JP2001203941A - Solid-state image pickup element - Google Patents

Solid-state image pickup element

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JP2001203941A
JP2001203941A JP2000011677A JP2000011677A JP2001203941A JP 2001203941 A JP2001203941 A JP 2001203941A JP 2000011677 A JP2000011677 A JP 2000011677A JP 2000011677 A JP2000011677 A JP 2000011677A JP 2001203941 A JP2001203941 A JP 2001203941A
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potential
solid
pixel circuit
imaging device
state imaging
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JP2000011677A
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Yoshikazu Nitta
嘉一 新田
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Mitsubishi Electric Corp
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Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a solid-state image pickup element which has a wide light receiving sensitivity range, a high contrast detecting function, and high environment adapting capability, is highly integrated, and actualizes low power consumption. SOLUTION: The solid-state image pickup element is constituted by connecting pixel circuits equipped with photodetectors, respectively, and each pixel circuit computes the mean value of the quantity of incident light detected by itself and the quantity of incident light detected by a pixel circuit adjacent to this pixel circuit and varies its photodetection sensitivity range according to the computed mean value to detect the quantity of incident light.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、生体の網膜に匹
敵する広い受光感度範囲と高いコントラスト検知機能を
実現する半導体撮像素子に関するものであり、特に、高
い環境適応能力を有した撮像装置として、様々な環境下
で使用される屋外の監視用カメラや車載用カメラなどに
利用できる固体撮像素子に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor imaging device which realizes a wide light receiving sensitivity range comparable to the retina of a living body and a high contrast detection function. In particular, the present invention relates to an imaging device having high environmental adaptability. The present invention relates to a solid-state imaging device that can be used for an outdoor monitoring camera, a vehicle-mounted camera, and the like used in various environments.

【0002】[0002]

【従来の技術】人間の視覚系において各々の視細胞は、
それ自身が受けた光の量と、その周辺の視細胞が受けた
光の量の平均値との差を、受けた光の量に対する信号と
して出力する機能を持っている。この機能により、各視
細胞は、その周辺に入射する光強度の平均に応じてそれ
自身の受光感度範囲をシフトする。すなわち、極端に輝
度の異なる被写体が同一視野内にある場合、明るい被写
体を見る視細胞はその受光感度範囲を明るい側に、暗い
被写体を見る視細胞は暗い側にシフトする。このような
受光感度範囲をシフトする機能により、各視細胞の受光
感度範囲の幅は一定であるものの、人間の視覚系は全体
として、個々の視細胞の受光感度より広い受光感度範囲
を実現している(図7)。
2. Description of the Related Art In the human visual system, each photoreceptor cell
It has the function of outputting the difference between the amount of light received by itself and the average value of the amount of light received by the surrounding photoreceptors as a signal for the amount of light received. With this function, each photoreceptor cell shifts its own light receiving sensitivity range according to the average of the light intensity incident on its periphery. That is, when subjects having extremely different luminances are within the same field of view, the photoreceptor cells that see a bright subject shift their light receiving sensitivity range to the bright side, and the photoreceptors that see the dark subject shift to the dark side. With such a function of shifting the light receiving sensitivity range, the width of the light receiving sensitivity range of each photoreceptor cell is constant, but the human visual system as a whole realizes a light receiving sensitivity range wider than the light receiving sensitivity of individual photoreceptors. (FIG. 7).

【0003】また、近接する視細胞の出力との差を出力
するのであるから、人間の視覚系は輝度の変化のある部
分に対して強く反応する。このため、人間の視覚系は被
写体の輪郭を自動的に抽出し、見ている対象に高いコン
トラストを与えて認識している。一方、CCDやCMOSイメ
ージャーなどの固体撮像素子では、同一視野内に極端に
輝度の異なる被写体が存在する対象を撮影する場合、そ
の対象の輝度分布の広がりが人間の視覚によって十分に
認識できる範囲内であっても、明るい被写体がハレーシ
ョンを起こす、あるいは暗い被写体が黒くつぶれてしま
うような画像になる場合がしばしば見受けられる。
[0003] Further, since the difference from the output of an adjacent photoreceptor cell is output, the human visual system reacts strongly to a portion where luminance changes. For this reason, the human visual system automatically extracts the outline of the subject and gives a high contrast to the viewed object for recognition. On the other hand, with solid-state imaging devices such as CCD and CMOS imagers, when shooting an object with extremely different brightness within the same field of view, the range of the brightness distribution of that object can be sufficiently recognized by human vision. Even within the image, there is often seen an image in which a bright subject causes halation or a dark subject becomes black.

【0004】CCD,CMOSイメージャーなどの固体撮像素
子は、その素子上に入射する光を光強度と露光時間に応
じた電気信号に変換する機能単位(画素)が複数個配列
される構造を持つ。一般に各画素はいずれも等しい受光
感度範囲を持ち、その受光感度範囲は固定されている。
素子の受光感度範囲も各画素の受光感度範囲に等しい。
従って、各画素の受光感度範囲を超える輝度の広がりを
持つ対象を撮影しようとする場合、上述した明るい被写
体のハレーションや暗い被写体の黒つぶれなどの現象を
起こす。また、固体撮像素子によって撮影された画像
は、人間が同じ対象を見た場合に比べ、対象の輪郭が不
明瞭である。
A solid-state imaging device such as a CCD or a CMOS imager has a structure in which a plurality of functional units (pixels) for converting light incident on the device into an electric signal corresponding to light intensity and exposure time are arranged. . Generally, each pixel has the same light receiving sensitivity range, and the light receiving sensitivity range is fixed.
The light receiving sensitivity range of the element is also equal to the light receiving sensitivity range of each pixel.
Therefore, when photographing a target having a luminance spread exceeding the light receiving sensitivity range of each pixel, the above-described phenomena such as halation of a bright subject and darkening of a dark subject occur. Further, in an image captured by a solid-state imaging device, the outline of an object is less clear than when a person views the same object.

