JP2002300476A - Imaging device - Google Patents

Imaging device

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JP2002300476A
JP2002300476A JP2001096746A JP2001096746A JP2002300476A JP 2002300476 A JP2002300476 A JP 2002300476A JP 2001096746 A JP2001096746 A JP 2001096746A JP 2001096746 A JP2001096746 A JP 2001096746A JP 2002300476 A JP2002300476 A JP 2002300476A
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reset
electrode
voltage
pixel
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将之 楠田
Kenichi Kakumoto
兼一 角本
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    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/50Control of the SSIS exposure
    • H04N25/57Control of the dynamic range
    • H04N25/571Control of the dynamic range involving a non-linear response
    • H04N25/573Control of the dynamic range involving a non-linear response the logarithmic type

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Signal Processing (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an imaging device, which can match a dynamic range of a subject with a dynamic range of a solid-state imaging element, without degradation. SOLUTION: When a maximum luminance and a minimum luminance of a subject are computed by an arithmetic circuit 103, based on the digital data outputted from an A/D converter 101, the luminance range of the subject is computed by the arithmetic circuit 103, and a reset bias supply circuit 104 is controlled according to the luminance range. Then, bias voltage applied to each pixel of a solid-state imaging element 100 during reset is adjusted by the reset bias supply circuit 104.

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】本発明は、入射光量に対して
線形的に変化する電気信号を出力する第1状態と入射光
量に対して自然対数的に変化する電気信号を出力する第
2状態との間で切換可能な固体撮像素子を有する撮像装
置に関する。
The present invention relates to a first state in which an electric signal that changes linearly with respect to the amount of incident light is output, and a second state in which an electric signal that changes in a natural logarithm with respect to the amount of incident light is output. The present invention relates to an imaging device having a solid-state imaging device that can be switched between the two.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、入射光量に対して線形変換する固
体撮像素子においては、そのダイナミックレンジが2桁
と狭いため、広い輝度範囲の輝度分布を構成する被写体
を撮像したときは、ダイナミックレンジ以外の範囲の輝
度情報は出力されない。又、それに対して、入射光量に
対して対数変換する固体撮像素子においては、そのダイ
ナミックレンジが5〜6桁と広いため、少々広い輝度範
囲の輝度分布を構成する被写体を撮像しても、輝度分布
内の全輝度情報を電気信号に変換して出力することがで
きる。
2. Description of the Related Art Conventionally, the dynamic range of a solid-state imaging device that performs linear conversion on the amount of incident light is as narrow as two digits. Is not output. On the other hand, a solid-state imaging device that performs logarithmic conversion on the incident light amount has a dynamic range as wide as 5 to 6 digits. All luminance information in the distribution can be converted into an electric signal and output.

【0003】しかしながら、一般的に被写体の輝度範囲
は、2〜3桁程度のものが多いため、ダイナミックレン
ジが5〜6桁となる対数変換する固体撮像素子の場合、
被写体の輝度分布に対してその撮像可能領域が広くなる
ので、撮像可能領域内の低輝度領域又は高輝度領域にお
いて、輝度データの無い領域ができてしまう。そのた
め、対数変換する固体撮像素子からの電気信号を用いて
前記輝度分布の被写体の画像を再生したとき、輝度が最
小となる黒色が濃い灰色に、輝度が最大となる白色が薄
い灰色に再生され、全体的にコントラスト不足の画像が
再生されることがある。
However, since the brightness range of a subject is generally about 2 to 3 digits, in the case of a solid-state imaging device which performs logarithmic conversion with a dynamic range of 5 to 6 digits,
Since the imageable area becomes wider with respect to the luminance distribution of the subject, an area without luminance data is generated in a low luminance area or a high luminance area in the imageable area. Therefore, when the image of the subject having the luminance distribution is reproduced using the electric signal from the solid-state imaging device to be logarithmically converted, the black with the minimum luminance is reproduced as dark gray, and the white with the maximum luminance is reproduced as light gray. In some cases, an image with insufficient contrast may be reproduced.

【0004】このような問題を解消するために、固体撮
像素子から出力される電気信号をデジタル信号に変換し
た後、輝度分布を計測して、輝度分布の最小値がデジタ
ル出力のダイナミックレンジの最小値に、輝度分布の最
大値がデジタル出力のダイナミックレンジの最大値に一
致させるように、デジタル信号の値を変換させて、輝度
分布とデジタル出力のダイナミックレンジを一致させる
方法が提案されている。
In order to solve such a problem, an electric signal output from a solid-state imaging device is converted into a digital signal, and then a luminance distribution is measured. A method has been proposed in which the value of a digital signal is converted so that the maximum value of the luminance distribution matches the maximum value of the dynamic range of the digital output so that the luminance distribution matches the dynamic range of the digital output.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】このように、固体撮像
素子からの出力がデジタル変換されたデジタル信号を処
理することで、被写体の輝度分布と固体撮像素子からの
出力をデジタル変換して得られたデジタル出力のダイナ
ミックレンジを一致させたとき、デジタル出力におい
て、ビット落ちが生じてしまい、結果的に階調性が落ち
てしまう。よって、再生された画像の輝度の変化にガタ
ツキが生じ、滑らかさを失う恐れがある。
As described above, by processing the digital signal obtained by digitally converting the output from the solid-state image sensor, the luminance distribution of the subject and the output from the solid-state image sensor can be obtained by digital conversion. When the dynamic range of the digital output is matched, bit dropout occurs in the digital output, and as a result, the gradation is lowered. Therefore, the change in luminance of the reproduced image may be unsteady, and the smoothness may be lost.

【0006】このような問題を鑑みて、本発明は、階調
性を落とすことなく、被写体のダイナミックレンジを、
固体撮像素子のダイナミックレンジに適合させることが
できる撮像装置を提供することを目的とする。
In view of such a problem, the present invention increases the dynamic range of a subject without reducing gradation.
An object of the present invention is to provide an imaging device that can be adapted to a dynamic range of a solid-state imaging device.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1に記載の撮像装置は、入射光量に応じた電
気信号を出力する感光素子と該感光素子からの電気信号
が与えられるトランジスタとを有するとともに線形変換
して出力する第1状態と入射光量に応じた電気信号を対
数変換して出力する第2状態との間で自動的に切換可能
な複数の画素より成る固体撮像素子を有する撮像装置に
おいて、リセット直後の前記トランジスタのポテンシャ
ル状態を、該固体撮像素子によって撮像される被写体の
輝度分布の状態に応じて変化させるバイアス調整部を有
することを特徴とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided an image pickup apparatus comprising: a photosensitive element for outputting an electric signal corresponding to an amount of incident light; and an electric signal from the photosensitive element. A solid-state imaging device having a plurality of pixels that has a transistor and that can automatically switch between a first state in which linear conversion is performed and output and a second state in which an electric signal corresponding to an incident light amount is logarithmically converted and output; And a bias adjustment unit that changes a potential state of the transistor immediately after reset according to a state of a luminance distribution of a subject imaged by the solid-state imaging element.

【0008】このような撮像装置において、被写体の輝
度分布が広い場合は、トランジスタが低い輝度でサブス
レッショルド領域で動作可能とするように、リセット時
のトランジスタのポテンシャル状態を調整する。又、被
写体の輝度分布が狭い場合は、トランジスタが高い輝度
までカットオフ状態で動作可能とするように、リセット
時のトランジスタのポテンシャル状態を調整する。
In such an image pickup apparatus, when the luminance distribution of a subject is wide, the potential state of the transistor at the time of reset is adjusted so that the transistor can operate in a sub-threshold region with low luminance. When the luminance distribution of the subject is narrow, the potential state of the transistor at the time of reset is adjusted so that the transistor can operate in a cutoff state up to high luminance.

