CN1379582A - 图象检测设备及其控制方法 - Google Patents

Abstract

一种图象检测设备包括一个图象检测元件,具有多个用于生成对应于输入光量的电荷的象素,和一个传输单元,用于传输由多个象素生成的电荷信号,在该图象检测设备中,在所述图象检测元件被曝光一个预定时间之后和在象素上所积累的电荷信号被传输至传输单元之前,完成所述传输单元的第一次读取和第二次读取,其中第二次读取中所用传输速度不同于第一次读取中所用传输速度。

Description

图象检测设备及其控制方法

发明领域

本发明涉及一种图象检测设备，更具体地涉及自一个图象检测设备中读取信号的过程、其控制方法和一个程序。

发明背景

通常使用固态图象检测元件(例如CCD)的不同图象检测设备被建议使用。图19是用于显示传统图象检测设备中自固态图象检测元件至箝位电路的配置。在这类图象检测设备中，自一个物体发射而通过透镜输入的光被一个固态图象检测元件13所接收，及自固态图象检测元件13输出的信号被输入至一个CDS单元14，该CDS单元14实行相关双采样(以后简称为CDS)，以便去除时钟和减少噪音。来自CDS单元14的输出信号被输入至一个箝位电路15，它在一个箝位脉冲信号CPOB的控制下把来自光学黑色(以后简称为OB)部分的由固态图象检测元件13的遮光象素所形成的输出(对应于一个黑色电平)箝位于一个给定的DC电位，从而生成一个用作黑色基准的信号电平。此后，一个图象信号被A/D转换器进行A/D转换，及该转换的图象数据被输入至下一级中的一个信号处理器，以便经受不同信号处理和转换过程从而获取一个所需显示或记录格式的信号。

图20A和20B显示固态图象检测元件13的基本配置。该固态图象检测元件具有一个能够从一个物体接收光的有效象素区域111，及一个被例如铝所遮盖的光学黑区112。有效象素区域111和光学黑区112中的象素分别具有光电二极管113和114。在图20B中，有效象素区域111的光电二极管113由空正方形标示，而光学黑区112的光电二极管114则由阴影线正方形标示。来自每个光电二极管114的输出被用作光学黑色电平的基准。

此外，固态图象检测元件具有沿着光电二极管113和114的阵列排列的纵向传输寄存器115，及一个用于将电荷信号自纵向传输寄存器115传输至一个输出电路117的水平传输寄存器116。在此配置下，由光电二极管113进行光电转换的电荷信号被送至相应的纵向传输寄存器115，然后与纵向传输脉冲信号φV1至φV4同步地被顺序地送至水平传输寄存器116。被送至水平传输寄存器116的电荷信号与水平传输脉冲信号φH1至φH2同步地被顺序地送至输出电路117，然后被送至后随电路。参考数字118标示水平传输寄存器116中没有电荷信号自纵向传输寄存器115向其传输的的一部分，即所谓哑元部分(dummy portion)。

当在图19中所示传统图象检测设备的箝位电路15中设置小的箝位时间常数时，不同OB电平被采样和保持以及在被箝位于各线间，因而在图象上出现水平带状噪音，进一步影响图象质量。由于这个原因，在传统图象检测设备的箝位电路中，考虑到图象质量和响应速度，必须对OB箝位设置一个相对大的时间常数。

然而，当非常强的光例如探照灯、日光等照射在固态图象检测元件13上时，由可接收的有效象素区域111生成的电荷信号上溢到达纵向传输寄存器115和水平传输寄存器116，以致即使在OB区域112象素的电荷传输阶段即认为几乎没有电荷信号被传输的OB阶段内也会有许多电荷信号被传输。其结果是，来自CDS单元14的信号输出的OB电平高于正常电平，并且与准备获取的黑色电平不同。

此现象将结合图21A和21B进行检验。在正常运行中(当不输入强光时)，有效象素区域111的象素中积累对应于物体光的电荷，同时OB区域112的象素并不产生任何电荷，因为它们被遮盖住光。因此，电荷传输阶段(有效象素阶段)和OB阶段内的有效象素区域111的象素的CCD输出被显示于图21A中。CDS单元14通过响应于采样/保持脉冲信号SH1而将一个复位电平采样和保持，响应于采样/保持脉冲信号SH2而将一个信号电平采样和保持，以及提取它们的差值作为信号电平来执行相关双采样，因而获取图21A中所示CDS输出信号。注意到，当信号电平高时，图21A中所示CDS输出波形被转换为上升(许多电荷信号被积累于CCD中)。当OB阶段内一个箝位脉冲信号变为LOW而使此CDS输出信号被箝位时，一个常量DC电位被获取并且在执行随后的A/D转换过程和不同信号处理过程中被用作参考电平。

另一方面，当非常强的光例如探照灯、日光等照射时，以及如图21B中的CCD输出所标示的，当即使在OB阶段内有效象素区域111的电荷信号上溢和被传输时，在OB阶段内CDS输出的信号电平高于恰当的黑色电平。在此状态下，如果箝位电路15在OB阶段内将CDS输出箝位，则较高电平被用作信号的参考电平。因此，参考电平与来自有效象素区域111的信号之间的电平差变小，因而获取一个黑色视频信号。此外，当OB阶段内的CDS输出具有一个较高电位而在有效象素阶段内成为等于CDS输出的电位时，该获取的视频信号标示纯黑色。

图22显示在一个水平阶段内及当电荷信号已经上溢至OB区域112内时，正常操作中的CDS输出波形。如同正常CDS输出一样，如果OB电平维持一个恰当的电平，则有效象素阶段内的信号电平被正确地处理。然而，如同可从以上所述中理解的，如果一个信号被箝位于变动的黑色电平上，如当图22中电荷信号已经上溢时获取的CDS输出所标示的，则一个等于或低于变动黑色电平的信号被确定为黑色，以及一个深色视频信号被获取。此外，如同可从以上所述中理解的，当在OB阶段内许多电荷信号已经上溢以及在OB阶段和有效象素阶段内获取的各CDS输出信号的各最高电平具有相同电位时，一个纯黑色图象随后被获取。

当非常强光的照射终止时或当使用例如静止图象照相中所用机械快门完成曝光时，上溢至纵向传输寄存器115和水平传输寄存器116中的电荷信号逐渐减少，而在OB阶段内读出的电荷信号也如此。然而，当由于以上所述原因而设置相对大的箝位时间常数时，由于它维持一个长的时间间隔，而在此时间间隔内一个不同于恰当电平的电平被箝位，此时在恢复一个准备箝位的正确电平之前，需要一个相当长的时间间隔。

如图23中所示，当一个静止图象被照相同时电荷信号上溢至对应于OB区域112的纵向传输寄存器115和水平传输寄存器116中时，在该静止图象的曝光阶段内CDS输出的OB电平高于一个恰当的黑色电平。在机械快门关闭和静止图象的曝光完成之后，由于光停止输入至固态图象检测元件13上，从开始自固态图象检测元件13读取静止图象的时刻起，至箝位电平逐渐回至恰当值但不能获取恰当黑色电平的一定时刻止，存在一个阶段。由于这个原因，一帧的一部分没有恰当的亮度电平，其结果是无法获取所需图象。

发明概要

本发明考虑到以上情况，具有一个目的，即使当强光照射时也能够恰当地获取一个箝位电平和使用恰当电平来获取一个图象。

根据本发明，能够通过提供一个图象检测设备来达到以上目的，该图象检测设备包括：一个图象检测元件，具有多个用于生成对应于输入光量的电荷的象素；和一个传输单元，用于传输由多个象素生成的电荷信号；以及一个控制器，适用于在图象检测元件被曝光一个预定时间间隔之后和在象素上所积累的电荷信号被传输至传输单元之前，完成传输单元的第一次读取和使用不同于第一次读取中所用传输速度的传输速度完成第二次读取。

根据本发明，能够通过提供一个用于控制图象检测设备的方法来达到以上目的，该图象检测设备包括一个图象检测元件，具有多个用于生成对应于输入光量的电荷的象素；和一个传输单元，用于传输由多个象素生成的电荷信号；该方法包括以下步骤，完成传输单元的第一次读取；和使用不同于第一次读取中所用传输速度的传输速度完成第二次读取，其中第一次和第二次读取是在图象检测元件被曝光一个预定时间间隔之后和在象素上所积累的电荷信号被传输至传输单元之前完成的。

