮像
素子の駆動を制御する制御回路とを一体化することで、
単一の電源による動作を可能とし、小型化を計る。更に
は一体化により照明用制御信号を制御回路より供給する
ことでパスタイミングを撮像素子の駆動タイミングに同
期させることが容易に行なえる。
【００１３】
【実施例】
（好適な実施態様の説明）図１は固体撮像装置を用いた
最も簡単な撮像システムの概略図であり、１は被写体、
２は受光装置としての固体撮像装置、３はＬＥＤ等の照
明手段であり、４、５は必要に応じて設けられる結像用
レンズからなる光学系である。そして、（ｂ）に示すよ
うに６が受光素子としての光電変換部、７が照明手段３
の駆動回路、８が制御回路としてのタイミングコントロ
ーラである。
【００１４】この様なシステムの場合、固体撮像装置
と、照明手段は非同期で動作を行なう場合と、同期して
動作を行なう場合が考えられる。
【００１５】非同期型は、例えば、照明系は常時被写体
に光を照射する動作（照明）を行い、固体撮像装置は所
定の光電変換動作を行なうもので、同期型は、例えば、
固体撮像装置が光キャリアを蓄積する期間中にのみ照明
手段を動作させて被写体に光を照射し、それ以外の期間
では照明を行わない非動作状態とするものである。後者
の場合、照明手段の消費電力を低く抑えることができる
反面、動作タイミング上、各種の制約がある。
【００１６】そこで、本発明は固体撮像装置内部に照明
用の駆動回路を内蔵し、半導体集積回路として１チップ
化したものである。従って電源は従来通り複数系統のま
までもよいが、電源１４のように１系統にまとめること
もできる。本発明に用いられる光電変換部６としては、
ホトダイオードやホトトランジスタを単位セルとし走査
回路としてＣＣＤやＭＯＳトランジスタを用いた光セン
サが好適である。より好ましくは制御電極領域としての
ゲートやベースに光キャリアを蓄積し、ＸＹアドレス方
式により走査を行う非破壊型の光センサが低消費電力用
として用いられる。光源としてはけい光灯やハロゲンラ
ンプキヤノンランプ等も用いられるが、やはり低消費電
力型としてエレクトロルミネッセンス素子、エレクトロ
クロミック素子が好適であり、より好ましくは発光ダイ
オード（ＬＥＤ）が用いられる。
【００１７】照明用の駆動回路としてはカレントミラー
回路を用いて光源に定電流を供給する回路が望ましく、
タイミングコントローラとしてはパルスジェネレーター
を含むものが好ましく用いられる。
【００１８】更に、光源の点灯期間やタイミングは光セ
ンサの蓄積時間に応じて可変にすることが望ましい。い
ずれにせよ必要最小限の期間のみ光源を点灯させること
が望ましい。そして、被写体の誤検出を防止する為に間
にタイムインターバルをおいて、複数間の点灯及び撮像
を行いほぼ同じ出力信号が得られた場合のみ、その出力
信号を処理するように動作させることが望ましい。この
場合以下の実施例では、１回分の撮像のみについて示す
が、この動作をタイムインターバルをおいて複数間行え
ばよいのである。
【００１９】又、照明手段の駆動回路７を能動化（オ
ン）する信号は受光素子６の駆動回路から出力されるも
のであってもよい。
【００２０】（実施例１）図２の概略図中の６が光電変
換部、７が照明手段の駆動回路、８がタイミングコント
ローラであり、図２に示す全ての回路が１チップ化され
ている。
【００２１】本実施例を図３のタイミングチャートを用
いて簡単に説明する。本実施例では、光電変換要素とし
てバイポーラ・トランジスタのベース領域に光キャリア
を蓄積するタイプのデバイスを用いたもので、図２中の
点線で囲まれた領域９が単位画素アレイとなる。そし
て、コレクタには逆バイアス電源（不図示）が接続され
ている。また、光源変換素子を動作させるためのパルス
