JP2002044526A

JP2002044526A - 固体撮像装置

Info

Publication number: JP2002044526A
Application number: JP2000220004A
Authority: JP
Inventors: Takashi Morimoto; 隆史森本; Satoshi Masuda; 敏増田
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 2000-07-21
Filing date: 2000-07-21
Publication date: 2002-02-08

Abstract

(57)【要約】【課題】感度が高く、ダイナミックレンジが広く、受
光量が出力信号の強度から直接判る固体撮像装置を提供
する。【解決手段】画素の光電変換層に生成した電荷を増倍
する機能をもたせ、光電変換層の増倍率を可変にすると
ともに、増倍率を算出する回路と、画素の出力信号の強
度を算出した増倍率に応じて補正する回路を備える。画
素が電荷に比例する信号を出力する構成のときは信号強
度を増倍率で除し、画素が電荷の対数に比例する信号を
出力する構成のときは信号強度から増倍率の対数を減じ
て、実際の増倍率にかかわらず常に増倍率が１のときの
強度となるように信号強度を補正する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光電変換で生成し
た電荷を増倍する機能を有する固体撮像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ビデオカメラ、デジタルカメラ、イメー
ジスキャナ等の画像を撮影しまたは画像を読み取る装置
では、光を電気信号に変換する固体撮像装置が用いられ
ている。近年、撮影した画像あるいは読み取った画像の
高画質化の要求が特に高まり、固体撮像装置には、高精
細化に加えて、高感度化、広ダイナミックレンジ化が強
く求められている。

【０００３】固体撮像装置は、画像の１点に相当し画素
と呼ばれる多数の微小な領域と、周辺の駆動回路で構成
されている。また、各画素は、光を受けて電荷に変え
る、すなわち光電変換を行う受光部と、受光部で生成し
た電荷の蓄積や出力を行うスイッチングトランジスタ等
の画素回路から成っている。従来、受光部は結晶シリコ
ンである基板の上にＰＮ接合を形成することにより作製
されてきたが、高精細化の要求に応えるためには各画素
を小さくせざるを得ず、その結果、開口率すなわち画素
全体の面積に占める受光部の面積の割合が低下して、感
度の低下が生じていた。

【０００４】この問題を解消するため、シリコン基板上
の画素領域には画素回路のみを形成し、画素回路の上に
アモルファス半導体材料より成る光電変換膜を堆積し
て、これを受光部とすることが提案されている。この構
成では開口率を１００％近くにまで向上させることが可
能であり、感度低下を防止することができる。また、ア
モルファス半導体材料より成る光電変換膜には光電変換
で生成した電荷（電流）を増倍する機能をもたせること
も可能であり、これにより感度を１００倍程度向上させ
ることもできるようになる。

【０００５】一般に、画素回路は受光部で生成した電荷
をそのまま出力する構成とされており、固体撮像装置が
出力する信号の強度は受光量に直接比例するものの、ダ
イナミックレンジはあまり広くない。ダイナミックレン
ジを広げるために、画素回路に対数変換特性をもたせる
ことも提案されている。例えば、画素回路にＭＯＳＦＥ
Ｔを備えて、このＭＯＳＦＥＴを、サブスレッショルド
電流が流れ得る状態となるように閾値以下のバイアス電
圧を印加して、出力が入力の対数に比例するサブスレッ
ショルド電流特性域で駆動する。このようにすると、出
力信号の強度が受光量に比例しなくなるが、ダイナミッ
クレンジは大幅に広がる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】受光部に増倍機能をも
たせることは感度の向上にきわめて有用である。しか
し、出力信号の強度が受光量に比例する通常の固体撮像
装置の場合、増倍を行うと、撮像対象が明るいときに信
号がダイナミックレンジを超えてしまい、受光量を正し
く表すことができなくなるという問題が生じる。これは
画素回路に対数変換特性をもたせてダイナミックレンジ
を広げることである程度解消することができるが、その
ようにすると、増倍機能をもたせないときに比べて、明
るい側のダイナミックレンジが著しく狭くなる。