此外，也能够通过提供一个图象检测设备来达到以上目的，该图象检测设备包括：一个图象检测元件，具有多个用于生成对应于输入光量的电荷的象素；和一个传输单元，用于传输由多个象素生成的电荷信号；以及一个控制器，适用于在图象检测元件被曝光一个预定时间间隔之后和在象素上所积累的电荷信号被传输至传输单元之前，多次完成传输单元的高速读取。

此外，还能够通过提供一个用于控制图象检测设备的方法来达到以上目的，该图象检测设备包括一个图象检测元件，具有多个用于生成对应于输入光量的电荷的象素；和一个传输单元，用于传输由多个象素生成的电荷信号；该方法包括在图象检测元件被曝光一个预定时间间隔之后和在象素上所积累的电荷信号被传输至传输单元之前，多次完成传输单元的高速读取。

此外，也能够通过提供一个图象检测设备来达到以上目的，该图象检测设备包括：一个图象检测元件，具有多个用于生成对应于输入光量的电荷的象素，其中一部分象素属于一个遮光区域，一个纵向传输单元，用于传输在纵向方向的多个象素内生成的电荷信号；以及一个水平传输单元，用于在水平方向内传输由纵向传输单元传输的电荷，其中水平传输单元包括一个没有电荷自纵向传输寄存器115向其传输的哑元部分；以及一个箝位脉冲发生器，适用于生成一个箝位脉冲，用于将一个水平传输阶段内自遮光区域中获取的电荷信号和来自哑元部分的电荷信号进行箝位。

此外，还能够通过提供一个用于控制图象检测设备的方法来达到以上目的，该图象检测设备包括一个图象检测元件，具有多个用于生成对应于输入光量的电荷的象素，其中一部分象素属于一个遮光区域；一个纵向传输单元，用于传输在纵向方向的多个象素内生成的电荷信号，以及一个水平传输单元，用于在水平方向内传输由纵向传输单元传输的电荷，其中水平传输单元包括一个没有电荷自纵向传输寄存器115向其传输的哑元部分；该方法包括：进行控制以便将一个水平传输阶段内自遮光区域中获取的电荷信号和来自哑元部分的电荷信号进行箝位。

此外，也能够通过提供一个图象检测设备来达到以上目的，该图象检测设备包括：一个图象检测元件，具有多个用于生成对应于输入光量的电荷的象素；和一个传输单元，用于传输由多个象素生成的电荷信号；一个箝位脉冲发生器，适用于生成一个箝位脉冲，用于将一个自图象检测元件输出的电荷信号进行箝位；以及一个控制器，适用于根据用于照亮图象检测元件的预定区域的光量来控制由箝位脉冲发生器输出的箝位脉冲的生成。

此外，还能够通过提供一个用于控制图象检测设备的方法来达到以上目的，该图象检测设备包括：一个图象检测元件，具有多个用于生成对应于输入光量的电荷的象素；和一个传输单元，用于传输由多个象素生成的电荷信号；该方法包括：根据用于照亮图象检测元件的预定区域的光量来控制用于将自图象检测元件输出的电荷信号进行箝位的箝位脉冲的的生成。

此外，也能够通过提供一个图象检测设备来达到以上目的，该图象检测设备包括：一个图象检测元件，用于在接收物体光后生成一个信号；第一和第二箝位脉冲发生器，适用于生成各箝位脉冲，用于将自图象检测元件输出的信号进行箝位；以及一个控制器，适用于根据用于照射图象检测元件的预定区域的光量来选择和控制第一和第二箝位脉冲发生器中的一个。

此外，还能够通过提供一个用于控制图象检测设备的方法来达到以上目的，该图象检测设备包括一个图象检测元件，用于在接收物体光后生成一个信号；及第一和第二箝位脉冲发生器，适用于生成各箝位脉冲，用于将自图象检测元件输出的信号进行箝位；该方法包括：根据用于照射图象检测元件的预定区域的光量来选择第一和第二箝位脉冲发生器中的一个；及控制第一和第二箝位脉冲发生器中的所选一个。

以下结合附图的说明将使本发明的以上和其他特征和优点更为明显，其中在它的全部附图中相同参考字符标示相同或类似部件。

附图的简要描述

作为说明的一部分并且包含于其中的附图用于阐述本发明的实施例，以及连同该说明一起用于解释本发明原理，附图中：

图1是用于示出一个根据本发明实施例的图象检测设备的配置的框图；

图2A和2B是用于示出一个根据本发明实施例的图象检测设备的基本操作的流程图；

图3是一个根据本发明第一实施例的图象检测设备的时序图；

图4是用于示出根据本发明第一实施例的自固态图象检测元件至箝位电路的配置和一个时序脉冲发生器配置的框图；

图5是用于示出根据本发明第二实施例的自固态图象检测元件至箝位电路的配置和一个时序脉冲发生器配置的框图；

图6是一个根据本发明第二实施例的自时刻t4至t7阶段的时序图；

图7是用于示出一个根据修改的本发明第二实施例的反馈箝位电路配置的框图；

图8是用于示出根据本发明第三实施例的自固态图象检测元件至箝位电路的配置和一个时序脉冲发生器配置的框图；

图9是一个根据本发明第三实施例的图象检测设备的时序图；

图10是用于示出根据本发明第四实施例的自固态图象检测元件至箝位电路的配置和一个时序脉冲发生器配置的框图；

图11是一个根据本发明第四实施例的图象检测设备的时序图；

图12示出一个根据本发明第四实施例的测光区域；

图13是一个根据本发明第四实施例的测光操作顺序的流程图；

图14是一个根据修改的本发明第四实施例的图象检测设备的时序图；

图15是用于示出根据本发明第五实施例的自固态图象检测元件至箝位电路的配置和一个时序脉冲发生器配置的框图；

图16是一个根据本发明第五实施例的图象检测设备的时序图；

图17是一个根据本发明第五实施例的测光操作顺序的流程图；

图18A和18B是用于示出另一个固态图象检测元件结构的解释性视图；

图19是用于示出传统图象检测设备中自固态图象检测元件至箝位电路的配置和一个时序脉冲发生器配置的框图；

图20A和20B是用于解释一个固态图象检测元件芯片结构的视图；

图21A是一个用于示出正常操作中CCD输出波形和CDS输出波形的时序图；

图21B是一个用于示出当电荷信号已经上溢至OB区域中时CCD输出波形和CDS输出波形的时序图；

图22是一个用于示出正常操作中及当电荷信号已经上溢至OB区域中时一个水平阶段内CDS输出波形的时序图；及

图23是一个用于示出当电荷信号已经上溢至OB区域中时CDS输出的OB电平的时序图。

优选实施例的详细描述

将要根据附图详细地描述本发明的优选实施例。

<第一实施例>

图1示出此实施例的一个图象检测设备的配置。参照图1，参考数字1标示一个透镜，用于在固态图象检测元件3上形成一个物体的光学图象。参考数字2标示一个光圈/快门，它具有快门功能及还用作一个用于控制通过透镜1的光量的光圈。参考数字3标示一个固态图象检测元件，用于捕获由透镜1形成的物体光并输出电气信号。该固态图象检测元件3具有与图20A和20B中所示固态图象检测元件13相同的结构。参考数字4标示一个CDS单元，用于完成相关双采样操作以便在由固态图象检测元件3输出的一个电气信号中去除时钟和减少噪音。参考数字5标示一个箝位电路，用于响应于由一个时序脉冲发生器8(以后将解释)生成的箝位脉冲信号而将一个来自光学黑色(OB)部分的对应于固态图象检测元件3的遮光象素的光学黑色电平的输出箝位至一个预定参考电压。参考数字6标示一个A/D转换器，用于将一个自箝位电路5输出的输出信号自一个模拟信号转换为一个数字信号。

参考数字7标示一个信号处理器，用于执行不同信号处理和转换过程以便获取所需显示或记录格式的一个信号。参考数字8标示一个时序脉冲发生器，用于生成和提供所需脉冲信号给固态图象检测元件3、CDS单元4、箝位电路5和A/D转换器6。参考数字9标示一个光学系统驱动器，用于驱动透镜1和光圈/快门2。参考数字10标示一个系统控制器，用于完成整个图象检测设备的控制和进行不同算术运算。参考数字11标示一个显示单元，用于自信号处理器7接收一个信号以及在例如一个LCD上显示所接收的信号。参考数字12标示一个可卸记录介质，例如一个在其上记录或自其中读出图象数据的半导体存储器等。