【0005】このため、画像をブラウン管などに表示す
る前にコントラストを明確にするための輪郭強調処理を
必要とする場合が多い。従来の固体撮像素子は、受光感
度範囲,コントラスト検知機能において、人間の視覚系
に大きく劣っている。監視用カメラなど人間の視覚の代
用、あるいは画像を記録し後に人間がその画像を見る、
といった使用法が固体撮像素子の一般的な使用形態であ
ることを勘案すると、従来の固体撮像素子は受光感度範
囲,コントラスト検知機能の面でその性能は不十分であ
ることは明白である。
For this reason, it is often necessary to perform an outline emphasis process to clarify the contrast before displaying the image on a cathode ray tube or the like. The conventional solid-state imaging device is significantly inferior to the human visual system in the light receiving sensitivity range and the contrast detection function. A substitute for human vision, such as a surveillance camera, or recording an image and then viewing it
Considering that such a usage is a general usage of the solid-state imaging device, it is clear that the performance of the conventional solid-state imaging device is insufficient in terms of the light receiving sensitivity range and the contrast detection function.

【0006】このような背景から、広い受光感度範囲を
実現するために、各画素の受光感度範囲の幅を広げる研
究がなされている。一例としては、異なる露光時間で撮
影した画像を重ねあわせることでダイナミックレンジを
拡大する手法がある(参考文献:菰淵 寛仁, "広ダイナ
ミックレンジ撮像技術"、第7回画像入力技術シンポジ
ウム講演予稿集, pp.85-92)。この手法では、同一視野
内に極端に輝度の異なる被写体が存在する対象を撮影す
る場合、暗い被写体を撮影するための長い露光時間で撮
影した画像と、明るい被写体を撮影するための短い露光
時間で撮影した画像とを重ね合わせることで、明暗いず
れの被写体もハレーションや黒つぶれなく画像上に表す
ようにしている(第1の従来例)。
[0006] From such a background, in order to realize a wide light receiving sensitivity range, research has been made to widen the light receiving sensitivity range of each pixel. As an example, there is a method of expanding the dynamic range by superimposing images taken with different exposure times (Reference: Hirohito Kobuchi, "Wide Dynamic Range Imaging Technology", Proceedings of the 7th Image Input Technology Symposium) , pp.85-92). In this method, when photographing an object having an extremely different luminance in the same field of view, an image photographed with a long exposure time for photographing a dark object and a short exposure time for photographing a bright object are taken. By superimposing the photographed image on the image, both bright and dark subjects are represented on the image without halation or blackout (first conventional example).

【0007】また、トランジスタのサブスレッショルド
領域における非線形な入出力特性を利用して各画素自体
の受光感度幅を広げる研究などもされている(参考文
献:S.G.Chamberlain, and J.P.Y.Lee, "A Novel Wide
Dynamic Range Silicon Photodetector and Linear Ima
ging Array", IEEE Trans on ED, vol.ED-32, No.2, p
p.175-182, Feb., 1984…第2の従来例)。
[0007] In addition, studies have been made to expand the light receiving sensitivity width of each pixel itself by using nonlinear input / output characteristics in a sub-threshold region of a transistor (Reference: SGChamberlain, and JPY Lee, "A Novel Wide").
Dynamic Range Silicon Photodetector and Linear Ima
ging Array ", IEEE Trans on ED, vol.ED-32, No.2, p
p.175-182, Feb., 1984 ... second conventional example).

【0008】さらに、人間の網膜のように、各画素が周
辺の画素の出力に応じてその受光感度範囲をシフトする
機能を有する固体撮像素子も既にC.Meadによって試作さ
れている(第3の従来例)。この素子の画素回路を図8
に示す(参考文献:C.Mead,"Adaptive Retina", Analog
VLSI Implementations of Neural Systems, 1989,pp.2
39-246)。この素子では抵抗ネットワークを介して周辺
の画素出力の平均化を行い、この周辺画素出力の平均
と、自分自身の出力との差を差動増幅器を用いて演算し
ている。本素子では人間の視覚系の視細胞のように、各
画素が受光感度範囲をシフトすることで素子全体として
広い受光感度範囲を実現している。この方法によれば、
各画素の受光感度範囲は広がっていないので、素子とし
て受光感度範囲を広げたことによる表示系において画面
全体のコントラストが低下する問題は発生しない。
Further, a solid-state image pickup device, such as a human retina, in which each pixel has a function of shifting the light receiving sensitivity range in accordance with the output of a peripheral pixel has already been prototyped by C. Mead (third). Conventional example). The pixel circuit of this element is shown in FIG.
(References: C. Mead, "Adaptive Retina", Analog
VLSI Implementations of Neural Systems, 1989, pp.2
39-246). In this element, peripheral pixel outputs are averaged via a resistor network, and the difference between the average of the peripheral pixel outputs and its own output is calculated using a differential amplifier. In this element, like the visual cells of the human visual system, each pixel shifts the light receiving sensitivity range to realize a wide light receiving sensitivity range as the whole element. According to this method,
Since the light receiving sensitivity range of each pixel is not widened, the problem that the contrast of the entire screen is reduced in the display system due to the widening of the light receiving sensitivity range as an element does not occur.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、各画素
のダイナミックレンジを拡大する第1の従来例や受光感
度幅を拡大する第2の従来例は、撮影した画像を表示す
る際に画面全体のコントラストが弱くなるという問題点
がある。そこで画像をいくつかの領域に分割し、各領域
内で集中している輝度範囲に表示系の階調を多く与える
手法が提案されているが(参考文献:森村 淳, 吾妻 健
夫, 魚森 謙也, "広ダイナミックレンジ画像合成処理技
術", 映像情報メディア学会誌vol.51, No.2, pp228-23
2)、この手法は複雑な画像の後処理を必要とするとい
う問題点がある。また、第3の従来例は、各画素に作動
増幅器を必要とするため、回路規模が大きく、また、消
費電力も大きいという実用上の問題点がある.
However, the first conventional example of expanding the dynamic range of each pixel and the second conventional example of expanding the light-receiving sensitivity range involve the contrast of the entire screen when displaying a captured image. There is a problem that becomes weak. Therefore, a method has been proposed in which an image is divided into several regions and a large number of display system gradations are given to the luminance range concentrated in each region (references: Atsushi Morimura, Takeo Azuma, Kenya Uomori) , "Wide Dynamic Range Image Synthesis Technology", Journal of the Institute of Image Information and Television Engineers vol.51, No.2, pp228-23
2), this method has a problem that a complicated image post-processing is required. Further, the third conventional example has a practical problem that a circuit scale is large and power consumption is large because an operation amplifier is required for each pixel.