【０００７】この問題は、受光部の増倍率を可変とする
ことで解消することが可能である。撮像対象が暗いとき
に増倍率を高くし、撮像対象が明るいときに増倍率を低
くすることで、暗い撮像対象を十分な明るさの画像とし
て撮影しながら、明るい撮像対象をダイナミックレンジ
内で、かつ質の高い画像として撮影することができるよ
うになる。

【０００８】ところが、受光部が増倍機能を有する固体
撮像装置からの出力信号の強度は、受光量に増倍率が乗
算されたものとなるため、増倍率を可変にすると真の受
光量が判らなくなる。固体撮像装置を組み込む装置、例
えばビデオカメラで、固体撮像装置の増倍率と出力信号
の強度の関係を管理するようにすれば真の受光量を知る
ことはできるが、そのようにすると、固体撮像装置を組
み込む装置の構成が複雑になる。また、増倍率と出力信
号の強度の関係は固体撮像装置によって異なるから、種
々の固体撮像装置に適合し得るようにしようとすると、
一層複雑さが増すことになる。

【０００９】本発明は、このような問題点に鑑みてなさ
れたもので、感度が高く、ダイナミックレンジが広く、
しかも受光量が出力信号の強度から直接判る固体撮像装
置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、光電変換を行うとともに光電変換によ
り生成した電荷を増倍する受光部と、受光部の電荷の量
に対応する強度の信号を出力する出力部とを有する複数
の画素より成る固体撮像装置において、複数の画素の電
荷の増倍率が等しくかつ可変であり、複数の画素が出力
する信号の強度を増倍率に応じて補正して増倍率が所定
値のときの強度とし、強度を補正した後の信号を出力す
るものとする。

【００１１】この固体撮像装置では、各画素は光電変換
で生成した電荷を増倍するが、増倍率は可変である。し
たがって、撮像対象の明るさに応じて増倍率を変えるこ
とが可能であり、これにより、暗い撮像対象を十分な明
るさの画像として撮影することも、明るい撮像対象をダ
イナミックレンジ内で撮影することもできる。

【００１２】しかも、画素の出力信号の強度を増倍率に
応じて補正して増倍率が所定値のときの強度とするた
め、装置からの出力信号の強度は、増倍率にかかわら
ず、常に受光量と１対１に対応する。このため、この固
体撮像装置を組み込むカメラ等の装置で、増倍率と出力
信号の強度の関係を管理する必要はない。所定値に制約
はないが、１とするのが最も簡単であり、この場合、出
力信号の強度は増倍を行わないときの受光量を示すこと
になる。

【００１３】ここで、複数の画素の受光部が出力部に積
層されており、画素の面積の略全体を占める構成とする
とよい。このようにすると、開口率が略１００％になっ
て感度が高くなる。

【００１４】また、複数の画素の出力部が受光部の電荷
の量の対数に略比例する強度の信号を出力するものとす
るとよい。この構成では、画素が対数変換機能をもつこ
とになり、明るい側にダイナミックレンジが広がる。し
かもこのダイナミックレンジを保ったまま、増倍によっ
て暗い側の感度を高めることができる。なお、画素から
の出力信号は対数変換されているため、強度補正のため
に行う処理は除算ではなく減算となり、したがって、補
正ための回路構成は簡素でよい。

【００１５】増倍率に応じて補正する際の、増倍率の所
定値を可変としてもよい。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の固体撮像装置の実
施形態について図面を参照しながら説明する。第１の実
施形態の固体撮像装置１の略１画素に相当する範囲の断
面を図１に模式的に示す。固体撮像装置１は、２次元に
配列された多数の画素１０を備えている。各画素１０は
受光部１１と画素回路１２を有する。受光部１１は、光
電変換によって電荷を生成するとともに、生成した電荷
を増倍する。画素回路１２は出力部であり、受光部１１
で生成され増倍された電荷を画素信号として周辺駆動回
路（図２参照）に出力する。