下面参照图2A和2B中所示流程图解释本实施例的图象检测设备的基本操作。如果主开关已经被接通(步骤S301)，则图象检测设备被接至主电源和控制系统被接至电源。然后检查是否为照相模式或播放模式(步骤S302)。如果照相模式被选择，则该设备进入照相操作顺序。如果播放模式被选择，则该设备进入播放操作顺序，临时地自记录介质12拾取数据并送至信号处理器7中(步骤S319)以便执行供显示用的信号处理过程并且在例如一个LCD上显示一个图象(步骤S320)。此后该设备显示该图象，直至主开关被断开。如果主开关被断开(步骤S321)，则该设备取消图象显示，并且断开电源。

如果在步骤S302中判断该设备进入照相操作顺序，则该设备驱动一个AF透镜至一个复位位置(步骤S303)，并且将电源接至一个包括固态图象检测元件3、时序脉冲发生器7等在内的图象检测系统电路。在系统控制器10的控制下，响应于来自光学系统驱动器9的信号，该光圈/快门2被打开(步骤S304)。此后，自固态图象检测元件3获取的信号经受由CDS单元4执行的相关双采样操作，以及一个OB部分被箝位电路5箝位并且被A/D转换器6进行A/D转换。通过转换所获取的图象数据被信号处理器7进行处理，并且被输入至系统控制器10，该系统控制器10根据一个测光值执行一个算术运算以便获取一个曝光控制值(步骤S305)。系统控制器10使用一个根据算术运算结果的图表来确定并控制一个孔径值和快门速度(步骤S306)。

然后，该设备确认显示模式(步骤S307)。如果一个进行显示模式被选择，则该设备在例如一个LCD等上进行显示(步骤S308)；否则该设备等待，直至一个释放开关的第一开关被接通。如果第一开关已经被接通(步骤S309)，则该设备再一次进行测光操作和算术运算(步骤S310)，以及系统控制器10再一次使用一个根据算术运算结果的图表来确定并控制一个孔径值和快门速度(步骤S311)。

信号处理器7然后自通过固态图象检测元件3、CDS单元4、箝位电路5和A/D转换器6所获取的图象数据中提取高频分量，以及系统控制器10计算到一个物体的距离(步骤S312)。此后，该设备驱动该透镜并且检查是否达到一个对准焦距状态(步骤S313)。如果判断没有达到对准焦距状态，则该设备驱动该透镜并且再一次测量到一个物体的距离。

在达到一个对准焦距状态之后，该设备等待直至第二开关被接通。如果第二开关已经被接通(步骤S314)，则该设备为一个静止图象的照相进行曝光(步骤S315)。在完成曝光之后，通过固态图象检测元件3、CDS单元4、箝位电路5和A/D转换器6获取的图象数据经受一个由信号处理器7执行的所需信号处理过程，以及在系统控制器10的控制下，所处理的图象数据被记录在记录介质12上。

此时，如果第二开关被保持为ON(步骤S316)，则一个图象被一直显示于LCD或类似装置之上(步骤S317)，直至第二开关被释放。如果第二开关被断开，则该设备停止显示并且结束照相过程。在步骤S316中，如果显示模式是OFF，则照相过程不显示而结束。

如果主开关被保持为ON(步骤S318)，则流程回至步骤S303以便重复该操作顺序，直至释放开关的第一开关被压下，以及该设备等待直至释放开关的第一开关被接通。如果主开关被断开，光学系统的相应机构回至预定位置，以及主电源被断开。

以下参照图3中的时序图和图4中的框图描述第一实施例中的图象检测设备的操作，这些图显示自固态图象检测元件3至箝位电路5的配置和一个时序脉冲发生器8的配置。

参照图3，VD和HD相应地表示垂直和水平同步信号，它们是用于对以自固态图象检测元件3至信号处理器7的框图表示的照相过程基本时序进行定义的同步脉冲信号。

φV1和φV3表示纵向传输脉冲信号φV1至φV4中的某些信号(见图20B)，这些信号用于传输用于形成固态图象检测元件3的纵向传输寄存器中的电荷信号，以及它们具有用于将电荷信号自固态图象检测元件3的光电二极管113和114中移位至纵向传输寄存器115的读脉冲。MASK表示一个屏蔽信号，当它被加至图4中的V1和V3上时，它用于将一个用于生成φV1和φV3的读信号进行屏蔽。SUB表示一个脉冲信号，用于在衬底方向内将电荷信号自光电二极管113和114中排空而控制曝光。

SHUTTER表示光圈/快门2的打开/关闭状态。CPOB表示一个自时序脉冲发生器8输出的箝位脉冲信号，用于将通过读出一个OB区域112的象素而获取的光学黑色电平信号进行箝位。SOLID-STATEIMAGE SENSING ELEMENT OUTPUT表示一个来自固态图象检测元件3的输出信号。OB LEVEL OF CDS OUTPUT表示来自CDS单元4的输出信号的OB区域112的信号电平。

还有，φV1和φV3表示作为V1和V3，以及读脉冲1和2和屏蔽信号的AND操作所获取的各信号之和的各信号，如图4中所示。这些信号φV1和φV3被输出至固态图象检测元件3。SH1和SH2表示用于完成CDS单元4中的相关双采样的脉冲信号。该采样/保持脉冲信号SH1用于将复位电平采样和保持，以及采样/保持脉冲信号SH2用于将信号电平采样和保持。

在图3的时序图中，当非常强的光例如探照灯、日光等在一定时刻t1照射在固态图象检测元件3上而在该时刻t1固态图象检测元件3的曝光和电荷读取操作被连续地重复时，在有效象素区域111上生成的电荷信号上溢到达纵向传输寄存器115和水平传输寄存器116，以致即使在对应于OB区域112的电荷传输阶段即认为几乎没有电荷信号被传输的OB阶段内也会有许多电荷信号被传输。因此，CDS输出的OB电平变为高于恰当的黑色电平，如图3中所示。

如果释放开关的第二开关已经在时刻t2被压下，则准备为一个静止图象的照相进行曝光(例如改变固态图象检测元件3的驱动模式)。此后，自时刻t3开始曝光，在时刻t3用于在衬底方向内将光电二极管的电荷信号排空的最后SUB脉冲被输出，曝光在时刻t4结束，在时刻t4机械快门完全关闭。也即，自时刻t3至时刻t4的时间间隔是静止图象照相过程的曝光阶段。在图3中，其中SHUTTER是LOW的阶段标示机械快门是关闭的。

在完成一个静止图象的曝光之后，用于将读脉冲1和2屏蔽的MASK信号自HIGH变为LOW。如图4中所示，当MASK信号变为LOW时，由于读脉冲1和2是与MASK信号进行AND操作的，该AND输出变为LOW，因此在φV1和φV3中不出现读脉冲。由于此原因，在自时刻t3至时刻t4的静止图象曝光阶段内积累的电荷信号并不自光电二极管移位至纵向传输寄存器。因此，只有留存在垂直和水平传输寄存器115和116中的电荷信号才在自时刻t5至时刻t6的阶段内被传输。此操作被称为“空闲读取”。

以此方式，重要的是不从光电二极管中读取静止图象曝光阶段内积累的电荷信号，而是只传输留存在垂直和水平传输寄存器115和116中的电荷信号。当强光已经照射后，在时刻t5之前的高速扫除阶段内电荷被以比读取静止图象的速度更高的速度被传输，在此阶段内，所有上溢至垂直和水平传输寄存器115和116和OB区域112内的电荷信号可能没有被完全去除而留存下来。因此，当在此空闲阶段内垂直和水平传输寄存器115和116中的电荷信号被传输时，能够将不必要的留存电荷去除。

本来，用于以比静止图象读取阶段内所用传输速度更高的电荷传输速度来快速地去除电荷信号的高速扫除阶段的存在犹如以上一个用于相同用途的自时刻t6至时刻t7的阶段。然而，当真正的强光照射在固态图象检测元件3上时，此高速扫除阶段不足以去除所有上溢电荷信号。在此方面，自时刻t5至时刻t6的空闲读取传输阶段是重要的，并且在扫除无用电荷信号中具有重大作用。