【0009】このとき、請求項2に記載するように、リ
セット時において、前記トランジスタに与えるバイアス
電圧の値を切り換えることによって、前記バイアス調整
部がリセット直後の前記トランジスタのポテンシャル状
態を調整するようにしても構わない。又、請求項3に記
載するように、リセット時において前記トランジスタに
与えるバイアス電圧を与える時間の長さを切り換えるこ
とによって、前記バイアス調整部がリセット直後の前記
トランジスタのポテンシャル状態を調整するようにして
も構わない。
At this time, as set forth in claim 2, at the time of resetting, by switching the value of the bias voltage applied to the transistor, the bias adjusting section adjusts the potential state of the transistor immediately after resetting. It does not matter. According to a third aspect of the present invention, the bias adjusting unit adjusts the potential state of the transistor immediately after reset by switching the length of time for applying a bias voltage to the transistor at the time of reset. No problem.

【0010】請求項4に記載の撮像装置は、請求項1に
記載の撮像装置において、前記画素が、前記感光素子と
なるとともに、第1電極に直流電圧が印加されたフォト
ダイオードと、該フォトダイオードの第2電極に、第1
電極及びゲート電極が接続されるとともに、ゲート電極
から電気信号を出力するMOSトランジスタと、を有
し、前記バイアス調整部によって、前記被写体の輝度分
布の輝度範囲が狭いときは、前記MOSトランジスタの
ゲート電極と第2電極との間のポテンシャルの差が大き
くなるように、リセット直後の前記MOSトランジスタ
のポテンシャル状態が調整されるとともに、前記被写体
の輝度分布の輝度範囲が広いときは、前記MOSトラン
ジスタのゲート電極と第2電極との間のポテンシャルの
差が小さくなるように、リセット直後の前記MOSトラ
ンジスタのポテンシャル状態が調整されることを特徴と
する。
According to a fourth aspect of the present invention, in the imaging device of the first aspect, the pixel serves as the photosensitive element, and a photodiode in which a DC voltage is applied to a first electrode; The first electrode of the diode
An MOS transistor connected to the electrode and the gate electrode and outputting an electric signal from the gate electrode, wherein the bias adjustment unit controls the gate of the MOS transistor when a luminance range of the luminance distribution of the subject is narrow. The potential state of the MOS transistor immediately after reset is adjusted so that the potential difference between the electrode and the second electrode increases, and when the luminance range of the luminance distribution of the subject is wide, The potential state of the MOS transistor immediately after reset is adjusted so that the potential difference between the gate electrode and the second electrode is reduced.

【0011】このような撮像装置において、請求項5に
記載するように、前記MOSトランジスタの第2電極へ
与える電圧を切り換えることによって、前記画素がリセ
ットされ、前記バイアス調整部が、リセット時に前記M
OSトランジスタの第2電極へ与える電圧値を調整する
ことによって、リセット直後の前記MOSトランジスタ
のポテンシャル状態を調整するようにしても構わない。
In such an image pickup apparatus, the pixel is reset by switching a voltage applied to the second electrode of the MOS transistor, and the bias adjustment unit causes the bias adjustment unit to reset the M at the time of reset.
The potential state of the MOS transistor immediately after reset may be adjusted by adjusting the voltage value applied to the second electrode of the OS transistor.

【0012】このとき、MOSトランジスタをNチャネ
ルのMOSトランジスタとすると、被写体の輝度範囲が
広いとき、リセット時に前記MOSトランジスタの第2
電極へ与える電圧値を高く設定し、被写体の輝度範囲が
狭いとき、リセット時に前記MOSトランジスタの第2
電極へ与える電圧値を低く設定する。
At this time, assuming that the MOS transistor is an N-channel MOS transistor, when the luminance range of the subject is wide, the second of the MOS transistors at the time of resetting is used.
When the voltage value applied to the electrodes is set high and the brightness range of the subject is narrow, the second
Set the voltage value applied to the electrodes low.

【0013】又、請求項6に記載するように、前記MO
Sトランジスタの第2電極へ与える電圧を切り換えるこ
とによって、前記画素がリセットされ、前記バイアス調
整部が、リセット時に前記MOSトランジスタの第2電
極へ与える電圧値を切り換える時間を調整することによ
って、リセット直後の前記MOSトランジスタのポテン
シャル状態を調整するようにしても構わない。
Further, as described in claim 6, the MO
The pixel is reset by switching the voltage applied to the second electrode of the S transistor, and the bias adjusting unit adjusts the time for switching the voltage applied to the second electrode of the MOS transistor at the time of reset, thereby immediately after the reset. The potential state of the MOS transistor may be adjusted.

【0014】このとき、MOSトランジスタをNチャネ
ルのMOSトランジスタとすると、被写体の輝度範囲が
広いとき、リセット時に前記MOSトランジスタの第2
電極へ与える電圧値を切り換える時間を短く設定し、被
写体の輝度範囲が狭いとき、リセット時に前記MOSト
ランジスタの第2電極へ与える電圧値を切り換える時間
を長く設定する。
At this time, assuming that the MOS transistor is an N-channel MOS transistor, if the luminance range of the subject is wide, the second
The time for switching the voltage value applied to the electrode is set short, and when the luminance range of the subject is narrow, the time for switching the voltage value applied to the second electrode of the MOS transistor at the time of reset is set long.

【0015】又、請求項7に記載するように、前記MO
Sトランジスタのゲート電極へ与える電圧を切り換える
ことによって、前記画素がリセットされ、前記バイアス
調整部が、リセット時に前記MOSトランジスタのゲー
ト電極へ与える電圧値を調整することによって、リセッ
ト直後の前記MOSトランジスタのポテンシャル状態を
調整するようにしても構わない。
Further, as set forth in claim 7, the MO
By switching the voltage applied to the gate electrode of the S transistor, the pixel is reset, and the bias adjusting unit adjusts the voltage value applied to the gate electrode of the MOS transistor at the time of reset, so that the MOS transistor immediately after reset is reset. The potential state may be adjusted.

【0016】このとき、MOSトランジスタをNチャネ
ルのMOSトランジスタとすると、被写体の輝度範囲が
広いとき、リセット時に前記MOSトランジスタのゲー
ト電極へ与える電圧値を高く設定し、被写体の輝度範囲
が狭いとき、リセット時に前記MOSトランジスタのゲ
ート電極へ与える電圧値を低く設定する。
At this time, assuming that the MOS transistor is an N-channel MOS transistor, when the luminance range of the subject is wide, the voltage value applied to the gate electrode of the MOS transistor at the time of reset is set high, and when the luminance range of the subject is narrow, The voltage value applied to the gate electrode of the MOS transistor at the time of reset is set low.

【0017】又、請求項8に記載するように、前記MO
Sトランジスタのゲート電極及び第2電極へ与える電圧
を切り換えることによって、前記画素がリセットされ、
前記バイアス調整部が、リセット時に前記MOSトラン
ジスタのゲート電極及び第2電極へ与える電圧値を調整
することによって、リセット直後の前記MOSトランジ
スタのポテンシャル状態を調整するようにしても構わな
い。
Further, as set forth in claim 8, the MO
By switching the voltage applied to the gate electrode and the second electrode of the S transistor, the pixel is reset,
The bias adjuster may adjust the voltage value applied to the gate electrode and the second electrode of the MOS transistor at the time of reset to adjust the potential state of the MOS transistor immediately after reset.

【0018】このとき、MOSトランジスタをNチャネ
ルのMOSトランジスタとすると、被写体の輝度範囲が
広いとき、リセット時に前記MOSトランジスタのゲー
ト電極及び第2電極へ与える電圧値を高く設定し、被写
体の輝度範囲が狭いとき、リセット時に前記MOSトラ
ンジスタのゲート電極及び第2電極へ与える電圧値を低
く設定する。
At this time, assuming that the MOS transistor is an N-channel MOS transistor, when the luminance range of the object is wide, the voltage value applied to the gate electrode and the second electrode of the MOS transistor at the time of reset is set high, and the luminance range of the object Is small, the voltage value applied to the gate electrode and the second electrode of the MOS transistor at the time of reset is set low.

