(57)【要約】  【課題】  正確な露光時間値をリアルタイムで提供するイメージセンサを提供することを課題とする。  【解決手段】  マトリクス配列された複数のセンサ素子によって構成され、光源から発生する光線を感知し、電流信号に転換して出力する光電センサユニットと、該光電センサユニットが出力する電流信号を測定し、該測定される電流信号に基づいて対応する露光時間値を計算する測定ユニットとを整合させて構成する。【選択図】  図１
2004260784.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マトリクス配列された複数のセンサ素子によって構成され、光源から発生する光線を感知し、電流信号に転換して出力する光電センサユニットと、
該光電センサユニットが出力する電流信号を測定し、該測定される電流信号に基づいて対応する露光時間値を計算する測定ユニットとを含んでなることを特徴とするイメージセンサ。
【請求項２】
前記測定ユニットが通常電圧／電流コンパレータであることを特徴とする請求項１に記載のイメージセンサ。
【請求項３】
前記イメージセンサは、該アドレスセレクタを含んでなり、アドレスセンサの設定によって、該光電センサユニット内のセンサ素子を複数の領域に分割することを特徴とする請求項１に記載のイメージセンサ。
【請求項４】
前記アドレスセレクタが露光を重点的に行う特定の領域を選択することを特徴とする請求項３に記載のイメージセンサ。
【請求項５】
前記アドレスセレクタが制御回路に電気的に接続することを特徴とする請求項３に記載のイメージセンサ。
【請求項６】
前記アドレスセンサが桁セレクタと、列セレクタとを含んで構成されることを特徴とする請求項３に記載のイメージセンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、半導体イメージセンサに関し、特に光電測定ユニットを具えてリアルタイムで露光の時間値を自動的に判断する半導体イメージセンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
画像取り込み装置に応用される集積回路は、分担する機能の違いによって前部と後部とに分けられる。前部はイメージセンサであって、後部は画像処理集積回路である。イメージセンサは光の波長を電流信号に転換することを主な機能とし、画像処理集積回路は信号の処理と、周辺素子の動作の制御処理を主に実行する。これにはフォーカスと露光などが包括される。よって、露光時間の測定は、従来イメージセンサ内部で実行するのではなく、イメージセンサ後部の画像処理集積回路における露光測定手段によって画像全体におけるそれぞれの画素の画像値を読み取り、画像全体の平均輝度を計算して露光時間値を決定する。但し、かかる方法は、それぞれの画素を順に読み取り、かつ複雑な計算を経て初めて露光時間値を決定することができるため、ある程度の長い計算時間を必要とする。
【０００３】
従来の技術では、別途外部から電気的に接続する受光素子を利用して露光時間値測定の補助を行う設計も見られる。但し、外部受光素子は、光学的フォーカス経路がイメージセンサと異なる。このため測定によって得られた露光時間値には誤差が生じる。さらに校正システムを利用して補足的な処理をしなければならない。よって、かかる測定構造は、光学的経路のレイアウトが複雑になるのみならず、製造コストも高くなり、製品の販売価格も高騰する。
【０００４】
図１に開示する従来のＣＭＯＳイメージセンサの画素（１）は、リセット線（１０）と、３つのトランジスタ（１２）（１４）（１６）と、光ダイオード（１８）と、トランジスタ（１６）に電気的に接続する読み取り信号線（２０）を含んでなる。また、読み取り信号線（２０）は、一端が信号出力端（２２）（Ｂｕｓ）に接続し、トランジスタ（１２）は基準電位端（２３）に電気的に接続する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この発明は、露光時間値をリアルタイムで自動的に判断する半導体イメージセンサを提供することを課題とする。
【０００６】
また、この発明は被写体の異なる環境に基づいて特定の領域を選択し、適宜な露光時間値を判断することによって、最も好ましい露光時間値を提供できるイメージセンサを提供することを課題とする。
【０００７】
また、この発明は余剰の光学的回路、及び光学的素子を付加することなく自動的に露光時間値を判断でき、体積を縮小するとともに、製造コストを節減できるイメージセンサを提供することを課題とする、
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そこで、本発明者は従来の技術に見られる欠点に鑑み鋭意研究を重ねた結果、マトリクス配列された複数のセンサ素子によって構成され、光源から発生する光線を感知し、電流信号に転換して出力する光電センサユニットと、該光電センサユニットが出力する電流信号を測定し、該測定される電流信号に基づいて対応する露光時間値を計算する測定ユニットとを整合して構成するイメージセンサの構造によって課題を解決できる点に着眼し、かかる知見に基づいて本発明を完成させた。
【０００９】
即ち、光電子を測定するユニットをイメージセンサ装置内に設けて整合させることによって、光電センサが感知して転換した電流信号をリアルタイムで測定して自動的に露光時間値を判断できるように構成することによって、本発明の課題を解決するイメージセンサが得られる。
【００１０】
以下、この発明について具体的に説明する。
請求項１に記載するイメージセンサは、マトリクス配列された複数のセンサ素子によって構成され、光源から発生する光線を感知し、電流信号に転換して出力する光電センサユニットと、
該光電センサユニットが出力する電流信号を測定し、該測定される電流信号に基づいて対応する露光時間値を計算する測定ユニットとを含んでなる。
【００１１】
請求項２に記載するイメージセンサは、請求項１における測定ユニットが通常電圧／電流コンパレータである。
【００１２】
請求項３に記載するイメージセンサは、請求項１におけるイメージセンサがアドレスセレクタを含んでなり、該アドレスセンサの設定によって、該光電センサユニット内のセンサ素子を複数の領域に分割する。