能够通过由系统控制器10控制时序脉冲发生器8来任意地设置此空闲读取阶段的持续时间。例如，该空闲读取阶段可以与连续地重复进行曝光和电荷读取操作时即检测一个移动图象时的持续时间相同，或者可以与静止图象的读取阶段的持续时间相同。或者空闲读取阶段可以具有一个任意持续时间。一般而言，该空闲读取阶段最好具有预期扫除效果的最短持续时间，从而减少图象检测设备的任何释放时间滞后。

或者，在高速扫除阶段内空闲读取操作能够以比读取一个静止图象的传输速度更高的电荷传输速度被多次重复。此操作能够省略空闲读取阶段而获得去除无用电荷的效果。

在空闲读取阶段之后，准备被读取的OB部分已没有电荷信号，及CDS输出的OB电平回至一个恰当的黑色电平，如图3中所示。其结果是，箝位电路5能够箝位于一个恰当黑色电平，及A/D转换器6和信号处理器7能够在恰当的信号电平上进行处理，因而获取一个所需图象。

以此方式，通过保证空闲读取阶段(自时刻t5至时刻t6)，OB区域112的电平能够被恢复。

在空闲读取阶段之后，用于屏蔽读脉冲的MASK信号在时刻t6自LOW变为HIGH以便将自时刻t4至时刻t7的阶段内在固态图象检测元件3的光电二极管113和114上积累留存的电荷信号移位至纵向传输寄存器115，以及在直至时刻t8的阶段内，响应于垂直和水平传输脉冲信号VD和HD，这些电荷信号被顺序地传输，从而读取一个静止图象的电荷信号。

这些读取信号经受自CDS单元4至信号处理器7的处理过程，并且最后被记录于记录介质12上。在时刻t9该机械快门被再次打开，以及如果用于在显示单元11例如LCD上显示一个图象的模式被选择，则一个图象被显示以便为静止图象的下一次曝光作准备。

如上所述，根据第一实施例，能够使用一个恰当的箝位时间常数在一个图象信号读取过程开始之前恢复OB区域的信号电平，该恰当的箝位时间常数不会由于使用为保证高箝位响应速度而设置的小箝位时间常数而生成带状噪音，因而适用于有效地减少带状噪音，如此即能获取一个所需图象。此外，由于空闲读取过程能够被实施而不需修改任何电路，因而在成本方面提供一个优势。

<第二实施例>

以下将参照图5至7描述第二实施例。注意到，该图象检测设备的基本配置和操作与以上参照图1和2所描述的内容相同，因此将省略对它的描述。此外，固态图象检测元件3具有与图20A和20B中所示内容相同的结构。还有，由于时序图实际上与参照图3所描述的内容相同，不同之处只在于CDS输出的OB电平(见图6)，因此将省略使用图3时序图的详细描述。

如图5中所示，在第二实施例的图象检测设备中，第一实施例中所描述的图象检测设备的配置中的箝位电路5和时序脉冲发生器8包括用于在空闲读取阶段内改变箝位时间常数的开关，而这些开关是被脉冲所控制的。

一个反相器501把用于屏蔽读脉冲1或2的MASK信号的极性反相。电容502和503决定箝位电路的箝位时间常数，即电容502和503的电容值之和决定该时间常数。电容502连至一个放大器506，及电容503通过一个开关504与电容502并行地连至放大器506。开关504和开关505在控制信号为LOW的阶段内被接通，并且分别被MASK信号的反相脉冲信号和箝位脉冲信号CPOB所控制。开关505的一个接线端连至放大器506，而另一端则连至一个用于提供箝位用参考电压的参考电源507。

图6显示一个对应于图3中所示时序图中时刻t4至时刻t7的阶段。注意到图3中时刻t4之前的和时刻t7之后的过程与第一实施例中的过程相同，因此省略对它们的描述。当在时刻t4完成一个静止图象曝光阶段后，一个用于屏蔽读脉冲的MASK信号自HIGH变为LOW，以及在时刻t5没有读脉冲出现于φV1和φV3中。用于将静止图象曝光的、积累于固态图象检测元件3的光电二极管113和114上的电荷信号仍然积累于光电二极管113和114上，直至下一个读脉冲被输出。

此时，MASK信号也被输入至反相器501，而其极性被反相以便获取一个NMASK信号。NMASK信号用于控制箝位电路5的开关504，以及在自时刻t4至时刻t6的、包括一个空闲读取阶段在内的一个IV阶段内变为HIGH，从而打开开关504。其结果是，由于电容502和503的并联电路中电容503的连接是打开的，以致电容的总电容值减少，因此箝位电路的时间常数减少。因此，在自时刻t5至时刻t6的空闲读取阶段内的CDS输出的OB电平比大的箝位电路5时间常数时更快地收敛于一个恰当的黑色电平。

在时刻t6，NMASK信号变为LOW以便将开关504短路，及箝位时间常数被恢复至一个初始值。在时刻t7之后的静止图象读取阶段内，能够使用一个大的箝位时间常数将信号箝位，它对于减少带状噪音是有效的。

也即，通过使用开关504切换箝位时间常数，可以在图象读取阶段内使用大的箝位时间常数来有效地减少带状噪音而不影响图象质量，同时在空闲读取阶段内可以使用小的箝位时间常数来快速地将CDS输出的OB电平恢复至一个恰当的黑色电平。此外，如果空闲读取阶段能够被任意地设置，则此阶段能够被有效地缩短，也即整个图象检测设备的处理时间也能被缩短。因此，能够随后获得缩短快门时间滞后的效果。

<第二实施例的修正>

以下将参照图7解释箝位电路5的另一个配置。注意到图7中的相同参考数字标示图5中具有相同功能的部件。此箝位电路5具有放大器506，其输入端接收来自CDS单元4的输出。以及它输出一个放大的视频信号。放大器506的输出连至A/D转换器6，同时也输入至开关505的一个接线端，该开关505被一个箝位脉冲信号CPOB所控制。开关505的另一端连至一个差分放大器508。差分放大器508的另一个输入端连至一个用于生成一个参考电压Vr的参考电源507，以及差分放大器508按照放大器506与参考电源507之间的差值来生成一个输出。此输出被输入至一个积分器509。电容502和503确定积分器509进行积分所用时间常数。电容503的一个接线端连至开关504，开关504被NMASK信号所控制，并且控制电容503至/自积分器509的连接/断开。此外，积分器509的输出通过一个加法器510连至放大器506。在此配置下，差分放大器508形成放大器506的一个反馈电路。

这种类型的箝位电路5是所谓反馈箝位电路。在这类箝位电路中，积分时间常数即箝位响应能够通过使用开关504来控制电容503的连接而被改变。因此，如同图5中所示配置，可以在图象读取阶段内使用大的箝位时间常数来有效地减少带状噪音而不影响图象质量，同时在空闲读取阶段内可以使用小的箝位时间常数来快速地将CDS输出的OB电平恢复至一个恰当的黑色电平。因此能够快速地将CDS输出的OB电平恢复至一个恰当的黑色电平。也即，设置一个小的箝位时间常数以便获得短的箝位响应的方法是有效的而与箝位电路的类型无关。

<第三实施例>

以下将参照图8和9描述本发明的第三实施例。注意到，该图象检测设备的基本配置和操作与以上参照图1和2所描述的内容相同，因此将省略对它的描述。此外，固态图象检测元件3具有与图20A和20B中所示内容相同的结构。还有，由于时序图实际上与参照图3所描述的内容相同，不同之处只在于CDS输出的OB电平，因此将省略使用图3时序图的详细描述。此外，时序图实际上与图6中的内容相同，不同之处只在于使用图6描述的NMASK，因此将省略对它的描述。

