CN101005559A - 固体摄像器件 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种对于强光入射时图像变黑的问题能够在确保偏差容限的状态下可靠地判断变黑现象的固体摄像器件。一种输出对应于受光量的亮度信号的固体摄像器件，具备：像素电路(110)，包括受光元件(111)；信号输出电路，根据来自像素电路(110)的输出信号，从第2信号输出线(104)输出对应于受光元件(111)中的受光量的亮度信号，由取样晶体管(121)等构成；高亮度判断电路(140c)，通过判断输入耦合电容(145)与像素电路(110)耦合，根据来自像素电路(110)的输出信号，判断向受光元件(111)的入射光是否是高亮度，在判断为是高亮度的情况下，对第2信号输出线(104)输出表示是高亮度的亮度信号。

Description

固体摄像器件

技术领域

本发明涉及输出对应于受光量的亮度信号的固体摄像器件，特别涉及防止在强光入射时图像变黑的现象的固体摄像器件、照相机及固体摄像器件的驱动方法。

背景技术

近年来，家庭用摄像机及数字静像照相机等使用固体摄像器件的摄像设备广泛地普及。在这些摄像设备中，有作为固体摄像器件而具备放大型图像传感器的设备。

放大型图像传感器具有噪声较低等的良好的特征，另一方面有当入射了强光时图像会变黑的问题。这是因为通过强光从受光元件溢出的电荷积存在检测用电容器中，所以可储存的电荷量减少、白色的图像变为黑色的现象。

因此，以往提出了避免这样的变黑现象的各种技术(例如参照专利文献1)。

在专利文献1中，作为避免变黑现象的技术，公开了在作为放大型图像传感器的MOS图像传感器中，每个单位单元具备如下的输出机构的MOS图像传感器，该输出机构当读取电压为规定范围的电压时输出表示复位电压与读取电压的差的亮度信号，在读取电压不是规定范围的电压时则输出表示是高亮度的亮度信号。通过这样的设计，专利文献1所述的图形传感器避免了变黑现象。

【专利文献1】(日本)特开2004-312785号公报。

但是，专利文献1的电路具有以下的问题。

在专利文献1的电路中，设有使箝位电容旁通的旁通晶体管，通过对该旁通晶体管的源极施加读取电压、而对其栅极端子施加偏压，如果高亮度光的读取电压的降低超过了规定范围的电压，则在旁通晶体管的阈下区域中流过电流，输出表示是高亮度的亮度信号。但是，由于阈下区域的电流微小，所以有时会因单位单元的读取电压的变化及偏差而使阈下电流产生偏差。因此，专利文献1的电路有表示高亮度的亮度信号的输出动作不稳定的问题。

此外，在专利文献1的电路中，在改变了固体摄像器件的驱动频率及驱动时刻等的情况下，由于电流流过的时间变化，所以需要修正旁通晶体管的栅极电压，使阈下电流最优化。即，专利文献1的电路还具有每次变更驱动频率及驱动时刻时必须设计变更高亮度的判断电路的问题。

进而，在专利文献1的电路中，对应于因制造上的工序变动等造成的读取电压的变化及上述阈下电流的偏差，为了确保高亮度的判断，需要维持上述规定的范围，因此，使亮度信号的范围变窄。即，专利文献1的电路对应于因制造上的工序变动等造成的信号的变化及偏差，为了在确保一定的余量的状态下可靠地进行高亮度的判断，还具有亮度信号的动态范围减少的问题。

发明内容

所以，鉴于上述问题，本发明对应于强光入射时图像变黑的问题，目的是提供一种固体摄像器件及其驱动方法，在确保偏差溶限的状态下可靠地判断变黑现象，并且对于驱动频率的变更等不进行设计变更，并且对于制造上的工序变动等也能够在维持信号的动态范围的状态下可靠地判断变黑现象。

为了达到上述目的，有关本发明的固体摄像器件是输出对应于受光量的亮度信号的固体摄像器件，具备：摄像部，1维或2维地排列多个像素电路而成，所述像素电路包括光电变换部，输出上述光电变换部被复位时的电压即复位电压、和通过上述光电变换部中的光电变换产生的电压即读取电压；第1信号输出线，与多个上述像素电路连接，用于传送从上述像素电路输出的复位电压与读取电压；信号输出电路，与上述第1信号输出线连接，根据输出到上述第1信号输出线中的复位电压与读取电压，从第2信号输出线输出对应于上述光电变换部中的受光量的亮度信号；高亮度判断电路，通过第1电容与上述第1信号输出线耦合，根据上述第1信号输出线的电压信号判断向上述光电变换部的入射光是否是高亮度，在判断为是高亮度的情况下，对上述第2信号输出线输出表示是高亮度的亮度信号。即，上述高亮度判断电路根据上述第1信号输出线的电压信号中的交流成分，判断上述入射光是否是高亮度。

由此，由于像素电路与高亮度判断电路通过电容耦合，所以通过来自像素电路的输出信号中的交流成分高速地进行高亮度的判断。由此，能够不受输出信号的偏差及变化等的直流性的变动的影响而稳定地进行高亮度的判断，并且即使在变更了驱动频率等的情况下也不需要设计变更高亮度判断电路，进而，由于不受输出信号的直流性的变动的影响而进行高亮度的判断，所以不会发生为了进行高亮度的判断而使亮度信息的动态范围变窄的不良状况。

这里，优选的是，上述高亮度判断电路在上述光电变换部被复位的期间或者刚被复位之后，判断上述入射光是否是高亮度。特别是通过与复位的期间并行地进行判断，使驱动时刻缩短化。

此外，也可以构成为，上述高亮度判断电路包括：判断输入线，是与上述第1电容连接的信号线；第2电容，一端与上述判断输入线连接；偏压加法电路，与上述第2电容的另一端连接，经由上述第2电容对上述判断输入线加上(加算)一定电压；通过将加上了上述一定电压后的上述判断输入线的电压与一定的阈值比较，判断上述入射光是否是高亮度。由此，通过简单的电路判断通常时与高亮度时。

这里，优选地构成为，上述高亮度判断电路包括：判断输入线，是与上述第1电容的一端连接的信号线；第2电容，一端与上述第1电容的另一端连接；偏压加法电路，与上述第2电容的另一端连接，经由上述第2电容对上述判断输入线加上(加算)一定电压；通过将加上了上述一定电压后的上述判断输入线的电压与一定的阈值进行比较，判断上述入射光是否是高亮度。由此，避免了在从第1信号输出线向判断输入线传递信号时被电容分压，不使信号衰减而以高精度判断高亮度。

此外，优选的是，上述高亮度判断电路包括第1开关晶体管，该第1开关晶体管与上述第1电容连接、使经由上述第1电容的上述第1信号输出线与该高亮度判断电路的连接切断和导通；上述第1开关晶体管在上述第1信号输出线的电压信号及上述高亮度判断电路的输入级的电压信号变动时，将上述连接切断。防止了第1信号输出线与高亮度判断电路相互施加无用的影响，能够进行稳定的高亮度的判断。