【００１７】画素回路１２は周知の半導体プロセスによ
り、結晶シリコン１３上に作製されている。画素回路１
２上には平坦化膜１４が設けられており、受光部１１は
平坦化膜１４上に形成されている。すなわち。受光部１
１は平坦化膜１４を介して出力部である画素回路１２に
積層されており、画素１０の面積の略全体を占める。

【００１８】受光部１１は、変換／増倍膜１１ａ、画素
電極（下部電極）１１ｂ、および透明電極（上部電極）
１１ｃより成る。変換／増倍膜１１ａは、プラズマＣＶ
Ｄ等の成膜技術によって作製されており、導電型を決め
るためのドーピングを行ったアモルファスのシリコン半
導体、例えばａ−Ｓｉ、ａ−ＳｉＣ、ａ−ＳｉＮ、の積
層構造を有する。変換／増倍膜１１ａの作製は、例え
ば、まず、原料ガスとしてＳｉＨ₄、Ｃ₂Ｈ₄、Ｂ₂Ｈ₆を
用いてＰ型不純物ドープのａ−ＳｉＣ：Ｈを成膜し、次
いで、原料ガスとしてＳｉＨ₄のみを用いて非ドープの
ａ−ＳＩ：Ｈを成膜し、最後に、原料ガスとしてＳｉＨ
₄、ＮＨ₃、ＰＨ₃を用いてＮ型不純物ドープのａ−Ｓｉ
Ｎ：Ｈを成膜することにより行う。

【００１９】画素電極１１ｂおよび透明電極１１ｃは、
スパッタ等の成膜技術によって、薄膜として作製されて
いる。透明電極１１ｃの材料としては、導電性が高く、
透明度も高いＩＴＯまたはＺｎＯを用いている。

【００２０】画素電極１１ｂと透明電極１１ｃとの間に
電界が印加された状態で、光が透明電極１１ｃを透過し
て変換／増倍膜１１ａに入射すると、フォトンが吸収さ
れて電子−正孔対が生じる。すなわち光電変換が起こ
る。電界の強度が低いときは、生じた電子や正孔はその
まま画素電極１１ｂまたは透明電極１１ｃに達する。

【００２１】一方、電界の強度が高いと、生じた電子や
正孔は加速され、原子に衝突して新たな電子−正孔対を
生じさせる。新たに生じた電子や正孔も同様に電子−正
孔対を生じさせ、その結果、雪崩増倍が起きて、電子−
正孔対の数は吸収されたフォトンの数の何倍にもなる。
電子−正孔対と吸収されたフォトンの比である増倍率
は、印加する電界の強度に依存し、電界の強度を調節す
ることによって制御することができる。

【００２２】固体撮像装置１の信号処理に関する回路構
成を図２に模式的に示す。固体撮像装置１は、多数の画
素１０のほか、周辺駆動回路２０、増倍率算出回路３
０、および信号補正回路４０を備えている。画素１０に
は、周辺駆動回路２０を介して、外部の電圧源７０より
電圧Ｖが印加される。電圧源７０が出力する電圧Ｖは全
ての画素１０に印加され、また可変である。電圧Ｖの高
低によって増倍率が制御される。

【００２３】周辺駆動回路２０は、各画素１０の電圧を
印加するほか、各画素１０の出力信号を受けて信号補正
回路４０に与える。増倍率算出回路３０は、電圧源７０
が出力する電圧Ｖに基づいて、その時の各画素１０の増
倍率を算出する。信号補正回路４０は、周辺駆動回路２
０より与えられる各画素の出力信号の強度を、増倍率算
出回路３０が算出した増倍率に応じて補正し、補正後の
信号を外部に出力する。

