发明名称 区域影像感测器
摘要 本发明之目的在于,提供一种CMOS型区域影像感测器,其至少可防止或减低基于摄像图像内产生之不适当的浓度分布所造成的画质劣化与基于产生于摄像图像内之图像失真所造成的画质劣化,且可获得高画质的摄像图像。呈格子状排列于CMOS区域影像感测器的摄像面的复数像素,系包含有光电二极体10;从该光电二极体10输出依曝光之蓄积电荷用的选择用电晶体TRs;由暂时保持来自光电二极体10之上述蓄积电荷用的电容器C与控制上述蓄积电荷对该电容器C传输用的传输电晶体TRt所组成的电荷保持电路;以及放出电容器C之残留电荷用的重设用电晶体TRr。从各像素输出的光电变换信号,藉由乘上预设于每列的纵方向修正系数及预设于每行的横方向修正系数,即可修正因摄像光学系对摄像面之不均匀的透过光量分布所引起的各像素之不正确的光电变换信号的位准。
申请公布号 TWI238646 申请公布日期 2005.08.21
申请号 TW092131208 申请日期 2003.11.07
申请人 罗沐股份有限公司 发明人 清水诚
分类号 H04N1/40 主分类号 H04N1/40
代理机构 代理人 赖经臣 台北市松山区南京东路3段346号1112室;宿希成 台北市松山区南京东路3段346号1112室
主权项 1.一种区域影像感测器,系为具备呈格子状排列于摄像面的复数像素,利用各像素将介由摄像光学系而成像于该摄像面的被摄体光像的光,光电变换为电信号而输出者,其特征为各像素包含有:光电变换元件,将藉由蓄积相应于受光量的电荷而曝光的光变换为电信号;选择用电晶体,供曝光结束后从上述光电变换元件使蓄积电荷输出于外部用;1或2个以上的电荷保持电路,设于上述光电变换元件与上述选择用电晶体之间,由暂时保持从上述光电变换元件藉由曝光所蓄积的电荷用的电容器与控制上述光电变换元件将蓄积电荷对该电容器传输用的传输电晶体所组成;及重设用电晶体,设于上述选择用电晶体与上述电荷保持电路之间,供曝光开始前放出上述电容器的残留电荷用;且其用以决定横方向修正系数及纵方向修正系数,其中该横方向修正系数,系用以修正与位于通过上述摄像面内之图像读取区域之指定点的横方向座标轴上的各点相对应之从上述像素所输出之光电变换信号的位准;该纵方向修正系数,系用以修正与位于通过上述摄像面内之图像读取区域之指定点的纵方向座标轴上的各点相对应之从上述像素所输出之光电变换信号的位准;另一方面,藉由于从上述图像读取区域之各像素所输出的光电变换信号乘上对应各像素之横方向座标的横方向修正系数及对应纵方向座标之纵方向修正系数,以修正各像素之光电变换信号的位准。2.一种区域影像感测器,系为具备呈格子状排列于摄像面的复数像素,利用各像素将介由摄像光学系而成像于该摄像面的被摄体光像的光,光电变换为电信号而输出者其特征为各像素包含有:光电变换元件,将藉由蓄积相应于受光量的电荷而曝光的光变换为电信号;选择用电晶体,供曝光结束后从上述光电变换元件使蓄积电荷输出于外部用;1或2个以上的电荷保持电路,设于上述光电变换元件与上述选择用电晶体之间,由暂时保持从上述光电变换元件藉由曝光所蓄积的电荷用的电容器与控制上述光电变换元件将蓄积电荷对该电容器传输用的传输电晶体所组成;及重设用电晶体,设于上述选择用电晶体与上述电荷保持电路之间,供曝光开始前放出上述电容器的残留电荷用。3.如申请专利范围第1或2项之区域影像感测器,其中,上述电荷保持电路系形成为使上述电容器的一端电极连接于上述传输电晶体的输出端,同时使其另一端电极接地的构成,上述传输电晶体的输入端系连接于上述光电变换元件侧,上述电容器的一端电极连接于上述重设用电晶体侧。4.如申请专利范围第1或2项之区域影像感测器,其中,各像素系将2个上述电荷保持电路串联连接于上述光电变换元件与上述选择用电晶体之间,同时于上述光电变换元件的输入端连接供曝光开始前放出该光电变换元件之残留电荷用的第2重设用电晶体。5.如申请专利范围第1或2项之区域影像感测器,其中,于每行设置从排列于各行的复数像素输出光电变换信号用的复数条信号线;同时于每列设置分别导通/截止控制排列于各列的复数像素的上述传输电晶体、上述重设用电晶体及上述选择用电晶体用的复数条传输控制线、重设线及位址线;且于全重设线及全传输控制线分别同时输出重设信号及传输信号以使全像素同时曝光开始后,在经过指定的曝光时间时,于全传输控制线再度输出传输信号以使该全像素同时曝光结束,之后与垂直同步信号同步所输出的复数水平同步信号同步,顺序于对应各列的位址线输出选择信号,于每列从排列于各列的复数像素同时输出依上述全像素同时曝光的光电变换信号。6.如申请专利范围第1或2项之区域影像感测器,其中,于每行设置从排列于各行的复数像素输出光电变换信号用的复数条信号线;同时于每列设置分别导通/截止控制排列于各列的复数像素的上述传输电晶体、上述重设用电晶体及上述选择用电晶体用的复数条传输控制线、重设线及位址线;且与垂直同步信号同步藉由于全重设线及全传输控制线分别同时输出重设信号及传输信号,以便反覆进行相当于该垂直同步信号之周期之时间的全像素同时曝光,同时在各曝光期间中与垂直同步信号同步所输出的复数水平同步信号同步,顺序于对应各列的位址线输出选择信号,于每列从排列于各列的复数像素同时输出一个之前的曝光期间的依上述全像素同时曝光的光电变换信号。