此外，优选的是，上述高亮度判断电路判断输出到上述第1信号输出线中的上述复位电压与上述读取电压的差是否在规定的范围内，在上述差不在规定的范围内的情况下，判断为上述入射光是高亮度；而此时，上述规定的范围是包括最大亮度的光入射到上述像素电路中时输入到上述高亮度判断电路中的电压信号的范围，并且是比从上述像素电路输入到上述高亮度判断电路中的电压信号的动态范围小的范围。由此，能够可靠地与通常时的亮度信号区别而检测高亮度时。

此外，优选地构成为，上述高亮度判断电路包括判断输出电路，该判断输出电路在判断为上述入射光是高亮度的情况下，将与从上述信号输出电路对上述第2信号输出线输出的亮度信号的极性同极性、且上述亮度信号的饱和以上的电压对上述第2信号输出线输出。由此，对第2信号输出线区别地输出同极性且通常时的亮度信号与高亮度时的亮度信号，所以使处理该信号的后级的电路简洁化。

此外，也可以构成为，上述高亮度判断电路包括：判断输入线，是与上述第1电容连接的信号线；判断放大电路，根据上述判断输入线的电压信号，判断上述入射光是否是高亮度，并且将上述判断输入线的电压信号放大，将放大而得到的信号作为表示上述判断的结果的信号输出。由此，不仅进行高亮度的判断，还将放大后的信号作为判断结果输出，所以能够不受噪声等的影响而稳定地将表示通常时/高亮度时的亮度信号输出给第2信号输出线。

此外，也可以构成为，上述高亮度判断电路在包括从上述光电变换部对上述第1信号输出线输出上述复位电压到输出上述读取电压的期间的期间、或者在从输出上述读取电压到输出下一个摄像期间的复位电压的期间，判断上述入射光是否是高亮度，并且输出表示是高亮度的上述亮度信号。特别优选的是，在包括从输出复位电压到输出读取电压的期间的期间，判断入射光是否是高亮度，并且输出表示是高亮度的亮度信号。由此，与通常时的亮度信号的生成并行地进行高亮度的判断，实现了驱动时刻的缩短化。

此外，优选的是，在高亮度的判断中，对光电变换部，在比用于光电变换的复位晚的时刻，预先进行用于判断的复位。由此，在没有光电变换部中的初始化复位带来的判断输入线的电位变动的状态下，将判断输入线初始化复位，所以能够进行稳定的判断。

另外，本发明不仅可以作为以上那样的固体摄像器件实现，也可以作为固体摄像器件的驱动方法、具备固体摄像器件的摄像机、将固体摄像器件等在半导体基板上实现的集成电路来实现。

根据有关本发明的固体摄像器件及其驱动方法等，像素电路与高亮度判断电路通过电容耦合，通过来自像素电路的输出信号中的交流成分高速地进行高亮度的判断。由此，能够实现如下的固体摄像器件，该固体摄像器件对于当入射了强光时图像变黑的问题，能够在确保偏差容限的状态下可靠地判断变黑现象，并且对于驱动频率的变更等不进行设计变更，并且对于制造上的工序变动等也能够在维持信号的动态范围的状态下可靠地判断变黑现象。

因此，可以说在家庭用摄像机及数码相机等使用了固体摄像器件的摄像设备广泛普及的今天，本发明的使用价值也极高。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式1～5的固体摄像器件的整体结构的图。

图2是本发明的实施方式1的固体摄像器件的详细的电路图。

图3是表示该固体摄像器件的各控制脉冲的时刻的图。

图4是表示该固体摄像器件的主要部位的信号波形的图。

图5是表示该固体摄像器件的各控制脉冲的时刻的另一例的图。

图6是本发明的实施方式2的固体摄像器件的详细电路图。

图7是表示该固体摄像器件的各控制脉冲的时刻的图。

图8是表示该固体摄像器件的主要部位的信号波形的图。

图9是本发明的实施方式3的固体摄像器件的详细电路图。

图10是表示该固体摄像器件的各控制脉冲的时刻的图。

图11是表示该固体摄像器件的主要部位的信号波形的图。

图12是本发明的实施方式4的固体摄像器件的详细电路图。

图13是表示该固体摄像器件的各控制脉冲的时刻的图。

图14是表示该固体摄像器件的主要部位的信号波形的图。

图15是本发明的实施方式5的固体摄像器件的详细电路图。

图16是表示图像电路的另一例的电路图。

图17是表示图像电路的又另一例的电路图。

图18是表示有关本发明的摄像机的结构的框图。

具体实施方式

下面，参照附图对有关本发明的固体摄像器件的实施方式详细地进行说明。

(实施方式1)

图1是表示本发明的实施方式1的固体摄像器件的整体结构的图。

该固体摄像器件是输出对应于受光量的亮度信号、并且具有避免变黑现象的功能的放大型图像传感器，由摄像部1、负荷电路2、行选择编码器3、列选择编码器4、信号处理部5及输出电路6构成。

摄像部1包括将光变换为电信号的光电变换部，是将输出光电变换部复位时的电压即复位电压与通过光电变换部中的光电变换产生的电压即读取电压的像素电路(单位单元)1维或2维状地排列多个而成的摄像区域。在图1中表示了3×3的2维排列的9像素的例子，实际的总像素数在1维时为几千个、在2维时为几十～几百万个左右。

负荷电路2是对每个纵向1列连接有1个相同的电路、为了读出输出电压而以列单位对摄像部1的像素施加负荷的电路。

行选择编码器3是对每个横向1行经由“RESET”、“READ”、“LSEL”的3根控制线输出控制信号的电路，通过各控制信号，对摄像部1的像素以行单位分别控制复位(初始化)、读(读出)及行选择的动作。

列选择编码器4是对每个纵向1列经由控制线输出列选择信号的电路，通过列选择信号依次选择摄像部1的列。

信号处理部5对每个纵向1列连接有1个相同的电路，处理来自摄像部1的列单位的输出信号，依次输出给输出电路6。

输出电路6对于从信号处理部5依次送来的信号实施为了向外部输出而需要的变换并输出。

图2是图1所示的固体摄像器件的着眼于1个像素的详细的电路图。这里，表示了负荷电路100、像素电路110及信号处理电路120(高亮度判断电路140)。这些电路在本实施方式中都由NMOS晶体管构成。另外，在本图中，对各晶体管的栅极赋予的标号是对该栅极供给的控制脉冲的信号名。此外，各种控制脉冲使用于自图1所示的行选择编码器3及列选择编码器4等的信号等，以后述的时刻生成电平变化的各种脉冲，并从对各晶体管供给的控制脉冲生成电路(设在信号处理部5中的未图示的电路、或者后述的时刻控制部)。

负荷电路100对应于图1所示的负荷电路2中的1个电路，包括连接在第1信号输出线102和接地电位(GND)之间的负荷用晶体管101。对负荷用晶体管101的栅极供给负荷电压(LG)。

像素电路110相当于图1所示的摄像部1中的1个单位单元，是将放大了初始化时的电压后的复位电压与放大了读出时的电压后的读取电压输出给第1信号输出线102的电路，包括将入射的光进行光电变换并输出电荷的光敏二极管等受光元件111、储存由受光元件111产生的电荷并将所储存的电荷作为电压信号输出的电容器(フロ一ティンゲディフ一ジョン)112、进行复位以使电容器112表示的电压成为初始电压(这里是VDD)的复位晶体管113、将由受光元件111输出的电荷供给到电容器112中的读取晶体管114、输出追随电容器112表示的电压而变化的电压的放大用晶体管115、和当从行选择编码器3接受到LSEL(行选择)信号时将放大用晶体管115的输出输出给第1信号输出线102的行选择晶体管116。