【００２４】増倍率算出回路３０の構成を図３に模式的
に示す。増倍率算出回路３０は、電圧測定部３１、デー
タ記憶部３２、データ読出／補間部３３、および電圧生
成部３４より成る。電圧測定部３１は、電圧源７０の出
力電圧Ｖを測定し、測定した電圧値をデータ読出／補間
部３３に与える。データ記憶部３２は、複数の電圧値と
それらの電圧が印加されたときの画素１０の増倍率とを
記憶している。

【００２５】データ読出／補間部３３は、データ記憶部
３２から電圧値と増倍率を読み出して、電圧測定部３１
から与えられた電圧値に対応する増倍率を補間処理によ
って算出し、算出した増倍率を電圧生成部３４に与え
る。電圧生成部３４は、データ読出／補間部３３より与
えられた増倍率に比例する電圧を生成し、信号補正回路
４０に与える。

【００２６】信号補正回路４０は、図２に示すように、
除算回路４１を備えている。除算回路４１は、周辺駆動
回路２０より電圧として与えられる画素１０の出力信号
を、電圧生成部３４より与えられる電圧で割る演算を行
う。この演算結果が固体撮像装置１の出力信号となる。

【００２７】増倍率がαのときの画素１０の出力信号の
電圧をＶα、増倍率が１のときすなわち増倍を行わない
ときの画素１０の出力信号の電圧をＶ1で表すと、Ｖα＝Ｖ1・α … 式１である。また、電圧生成部３４が生成する電圧の比例係
数をｋとすると、電圧生成部３４の出力電圧は、増倍率
がαのときはα・ｋ、増倍率が１のときはｋとなる。

【００２８】増倍率がαのとき、信号補正回路４０は電
圧Ｖαと電圧α・ｋを与えられてＶα／（α・ｋ） … 式２の演算結果を出力する。また、増倍率が１のとき、信号
補正回路４０は電圧Ｖ1と電圧ｋを与えられてＶ1／ｋ … 式３の演算結果を出力する。

【００２９】ここで、式２のＶαに式１の関係を代入す
ると式３となる。これは、信号補正回路４０が出力する
信号の強度が、増倍率によらず、常に増倍率が１のとき
の信号強度に等しいことを意味する。

【００３０】すなわち、増倍率算出回路３０および信号
補正回路４０を備えた固体撮像装置１は、光電変換で生
成した電荷の増倍を行いながらも、増倍を行わないとき
と同じ強度の信号を出力する。このように、固体撮像装
置１の出力信号の強度は受光量を一意に表し、したがっ
て、固体撮像装置１を組み込んだビデオカメラ等の装置
は、固体撮像装置１の増倍率を考慮することなく、出力
信号を処理することができる。

【００３１】固体撮像装置１を組み込んだ装置におい
て、画素１０の増倍率を制御するための構成を図４に模
式的に示す。装置には画素１０に電圧を印加する電圧源
７０を制御する電圧源制御器７１を備える。電圧源制御
器７１は、固体撮像装置１の出力信号を与えられて、固
体撮像装置１の全ての画素１０の信号強度の平均値を算
出し、平均値が低いときには電圧源７０の出力電圧Ｖを
上昇させ、平均値が高いときには出力電圧Ｖを低下させ
る。

【００３２】これにより、撮像対象が明るいときには増
倍率を低くし、撮像対象が暗いときには増倍率を高くす
るという制御がなされ、撮像対象が明るいときでも信号
強度をダイナミックレンジ内に収めることが可能にな
り、また、暗い撮像対象を明るい画像として撮影するこ
とができる。

【００３３】なお、ここでは、全ての画素１０の信号強
度の平均値に基づいて増倍率を制御するようにしている
が、信号強度の最高値や最低値に基づいて制御を行うよ
うにしてもよい。

【００３４】以下、他の実施形態について説明するが、
固体撮像装置１の構成要素と同一または類似の構成要素
は同じ符号で表して、重複する説明は省略する。

【００３５】第２の実施形態の固体撮像装置２の略１画
素に相当する範囲の断面を図５に模式的に示す。この固
体撮像装置２は、受光部１１の電荷を対数に変換して出
力する対数変換機能を有しており、また、同一列の画素
の出力信号を共通の転送路でまとめて周辺駆動回路に転
送するＣＣＤ型である。これらのために、画素回路１２
には、対数変換部１２ａと転送部１２ｂが設けられてい
る。