はすべてタイミングコントローラ８で生成される。ま
ず、時刻Ｔ０〜Ｔ１の期間に、駆動線Ｖ１〜Ｖ４にロー
レベルのパルスを印加し、画素内のＰＭＯＳトランジス
タをすべてＯＮ状態にすることにより、基準電圧源とし
ての端子ＶＢＲに与えられた電圧で、すべての画素のベ
ース領域を所定の基準電位に保持する初期化を行なう
（クランプ・リセット）。クランプリセットが終了する
と、駆動線Ｖ１〜Ｖ４は中間レベルになる。
【００２２】次に、時刻Ｔ２において基準電圧源として
のＰＶＣ端子にハイレベルのパルスを印加し、ＭＯＳト
ランジスタＭ１１〜Ｍ１６をＯＮ状態にし、各光電変換
素子のエミッタ端子を別の基準電位である接地電位にし
た状態で時刻Ｔ３において駆動線Ｖ１〜Ｖ４にハイレベ
ルのパルスを印加すると、各光電変換素子に設けられた
容量を介して、ＮＰＮトランジスタのベース電位が上昇
し、エミッタ・フォロア動作を行なうことにより、各ベ
ース電位のバラツキを低減させるリセット動作を行なう
（トランジェント・リセット）。
【００２３】トランジェント・リセットが終了すると、
Ｖ１〜Ｖ４は中間レベルになり、従って、各ＮＰＮトラ
ンジスタのベース電位も負側に振られ、ベース・エミッ
タ間は逆バイアス状態になり、光キャリアの蓄積動作が
開始される。
【００２４】この蓄積動作中に、時刻Ｔ４からＴ５の間
でＨｉｇｈレベルになるパルス（φＬＥＤ）をタイミン
グ・コントローラ８が生成すると、照明手段の駆動回路
７が動作し、照明手段としてのＬＥＤを点灯させるため
の電流をＬＥＤに供給する。
【００２５】従って、この時図１の（ａ）に示すように
ＬＥＤ３が被写体１を照明し、その反射光が光電変換さ
れる。
【００２６】光電変換素子の蓄積動作が終了すると時刻
Ｔ６において、ＰＳＨにハイレベルのパルスが印加され
ると、ＭＯＳトランジスタＭ２１〜Ｍ２６がＯＮ状態に
なり、時刻Ｔ７において、駆動線Ｖ１にハイレベルのパ
ルスを印加することにより１行目の各光電変換素子のベ
ース電位を上昇させ、ベース・エミッタ間電圧を順バイ
アス状態にすると、光信号が負荷としての容量Ｃ11〜Ｃ
16に電圧として読出され、その後、水平走査回路２０を
動作させる事により、１行目の信号が１画素ずつ、順次
時系列的出力線１１に転送され、比較器１２で基準電圧
源の基準電圧ＶＲＥＦと比較演算を行なう事により、Ｌ
ＥＤの反射光の有無を判定することができる。
【００２７】従って本実施例によれば、１チップ化され
た固体撮像装置自身で照明手段を駆動し、その反射光を
光電変換することにより、照明系との同期が簡単にと
れ、例えば被写体部に物体があるかどうかを簡単に、か
つ、低消費電力で検出することが可能である。
【００２８】（実施例２）図４に本発明の第２の実施例
による１チップ化された固体撮像装置を示す。
【００２９】構成は第１の実施例とほとんど同じである
が本実施例では、各光電変換素子のエミッタ端子を隣接
する縦２画素、横２画素の計４画素同士をワイアード接
続している点と、垂直走査回路が無い点が異なる。本実
施例では、画素の読出し動作を全画素同時に行ない、２
×２画素単位のピーク出力を用いて比較演算を行なうも
のである。動作としては、全画素同時にクランプリセッ
ト及びトランジェントリセットを行った後、容量Ｃ11〜
Ｃ16に信号を読み出した後に、水平走査する。
【００３０】従って、実施例１に比べて、チップサイズ
を小型化できることや、演算時間を短かくできること等
の利点がある。この実施例では微小スポット光のような
光の位置を検出し、高速で信号処理を行える。
【００３１】（実施例３）本発明の第３の実施例による
１チップ化された固体撮像装置を図５に示す。
【００３２】実施例１、２において、ＬＥＤからの反射
光を光電変換し、その信号をもとに比較演算を行なって