另外，可以将构成像素电路110的要素中的、作为发挥将光变换为电信号(电压)的作用的主要部即受光元件111和电容器112一起称作光电变换部。

信号处理电路120相当于图1所示的信号处理部5的纵向1列用的1个电路，由以下部分构成：(1)信号输出电路(信号处理电路120中的除了高亮度判断电路140以外的部分)，连接在第1信号输出线102上，根据输出给第1信号输出线102的复位电压和读取电压，从第2信号输出线104输出对应于光电变换部中的受光量的亮度信号；(2)高亮度判断电路140，与第1信号输出线102电容耦合，根据第1信号输出线102的电压信号判断向光电变换部的入射光是否是高亮度，在判断为高亮度的情况下对第2信号输出线104输出表示是高亮度(对受光元件111入射了强光)的亮度信号。

另外，将对受光元件111入射了强光的状态、即如果是以往则将图像变黑的状态称作“高亮度时”，将不是这样的状态、即没有入射强光的状态称作“通常时”。

信号输出电路是当从像素电路110对第1信号输出线102输出的复位电压与读取电压的差为规定的范围的情况下，将该差作为通常时的亮度信号输出的电路，包括串联连接在第3信号输出线103与第2信号输出线104之间的取样晶体管121及箝位电容122、连接在第2信号输出线104与接地电位之间的取样电容123、连接在第2信号输出线104与基准电压(复位基准电压)端子之间的箝位晶体管124、将第1信号输出线102的电压放大而输出给第3信号输出线103的反转放大器125、将反转放大器125复位而决定动作的基准电位的反转放大器复位晶体管126、和将第1信号输出线102的交流成分传递给反转放大器125的反转放大器耦合电容127。

另外，取样晶体管121、箝位电容122、取样电容123及箝位晶体管124具有除去包含在从单位单元输出的信号中的噪声的功能，构成噪声去除电路。

高亮度判断电路140是根据第1信号输出线102的电压信号中的交流成分判断向像素电路的入射光是否是高亮度的电路。具体而言，该高亮度判断电路140是在从像素电路110输出给第1信号输出线102的复位电压与读取电压之差超过规定范围的情况下输出表示是高亮度的亮度信号的电路，大体上由判断输入电路141、判断放大器142及判断输出电路143构成。这里，“规定的范围”是包括当对像素电路110入射了最大亮度的光时输入到高亮度判断电路140中的电压信号的范围，并且是比从像素电路110输入到高亮度判断电路140中的电压信号的动态范围小的范围。通过设定为这样的范围，能够区别输出到第2信号输出线104中的亮度信号是通常时的信号还是高亮度时的信号。

判断输入电路141是该高亮度判断电路140的输入级的电路，具有通过电容耦合而高速地获取第1信号输出线102的信号中的交流成分的特征，包括与实现该电容耦合的判断输入耦合电容145连接、将经由该判断输入耦合电容145的第1信号输出线102与该高亮度判断电路140的连接切断及导通的输入开关晶体管144、判断输入耦合电容145、切换判断偏压和接地电位来传递给判断输入线146的判断待机开关晶体管148及判断偏压输入开关晶体管149、判断偏压耦合电容147、和将为了在判断功能停止时减少消耗电流而使判断输入线146接地的备用开关晶体管150及判断输入线146初始化复位的判断电容初始化晶体管151。

另外，判断待机开关晶体管148及判断偏压输入开关晶体管149构成经由判断偏压耦合电容147对判断输入线146加上(加算)一定电压的偏压加法电路。此外，在第1信号输出线102的电压信号及高亮度判断电路的输入级(判断输入线146)的电压信号变动时，输入开关晶体管144将经由判断输入耦合电容145的第1信号输出线102与高亮度判断电路140的输入级的连接切断，以便不会传递感应而相互带来不良影响。

判断放大器142是根据判断输入线146的电压信号判断向像素电路110的入射光是否是高亮度、并且将判断输入线146的电压信号放大、将放大得到的信号作为判断结果输出的电路，在本实施方式中，通过将由偏压加法电路加上(加算)了一定电压后的判断输入线146的电位与一定的阈值比较，判断是“高亮度时”还是“通常时”，将其结果输出给判断输出线152。该判断放大器142由串联连接的两个晶体管构成，作为比较器而发挥功能。即，在判断输入线146的电压比连接在接地电位的NMOS晶体管的阈值大的情况下(通常时)，对判断输出线152输出LO(接地电位)，在判断输入线146的电压比该阈值小的情况下(高亮度时)，对判断输出线152输出HI(VDD)。

判断输出电路143是在由判断放大器142判断为高亮度的情况下将与从信号输出电路输出给第2信号输出线104的亮度信号的极性同极性、且其亮度信号的饱和以上的电压输出给第2信号输出线104的电路，在本实施方式中，根据经由判断输出线152发送来的信号(判断结果)将限幅电压输出给第2信号输出线104(或者不输出)。该判断输出电路143包括：将判断输出线152的信号传递给限幅晶体管155的输出开关晶体管153；为了减少判断功能停止时的消耗电流而使限幅晶体管155的栅极(控制端子)接地的备用开关晶体管154及将限幅电压导通或非导通到第2信号输出线104的限幅晶体管155。限幅晶体管155在由判断放大器142判断到判断结果为高亮度的情况下(判断输出线152为HIGH的情况下)，代替第2信号输出线104所保持的亮度信号，将表示是高亮度的亮度信号(即限幅电压)输出给第2信号输出线104。在本实施方式中，判断输出电路143在从像素电路110对第1信号输出线102输出读取电压到输出下一个摄像期间的复位电压的期间，判断向像素电路110的入射光是否是高亮度，并且输出表示是高亮度的亮度信号。

另外，限幅电压只要根据第2信号输出线104的信号极性而对复位基准电压选择正电压及负电压中的任一种。在本实施方式1中，作为通常时的亮度信号而将相对于复位基准电压为正的电压信号输出给第2信号输出线104，所以限幅电压也相对于复位基准电压而设定为正电压，但与此相反，在作为通常时的亮度信号而将相对于复位基准电压为负的电压信号输出给第2信号输出线104的情况下，限幅电压也设定为相对于复位基准电压为负的电压。具体而言，限幅电压优选设定为使其与第2信号输出线104的基准电压的差为饱和信号以上的一定的电压。这是为了能够区别通常时的亮度信号与表示是高亮度的亮度信号。

此外，通过将连接端子(分别是判断放大器142的控制端子及限幅晶体管155的控制端子)固定为一定电位，判断输入电路141的备用开关晶体管150及判断输出电路143的备用开关晶体管154停止变黑判断功能，还发挥抑制消耗电流的功能。

这样，本实施方式1的固体摄像器件具备如下的结构，该结构能够通过噪声去除电路，判断当入射强光时图像变黑的现象(即对噪声去除电路的第2信号输出电路104有选择地输出通常的亮度信号和表示是高亮度的亮度信号)。

