JPS6022879A - System for controlling sensitivity of solid-state image pickup device - Google Patents

System for controlling sensitivity of solid-state image pickup device

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JPS6022879A
JPS6022879A JP58130163A JP13016383A JPS6022879A JP S6022879 A JPS6022879 A JP S6022879A JP 58130163 A JP58130163 A JP 58130163A JP 13016383 A JP13016383 A JP 13016383A JP S6022879 A JPS6022879 A JP S6022879A
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JP
Japan
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solid
sensitivity control
reset
control method
imaging device
Prior art date
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Application number
JP58130163A
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Japanese (ja)
Inventor
Fumihiko Ando
文彦 安藤
Shigeo Yoshikawa
吉川 重夫
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Japan Broadcasting Corp
Original Assignee
Nippon Hoso Kyokai NHK
Japan Broadcasting Corp
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Publication date
Application filed by Nippon Hoso Kyokai NHK, Japan Broadcasting Corp filed Critical Nippon Hoso Kyokai NHK
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/50Control of the SSIS exposure
    • H04N25/53Control of the integration time
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/70SSIS architectures; Circuits associated therewith
    • H04N25/76Addressed sensors, e.g. MOS or CMOS sensors

Abstract

PURPOSE:To attain partial sensitivity control as well as sensitivity control uniform for all picture by controlling an electric charge storage time to an incident light at a unit photoelectric converting element in response to the amount of a stored image pickup output signal. CONSTITUTION:The reading of a solid-state image pickup board 8 is executed by changing over a Y switch (included in each unit element in the image pickup board 8) and an X switch 11 sequentially by a Y scanning circuit 9 and and an X scanning circuit 10. The signal level is detected from an output signal read in this way by a reset signal control section 13 and the amount of incident light is detected. The reset time of each unit element is controlled independently of the signal read of the unit element in response to the amount of incident light and Y and X reset circuits 14 and 15 are provided for the purpose. Thus, the sensitivity control is attained at each unit element and mechanical aperture is not almost required.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は光電変換装置の感度制御方式、特に、画面全体
にわたって一様な感度制御のみならず部分的な感度制御
をも可能とした固体撮像装置感度制御方式に関するもの
である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a sensitivity control method for a photoelectric conversion device, and in particular to a sensitivity control method for a solid-state imaging device that enables not only uniform sensitivity control over the entire screen but also partial sensitivity control. be.

従来、感度制御は機械的絞りにより、その入射光量を制
御して行っていた。はじめに、この機械的絞りの概要と
問題点について述べる。
Conventionally, sensitivity control has been performed by controlling the amount of incident light using a mechanical aperture. First, I will explain the outline and problems of this mechanical aperture.

第1図は、絞り機構により入射光量を変えて感度制御を
行う撮像装置の光量制御系を示す。入射光は、レンズ系
1によって光電変換素子2の受光面上に結像され、光電
変換された電気信号は増幅器3によって所定の振幅に増
幅され、出力端子4から出力される。そして、例えば増
幅器3のダイナミックレンジ内における適度な光電変換
出力信号を得て感度制御を行うために、光電変換素子2
に入用する光量を調節する絞り機構が必須であった。す
なわち、第1図示の構成では増幅器3の出力信号の振幅
に応じて、絞り制御回路5および絞り駆動系6によって
その透過光、φが制御される絞り7か設けられている。
FIG. 1 shows a light amount control system of an imaging device that controls sensitivity by changing the amount of incident light using an aperture mechanism. The incident light is imaged by the lens system 1 on the light receiving surface of the photoelectric conversion element 2, and the photoelectrically converted electrical signal is amplified to a predetermined amplitude by the amplifier 3 and output from the output terminal 4. For example, in order to obtain an appropriate photoelectric conversion output signal within the dynamic range of the amplifier 3 and perform sensitivity control, the photoelectric conversion element 2
A diaphragm mechanism was essential to adjust the amount of light entering the camera. That is, in the configuration shown in FIG. 1, an aperture 7 is provided whose transmitted light, φ, is controlled by an aperture control circuit 5 and an aperture drive system 6 in accordance with the amplitude of the output signal of the amplifier 3.

この絞り7は、絞り制御回路5などを用いて自動的に作
動させるか、若しくは撮像装置の操作者白身により手動
操作できるようになっている。しかし、従来の撮像装置
では、感度制御のための人則光j、着団御を行うこの絞
り系の内部に機械系を含んでいることに起因して(すな
わち、慣性が存在するので)、迅速な動きには追従でき
ないという欠点があった。
The aperture 7 can be operated automatically using an aperture control circuit 5 or the like, or can be manually operated by the operator of the imaging device. However, in conventional imaging devices, due to the fact that a mechanical system is included inside the aperture system that controls the artificial light j for sensitivity control and the aperture system (i.e., there is inertia), The drawback was that it could not follow rapid movements.

また、レンズからの入射光M:を変化させているので、
画面全体に渡って一様にしか調節できず1、l、、8分
的に光量を変化させることは不可能であった。よって、
たとえば一部に空が入っている画面とか、室内と室外を
同時に撮影した画面など部分的に入射光量が大幅に異な
る画面の場合には、−力にレベルを合わせると他方に「
白っぷれ」あるいは「黒つぶれ」が生じてしまうという
問題もあった。
Also, since the incident light M: from the lens is changed,
The amount of light could only be adjusted uniformly over the entire screen, and it was impossible to change the amount of light in 1, 1, 8 minute increments. Therefore,
For example, in the case of a screen where the amount of incident light is significantly different in some parts, such as a screen that partially contains the sky, or a screen shot indoors and outdoors at the same time, if you adjust the level to -force, the other side will
There was also the problem that ``over-white'' or ``over-black'' occurred.

ざらに、従来用いられていた撮像管や体1体撮像土子で
は、2次元面に複数配列された各画素ごとに、信号読み
出しおよびリセット動作か同時に完了するようになって
いる。よって、信−号を読み出した画素については次の
読み出しII!+’ (すなわち1フレ一ム時間後)ま
でが電荷蓄積時間となるが、この間順次他の画素につい
て読み出し、リセット動作が連続して行われており、さ
らに各画素ごとの出力信号は各画素に共通した単一の出
力端を介して出力される構成となっているので、(ii
号読み出しと無関係なタイミングでリセット動作を行わ
せることは不可能であった。したがって、かかる撮像管
や固体撮像素子を用いた撮像装置では機械的絞りによら
なければその感度制御が行えなかった。
Roughly speaking, in conventional image pickup tubes and single-body imaging devices, signal readout and reset operations are completed simultaneously for each pixel arrayed in a two-dimensional plane. Therefore, for the pixel from which the signal has been read out, the next readout II! +' (that is, after one frame time) is the charge accumulation time, but during this time, other pixels are sequentially read out and reset operations are performed continuously, and the output signal for each pixel is sent to each pixel. Since it is configured to output through a single common output terminal, (ii
It was impossible to perform the reset operation at a timing unrelated to the number reading. Therefore, in an imaging device using such an imaging tube or solid-state imaging device, sensitivity control cannot be performed without using a mechanical aperture.

そこで、本発明は、撮像素子における各画素ごとのリセ
ット動作をその画素の読み出しタイミングとは無関係独
立に行うことにより、各画素の電荷蓄積時間を任意所望
となし、もって各画素ごとにその感度制御を行いうる点
に着目してなされたもので、その目的とするところは、
従来用いられていた機械的絞りにより全画面にわたり一
様にのゐ感度制御するのでなく、全画面一様な感度制御
のみならず部分的な感度制御をも可能ならしめた固体撮
像装置感度制御方式を提供することにある。
Therefore, the present invention performs a reset operation for each pixel in an image sensor independently of the readout timing of that pixel, thereby making the charge accumulation time of each pixel as desired, and thereby controlling the sensitivity of each pixel. It was created with a focus on the ability to do the following:
A solid-state imaging device sensitivity control method that enables not only uniform sensitivity control over the entire screen, but also partial sensitivity control, instead of the conventional mechanical aperture that controls sensitivity uniformly over the entire screen. Our goal is to provide the following.

