JP4093220B2 - 固体撮像装置及びこの固体撮像装置を備える撮像装置 - Google Patents
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Description
本発明の第1の実施形態について、図面を参照して説明する。図1は、本実施形態の撮像装置の内部構成を示すブロック図である。又、図2は、図1の撮像装置に備えられる二次元のMOS型固体撮像装置の一部の構成を概略的に示すブロック図である。
本発明の第2の実施形態について、図面を参照して説明する。図6は、本実施形態の撮像装置の固体撮像装置に備えられる画素の内部構成を示す回路図である。尚、図6の構成の画素において、図4の構成の画素と同一となる素子又は部分については同一の符号を付すとともに、その詳細な説明は省略する。又、本実施形態の撮像装置及び固体撮像装置それぞれの構成については、第1の実施形態と同様、図1及び図2のような構成となる。
本発明の第3の実施形態について、図面を参照して説明する。図9は、本実施形態の撮像装置の構成を示すブロック図である。図10は、本実施形態の撮像装置の固体撮像装置に設けられる各画素の構成を示す回路図である。尚、図9及び図10に示す構成において、図1及び図4の構成と同一の部分については同一の符号を付して、その詳細な説明は省略する。
本発明の第4の実施形態について、図面を参照して説明する。図13は、本実施形態の撮像装置の構成を示すブロック図である。尚、図13に示す撮像装置において、図9の撮像装置における構成と同一の部分については同一の符号を付して、その詳細な説明は省略する。
2 減算器
3,3a AD変換部
4 画像処理部
5 信号制御部
6 比較器
7 バッファ
8 判定部
9 フレームメモリ
SW1,SW2 スイッチ
Claims (10)
- 入射した光量に応じた電気信号を発生する感光素子と、当該感光素子と接続するとともに当該感光素子からの光電荷に応じた電気信号を生成し且つリセット動作を行う第1トランジスタと、前記第1トランジスタからの電気信号を出力する出力部と、を備える画素を有する固体撮像装置において、
前記画素が、
前記感光素子に直流電圧を供給する第1信号線と異なる第2信号線から、前記電気信号による画像データとして変換可能な最高輝度値よりも高い輝度値の光が前記感光素子に入射された場合に等しい第1電圧値を、前記感光素子と前記第1トランジスタとの接続部分に与えるリセット初期電圧供給部を備え、
前記感光素子と前記第1トランジスタとによって撮像動作が行われて得られた前記画像データが前記出力部から出力される画像データ読み出し動作直後であってリセット動作を行う前となる第1タイミングに、前記リセット初期電圧供給部が前記第1電圧値を前記感光素子と前記第1トランジスタとの接続部分に与えることを特徴とする固体撮像装置。 - 前記画素が、前記感光素子と前記第1トランジスタとの電気的な接離を行うスイッチを備え、
前記画素が撮像動作を行うとき、前記スイッチをONとして前記感光素子と前記第1トランジスタとを接続するとともに、
前記リセット初期電圧供給部によって前記第1電圧が前記感光素子と前記第1トランジスタとの接続部分に供給された直後、前記画素がリセット動作を開始し、前記スイッチをOFFとして前記感光素子と前記第1トランジスタとの接続を切断して前記第1トランジスタの動作状態をリセットした後、前記スイッチをONとして前記感光素子と前記第1トランジスタとを接続して前記感光素子における残留電荷をリセットすることを特徴とする請求項1に記載の固体撮像装置。 - 前記感光素子における残留電荷をリセットする直前となる第2タイミングに、前記リセット初期電圧供給部が、前記画像データとして変換可能な最高輝度値よりも高い輝度値の光が前記感光素子に入射された場合に前記感光素子で発生する前記残留電荷に基づく第2電圧値を、前記第2信号線から、前記感光素子と前記第1トランジスタとの接続部分に与えることを特徴とする請求項2に記載の固体撮像装置。
- 前記第1トランジスタが、前記感光素子と接続する第1電極と、該第1電極と接続されるとともに前記電気信号を出力する制御電極と、3値の電圧信号が入力される第2電極と、を備え、
前記画素が撮像動作を行うとき、前記第1トランジスタの第2電極に与える前記電圧信号の電圧値を、撮像可能な輝度範囲の高輝度側の少なくとも一部において前記第1トランジスタがサブスレッショルド領域で動作を行う第3電圧値とし、
前記第1トランジスタの動作状態をリセットするとき、前記第1トランジスタの第2電極に与える前記電圧信号の電圧値を、前記第1トランジスタを導通状態とする第4電圧値とし、
前記感光素子における残留電荷をリセットするとき、前記第1トランジスタの第2電極に与える前記電圧信号の電圧値を、前記第3及び第4電圧値の間の電圧値となる第5電圧値とすることを特徴とする請求項2に記載の固体撮像装置。 - 前記リセット初期電圧供給部が、
前記第2信号線と接続される第1電極と、前記感光素子と前記第1トランジスタとの接続部分に接続される第2電極と、ON/OFF制御が成される制御信号入力される制御電極と、を備え、前記制御電極に制御信号が与えられてONとされたときに、前記第2信号線からの電圧値を前記感光素子と前記第1トランジスタとの接続部分に与える第2トランジスタであることを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれかに記載の固体撮像装置。 - 撮像動作時に得られる電気信号を画像データとして出力するとともにリセット後に得られる電気信号を補正データとして出力する固体撮像装置と、該固体撮像装置からの前記画像データと前記補正データとを減算して得られた画像信号を出力する減算器と、を備える撮像装置において、
前記固体撮像装置が、請求項1〜請求項5のいずれかに記載の固体撮像装置であることを特徴とする撮像装置。 - 撮像動作時に得られる電気信号を画像データとして出力するとともにリセット後に得られる電気信号を補正データとして出力する固体撮像装置と、該固体撮像装置からの前記画像データと前記補正データとを減算して得られた画像信号を出力する減算器と、前記減算器からの画像信号を信号処理する信号処理部と、を備える撮像装置において、
前記固体撮像装置が、請求項1〜請求項5のいずれかに記載の固体撮像装置であり、
前記固体撮像装置から出力される前記補正データの値を基準値と比較する比較器と、
前記比較器における比較結果に応じて、前記減算器からの前記画像信号を信号処理して出力するか否かを判定する判定部と、
を備えることを特徴とする撮像装置。 - 前記判定部において、前記比較器における比較結果により、前記補正データの値が輝度値に対して大きく変化する輝度範囲における値であることが確認されたとき、
前記減算器からの画像信号ではなく、最高輝度値に応じた値に設定された画像信号を信号処理して出力することを特徴とする請求項7に記載の撮像装置。 - 前記補正データを予め格納したメモリを備えるとともに、
前記判定部において、前記比較器における比較結果により、前記補正データの値が輝度値に対して大きく変化する輝度範囲における値であることが確認されたとき、
前記減算器からの画像信号ではなく、前記固体撮像装置から出力された前記画像データと前記メモリに格納された前記補正データとを減算することで得られた画像信号を信号処理して出力することを特徴とする請求項7に記載の撮像装置。 - 前記メモリに格納される前記補正データが、前記比較器における比較結果により前記補正データの値が輝度値に対してほぼ一定となる輝度範囲における値となるときの補正データであることを特徴とする請求項9に記載の撮像装置。
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