接着，对在本实施方式1的固体摄像器件中判断图像的变黑而能够防止变黑造成的图像特性的劣化的有关本发明的固体摄像器件的驱动方法进行说明。

图3是表示控制图2所示的电路的信号(控制脉冲)的时刻的图。各脉冲被供给到晶体管的栅极，当HIGH时将晶体管设为ON，当LOW时将晶体管设为OFF。

行选择脉冲LSEL是对像素电路110的行选择晶体管116的栅极供给、用于选择像素电路110的控制信号。另外，反转行选择脉冲LSELB是行选择脉冲LSEL的反转信号，是对判断输入电路141的备用开关晶体管150的栅极供给、用于将高亮度判断电路140从停止状态控制为发挥功能的状态的控制信号。

取样脉冲SP是对信号处理电路120的取样晶体管121的栅极供给、用于将第3信号输出线103的信号向第2信号输出线104传递的控制信号。

箝位脉冲CP是对信号处理电路120的箝位晶体管124的栅极供给、用于将第2信号输出线104初始化复位的控制信号。

反转放大器复位脉冲AMPCL是对信号处理电路120的反转放大器复位晶体管126的栅极供给、用于将为了降低噪声而设置的反转放大器125初始化复位的控制信号。

复位脉冲RESET是对像素电路110的复位晶体管113的栅极及判断输入电路141的判断电容初始化晶体管151的栅极供给的控制信号，用于将像素电路110的电容器112初始化复位，并且将高亮度判断电路140初始化复位。

读取脉冲READ是对像素电路110的读取晶体管114的栅极供给、用于将储存在受光元件111中的电荷传送给电容器112的控制信号。

判断电路控制脉冲1(RS1)是对判断输出电路143的输出开关晶体管153的栅极供给、用于将高亮度判断电路140的判断结果传递给限幅晶体管155的控制信号。

判断电路控制脉冲2(RS2)是对判断输入电路141的判断偏压输入开关晶体管149的栅极供给、用于进行判断放大器142的判断的控制信号。另外，反转判断电路控制脉冲RS2B是判断电路控制脉冲RS2的反转信号，是对判断输入电路141的输入开关晶体管144、判断待机开关晶体管148及判断输出电路143的备用开关晶体管154的栅极供给、用于维持判断时及判断的待机时的状态的控制信号。

图4是表示该固体摄像器件的主要部位的信号波形的图。这里，表示作为像素电路110的输出的第1信号输出线102、高亮度判断电路140内的判断输入线146、判断输出线152及第2信号输出线104的信号波形。另外，在本图中，通常时的信号波形(“通常时信号输出”)用实线、高亮度时的信号波形(“高亮度时信号输出”)用粗线表示。本图所示的时刻A～F与图3所示的时刻相对应。以下说明各时刻A～F的动作。

在时刻A，通过复位脉冲RESET的HIGH经由复位晶体管113将像素电路110的电容器112初始化，经由判断电容初始化晶体管151将判断输入线146与判断输出线152初始化复位。

在时刻B，通过反转放大器复位脉冲AMPCL的LO经由反转放大器复位晶体管126结束反转放大器125的初始化复位，通过箝位脉冲CP经由箝位晶体管124结束第2信号输出线104的初始化复位。此时，如果入射了高亮度，则受光元件111的电荷溢出而注入到电容器112中，电容器112的复位电位降低。该电位降低经由行选择晶体管116被输出给第1信号输出线102。由此，在高亮度时，第1信号输出线102的电位如高亮度时信号输出(粗线)那样，相对于通常时信号输出(实线)而电位降低。在这样的第1信号输出线102中的电位的降低经由输入开关晶体管144及判断输入耦合电容145被高速传递给判断输入线146。另外，这样的电位的降低是发生变黑的原因。

在时刻C，通过读取脉冲READ的HIGH，经由读取晶体管114将受光元件111的电荷传送给电容器112。

在时刻D，通过取样脉冲SP的LO，取样晶体管121成为OFF，在与第2信号输出线104连接的取样电容123中储存复位电位(时刻B的电容器112的电位)与读取电位(时刻C的电容器112的电位)的差信号。

在时刻E，通过判断电路控制脉冲RS2的HIGH，将判断偏压BWBIAS经由判断偏压输入开关晶体管149及判断偏压耦合电容147施加给判断输入线146，将施加后的判断输入线146的电位与判断放大器142的阈值比较，由此判断是高亮度时还是通常时。

更详细地讲，使像素电路110的电容器112的初始复位电位与判断输入线146的初始复位电位相对应，利用高亮度时与通常时相比判断输入线146的电位降低到饱和信号(表示通常时的最大亮度的信号)以上的特点。即，用判断偏压BWBIAS加上判断输入线146的电位降低量，与判断初始复位电位进行比较。在高亮度时，由于使加上了判断偏压BWBIAS后的判断输入线146的电位不超过判断放大器142的阈值，判断放大器142成为非导通，对判断输出线152输出HIGH，另一方面，在通常时，由于加上了判断偏压BWBIAS后的判断输入线146的电位超过了判断放大器142的阈值，所以判断放大器142成为导通，对判断输出线152输出LO。

另外，判断偏压BWBIAS被最优化为比第1信号输出线102的动态范围小的电压。即，判断偏压BWBIAS被设定为使得在加上了判断偏压BWBIAS后的判断输入线146的电位在通常时超过判断放大器142的阈值、并且在高亮度时不超过判断放大器142的阈值那样的值。此外，当对判断输入线146施加判断偏压BWBIAS时，将第1信号输出线102与判断输入线146之间切断，以便不会经由判断输入耦合电容145使第1信号输出线102的电位变动、而且不会通过电容耦合使其他受光元件111的储存电荷变动。即，通过反转判断电路控制脉冲RS2B使输入开关晶体管144成为OFF。

在时刻F，通过判断电路控制脉冲1(RS1)的HIGH，将判断输出线152的电位(判断结果)经由输出开关晶体管153传递给限幅晶体管155，将限幅电压经由限幅晶体管155输出给第2信号输出线104(或者不输出就断开)。具体来说，在判断输出线152中的电位为HIGH(高亮度时)时，限幅晶体管155成为ON，将限幅电压输出给第2信号输出线104，当判断输出线152中的电位为LO(通常时)时，限幅晶体管155成为OFF，对第2信号输出线104不施加任何影响。由此，对于第2信号输出线104，在通常时输出通常的亮度信号，在高亮度时输出表示是高亮度的亮度信号、即限幅电压。

以上，根据本实施方式1的固体摄像器件，由于通过判断输入耦合电容145的电容耦合将第1信号输出线102与高亮度判断电路140连接，所以仅将第1信号输出线102中的电压的变化量(高速变化的信号成分)输入到高亮度判断电路140中，不会受到各种漂移等的直流性的变动的影响，而高速地进行高亮度的判断。由此，能够不受旁通晶体管的阈下电流的偏差的影响而稳定地判断高亮度，并且即使在变更了驱动频率及驱动时刻等的情况下也不需要修正旁通晶体管的栅极电压而将阈下电流最优化，而且，能够不受因制造上的工序变动等而带来的读取电压的变化及阈下电流的偏差的影响而进行高亮度的判断，不会使亮度信号的范围变窄。