かかる[]的を達成するために、本発明では、画、を、
に対応する固体の単位光電変換素子を複数配列12、所
定周期で走査して撮像出力信号を得る固体撮像装置にお
いて、撮像出力信号を蓄積し、該蓄JJliされた信号
量に応じて上記固体のClj位光電変換素子における入
射光に対する電荷蓄積時間を制御し得るようにする。
In order to achieve such [] objective, the present invention uses an image,
In a solid-state imaging device that obtains an imaging output signal by scanning a plurality of solid-state unit photoelectric conversion elements corresponding to 12 at a predetermined period, the imaging output signal is accumulated, and the solid-state unit photoelectric conversion element corresponding to the It is possible to control the charge accumulation time for incident light in the Clj photoelectric conversion element.

以下、図面を参照して、本発明の構成および動作を1、
T細に説明する。
Hereinafter, with reference to the drawings, the configuration and operation of the present invention will be explained in 1.
I will explain in detail.

はじめに、本発明固体撮像装置感度制御方式に用いるの
に好適な固体撮像素子の一例について述べる。
First, an example of a solid-state imaging device suitable for use in the solid-state imaging device sensitivity control method of the present invention will be described.

Q’r 2図は、非破壊読出しの固体撮像板を構成する
中位素子およびその関連の構成要素を示す回路である。
Figure Q'r 2 is a circuit showing intermediate elements and related components constituting a solid-state image pickup plate for non-destructive readout.

本図中、コンデンサCおよび抵抗Rの並列接続は、例え
ば光導電膜で形成した光電変換部j旋に応じた出力信号
か送出され、増幅器である゛cL界効果トランジスタ(
以下、FETという) TAのゲートに入力される。
In this figure, the parallel connection of a capacitor C and a resistor R is such that an output signal corresponding to the rotation of a photoelectric conversion section formed of a photoconductive film is sent out, and an amplifier, ie, a cL field effect transistor (
(hereinafter referred to as FET) is input to the gate of TA.

なお、光電変換部はPN接合からなるフォトタイオード
等でも形成し得る。
Note that the photoelectric conversion section may also be formed by a photodiode or the like made of a PN junction.

FET TAにより増幅された信号は、走査用トランジ
スタスイッチTyおよびTxを介して、次段の負荷Rし
に供給されると共に出力信号として取りだされる。ここ
で、上述した入射光量に応じてFET TAのゲートに
蓄積された電荷は、出力信号取り出し後も消滅すること
なく非破壊読み出しが実現される。
The signal amplified by the FET TA is supplied to the next stage load R via the scanning transistor switches Ty and Tx, and is taken out as an output signal. Here, the charges accumulated in the gate of the FET TA according to the above-mentioned amount of incident light do not disappear even after the output signal is taken out, and non-destructive readout is realized.

通常の撮像装置では、引続く次のフレームの読み出し時
刻までの間、入射光によって生じる電荷を蓄積して次の
フレームの画像信号として出力するために、上述した出
力信号取り出し直後にリセット用トランジスタ TRに
よりFET TAのゲートに蓄積された電荷をリセッI
・している。したかって、リセット直後から次の読み出
し時までか、引続く次のフレームの画像に対する電4i
f蓄積時間となる。かかる素子の感度制御は、入射光量
を例えは、絞りにより制御して行う。
In a normal imaging device, the reset transistor TR is installed immediately after taking out the above-mentioned output signal in order to accumulate the charge generated by the incident light until the readout time of the next frame and output it as the image signal of the next frame. The charge accumulated on the gate of FET TA is reset by
·are doing. Therefore, the power consumption for the image of the next frame may be
f accumulation time. The sensitivity of such an element is controlled by controlling the amount of incident light using, for example, an aperture.

なお、第21J中、記号Ygv、XswおよびRswは
、それぞれY列選択パルス入力端子、X行選択パル7入
力端子およびリセットパルス入力端子であり、記号Es
は読み出し用電源である。また、第2図中1点線で囲ん
だ部分は1画素範囲を示している。
In the 21st J, symbols Ygv, Xsw and Rsw are respectively the Y column selection pulse input terminal, the X row selection pulse 7 input terminal and the reset pulse input terminal, and the symbol Es
is the read power supply. In addition, the area surrounded by one dotted line in FIG. 2 indicates one pixel range.

153図は、破壊読出しの固体撮像板を構成する中位素
子およびその関連の構成要素を示す回路図である。本図
中、ダイオードDは例えばフォトダイオードなどからな
る光電変換部の等価回路を示し1、=こに入用した光り
の入射光量に応じたii、荷がクイオードの接合容Yな
どに蓄積される。この゛電荷は、第2図示の単位素子と
同様、走査用トランジスタスイッチTyおよびTxが導
通すると、次段の負荷Rしに供給されると共に出力信号
として取りだされる。ここでは、」二連した人力光量に
応してダイオードの接合容l−1などに蓄積された電荷
が直接読み出されるので破壊読み出しとなり、この単位
素子のリセット動作が行われたこととなる。かかる素子
の場合には、素子自体には感度調整機能を有してないの
で、例えば機械的な絞りによって入射光量を制御するこ
とにより、感度制御を行っている。
FIG. 153 is a circuit diagram showing intermediate elements and related components constituting a solid-state imaging plate for destructive readout. In this figure, diode D indicates an equivalent circuit of a photoelectric conversion unit consisting of a photodiode, etc. 1 = ii depending on the amount of incident light applied here, charges are accumulated in the junction capacitance Y of the quadiode etc. . Similar to the unit element shown in the second diagram, when the scanning transistor switches Ty and Tx are turned on, this charge is supplied to the load R at the next stage and taken out as an output signal. Here, since the charge accumulated in the junction capacitance l-1 of the diode is directly read out in response to the amount of continuous manual light, destructive reading is performed, and a reset operation of this unit element is performed. In the case of such an element, since the element itself does not have a sensitivity adjustment function, the sensitivity is controlled by controlling the amount of incident light using, for example, a mechanical aperture.

なお、第3図において第2図示の構成部と同様の作用を
なす部分は同じ記号を付し、詳細な説明は省略する。ま
た、第3図において点線で囲んだ部分は1画素範囲を示
している。
In addition, in FIG. 3, parts that have the same functions as the constituent parts shown in the second diagram are given the same symbols, and detailed explanations will be omitted. Further, in FIG. 3, the area surrounded by a dotted line indicates one pixel range.

次に、第2図または第3図示の固体撮像素子をもちいた
撮像装置に、未発明固体撮像装置感度制御方式を適用し
た一実施例について詳細に説明する。
Next, an embodiment in which the uninvented solid-state imaging device sensitivity control method is applied to an imaging device using the solid-state imaging device shown in FIG. 2 or 3 will be described in detail.