【0010】そこで、本発明は、生体の網膜に匹敵する
広い受光感度範囲と高いコントラスト検知機能と様々な
環境下で使用できる高い環境適応能力とを有し、高集積
でかつ低い消費電力を実現することができる固体撮像素
子を提供することを目的とする。
Therefore, the present invention has a wide light receiving sensitivity range comparable to the retina of a living body, a high contrast detection function, and a high environmental adaptability that can be used in various environments, and realizes high integration and low power consumption. It is an object of the present invention to provide a solid-state imaging device capable of performing the following.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】以上の目的を達成するた
めに、本発明に係る固体撮像素子は、それぞれフォトデ
ィテクタを備えた複数の画素回路が接続されてなる固体
撮像素子において、上記各画素回路は、その画素回路で
検出された入射光量とその画素回路に隣接する画素回路
とで検出された入射光量との平均値を演算し、その演算
された平均値に基いて受光感度範囲を変化させて入射光
量を検出することを特徴とする。これにより、入射光量
に応じて最適な受光感度範囲に設定して入射光量を検出
することが可能となる。また、この様に構成すると、各
画素及び周辺の画素への入射光強度に応じて受光感度範
囲をシフトさせる機構を簡単な回路構成できかつ消費電
力を低くできる。
In order to achieve the above object, a solid-state imaging device according to the present invention is a solid-state imaging device in which a plurality of pixel circuits each having a photodetector are connected. Calculates the average value of the incident light amount detected by the pixel circuit and the incident light amount detected by the pixel circuit adjacent to the pixel circuit, and changes the light receiving sensitivity range based on the calculated average value. And detecting the amount of incident light. This makes it possible to set the optimum light receiving sensitivity range according to the amount of incident light and detect the amount of incident light. Further, with such a configuration, a mechanism for shifting the light receiving sensitivity range in accordance with the intensity of incident light on each pixel and peripheral pixels can be configured with a simple circuit, and the power consumption can be reduced.

【0012】さらに、本発明に係る固体撮像素子におい
て、上記平均電位を演算する回路は上記フォトディテク
タの静電容量より十分小さい静電容量を有する静電容量
素子と、その静電容量素子の一端と上記フォトディテク
タの一端との間に接続された第1スイッチと、上記静電
容量素子の一端と隣接する画素回路の静電容量素子の一
端との間に接続された第2スイッチとによって簡単に構
成することができる。
Further, in the solid-state imaging device according to the present invention, the circuit for calculating the average potential includes a capacitance element having a capacitance sufficiently smaller than the capacitance of the photodetector, and one end of the capacitance element. A simple configuration including a first switch connected between one end of the photodetector and a second switch connected between one end of the capacitance element and one end of a capacitance element of an adjacent pixel circuit. can do.

【0013】またさらに、本発明に係る固体撮像素子に
おいて、上記画素回路は、上記フォトディテクタの一端
の電位を初期電位に設定するための初期設定スイッチ
と、上記平均電位と基準値とを比較して上記平均電位が
上記基準値以下であるときに、上記フォトディテクタの
一端の電位を初期電位に設定するように上記初期設定ス
イッチを制御する比較器とを備えることにより、簡易な
回路で簡単に初期設定することができる。
Still further, in the solid-state imaging device according to the present invention, the pixel circuit compares an average potential with a reference value by setting an initial setting switch for setting a potential at one end of the photodetector to an initial potential. When the average potential is equal to or less than the reference value, a comparator that controls the initial setting switch so as to set the potential at one end of the photodetector to an initial potential can be easily set by a simple circuit. can do.

【0014】また、本発明に係る固体撮像素子におい
て、上記基準値を上記初期電位の1/2に設定すること
が好ましく、これにより上記実効蓄積時間を好ましい範
囲に設定できる。
Further, in the solid-state imaging device according to the present invention, it is preferable that the reference value is set to の of the initial potential, so that the effective accumulation time can be set in a preferable range.

【0015】また、本発明に係る固体撮像素子におい
て、制御回路を簡単にするために、上記平均電位を演算
し、上記フォトディテクタの一端の電位を初期電位に設
定する間隔を、最大蓄積時間の1/2のべき乗で減少さ
せることが好ましい。
In the solid-state imaging device according to the present invention, in order to simplify the control circuit, the average potential is calculated, and the interval at which the potential at one end of the photodetector is set to the initial potential is set to one of the maximum accumulation time. It is preferable to decrease by a power of / 2.

【0016】さらに、本発明に係る固体撮像素子におい
て、構成を簡単にするために、上記比較器はMOSトラ
ンジスタからなるインバーターを含んで構成されること
が好ましい。
Further, in the solid-state imaging device according to the present invention, in order to simplify the configuration, it is preferable that the comparator includes an inverter composed of a MOS transistor.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら、本発
明に係る実施の形態について説明する。 実施の形態1.本発明に係る実施の形態1の固体撮像素
子(半導体撮像素子)は、詳細後述する画素回路50を
複数個備えたことを特徴としている。図1は、本実施の
形態の固体撮像素子の画素回路の構成を概念的に示す回
路図である。図1の画素回路50は、フォトディテクタ
PD1、増幅用トランジスタTr1、リセット用スイッ
チSW1、SW2、読み出し用トランジスタTr2、電
子シャッタスイッチSW3、静電容量素子C1、コンパ
レータComp1からなる。ここで、フォトディテクタ
PD1はフォトダイオードからなる光検出器であり、受
光した光量に応じて光電流を発生する。尚、スイッチS
Wn1〜SWn4は、隣接する画素回路との間に接続さ
れたスイッチである。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Embodiment 1 FIG. The solid-state imaging device (semiconductor imaging device) according to the first embodiment of the present invention includes a plurality of pixel circuits 50 described in detail below. FIG. 1 is a circuit diagram conceptually showing a configuration of a pixel circuit of the solid-state imaging device according to the present embodiment. 1 includes a photodetector PD1, an amplification transistor Tr1, reset switches SW1 and SW2, a reading transistor Tr2, an electronic shutter switch SW3, a capacitance element C1, and a comparator Comp1. Here, the photodetector PD1 is a photodetector composed of a photodiode, and generates a photocurrent according to the amount of received light. The switch S
Wn1 to SWn4 are switches connected between adjacent pixel circuits.