【００３６】受光部１１で生成され増倍された電荷は対
数変換部１２ａに電流として与えられ、対数変換部１２
ａは与えられた電流に比例する電圧を画素１０の出力信
号として生成して、転送部１２ｂに出力する。対数変換
部１２ａから転送部１２ｂへの信号の出力は同一列の画
素１０全てについて同時に行われ、転送部１２上の信号
は順次移送されて周辺駆動回路（図６参照）に与えられ
る。

【００３７】固体撮像装置２も、固体撮像装置１と同様
に、画素１０の出力信号の強度を増倍率に応じて補正
し、強度補正後の信号を出力するが、画素１０の出力信
号が対数変換されているため、補正処理の方法が異な
る。固体撮像装置２の信号処理に関する回路構成を図６
に模式的に示す。固体撮像装置２は、増倍率算出回路３
０と信号補正回路４０に加えて、対数変換回路５０を備
えており、増倍率算出回路３０と信号補正回路４０の構
成も固体撮像装置１のものと少し相違する。

【００３８】増倍率算出回路３０の構成を図７に模式的
に示す。増倍率算出回路３０は、電圧生成部３４に代え
て、電流生成部３５を備えている。電圧測定部３１、デ
ータ記憶部３２、およびデータ読出／補間部３３は固体
撮像装置１のものと同じである。電流生成部３５は、デ
ータ読出／補間部３３が補間処理により算出した増倍率
に比例する電流を生成して、対数変換回路５０に与え
る。

【００３９】対数変換回路５０は与えられた電流に比例
する電圧を生成して出力する。対数変換回路５０は画素
１０の画素回路１２の対数変換部１２ａと同一の構成で
あり、対数変換回路５０の比例係数と対数変換部１２ａ
の比例係数は等しい。

【００４０】信号補正回路４０は、除算回路４１に代え
て、減算回路４２を備えている。減算回路４２は、周辺
駆動回路２０より電圧として与えられる画素１０の出力
信号から、対数変換回路５０より与えられる電圧を引く
演算を行って、演算結果を固体撮像装置１の出力信号と
して外部に出力する。

【００４１】増倍率がαのときに画素１０の受光部１１
から対数変換部１２ａに与えられる電流をＩα、増倍率
が１のときに受光部１１から対数変換部１２ａに与えら
れる電流をＩ1で表すと、Ｉα＝Ｉ1・α … 式４である。また、増倍率がαおよび１であるときの対数変
換部１２ａの出力電圧は、それぞれ式５および式６とな
る。ただし、ａ、ｂは定数である。ａ・ｌｎ（Ｉα）＋ｂ … 式５ａ・ｌｎ（Ｉ1）＋ｂ … 式６

【００４２】また、電流生成部３５が生成する電流の比
例係数をｋとすると、電流生成部３５の出力電流は、増
倍率がαのときはα・ｋ、増倍率が１のときはｋとな
る。対数変換回路５０は対数変換部１２ａと同一構成で
あるから、対数変換回路５０の出力電圧は、増倍率がα
のときは式７、増倍率が１のときは式８となる。ａ・ｌｎ（α・ｋ）＋ｂ … 式７ａ・ｌｎ（ｋ）＋ｂ … 式８

【００４３】増倍率がαのとき、信号補正回路４０は式
５と式７の電圧を与えられて、式９の演算結果を出力す
る。また、増倍率が１のとき、信号補正回路４０は式６
と式８の電圧を与えられて、式１０の演算結果を出力す
る。｛ａ・ｌｎ（Ｉα）＋ｂ｝−｛ａ・ｌｎ（α・ｋ）＋ｂ｝＝ａ・ｌｎ｛Ｉα／（α・ｋ）｝ … 式９｛ａ・ｌｎ（Ｉ1）＋ｂ｝−｛ａ・ｌｎ（ｋ）＋ｂ｝＝ａ・ｌｎ（Ｉ1／ｋ） … 式１０