第4図は、本発明固体撮像装置感度制御方式の原理的構
成を示すブロック線図である。本図中、記号8は上述し
た第2図または第3図示の単位素子を複数個2次元配列
した固体撮像板である。そして、通常の撮像装置と同様
、Y走査回路9およびX走査回路IOによりYスイッチ
(固体撮像板8内の各中位素子に含まれる)およびXヌ
イ・ンチ11をそれぞれ++1lIt次切換え、もって
増幅器12を介して市偵方向および水平方向に配列され
た単位素子から出カイr−1号を逐次読み出す。
FIG. 4 is a block diagram showing the basic configuration of the solid-state imaging device sensitivity control method of the present invention. In this figure, the symbol 8 is a solid-state image pickup plate in which a plurality of unit elements shown in FIG. 2 or 3 described above are two-dimensionally arranged. Then, as in a normal image pickup device, the Y switch (included in each intermediate element in the solid-state image pickup plate 8) and the 12, the output r-1 is sequentially read out from the unit elements arranged in the city direction and the horizontal direction.

本発明内体撮像装置感度制御方式では、」二連しf: 
、1lji ’+情の構成の他に、出力信号レベルを検
出することにより入用光量を検知し、この入射光量の多
少に応じて既述の如く各中位素子のリセ・ント時刻をそ
の1′11位素子の信号読み出しとは独立に制御するた
めに、リセット信号制御部13ならひにYリセット回路
14およびXリセット回路15を設けである。続いて、
これらの動作について説明する。
In the internal body imaging device sensitivity control method of the present invention, "double f:
, 1lji' + information, the amount of incident light is detected by detecting the output signal level, and the reset time of each intermediate element is set to 1 depending on the amount of incident light as described above. In order to perform control independently of the signal reading of the 11th element, the reset signal control section 13 is provided with a Y reset circuit 14 and an X reset circuit 15. continue,
These operations will be explained.

’(′S 5 A図に示す特性図では、本発明の制御を
行う前の出力信号を横軸にとり、その出カイ11号によ
って制御されるべき入用光に生じる電荷の蓄積時間を縦
軸に示している。すなわち、入射光1d、に対して制御
111の出力信号のあるレベルを基準にして、その2,
3,4.・・・、32倍の出力(横軸)が得られたとす
ると、それに対応した入射光量があったことになるので
、゛11!、荷蓄積時間を1フィールド時間の1/2.
・・弓/32にそれぞれ制御することにより、第5B】 図に示す入射光敬対制御後の出力信号の関係か得られる
。すなわち、第5B図象翳は横軸が入射光量、縦軸がi
yI御後の出力信号であり、これはある標準の入用光量
までは出力が直線的に変化するものの、それ以上の入射
光量に対しては圧縮された形で出力が得られるような感
度制御を行っていることを示している。
'('S 5 In the characteristic diagram shown in Figure A, the horizontal axis represents the output signal before the control of the present invention is performed, and the vertical axis represents the accumulation time of the charge generated in the input light to be controlled by the output signal No. 11. That is, based on a certain level of the output signal of the control 111 for the incident light 1d,
3,4. ..., if 32 times the output (horizontal axis) is obtained, there is a corresponding amount of incident light, so ゛11! , load accumulation time is 1/2 of one field time.
. . , by controlling each of the angles of 32 and 32, the relationship between the output signals after the control of the incident light pair shown in FIG. 5B can be obtained. In other words, in the diagram 5B, the horizontal axis is the amount of incident light, and the vertical axis is i.
This is the output signal after controlling yI, and this is a sensitivity control in which the output changes linearly up to a certain standard amount of incident light, but output is obtained in a compressed form for higher amounts of incident light. It shows that you are doing the following.

このようにすることによって、非常に強い光に対しても
完全に白つぶれの状態になることはなく、圧縮された情
報をイ!することができる。どの程度圧縮するかはリセ
ット信号制御部13において、入射光量と電荷蓄積時間
の関係、すなわち第5A図および第5B図示の′l″を
いかなる入射光量:の値と対応させ、その傾きをいかに
選択するかによって任意所望の形態にすることが可能で
ある。
By doing this, even when exposed to very strong light, the compressed information will not be completely blown out, and the compressed information will be visible! can do. The degree of compression is determined by the reset signal control unit 13 by determining the relationship between the amount of incident light and the charge accumulation time, that is, by associating 'l'' shown in FIGS. 5A and 5B with the value of the amount of incident light, and selecting the slope thereof. It can be made into any desired form depending on the purpose.

本発明による固体撮像装置感度制御方式には3つの場合
がある。その第1の場合は、全ての単位素子に対して同
一の電荷蓄積時間となるように各単位素子のリセット時
刻を定めることであるにれは、従来の機械的絞りに対応
するもので、画面全体にわたり一様な感度制御となる。
There are three cases in the solid-state imaging device sensitivity control method according to the present invention. In the first case, the reset time of each unit element is determined so that the charge accumulation time is the same for all unit elements, which corresponds to the conventional mechanical aperture. Uniform sensitivity control over the entire area.

第2の場合は、各走査線に対応して1次元配列された各
単位)、了に対して、同一の′1を荷蓄積時間となるよ
うに各中イ)シ素子のりセット時刻を定めることである
In the second case, the set time of each element (a) is determined so that the same '1 is the load accumulation time for each unit arranged one-dimensionally corresponding to each scanning line. That's true.

第3の場合は、各単位素子ごとにそれぞれ別個の゛電荷
蓄積時間となるように各単位素子のりセット11r刻を
定めることである。
In the third case, each unit element time set 11r is determined so that each unit element has a separate charge accumulation time.

以下、各場合の実施例について述へる。Examples for each case will be described below.

;(’t 1の場合は、フィールドまたはフレーム周期
となる各単位素子に対する画像の読み出し周期に、&、
j して、単一の電荷蓄積時間を決定すればよい。
;('t In the case of 1, &,
j to determine the single charge accumulation time.

この場合、各水平走査線を構成する各中位素子を回11
jにリセット時刻ても、その水]・走査線の最初の中(
:(素子と最後の単位素子との電荷蓄積時間差に’、=
I Ii−: してその感度差は11525となり無視
することかできるので、Xリセ、ト回路を省略すること
ができる。また、Yリセット回路もメモリなどを用いて
構成する心霊はなく、水平走査周期のクロックにて駆動
されるシフトレジスタを用いることができる。
In this case, each intermediate element constituting each horizontal scanning line is
Even if the reset time is j, that water]・in the first of the scanning lines (
:(The charge accumulation time difference between the element and the last unit element is ', =
IIi-: The sensitivity difference is 11525 and can be ignored, so the X reset circuit can be omitted. Further, the Y reset circuit does not need to be configured using a memory or the like, and a shift register driven by a clock in the horizontal scanning period can be used.

第6図は上述した第1の場合の実施例を示すブロック線
図であり、各部の波形を第7図に示す。第6図示の実施
例では、固体撮像板8は第2図示の非破壊読み出しの単
位素子にて構成しである。リセット信号制御部13′ 
の具体的構成例は第6図中点線で囲んで示しである。映
像信号の出力レベルに応じてリセットパルスのタイミン
グを制御するにあたり、抵抗R,およびR2ならびにコ
ンデンサcoで構成した積分回路にビデオ信号を入力す
る。これにより共通接続点v1には抵抗R,およびR2
ならびにコンデンサCOで決定される積分回路時定数に
したがって、映像信号電圧の平均値が第7図示の波形文
として生じる。これを比較器VCの一方の入力端子に供
給し、他方の入力端子には比較基準信号となる読み出し
パルスに同期した鋸歯状波波形mを人力する。
FIG. 6 is a block diagram showing an embodiment of the above-mentioned first case, and FIG. 7 shows waveforms of each part. In the embodiment shown in the sixth figure, the solid-state image pickup plate 8 is constituted by the non-destructive readout unit elements shown in the second figure. Reset signal control section 13'
A specific example of the configuration is shown surrounded by a dotted line in FIG. To control the timing of the reset pulse according to the output level of the video signal, the video signal is input to an integrating circuit made up of resistors R and R2 and a capacitor co. As a result, there are resistors R and R2 at the common connection point v1.
According to the integration circuit time constant determined by the capacitor CO, the average value of the video signal voltage is generated as the waveform pattern shown in FIG. This is supplied to one input terminal of the comparator VC, and the other input terminal is supplied with a sawtooth waveform m synchronized with the read pulse serving as a comparison reference signal.