【0018】詳細には、図1の画素回路50において、
フォトディテクタPD1は、一端がグランドGNDに接
地され、他端であるノード1がリセット用スイッチSW
1、SW2を介して電源電圧Vddを与えるバイアス端
子に、逆バイアスとなるように接続される。また、ノー
ド1は、増幅用トランジスタTr1のゲートに接続さ
れ、この増幅用トランジスタTr1に対して直列に読み
出し用トランジスタTr2が接続される。以上のように
接続されたノード1は、リセット用スイッチSW1をオ
ンしたときにリセット電位(初期電位)Vsatに初期化
される。また、ノード1は、電子シャッタスイッチSW
3を介して静電容量素子C1の一端が接続されたノード
2に接続される。尚、静電容量素子C1はノード2とグ
ランドGNDとの間に接続される。さらに、ノード2は
コンパレータ1の一方の入力に接続され、コンパレータ
Comp1の出力ノード3がリセット用スイッチSW2
の制御信号として接続されている。本実施の形態1の固
体撮像素子は、図2に示すように、それぞれ上述のよう
に構成された複数の画素回路50が各画素に対応してマ
トリックス状にスイッチSWni(i=1,2,3,4)により接
続されて構成される。尚、SWni(i=1,2,3,4)は、隣
接する画素回路のノード2の間に接続される。
More specifically, in the pixel circuit 50 of FIG.
The photodetector PD1 has one end grounded to the ground GND, and the other end node 1 connected to the reset switch SW.
1, connected to a bias terminal for supplying a power supply voltage Vdd via SW2 so as to be reverse biased. The node 1 is connected to the gate of the transistor for amplification Tr1, and the transistor for readout Tr2 is connected in series to the transistor for amplification Tr1. The node 1 connected as described above is initialized to a reset potential (initial potential) Vsat when the reset switch SW1 is turned on. Node 1 is connected to an electronic shutter switch SW
3 is connected to the node 2 to which one end of the capacitance element C1 is connected. Note that the capacitance element C1 is connected between the node 2 and the ground GND. Further, the node 2 is connected to one input of the comparator 1, and the output node 3 of the comparator Comp1 is connected to the reset switch SW2.
Are connected as control signals. As shown in FIG. 2, the solid-state imaging device according to the first embodiment includes a plurality of pixel circuits 50 each configured as described above, which are arranged in a matrix in a matrix corresponding to each of the switches SWni (i = 1, 2,. It is configured by being connected by 3,4). SWni (i = 1, 2, 3, 4) is connected between the nodes 2 of the adjacent pixel circuits.

【0019】図3は、図1に示す画素回路50を実際に
集積回路で構成した一例である画素回路の回路図であ
る。図3の画素回路において、各スイッチSW1、SW
2、SW3はそれぞれ、NMOSトランジスタTr3、
Tr4,Tr5で構成されている。また、各画素回路間
を接続するスイッチSWn1からSWn4はそれぞれ、
NMOSトランジスタTr9からTr12によって構成
されている。また、各画素回路において読み出し用トラ
ンジスタTr2の一端に接続された出力信号線21、ト
ランジスタTr3を制御するリセット制御信号線22、
トランジスタTr5を制御するシャッタ制御信号線2
3、読み出し用トランジスタTr2を制御する読み出し
制御信号線24、トランジスタTr9〜Tr12を制御
する平均値演算制御信号線25が配線されている。
FIG. 3 is a circuit diagram of a pixel circuit which is an example in which the pixel circuit 50 shown in FIG. 1 is actually constituted by an integrated circuit. In the pixel circuit of FIG. 3, each of the switches SW1, SW
2 and SW3 are NMOS transistors Tr3 and
Tr4 and Tr5. The switches SWn1 to SWn4 connecting the respective pixel circuits are respectively
It comprises NMOS transistors Tr9 to Tr12. Further, in each pixel circuit, an output signal line 21 connected to one end of the reading transistor Tr2, a reset control signal line 22 for controlling the transistor Tr3,
Shutter control signal line 2 for controlling transistor Tr5
3, a read control signal line 24 for controlling the read transistor Tr2, and an average value calculation control signal line 25 for controlling the transistors Tr9 to Tr12.

【0020】次に、本実施の形態1の画素回路の動作を
説明する。図1の画素回路50において、逆バイアスさ
れたフォトディテクタPD1に光が入射されると、その
入射光量に応じた光電流がフォトディテクターPD1に
流れノード1の電位V1がVsatから変化する。この
ノード1の電位V1がVsatから変化する率は入射光
量に比例し、この変化する割合を検出することにより入
射光量を検出することができる。
Next, the operation of the pixel circuit according to the first embodiment will be described. In the pixel circuit 50 of FIG. 1, when light enters the reverse-biased photodetector PD1, a photocurrent corresponding to the amount of incident light flows into the photodetector PD1, and the potential V1 of the node 1 changes from Vsat. The rate at which the potential V1 of the node 1 changes from Vsat is proportional to the amount of incident light. By detecting the rate of change, the amount of incident light can be detected.

【0021】実施の形態1の画素回路50において、ノ
ード1の電位V1がグランドGND(0)電位まで低下
したとき、増幅用トランジスタTr1のゲート電圧は0
Vとなるので出力信号線21には画像信号は飽和状態と
なる(最大値に固定される)。従って、入射光量が強い
場合、ノード1の電位V1の電位がVsatからグラン
ドGND(0)電位まで低下する減衰時間T1が蓄積時
間Tより短くなり、そのままでは蓄積時間Tの経過時点
において、画像信号は飽和状態となる。この飽和状態を
回避するために、実施の形態1の画像回路50では、以
下のようにして飽和した画素回路を繰り返しリセットを
行い、所定の蓄積時間Tが経過する時点において飽和状
態を回避して所定の蓄積時間T経過の直後に画像信号を
出力するように構成している。
In the pixel circuit 50 of the first embodiment, when the potential V1 of the node 1 drops to the ground GND (0) potential, the gate voltage of the amplifying transistor Tr1 becomes 0.
Therefore, the image signal is saturated on the output signal line 21 (fixed to the maximum value). Therefore, when the amount of incident light is strong, the decay time T1 during which the potential of the potential V1 of the node 1 decreases from Vsat to the ground GND (0) potential becomes shorter than the accumulation time T. Becomes saturated. In order to avoid this saturated state, in the image circuit 50 of the first embodiment, the saturated pixel circuit is repeatedly reset as described below, and the saturated state is avoided at the time when a predetermined accumulation time T elapses. The image signal is output immediately after the predetermined accumulation time T has elapsed.