いたが、例えば被写体部にＬＥＤ光以外の外光が強く当
たっていた場合等には検出光である被写体からの反射光
か、非検出光である外光かを区別するのが困難になる。
【００３３】従って予め外光による信号を保持し、その
後ＬＥＤの反射光による信号を差分演算する事により、
外光成分を除去した信号を用いて比較演算を行なうもの
である。
【００３４】図６のタイミングチャートを用いて動作を
簡単に説明する。
【００３５】時刻Ｔ０からＴ１において前述したクラン
プ・リセット、Ｔ２からＴ３において前述したトランジ
ェント・リセットを行ないその後トランジスタのベース
へのキャリアの蓄積を開始する。この時、ＬＥＤは非点
灯状態とする。よって、この時の各ベースに蓄積される
キャリアは、熱発生キャリア（暗電圧分）及び／又は外
光によって発生したキャリア（外光成分）である。
【００３６】蓄積が終了すると、端子ＰＳＨ、ＰＶＣ２
にハイレベルのパルスを印加し、ＭＯＳトランジスタＭ
２１〜Ｍ２６、Ｍ３１〜Ｍ３６をオン状態にし、容量Ｃ
11〜Ｃ16を接地電位レベルにした状態で、時刻Ｔ４にお
いて信号の読出しを行なうと、容量２１〜２６の入力側
端子には各ブロックのピーク信号が読み出される。
【００３７】その後ＰＶＣ２をローレベルまで下げ、Ｍ
ＯＳトランジスタＭ３１〜Ｍ３６をオフ状態にし、容量
Ｃ 21 〜Ｃ 26 の出力側端子を浮遊状態にした後、ＰＢＲの
パルスを中間レベルまで立下げ読み出し動作を終了した
後、ＰＶＣ１にハイレベルのパルスを印加し、ＭＯＳト
ランジスタＭ１１〜Ｍ１６をオン状態にすると、容量Ｃ
11〜Ｃ16の電位は
【００３８】
【外１】 Ｃ1…Ｃ11〜Ｃ16の容量値 Ｃ2…Ｃ21〜Ｃ26の容量値 ＶNi…ブロックｉの外光によるピーク信号 になり、さらにその後ＰＳＨをローレベルまで立下げ、
ＭＯＳトランジスタＭ２１〜Ｍ２６をオフ状態にするこ
とにより、それぞれの電圧は保持される。
【００３９】次に、時刻Ｔ６〜Ｔ７において再びクラン
プ・リセットを行い、時刻Ｔ８〜Ｔ９においてトランジ
ェント・リセットを行なった後、再び蓄積を開始する。
この時蓄積期間中の時刻Ｔ１０〜Ｔ１１においてφＬＥ
Ｄがハイレベルまで立上がると、照明系駆動回路が動作
し、ＬＥＤが点灯する。従って各光電変換要素には既に
蓄積された外光成分に加えて、ＬＥＤによる反射光によ
る光信号が蓄積される。
【００４０】蓄積が終了すると、ＬＥＤは消灯し、ＰＳ
Ｈにハイレベルのパルスが印加され、ＭＯＳトランジス
タＭ２１〜Ｍ２６がオン状態になった後時刻Ｔ１２にお
いて各ブロックからピーク信号が読み出されると、容量
Ｃ11〜Ｃ16の電位は
【００４１】
【外２】 ＶSi…外光とＬＥＤの反射光によるピーク信号 になる。
【００４２】時刻Ｔ１３以降は、実施例２と同様に水平
走査を行ない、比較演算を行なう。このようにして外光
成分を除去した信号を用いて、被写体部に物体が近づい
たかどうか判定することができ精度の向上が達成でき
る。以上のように非破壊読み出し型の光電変換要素を用
いると外光成分除去が容易に行える。
【００４３】（実施例４）図７に本実施例の第４の実施
例による１チップ化された固体撮像装置を示す。
【００４４】本実施例は第３の実施例をさらに精度を上
げる為、ＬＥＤを複数個点灯させ、異なるブロックに結
像された複数のＬＥＤの反射光による信号を空間的に加
算するものである。
【００４５】光電変換動作は実施例３と全く同様に行な
い、各ブロックのピーク信号は容量Ｃ11〜Ｃ16に保持さ
れる。その後水平走査回路を動作させ、各容量Ｃ11〜Ｃ
16の信号を順次読み出す。この信号はプリアンプ５０に
より増巾され、次段のアナログ加算回路に入力される。
アナログ加算回路は入力信号のＡＣ信号成分をとり出す
為の結合容量となる容量手段５１、リセット手段５２、