如图8中所示，在第三实施例的图象检测设备中，在第一实施例中描述的图象检测设备的配置中的时序脉冲发生器8具有一个功能，用于将一个传统箝位脉冲信号CPOB和另一个箝位脉冲信号CP2进行AND操作，使之成为送至箝位电路5的箝位脉冲信号。如图9中所示，在水平消隐阶段与有效象素阶段之间的所谓哑元阶段内脉冲CP2变为LOW。该脉冲CP2只是在空闲读取阶段内生成的，并且正常时在除空闲读取阶段之外的阶段内都处于HIGH电平。在此哑元阶段内，水平传输寄存器116内的不从纵向传输寄存器115接收任何电荷信号的部分118中的电荷信号被传输(见图20B)，而这些信号的电平可以考虑为一个伪黑色电平，虽然来自部分118的这些信号的电平并不确切地与一个实际光学黑色电平匹配。

一个AND门601将一个脉冲信号CPOB2输入至箝位电路5。因此，在一个水平阶段内，在OB阶段内和伪OB阶段(哑元阶段)内箝位操作被执行两次。

在图6中自时刻t5至时刻t6的阶段内，由于图9中的脉冲信号CPOB2被输入至箝位电路5，在一个水平阶段内该箝位操作被执行两次。由于这个原因，在自时刻t5至时刻t6的空闲读取阶段内CDS输出的OB电平能够快速地被转换为一个恰当的黑色电平，如图9中所示。

在时刻t6，脉冲CP2变为正常的HIGH，以及送至箝位电路5的箝位脉冲信号CPOB2回至与CPOB相同的波形。因此，在时刻t7之后的静止图象读取阶段内能够使用初始箝位脉冲。

也即，通过将箝位脉冲信号恢复至CPOB，可以在其中连续地重复曝光和读取操作的阶段内或者在静止图象读取阶段内将一个恰当的黑色电平箝位，以及在空闲读取阶段内也将与光学黑色电平并不完全匹配的伪黑色电平的哑元阶段进行箝位，因而快速地将CDS输出的OB电平恢复至一个恰当的黑色电平。此外，如果能够任意地设置空闲读取阶段，则此阶段能够被有效地缩短，以及整个图象检测设备的处理时间能够被缩短。因此，能够达到缩短任何快门时间滞后的效果。此外，可以通过只使用脉冲控制而不改变电路配置即不要求任何额外费用来实施第三实施例。

<第四实施例>

以下将描述本发明的第四实施例的操作。注意到，该图象检测设备的基本配置和操作与以上参照图1和2所描述的内容相同，因此将省略对它的描述。此外，固态图象检测元件3具有与图20A和20B中所示内容相同的结构。还有，由于时序图实际上与参照图3所描述的内容相同，不同之处只在于CPOB和CDS输出的OB电平，因此将省略使用图3时序图的详细描述。

图10是用于显示根据本发明第四实施例的自固态图象检测元件3至箝位电路5的配置和一个时序脉冲发生器8配置的框图，图11是图象检测元件的时序图，图12显示图象检测元件3的测光区域，以及图3是测光操作顺序的流程图。

参照图10，φV1和φV3表示图10中所示的通过将读脉冲1和2加至V1和V3上而获得的纵向传输脉冲信号，及这些脉冲信号被输出至固态图象检测元件3。SH1和SH2表示用于CDS单元4的相关双采样操作中的脉冲信号。也即，采样/保持脉冲信号SH1用于将复位电平采样和保持，而采样/保持脉冲信号SH2用于将信号电平采样和保持。参考数字101标示一个脉冲设置单元，用于设置准备输出至箝位电路5的箝位脉冲信号CPOB。该脉冲设置单元101被来自系统控制器10的脉冲控制信号所控制。CPOB表示一个脉冲信号，它在OB阶段的预定阶段内变为LOW，如图11中所示，并且用于将CDS输出的OB部分进行箝位。

图12显示测光过程中固态图象检测元件上的分段测光区域。有效象素区域111被划分为总共64个(＝8行×8列)测光区域，以及根据来自这些测光区域的光量而获取的值被用作测光值。注意到8×8测光区域111只是例子，因此本发明不限于这个具体数量的分段区域。例如，该区域可以在每个方向内划分为多于或少于8个区域，以及垂直和水平方向内的分段区域数量并不必要彼此相等。一般而言，随着分段测光区域数量的增加，处理的自由度也增加。

参考数字102标示一列中八个测光区域，在水平阶段终结时它邻近于OB区域112(在图11中所示OB阶段内的读出)。

以下将参照图13中所示测光操作顺序的流程图进行解释。当测光操作顺序开始时，通过透镜进入的物体光被固态图象检测元件3接收，以及它的输出信号经受CDS单元4的相关双采样操作，箝位电路5的箝位操作和A/D转换器6的A/D转换操作。被转换的图象数据被信号处理器7进行处理，及被处理的数据被输入至系统控制器10，因而获取对应于图12中所示相应测光区域的光量的测光值(S601)。

多个测光区域中的八个位于水平阶段终结处并且邻近于OB区域112的测光区域102的测光值与预定值A进行比较(S602)。如果八个测光区域102的测光值中至少一个大于预定值A，则这些值与预定值B进行比较(S603)。如果八个测光区域102的测光值中没有一个大于预定值A，则根据预定算术公式进行算术运算以便获取一个曝光条件(S606)。在步骤S603中与预定值B进行比较之后，如果所有八个测光区域102的测光值都小于预定值B，则准备从时序脉冲发生器8的脉冲生成电路输出的脉冲信号CPOB的LOW脉冲的输出时序被一个来自系统控制器10的脉冲控制信号移位至OB阶段终结处，如图11中CPOB开关1所示(S604)。

另一方面，在步骤S603中与预定值B进行比较之后，如果八个测光区域102的测光值中至少一个大于预定值B，则准备从时序脉冲发生器8的脉冲生成电路输出的脉冲信号CPOB的LOW脉冲的输出时序被一个来自系统控制器10的脉冲控制信号进一步移位至OB阶段终结处，如图11中CPOB开关2所示(S605)。在步骤S604或S605中已经改变脉冲设置之后，根据预定算术公式进行算术运算以便获取一个曝光条件，因而结束测光操作顺序。

以下使用图21A和21B解释CPOB时序改变过程。如图21A中所示，在OB阶段的一定阶段内脉冲信号CPOB变为LOW。当非常强的光例如探照灯、日光等照射时及如图21B中CCD输出图表所示地电荷信号上溢至OB区域112中时，电荷信号逐渐地自有效象素侧上溢至OB区域内。

因此，位于水平阶段终结处并且邻近于OB区域112的八个测光区域102的测光值与预定值A进行比较，以及如果至少一个区域的测光值超过预定值A，则确定电荷信号可能已经上溢至OB区域112内，及如图11中CPOB开关1所示，脉冲位置被移位至终结处。此外，如果八个测光区域102的测光值与预定值B进行比较并且至少一个测光区域的测光值已经超过预定值B，则确定电荷信号更可能已经上溢至OB区域112内，及如图11中CPOB开关2所示，脉冲位置被进一步移位至终结处。注意到预定值A＜预定值B。

应注意到，只当在邻近于OB区域112的测光区域之外的测光区域的测光值为高时，也即当强光只照射在有效象素区域111的左侧时，箝位脉冲位置才不改变并且被固定。

以此方式，由于箝位脉冲生成时序的设置对应于照射在帧右侧的光量而改变，即使当电荷信号可能上溢至OB区域112内时，用作不受电荷上溢影响的参考信号的OB区域信号能够被箝位。

<第四实施例的修正>

作为一种采取措施通过改变OB阶段内箝位脉冲的设置而对付电荷上溢现象的方法，可以使用图14中所示方法。在图14中，一个正常箝位脉冲被设置为具有一个能够几乎将整个OB阶段进行箝位的脉冲持续时间。

如图11中所示情况，位于水平阶段终结处并且邻近于OB区域112的八个测光区域102的测光值与预定值A进行比较。如果至少一个区域的测光值超过预定值A，则如图14中CPOB开关1所示，脉冲持续时间被改变缩短趋向于OB阶段终结处。此外，如果测光值与预定值B进行比较并且至少一个区域的测光值已经超过预定值B，则如图14中CPOB开关2所示，脉冲持续时间被改变为变窄趋向于OB阶段终结处。