7.一种区域影像感测器,系为具备呈格子状排列于摄像面的复数像素,利用各像素将介由摄像光学系而成像于该摄像面的被摄体光像的光,光电变换为电信号而输出者其特征为:决定横方向修正系数及纵方向修正系数,而该横方向修正系数,系用以修正与位于通过上述摄像面内之图像读取区域之指定点的横方向座标轴上的各点相对应之从上述像素所输出之光电变换信号的位准;该纵方向修正系数,系用以修正与位于通过上述摄像面内之图像读取区域之指定点的纵方向座标轴上的各点相对应之从上述像素所输出之光电变换信号的位准;另一方面,藉由于从上述图像读取区域之各像素所输出的光电变换信号乘上对应各像素之横方向座标的横方向修正系数及对应纵方向座标之纵方向修正系数,以修正各像素之光电变换信号的位准。8.如申请专利范围第1或7项之区域影像感测器,其中,上述图像读取区域的指定点,系来自上述摄像光学系的基准受光量变成最大的像素所处之点。9.如申请专利范围第1或7项之区域影像感测器,其中,上述横方向修正系数系基于排列于通过上述指定点之横方向座标轴上的各像素的基准受光量对位于上述指定点之像素的基准受光量之比的逆数所决定;上述纵方向修正系数系基于排列于通过上述指定点之纵方向座标轴上的各像素的基准受光量对位于上述指定点之像素的基准受光量之比的逆数所决定。10.如申请专利范围第1或7项之区域影像感测器,其具备有:复数A/D变换机构,设于每行,将从排列于各行的复数像素输出的类比光电变换信号的位准与指定的基准位准比较而变换为数位信号;第1基准位准设定机构,在从以列单位排列于各列的复数像素输出类比信号时,按照与上述纵方向修正系数关联的値,而对上述A/D变换机构设定每列不同的基准位准;及第2基准位准设定机构,按照与上述横方向修正系数关联的値,而对每一上述A/D变换机构设定不同的基准位准。11.如申请专利范围第10项之区域影像感测器,其中,上述第2基准位准设定机构系藉由使上述基准电压依电阻而分压,以在每一上述A/D变换机构设定不同的基准位准。12.如申请专利范围第1或7项之区域影像感测器,其具备有:复数A/D变换机构,设于每行,将从排列于各行的复数像素输出的类比光电变换信号的位准与指定的基准位准比较而变换为数位信号;第1基准位准设定机构,在从以列单位排列于各列的复数像素输出类比信号时,按照与上述纵方向修正系数关联的値,而对上述A/D变换机构设定每列不同的基准位准;及第2基准位准设定机构,以指定的计数范围为基准来计数上述各A/D变换机构的输出,按照与上述横方向修正系数关联的値,而对每一上述A/D变换机构设定不同的计数范围。13.如申请专利范围第1或7项之区域影像感测器,其具备有:横方向修正系数记忆机构,预先记忆与位于通过上述图像读取区域之指定点的横方向座标轴上的各点相对应的横方向修正系数;纵方向修正系数记忆机构,预先记忆与位于通过上述图像读取区域之指定点的纵方向座标轴上的各点相对应的纵方向修正系数;及乘法机构,于从上述图像读取区域的各像素所输出的光电变换信号,乘上记忆于上述横方向修正系数记忆机构之对应该像素横方向座标的横方向修正系数、及记忆于上述纵方向修正系数记忆机构之对应该像素纵方向座标的纵方向修正系数。14.如申请专利范围第13项之区域影像感测器,其中:上述横方向修正系数记忆机构系将上述横方向修正系数作间拔记忆者;上述纵方向修正系数记忆机构系将上述纵方向修正系数作间拔记忆者。图式简单说明:图1为显示本发明之区域影像感测器的第1实施形态的构成图。图2为光电二极体及开关电路的电路图。图3为A/D变换器的方块图。图4为基准电压信号及像素信号的时序流程图。图5为显示分压电路的一例的电路图。图6为显示位址线的构成的一例图。图7为显示图像读取区域的X轴上及Y轴上的受光量的关系图。图8为基准电压信号及像素信号的时序流程图。图9为基准电压信号及像素信号的时序流程图。图10为基准电压信号及像素信号的关系图。图11为显示排列于横方向及纵方向的光电二极体的受光量的对最大受光量的比的图。图12为显示方压电路的一例的电路图。图13为显示A/D变换器的计数范围的一例图。图14为显示习知DSP的方块构成图。图15为显示在本发明之区域影像感测器应用DSP的情况的DSP的方块构成图。图16为显示在本发明之区域影像感测器应用DSP的情况的DSP的另一方块构成图。图17为显示本发明之区域影像感测器的第2实施形态的1像素量的构成的电路图。图18为显示在与习知相同的标准输入模式的曝光动作的时序流程图。图19为显示在全像素相同的曝光时序中作为较短曝光时间的全快门输入模式进行曝光动作的时序流程图。图20为显示在全像素相同的曝光时序中作为较长曝光时间的全快门输入模式进行曝光动作的时序流程图。图21为显示第2实施形态之CMOS型区域影像感测器之变化例的一像素量的构成的电路图。图22为显示在变化例之CMOS型区域影像感测器之全快门输入模式进行曝光动作的时序流程图。图23为习知CMOS型区域影像感测器的一个像素的构成图。图24为显示数位相机的摄像光学系的概略图。图25(a)~(c)为显示图像读取区域的光量的分布图。图26为显示在Y轴剖面之离中心的距离与光量的比例的关系图。图27为显示图像读取区域的1/4区域(一个象限)的图。
地址 日本
您可能感兴趣的专利