【0022】具体的には、画素回路50を繰り返しリセ
ットする周期を順次減少させ、所定の蓄積時間Tが経過
する時点において飽和状態が回避できるように構成して
いる。すなわち、図4のタイミングチャートに示されて
いるように、まず、フレームの初期状態(t=0)にお
いてフォトディテクタPD1のノード1を、スイッチS
W1をオンすることで初期値Vsatにリセットする。
尚、この図4では、蓄積時間Tを32ミリ秒としてい
る。そして、T/2ミリ秒(16ミリ秒)経過後、スイ
ッチSW3をシャッタ制御信号(VSH)によりオンし
てフォトディテクターPD1のノード1の電位をノード
2と同電位にする。ここで、フォトディテクターPD1
の静電容量Cpdは静電容量素子C1に対して十分に大
きくなるように設定されている(Cpd>>C1)。
More specifically, the period for repeatedly resetting the pixel circuit 50 is sequentially reduced so that a saturation state can be avoided when a predetermined accumulation time T elapses. That is, as shown in the timing chart of FIG. 4, first, in the initial state (t = 0) of the frame, the node 1 of the photodetector PD1 is switched to the switch S.
Turning on W1 resets it to the initial value Vsat.
In FIG. 4, the accumulation time T is set to 32 milliseconds. Then, after a lapse of T / 2 milliseconds (16 milliseconds), the switch SW3 is turned on by the shutter control signal (VSH) to make the potential of the node 1 of the photodetector PD1 the same as that of the node 2. Here, the photodetector PD1
Is set to be sufficiently larger than the capacitance element C1 (Cpd >> C1).

【0023】次に、スイッチSW3をオフとした後、ス
イッチSWn1〜SWn4を平均値演算信号(VAV)
によりオンする。これにより、スイッチSWn1〜SW
n4を介して、隣接する画素回路から電荷が流出入し、
その結果、ノード2の電位V2は、周辺の画素間で平均
化された値となる。すなわち、本実施の形態1の固体撮
像素子において、静電容量素子C1、スイッチSW3及
びスイッチSWn1〜SWn4によって、各画素回路に
入射した光量とその隣接する画素回路に入射した光量と
の平均値に対応した電位を演算する演算回路が構成され
ている。このようにして求めた、隣接画素間で平均化さ
れたフォトディテクタPD1の電位V2が飽和電圧Vs
atの1/2(Vsat/2)より小さければ、コンパ
レータComp1は‘H’レベルの信号を出力し、スイ
ッチSW2をオンする。その結果、フォトディテクター
PD1のノード1は再びVsatにリセットされる。
Next, after the switch SW3 is turned off, the switches SWn1 to SWn4 are switched to the average value calculation signal (VAV).
To turn on. Thereby, the switches SWn1 to SWn
Charges flow in and out of adjacent pixel circuits through n4,
As a result, the potential V2 of the node 2 becomes a value averaged between the peripheral pixels. That is, in the solid-state imaging device of the first embodiment, the average value of the amount of light incident on each pixel circuit and the amount of light incident on the adjacent pixel circuit is determined by the capacitance element C1, the switch SW3, and the switches SWn1 to SWn4. An arithmetic circuit for calculating a corresponding potential is configured. The potential V2 of the photodetector PD1 averaged between adjacent pixels thus obtained is equal to the saturation voltage Vs
If it is smaller than 1/2 of at (Vsat / 2), the comparator Comp1 outputs an "H" level signal and turns on the switch SW2. As a result, the node 1 of the photodetector PD1 is reset to Vsat again.

【0024】そして、平均値演算信号(VAV)がオフ
になると、コンパレータComp1の出力ノード3は再
び‘Low’レベルとなり、スイッチSW3はオフとな
りフォトディテクターPD1のノード1の電位V1は入
射光量に応じて変化(減少)する。以下、繰り返し周期
(リセット周期)をT/4(8ミリ秒)、T/8(4ミ
リ秒)、....、T/2n、..と順次減少させて、
隣接画素間で平均化されたフォトディテクタPD1の電
位V2が飽和電圧Vsatの1/2(Vsat/2)以
上になった場合において、蓄積時間Tが経過する時点の
フォトディテクターPD1のノード1の電位を増幅用ト
ランジスタTr1で増幅して出力信号として出力する。
When the average value calculation signal (VAV) is turned off, the output node 3 of the comparator Comp1 goes low again, the switch SW3 turns off, and the potential V1 of the node 1 of the photodetector PD1 changes according to the amount of incident light. Change (decrease). Hereinafter, the repetition period (reset period) is defined as T / 4 (8 milliseconds), T / 8 (4 milliseconds),. . . . , T / 2 n,. . And sequentially decrease
When the potential V2 of the photodetector PD1 averaged between adjacent pixels is equal to or more than 1/2 (Vsat / 2) of the saturation voltage Vsat, the potential of the node 1 of the photodetector PD1 at the time when the accumulation time T elapses is calculated. The signal is amplified by the amplifying transistor Tr1 and output as an output signal.

【0025】例えば、図4に示すように前の周期の1/
2ずつその周期を減少させる場合、蓄積時間Tにおい
て、T/2時間経過後及び次のT/4時間経過後にリセ
ットされ、その次のT/8時間経過時点で平均化された
フォトディテクタPD1の電位V2が飽和電圧Vsat
の1/2(Vsat/2)以上になったとすると、その
後はリセットされることなく、その時からT/8時間経
過した時点(最初にリセットされてから蓄積時間Tだけ
経過した時点)のノード1の電位V1が増幅されて出力
され、外部の反転増幅器により反転された出力信号を得
ることができる。
For example, as shown in FIG.
When the cycle is decreased by two, the potential of the photodetector PD1 is reset after the lapse of T / 2 time and after the lapse of the next T / 4 time in the accumulation time T, and is averaged at the lapse of the next T / 8 time. V2 is the saturation voltage Vsat
V (Vsat / 2) or more, the node 1 is not reset thereafter, and the node 1 at the time when T / 8 hours have passed since that time (when the storage time T has passed since the first reset) Is amplified and output, and an output signal inverted by an external inverting amplifier can be obtained.