【００４４】ここで、式９のＩαに式４の関係を代入す
ると式１０となり、これは、信号補正回路４０が出力す
る信号の強度が、増倍率によらず、常に増倍率が１のと
きの信号強度に等しいことを意味する。すなわち、固体
撮像装置２も、固体撮像装置１と同様に、光電変換で生
成した電荷の増倍を行いながらも、増倍を行わないとき
と同じ強度の信号を出力する。

【００４５】画素１０の出力部である画素回路１２が対
数変換機能を有する固体撮像装置２では、ダイナミック
レンジが明るい側に大きく広がり、撮像対象が明るいと
きに増倍を行っても、画素１０の出力信号の強度がダイ
ナミックレンジに入り易い。また、暗い撮像対象であっ
ても、増倍を行うことで明るい画像として撮影すること
ができる。

【００４６】対数変換された信号を与えられる信号補正
回路４０は、上記のように、除算ではなく減算により信
号強度の補正をすることが可能である。一般に、除算回
路の構成が複雑なのに対して減算回路の構成は簡素であ
るから、信号補正回路４０を備えることによる固体撮像
装置２の複雑化は少ない。

【００４７】第３の実施形態の固体撮像装置３について
説明する。この固体撮像装置３は、第２の実施形態の固
体撮像装置２の増倍率算出回路３０と対数変換回路５０
に代えて、増倍率の算出と増倍率の対数への変換を行う
増倍率算出／変換回路６０を備えたものである。他の構
成は固体撮像装置２と同じである。

【００４８】増倍率算出／変換回路６０の構成を図８に
模式的に示す。増倍率算出／変換回路６０は、光を検出
する２つの検出器６１、６２および減算回路６３より成
る。検出器６１、６２は撮像用の画素１０と類似の構成
であり、それぞれ、光電変換を行って生成した電荷を増
倍する受光部１１と同一構成の受光部６１ａ、６２ａ
と、受光部１１の電荷を対数に変換する対数変換部１２
ａと同一構成の対数変換部６１ｂ、６２ｂを備えてい
る。ただし、画素１０に備えられている転送部１２ｂは
備えていない。

【００４９】検出器６１の受光部６１ａには外部の電圧
源７０の出力電圧Ｖが印加される。つまり、検出器６１
は光電変換を行って、生成した電荷を可変の増倍率で増
倍する。一方、検出器６２の受光部６２ａには、増倍率
が１となる電圧Ｖ’が印加される。つまり、検出器６２
は光電変換を行うものの、生成した電荷を増倍しない。
検出器６１、６２には同じ光量の光を照射する。

【００５０】減算回路６３は、検出器６１の出力信号の
電圧から検出器６２の出力信号の電圧を引く演算を行
い、演算結果の電圧を出力する。検出器６１、６２の出
力信号の電圧はそれぞれ前述の式５、式６となり、した
がって、減算回路６３の出力信号の電圧は式１１となっ
て、増倍率の対数に比例する。｛ａ・ｌｎ（Ｉα）＋ｂ｝−｛ａ・ｌｎ（Ｉ1）＋ｂ｝＝ａ・ｌｎ（α） … 式１１

【００５１】この出力信号は信号補正回路４０の減算回
路４２に与えられる。減算回路４２は式５から式１１を
引く演算を行うことになり、固体撮像装置３の出力信号
は増倍率が１のときの強度となる。

【００５２】検出器６１、６２に照射する光としては、
量が同じであれば何を用いてもよい。例えば、外光でも
よいし、応答性をよくするために全ての画素１０に照射
するバイアス光でもよい。また、検出器６１、６２の近
傍に発光素子を備えて、その光を照射するようにするこ
とも可能である。