即，通过本实施方式1的固体摄像器件，对于当强光入射时图像变黑的问题，能够在确保偏差容限的状态下可靠地判断变黑现象，并且对于驱动频率等的变更不进行设计变更，并且对于制造上的工序变动等也能够在维持信号的动态范围的状态下可靠地判断变黑现象。

另外，在本实施方式1中，如图3所示，复位脉冲RESET被供给到复位晶体管113和判断电容初始化晶体管151中，但本发明并不仅限于这样的连接方式。例如，如图5所示，也可以是生成从ON到OFF变化的时刻不同的两个复位脉冲1及2(RESET1及2)、将复位脉冲1(RESET1)供给到复位晶体管113中、将复位脉冲2(RESET2)供给到判断电容初始化晶体管151中的结构。即，在高亮度的判断时，也可以在比光电变换部的初始化复位延迟的时刻预先进行用于判断的初始化复位。

由此，与像素电路110的电容器112的初始化的结束晚一些结束判断输入线146和判断输出线152的初始化复位，在没有判断输入耦合电容145等的电容耦合的影响带来的判断输入线146的电位变动的状态下将判断输入线146初始化复位，实现稳定的高亮度判断。

(实施方式2)

接着，对本发明的实施方式2进行说明。本发明的实施方式2除了高亮度判断电路的电路结构不同这一点以外，与实施方式1相同。以下，仅说明与实施方式1的不同点。

图6是本实施方式的固体摄像器件中的着眼于1像素的详细电路图。这里，表示了负荷电路100、像素电路110及信号处理电路120(包括高亮度判断电路140a)。这些电路几乎都由NMOS晶体管构成，但在一部分电路(判断放大器142a)中包含PMOS晶体管(即由CMOS构成)。

高亮度判断电路140a由判断输入电路141、判断放大器142a及判断输出电路143构成。

对于构成判断输入电路141的输入开关晶体管144的栅极，与实施方式1不同，供给具有与判断电路控制脉冲1(RS1)及判断电路控制脉冲2(RS2)不同的时刻的第3判断电路控制脉冲即判断电路控制脉冲3(RS3)。

判断放大器142a在功能上与实施方式1的判断放大器142相同，但作为电路结构，在本实施方式中，由串联连接的1对PMOS晶体管及NMOS晶体管(即CMOS)构成。该判断放大器142a在作为比较器发挥功能这一点上与实施方式1相同，但由于由CMOS构成，所以能够将判断的阈值设定为VDD/2，能够在更广的动态范围内判断是通常时还是高亮度时。

图7是表示控制图6所示的电路的信号(控制脉冲)的时刻的图。与实施方式1的图3相比，追加了判断电路控制脉冲3(RS3)的时刻。

判断电路控制脉冲3(RS3)是对判断输入电路141的输入开关晶体管144的栅极供给、用于将第1信号输出线102的信号经由判断输入耦合电容145向判断输入线146传递的控制信号。

图8是表示该固体摄像器件的主要部位的信号波形的图。在本图中，通常时的信号波形(“通常时信号输出”)在左侧表示，高亮度时的信号波形(“高亮度时信号输出”)用右侧的粗线表示。另外，与实施方式1的图4相比，时刻A及E～G的动作与实施方式1不同。以下，仅对与实施方式1不同的时刻的动作进行说明。

在时刻A，通过复位脉冲RESET的HIGH和判断电路控制脉冲3的HIGH，经由复位晶体管113将像素电路110的电容器112初始化，经由判断电容初始化晶体管151将判断输入线146与判断输出线152进行初始化复位。

在时刻E，再次通过判断电路控制脉冲RS3的HIGH，将第1信号输出线102中的电位降低经由输入开关晶体管144及判断输入耦合电容145高速传递给判断输入线146。然后，判断电路控制脉冲RS3成为LOW，将第1信号输出线102与判断输入线146之间切断。这是因为受光元件111的输出电位变动不会通过电容耦合使判断放大器142的电位变动。

在时刻F，通过判断电路控制脉冲RS2的HIGH，将判断偏压BWBIAS经由判断偏压输入开关晶体管149及判断偏压耦合电容147施加给判断输入线146，将施加后的判断输入线146的电位与判断放大器142a的阈值进行比较，由此判断是高亮度时还是通常时。此时，当对判断输入线146施加判断偏压BWBIAS时，将第1信号输出线102与判断输入线146之间切断，以便不会使第1信号输出线102的电位变动、而且不会通过电容耦合使其他受光元件111的储存电荷变动，即，通过判断电路控制脉冲RS3使输入开关晶体管144成为OFF。

在时刻G，通过判断电路控制脉冲1(RS1)的HIGH，将判断输出线152的电位(判断结果)经由输出开关晶体管153传递给限幅晶体管155，将限幅电压经由限幅晶体管155输出给第2信号输出线104(或者不输出而切断)。具体而言，在判断输出线152中的电位为HIGH(高亮度时)，限幅晶体管155成为ON，将限幅电压输出给第2信号输出线104，当判断输出线152中的电位为LO(通常时)时，限幅晶体管155成为OFF，对第2信号输出线104不带来任何影响。由此，对于第2信号输出线104，在通常时输出通常的亮度信号，在高亮度时输出表示是高亮度的亮度信号、即限幅电压。

以上，根据本实施方式2的固体摄像器件，由于通过判断输入耦合电容145的电容耦合将第1信号输出线102与高亮度判断电路140a连接，所以仅将第1信号输出线102中的电压的变化量(高速变化的信号成分)输入到高亮度判断电路140a中，不会受到各种漂移等的直流性的变动的影响，而高速进行高亮度的判断。由此，能够不受旁通晶体管的阈下电流的偏差的影响而稳定地判断高亮度，并且即使在变更了驱动频率及驱动时刻等的情况下也不需要修正旁通晶体管的栅极电压而将阈下电流进行最优化，而且，能够不受因制造上的工序变动等而带来的读取电压的变化及阈下电流的不均匀的影响而进行高亮度的判断，不会使亮度信号的范围变窄。

即，通过本实施方式2的固体摄像器件，对于当强光入射时图像变黑的问题，能够在确保偏差容限的状态下可靠地判断变黑现象，并且对于驱动频率等的变更不进行设计变更，并且对于制造上的工序变动等也能够在维持信号的动态范围的状态下可靠地判断变黑现象。

此外，在本实施方式2中，对于输入开关晶体管144的栅极供给具有与判断电路控制脉冲1(RS1)及判断电路控制脉冲2(RS2)不同的时刻的第3判断电路控制脉冲即判断电路控制脉冲3(RS3)，使得受光元件111的输出电位变动不会通过电容耦合而使判断输入线146的电位变动，所以判断放大器142a能够更稳定地进行通常时还是高亮度时的判断。

进而，由于判断放大器142a由CMOS构成，所以实现了节电化，并且能够将判断的阈值设定为VDD/2，能够在更广的动态范围内判断是通常时还是高亮度时。

(实施方式3)