使用图14中所示方法，即使当电荷信号可能上溢至OB区域112内时，能够如图11中所示方法那样，用作不受电荷上溢影响的参考信号的OB区域信号能够被箝位。

图14中所示方法对于以下情况特别有效。当在图象检测设备的箝位电路中设置一个小的箝位时间常数时，不同OB电平被采样和保持，并且在各线间被箝位。因此水平带状噪音可能随后出现于图象上，从而降低图象质量。因此，在传统图象检测设备的箝位电路中，考虑到图象质量和响应速度，必须对OB箝位设置一个相对大的时间常数。在这个情况下，即使当电荷信号可能上溢至OB区域112内时，也能使用以上方法有效地将一个信号进行箝位。

在第四实施例及其修正中，箝位脉冲的位置和持续时间的设置能够只由一个来自系统控制器10的脉冲控制信号加以实施而无需改变电路配置，即不要求任何额外费用。

在第四实施例及其修正中，箝位脉冲的生成时序和脉冲持续时间中的一个被控制，如图11或14中所示，但是它们可以被组合地控制。例如，当测光值变大时，脉冲位置被控制为更远离有效象素，及脉冲持续时间被控制变窄。另一方面，当测光值变小时，脉冲位置被控制为靠近有效象素，及脉冲持续时间被控制变宽。

<第五实施例>

以下描述本发明的第五实施例。注意到该图象检测设备的基本配置和操作与以上参照图1和2所描述的内容相同，因此将省略对它的描述。此外，固态图象检测元件3具有与图20A和20B中所示内容相同的结构，及测光用分段测光区域与图12中所示相同。还有，由于时序图实际上与参照图3所描述的内容相同，不同之处只在于CPOB和CDS输出的OB电平，因此将省略使用图3时序图的详细描述。

以下参照图15中的框图、图16中的时序图和图17中的测光操作顺序的流程图来描述本发明的第五实施例中的图象检测设备的操作。

图15中的相同参考数字标示图10中具有相同功能的块，因此将省略对它的描述。参考数字103标示一个开关，用于将准备输出至箝位电路5的一个箝位脉冲信号CPOB切换为CPOB1和CPOB2中的一个。开关103被来自系统控制器10的切换脉冲所控制。如图16中所示，脉冲信号CPOB1在OB阶段的预定阶段内变为LOW，及脉冲信号CPOB2在水平消隐阶段与有效象素阶段之间的所谓哑元阶段内变为LOW。在此哑元阶段内，水平传输寄存器116内的不从纵向传输寄存器115接收任何电荷信号的部分118中的电荷信号被传输(见图20B)。换言之，这些信号的电平可以考虑为一个伪黑色电平，虽然来自部分118的这些信号的电平并不确切地与一个实际光学黑色电平匹配。

以下参照图17中测光操作顺序的流程图进行解释。图17中的相同步骤号标示图13中的相同操作的步骤。当测光操作顺序开始时，已经通过透镜进入的物体光被固态图象检测元件3所接收，及其输出信号经受由CDS电路4执行的相关双采样操作，由箝位电路5执行的箝位操作和由A/D转换器6进行的A/D转换操作。被转换的图象数据被信号处理器7进行处理，被处理的数据被输入至系统控制器10，因而获取对应于图12中所示相应测光区域的光量的测光值(S601)。

多个测光区域中八个位于水平阶段终结处并且邻近于OB区域112的测光区域102的测光值与预定值A进行比较(S602)。如果八个测光区域102的测光值中至少一个大于预定值A，则这些值与预定值B进行比较(S603)。如果八个测光区域102的测光值中没有一个大于预定值A，则根据预定算术公式进行算术运算以便获取一个曝光条件(S606)。在步骤S603中与预定值B进行比较之后，如果所有八个测光区域102的测光值都小于预定值B，则准备从时序脉冲发生器8的脉冲生成电路输出的脉冲信号CPOB1的LOW脉冲的输出位置被一个来自系统控制器10的脉冲控制信号移位趋向至OB阶段终结处，如图16中CPOB1开关1所示(S604)。

另一方面，在步骤S603中与预定值B进行比较之后，如果八个测光区域102的测光值中至少一个大于预定值B，则这些值进一步与预定值C进行比较(S901)。在步骤S901中与预定值C进行比较之后，如果所有八个测光区域102的测光值都小于预定值C，则脉冲信号的输出位置被进一步移位趋向OB阶段终结处(S605)。也即，准备从时序脉冲发生器8的脉冲生成电路输出的脉冲信号CPOB1的LOW脉冲的输出位置被一个来自系统控制器10的脉冲控制信号进一步移位趋向OB阶段终结处，如图16中CPOB1开关2所示。

另一方面，在步骤S901中与预定值C进行比较之后，如果八个测光区域102的测光值中至少一个测光值大于预定值C，则箝位脉冲从CPOB1被切换为CPOB2(S902)。也即，确定电荷信号更可能上溢至OB区域112内，以及由一个来自系统控制器10的切换脉冲对开关103进行控制，从而将准备提供给箝位电路5的箝位脉冲从CPOB1切换为CPOB2。

如图16中所示，在水平消隐阶段与有效象素阶段之间的所谓哑元阶段内脉冲信号CPOB2变为LOW。在此哑元阶段内，水平传输寄存器内的不从纵向传输寄存器115接收任何电荷信号的那部分中的电荷信号被传输，而这些信号的电平可以考虑为一个伪黑色电平，这些信号并不确切地与一个实际光学黑色电平匹配。因此，在接收CPOB2后，箝位电路5能够在一个几乎等于正常状态下的箝位电位处进行箝位。也即，在其中没有电荷信号上溢至OB区域112内的正常状态下，能够通过设置初始箝位脉冲CPOB1而将一个恰当黑色电平进行箝位。另一方面，当电荷信号可能上溢至整个OB区域112内时，能够通过设置箝位脉冲CPOB2而将虽然与初始光学黑色电平不完全匹配的伪黑色电平的哑元阶段进行箝位，从而在几乎正常的箝位电位上将信号进行箝位。

当哑元阶段与OB阶段之间的电平差不能忽略时，正常箝位电位与哑元阶段内箝位电位之间的电平差被事先获取，并且被保持以便校正箝位电路5或A/D转换器6中的电平差。

根据被设置为预定值A、B和C的值，准备提供给箝位电路的箝位脉冲能够自CPOB1立即被切换为CPOB2而不必改变箝位脉冲CPOB1的脉冲位置设置。

当在步骤S604或S605中改变脉冲设置后，或者在步骤S902中已经切换脉冲之后，根据预定算术公式进行算术运算以便获取一个曝光条件，因而结束测光操作顺序。

根据用于执行第五实施例的信号处理过程的固态图象检测设备，由于准备输入至箝位电路的箝位脉冲信号的生成时序或脉冲持续时间被改变为对应于照射在邻近于OB区域的有效象素区域上的光量而被移位趋向于OB阶段终结处，可以在稍后OB阶段内将没有任何电荷上溢的OB区域进行箝位。

当照射在邻近于OB区域的有效象素区域上的光量变为等于或大于预定值，及电荷信号可能上溢至整个OB区域内时，准备被输入至箝位电路的箝位脉冲信号自一个用于将OB阶段箝位的脉冲被切换为用于将哑元阶段箝位的脉冲，一个几乎等于恰当黑色电平的伪黑色电平能够被箝位。

用于设置箝位脉冲的生成时序和脉冲持续时间及用于将箝位脉冲切换为另一个的方法能够被实施而不必改变任何电路，因而在费用方面提供优势。

在第五实施例中，由于能够只控制来自系统控制器的切换脉冲来切换箝位脉冲而不必改变任何电路配置，此实施例能够被实施而不要求任何额外费用。

在第四和第五实施例中，通过将测光值与预定值A、B和C进行比较而控制箝位脉冲。选代地，可以与测光值相关地来控制脉冲的生成时序和脉冲持续时间。例如，当测光值变大时，该脉冲生成时序可以被控制为变为一个时序，以使OB区域的箝位位置远离有效象素，或者脉冲持续时间可以被控制为变窄。另一方面，当测光值变小时，该脉冲生成时序可以被控制为变为一个时序，以使OB区域的箝位位置趋向有效象素，或者脉冲持续时间可以被控制为变宽。在此情况下，能够相对于测光值线性地改变设置。