【0019】請求項9に記載の撮像装置は、請求項1に
記載の撮像装置において、前記画素が、前記感光素子と
なるとともに、第2電極に直流電圧が印加されたフォト
ダイオードと、該フォトダイオードの第1電極に、第2
電極が接続されるとともに第2電極から電気信号を出力
するMOSトランジスタと、を有し、前記バイアス調整
部によって、前記被写体の輝度分布の輝度範囲が狭いと
きは、前記MOSトランジスタのゲート電極と第2電極
との間のポテンシャルの差が大きくなるように、リセッ
ト直後の前記MOSトランジスタのポテンシャル状態が
調整されるとともに、前記被写体の輝度分布の輝度範囲
が広いときは、前記MOSトランジスタのゲート電極と
第2電極との間のポテンシャルの差が小さくなるよう
に、リセット直後の前記MOSトランジスタのポテンシ
ャル状態が調整されることを特徴とする。
According to a ninth aspect of the present invention, in the imaging device of the first aspect, the pixel serves as the photosensitive element, and a photodiode in which a DC voltage is applied to a second electrode; The second electrode of the diode
A MOS transistor connected to the electrode and outputting an electric signal from the second electrode, wherein the bias adjusting unit is configured to connect the gate electrode of the MOS transistor to a gate electrode of the MOS transistor when the luminance range of the luminance distribution of the subject is narrow. The potential state of the MOS transistor immediately after reset is adjusted so that the potential difference between the two electrodes increases, and when the luminance range of the luminance distribution of the subject is wide, the gate electrode of the MOS transistor is connected to the gate electrode of the MOS transistor. The potential state of the MOS transistor immediately after reset is adjusted so that the potential difference between the MOS transistor and the second electrode is reduced.

【0020】このような撮像装置において、請求項10
に記載するように、前記MOSトランジスタの第1電極
及びゲート電極それぞれへ与える電圧を切り換えること
によって、前記画素がリセットされ、前記バイアス調整
部が、リセット時に前記MOSトランジスタのゲート電
極へ与える電圧値を調整することによって、リセット直
後の前記MOSトランジスタのポテンシャル状態を調整
するようにしても構わない。
[0020] In such an image pickup apparatus, a tenth aspect is provided.
By switching the voltage applied to each of the first electrode and the gate electrode of the MOS transistor, the pixel is reset, and the bias adjustment unit adjusts the voltage value applied to the gate electrode of the MOS transistor at the time of reset. By adjusting the potential, the potential state of the MOS transistor immediately after the reset may be adjusted.

【0021】このとき、MOSトランジスタをNチャネ
ルのMOSトランジスタとすると、被写体の輝度範囲が
広いとき、リセット時に前記MOSトランジスタのゲー
ト電極へ与える電圧値を低く設定し、被写体の輝度範囲
が狭いとき、リセット時に前記MOSトランジスタのゲ
ート電極へ与える電圧値を高く設定する。
At this time, assuming that the MOS transistor is an N-channel MOS transistor, when the luminance range of the subject is wide, the voltage value applied to the gate electrode of the MOS transistor at the time of reset is set low, and when the luminance range of the subject is narrow, At the time of reset, the voltage value applied to the gate electrode of the MOS transistor is set high.

【0022】又、請求項11に記載するように、前記M
OSトランジスタの第1電極及びゲート電極それぞれへ
与える電圧を切り換えることによって、前記画素がリセ
ットされ、前記バイアス調整部が、リセット時に前記M
OSトランジスタのゲート電極へ与える電圧値を切り換
える時間を調整することによって、リセット直後の前記
MOSトランジスタのポテンシャル状態を調整するよう
にしても構わない。
Further, as described in claim 11, the M
By switching the voltage applied to each of the first electrode and the gate electrode of the OS transistor, the pixel is reset, and the bias adjustment unit resets the M
By adjusting the time for switching the voltage value applied to the gate electrode of the OS transistor, the potential state of the MOS transistor immediately after resetting may be adjusted.

【0023】このとき、MOSトランジスタをNチャネ
ルのMOSトランジスタとすると、被写体の輝度範囲が
広いとき、リセット時に前記MOSトランジスタのゲー
ト電極へ与える電圧値を切り換える時間を短く設定し、
被写体の輝度範囲が狭いとき、リセット時に前記MOS
トランジスタのゲート電極へ与える電圧値を切り換える
時間を長く設定する。
At this time, assuming that the MOS transistor is an N-channel MOS transistor, when the luminance range of the object is wide, the time for switching the voltage applied to the gate electrode of the MOS transistor at the time of reset is set short.
When the brightness range of the subject is narrow, the MOS
The time for switching the voltage applied to the gate electrode of the transistor is set to be long.

【0024】又、請求項12に記載するように、前記M
OSトランジスタの第1電極及びゲート電極に直流電圧
が印加されるとともに、前記MOSトランジスタの第2
電極へ与える電圧を切り換えることによって、前記画素
がリセットされ、前記バイアス調整部が、リセット時に
前記MOSトランジスタの第2電極へ与える電圧値を調
整することによって、リセット直後の前記MOSトラン
ジスタのポテンシャル状態を調整するようにしても構わ
ない。
Further, as described in claim 12, the M
A DC voltage is applied to a first electrode and a gate electrode of the OS transistor, and a second voltage of the MOS transistor
By switching the voltage applied to the electrode, the pixel is reset, and the bias adjustment unit adjusts the voltage applied to the second electrode of the MOS transistor at the time of reset, thereby changing the potential state of the MOS transistor immediately after reset. It may be adjusted.

【0025】このとき、MOSトランジスタをNチャネ
ルのMOSトランジスタとすると、被写体の輝度範囲が
広いとき、リセット時に前記MOSトランジスタの第2
電極へ与える電圧値を低く設定し、被写体の輝度範囲が
狭いとき、リセット時に前記MOSトランジスタの第2
電極へ与える電圧値を高く設定する。
At this time, assuming that the MOS transistor is an N-channel MOS transistor, when the luminance range of the subject is wide, the second
When the voltage value applied to the electrode is set low and the brightness range of the subject is narrow, the second
Set a high voltage value to be applied to the electrodes.

【0026】又、請求項13に記載するように、前記M
OSトランジスタのゲート電極及び第2電極へ与える電
圧を切り換えることによって、前記画素がリセットさ
れ、前記バイアス調整部が、リセット時に前記MOSト
ランジスタのゲート電極へ与える電圧値を調整すること
によって、リセット直後の前記MOSトランジスタのポ
テンシャル状態を調整するようにしても構わない。
Further, as described in claim 13, the M
By switching the voltage applied to the gate electrode and the second electrode of the OS transistor, the pixel is reset, and the bias adjustment unit adjusts the voltage applied to the gate electrode of the MOS transistor at the time of reset, thereby immediately after the reset. The potential state of the MOS transistor may be adjusted.

【0027】このとき、MOSトランジスタをNチャネ
ルのMOSトランジスタとすると、被写体の輝度範囲が
広いとき、リセット時に前記MOSトランジスタのゲー
ト電極へ与える電圧値を低く設定し、被写体の輝度範囲
が狭いとき、リセット時に前記MOSトランジスタのゲ
ート電極へ与える電圧値を高く設定する。
At this time, assuming that the MOS transistor is an N-channel MOS transistor, when the luminance range of the subject is wide, the voltage value applied to the gate electrode of the MOS transistor at the time of reset is set low, and when the luminance range of the subject is narrow, At the time of reset, the voltage value applied to the gate electrode of the MOS transistor is set high.

【0028】又、請求項14に記載するように、前記M
OSトランジスタのゲート電極及び第2電極へ与える電
圧を切り換えることによって、前記画素がリセットさ
れ、前記バイアス調整部が、リセット時に前記MOSト
ランジスタのゲート電極へ与える電圧値を切り換える時
間を調整することによって、リセット直後の前記MOS
トランジスタのポテンシャル状態を調整するようにして
も構わない。
Also, as described in claim 14, the M
By switching the voltage applied to the gate electrode and the second electrode of the OS transistor, the pixel is reset, and the bias adjustment unit adjusts the time for switching the voltage applied to the gate electrode of the MOS transistor at the time of resetting. The MOS immediately after reset
The potential state of the transistor may be adjusted.