接着，对本发明的实施方式3进行说明。本发明的实施方式3与实施方式2电路结构相同，而只有固体摄像器件的驱动时刻与实施方式2不同。以下，仅说明与实施方式2的不同点。

在实施方式2中，在取样电容123中储存复位电位(时刻B的电容器112的电位)与读取电位(时刻C的电容器112的电位)的差信号后，判断是高亮度还是通常时。但是，在本实施方式3中，与差信号的储存同时判断是高亮度还是通常时，由此，缩短了驱动时间。

图9是本实施方式的固体摄像器件中的着眼于1像素的详细电路图。这里，表示了负荷电路100、像素电路110及信号处理电路120(包括高亮度判断电路140b)。这些电路的结构与实施方式2相同，但对构成高亮度判断电路140b的输入开关晶体管144、判断待机开关晶体管148以及判断电容初始化晶体管151的栅极供给的控制脉冲不同。

对于构成判断输入电路141的输入开关晶体管144的栅极，供给具有与实施方式2的判断电路控制脉冲1～3(RS1～3)不同的时刻的判断电路控制脉冲即判断电路控制脉冲5(RS5)。

对于构成判断输入电路141的判断待机开关晶体管148以及判断电容初始化晶体管151的栅极，供给第2复位脉冲RESET2。

另外，判断电路控制脉冲1(RS1)及判断电路控制脉冲2(RS2)作为它们的供给目的地的晶体管与实施方式2相同，但如后述，波形(脉冲时刻)与实施方式2不同。

图10是表示控制图9所示的电路的信号(控制脉冲)的时刻的图。与实施方式2的图7相比，追加了第2复位脉冲RESET2及判断电路控制脉冲5(RS5)的时刻，判断电路控制脉冲1(RS1)及判断电路控制脉冲2(RS2)的波形不同。

第2复位脉冲RESET2是对判断待机开关晶体管148以及判断电容初始化晶体管151的栅极供给、用于在复位脉冲RESET的像素电路110的复位期间将高亮度判断电路140b的判断输入电路141及判断放大器142a进行初始化复位的控制信号。

判断电路控制脉冲5(RS5)是对判断输入电路141的输入开关晶体管144的栅极供给、用于将第1信号输出线102的信号经由判断输入耦合电容145向判断输入线146传递的控制信号。在包括从光电变换部对第1信号输出线102输出复位电压到输出读取电压的期间的期间中，能够判断向光电变换部的入射光是否是高亮度。

判断电路控制脉冲1(RS1)是对判断输入电路141的输出开关晶体管153的栅极供给、用于将高亮度判断电路140b的判断结果向限幅晶体管155传递的控制信号。在包括从光电变换部对第1信号输出线102输出复位电压到输出读取电压的期间的期间中，能够输出表示是高亮度的亮度信号。

判断电路控制脉冲2(RS2)是对判断输入电路141的判断偏压输入开关晶体管149的栅极供给、用于在复位脉冲RESET的像素电路110的复位期间进行判断放大器142a的判断的控制信号。由此，在光电变换部对第1信号输出线102输出复位电压的期间，能够判断向光电变换部的入射光是否是高亮度。

图11是表示该固体摄像器件的主要部位的信号波形的图。这里，表示作为像素电路110的输出的第1信号输出线102、高亮度判断电路140b内的判断输入线146、第2信号输出线104中的信号波形。

在时刻A1，通过由第2复位脉冲RESET2将判断待机开关晶体管148以及判断电容初始化晶体管151暂时导通，将高亮度判断电路140b的判断输入电路141及判断放大器142a进行初始化复位。

在时刻A2，通过判断电路控制脉冲2(RS2)将判断偏压输入开关晶体管149暂时导通，经由判断偏压耦合电容147对判断输入线146加上判断偏压，将施加后的判断输入线146的电位与判断放大器142a的阈值比较，由此判断是高亮度时还是通常时。

在时刻A3以后，通过判断电路控制脉冲1(RS1)的HIGH，将判断输出线152的电位(判断结果)经由输出开关晶体管153传递给限幅晶体管155，将限幅电压经由限幅晶体管155输出给第2信号输出线104(或者不输出而切断)。由此，在包括从光电变换部对第1信号输出线102输出复位电压到输出读取电压的期间的期间中，能够判断向光电变换部的入射光是否是高亮度，并且输出表示是高亮度的亮度信号。

以上，根据本实施方式3的固体摄像器件，由于在包括从光电变换部对第1信号输出线102输出复位电压到输出读取电压的期间的期间中，能够判断向光电变换部的入射光是否是高亮度，并且输出表示是高亮度的亮度信号，所以除了实施方式2中的效果以外，还起到将驱动时刻缩短化的效果。

(实施方式4)

接着，对本发明的实施方式4进行说明。本发明的实施方式4除了高亮度判断电路的电路结构不同这一点以外与实施方式1相同。以下，仅说明与实施方式1的不同点。

在实施方式1中，需要判断是否是高亮度并且将信号放大的判断放大器。但是，在本实施方式4中，仅通过相当于判断输入电路和判断输出电路的电路来构成高亮度判断电路。即，本实施方式是不具有相当于实施方式1的判断放大器的电路的高亮度判断电路。由此，实线了电路的简洁化、电路规模的缩小化。

图12是本实施方式的固体摄像器件中的着眼于1像素的详细电路图。这里，信号处理电路120通过由与实施方式1相同的电路结构构成的信号输出电路(信号处理电路120中的除了高亮度判断电路140c以外的部分)、和具有与实施方式1相同的功能但由不同的电路结构构成的高亮度判断电路140c构成。

高亮度判断电路140c大体上由判断电路210和共用判断电压加法电路200构成。

共用判断电压加法电路200由判断偏压耦合电容147a、判断待机开关晶体管148a及判断偏压输入开关晶体管149a等构成，切换电源(VDD)及接地电位，将任一个电位经由判断偏压耦合电容147a向输入开关晶体管144a供给，并且将限幅电压向限幅晶体管155a供给。

判断电路210不具有相当于实施方式1的判断放大器142的电路，是在从像素电路110对第1信号输出线102输出的复位电压与读取电压的差超过了规定的范围的情况下将表示是高亮度的亮度信号输出给第2信号输出电路104的电路，具有通过电容耦合而高速地获取第1信号输出线102的信号中的交流成分的特征，包括：将第1信号输出线102的电位传递给判断输入线146a的判断输入耦合电容145a、判断输入线146a、为了停止判断功能而将判断输入线146a连接到电源上的备用开关晶体管150a、将从共用判断电压加法电路200传送来的加法电压的向判断输入线146a的施加切断的输入开关晶体管144a、将限幅电压输出给第2信号输出电路104的限幅晶体管155a及将限幅晶体管155a进行初始化复位的判断电容初始化晶体管151a。

另外，在本实施方式中，输入开关晶体管144a、判断偏压输入开关晶体管149a、备用开关晶体管150a、判断电容初始化晶体管151a、限幅晶体管155a由PMOS晶体管构成。

另外，共用判断电压加法电路200的判断偏压耦合电容147a、判断待机开关晶体管148a及判断偏压输入开关晶体管149a构成对判断输入线146a加上一定电压的偏压加法电路，也可以不是单位单元的纵向单位，而是在图1所示的信号处理部5中所设置的整列上由共用的电路构成。