【0026】このようにすると、蓄積時間Tのうち、T
/2時間経過後及び次のT/4時間経過後にリセットさ
れているので、蓄積時間Tにおいてt=0〜3T/4の
間は除かれる。これによって、蓄積時間Tにおける、残
りの(T−3T/4=T/4)時間だけに実質的に蓄積
時間としての意味を持たせ、この実質的に蓄積時間とし
ての意味を持つ実効蓄積時間Teにおいて、このノード
1の電位V1がVsatから変化する電位量を検出する
ことができる。すなわち、図4に示す例では、ある実効
蓄積時間Teにおいて、2Te≧T1>Teを満足する
減衰時間T1に対応する入射光量を検出することにな
る。尚、T/2時間経過後における平均化されたフォト
ディテクタPD1の電位V2が飽和電圧Vsatの1/
2(Vsat/2)以上になる少ない入射光量では、蓄
積時間T内に一度のリセットされることなく、蓄積時間
Tだけ経過した時点のノード1の電位V1が出力される
ことになり、実効蓄積時間Teは、蓄積時間Tに一致す
る。
In this way, of the accumulation time T, T
Since the reset is performed after the lapse of / 2 hours and after the lapse of the next T / 4 time, the period from t = 0 to 3T / 4 in the accumulation time T is excluded. As a result, only the remaining time (T-3T / 4 = T / 4) in the accumulation time T has a substantial meaning as the accumulation time, and the effective accumulation time substantially having the meaning as the accumulation time. In Te, the potential amount at which the potential V1 of the node 1 changes from Vsat can be detected. That is, in the example shown in FIG. 4, at a certain effective accumulation time Te, the incident light amount corresponding to the decay time T1 satisfying 2Te ≧ T1> Te is detected. It should be noted that the averaged potential V2 of the photodetector PD1 after the elapse of T / 2 time is 1/1 of the saturation voltage Vsat.
With a small incident light amount of 2 (Vsat / 2) or more, the potential V1 of the node 1 at the time when the accumulation time T elapses is output without being reset once within the accumulation time T, and the effective accumulation The time Te matches the accumulation time T.

【0027】本実施の形態1の画素回路50では、繰り
返し周期(リセット周期)を、T/2k(k=1,
2,...n)と順次減少させるように構成しているの
で、例えば、n=10に設定することにより、蓄積時間
Tでカバーできる照度範囲の210倍のダイナミックレン
ジを確保することが可能となる(60dBのダイナミッ
クレンジを確保できる。) 尚、実施の形態1では、制御回路の構成を簡単にするた
めに、繰り返し周期(リセット周期)をT/4(8ミリ
秒)、T/8(4ミリ秒)、....、T/2 n、..
と順次減少させたが、本発明はこれに限られず、他の規
則に従った繰り返し周期で順次減少させるようにしても
よい。
In the pixel circuit 50 of the first embodiment, the repetition
Return cycle (reset cycle) is T / 2k(K = 1,
2,. . . n)
For example, by setting n = 10, the accumulation time
Illumination range 2 that can be covered by TTenDouble Dynamic Ren
(60 dB dynamics)
Cleanse can be secured. In the first embodiment, the configuration of the control circuit is simplified.
In order to make the repetition cycle (reset cycle) T / 4 (8 mm
Second), T / 8 (4 milliseconds),. . . . , T / 2 n,. .
However, the present invention is not limited to this and other rules
Even if it is made to decrease sequentially with a repetition cycle according to the rule
Good.

【0028】尚、本実施の形態1の画素回路において、
上記制御信号は、平均化される画素間において各画素が
一様に動作するようにその複数の画素回路に対して共通
に与えることが望ましい。
In the pixel circuit according to the first embodiment,
It is desirable that the control signal is commonly applied to a plurality of pixel circuits so that each pixel operates uniformly between pixels to be averaged.

【0029】図5は、入射光量Dに対するフォトディテ
クターPD1のノード1の電位V1の変化を模式的に示
したものである。例えば、ノード1の電位と周辺画素に
対応する電位の平均値に対応する入射光量がaからbの
範囲にあるとき、照度に対するノード1の電位V1は実
線P上を変化する。平均値の上限がbからb’に変化し
た場合、ノード1の変化は、実線P’上に移動する。平
均値が照度に従って変化するのに伴い、電位変化の実線
は順番に移動していく。
FIG. 5 schematically shows a change in the potential V1 of the node 1 of the photodetector PD1 with respect to the incident light amount D. For example, when the incident light amount corresponding to the average value of the potential of the node 1 and the potential of the peripheral pixels is in the range from a to b, the potential V1 of the node 1 with respect to the illuminance changes on the solid line P. When the upper limit of the average value changes from b to b ', the change of the node 1 moves on the solid line P'. As the average value changes according to the illuminance, the solid line of the potential change moves in order.

【0030】以上のように、本実施の形態1の画素回路
では、各画素に対応させて画素回路50を設け、その画
素とその画素の周辺の画素との入射光量の平均値に基い
て、比較的入射光量の大きい場合は実効蓄積時間を短く
し、比較的入射光量の小さい場合には実効蓄積時間を長
くすることにより、入射光量を検出するように構成して
いる。これによって、画素回路50を備えた実施の形態
1の固体撮像素子は、各画素においてそれぞれ入射光量
の強度に対応して受光感度範囲をシフトさせて適切な受
光感度範囲で入射光量を検出するようにできるので、全
体として広い受光感度範囲を確保できる。また、本実施
の形態1の画素回路では、比較的狭い照度範囲にそれぞ
れに大きな出力振幅(Vsat〜0)を割り当てること
ができ、高いコントラストで検出することが容易にでき
る。
As described above, in the pixel circuit according to the first embodiment, the pixel circuit 50 is provided corresponding to each pixel, and based on the average value of the amount of incident light between the pixel and the pixels around the pixel. When the incident light amount is relatively large, the effective accumulation time is shortened, and when the incident light amount is relatively small, the effective accumulation time is lengthened to detect the incident light amount. Thus, the solid-state imaging device according to the first embodiment including the pixel circuit 50 shifts the light receiving sensitivity range in each pixel according to the intensity of the incident light amount, and detects the incident light amount in an appropriate light receiving sensitivity range. Therefore, a wide light receiving sensitivity range can be secured as a whole. In the pixel circuit according to the first embodiment, a large output amplitude (Vsat to 0) can be assigned to each of a relatively narrow illuminance range, and detection with high contrast can be easily performed.

【0031】また、本実施の形態1の各画素回路50に
おいては、静電容量素子C1とスイッチSW3とスイッ
チSWn1〜SWn4によって、隣接画素との間の入射
光量の平均値に対応する電位を演算する回路を構成して
いるので、その演算回路の構成を簡単にできる。これに
より、受光感度範囲をシフトさせる回路を簡単にでき
る。
In each pixel circuit 50 of the first embodiment, the potential corresponding to the average value of the amount of incident light between adjacent pixels is calculated by the capacitance element C1, the switch SW3, and the switches SWn1 to SWn4. The configuration of the arithmetic circuit can be simplified. Thus, a circuit for shifting the light receiving sensitivity range can be simplified.