【００５３】固体撮像装置３は固体撮像装置２に比べて
簡素な構成となる。また、増倍率を補間処理によらず直
接求めるため、補正後の信号強度に誤差が生じない。

【００５４】

【発明の効果】本発明の固体撮像装置では、画素の増倍
率が可変であるため、暗い撮像対象を明るく撮影し、明
るい撮像対象を適切な明るさで撮影することができる。
しかも、画素の出力信号の強度を増倍率に応じて補正し
て増倍率が所定値のときの強度とするため、出力信号の
強度が増倍率に左右されず、受光量を一意に表す。した
がって、本発明の固体撮像装置を利用する装置は、撮像
対象の絶対的な明るさを出力信号から直接知ることがで
き、増倍率と出力信号の強度の関係を管理するための手
段を必要としない。

【００５５】画素の受光部が出力部に積層されており、
画素の面積の略全体を占める構成では、開口率が略１０
０％になって、感度の高い装置となる。

【００５６】画素が電荷の量の対数に略比例する強度の
信号を出力する構成では、ダイナミックレンジが広くな
り、増倍率の上限を高めて、感度をさらに向上させるこ
と可能である。また、全体的に暗い撮像対象であって
も、増倍により明るい画像として撮影することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施形態の固体撮像装置の画素の構成
を模式的に示す断面図。

【図２】第１の実施形態の固体撮像装置の信号処理に
関する回路構成を模式的に示す図。

【図３】第１の実施形態の固体撮像装置の増倍率算出
回路の構成を模式的に示す図。

【図４】第１の実施形態の固体撮像装置を組み込んだ
装置における増倍率制御のための回路構成を模式的に示
す図。

【図５】第２の実施形態の固体撮像装置の画素の構成
を模式的に示す断面図。

【図６】第２の実施形態の固体撮像装置の信号処理に
関する回路構成を模式的に示す図。

【図７】第２の実施形態の固体撮像装置の増倍率算出
回路の構成を模式的に示す図。

【図８】第３の実施形態の固体撮像装置の増倍率算出
／変換回路の構成を模式的に示す図。

【符号の説明】

１、２、３固体撮像装置１０画素１１受光部１１ａ変換／増倍膜１１ｂ画素電極１１ｃ透明電極１２画素回路１２ａ対数変換部１２ｂ転送部１３結晶シリコン１４平坦化膜２０周辺駆動回路３０増倍率算出回路３１電圧測定部３２データ記憶部３３データ読出／補間部３４電圧生成部３５電流生成部４０信号補正回路４１除算回路４２減算回路５０対数変換回路６０増倍率算出／変換回路６１、６２検出器６１ａ、６２ａ受光部６１ｂ、６２ｂ対数変換部６３減算回路７０外部電圧源７１電圧源制御器

フロントページの続きＦターム(参考） 4M118 AA02 AB01 BA07 CA15 CB06 DB16 DD20 FA06 FA42 5C022 AB19 AB32 AC42 AC73 5C024 CX41 CX43 EX03 GX03 GY17 GY41 GZ31 HX18 HX30 HX46 5F049 MA07 MB05 NA01 NB05 PA03 PA20 RA02 SE04 UA01 UA05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光電変換を行うとともに光電変換により
生成した電荷を増倍する受光部と、受光部の電荷の量に
対応する強度の信号を出力する出力部とを有する複数の
画素より成る固体撮像装置において、前記複数の画素の電荷の増倍率が等しくかつ可変であ
り、前記複数の画素が出力する信号の強度を、増倍率に応じ
て補正して、増倍率が所定値のときの強度とし、強度を
補正した後の信号を出力することを特徴とする固体撮像
装置。
【請求項２】前記複数の画素の受光部が出力部に積層
されており、当該画素の面積の略全体を占めることを特
徴とする請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項３】前記複数の画素の出力部が受光部の電荷
の量の対数に略比例する強度の信号を出力することを特
徴とする請求項１に記載の固体撮像装置。