この結果、比較器VCの出力は、波形nに示す如く、 
vlの電圧の違いが読み出しパルスからの時間遅れに変
換され、 Ll、t2.t3のように現われる。この波
形nを用いてリセットパルスを発生さ仕る。したがって
、フィールドまたはフレーム周期の読み出しパルスに対
して、リセットパルスは7t′57図示のようになる。
As a result, the output of the comparator VC is as shown in waveform n.
The voltage difference in vl is converted into a time delay from the read pulse, Ll, t2 . It appears like t3. This waveform n is used to generate a reset pulse. Therefore, for a field or frame period read pulse, the reset pulse is as shown at 7t'57.

また、 Tl +T2 、T3はそれぞれ電荷蓄積時間
を示す。この場合、波形】1をそのまま用いて、読み出
し直後から上述した所定の期間だけ連続してリセットす
ることにより、強い光に夕4するブルーミングやスメア
を減少させ、若しくは取り除くことができる。
Moreover, Tl +T2 and T3 each indicate charge accumulation time. In this case, by using the waveform 1 as is and resetting it continuously for the above-mentioned predetermined period immediately after reading, it is possible to reduce or eliminate blooming and smear caused by strong light.

次に、第1の場合における他の実施例についてiδNべ
る。第8A図はその全体構成を示すブロック線図、第8
B図および第8C図はそれぞれフィールドごとに゛電荷
蓄積時間を決定する場合およびフレームことにiし荷蓄
精時間を決定する場合のリセット信号制御部13″を示
す構成例、第8D図はリセット信tツ制御部13′ を
構成するりセット信号発生器16のJj一体的構成例を
それぞれ示すものである。
Next, let us consider other examples of the first case. Figure 8A is a block diagram showing its overall configuration;
Figures B and 8C show configuration examples of the reset signal control unit 13 for determining the charge accumulation time for each field and for determining the charge accumulation time for each frame, respectively. 2A and 2B each show an example of an integrated configuration of the reset signal generator 16 constituting the communication control section 13'.

また、これらの場合、各部の動作信号波形につきフィー
ルドごとに電荷蓄積時間を決定する場合を第9図に、フ
レームごとに電荷蓄積時間を決定する場合を第1O図に
それぞれ示す。この場合、あるフィールドまたはフレー
ムでゼ)られた出力信号を1フィールド期間または1フ
レ一ム期間だけ積分し、その値がある設定レベル以下で
ある場合には、読み出し直後にリセットを行うようなリ
セットパルスを発生させる。また、1フィールド期間ま
たはlフレーム期間の積分イ16が1没定レヘル以−]
−になった場合には、その設定レベルを越えた都に応じ
てリセットパルスの発生時間を変化させ、もって入射光
による電荷の蓄積時間を短くする。
Further, in these cases, FIG. 9 shows a case where the charge accumulation time is determined for each field with respect to the operation signal waveform of each part, and FIG. 1O shows a case where the charge accumulation time is determined for each frame. In this case, the output signal output in a certain field or frame is integrated over one field period or one frame period, and if the value is below a certain set level, a reset is performed immediately after reading. Generate a pulse. Also, the integral I16 of one field period or l frame period is more than one indeterminate level.]
-, the generation time of the reset pulse is changed depending on the level exceeding the set level, thereby shortening the time for accumulating charges due to the incident light.

すなわち、第9圓および第10図において、フィールド
周波数またはフレーム周波数の垂直読み出しパルスに対
し、それぞれ読み出し直後にリセットする場合のりセッ
トパルスのタイミングは波形1、蓄積時間を短くした場
合のリセットパルスのタイミングは波形2、蓄積時間を
xsi < して連続したリセットをかける場合のリセ
ットパルス波形は3にそれぞれ示すようになる。
That is, in FIGS. 9 and 10, for vertical read pulses of field frequency or frame frequency, the timing of the reset pulse is waveform 1 when resetting immediately after reading, and the timing of the reset pulse is waveform 1 when the accumulation time is shortened. is shown in waveform 2, and the reset pulse waveform when continuous reset is applied with the accumulation time xsi < is shown in waveform 3.

また、フィールドごとにリセットタイミングを決ノJ!
する場合は、4フイールドで読み出しおよびリセットが
完結するので、リセット信号制御部13″は第8B図示
のようにリセット信4発生器16を4つ並列接続し、A
、B、C端子にはそれぞれ1フィールド蒔間差を有する
波形a、b、cの同一波形1、;号を印加し、これらリ
セット信号発生器16を順次隨・り返して用いることと
する。さらに、フレームごとにリセットタイミングを決
定する場合は、2フレームで読み出しおよびリセットが
完結するので、リセット信号制御部13″は第80図示
のようにリセット発生器16を2つ並列接続し、A、B
、C:端r・にはそれぞれlフレーム時間差を有する波
形a、b、cの同一波形信号を印加し、これらリセット
信号発生器16を交互に使うこととする。
Also, determine the reset timing for each field!
In this case, since reading and resetting are completed in 4 fields, the reset signal control section 13'' connects four reset signal 4 generators 16 in parallel as shown in Figure 8B, and
, B, and C terminals, respectively, are applied with the same waveforms 1 and 1 of waveforms a, b, and c having a one-field difference, respectively, and these reset signal generators 16 are sequentially used. Furthermore, when determining the reset timing for each frame, reading and resetting are completed in two frames, so the reset signal control section 13'' connects two reset generators 16 in parallel as shown in FIG. B
, C: The same waveform signals of waveforms a, b, and c having a time difference of l frame are applied to the terminals r, respectively, and these reset signal generators 16 are used alternately.

この場合のリセット信号発生器16の動作について1ホ
ベる。
Let's take a look at the operation of the reset signal generator 16 in this case.

第8D図において、先ず第9図または第10図の波形a
に示すビデオクリアパルスを端子Aに印加し、トランジ
スタ Qlを導通して垂直読み出しパルスと同時にコン
デンサ6、を放電状態とする。
In FIG. 8D, first, the waveform a of FIG. 9 or 10 is
A video clear pulse shown in FIG. 1 is applied to terminal A, transistor Ql is made conductive, and capacitor 6 is discharged at the same time as the vertical read pulse.

次に、第9図または第101図の波形すに示すパルスを
端子Bに印加し、スイッチンクトランシスタQ3を導通
し、■フィールドまたは1フレ一ム間の映像信号を抵抗
R1を介し、てコンデンサc1に蓄積し、これを電圧比
較器VCの一方の入力端イーに供給する。E点における
′IE圧変化は波形eに示すようになる。
Next, a pulse shown in the waveform of FIG. 9 or FIG. It is stored in the capacitor c1 and is supplied to one input terminal E of the voltage comparator VC. The 'IE pressure change at point E is as shown in waveform e.