【0029】このとき、MOSトランジスタをNチャネ
ルのMOSトランジスタとすると、被写体の輝度範囲が
広いとき、リセット時に前記MOSトランジスタのゲー
ト電極へ与える電圧値を切り換える時間を短く設定し、
被写体の輝度範囲が狭いとき、リセット時に前記MOS
トランジスタのゲート電極へ与える電圧値を切り換える
時間を長く設定する。
At this time, assuming that the MOS transistor is an N-channel MOS transistor, when the luminance range of the subject is wide, the time for switching the voltage applied to the gate electrode of the MOS transistor at the time of reset is set short.
When the brightness range of the subject is narrow, the MOS
The time for switching the voltage applied to the gate electrode of the transistor is set to be long.

【0030】[0030]

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について、以
下に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below.

【0031】<固体撮像素子の構成例>まず、本発明の
撮像装置に設けられる固体撮像素子の一構成例につい
て、説明する。図1は本発明の二次元のMOS型固体撮
像装置の一部の構成を概略的に示している。同図におい
て、G11〜Gmnは行列配置(マトリクス配置)された
画素を示している。2は垂直走査回路であり、行(ライ
ン)4−1、4−2、…、4−nを順次走査していく。
3は水平走査回路であり、画素から出力信号線6−1、
6−2、…、6−mに導出された光電変換信号を画素毎
に水平方向に順次読み出す。5は電源ラインである。各
画素に対し、上記ライン4−1、4−2、…、4−nや
出力信号線6−1、6−2、…、6−m、電源ライン5
だけでなく、他のライン(例えば、クロックライン等)
も接続されるが、図1ではこれらについて省略する。
<Structural Example of Solid-State Image Sensor> First, a structural example of a solid-state image sensor provided in the image pickup apparatus of the present invention will be described. FIG. 1 schematically shows a configuration of a part of a two-dimensional MOS type solid-state imaging device according to the present invention. In the figure, G11 to Gmn indicate pixels arranged in a matrix (matrix arrangement). Reference numeral 2 denotes a vertical scanning circuit which sequentially scans rows (lines) 4-1, 4-2,..., 4-n.
Reference numeral 3 denotes a horizontal scanning circuit, which outputs an output signal line 6-1 from a pixel;
The photoelectric conversion signals derived in 6-2,..., 6-m are sequentially read in the horizontal direction for each pixel. 5 is a power supply line. .., 4-n, the output signal lines 6-1, 6-2,.
As well as other lines (eg clock line etc.)
Are also connected, but these are omitted in FIG.

【0032】出力信号線6−1、6−2、・・・、6−
mごとにNチャネルのMOSトランジスタQ1が図示の
如く1組ずつ設けられている。出力信号線6−1を例に
とって説明すると、MOSトランジスタQ1のゲートは
直流電圧線7に接続され、ドレインは出力信号線6−1
に接続され、ソースは直流電圧VPS’のライン8に接続
されている。そして、出力信号線6−1、6−2、・・
・、6−mを通して出力される各画素の撮像時の画像デ
ータ及びリセット時の補正データが順次サンプルホール
ド回路9に与えられる。
The output signal lines 6-1, 6-2,.
As shown, one set of N-channel MOS transistors Q1 is provided for each m. Taking the output signal line 6-1 as an example, the gate of the MOS transistor Q1 is connected to the DC voltage line 7, and the drain is connected to the output signal line 6-1.
And the source is connected to line 8 of the DC voltage VPS '. The output signal lines 6-1, 6-2,.
The image data at the time of imaging of each pixel and the correction data at the time of reset, which are output through 6-m, are sequentially supplied to the sample and hold circuit 9.

【0033】このサンプルホールド回路9に対して、行
毎に、画像データ及び補正データが出力されてサンプル
ホールドされる。そして、サンプルホールドされた画像
データ及び補正データは、列毎に、出力回路10に出力
され、出力回路10で感度バラツキによるノイズ成分が
除去されるように、補正データに基づいて画像データが
補正される。よって、出力回路10より、各画素の感度
バラツキが補正された画像データが、各画素毎にシリア
ルに出力される。
Image data and correction data are output to the sample and hold circuit 9 for each row and sampled and held. The sampled and held image data and correction data are output to the output circuit 10 for each column, and the output circuit 10 corrects the image data based on the correction data such that noise components due to sensitivity variations are removed. You. Therefore, the output circuit 10 serially outputs the image data in which the sensitivity variation of each pixel is corrected for each pixel.

【0034】画素G11〜Gmnには、後述するように、
それらの画素で発生した光電荷に基づく信号を出力する
NチャネルのMOSトランジスタT2が設けられてい
る。MOSトランジスタT2と上記MOSトランジスタ
Q1との接続関係は図2のようになる。ここで、MOS
トランジスタQ1のソースに接続される直流電圧VPS’
と、MOSトランジスタT2のドレインに接続される直
流電圧VPD’との関係はVPD’>VPS’であり、直流電
圧VPS’は例えばグランド電圧(接地)である。
As described later, the pixels G11 to Gmn have
An N-channel MOS transistor T2 for outputting a signal based on the photocharge generated in those pixels is provided. The connection relationship between the MOS transistor T2 and the MOS transistor Q1 is as shown in FIG. Where MOS
DC voltage VPS 'connected to the source of transistor Q1
And the DC voltage VPD 'connected to the drain of the MOS transistor T2 is VPD'> VPS ', and the DC voltage VPS' is, for example, a ground voltage (ground).

【0035】この回路構成は上段のMOSトランジスタ
T2のゲートに信号が入力され、下段のMOSトランジ
スタQ1のゲートには直流電圧DCが常時印加される。
このため、下段のMOSトランジスタQ1は抵抗又は定
電流源と等価であり、図2の回路はソースフォロワ型の
増幅回路となっている。この場合、MOSトランジスタ
T2から増幅出力されるのは電流であると考えてよい。
尚、図1及び図2に示す構成は以下に説明する画素の第
1例〜第6例に共通の構成である。
In this circuit configuration, a signal is input to the gate of the upper MOS transistor T2, and a DC voltage DC is constantly applied to the gate of the lower MOS transistor Q1.
Therefore, the lower-stage MOS transistor Q1 is equivalent to a resistor or a constant current source, and the circuit of FIG. 2 is a source follower-type amplifier circuit. In this case, what is amplified and output from the MOS transistor T2 may be a current.
The configurations shown in FIGS. 1 and 2 are common to the first to sixth examples of the pixel described below.

【0036】図2のように構成することにより信号を大
きく出力することができる。従って、画素がダイナミッ
クレンジ拡大のために感光素子から発生する光電流を自
然対数的に変換しているような場合は、そのままでは出
力信号が小さいが、本増幅回路により充分大きな信号に
増幅されるため、後続の信号処理回路(図示せず)での
処理が容易になる。また、増幅回路の負荷抵抗部分を構
成するMOSトランジスタQ1を画素内に設けずに、列
方向に配置された複数の画素が接続される出力信号線6
−1、6−2、…、6−mごとに設けることにより、負
荷抵抗又は定電流源の数を低減でき、半導体チップ上で
増幅回路が占める面積を少なくできる。
With the configuration shown in FIG. 2, a large signal can be output. Therefore, when the pixel converts the photocurrent generated from the photosensitive element in a natural logarithmic manner to expand the dynamic range, the output signal is small as it is, but is amplified to a sufficiently large signal by the amplifier circuit. Therefore, processing in a subsequent signal processing circuit (not shown) is facilitated. Further, the MOS transistor Q1 forming the load resistance portion of the amplifier circuit is not provided in the pixel, and the output signal line 6 to which a plurality of pixels arranged in the column direction are connected is connected.
, 6-2,..., 6-m, the number of load resistances or constant current sources can be reduced, and the area occupied by the amplifier circuit on the semiconductor chip can be reduced.