接続手段となるサンプリング手段５５、信号保持手段と
なるホールド手段５３、及び加算手段としてのバッファ
手段７５、スイッチング手段５９から構成されている。
また、バッファ手段７５の入出力特性は図８に示す様に
原点を通る傾き１の特性をもつ。次に図９のタイミング
チャートを用いて、本実施例の動作を簡単に説明する。
【００４６】まず時刻Ｔ１においてＰＲＢ２、ＰＳＨ−
５のパルスがハイレベルになると、ＭＯＳトランジスタ
５２、５５がオン状態になりノード６１、及びホールド
容量２は端子ＶＣＬに与えられる電圧により初期化され
る。
【００４７】時刻Ｔ２においてＰＲＢ２がローレベルに
なり、ＭＯＳトランジスタ５２はオフ状態になり、ノー
ド６１、及びホールド容量５３は浮遊状態になる。
【００４８】次に時刻Ｔ３において入力信号１が立上が
ると、浮遊状態にあるホールド容量５３の電位は容量５
１を介してもち上げられる。この時の電圧上昇巾は、
【００４９】
【外３】 Ｃ1…容量手段５１の容量値 Ｃ2…ホールド容量５３の容量値 ＶS1…信号１の電圧値 で表わされる。
【００５０】次に時刻Ｔ４において、ＰＳＨ−Ｓが立下
がるとホールド容量５３はノード６１から切り離され、
その後時刻Ｔ５において入力信号が立下がっても、入力
信号立下がりの影響は受けない。
【００５１】一方でノード６１の電位は入力電圧が立下
がるとともに下降している。
【００５２】次に時刻Ｔ６において、ＰＳＨ２のパルス
がハイレベルになると、バッファ７５の出力がノード６
１と接続され、ノード６２とノード６１は同電位にな
る。
【００５３】時刻Ｔ６において、ＰＳＨ２のパルスがロ
ーレベルになるとスイッチングＭＯＳトランジスタ５９
はオフ状態になり、ノード６１はバッファ７５から切り
離され、次に時刻Ｔ７において、ＰＳＨ−Ｓのパルスが
ハイレベルになりサンプリングＭＯＳトランジスタ５５
がオン状態になり、さらに時刻Ｔ９において、入力端子
に次の入力信号２が与えられた時、ホールド容量５３の
電圧は上昇し、
【００５４】
【外４】 ＶS2…信号２の電圧値 となり、入力信号のアナログ加算が実現できる。以上の
動作を繰り返し行なう事により、
【００５５】
【外５】 の加算演算が実現できる。
【００５６】従って複数のＬＥＤを点灯させ、その反射
光による信号が複数のブロックで得られているかを比較
演算によって求めることが出来、検出精度を向上させる
ことができる。
【００５７】（実施例５）実施例４では、バッファ７５
は図８に示す様な理想的な特性をもつものとして説明し
た。しかしながら実際には、図１０の一点鎖線に示す様
に有限のオフセット電圧Ｖｏｆがある。この場合図７の
構成では、１回の加算演算毎にバッファによるフィード
・バックを行なっている為、加算回数が多い程その誤差
は大きくなる。
【００５８】本実施例はバッファ７５にオフセット電圧
があった場合でも正確な加算演算が行なえるもので、そ
の構成は図１１の様になる。
【００５９】本実施例の動作を図１２のタイミング・チ
ャートを用いて簡単に説明する。
【００６０】図１２では入力信号として５個の信号が入
力され、まず時刻Ｔ１からＴ６までは入力端子には基準
レベルを入力し、その間実施例４で示した加算演算を５
回繰り返す。この時動作する系は容量５１、サンプリン
グＭＯＳ５６、ホールド容量５４、スイッチング手段５
８、バッファ７５、スイッチング手段５９、で構成され
る系である。尚、この期間中ＰＳにはＬｏｗレベル、Ｐ
ＤにはＨｉｇｈレベルのパルスを印加し、ＭＯＳトラン
ジスタ５７はＯＦＦ状態、５８はＯＮ状態にする為、実
施例４で示した動作と全く同じになるので、ホールド容
量５４には５回分の演算誤差電圧がホールドされる。
【００６１】次に時刻Ｔ６以降において、入力信号を５