已经使用图20A和20B中所示固态图象检测设备中的固态图象检测元件的芯片结构来解释第四和第五实施例。然而，本发明并不限于此。例如，可以使用显示于图18A和18B中的固态图象检测元件的芯片结构。也即，输出电路117位于图20B中的OB区域112的对面，而OB区域112和输出电路117两者则位于图18B中右侧。也是在此情况下，当测光值是高时，OB区域112中可能远离有效象素阶段的那部分将被箝位。因此，当输出电路117和OB区域112位于同一侧时，电荷信号的水平传输被执行为向右，及在其中电荷信号已经上溢的OB区域112的象素在较早时序中被读取。因此，在一个水平阶段后的OB阶段内，脉冲的生成时序和/或脉冲持续时间能够得到控制，从而与第四和第五实施例中的方向相反地发生移动。

<其他实施例>

本发明能够被应用于一个由多个设备(例如主计算机、接口、阅读器、打印机)组成的系统或应用于一个包括单个装置的设备(例如复印机、传真机)。

此外，可以向一个计算机系统或设备(例如一个个人计算机)提供一个用于存储用于完成以上所述过程的程序代码的存储媒体，由一个该计算机系统或设备的CPU或MPU自该存储媒体中读取该程序代码，然后执行该程序，从而达到本发明的目的。

在此情况下，自存储媒体中读取的程序代码能实现根据各实施例的功能，以及用于存储该程序代码的存储媒体组成本发明。

此外，存储媒体例如软盘、硬盘、光盘、磁光盘、CD-ROM、CD-R、磁带、非易失性类型磁卡和ROM，以及计算机网络例如LAN(局域网)和LAN，能够被用于提供程序代码。

此外，除根据以上实施例的以上所述功能是通过执行由一个计算机读取的程序代码而被实现之外，本发明包括以下情况：一个在计算机上运行的OS(操作系统)或类似系统完成根据程序代码所指定的过程的一部分或全部，以及实现根据以上实施例的功能。

此外，本发明还包括以下情况：在自存储媒体中读取的程序代码被写入一个插入于计算机中的功能扩展卡中，或被写入一个连至计算机的功能扩展单元中的存储器中之后，包含于功能扩展卡或单元中的CPU或类似装置完成根据程序代码所指定的过程的一部分或全部，以及实现根据以上实施例的功能。

在其中本发明被应用于以上所述存储媒体的情况下，该存储媒体用于存储对应于各实施例中所描述的流程图的程序代码。

本发明不限于以上实施例，以及可在不背离本发明的实质和范围的情况下作出不同改动和修正。因此，本发明的范围由所附 书限定。

Claims (40)

1.一种图象检测设备包括：

一个图象检测元件，它具有多个产生与输入的光量相对应的电荷的象素和用于传输由该多个象素生成的电荷信号的一个传输单元；以及

一个控制器，它适于在所述图象检测元件被曝光一个预定时间之后且在象素上所积累的电荷信号被传输至该传输单元之前进行所述传输单元的第一次读取和使用不同于第一次读取中所用的传输速度的一个传输速度进行第二次读取。

2.根据权利要求1的设备，其中所述图象检测元件具有一个遮光区域，且

所述设备还包括一个箝位单元，该箝位单元适于将自传输单元所传输的电荷信号的遮光区域中获取的电荷信号箝位于预定参考电压。

3.根据权利要求1的设备，其中第一次读取中使用的传输速度快于第二次读取中使用的传输速度。

4.根据权利要求1的设备，其中第一次读取阶段是一个电荷扫除阶段及第二读取阶段是一个空闲读取阶段。

5.一种图象检测设备，包括：

一个图象检测元件，它具有多个产生与输入的光量相对应的电荷的象素和用于传输由该多个象素生成的电荷信号的一个传输单元；及

一个控制器，它适于在所述图象检测元件被曝光一个预定时间之后且在象素上所积累的电荷信号被传输至该传输单元之前对该传输单元进行多次高速读取。

6.根据权利要求2的设备还包括用于使第二读取阶段内的所述箝位单元的时间常数短于其他阶段的装置。

7.一种图象检测设备，包括：

一个图象检测元件，它具有多个产生与输入光量相对应的电荷的象素-其中一部分所述象素属于一个遮光区域；一个纵向传输单元，用于沿纵向方向传输所述多个象素内生成的电荷；以及一个水平传输单元，用于沿水平方向传输由所述纵向传输单元传输的电荷，其中该水平传输单元包括一个哑元部分，其中没有电荷自所述纵向传输单元传输至该哑元部分；及

一个箝位脉冲发生器，用于生成一个箝位脉冲，该箝位脉冲用于对一个水平传输阶段内自遮光区域中获取的电荷信号和来自所述哑元部分的电荷信号进行箝位。

8.一种图象检测设备，包括：

一个图象检测元件，它具有多个产生与输入的光量相对应的电荷的象素和用于传输由该多个象素生成的电荷信号的一个传输单元；

一个箝位脉冲发生器，用于生成一个箝位脉冲，该箝位脉冲用于对一个自所述图象检测元件输出的电荷信号进行箝位；以及

一个控制器，用于根据照射所述图象检测元件的一个预定区域的光量来控制由所述箝位脉冲发生器输出的箝位脉冲的生成。

9.根据权利要求8的设备，其中所述图象检测元件具有一个遮光区域，及所述控制器根据照射在遮光区域附近的光量对准备自箝位脉冲发生器输出的箝位脉冲的生成进行控制。

10.根据权利要求9的设备，其中所述控制器根据照射在遮光区域附近以外的区域上的光量的变化对准备自所述箝位脉冲发生器输出的箝位脉冲的生成加以固定。

11.根据权利要求8的设备，其中所述控制器根据照射在所述图象检测元件的预定区域上的光量对准备自所述箝位脉冲发生器输出的箝位脉冲的脉冲生成时序进行控制，以及当光量增加时，进行控制以便推迟箝位脉冲的生成时序。

12.根据权利要求8的设备，其中所述控制器根据照射在所述图象检测元件的预定区域上的光量对准备自所述箝位脉冲发生器输出的箝位脉冲的脉冲持续时间进行控制，以及当照射在所述图象检测元件的预定区域上的光量增加时，进行控制以使箝位脉冲的脉冲持续时间变短。

13.一种图象检测设备包括：

一个图象检测元件，它在接收物体光时生成一个信号；

第一和第二箝位脉冲发生器，用于生成多个箝位脉冲，这些箝位脉冲用于对从图象检测元件输出的信号进行箝位；以及

一个控制器，用于根据用于照射图象检测元件的预定区域的光量来选择和控制所述第一和第二箝位脉冲发生器中的一个。

14.根据权利要求13的设备，其中所述图象检测元件具有一个遮光区域，及所述控制器根据照射在遮光区域附近的光量来选择和控制所述第一和第二箝位脉冲发生器。

15.根据权利要求14的设备，其中所述控制器根据照射在遮光区域附近以外的区域上的光量的变化对准备自所述第一箝位脉冲发生器输出的箝位脉冲的生成加以固定。

16.根据权利要求13的设备，其中所述控制器根据照射在所述图象检测元件的预定区域上的光量对准备自所述第一箝位脉冲发生器输出的箝位脉冲的脉冲生成时序进行控制，以及当光量增加时，进行控制以便推迟箝位脉冲的生成时序。

17.根据权利要求13的设备，其中所述控制器根据照射在所述图象检测元件的预定区域上的光量对准备自所述第一箝位脉冲发生器输出的箝位脉冲的脉冲持续时间进行控制，以及当照射在所述图象检测元件的预定区域上的光量增加时，进行控制以使箝位脉冲的脉冲持续时间变短。

18.根据权利要求13的设备，其中所述图象检测元件包括一个纵向传输单元，用于传输在纵向方向内由多个象素生成的电荷信号，及一个水平传输单元，用于在水平方向内传输由纵向传输单元传输的电荷信号，以及包括一个哑元部分，它不接收自纵向传输寄存器传输的任何电荷信号，以及

所述第二箝位脉冲发生器生成一个用于将哑元部分进行箝位的箝位脉冲。

19.一种用于控制图象检测设备的方法，该图象检测设备包括一个图象检测元件，该元件具有多个产生与输入光量相对应的电荷的象素，和用于传输由该多个象素生成的电荷信号的一个传输单元，所述方法包括以下步骤：