【0037】<画素構成の第1例>図1に示した固体撮
像素子の各画素に適用される第1例について、図面を参
照して説明する。図3は、本例に使用する固体撮像素子
に設けられた画素の構成を示す回路図である。
<First Example of Pixel Configuration> A first example applied to each pixel of the solid-state imaging device shown in FIG. 1 will be described with reference to the drawings. FIG. 3 is a circuit diagram illustrating a configuration of a pixel provided in a solid-state imaging device used in the present example.

【0038】図3において、pnフォトダイオードPD
が感光部(光電変換部)を形成している。そのフォトダ
イオードPDのアノードはMOSトランジスタT4のド
レインに接続され、このMOSトランジスタT4のソー
スは、MOSトランジスタT1のドレインとゲート及び
MOSトランジスタT2のゲートに接続されている。M
OSトランジスタT2のソースは行選択用のMOSトラ
ンジスタT3のドレインに接続されている。MOSトラ
ンジスタT3のソースは出力信号線6(この出力信号線
6は図1の6−1、6−2、…、6−mに対応する)へ
接続されている。尚、MOSトランジスタT1〜T4
は、それぞれ、NチャネルのMOSトランジスタでバッ
クゲートが接地されている。
In FIG. 3, a pn photodiode PD
Form a photosensitive portion (photoelectric conversion portion). The anode of the photodiode PD is connected to the drain of the MOS transistor T4, and the source of the MOS transistor T4 is connected to the drain and gate of the MOS transistor T1 and the gate of the MOS transistor T2. M
The source of the OS transistor T2 is connected to the drain of the row selection MOS transistor T3. The source of the MOS transistor T3 is connected to an output signal line 6 (the output signal line 6 corresponds to 6-1 to 6-m in FIG. 1). The MOS transistors T1 to T4
Are N-channel MOS transistors each having a back gate grounded.

【0039】又、フォトダイオードPDのカソード及び
MOSトランジスタT2のドレインには直流電圧VPDが
印加されるようになっている。一方、MOSトランジス
タT1のソースには、信号φVPSが印加される。又、M
OSトランジスタT4のゲートに信号φSが入力され、
MOSトランジスタT3のゲートには信号φVが入力さ
れる。尚、信号φVPSは2値の電圧信号で、入射光量が
所定値を超えたときにMOSトランジスタT1をサブス
レッショルド領域で動作させるための電圧をVHとし、
又、この電圧よりも低くMOSトランジスタT1を導通
状態にする電圧をVLとする。このような構成の画素の
動作について、以下に説明する。
The DC voltage VPD is applied to the cathode of the photodiode PD and the drain of the MOS transistor T2. On the other hand, signal φVPS is applied to the source of MOS transistor T1. Also, M
The signal φS is input to the gate of the OS transistor T4,
Signal φV is input to the gate of MOS transistor T3. The signal φVPS is a binary voltage signal, and the voltage for operating the MOS transistor T1 in the sub-threshold region when the amount of incident light exceeds a predetermined value is VH.
A voltage lower than this voltage for turning on the MOS transistor T1 is VL. The operation of the pixel having such a configuration will be described below.

【0040】図4に示すタイミングチャートのように、
パルス信号φVがMOSトランジスタT3のゲートに与
えられて、出力信号が読み出されると、まず、信号φS
をローレベルとしてMOSトランジスタT4をOFFに
することで、リセット動作を行う。このとき、MOSト
ランジスタT1のソース側より負の電荷が流れ込み、M
OSトランジスタT1のゲート及びドレイン、MOSト
ランジスタT2のゲート、そしてMOSトランジスタT
4のソースに蓄積された正の電荷が再結合される。よっ
て、ある程度までリセットされて、MOSトランジスタ
T1のドレイン及びゲート下領域のポテンシャルが下が
る。
As shown in the timing chart of FIG.
When pulse signal φV is applied to the gate of MOS transistor T3 and the output signal is read, first, signal φS
To a low level to turn off the MOS transistor T4, thereby performing a reset operation. At this time, a negative charge flows from the source side of the MOS transistor T1, and M
The gate and drain of the OS transistor T1, the gate of the MOS transistor T2, and the MOS transistor T
The positive charges stored at the source of No. 4 recombine. Therefore, the potential is reset to a certain extent, and the potential of the region under the drain and the gate of the MOS transistor T1 decreases.

【0041】このように、MOSトランジスタT1のド
レイン及びゲート下領域のポテンシャルが基の状態にリ
セットされようとするが、そのポテンシャルがある値に
なると、そのリセットされる速度が遅くなる。特に、明
るい被写体が急に暗くなった場合にこの傾向が顕著とな
る。よって、次に、MOSトランジスタT1のソースに
与える信号φVPSをVLとする。このように、MOSト
ランジスタT1のソース電圧を低くすることによって、
MOSトランジスタT1のソースから流入する負の電荷
の量が増加し、MOSトランジスタT1のゲート及びド
レイン、MOSトランジスタT2のゲート、そしてフォ
トダイオードPDのアノードに蓄積された正の電荷が速
やかに再結合される。
As described above, the potential of the region under the drain and the gate of the MOS transistor T1 is about to be reset to the original state. However, when the potential reaches a certain value, the speed of resetting is reduced. In particular, this tendency becomes remarkable when a bright subject suddenly becomes dark. Therefore, next, the signal φVPS given to the source of the MOS transistor T1 is set to VL. Thus, by lowering the source voltage of the MOS transistor T1,
The amount of negative charges flowing from the source of the MOS transistor T1 increases, and the positive charges stored in the gate and drain of the MOS transistor T1, the gate of the MOS transistor T2, and the anode of the photodiode PD are quickly recombined. You.

【0042】このように信号φVPSをVLとしてリセッ
トを行った後、信号φVPSをVHとして、ハイレベルの
パルス信号φVをMOSトランジスタT3のゲートに与
えることによって、リセット時における補正データを読
み出す。このとき、リセットされたMOSトランジスタ
T1のゲート電圧がMOSトランジスタT2のゲートに
与えられ、このMOSトランジスタT1のゲート電圧が
MOSトランジスタT2で電流増幅されて、MOSトラ
ンジスタT3を介して出力信号線6に出力される。
After resetting the signal φVPS to VL in this manner, by setting the signal φVPS to VH and applying a high-level pulse signal φV to the gate of the MOS transistor T3, the correction data at the time of reset is read. At this time, the reset gate voltage of the MOS transistor T1 is applied to the gate of the MOS transistor T2, and the gate voltage of the MOS transistor T1 is current-amplified by the MOS transistor T2 and is applied to the output signal line 6 via the MOS transistor T3. Is output.

【0043】又、MOSトランジスタT2及びMOSト
ランジスタQ1(図2)の導通時抵抗とそれらを流れる
電流によって決まるMOSトランジスタQ1のドレイン
電圧が、補正データとして出力信号線6に現れる。この
ようにして補正データが読み出されると、MOSトラン
ジスタT3をOFFにした後、信号φSをハイレベルに
して、次の撮像動作に備える。
The drain voltage of the MOS transistor Q1, which is determined by the resistance of the MOS transistor T2 and the MOS transistor Q1 (FIG. 2) during conduction and the current flowing through them, appears on the output signal line 6 as correction data. When the correction data is read in this way, the MOS transistor T3 is turned off, and then the signal φS is set to the high level to prepare for the next imaging operation.