個入力すると、５回分の演算誤差を含んだ演算結果はホ
ールド容量５３にホールドされる。
【００６２】この期間中、ＰＳにはＨｉｇｈレベル、Ｐ
Ｄにはローレベルのパルスを印加し、ＭＯＳトランジス
タ５７はオン状態、５８はオフ状態になっており、動作
する系は容量５１、サンプリングＭＯＳ５５、ホールド
容量５３、スイッチング手段５７、バッファ７５、スイ
ッチング手段４で構成される系である。以上の動作が終
了した後、ホールド容量５３、５４の間で比較演算を行
ない所定のレベル以上の差があるかどうかで物体が近づ
いたかどうか検出できる。
【００６３】尚、本実施例ではバッファ５のオフセット
電圧の加算を行なう期間と、信号の加算を行なう期間を
完全に分離して行なっていたが、１回の信号加算につい
て、信号自身を加算する期間と、バッファのオフセット
電圧を加算する期間を交互に設けてもよい事は言うまで
もない。
【００６４】（実施例６）実施例５の検出精度をさらに
向上させる目的でなされた実施例の構成図を図１３に示
す。
【００６５】つまり、実施例５の動作を複数回行ない、
その結果の論理演算結果を最終出力とするものであり図
１３では２回の動作を行ない、１回目の演算結果を容量
手段６３に、２回目の演算結果を容量手段６４に保持
し、相方が“１”の時のみ“１”を出力するものであ
る。
【００６６】これにより、例えば外光中の尖光による検
出エラーを防ぐことができる。
【００６７】（実施例７）本発明による第７の実施例を
図１４に示す。
【００６８】本実施例は複数回ＬＥＤを点滅させ、それ
ぞれの外光除去された信号をブロック毎で加算する目的
でなされたものである。従って実施例６に示したアナロ
グ加算回路が各ブロック毎に設けられ、さらにその出力
を論理演算する構成となっている。これにより、複数の
時点で同じブロック内に、物体があるかどうかを検出す
ることができ、検出精度向上が実現できる。
【００６９】また、外光照度が大きい時、アナログ信号
加算をする前に外光成分を除去する為、加算回数が多く
ても回路自身が飽和しにくいという利点もある。
【００７０】図１５は本発明に用いられる照明手段の駆
動回路の好適な実施例を示す回路図である。
【００７１】５２は照明手段となるＬＥＤ等の発光素
子、５７はカレントミラー回路、５５は能動素子であ
り、５３は高電位の基準電源端子、５１は低電位の基準
電位端子、５６はタイミングコントローラから出力され
るパルスφＬＥＤの入力される入力端子である。
【００７２】カレントミラー回路５７は低電流源５４と
２つのｎｐｎトランジスタ５９・６２と抵抗素子６１と
を有している。
【００７３】そして、図１の（ｂ）に示した駆動回路７
は回路５７と素子５５とを含む。
【００７４】この駆動回路は、カソードが低電位点と接
続された半導体発光素子と、制御信号によりスイッチン
グされ、一端が上記低電位点と接続された能動素子と、
高電位点と上記半導体発光素子のアノードとの間に配置
されたカレントミラー回路とからなり、上記能動素子の
他の一端を、上記カレントミラー回路の入力電流を分流
するように、上記カレントミラー回路に接続したもので
ある。
【００７５】この駆動回路においては、半導体発光素子
の発光に必要な駆動電流値よりも小さい値の電流がカレ
ントミラー回路の入力電流として入力段に流される。半
導体発光素子を発光させるときには、スイッチング用の
能動素子をＯＦＦ状態にして、上記入力電流がカレント
ミラー回路によって高められ、半導体発光素子の発光に
必要な駆動電流が、半導体発光素子に印加され、半導体
発光素子が発光する。また、半導体発光素子の発光を停
止する際には、スイッチング用の能動素子をＯＮ状態に
して、カレントミラー回路の入力段に流れる入力電流が
スイッチング用の上記能動素子に流れ、半導体発光素子
