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JP2678062B2 - 光電変換装置 - Google Patents

光電変換装置

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JP2678062B2
JP2678062B2 JP1149723A JP14972389A JP2678062B2 JP 2678062 B2 JP2678062 B2 JP 2678062B2 JP 1149723 A JP1149723 A JP 1149723A JP 14972389 A JP14972389 A JP 14972389A JP 2678062 B2 JP2678062 B2 JP 2678062B2
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Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は光電変換装置に係り、特に光電変換部から出
力された第１の信号を記憶し、光電変換部から出力され
る第２の信号に対応して、第１の信号を出力する光電変
換装置に関する。
［従来の技術］ 近年、固体撮像素子を画像入力デバイスとして用いた
ビデオカメラが広く使われるようになってきた。これ
は、固体撮像素子がビデオカメラの小型・軽量化、低価
格化へ大きく寄与してきたためと考えることができる。
民生用ビデオカメラとしては、大部分はカラー画像を必
要とするが、小型・軽量化、低価格化の観点から単板の
固体撮像素子が主流である。単板式固体撮像素子を用い
てカラー画像を得る場合、固体撮像素子にモザイクのカ
ラーフィルターを貼って色信号を得る場合が多い。この
ようなカラーフィルターを用いて画像信号を得ようとす
る場合、一水平ラインの信号だけをみると、全ての色信
号があるわけではないので、その水平ライン上にない色
情報を一ライン前の水平ラインから得ていた。
第８図は、従来の固体撮像装置の構成例を示す概略的
構成図である。
同図に示すように、固体撮像素子７のR/B出力OR/OBを
遅延素子８に入力することによって遅延素子８の出力側
の分岐点ｂには常に入力側の分岐点ａより一水平期間前
の信号が出力されているので、スイッチ手段10,11を切
り替えることにより、常にR,G,Bの信号が得られる。
そして、遅延素子８は、主にCCD型が用いられ、固体
撮像素子７と同一チップ上に形成されることもあった。
［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記従来の固体撮像装置では、遅延素
子として、CCD型遅延素子を用いると、センサー部がCCD
型以外の場合、製造が複雑になってしまい、コストの増
大につながる。また、CCD型では、ランダムアクセスで
きないため、遅延素子の出力もシリアルに入力した順に
取り出すことしかできないという課題があった。
［課題を解決するための手段］ 本発明は上記固体撮像装置に好適に用いられる光電変
換装置を提供しようとするものであり、光電変換部と、
スイッチ手段および容量手段を有する、前記光電変換部
からの第１の信号を記憶するランダムアクセス可能なア
ナログメモリと、を備え、 前記光電変換部と前記アナログメモリとを同一半導体
基体上に形成してなり、 前記光電変換部から出力される第２の信号に対応し
て、前記アナログメモリから前記第１の信号を出力する
ことを特徴とする。
［作用］ 本発明は、光電変換部の出力側に、スイッチ手段及び
容量手段を有し、ランダムアクセス可能なアナログメモ
リを接続し、光電変換部から出力される第１の信号を前
記アナログメモリに記憶し、前記光電変換部から出力さ
れる第２の信号に対応し所望のタイミング（例えば同時
に）で、前記アナログメモリから記憶した第１の信号を
出力するものである。
また、上記アナログメモリを用いて、光電変換部とア
ナログメモリとを同一半導体基体上に形成することで、
例えば光電変換部とアナログメモリとをMOS型トランジ
スタ等で構成することで、同一プロセスで形成できるの
で、製造が容易で光電変換部とアナログメモリとが同一
特性のものを得ることができる。
［実施例］ 以下、本発明の実施例について図面を用いて詳細に説
明する。
第１図は、本発明の光電変換装置の第１実施例の概略
的回路構成図である。
同図において、１は入射光に対応した電気信号を出力