【００１３】
請求項４に記載するイメージセンサは、請求項３におけるアドレスセレクタが露光を重点的に行う特定の領域を選択する。
【００１４】
請求項５に記載するイメージセンサは、請求項３におけるアドレスセレクタが制御回路に電気的に接続する。
【００１５】
請求項６に記載するイメージセンサは、請求項３におけるアドレスセンサが桁セレクタと、列セレクタとを含んで構成される。
【発明の効果】
【００１６】
この発明によるイメージセンサは、露光時間値をリアルタイムで自動的に判断するとともに、被写体の環境に応じて領域を選択して露光時間値を行うことができ、正確な露光時間値を迅速に提供する効果を有する。
【００１７】
また、余剰の光学的回路と光学的素子を付加する必要がないため、体積を縮小するとともに、製造コストを節減する効果を有する効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
この発明は、光電測定素子を具えてリアルタイムで露光の時間値を自動的に判断する半導体イメージセンサを提供するものであって、マトリクス配列された複数のセンサ素子によって構成され、光源から発生する光線を感知し、電流信号に転換して出力する光電センサユニットと、該光電センサユニットが出力する電流信号を測定し、該測定される電流信号に基づいて対応する露光時間値を計算する測定ユニットとを整合して構成する。
かかるイメージセンサの構造と特徴を詳述するために、具体的な実施例を挙げ、図示を参照にして以下に説明する。
【実施例】
【００１９】
図１に、この発明によるイメージセンサ装置の構造を開示する。好ましい露光時間を自動的に判断するイメージセンサの作用と原理は、図面に開示する構造によって得られる。即ち、イメージセンサ（１０）は、光電センサユニット（１２）と、該光電センサユニット（１２）に接続する測定ユニット（１４）を含んでなる。光電センサユニット（１２）は、光源（１６）から入射する光線を感知して電流に転換し、測定ユニット（１４）は光電センサユニット（１２）が光線に反応して転換した電流を収集して測定を実行し、対応する露光時間値を計算する。
【００２０】
図２にこの発明の好ましい一実施例を開示する。イメージセンサ（１０）は、アドレスセレクタ（１８）と、及び測定ユニット（１４）に電気的に接続する光電センサユニット（１２）を含んでなる。また、光電センサユニット（１２）は、マトリクス配列された複数のセンサ素子（２０）によって構成され、それぞれのセンサ素子（２０）は光源において発生する光線に反応し、入射する光線に比例する電荷を発生させることによって、検知した光エネルギーを電流信号に転換して出力する。
【００２１】
測定ユニット（１４）は、通常電圧／電流コンパレータであるか、もしくはその他測定ユニットであってもよく、該電流信号の強弱を測定する。
【００２２】
光電センサユニット（１２）に接続するアドレスセレクタ（１８）は、桁セレクタ（１８２）と、列セレクタ（１８４）とによって構成され、さらに制御回路（図示しない）に電気的に接続する。アドレスセレクタ（１８）に設定することによって、図３に開示するように光電センサユニット（１２）内のセンサ素子（２０）を複数の領域に分割することができる。例えば、図３においては光電センサユニット（１２）を９つの領域に分割し、かつ設定に基づいてアドレスセレクタ（１８）が露光を重点的に行う特定の領域を選択し、制御回路（図示しない）の制御によって選択した領域に重点的に露光を行う。
【００２３】
イメージセンサ（１０）を作動させる場合、先ず光電センサユニット（１２）内のすべてのセンサ素子（２０）を初期の電位にリセットする。光線が被写体に照射され、光電センサユニット（１２）に反射すると、光電センサユニット（１２）を構成するセンサ素子（２０）が入射する光線を検知して電流信号に転換する。次いで、設定に基づきアドレスセレクタ（１８）が選択したセンサ素子（２０）の検知によって出力する電流信号を受信し、測定ユニット（１４）が該電流信号を受信して対応する露光時間値を計算して、露光制御装置に露光時間の依拠を提供する。よって、測定ユニット（１４）の測定によって、目下検知した光線が十分なものであるか否かを判断して、露光時間を即決する効果を達成することができる。
【００２４】
上述のとおりこの発明においては、画像を感知する光電センサユニットと、露光時間を判断する測定ユニットとを同一の装置に整合する。よって、光電センサユニットが検知した光線に対応して発生させる電流をリアルタイムで測定し、自動的に露光時間を判断する目的を達成し、露光時間値を正確、かつ迅速に判断することができる。よって、この発明は、従来の技術の欠点であるリアルタイムで正確に露光時間を判断することができなく、かつ不便な点を改善するとともに、異なる被写体の環境に応じて領域を選択し、露光時間値の判断をする効果を有する。また、余剰の光学的回路と光学的素子を必要とせずに露光時間値を自動的に判断する目的を達成することができる。
【００２５】
以上は、この発明の好ましい実施例であって、この発明の実施の範囲を限定するものではない。よって、当業者のなし得る修正、もしくは変更であって、この発明の精神の下においてなされ、この発明に対して均等の効果を有するものは、いずれもこの発明の特許請求の範囲に属するものとする。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】この発明によるイメージセンサの構造を表わすブロック図である。
【図２】図１に開示するイメージセンサの詳細な構造を表わす説明図である。
【図３】この発明における光電ユニットの構造を表わす説明図である。
【符号の説明】
【００２７】
１０  イメージセンサ
１２  光電センサユニット
１４  測定ユニット
１６  光源
１８  アドレスセレクタ
１８２  桁セレクタ
１８４  列セレクタ
２０  センサ素子
【図１】
2004260784.tif 000003
【図２】
2004260784.tif 000004
【図３】
2004260784.tif 000005