には発光に必要な駆動電流が流れない。
【００７６】こうして、パルスφＬＥＤにより能動素子
のスイッチングを制御すれば、より低消費電力の撮像装
置を提供できる。
【００７７】以上説明したように本発明では、照明用及
び受光素子用の２つの駆動回路は受光素子と共に１チッ
プに集積化されることで、簡略化、低消費電力が達成さ
れる。
【００７８】本発明でいう１チップ化とは、半導体ウエ
ハ技術、ＳＩＭＯＸ、半導体層の貼り合わせ技術、エピ
タキシャル成長技術等を用いて用意した単結晶又はＳＯ
Ｉ基板上に、成膜、不純物拡散、エッチング等のＩＣ技
術、具体的にはＢｉＭＯＳ、ＢｉＣＭＯＳ技術等を用い
て素子を集積化したものである。
【００７９】
【発明の効果】本発明によれば小型で低消費電力タイプ
の装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施態様による撮像装置を説明する
ための模式図である。
【図２】本発明の実施例１による撮像装置の回路図であ
る。
【図３】実施例１による撮像装置の動作を説明するため
のタイミングチャートである。
【図４】本発明の実施例２による撮像装置の回路図であ
る。
【図５】本発明の実施例３による撮像装置の回路図であ
る。
【図６】実施例３による撮像装置の動作を説明するため
のタイミングチャートである。
【図７】本発明の実施例４による撮像装置の回路図であ
る。
【図８】実施例４による撮像装置に用いられる増幅器の
特性を示すグラフである。
【図９】実施例４による撮像装置の動作を説明するため
のタイミングチャートである。
【図１０】実施例５による撮像装置に用いられる増幅器
の特性を示すグラフである。
【図１１】本発明の実施例５による撮像装置の回路図で
ある。
【図１２】実施例５による撮像装置の動作を説明するた
めのタイミングチャートである。
【図１３】本発明の実施例６による撮像装置の回路図で
ある。
【図１４】本発明の実施例７による撮像装置の回路図で
ある。
【図１５】本発明に用いられる照明手段の駆動回路であ
る。
【図１６】従来の撮像装置を説明するための模式図であ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−14948（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−216060（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−288548（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−40818（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−264157（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−95514（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−209449（ＪＰ，Ａ) 特公 昭47−32368（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H04N 1/028 H01L 21/822 H01L 27/04 H04N 5/335

Claims (9)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 被写体を照明する為の照明手段を駆動す
    る駆動回路と、被写体を撮像する為の複数の撮像素子の
    駆動を制御する制御回路とが、前記複数の撮像素子とと
    もに１チップに集積化されている固体撮像装置におい