限幅晶体管155a通过判断电容初始化晶体管151a的初始化(暂时的导通)设定阈值，通过共用判断电压加法电路200加上一定电压后，在将放大了像素电路110的初始化时的电压后的复位电位与放大了读出时的电压后的读出电位输出给第1信号输出线102的期间，通过比较判断输入线146a的信号电位的变动量和上述阈值，判断是“高亮度时”还是“通常时”，根据判断的结果将限幅电压输出给第2信号输出电路104(或者不输出)。

具体而言，在判断输入线146a的电压比限幅晶体管155a的阈值低的情况下(高亮度时)，限幅晶体管155a变为ON，将表示是高亮度的亮度信号(限幅电压)向第2信号输出电路104输出，来代替第2信号输出电路104所保持的亮度信号。另一方面，在判断输入线146a的电压比限幅晶体管155a的阈值高的情况下(通常时)，限幅晶体管155a变为OFF，结果原样保持第2信号输出电路104的亮度信号。

图13是表示控制图12所示的电路的信号(控制脉冲)的时刻的图。与实施方式1的图3相比，代替判断电路控制脉冲1及2(RS1及RS2)而表示判断电路控制脉冲6及7(RS6及RS7)的时刻。

判断电路控制脉冲6(RS6)是对判断电容初始化晶体管151a的栅极供给、用于通过在时刻A1将限幅晶体管155a初始化而设定其阈值的控制信号。

判断电路控制脉冲7(RS7)及其反转脉冲(RS7B)是分别对判断偏压输入开关晶体管149a及判断待机开关晶体管148a的栅极供给的控制信号，用于通过在时刻A2使判断待机开关晶体管148a变为OFF并使判断偏压输入开关晶体管149a变为ON，由此经由判断偏压耦合电容147a及输入开关晶体管144a对判断输入线146a施加电源电压而使电位上升，从而使限幅晶体管155a设为OFF。

图14是表示该固体摄像器件的主要部位的信号波形的图。这里，表示作为像素电路110的输出的第1信号输出线102a、高亮度判断电路140c内的判断输入线146a、第2信号输出电路104中的信号波形。

在时刻A1，通过判断电路控制脉冲6(RS6)将判断电容初始化晶体管151a暂时导通，由此将限幅晶体管155a初始化，设定其阈值。

在时刻A2，将判断电路控制脉冲7(RS7)及其反转脉冲(RS7B)分别对判断偏压输入开关晶体管149a及判断待机开关晶体管148a的栅极供给，判断待机开关晶体管148a变为OFF并且判断偏压输入开关晶体管149a变为ON，由此经由判断偏压耦合电容147a及输入开关晶体管144a对判断输入线146a施加电源电压(VDD)，限幅晶体管155a成为OFF。

最后，在时刻A3以后，在高亮度时，通过第1信号输出线102的电位降低而超过限幅晶体管155a的阈值，限幅晶体管155a变为ON，结果将表示是高亮度的亮度信号(限幅电压)输出给第2信号输出电路104。

以上，根据本实施方式4的固体摄像器件，由于通过判断输入耦合电容145a的电容耦合将第1信号输出线102与高亮度判断电路140c连接，所以仅将第1信号输出线102的电压的变化量(高速变化的信号成分)输入到高亮度判断电路140c中，不受各种漂移等直流性的变动的影响而高速地进行高亮度的判断。由此，能够不受旁通晶体管的阈下电流的偏差的影响而稳定地判断高亮度，并且即使在变更了驱动频率及驱动时刻等的情况下也不需要修正旁通晶体管的栅极电压而使阈下电流最优化，而且不会受到制造上的工序变动等带来的读取电压的变化及阈下电流的偏差的影响而进行高亮度的判断，亮度信号的范围不会变窄。

此外，在本实施方式4中，由于在高亮度判断电路140c中没有对应于实施方式1的判断放大器的电路，所以相应地使电路简洁化，使电路规模缩小化。

(实施方式5)

接着，对本发明的实施方式5进行说明。本发明的实施方式5除了构成高亮度判断电路的一部分部件的连接关系不同这一点以外，与实施方式2相同。以下仅说明与实施方式2的不同点。

在实施方式2中，在高亮度判断电路的判断输入电路141中，将通过判断输入耦合电容145和判断偏压耦合电容147将第1信号输出线102的电压信号进行电容分压后的电压信号，经由判断输入线输入到判断放大器142a中。在本实施方式中，不将第1信号输出线102的电压信号进行电容分压，而是经由判断输入线输入到判断放大器142a中。由此，第1信号输出线102的电压信号被衰减，避免了传递到判断输入线146中。

图15是本实施方式的固体摄像器件中的着眼于1像素的详细电路图。这里仅表示高亮度判断电路140d。

该高亮度判断电路140d与实施方式2的高亮度判断电路140a相比，只有判断输入电路141中的连接关系不同。即，在实施方式2中，判断偏压耦合电容147与判断输入线146连接，但在本实施方式中，判断偏压耦合电容147与输入开关晶体管144和判断输入耦合电容145a的连接点连接。换言之，在实施方式2中，从第1信号输出线102通过输入开关晶体管144的电压信号(复位电压与读取电压的差信号)被判断输入耦合电容145和判断偏压耦合电容147进行电容分压，分压后的电压信号经由判断输入线146输入到判断放大器142a中，但在本实施方式中，从第1信号输出线102通过输入开关晶体管144的电压信号被直接供给到判断偏压耦合电容147，经由判断输入耦合电容145a及判断输入线146输入到判断放大器142a中。

通过这样的连接关系，在本实施方式的高亮度判断电路140d中，避免了从像素电路110输出给第1信号输出线102的复位电压与读取电压的差信号通过电容分压而衰减，在判断放大器142a中，将差信号在不衰减的状态下与阈值比较，所以能够以较高的判断精度进行高亮度的判断。

以上，根据实施方式对有关本发明的固体摄像器件进行了说明，但本发明并不限于这些实施方式。例如，只要不脱离本发明的主旨，对于本实施方式实施了本领域的技术人员所想到的范围内的变更的各种变形例、以及将各实施方式的一部分任意地组合而实现的变形例也包含在本发明中。

例如，在上述实施方式中，像素电路由4个晶体管构成，但如图16所示，也可以由3个晶体管构成。图16所示的像素电路110a不具有上述实施方式中的行选择晶体管116。在这样的像素电路110a中，与上述实施方式的像素电路110不同，通过调制像素电源(VP)，经由复位晶体管113选择/非选择放大用晶体管115的栅极电位，来进行行选择。在这样的行选择的调制较小的情况下，难以确保第1信号输出线102的动态范围，输出给第1信号输出线102的亮度信号(复位电压与读取电压的差)会减少，但如果是上述实施方式中的高亮度判断电路，则通过亮度信号的交流成分判断高亮度，所以也能够应用在这样的像素电路110a中。特别是，实施方式5的高亮度判断电路140d由于不使从第1信号输出线102输入的信号衰减而高精度地判断高亮度，所以对于这样的像素电路110a是适合的。