【0032】尚、本実施の形態1の画素回路50では、
入射光量に対してノード1の電位V1が線形に変化する
と仮定したが、本発明は非線型で変化するものでもよ
い。
In the pixel circuit 50 according to the first embodiment,
Although it has been assumed that the potential V1 of the node 1 changes linearly with respect to the amount of incident light, the present invention may be changed in a non-linear manner.

【0033】実施の形態2.図6は、実施の形態2の固
体撮像素子を構成する画素回路を示した図である。本実
施の形態2では、実施の形態1におけるコンパレータC
omp1を、PMOSトランジスタTr6とNMOSト
ランジスタTr7の2つのトランジスタにより構成され
るインバータを用いて構成した以外は、実施の形態1と
同様に構成される。尚、実施の形態2において、基準電
圧はVdd/2となる。また、インバータの出力ノード
3は、NMOSトランジスタTr8によりGNDにプル
ダウンされている。
Embodiment 2 FIG. FIG. 6 is a diagram illustrating a pixel circuit included in the solid-state imaging device according to the second embodiment. In the second embodiment, the comparator C according to the first embodiment is used.
The configuration is similar to that of the first embodiment, except that omp1 is configured using an inverter including two transistors, a PMOS transistor Tr6 and an NMOS transistor Tr7. In the second embodiment, the reference voltage is Vdd / 2. The output node 3 of the inverter is pulled down to GND by the NMOS transistor Tr8.

【0034】以上のように構成された実施の形態2にお
ける図6の画素回路は、実施の形態1の画素回路50と
同様に動作し同様の効果を有するとともにさらに以下の
ような利点を有する。すなわち、実施の形態2の画素回
路は、コンパレータをインバータで代用することによ
り、画素回路におけるトランジスタ数を大幅に削減で
き、固体撮像素子における感度を向上させることができ
る。
The pixel circuit of FIG. 6 according to the second embodiment configured as described above operates and has the same effects as the pixel circuit 50 of the first embodiment, and further has the following advantages. That is, in the pixel circuit of Embodiment 2, the number of transistors in the pixel circuit can be significantly reduced and the sensitivity of the solid-state imaging device can be improved by substituting the comparator with an inverter.

【0035】[0035]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
に係る固体撮像素子は、上記各画素回路がその画素回路
で検出された入射光量とその画素回路に隣接する画素回
路とで検出された入射光量との平均値に対応する平均電
位を演算し、その平均電位に基いて実効蓄積時間を変化
させることにより受光感度範囲を変化させて入射光量を
検出するようにして入射光量に応じて最適な受光感度範
囲に設定して入射光量を検出することができるので、生
体の網膜に匹敵する広い受光感度範囲と高いコントラス
ト検知機能と様々な環境下で使用できる高い環境適応能
力とを有する。また、本発明に係る固体撮像素子は、各
画素及び周辺の画素への入射光強度に応じて受光感度範
囲をシフトさせる機構を簡単な回路構成で実現すること
ができるので、高集積でかつ低い消費電力で動作させる
ことができる。
As is apparent from the above description, in the solid-state imaging device according to the present invention, each pixel circuit is detected by the amount of incident light detected by the pixel circuit and the pixel circuit adjacent to the pixel circuit. The average potential corresponding to the average value of the incident light amount is calculated, and the effective storage time is changed based on the average potential to change the light-receiving sensitivity range to detect the incident light amount and to respond to the incident light amount. Since the incident light amount can be detected by setting the optimum light receiving sensitivity range, the light receiving sensitivity has a wide light receiving sensitivity range comparable to the retina of a living body, a high contrast detection function, and a high environmental adaptability that can be used in various environments. Further, the solid-state imaging device according to the present invention can realize a mechanism for shifting the light receiving sensitivity range in accordance with the intensity of incident light to each pixel and peripheral pixels with a simple circuit configuration, so that high integration and low integration can be achieved. It can be operated with power consumption.

【0036】さらに、本発明に係る固体撮像素子は、上
記平均電位を演算する回路を、上記フォトディテクタの
静電容量より十分小さい静電容量を有する静電容量素子
と、その静電容量素子の一端と上記フォトディテクタの
一端との間に接続された第1スイッチと、上記静電容量
素子の一端と隣接する画素回路の静電容量素子の一端と
の間に接続された第2スイッチとによって構成すること
により、簡単な回路構成とできるので、より高集積化が
可能となる。
Further, in the solid-state imaging device according to the present invention, the circuit for calculating the average potential includes a capacitance element having a capacitance sufficiently smaller than the capacitance of the photodetector, and one end of the capacitance element. And a second switch connected between one end of the capacitance element and one end of a capacitance element of an adjacent pixel circuit. As a result, a simple circuit configuration can be achieved, so that higher integration can be achieved.

【0037】またさらに、本発明に係る固体撮像素子
は、上記画素回路を上記フォトディテクタの一端の電位
を初期電位に設定するための初期設定スイッチと、上記
平均電位と基準値とを比較して上記平均電位が上記基準
値以下であるときに初期設定するように上記初期設定ス
イッチを制御する比較器とを用いて構成することによ
り、簡易に初期設定回路を構成することができる。
Still further, in the solid state imaging device according to the present invention, the pixel circuit compares the average potential with a reference value by setting an initial setting switch for setting the potential at one end of the photodetector to an initial potential. An initial setting circuit can be easily configured by using a comparator that controls the initial setting switch so that the initial setting is performed when the average potential is equal to or less than the reference value.

【0038】また、本発明に係る固体撮像素子におい
て、上記基準値を上記初期電位の1/2に設定すること
により、上記実効蓄積時間を好ましい範囲に設定できる
ので、入射光強度に応じて最適な受光感度範囲に設定で
き、より効果的に高いコントラスト比の検出が可能とな
る。
Further, in the solid-state imaging device according to the present invention, by setting the reference value to 好 ま し い of the initial potential, the effective accumulation time can be set in a preferable range. The light receiving sensitivity range can be set in a suitable range, and a high contrast ratio can be detected more effectively.