    て、 前記撮像素子のピーク出力を信号処理し、 前記制御回路は前記駆動回路を制御することで前記照明
    手段及び前記撮像素子とが同期して動作を行なうことを
    特徴とする固体撮像装置。
  2. 【請求項２】 前記制御回路は、前記該照明手段をオン
    又はオフ状態とする制御信号と前記撮像素子のシフトレ
    ジスタを動作させる制御信号とを供給するタイミングコ
    ントローラである請求項１に記載の固体撮像装置。
  3. 【請求項３】 前記撮像素子は、リセット動作、蓄積動
    作、及び読み出し動作を行なうように駆動され、 前記照明手段は、前記蓄積動作の期間中に点灯し、前記
    リセット動作及び前記読み出し動作の期間中は消灯する
    ように駆動される請求項１に記載の固体撮像装置。
  4. 【請求項４】 前記駆動回路を能動化する信号を、前記
    撮像素子の蓄積動作タイミングに応じて出力する請求項
    １に記載の固体撮像装置。
  5. 【請求項５】 被写体を照明する為の照明手段により照
    明された被写体を撮像する為の複数の撮像素子を有する
    固体撮像装置において、前記撮像素子のピーク出力を信号処理し、 さらには 前記撮像素子をXYアドレス方式により走査を行
    なう走査回路を有し、 前記照明手段を駆動する為の駆動回路と、前記撮像素子
    の駆動を制御する制御回路とが、前記撮像素子及び前記
    走査回路とともに１チップに集積化されていることを特
    徴とする固体撮像装置。
  6. 【請求項６】 被写体を照明する為の照明手段により照
    明された被写体を撮像する為の複数の撮像素子を有する
    固体撮像装置において、前記撮像素子のピーク出力を信号処理し、 さらには 前記撮像素子は非破壊型の撮像素子であり、 前記照明手段を駆動する為の駆動回路と、前記撮像素子
    の駆動を制御する制御回路とが、前記撮像素子とともに
    １チップに集積化されていることを特徴とする固体撮像
    装置。
  7. 【請求項７】 被写体を照明する為の照明手段を駆動す
    る駆動回路と、被写体を撮像する為の複数の撮像素子の
    駆動を制御する制御回路とが、前記撮像素子とともに１
    チップに集積化されている固体撮像装置において、 前記撮像素子のピーク出力を信号処理し、 さらには 前記撮像素子は非破壊型の撮像素子であり、 前記照明手段を消灯させた状態で蓄積された信号と、前
    記照明手段を点灯させた状態で蓄積された信号とを、読
    み出すことを特徴とする固体撮像装置。
  8. 【請求項８】 被写体を照明する為の照明手段と該被写
    体を撮像する為の複数の撮像素子とを有する撮像装置に
    おいて、 請求項１乃至７のいずれかに記載の固体撮像装置と、照
    明用及び／又は結像用の光学系と、を具備することを特
    徴とする撮像装置。
  9. 【請求項９】 被写体を照明する為の照明手段と該被写
    体を撮像する為の複数の撮像素子とを有する撮像装置に
    おいて、 被写体を照明する為の照明手段を駆動する駆動回路と、
    被写体を撮像する為の撮像素子の駆動を制御する制御回
    路とが、前記撮像素子とともに１チップに集積化されて
    おり、前記撮像素子のピーク出力を信号処理し、 さらに 前記制御回路は、前記照明手段が前記撮像素子と
    同期して動作を行なうように制御し、 所定のタイムインターバルをおいて前記照明手段の点灯
    と前記撮像素子による撮像とを複数回行い、ほぼ同じ出
    力信号が得られた場合に、その出力信号を処理すること
    を特徴とする撮像装置。
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