此外，在上述实施方式中，像素电路对每1个受光元件111设置，但如图17所示，也可以对多个受光元件111a及111b设置。在这样的多像素单元的像素电路110b中，与上述实施方式中的单位像素单元即像素电路110不同，设有分别对应于两个受光元件111a及111b的读取晶体管114a及114b，并且在这些受光元件111a及111b上设有共用的电容器112、复位晶体管113、放大用晶体管115及行选择晶体管116。在这样的像素电路110b中，相对于受光元件数的增加带来的亮度信号的增加，VDD(电源电压)的第1信号输出线102中的动态范围不变化，所以动态范围与亮度信号的差即容限减少，但如果是上述实施方式的高亮度判断电路，则通过亮度信号的交流成分判断高亮度，所以能够不受容限的减少的影响而可靠地进行通常时/高亮度时的判断。

此外，在上述实施方式中，对有关本发明的固体摄像器件进行了说明，但本发明并不限于固体摄像器件，具备上述实施方式的固体摄像器件的摄像机也包含在本发明中。

图18是表示有关本发明的摄像机10的结构的框图。该摄像机10例如是能够摄影静止图像的摄像装置，其特征在于，具备MOS型摄像元件11、对MOS型摄像元件11供给控制信号而进行驱动及控制的时刻控制部93、处理从MOS型摄像元件11输出的信号电荷(亮度信号)而生成图像并存储的图像处理部94、透镜95、光学系统96，在MOS型摄像元件11中具有从像素(像素电路110)经由电容连接的高亮度判断电路。另外，MOS型摄像元件11配置在通过遮光装置的光成像的位置上，是排列有多个用于输出对应于受光量的信号电荷(亮度信号)的单位单元的半导体元件及其周边电路，相当于上述实施方式1～5的固体摄像器件。

此外，本发明可以作为多个芯片的半导体集成电路实现，也可以作为单芯片的半导体集成电路实现。例如，可以仅将图18的MOS型摄像元件11、或将MOS型摄像元件11、时刻控制部93及图像处理部94作为单芯片的半导体集成电路实现。

此外，本发明不仅可以作为固体摄像器件、摄像机实现，也可以作为对固体摄像器件供给各种控制脉冲的时刻控制部93等固体摄像器件的驱动方法来实现。

工业实用性

有关本发明的固体摄像器件作为摄像设备的图像传感器，特别是消除入射强光时的图像的变黑来实现图像质量的提高，所以作为家庭用摄像机及数字静像照相机等各种摄像设备的图像传感器是有用的。

Claims (15)

1、一种固体摄像器件，输出对应于受光量的亮度信号，其特征在于，具备：

摄像部，1维或2维地排列多个像素电路而成，所述像素电路包括光电变换部，输出上述光电变换部被复位时的电压即复位电压、和通过上述光电变换部中的光电变换产生的电压即读取电压；

第1信号输出线，与多个上述像素电路连接，用于传送从上述像素电路输出的复位电压与读取电压；

信号输出电路，与上述第1信号输出线连接，根据输出到上述第1信号输出线中的复位电压与读取电压，从第2信号输出线输出对应于上述光电变换部中的受光量的亮度信号；

高亮度判断电路，通过第1电容与上述第1信号输出线耦合，根据上述第1信号输出线的电压信号，判断向上述光电变换部的入射光是否是高亮度，在判断为是高亮度的情况下，对上述第2信号输出线输出表示是高亮度的亮度信号。

2、如权利要求1所述的固体摄像器件，其特征在于，

上述高亮度判断电路根据上述第1信号输出线的电压信号中的交流成分，判断上述入射光是否是高亮度。

3、如权利要求1所述的固体摄像器件，其特征在于，

上述高亮度判断电路在上述光电变换部被复位的期间或者刚被复位之后，判断上述入射光是否是高亮度。

4、如权利要求1所述的固体摄像器件，其特征在于，

上述高亮度判断电路包括：

判断输入线，是与上述第1电容连接的信号线；

第2电容，一端与上述判断输入线连接；

偏压加法电路，与上述第2电容的另一端连接，经由上述第2电容对上述判断输入线加上一定电压；

通过将加上了上述一定电压后的上述判断输入线的电压与一定的阈值比较，判断上述入射光是否是高亮度。

5、如权利要求1所述的固体摄像器件，其特征在于，

上述高亮度判断电路包括：

判断输入线，是与上述第1电容的一端连接的信号线；

第2电容，一端与上述第1电容的另一端连接；

偏压加法电路，与上述第2电容的另一端连接，经由上述第2电容对上述判断输入线加上一定电压；

通过将加上了上述一定电压后的上述判断输入线的电压与一定的阈值进行比较，判断上述入射光是否是高亮度。

6、如权利要求1所述的固体摄像器件，其特征在于，

上述高亮度判断电路包括第1开关晶体管，该第1开关晶体管与上述第1电容连接，使经由上述第1电容的上述第1信号输出线与该高亮度判断电路的连接切断和导通。

7、如权利要求6所述的固体摄像器件，其特征在于，

上述第1开关晶体管在上述第1信号输出线的电压信号及上述高亮度判断电路的输入级的电压信号变动时，将上述连接切断。

8、如权利要求1所述的固体摄像器件，其特征在于，

上述高亮度判断电路判断输出到上述第1信号输出线中的上述复位电压与上述读取电压的差是否在规定的范围内，在上述差不在规定的范围内的情况下，判断为上述入射光是高亮度。

9、如权利要求8所述的固体摄像器件，其特征在于，

上述规定的范围是包括最大亮度的光入射到上述像素电路中时输入到上述高亮度判断电路中的电压信号的范围，并且是比从上述像素电路输入到上述高亮度判断电路中的电压信号的动态范围小的范围。

10、如权利要求1所述的固体摄像器件，其特征在于，

上述高亮度判断电路包括判断输出电路，该判断输出电路在判断为上述入射光是高亮度的情况下，将与从上述信号输出电路对上述第2信号输出线输出的亮度信号的极性同极性、且上述亮度信号的饱和以上的电压对上述第2信号输出线输出。

11、如权利要求1所述的固体摄像器件，其特征在于，

上述高亮度判断电路包括：

判断输入线，是与上述第1电容连接的信号线；

判断放大电路，根据上述判断输入线的电压信号，判断上述入射光是否是高亮度，并且将上述判断输入线的电压信号放大，将放大而得到的信号作为表示上述判断的结果的信号输出。

12、如权利要求1所述的固体摄像器件，其特征在于，

上述高亮度判断电路在包括从上述光电变换部对上述第1信号输出线输出上述复位电压到输出上述读取电压的期间的期间、或者在从输出上述读取电压到输出下一个摄像期间的复位电压的期间，判断上述入射光是否是高亮度，并且输出表示是高亮度的上述亮度信号。

13、一种照相机，其特征在于，具备权利要求1所述的固体摄像器件。

14、一种固体摄像器件的驱动方法，输出对应于受光量的亮度信号，其特征在于，

根据来自包括光电变换部的像素电路的输出信号的交流成分，判断向光电变换部的入射光是否是高亮度；

在判断为是高亮度的情况下，对输出对应于受光量的亮度信号的信号输出线输出表示是高亮度的亮度信号。

15、如权利要求14所述的固体摄像器件的驱动方法，其特征在于，

在上述判断中，对上述光电变换部，在比用于光电变换的复位晚的时刻，预先进行用于上述判断的复位。

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