する光電変換部、２は光電変換部１及びアナログメモリ
３を駆動するシフトレジスタ、H0〜HNはシフトレジスタ
の出力線、３はスイッチと容量とからなるアナログメモ
リ、L1は、光電変換部１の信号出力線、L2はアナログメ
モリ３のメモリ出力線を示す。
アナログメモリ３内において、C1〜CNは、信号出力線
L1に出力される信号を一時、保持記憶させておくための
蓄積容量、T11〜T1Nは信号出力線L1と蓄積容量C1〜CNと
をシフトレジスタ２の出力線H1〜HNに出力される出力パ
ルスO1〜ONによって断続するMOSトランジスタ等のスイ
ッチ、L3,L4はメモリ出力を出力するメモリ出力線、T21
〜T2Nは蓄積容量C1〜CNとメモリ出力線L3,L4とをシフト
レジスタ２の出力線H0〜HN-1に出力される出力パルスO0
〜ON-1によって断続する、MOSトランジスタ等のスイッ
チ、T3,T4はメモリ出力線L3,L4の、信号をサンプル・ホ
ールドするためのサンプル・ホールドMOSトランジス
タ、φ3,φ４はサンプル・ホールドMOSトランジスタT3,
T4のON,OFFを制御するゲートパルス、T1,T2はメモリ出
力線L3,L4をリセットするためリセットMOSトランジス
タ、φ1,φ２はリセットMOSトランジスタT1,T2のON,OFF
を制御するゲートパルスである。
以下上記光電変換装置の動作を第２図、第３図に基づ
いて説明する。
第２図は光電変換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。
第３図は光電変換部の画素構成を示す説明図である。
第３図において、41〜45および51〜55はそれぞれ一水
平期間の画素を示す。
いま、光電変換部１の画素41〜4Nから入射光に対応し
た出力信号が出力線L1に出力され、アナログメモリ３内
の蓄積容量C1〜CNにも保持記憶されているとする。
シフトレジスタ２が動作し始め、出力線H0にパルスO0
が供給されると、スイッチT21がON状態となり、蓄積容
量C1に蓄えられていた画素41に対応する信号OL3が出力
線L3に出力される。次に出力線H1にパルスO1が供給さ
れ、サンプル・ホールドMOSトランジスタT3にパルスφ
３が供給されると、光電変換部１から画素51の信号OL1
が出力線L1に出力され、スイッチT11がON状態となり、
蓄積容量C1に画素51に対応する信号が蓄えられる。ま
た、スイッチT22もON状態となるので、蓄積容量C2に蓄
えられていた画素42に対応する信号OL4が出力線L4に出
力される。出力線L3に出力されていた画素41に対応する
信号OL3は、サンプル・ホールドMOSトランジスタT3がON
状態になっているので、出力線L2から出力信号OL2とし
て出力される。
次にリセットパルスφ１が加わると出力線L3はリセッ
トされる。そして、その後シフトレシズタ２から出力線
H2にパルスO2が供給され、サンプル・ホールドパルスφ
４が加わると、出力信号線L1からは画素52に対応する信
号OL1が出力され、またスイッチT12を通して蓄積容量C2
に画素52に対応する信号が蓄えられる。蓄積容量C3に蓄
えられていた画素43に対応する信号OL3は出力線L3に出
力され、出力線L4に出力されていた画素42に対応する信
号OL4は、サンプル・ホールドMOSトランジスタT4を通し
て、出力線L2に出力信号OL2として出力される。次にリ
セットパルスφ２が加わり、出力線L4はリセットされ
る。
以下、同様の動作を繰り返すことによって出力線L1と
出力線L2とから、常に一水平期間ずれた信号が同時出力
され続ける。
第４図は、本発明の光電変換装置の第２実施例の概略
的構成図である。
なお、第１図に示した構成部材と同一構成部材につい
ては同一符号を付する。
４は、入力画像に対応する信号を出すと同時に入射光
の当っていない状態の出力信号も出力する光電変換部、
L5は暗出力を出力する出力線である。ここで光電変換部
４は、像情報に対応する出力（ノイズ信号を含む）Ｎ＋
Ｓを出力線L1に出力した後、その一水平期間の画素をリ
セットし、暗出力Ｎを出力するため、暗出力（ノイズ出
力）Ｎが像出力（信号＋ノイズ出力）Ｎ＋Ｓに対して一
水平期間遅れるとする。
このとき、第１実施例と同様にアナログメモリ３を駆
動していけば、メモリ出力線L2から一水平間遅延された
像出力（信号＋ノイズ出力）Ｓ＋Ｎが出力される。よっ
て像出力Ｓ＋Ｎ出力から出力される暗出力Ｎを引く演算
処理を行うことにより、光電変換部４の固定パターンノ
