JP6689145B2 - 撮像装置 - Google Patents
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Description
それぞれ複数の画素がTDI方向である垂直方向に並置されて構成される複数の画素行と、それぞれ複数の画素が水平方向に並置されて構成される複数の画素列とを含むように、前記複数の画素が2次元アレイ状に配列されて構成された画素アレイと、
前記各画素において光電変換して蓄積された信号電荷を時間遅延積分して垂直方向に垂直転送する垂直転送部と、
前記信号電荷を水平方向に水平転送する水平転送部と、
前記画素アレイの複数の画素行のうち、互いに垂直方向で所定の間隔をあけて設けられる複数の画素行の各画素に接続されかつ、当該各画素の領域の一部が遮光されるように設けられ、前記信号電荷を増幅して画素信号を出力するフローティングゲートアンプを含む複数の遮光出力部を備え、
前記画素アレイは垂直方向で複数の画素アレイ部に分割され、前記複数の遮光出力部は前記分割された各画素アレイ部の少なくとも最終の画素行に設けられたTDI方式CCDイメージセンサを含む撮像装置であって、
前記TDI方式CCDイメージセンサがTDI方向である垂直方向に並置されて構成される複数のTDI方式CCDイメージセンサを備え、
前記複数のTDI方式CCDイメージセンサから出力される複数の画素信号は、自己のTDI段数に応じて蓄積された画素信号に加え、垂直方向に並置された前段のTDI方式CCDイメージセンサにて蓄積された画素信号をも合算して蓄積する構成を備え、
前記複数のTDI方式CCDイメージセンサから出力される複数の画素信号を所定の飽和電荷量しきい値と比較し、前記画素信号が前記飽和電荷量しきい値以上のときに前記画素信号を出力せず、前記飽和電荷量しきい値未満であるときに前記画素信号を出力する飽和しきい値比較判定回路を複数備え、
前記複数の飽和しきい値比較判定回路から出力される画素信号を合算する回路を備え、
前記各遮光出力部からのアナログの画素信号をデジタル信号にそれぞれ変換するA/D変換部をさらに備えたことを特徴とする。
図1Aは本発明の実施の形態1にかかる撮像装置201の構成例を示すブロック図である。また、図1Bは図1Aの画素アレイ部200−nとその周辺回路を含む撮像回路51−nの基本構成例を示すブロック図である。さらに、図1Cは図1Aの画素アレイ部200−nとその周辺回路を含む撮像回路51−nの基本構成例を示す平面図である。なお、図1B及び図1Cにおいては基本構成を図示しており、本実施形態の特徴である遮光出力部4を便宜上図示しない。
(1)システムクロックCLK;
(2)第1転送ゲート(1G)11用クロックφV1;
(3)第2転送ゲート(2G)12用クロックφV2;
(4)オーバーフローゲート(OG)23用クロックφVOG;
(5)第4転送ゲート(4G)14用クロックφV4;
(6)リセットクロックφR;
(7)フローティングゲート(FG)16の電圧VFG。
図11は本発明の実施の形態2にかかる撮像装置202の構成例を示すブロック図である。図1の実施の形態1では、各撮像回路51−nの遮光出力部4は、フローティングゲートアンプA1を備えた画素1が、垂直方向に1画素分だけが遮光され、すなわち1水平画素アレイ分だけ遮光されている。これに対して、実施の形態2では、各撮像回路51−nの遮光出力部4は、図11に示すように、フローティングゲートアンプA1を備えた画素1が、垂直方向の1画素分(1水平画素アレイ分)に加え、当該1画素分に対して垂直方向に隣接する上下1画素分がさらに遮光されており、合計で3行の画素行1R分が遮光されるように構成されたことを特徴とする。
図14は本発明の実施の形態1の変形例であって、変形例1にかかる撮像装置203の構成例を示すブロック図である。図14の撮像装置203は、図1Aの撮像装置201と比較すると、撮像回路51−n(図14において、n=1,2,3)の出力アンプ3と各比較器81−nとの間において、暗電流補正部70−nをそれぞれ挿入したことを特徴とする。ここで、複数の暗電流補正部70−nは暗電流補正回路70を構成する。図14において、暗電流補正部70−nは、撮像回路51−nにおいて蓄積された信号電荷量から暗電流の成分を除去する。ここで、暗電流の成分は各撮像回路51−nの製造時において決定される。
図15は本発明の実施の形態2の変形例であって、変形例2にかかる撮像装置204の構成例を示すブロック図である。図15の撮像装置204は、図11の撮像装置202と比較すると、撮像回路51−n(図14において、n=1,2,3)の出力アンプ3と各比較器81−nとの間において、暗電流補正部70−nをそれぞれ挿入したことを特徴とする。ここで、複数の暗電流補正部70−nは暗電流補正回路70を構成する。図15において、暗電流補正部70−nは、撮像回路51−nにおいて蓄積された信号電荷量から暗電流の成分を除去する。ここで、暗電流の成分は各撮像回路51−nの製造時において決定される。
Claims (4)
- それぞれ複数の画素がTDI方向である垂直方向に並置されて構成される複数の画素行と、それぞれ複数の画素が水平方向に並置されて構成される複数の画素列とを含むように、前記複数の画素が2次元アレイ状に配列されて構成された画素アレイと、
前記各画素において光電変換して蓄積された信号電荷を時間遅延積分して垂直方向に垂直転送する垂直転送部と、
前記信号電荷を水平方向に水平転送する水平転送部と、
前記画素アレイの複数の画素行のうち、互いに垂直方向で所定の間隔をあけて設けられる複数の画素行の各画素に接続されかつ、当該各画素の領域の一部が遮光されるように設けられ、前記信号電荷を増幅して画素信号を出力するフローティングゲートアンプを含む複数の遮光出力部を備え、
前記画素アレイは垂直方向で複数の画素アレイ部に分割され、前記複数の遮光出力部は前記分割された各画素アレイ部の少なくとも最終の画素行に設けられたTDI方式CCDイメージセンサを含む撮像装置であって、
前記TDI方式CCDイメージセンサがTDI方向である垂直方向に並置されて構成される複数のTDI方式CCDイメージセンサを備え、
前記複数のTDI方式CCDイメージセンサから出力される複数の画素信号は、自己のTDI段数に応じて蓄積された画素信号に加え、垂直方向に並置された前段のTDI方式CCDイメージセンサにて蓄積された画素信号をも合算して蓄積する構成を備え、
前記複数のTDI方式CCDイメージセンサから出力される複数の画素信号を所定の飽和電荷量しきい値と比較し、前記画素信号が前記飽和電荷量しきい値以上のときに前記画素信号を出力せず、前記飽和電荷量しきい値未満であるときに前記画素信号を出力する飽和しきい値比較判定回路を複数備え、
前記複数の飽和しきい値比較判定回路から出力される画素信号を合算する回路を備え、
前記各遮光出力部からのアナログの画素信号をデジタル信号にそれぞれ変換するA/D変換部をさらに備えたことを特徴とする撮像装置。 - 前記各画素及び前記各遮光出力部の両方に、オーバーフローゲート及びオーバーフロードレインを備えたことを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
- 前記画素信号から暗電流雑音を除去する暗電流補正部をさらに備えたことを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
- 前記各遮光出力部からの画素信号をそれぞれ、前記垂直方向で転送されたときの画素の段数に応じた転送遅延を考慮した番地に蓄積して出力する画像メモリ回路をさらに備えたことを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
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