【0044】信号φSをハイレベルとして撮像動作が開
始すると、フォトダイオードPDより入射光量に応じた
光電荷がMOSトランジスタT1に流れ込む。今、MO
SトランジスタT1はカットオフ状態であるので、光電
荷がMOSトランジスタT1のゲートに蓄積される。よ
って、撮像する被写体の輝度が低くフォトダイオードP
Dに入射される入射光量が少ない場合は、MOSトラン
ジスタT1のゲートに蓄積された光電荷量に応じた電圧
がMOSトランジスタT1のゲートに現れるため、入射
光量の積分値に対して線形的に比例した電圧がMOSト
ランジスタT2のゲートに現れる。
When the signal φS is set to the high level to start the image pickup operation, a photocharge corresponding to the amount of incident light flows from the photodiode PD into the MOS transistor T1. Now, MO
Since the S-transistor T1 is in the cut-off state, photoelectric charges are stored in the gate of the MOS transistor T1. Therefore, the brightness of the object to be imaged is low and the photodiode P
When the amount of incident light incident on D is small, a voltage corresponding to the amount of photocharge accumulated in the gate of the MOS transistor T1 appears at the gate of the MOS transistor T1, so that the voltage is linearly proportional to the integrated value of the amount of incident light. The applied voltage appears at the gate of the MOS transistor T2.

【0045】又、撮像する被写体の輝度が高くフォトダ
イオードPDに入射される入射光量が多く、MOSトラ
ンジスタT1のゲートに蓄積された光電荷量に応じた電
圧が高くなると、MOSトランジスタT1がサブスレッ
ショルド領域で動作を行うため、入射光量に対して自然
対数的に比例した電圧がMOSトランジスタT1のゲー
トに現れる。
When the brightness of the object to be imaged is high and the amount of incident light incident on the photodiode PD is large and the voltage corresponding to the amount of photocharge accumulated in the gate of the MOS transistor T1 increases, the MOS transistor T1 becomes sub-threshold. Since the operation is performed in the region, a voltage proportional to the natural logarithm of the incident light amount appears at the gate of the MOS transistor T1.

【0046】このようにして、入射光量に対して線形的
に又は自然対数的に比例した電圧がMOSトランジスタ
T1,T2のゲートに現れ、先と同様に、パルス信号φ
VをMOSトランジスタT3のゲートに与えることによ
って、入射光量に対して線形的に又は自然対数的に比例
したMOSトランジスタT1のゲート電圧がMOSトラ
ンジスタT2で電流増幅されて、MOSトランジスタT
3を介して出力信号線6に出力される。又、MOSトラ
ンジスタT2及びMOSトランジスタQ1の導通時抵抗
とそれらを流れる電流によって決まるMOSトランジス
タQ1のドレイン電圧が、画像データとして出力信号線
6に現れる。
In this manner, a voltage linearly or logarithmically proportional to the amount of incident light appears at the gates of the MOS transistors T1 and T2.
By applying V to the gate of the MOS transistor T3, the gate voltage of the MOS transistor T1, which is linearly or naturally logarithmically proportional to the amount of incident light, is current-amplified by the MOS transistor T2.
3 to the output signal line 6. The drain voltage of the MOS transistor Q1, which is determined by the on-state resistance of the MOS transistor T2 and the MOS transistor Q1 and the current flowing therethrough, appears on the output signal line 6 as image data.

【0047】このとき、対数変換動作に変わるときのM
OSトランジスタT1のゲート電圧に至るまでにMOS
トランジスタT1に流れ込む光電荷量が、全ての画素に
おいて等しくなる。このように、各画素における変換動
作が対数変換動作に切り替わるときのフォトダイオード
PDより発生する光電荷量が等しいので、各画素におけ
る変換動作が対数変換動作に切り替わるときのフォトダ
イオードPDに入射される入射光量も等しい。即ち、全
ての画素において、その変換動作が線形変換動作から対
数変換動作に切り替わるときの被写体の輝度が等しいも
のとなり、MOSトランジスタT1の閾値電圧の差異に
よる各画素の変換動作の切換への影響を低減することが
できる。
At this time, M when changing to logarithmic conversion operation
MOS is required to reach the gate voltage of the OS transistor T1.
The amount of photocharge flowing into the transistor T1 becomes equal in all pixels. As described above, since the amount of photocharge generated by the photodiode PD when the conversion operation in each pixel is switched to the logarithmic conversion operation is equal, the light is incident on the photodiode PD when the conversion operation in each pixel is switched to the logarithmic conversion operation. The incident light amounts are also equal. That is, in all the pixels, when the conversion operation is switched from the linear conversion operation to the logarithmic conversion operation, the brightness of the subject becomes equal, and the influence of the difference in the threshold voltage of the MOS transistor T1 on the switching operation of each pixel is affected. Can be reduced.

【0048】又、リセット時における信号φVPSの電圧
値VL又は電圧値VLとなる信号φVPSを与える時間
(図4における時間taに相当する)を変化させること
によって、リセット直後のMOSトランジスタT1のゲ
ート電圧を変化させて、MOSトランジスタT1のゲー
ト・ソース間のポテンシャルを変化させることができ
る。今、図5に、電圧値VLの大きさを変えたときの被
写体輝度と固体撮像素子の出力との関係を示し、又、図
6に、電圧値VLとなる信号φVPSを与える時間を変化
させたときの被写体輝度と固体撮像素子の出力との関係
を示す。
Further, the gate voltage of the MOS transistor T1 immediately after the reset is changed by changing the voltage value VL of the signal φVPS at the time of resetting or the time for applying the signal φVPS which becomes the voltage value VL (corresponding to the time ta in FIG. 4). Can be changed to change the potential between the gate and source of the MOS transistor T1. FIG. 5 shows the relationship between the subject luminance and the output of the solid-state image sensor when the magnitude of the voltage value VL is changed. FIG. The relationship between the object brightness and the output of the solid-state imaging device when the object is turned on is shown.

【0049】電圧値VLが低くなるほど、MOSトラン
ジスタT1のゲート・ソース間のポテンシャルの差が大
きくなるので、MOSトランジスタT1がカットオフ状
態で動作する被写体輝度の割合が大きくなる。そのた
め、図5のように、電圧値VLが低いほど、線形変換す
る被写体輝度の割合が大きくなる。よって、被写体の輝
度範囲が狭いほど電圧値VLを低くし、被写体の輝度範
囲が広いほど電圧値VLを高くすればよいことがわか
る。
As the voltage value VL decreases, the difference in potential between the gate and the source of the MOS transistor T1 increases, so that the proportion of the luminance of the subject in which the MOS transistor T1 operates in the cutoff state increases. Therefore, as shown in FIG. 5, the lower the voltage value VL is, the larger the ratio of subject luminance to be linearly converted becomes. Therefore, it is understood that the voltage value VL should be lowered as the luminance range of the subject is narrower, and the voltage value VL should be raised as the luminance range of the subject is wider.

【0050】又、電圧値VLとなる信号φVPSを与える
時間taが長くなるほど、MOSトランジスタT1のゲ
ート電圧が低くなり、MOSトランジスタT1のゲート
・ソース間のポテンシャルの差が大きくなるので、MO
SトランジスタT1がカットオフ状態で動作する被写体
輝度の割合が大きくなる。そのため、図6のように、電
圧値VLとなる信号φVPSを与える時間taが長いほ
ど、線形変換する被写体輝度の割合が大きくなる。よっ
て、被写体の輝度範囲が狭いほど電圧値VLとなる信号
φVPSを与える時間taを長くし、被写体の輝度範囲が
広いほど電圧値VLとなる信号φVPSを与える時間ta
を短くすればよいことがわかる。
Further, as the time ta for giving the signal φVPS having the voltage value VL becomes longer, the gate voltage of the MOS transistor T1 becomes lower and the potential difference between the gate and the source of the MOS transistor T1 becomes larger.
The ratio of the subject luminance at which the S transistor T1 operates in the cutoff state increases. Therefore, as shown in FIG. 6, the longer the time ta during which the signal φVPS having the voltage value VL is applied, the greater the proportion of the subject luminance to be linearly converted. Therefore, the time ta for providing the signal φVPS having the voltage value VL becomes longer as the luminance range of the subject becomes narrower, and the time ta for giving the signal φVPS having the voltage value VL becomes larger as the luminance range of the subject becomes wider.
It can be seen that it is only necessary to shorten.