进行所述传输单元的第一次读取；及

使用不同于第一次读取中所用传输速度的一个传输速度进行所述传输单元的第二次读取，

其中所述第一次和第二次读取是在所述图象检测元件被曝光一个预定时间之后且在所述象素上所积累的电荷信号被传输至传输单元之前进行的。

20.根据权利要求19的方法，其中所述图象检测元件具有一个遮光区域，及所述图象检测设备还包括一个箝位单元，用于将自传输单元所传输的电荷信号的遮光区域中获取的电荷信号箝位于预定参考电压。

21.根据权利要求19的方法，其中第一次读取中使用的传输速度快于第二次读取中使用的传输速度。

22.根据权利要求19的方法，其中第一次读取阶段是一个电荷扫除阶段及第二读取阶段是一个空闲读取阶段。

23.一种用于控制图象检测设备的方法，该图象检测设备包括一个图象检测元件，该元件具有多个产生与输入光量相对应的电荷的象素，和用于传输由该多个象素生成的电荷信号的一个传输单元，所述方法包括以下步骤：

在所述图象检测元件被曝光一个预定时间之后且在所述象素上所积累的电荷信号被传输至传输单元之前，多次进行传输单元的高速读取。

24.一种用于控制图象检测设备的方法，该图象检测设备具有：一个图象检测元件，它具有多个用于生成对应于输入光量的电荷的象素；其中一部分所述象素属于一个遮光区域；一个纵向传输单元，用于沿纵向方向传输所述多个象素内生成的电荷信号，以及一个水平传输单元，用于沿水平方向传输由所述纵向传输单元传输的电荷，其中水平传输单元包括一个哑元部分，其中没有电荷自所述纵向传输寄存器向其传输，所述方法包括以下步骤：

进行控制以对在一个水平传输阶段内自遮光区域中获取的电荷信号和来自所述哑元部分的电荷信号进行箝位。

25.一种用于控制图象检测设备的方法，该图象检测设备包括一个图象检测元件，该元件具有多个产生与输入光量相对应的电荷的象素，和用于传输由该多个象素生成的电荷信号的一个传输单元，所述方法包括以下步骤：

根据照射所述图象检测元件的一个预定区域的光量，对用于对从图象检测元件输出的电荷信号进行箝位的箝位脉冲的生成进行控制。

26.根据权利要求25的方法，其中所述图象检测元件具有一个遮光区域，及根据照射在遮光区域附近的光量对箝位脉冲的生成进行控制。

27.根据权利要求26的方法，其中根据照射在遮光区域附近以外的区域上的光量的变化对准备自所述箝位脉冲发生器输出的箝位脉冲的生成加以固定。

28.根据权利要求25的方法，其中根据照射在所述图象检测元件的预定区域上的光量对箝位脉冲的脉冲生成时序进行控制，以及当光量增加时，进行控制以便推迟箝位脉冲的生成时序。

29.根据权利要求25的方法，其中根据照射在所述图象检测元件的预定区域上的光量对箝位脉冲的脉冲持续时间进行控制，以及当照射在所述图象检测元件的预定区域上的光量增加时，进行控制以使箝位脉冲的脉冲持续时间变短。

30.一种用于控制图象检测设备的方法，该图象检测设备包括：一个图象检测元件，它在接收物体光时生成一个信号；以及，第一和第二箝位脉冲发生器，用于生成用于对自图象检测元件输出的信号进行箝位的箝位脉冲，所述方法包括以下步骤：

根据用于照射图象检测元件的一个预定区域的光量来选择所述第一和第二箝位脉冲发生器中的一个；及

对第一和第二箝位脉冲发生器中的所选的一个进行控制。

31.根据权利要求30的方法，其中所述图象检测元件具有一个遮光区，且所述第一和第二箝位脉冲发生器根据照射在遮光区域附近的光量而得到选择和控制。

32.根据权利要求31的方法，其中根据照射在遮光区附近以外的区域上的光量的变化对准备自所述第一箝位脉冲发生器输出的箝位脉冲的生成加以固定。

33.根据权利要求30的方法，其中根据照射在所述图象检测元件的预定区域上的光量对准备自所述第一箝位脉冲发生器输出的箝位脉冲的脉冲生成时序进行控制，以及当光量增加时，进行控制以便推迟箝位脉冲的生成时序。

34.根据权利要求30的方法，其中根据照射在所述图象检测元件的预定区域上的光量对准备自所述第一箝位脉冲发生器输出的箝位脉冲的脉冲持续时间进行控制，以及当照射在所述图象检测元件的预定区域上的光量增加时，进行控制以使箝位脉冲的脉冲持续时间变短。

35.根据权利要求30的方法，其中所述图象检测元件包括一个纵向传输单元，用于传输在纵向方向内由多个象素生成的电荷信号，及一个水平传输单元，用于在水平方向内传输由纵向传输单元传输的电荷信号，以及包括一个哑元部分，它不接收自纵向传输寄存器传输的任何电荷信号，以及

所述第二箝位脉冲发生器生成一个用于将哑元部分进行箝位的箝位脉冲。

36.一种包括一个计算机可用媒体的计算机程序产品，该计算机可用媒体具有一种用于控制图象检测设备的方法所使用的埋嵌于所述媒体内的计算机可读程序代码装置，该图象检测设备包括一个图象检测元件，具有多个用于生成对应于输入光量的电荷的象素，和一个传输单元，用于传输由多个象素生成的电荷信号，所述计算机程序产品包括：

用于完成所述传输单元的第一次读取的第一计算机可读程序代码装置；及

使用不同于第一次读取中所用传输速度的传输速度完成所述传输单元的第二次读取的第二计算机可读程序代码装置，

其中所述第一次和第二次读取是在所述图象检测元件被曝光一个预定时间之后和在象素上所积累的电荷信号被传输至传输单元之前完成的。

37.一种包括一个计算机可用媒体的计算机程序产品，该计算机可用媒体具有一种用于控制图象检测设备的方法所使用的埋嵌于所述媒体内的计算机可读程序代码装置，该图象检测设备包括一个图象检测元件，具有多个用于生成对应于输入光量的电荷的象素，和一个传输单元，用于传输由多个象素生成的电荷信号，所述计算机程序产品包括；

用于在所述图象检测元件被曝光一个预定时间之后和在象素上所积累的电荷信号被传输至传输单元之前，多次完成传输单元的高速读取的计算机可读程序代码装置。

38.一种包括一个计算机可用媒体的计算机程序产品，该计算机可用媒体具有一种用于控制图象检测设备的方法所使用的埋嵌于所述媒体内的计算机可读程序代码装置，该图象检测设备包括一个图象检测元件，具有多个用于生成对应于输入光量的电荷的象素，其中一部分所述象素属于一个遮光区域，一个纵向传输单元，用于传输在纵向方向的所述多个象素内生成的电荷，以及一个水平传输单元，用于在水平方向内传输由所述纵向传输单元传输的电荷，其中水平传输单元包括一个没有电荷自所述纵向传输寄存器向其传输的哑元部分，所述计算机程序产品包括：

用于进行控制以便将一个水平传输阶段内自遮光区域中获取的电荷信号和来自所述哑元部分的电荷信号进行箝位的计算机可读程序代码装置。

39.一种包括一个计算机可用媒体的计算机程序产品，该计算机可用媒体具有一种用于控制图象检测设备的方法所使用的埋嵌于所述媒体内的计算机可读程序代码装置，该图象检测设备包括一个图象检测元件，具有多个用于生成对应于输入光量的电荷的象素，和一个传输单元，用于传输由多个象素生成的电荷信号，所述计算机程序产品包括：

根据用于照亮所述图象检测元件的预定区域的光量用于对自图象检测元件输出的电荷信号进行箝位的箝位脉冲的生成进行控制的计算机可读程序代码装置。

40.一种包括一个计算机可用媒体的计算机程序产品，该计算机可用媒体具有一种用于控制图象检测设备的方法所使用的埋嵌于所述媒体内的计算机可读程序代码装置，该图象检测设备具有一个图象检测元件，用于在接收物体光后生成一个信号，及第一和第二箝位脉冲发生器，适用于生成各箝位脉冲，用于将自图象检测元件输出的信号进行箝位，所述计算机程序产品包括：

根据照射图象检测元件的预定区域的光量来选择所述第一和第二箝位脉冲发生器中的一个的第一计算机可读程序代码装置；及

对第一和第二箝位脉冲发生器中的所选一个进行控制的第二计算机可读程序代码装置。

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