次に、第9図または第10図に示す波形Cのパルスを端
子Cに印加してトランジスタ 02をいったん導通し、
コンデンサC2を放電させ、しがるのち抵抗R2を介し
て端子りに接続された直流゛電圧から電荷をコンデンサ
C2に蓄積し、これを比+2基準信号として電圧比較器
VCの他方の入力端子に供給する。F点における電圧変
化は波形fに示すようになる。このようにして、コンデ
ンサC1およびC2の両端の電圧を比較し、コンデンサ
fシ2の端子電圧vC2がコンデンサCIの端子゛電圧
Vclより大きくなったとき、たとえは波形2のリセッ
トパルスを発生するか、あるいは波形3またはgに示す
ようにリセットパルスをオフにする。
Next, a pulse having a waveform C shown in FIG. 9 or 10 is applied to the terminal C to once turn on the transistor 02.
After discharging the capacitor C2, charge is accumulated in the capacitor C2 from the DC voltage connected to the terminal via the resistor R2, and this is applied as a ratio +2 reference signal to the other input terminal of the voltage comparator VC. supply The voltage change at point F is as shown in waveform f. In this way, the voltages across capacitors C1 and C2 are compared, and when the terminal voltage vC2 of capacitor f2 becomes larger than the terminal voltage Vcl of capacitor CI, a reset pulse of waveform 2 is generated. , or turn off the reset pulse as shown in waveform 3 or g.

これにより−1映像信号出力が大きいときはコンデンサ
C1の端子電圧Vc1 も大きい値となるのでリセット
時刻も遅くなり、従って電荷蓄積時間が1υくなる。逆
に、映像信号出力が小さいときは、コンデンサ0皿の端
子’![!: fE Vc 、も小さな値となって映像
読み出し後すぐにリセットするようになる。かくして、
゛電荷蓄積時間を長くすることができる。
As a result, when the -1 video signal output is large, the terminal voltage Vc1 of the capacitor C1 also takes a large value, so the reset time is delayed, and therefore the charge storage time becomes 1υ. Conversely, when the video signal output is small, the terminal of the capacitor 0 plate'! [! : fE Vc also becomes a small value and is reset immediately after reading out the video. Thus,
``The charge accumulation time can be increased.

次に、上述した第2の場合、すなわち、各走査線ごとに
電荷蓄積時間を決定する場合について述へる。イシ11
図はこの場合の全体構成例を、第12図は各j■の動作
波形を示す。すなわち、各走査線ごとに゛電荷蓄積時間
を決定するために、リセット信じ制御部13 には各走
査線ことにリセット信号発生器16を複数個設ける。こ
の場合も、各走査線を4、リー成する各中位ふ子を同時
にリセットするためにXリセンI・回路は不要となる。
Next, the second case described above, ie, the case where the charge accumulation time is determined for each scanning line, will be described. Ishi 11
The figure shows an example of the overall configuration in this case, and FIG. 12 shows the operating waveforms of each j■. That is, in order to determine the charge accumulation time for each scanning line, the reset belief control section 13 is provided with a plurality of reset signal generators 16 for each scanning line. In this case as well, the X-resen I circuit is not required because each of the four middle gates forming each scanning line is reset at the same time.

Yリセット回路としては、各走査線ごとにスイッチを設
ければよい。
As the Y reset circuit, a switch may be provided for each scanning line.

固体撮像板8として第2図示の栄位素子をもって構成し
た例につき、以下説明する。この場合、l水平走査期間
における映像信号の平均値に基づき、その走査線を構成
する各単位素子のリセ・ントタイミングを決定するもの
である。リセ・ント信号発生器18の具体的構成例は第
8D図と同様にすればよい。その動作は既述の第8八図
ないし第80図示の場合とほぼ同様となるが、読み出し
周期が水平走査周期となる点のみ異っている。また、各
リセ・ント信号発生器16の各端子A、B、Cにはそれ
ぞれ1水平走査期間づつずれたタイミングで同様の波形
を印加するものとする。
An example in which the solid-state image pickup plate 8 is configured using the honor element shown in the second figure will be described below. In this case, the reset timing of each unit element constituting the scanning line is determined based on the average value of the video signal during one horizontal scanning period. A specific example of the configuration of the reset signal generator 18 may be similar to that shown in FIG. 8D. The operation is almost the same as that shown in FIGS. 88 to 80 described above, but the only difference is that the read period is the horizontal scanning period. Further, it is assumed that similar waveforms are applied to each terminal A, B, and C of each reset signal generator 16 at timings shifted by one horizontal scanning period.

第8D図に具体的構成を示すリセット信号発生器16に
おいて、先ず第12図の波形aに示すビデオクリアパル
スを端子Aに印加し、トランジスタ Q+を導通にして
読み出しパルス(すなわち、ち該水平走査線の水平同期
パルスに同期したX線読み出しパルス)の発生直前にコ
ンデンサC1を放電状態とする。次に第12図の波形す
に示すパルスを端子Bに印加してスイッチングトランジ
スタQ3を導通にし、1走査期間の映像信号を抵抗R1
を介1、てコンデンサC1に蓄積し、これを電圧比較器
VCの一力の入力端子に供給する。E点における電圧変
化は波形eに示すようになる。
In the reset signal generator 16 whose specific configuration is shown in FIG. 8D, first, a video clear pulse shown in waveform a in FIG. Immediately before the generation of an X-ray readout pulse (X-ray readout pulse synchronized with the horizontal synchronization pulse of the line), the capacitor C1 is brought into a discharge state. Next, a pulse shown in the waveform of FIG.
1 and is stored in the capacitor C1, and is supplied to one input terminal of the voltage comparator VC. The voltage change at point E is as shown in waveform e.

次に、第12図の波形Cのパルスを端子Cに印加してト
ランジスタQ2をいったん導通し、コンデンサC2を放
電させ、しかるのち抵抗R2を介して端子りに接続され
た直流電源から電荷をコイデンサC2に蓄積し、これを
比較基準信号として電圧比較器VCの他方の入力端子に
供給する。F点における電圧変化は波形fに示すように
なる。
Next, a pulse with waveform C in FIG. C2 and supplies it to the other input terminal of the voltage comparator VC as a comparison reference signal. The voltage change at point F is as shown in waveform f.

これにより、コンデンサCIおよびC2の両端の゛電圧
を比較し、コンデンサC2の端子電圧Vc2がコンデン
サC1の端子電圧Vcl より大きくなったとき、波形
gに示すタイミングでリセットパルスを発生させればよ
い。なお、波形gは読み出し直後から連続してリセット
をかける場合に好適な波形を乃\しており、波形りは第
11図示のYリセット回路14’ におけるJ端子に適
切な11圧を印加しておいた場合にYリセット回路14
’ の出力側から111・られる波形を示している。
Thereby, the voltages across the capacitors CI and C2 are compared, and when the terminal voltage Vc2 of the capacitor C2 becomes larger than the terminal voltage Vcl of the capacitor C1, a reset pulse can be generated at the timing shown in the waveform g. Note that the waveform g is a suitable waveform when resetting is applied continuously immediately after reading, and the waveform is obtained by applying an appropriate voltage of 11 to the J terminal in the Y reset circuit 14' shown in Fig. 11. Y reset circuit 14
' shows the waveform generated from the output side of 111.

次に、上述した第3の場合(すなわち、各栄位素子ごと
にそれぞれ別個に電荷蓄積時間を決定する場合)につい
て述べる。
Next, the third case described above (that is, the case where the charge accumulation time is determined separately for each priority element) will be described.

第13図は、この場合の全体構成例を示す。固体撮像板
8は第2図示の栄位素子をもって構成し、第13図にお
いては垂直方向に番目、水平方向文番目の単位素子18
−klのみを示しである。
FIG. 13 shows an example of the overall configuration in this case. The solid-state image pickup plate 8 is composed of the unit elements 18 shown in the second figure, and in FIG.
-kl only is shown.

また、この場合における単位素子の具体的構成例の詳細
を第14図に示す。ここでは第2図に示した単位素子の
構成要素の他に、単位素子ごとにリセットするために、
行方向および列方向それぞれにリセット用トランジスタ
 T、およびTへを有する。
Further, details of a specific example of the configuration of the unit element in this case are shown in FIG. 14. Here, in addition to the constituent elements of the unit element shown in Fig. 2, in order to reset each unit element,
It has reset transistors T and T in the row and column directions, respectively.