【0051】<画素構成の第2例>図1に示した固体撮
像素子の各画素に適用される第2例について、図面を参
照して説明する。図7は、本例に使用する固体撮像素子
に設けられた画素の構成を示す回路図である。尚、図3
に示す画素と同様の目的で使用される素子及び信号線な
どは、同一の符号を付して、その詳細な説明は省略す
る。
<Second Example of Pixel Configuration> A second example applied to each pixel of the solid-state imaging device shown in FIG. 1 will be described with reference to the drawings. FIG. 7 is a circuit diagram illustrating a configuration of a pixel provided in a solid-state imaging device used in the present example. FIG.
Elements, signal lines, and the like used for the same purpose as the pixel shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0052】図7に示す画素は、第1例(図3)の構成
の画素に、MOSトランジスタT1のゲート及びドレイ
ンの接続ノードにソースが接続されたMOSトランジス
タT5が追加されるとともに、MOSトランジスタT4
が削除された構成となる。このとき、MOSトランジス
タT1は、そのソースに直流電圧VPSが印加され、又、
そのゲート及びドレインがフォトダイオードPDのアノ
ードに接続される。そして、MOSトランジスタT5の
ドレインには、直流電圧RLが印加される。そして、M
OSトランジスタT5のゲートに信号φSWが与えられ
る。その他の構成は、図3の画素と同様である。尚、M
OSトランジスタT5は、MOSトランジスタT1〜T
3と同様、NチャネルのMOSトランジスタでバックゲ
ートが接地されている。
In the pixel shown in FIG. 7, a MOS transistor T5 whose source is connected to a connection node between the gate and the drain of the MOS transistor T1 is added to the pixel having the configuration of the first example (FIG. 3), and T4
Is deleted. At this time, the DC voltage VPS is applied to the source of the MOS transistor T1.
Its gate and drain are connected to the anode of the photodiode PD. Then, a DC voltage RL is applied to the drain of the MOS transistor T5. And M
Signal φSW is applied to the gate of OS transistor T5. Other configurations are the same as those of the pixel in FIG. Note that M
The OS transistor T5 includes MOS transistors T1 to T
Similar to 3, the back gate is grounded by an N-channel MOS transistor.

【0053】図8に示すタイミングチャートのように、
パルス信号φVがMOSトランジスタT3のゲートに与
えられて、出力信号が読み出されると、まず、信号φS
WをハイレベルとしてMOSトランジスタT5をONに
することで、リセット動作を行う。このとき、MOSト
ランジスタT1のゲート電圧に直流電圧RLが与えられ
て、MOSトランジスタT5のドレインより負の電荷が
流れ込み、MOSトランジスタT1のゲート及びドレイ
ン、MOSトランジスタT2のゲート、そしてフォトダ
イオードPDのアノードに蓄積された正の電荷が再結合
される。よって、MOSトランジスタT1がリセットさ
れて、MOSトランジスタT1のドレイン及びゲート下
領域のポテンシャルが下がる。
As shown in the timing chart of FIG.
When pulse signal φV is applied to the gate of MOS transistor T3 and the output signal is read, first, signal φS
The reset operation is performed by setting W to a high level to turn on the MOS transistor T5. At this time, a DC voltage RL is applied to the gate voltage of the MOS transistor T1, and a negative charge flows from the drain of the MOS transistor T5, and the gate and drain of the MOS transistor T1, the gate of the MOS transistor T2, and the anode of the photodiode PD The positive charge stored in the is recombined. Therefore, the MOS transistor T1 is reset, and the potential of the region under the drain and the gate of the MOS transistor T1 decreases.

【0054】このように信号φSWをハイレベルとして
リセットを行っている際に、ハイレベルのパルス信号φ
VをMOSトランジスタT3のゲートに与えることによ
って、リセット時における補正データを読み出す。この
とき、リセットされたMOSトランジスタT1のゲート
電圧がMOSトランジスタT2のゲートに与えられ、こ
のMOSトランジスタT1のゲート電圧がMOSトラン
ジスタT2で電流増幅されて、MOSトランジスタT3
を介して出力信号線6に出力される。そして、補正デー
タが読み出されると、信号φSWをローレベルとしてM
OSトランジスタT5をOFFにして、次の撮像動作に
備える。
As described above, when resetting the signal φSW to the high level, the high-level pulse signal φ
By applying V to the gate of the MOS transistor T3, the correction data at the time of reset is read. At this time, the reset gate voltage of the MOS transistor T1 is applied to the gate of the MOS transistor T2, and the gate voltage of the MOS transistor T1 is current-amplified by the MOS transistor T2, and the MOS transistor T3
Is output to the output signal line 6 via Then, when the correction data is read, the signal φSW is set to low level and M
The OS transistor T5 is turned off to prepare for the next imaging operation.

【0055】このようにして、撮像動作に移ると、第1
例と同様、撮像する被写体の輝度が低くフォトダイオー
ドPDに入射される入射光量が少ない場合は、MOSト
ランジスタT1のゲートに蓄積された光電荷量に応じた
電圧がMOSトランジスタT1のゲートに現れるため、
入射光量の積分値に対して線形的に比例した電圧がMO
SトランジスタT2のゲートに現れる。
As described above, when the operation proceeds to the imaging operation, the first
As in the example, when the luminance of the object to be imaged is low and the amount of light incident on the photodiode PD is small, a voltage corresponding to the amount of photocharge accumulated in the gate of the MOS transistor T1 appears at the gate of the MOS transistor T1. ,
The voltage that is linearly proportional to the integral of the amount of incident light is MO
It appears at the gate of S transistor T2.

【0056】又、撮像する被写体の輝度が高くフォトダ
イオードPDに入射される入射光量が多く、MOSトラ
ンジスタT1のゲートに蓄積された光電荷量に応じた電
圧が高くなると、MOSトランジスタT1がサブスレッ
ショルド領域で動作を行うため、入射光量に対して自然
対数的に比例した電圧がMOSトランジスタT1のゲー
トに現れる。
When the brightness of the object to be imaged is high and the amount of light incident on the photodiode PD is large, and the voltage corresponding to the amount of photocharge accumulated in the gate of the MOS transistor T1 increases, the MOS transistor T1 becomes sub-threshold. Since the operation is performed in the region, a voltage proportional to the natural logarithm of the incident light amount appears at the gate of the MOS transistor T1.

【0057】このようにして、入射光量に対して線形的
に又は自然対数的に比例した電圧がMOSトランジスタ
T1,T2のゲートに現れ、先と同様に、パルス信号φ
VをMOSトランジスタT3のゲートに与えることによ
って、入射光量に対して線形的に又は自然対数的に比例
したMOSトランジスタT1のゲート電圧がMOSトラ
ンジスタT2で電流増幅されて、MOSトランジスタT
3を介して出力信号線6に画像データが出力される。
In this way, a voltage that is linearly or natural logarithmically proportional to the amount of incident light appears at the gates of the MOS transistors T1 and T2, and the pulse signal φ
By applying V to the gate of the MOS transistor T3, the gate voltage of the MOS transistor T1, which is linearly or naturally logarithmically proportional to the amount of incident light, is current-amplified by the MOS transistor T2.
The image data is output to the output signal line 6 via 3.

【0058】又、リセット時における直流電圧RLの電
圧値を変化させることによって、リセット直後のMOS
トランジスタT1のゲート電圧を変化させて、MOSト
ランジスタT1のゲート・ソース間のポテンシャルを変
化させることができる。
By changing the voltage value of the DC voltage RL at the time of reset, the MOS
By changing the gate voltage of the transistor T1, the potential between the gate and the source of the MOS transistor T1 can be changed.