【0039】また、本発明に係る固体撮像素子は、上記
平均値を演算して上記フォトディテクタの一端の電位を
初期値に設定する間隔を、最大蓄積時間の1/2のべき
乗で減少させると、制御回路を簡単にできる。
In the solid-state imaging device according to the present invention, the interval for calculating the average value and setting the potential at one end of the photodetector to an initial value is reduced by a power of 1/2 of the maximum accumulation time. The control circuit can be simplified.

【0040】さらに、本発明に係る固体撮像素子は、上
記比較器をMOSトランジスタからなるインバーターで
構成することにより、より高集積化できかつより低消費
電力化できる。
Further, in the solid-state image pickup device according to the present invention, by configuring the comparator with an inverter composed of a MOS transistor, higher integration and lower power consumption can be achieved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明に係る実施の形態1の固体撮像素子を
構成する各画素回路の回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram of each pixel circuit forming a solid-state imaging device according to a first embodiment of the present invention;

【図2】 実施の形態1の固体撮像素子の全体構成を示
す回路図である。
FIG. 2 is a circuit diagram illustrating an overall configuration of the solid-state imaging device according to the first embodiment;

【図3】 実施の形態1の固体撮像素子を構成する各画
素回路の具体的構成を示す回路図である。
FIG. 3 is a circuit diagram illustrating a specific configuration of each pixel circuit forming the solid-state imaging device according to the first embodiment;

【図4】 実施の形態1の画素回路の動作を示すタイミ
ングチャートである。
FIG. 4 is a timing chart illustrating an operation of the pixel circuit according to the first embodiment;

【図5】 実施の形態1の画素回路における、入射光量
に対するノード1の電位V1を示すグラフである。
FIG. 5 is a graph showing the potential V1 of the node 1 with respect to the amount of incident light in the pixel circuit according to the first embodiment.

【図6】 本発明に係る実施の形態2の固体撮像素子を
構成する画素回路の具体的な構成を示す回路図である。
FIG. 6 is a circuit diagram showing a specific configuration of a pixel circuit forming a solid-state imaging device according to a second embodiment of the present invention;

【図7】 人間の網膜における局所的感度自動調整の様
子を示す図である。
FIG. 7 is a diagram illustrating a state of local sensitivity automatic adjustment in a human retina.

【図8】 従来の受光感度範囲をシフトする機能を有す
る画素の回路図である。
FIG. 8 is a circuit diagram of a conventional pixel having a function of shifting a light receiving sensitivity range.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、2、3 ノード、PD1 フォトディテクタ、SW
1、SW2,SW3,SWni スイッチ、Tr1、T
r2、Tr3、Tr4、Tr5、Tr6,Tr7,Tr
8、Tr9、Tr10、Tr11、Tr12 MOSト
ランジスタ、Comp1,Comp10 コンパレー
タ、C1 静電容量素子、50 画素回路。
1, 2, 3 nodes, PD1 photodetector, SW
1, SW2, SW3, SWni switch, Tr1, T
r2, Tr3, Tr4, Tr5, Tr6, Tr7, Tr
8, Tr9, Tr10, Tr11, Tr12 MOS transistor, Comp1, Comp10 comparator, C1 capacitance element, 50 pixel circuit.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 それぞれフォトディテクタを備えた複数
の画素回路が接続されてなる固体撮像素子において、 上記各画素回路は、その画素回路で検出された入射光量
とその画素回路に隣接する画素回路で検出された入射光
量との平均値に対応する平均電位を演算し、その平均電
位に基いて実効蓄積時間を変化させることにより受光感
度範囲を変化させて入射光量を検出することを特徴とす
る固体撮像素子。
1. A solid-state imaging device in which a plurality of pixel circuits each having a photodetector are connected, wherein each of the pixel circuits detects an incident light amount detected by the pixel circuit and a pixel circuit adjacent to the pixel circuit. A solid-state imaging device that calculates an average potential corresponding to an average value of the incident light amount and changes an effective accumulation time based on the average potential to change a light receiving sensitivity range and detect an incident light amount. element.
【請求項2】 上記平均電位を演算する回路は、上記フ
ォトディテクタの静電容量より十分小さい静電容量を有
する静電容量素子とその静電容量素子の一端と上記フォ
トディテクタの一端との間に接続された第1スイッチと
を備え、上記静電容量素子の一端と隣接する画素回路の
静電容量素子の一端との間に第2スイッチが接続されて
いる請求項1記載の固体撮像素子。
2. The circuit for calculating the average potential is connected between a capacitance element having a capacitance sufficiently smaller than a capacitance of the photodetector and one end of the capacitance element and one end of the photodetector. The solid-state imaging device according to claim 1, further comprising a first switch, wherein a second switch is connected between one end of the capacitance element and one end of a capacitance element of an adjacent pixel circuit.
【請求項3】 上記画素回路は、上記フォトディテクタ
の一端の電位を初期電位に設定するための初期設定スイ
ッチと、上記平均電位と基準値とを比較して上記平均電
位が上記基準値以下であるときに、上記フォトディテク
タの一端の電位を上記初期電位に設定するように上記初
期設定スイッチを制御する比較器を備えた請求項1又は
2記載の固体撮像素子。
3. The pixel circuit according to claim 1, wherein an initial setting switch for setting a potential at one end of the photodetector to an initial potential, and comparing the average potential with a reference value, the average potential being equal to or less than the reference value. 3. The solid-state imaging device according to claim 1, further comprising a comparator that controls the initial setting switch to set a potential at one end of the photodetector to the initial potential.
【請求項4】 上記基準値を上記初期電位の1/2に設
定した請求項3記載の固体撮像素子。
4. The solid-state imaging device according to claim 3, wherein said reference value is set to の of said initial potential.
【請求項5】 上記平均電位を演算し、上記フォトディ
テクタの一端の電位を上記初期電位に設定する間隔を、
最大蓄積時間の1/2のべき乗で順次減少させる請求項
3又は4記載の固体撮像素子。
5. An interval for calculating the average potential and setting the potential at one end of the photodetector to the initial potential,
5. The solid-state imaging device according to claim 3, wherein the power is sequentially reduced by a power of 1/2 of the maximum accumulation time.
【請求項6】 上記比較器がMOSトランジスタからな
るインバーターを含むことを請求項3〜5のうちのいず
れか1項に記載の固体撮像素子。
6. The solid-state imaging device according to claim 3, wherein said comparator includes an inverter formed of a MOS transistor.
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