この場合、すなわち、各単位素子ごとに電荷蓄積時間を
決定するリセット信号制御部13”’の具体的構成例を
第15図に示す。第15図示のリセット信号制御部13
”″は固体撮像板8を構成する各単位素子に対応して第
8D図に具体構成例を示すmφn個のリセット信号発生
器16−11.18−12.−= 、16−nmをもっ
て構成し、さらにこれらリセット信号発生器を走査する
ためのリセット信号制御部用X走査回路19およびリセ
ット信号制御部用Y走査回路20をイJする。リセット
信号制御部用X走査回路18およυリセット信号制御部
用Y走査回路20は、それぞれ各単位)。子の数に対応
した段数のシフトレジスタおよび各単位素子の数に2を
加えた段数のシフトレジスタで構成する。この場合にお
ける各部の動作波形を+516図に示す。続いて、この
場合の動作についてのべる。
In this case, that is, a specific configuration example of the reset signal control section 13"' that determines the charge accumulation time for each unit element is shown in FIG. 15.The reset signal control section 13 shown in FIG.
"" indicates mφn reset signal generators 16-11, 18-12, 16-11, 18-12, . -=, 16-nm, and further includes an X scanning circuit 19 for a reset signal control section and a Y scanning circuit 20 for a reset signal control section for scanning these reset signal generators. The X scanning circuit 18 for the reset signal control section and the Y scanning circuit 20 for the υ reset signal control section are each a unit). It is composed of a shift register with a number of stages corresponding to the number of children and a shift register with a number of stages equal to the number of unit elements plus 2. The operating waveforms of each part in this case are shown in Figure 516. Next, we will discuss the operation in this case.

以下の説明では、固体撮像板8の受光面に2次元に配列
された単位素子のうち、垂直方向に番14、水平方向交
番目の単位素子18−に文の読み出し時刻をT(k 、
文)と表記する。ただし、父=0の場合すなわちT(k
、O)は、第に行における第1番目の中位ふ子の読み出
し以前で少なくとも1画素読み出し期間以上前の水平ブ
ランキング内の時刻を示す。
In the following explanation, among the unit elements arranged two-dimensionally on the light-receiving surface of the solid-state image pickup plate 8, the reading time of a sentence is set to T(k,
(sentence). However, if father = 0, that is, T(k
, O) indicates a time during horizontal blanking that is at least one pixel readout period or more before the readout of the first intermediate foot in the first row.

いま、垂直方向に番目、水平方向文番目の単位、+ヒI
’ +8−に文に着目する。この単位素子に対応するり
セント信号発生器を16−に文とする。上述した表記法
によれば、時刻T(k、0)で第に行目の水平走査線に
対応する各単位素子が選択され、時刻T(k、l)で第
に行目の水平走査線に対応する各単位素子のうちの第1
番目の単位素子が読み出され、以下同様にして、時刻T
(k、文)で第に行目の水平走査線に対応する各単位素
子のうちの第立番目の単位素子が読み出される。
Now, vertically the th unit, horizontally the sentence th unit, +hi I
' Focus on the sentence +8-. The cent signal generator corresponding to this unit element is denoted by 16-. According to the notation described above, each unit element corresponding to the horizontal scanning line in the first row is selected at time T (k, 0), and the unit element corresponding to the horizontal scanning line in the second row is selected at time T (k, l). The first of each unit element corresponding to
The unit element is read out, and in the same manner, the time T
At (k, sentence), the vertical unit element of each unit element corresponding to the horizontal scanning line of the th row is read out.

これに先立つ時刻T(k−1,0)において第に行]」
の各リセット信号発生器1B−kl、18−に2.・−
・、+6−kmに含まれる各A端子Ak+ + Ak2
 、−、 Akmに第16図示波形aの電圧を印加し、
第に行目の各リセット信号発生器1B−kl、1t3−
に2.・・・、1B−kmの各コンデンサC0を一斉に
リセットする。リセット信号制御部13’″′のリセッ
ト信号制御部用X走査回路19は、信号読み出し用のX
走査回路10と全く同期して動作しているので、次の水
平走査期間に読み出された信号は、第16図示の電圧波
形Vを第15図示のリセット信号制御部用Y走査回路2
0の出力端子YRkを介してトランジスタTV、のゲー
トに印加し、TvKを導通して、時刻T(k、1)、T
(k、2) 、・、T(k。
line at the time T(k-1,0) preceding this]
2 to each reset signal generator 1B-kl, 18-.・−
・, each A terminal included in +6-km Ak+ + Ak2
, -, applying the voltage of waveform a shown in the 16th diagram to Akm,
Each reset signal generator 1B-kl, 1t3- in the th row
2. ..., all capacitors C0 of 1B-km are reset all at once. The reset signal control section X scanning circuit 19 of the reset signal control section 13''''
Since it operates in complete synchronization with the scanning circuit 10, the signal read out in the next horizontal scanning period has the voltage waveform V shown in FIG. 16 and the voltage waveform V shown in FIG.
0 to the gate of the transistor TV through the output terminal YRk, TvK is made conductive, and the times T(k, 1) and T
(k, 2) , ·, T(k.

文)、・・・、T(k、m)において各々対応するリセ
ット信号発生器1B−kl、=・、 16−11.−、
ILkm(7)各コンデンサC1を充電する。そして、
コンデンサCIは次のリセット信号が入来するまでその
端子電圧Vcl を保持し続ける。
), . . . , T(k, m), respectively corresponding reset signal generators 1B-kl, = ., 16-11. -,
ILkm (7) Charge each capacitor C1. and,
Capacitor CI continues to hold its terminal voltage Vcl until the next reset signal is received.

次に、時刻T(k+1.0)では第に行目の各リセット
(+j号全発生器1B−kl、−、18−ki 、 −
,113−kmの各C端、I’l;に+ 、 ・” 、
 (kl 、 ”・、 Ckm ニ第18図示c7) 
Tt 圧波形Cを印加し、各コンデンサc2を一斉にリ
セットする。したがって、これと同時に、コンデンサ1
〕1の端子電圧Vcl と、コンデンサc2の端子電圧
Vc7 との比較出力である各リセット信号発生器16
−kl、−、16−ku 、 −、+13−kmの各出
力は第18図示の波形gに/1りすようにオンとなる。
Next, at time T (k+1.0), each reset of the th row (+j all generators 1B-kl, -, 18-ki, -
, 113-km at each C end, I'l; + , ・'',
(kl, ”・, Ckm d 18th illustration c7)
Tt Pressure waveform C is applied to reset each capacitor c2 all at once. Therefore, at the same time, capacitor 1
] Each reset signal generator 16 is a comparison output between the terminal voltage Vcl of the capacitor c2 and the terminal voltage Vc7 of the capacitor c2.
The respective outputs -kl, -, 16-ku, -, and +13-km are turned on so as to be equal to/1 of the waveform g shown in FIG.

次に、波形Cに示すように、J二連したリセット動作か
終γすると共に各コンデンサc2は端子りからの所定の
直流′電圧によって、例えば第16図示の波形Vc2に
ン1\すように一斉に充電される。ここで、波形Vc7
は比較基準信号である。したがってに述したと同様、比
較出力は波形gに示す用にVcl> Vc2の間オン状
態を維持する。この時、リセット信号制御部用X走査回
路の各出力端子に接続された各リセット用X線XR,、
・・・、 XR文、・・・。
Next, as shown in waveform C, the two consecutive reset operations γ are completed, and each capacitor c2 is turned on by a predetermined DC' voltage from the terminal, for example, as shown in waveform Vc2 shown in FIG. 16. They are charged all at once. Here, waveform Vc7
is the comparison reference signal. Therefore, as described above, the comparison output remains on as long as Vcl>Vc2 as shown in waveform g. At this time, each reset X-ray XR connected to each output terminal of the X scanning circuit for the reset signal control section,
..., XR sentence, ...