イズが除去できる。
第５図は、本発明の光電変換装置の第３実施例の概略
的回路構成図である。
なお、第１図に示した構成部材と同一構成部材につい
ては同一符号を付する。
同図において５はアナログメモリ、６はメモリ制御パ
ルス発生回路、M1〜MNはメモリ制御パルスである。
第６図は上記光電変換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。
いま、光電変換部１が一水平期間の画素41〜4Nから入
射光に対応した出力信号を出力線L1に出力し、その後欠
陥画素51,52を含む画素51〜5Nから入射光に対応した出
力信号を出力しようとしているとする。
第６図に示すように、欠陥画素51,52を光電変換部１
が、出力線L1に出力する前にメモリ制御パルス発生回路
６の出力線M1,M2からの出力パルスOM1,OM2によって画素
41,42の信号を蓄積容量C1,C2から出力線L3,L4に読み出
しておき、画素51を出力線L1に出力するとき、サンプル
・ホールドMOSトランジスタT3をON状態にすることによ
り、画素41の信号OL3を出力信号OL2として出力線L2に出
力する。同様にして画素42の信号OL4も画素52が出力さ
れるとき、出力信号OL2として出力線L2に出力する。こ
のようにして、欠陥画素の補正が、自由なタイミングで
行なうことができる。
第７図は、本発明を適用した固定撮像装置の概略的構
成図ある。
同図において、光センサがエリア状に配列された撮像
素子201は、垂直走査部202及び水平走査部203によって
テレビジョン走査が行なわれる。
水平走査部203から出力された信号は、処理回路204を
通して標準テレビジョン信号として出力される。
垂直および水平走査部202及び203の駆動パルスφHS,
φH1,φH2,φVS,φV1,φV2等はドライバ205によって供
給される。またドライバ205はコントローラ206によって
制限される。
［発明の効果］ 以上詳細に説明したように、本発明の光電変換装置に
よれば、光電変換部から出力される第１の信号をアナロ
グメモリに記憶し、光電変換部から出力される第２の信
号に対応し所望のタイミングで、前記アナログメモリか
ら記憶した第１の信号を出力することが可能となる。
また、上記アナログメモリを用いて、光電変換部とア
ナログメモリとを同一半導体基体上に形成することで、
例えば光電変換部とアナログメモリとをMOS型トランジ
スタ等で構成することで、同一プロセスで形成できるの
で、製造が容易でセンサ部とメモリ部が同一特性のもの
を得ることができ、システムの小型化、低価格化、多機
能化に大きな効果がある。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明の光電変換装置の第１実施例の概略的
回路構成図である。 第２図は光電変換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。 第３図は光電変換部の画素構成を示す説明図である。 第４図は、本発明の光電変換装置の第２実施例の概略的
構成図である。 第５図は、本発明の光電変換装置の第３実施例の概略的
回路構成図である。 第６図は、上記第三実施例の光電変換装置の動作を説明
するためのタイミングチャートである。 第７図は、本発明を適用した固体撮像装置の概略的構成
図である。 第８図は、従来の固体撮像装置の構成例を示す概略的構
成図である。 1:光電変換部、2:シフトレジスタ、3:アナログメモリ、
L1:信号出力線、L2,L3,L4:メモリ出力線、C1〜CN:蓄積
容量、T21〜T2N,T11〜T1N:スイッチ、T1,T2:リセットMO
Sトランジスタ、T3,T4:サンプル・ホールドMOSトランジ
スタ、H0〜HN:出力線。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】光電変換部と、スイッチ手段および容量手
    段を有する、前記光電変換部からの第１の信号を記憶す
    るランダムアクセス可能なアナログメモリと、を備え、 前記光電変換部と前記アナログメモリとを同一半導体基
    体上に形成してなり、 前記光電変換部から出力される第２の信号に対応して、
    前記アナログメモリから前記第１の信号を出力する光電
    変換装置。
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