XRmには、それぞれのタイミングで読み出しパルスと
同期したパルスが入来しているので、第15図示の各ト
ランジスタ Tcがオン状態の期間だけリセット用Y線
Yl、・・・、Yk、・・・、Ynに、たとえば第18
図示波形rに示すパルスが伝達される。
Since pulses synchronized with the read pulses are input to XRm at respective timings, the reset Y lines Yl, . . . , Yk, . , Yn, for example the 18th
A pulse shown in the illustrated waveform r is transmitted.

一方、リセット用X線XR1,−、XRu 、 −、X
Rmにはそれぞれの時刻において周期的に読み出しパル
スと同期したパルス波形Xが印加されているので、リセ
ット用X線およびリセット用Y線の両方のパルスが一致
した単位素子のリセット用トランジスタTRy 、 T
Rxが同時にオンとなり、この単位素子がリセットされ
る。
On the other hand, reset X-rays XR1, -, XRu, -,
Since the pulse waveform X synchronized with the readout pulse is applied to Rm periodically at each time, the reset transistors TRy and T of the unit element where the pulses of both the reset X-ray and the reset Y-line coincide.
Rx is turned on at the same time, and this unit element is reset.

もし、各単位素子と各リセット信号発生器とを直接に結
合しうる場合は、第15図示のリセット信号制御部の各
リセット信号制御部用X走査回路19およびリセット信
号制御部用Y走査回路2oを廃し、さらに、各単位素子
内のリセット用トランジスタTRY およびTRxを廃
して第15図示のトランノスタ Tcのみをもって置換
可能となり、構成をi+’:i易化することができる。
If each unit element and each reset signal generator can be directly coupled, each reset signal control section X scanning circuit 19 and reset signal control section Y scanning circuit 2o of the reset signal control section shown in FIG. Furthermore, the reset transistors TRY and TRx in each unit element can be eliminated and replaced with only the transnoster Tc shown in FIG. 15, and the configuration can be simplified to i+':i.

以)−各々の場合について、固体撮像板8を第2図示の
中位素子を用いて構成した例につき説明したが、これら
いずれの場合も固体撮像板8を第3図>1−<のQi位
素子を用いて構成することもできる。たたし、この場合
、各単位素子をリセ・ン卜することはそのr社位素子を
読み出すことと等価になるので、リセントはブランキン
グ期間内で行う必要がある。
In each case, an example in which the solid-state image pickup plate 8 is configured using the intermediate element shown in FIG. It can also be configured using a power element. However, in this case, resetting each unit element is equivalent to reading out its r-position element, so resetting must be performed within the blanking period.

)二連した第2の場合において、リセット信号のタイミ
ングにつき、その動作波形を示す第12図を、$ 11
1j、 シて説明する。この場合、第11図示のYリセ
ット回路のJ端子にf312図示の波形j′、すなわち
水平ブランキング期間内の水平同期信号よりWい幅で、
水平走査周期の繰返しパルスを印加する。このパルスを
第12図示の波gによって抜き出し、波形h′ のよう
な水平ブランキング期間内のりセント信号を得る。
) In the second consecutive case, the timing of the reset signal is shown in Fig. 12, which shows its operating waveform, at $ 11
1j, I will explain. In this case, the waveform j' shown in f312 is applied to the J terminal of the Y reset circuit shown in FIG.
A repetitive pulse with a horizontal scanning period is applied. This pulse is extracted by wave g shown in FIG. 12 to obtain a positive signal within the horizontal blanking period as shown in waveform h'.

本発明固体撮像装置感度制御方式によれは以下の通り種
々の効果利点か得られる。
The solid-state imaging device sensitivity control method of the present invention provides various effects and advantages as follows.

1 本発明によれば、感度を1〜3.HX 105倍(
実用上〜103)と大幅に変えることかできる。よって
機械絞りはほとんど不要となり、また機械絞りを設ける
としても非常に簡単なもの、すなわち、手動の絞りを補
助手段として、設ければよい。従って従来のものより重
♀が軽くてき、構成も簡単となる。
1 According to the present invention, the sensitivity is 1 to 3. HX 105x (
In practical terms, it can be changed significantly from ~103). Therefore, a mechanical diaphragm is almost unnecessary, and even if a mechanical diaphragm is provided, it is only necessary to provide a very simple one, that is, a manual diaphragm as an auxiliary means. Therefore, it is lighter in weight than the conventional one and has a simpler configuration.

2 全電子式系なので応答がきわめて速い。2 Since it is an all-electronic system, the response is extremely fast.

3 従来必須の構成条件であった機械系がないので機械
系の故障がなくなる。
3. Since there is no mechanical system, which was an essential configuration condition in the past, failures in the mechanical system are eliminated.

4 画面の一部分についての感度を変えることができる
ので、輝点なとも適度な映像レベルにすることができ、
きわめて広いグイナミンクレンジ(〜103倍)を得る
ことができる。
4 You can change the sensitivity of a part of the screen, so you can adjust the image level to a suitable level even for bright spots.
A very wide guinamine range (~103 times) can be obtained.

5 本発明固体撮像装置感度制御方式により電荷蓄積時
間を短くすることができるので、動きのあるものに対す
る解像度すなわち動解像度を改善することができる。
5 Since the charge accumulation time can be shortened by the solid-state imaging device sensitivity control method of the present invention, the resolution for moving objects, that is, the dynamic resolution can be improved.

また、逆にリセット周期を通常動作時よりも長くするこ
とにより、極めて暗い被写体もS/Nよく撮像すること
ができる。
Conversely, by making the reset period longer than during normal operation, even extremely dark objects can be imaged with a good S/N ratio.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は従来の撮像装置の光量制御系のブロック線図、
第2図および第3図は本発明固体撮像装置感度制御力式
に用いるのに好適な固体撮像素子の−・例を示す回路図
、第4図は本発明固体撮像装H,r“ノ感度制御方式の
原理的構成を示すブロック線図、第5A図および第5B
図はそれぞれ感度制御の態様を説明するための線図、第
6図は本発明固体撮像装置感度制御方式の実施例を示す
ブロック線図、;(’i7図は第6図示の構成における
各部の動作波形図、第8八図ないし第8D図はそれぞれ
本発明9,1体撮像装置1q感度制fill方式の他の
実施例を説明する図、第9図はリセット信号制御jl1
部を第8B図とした場合の各部の動作波形図、第10図
はりセット信号制iJ1部をω86図とした場合の各部
の動作波形図、第+INは本発明固体撮像装;〆I感度
制御方式のさらに他の実施例を示すブロック線図、第1
2図は第11閃の構成における各部の動作波形図、第1
3図は本発明固体撮像装置感度制御方式のさらに他の実
施例を示すプロ・ンク線図、第14図は第13図の構成
における固体撮像板を構成する単位素子の例を示す回路
図、第15図は第13図の構成におけるリセット信号制
御部の具体的構成例を示すブロック線図、第16図は第
13図の構成における各部の動作波形図である。 ■・・・レンズ系、 2・・・光電変換素子、 3・・・増幅器、 4・・・出力端子、 5・・・絞り制御回路、 6・・・絞り駆動系、 7・・・絞り、 8・・・固体撮像板、 9・・・Y走査回路、 10・・・X走査回路、 11・・・Xスイッチ、 +2・・・増幅器、 13.13′ 、13″ 。 13′″、 +3””・・・リセッI・信号制御部、1
4・・・Yリセット回路、 15・・・Xリセット回路、 113j8−1]、−−−,1B−nm−−−リセット
信号発生器、 18−に文・・・巾位桑子、 19・・・リセット信号制御部用X走査回路、20・・
・リセット信号制御部用Y走査回路。 +4、.1出願人 日本放送協会 七二〉 ( へ O) 派 派  447− 派 昧 −448−
Figure 1 is a block diagram of a light amount control system of a conventional imaging device.
2 and 3 are circuit diagrams showing an example of a solid-state imaging device suitable for use in the sensitivity control force type of the solid-state imaging device of the present invention, and FIG. 4 is a circuit diagram showing the sensitivity of the solid-state imaging device of the present invention. Block diagram showing the principle configuration of the control method, Figures 5A and 5B
Each figure is a diagram for explaining the mode of sensitivity control, and FIG. 6 is a block diagram showing an embodiment of the sensitivity control method of the solid-state imaging device of the present invention. The operation waveform diagrams, FIG. 88 to FIG. 8D, are diagrams explaining other embodiments of the present invention 9 and the sensitivity control fill method of the one-body imaging device 1q, respectively, and FIG. 9 is a diagram illustrating the reset signal control jl1.
Fig. 10 is an operating waveform diagram of each part when the beam set signal control iJ1 section is set to ω86 diagram, +IN is the solid-state imaging device of the present invention; 〆I sensitivity control Block diagram showing still another embodiment of the method, first
Figure 2 is an operation waveform diagram of each part in the configuration of the 11th flash,
3 is a Pronk diagram showing still another embodiment of the solid-state imaging device sensitivity control method of the present invention, FIG. 14 is a circuit diagram showing an example of unit elements constituting the solid-state imaging plate in the configuration of FIG. 13, FIG. 15 is a block diagram showing a specific example of the configuration of the reset signal control section in the configuration of FIG. 13, and FIG. 16 is an operation waveform diagram of each part in the configuration of FIG. 13. ■... Lens system, 2... Photoelectric conversion element, 3... Amplifier, 4... Output terminal, 5... Aperture control circuit, 6... Aperture drive system, 7... Aperture, 8... Solid-state image pickup plate, 9... Y scanning circuit, 10... X scanning circuit, 11... X switch, +2... Amplifier, 13.13', 13''. 13''', +3 ""...Reset I/signal control section, 1
4... Y reset circuit, 15...・X scanning circuit for reset signal control section, 20...
- Y scanning circuit for reset signal control section. +4,. 1 Applicant Japan Broadcasting Corporation 72〉 (to O) 447- 448-

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1)画素に対応する固体の単位光電変換素子を枚数配り
1jし、所定周期で走査して撮像出力値シ1を得る固体
撮像装置において、11(j記撮像出カイ、4号を蓄積
し、該蓄積された信号量に応じて前記固体の単位光電変
換素子における入射光に対する電荷蓄積時間を制御し得
るようにしたことを特徴とする固体撮像装置感度制御力
式。 2、特許請求の範囲第1項記載の感度制御方式において
、前記電荷蓄積時間を前記撮像出力信号の各画面ごとに
一定のイ+〆1となるようにしたことを#h徴とする固
体撮像装置感度制御方式。 3)特許請求の範囲第2項記載の感度制御方式において
、11j記撮像出力信号を所定の時定数を有する積分回
路に供給して検出した+iif記撮像出力信号の平均振
幅と前記単位光′「L変換素子の読み出し周期でかつ該
読み出しタイミングと位相同期した基準信号の振幅とを
比較して得た比較結果に基づいて前記電荷蓄積114j
ltllを定めたことを特徴とする固体撮像装N感度制
御方式。 4)特許請求の範囲第2項記載の感度制御方式において
、前記撮像出力信号を、その垂直走査期間蓄積した出力
振幅と前記単位光電変換集子の読み出し周期でかつ該読
み出しタイミングと位相同期した基準信号の振幅とを比
較して得た比較結果に基づいて前記電荷蓄積時間を定め
たことを特徴とする固体撮像装置〆1感度制御方式。 5)特許請求の範囲第1項記載の感度制御力式において
、前記電荷蓄積時間を前記撮像出力信号の水平走査ごと
に一定の値となるようにしたことを#徴とする固体撮像
装置感度制御方式。 6)特許請求の範囲第5項記載の感度制御方式において
、前記撮像出力信号をその水平走査期間蓄積した出力振
幅と前記単位光電変換素子の読み出し周期でかつ該読み
出しタイミングとイ、7相同期した基準信号の振幅とを
比較して得た比較結果に基ついて前記電荷蓄積時間を定
めたことを特徴とする固体撮像装置感度制御方式。 7)特許請求の範囲第1項記載の感度制御方式において
、前記電荷蓄積時間を前記単位光電変換素子ごと別個に
定め得るようにしたことを特徴とする固体撮像装置感度
制御方式。 8)特許請求の範囲第7項記載の感度制御方式において
、前記撮像出力信号を前記単位光電変Jff! J−f
ごとに蓄積した出力振幅と前記単位光′屯変換素子の読
み出し周期飄でかつ該読み蓄積時間を定めたことを特徴
とする固体撮像装置感度制御方式。
[Scope of Claims] 1) In a solid-state imaging device in which a number of solid-state unit photoelectric conversion elements corresponding to pixels are distributed 1j and scanned at a predetermined period to obtain an imaging output value 1, A solid-state imaging device sensitivity control force formula, characterized in that the charge accumulation time for incident light in the solid-state unit photoelectric conversion element can be controlled according to the accumulated signal amount. , a solid-state imaging device in which the sensitivity control method according to claim 1 is characterized in that the charge accumulation time is set to a constant value of 1+1 for each screen of the imaging output signal. Sensitivity control method. 3) In the sensitivity control method according to claim 2, the average amplitude of the +iif imaging output signal detected by supplying the 11j imaging output signal to an integrating circuit having a predetermined time constant and the The charge accumulation 114j is performed based on a comparison result obtained by comparing the amplitude of a reference signal that is in phase synchronization with the readout timing of the unit light 'L conversion element and in the readout period of the L conversion element.
A solid-state imaging device N sensitivity control method characterized in that ltll is determined. 4) In the sensitivity control method according to claim 2, the imaging output signal is set to a reference that is synchronized in phase with the output amplitude accumulated during the vertical scanning period and the readout period of the unit photoelectric conversion concentrator and with the readout timing. 1. A sensitivity control method for a solid-state imaging device, characterized in that the charge accumulation time is determined based on a comparison result obtained by comparing the amplitude of a signal. 5) In the sensitivity control force formula according to claim 1, the solid-state imaging device sensitivity control is characterized in that the charge accumulation time is set to a constant value for each horizontal scan of the imaging output signal. method. 6) In the sensitivity control method according to claim 5, the imaging output signal is synchronized with the output amplitude accumulated during the horizontal scanning period and the readout cycle of the unit photoelectric conversion element, and with the readout timing in 7 phases. A solid-state imaging device sensitivity control method, characterized in that the charge accumulation time is determined based on a comparison result obtained by comparing the amplitude of a reference signal. 7) A sensitivity control method for a solid-state imaging device according to claim 1, wherein the charge accumulation time can be determined separately for each unit photoelectric conversion element. 8) In the sensitivity control method according to claim 7, the imaging output signal is converted to the unit photoelectric transformer Jff! J-f
1. A solid-state imaging device sensitivity control method, characterized in that the readout period of the unit light weight conversion element is determined by the output amplitude accumulated at each time, and the readout accumulation time is determined.
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