【0059】直流電圧RLが低くなるほど、MOSトラ
ンジスタT1のゲート・ソース間のポテンシャルの差が
大きくなるので、MOSトランジスタT1がカットオフ
状態で動作する被写体輝度の割合が大きくなる。よっ
て、被写体の輝度範囲が狭いほど直流電圧RLを低く
し、被写体の輝度範囲が広いほど直流電圧RLを高くす
ればよい。
The lower the DC voltage RL, the greater the potential difference between the gate and the source of the MOS transistor T1. Therefore, the proportion of the subject luminance at which the MOS transistor T1 operates in the cutoff state increases. Therefore, the DC voltage RL may be decreased as the luminance range of the subject is narrower, and may be increased as the luminance range of the subject is wider.

【0060】<画素構成の第3例>図1に示した固体撮
像素子の各画素に適用される第3例について、図面を参
照して説明する。図9は、本例に使用する固体撮像素子
に設けられた画素の構成を示す回路図である。尚、図7
に示す画素と同様の目的で使用される素子及び信号線な
どは、同一の符号を付して、その詳細な説明は省略す
る。
<Third Example of Pixel Configuration> A third example applied to each pixel of the solid-state imaging device shown in FIG. 1 will be described with reference to the drawings. FIG. 9 is a circuit diagram illustrating a configuration of a pixel provided in a solid-state imaging device used in the present example. Note that FIG.
Elements, signal lines, and the like used for the same purpose as the pixel shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0061】図9に示す画素は、第2例(図7)の構成
の画素に、MOSトランジスタT1のソースにドレイン
が接続されたMOSトランジスタT6,T7が追加され
た構成となる。このとき、MOSトランジスタT6は、
ソースに直流電圧VPSHが印加されるとともにゲートに
信号φS1が与えられ、MOSトランジスタT7は、ソ
ースに直流電圧VPSLが印加されるとともにゲートに信
号φS2が与えられる。その他の構成は、図7の画素と
同様である。
The pixel shown in FIG. 9 has a configuration in which MOS transistors T6 and T7 each having a drain connected to the source of the MOS transistor T1 are added to the pixel having the configuration of the second example (FIG. 7). At this time, the MOS transistor T6
The DC voltage VPSH is applied to the source and the signal φS1 is applied to the gate. The MOS transistor T7 has the source applied with the DC voltage VPSL and the gate supplied with the signal φS2. Other configurations are the same as those of the pixel in FIG.

【0062】尚、MOSトランジスタT6,T7は、M
OSトランジスタT1〜T3,T5と同様、Nチャネル
のMOSトランジスタでバックゲートが接地されてい
る。又、直流電圧VPSHは、入射光量が所定値を超えた
ときにMOSトランジスタT1をサブスレッショルド領
域で動作させるための電圧とし、又、この電圧よりも低
くMOSトランジスタT1を導通状態にする電圧をVPS
Lとする。
The MOS transistors T6 and T7 have M
Similar to the OS transistors T1 to T3 and T5, an N-channel MOS transistor has a back gate grounded. The DC voltage VPSH is a voltage for operating the MOS transistor T1 in the subthreshold region when the amount of incident light exceeds a predetermined value, and a voltage lower than this voltage for turning on the MOS transistor T1 is VPSH.
L.

【0063】図10に示すタイミングチャートのよう
に、パルス信号φVがMOSトランジスタT3のゲート
に与えられて、出力信号が読み出されると、まず、信号
φS1がローレベルとされてMOSトランジスタT6が
OFFとされるとともに、信号φS2がハイレベルとさ
れてMOSトランジスタT7がONとされ、MOSトラ
ンジスタT1のソースに直流電圧VPSLが印加される。
そして、信号φSWをハイレベルとしてMOSトランジ
スタT5をONにすることで、リセット動作を行う。
As shown in the timing chart of FIG. 10, when the pulse signal φV is applied to the gate of the MOS transistor T3 and the output signal is read, first, the signal φS1 is set to low level, and the MOS transistor T6 is turned off. At the same time, the signal φS2 is set to the high level, the MOS transistor T7 is turned on, and the DC voltage VPSL is applied to the source of the MOS transistor T1.
Then, the reset operation is performed by turning on the MOS transistor T5 by setting the signal φSW to high level.

【0064】このとき、MOSトランジスタT1のゲー
ト電圧に直流電圧RLが与えられて、MOSトランジス
タT5のドレインより負の電荷が流れ込み、MOSトラ
ンジスタT1のゲート及びドレイン、MOSトランジス
タT2のゲート、そしてフォトダイオードPDのアノー
ドに蓄積された正の電荷が再結合される。よって、MO
SトランジスタT1がリセットされて、MOSトランジ
スタT1のドレイン及びゲート下領域のポテンシャルが
下がる。
At this time, the DC voltage RL is applied to the gate voltage of the MOS transistor T1, and negative charges flow from the drain of the MOS transistor T5, and the gate and drain of the MOS transistor T1, the gate of the MOS transistor T2, and the photodiode Positive charges stored at the anode of the PD are recombined. Therefore, MO
The S transistor T1 is reset, and the potential of the region under the drain and the gate of the MOS transistor T1 decreases.

【0065】このように信号φSWをハイレベルとして
リセットを行っている際に、ハイレベルのパルス信号φ
VをMOSトランジスタT3のゲートに与えることによ
って、リセット時における補正データを読み出す。そし
て、補正データが読み出されると、信号φSWをローレ
ベルとしてMOSトランジスタT5をOFFにする。そ
の後、信号φS1をローレベルとしてMOSトランジス
タT6をOFFとするとともに、信号φS2をハイレベ
ルとしてMOSトランジスタT7をONとし、MOSト
ランジスタT1のソースに直流電圧VPSHを印加して、
次の撮像動作に備える。
As described above, when resetting the signal φSW to high level, the high-level pulse signal φ
By applying V to the gate of the MOS transistor T3, the correction data at the time of reset is read. Then, when the correction data is read, the signal φSW is set to low level to turn off the MOS transistor T5. Thereafter, the signal φS1 is set to low level to turn off the MOS transistor T6, the signal φS2 is set to high level to turn on the MOS transistor T7, and the DC voltage VPSH is applied to the source of the MOS transistor T1.
Prepare for the next imaging operation.

【0066】このようにして、撮像動作に移ると、第2
例と同様、撮像する被写体の輝度が低くフォトダイオー
ドPDに入射される入射光量が少ない場合は、入射光量
の積分値に対して線形的に比例した電圧がMOSトラン
ジスタT2のゲートに現れる。又、撮像する被写体の輝
度が高くフォトダイオードPDに入射される入射光量が
多く、MOSトランジスタT1のゲートに蓄積された光
電荷量に応じた電圧が高くなると、入射光量に対して自
然対数的に比例した電圧がMOSトランジスタT2のゲ
ートに現れる。そして、パルス信号φVをMOSトラン
ジスタT3のゲートに与えることによって、入射光量に
対して線形的に又は自然対数的に比例した画像データが
出力される。
As described above, when the operation proceeds to the imaging operation, the second
As in the example, when the luminance of the object to be imaged is low and the amount of incident light incident on the photodiode PD is small, a voltage linearly proportional to the integral value of the amount of incident light appears at the gate of the MOS transistor T2. Also, when the brightness of the object to be imaged is high and the amount of incident light incident on the photodiode PD is large, and the voltage corresponding to the amount of photocharge accumulated in the gate of the MOS transistor T1 increases, the logarithm of the incident light becomes natural logarithmic. A proportional voltage appears at the gate of MOS transistor T2. By applying the pulse signal φV to the gate of the MOS transistor T3, image data that is linearly or logarithmically proportional to the amount of incident light is output.

【0067】又、リセット時における直流電圧RLと直
流電圧VPSLの電圧値を変化させることによって、リセ
ット直後のMOSトランジスタT1のゲート電圧を変化
させて、MOSトランジスタT1のゲート・ソース間の
ポテンシャルを変化させることができる。
Further, by changing the voltage values of the DC voltage RL and DC voltage VPSL at the time of reset, the gate voltage of the MOS transistor T1 immediately after reset is changed, thereby changing the potential between the gate and source of the MOS transistor T1. Can be done.

【0068】直流電圧RL及び直流電圧VPSLが共に低
くなるほど、MOSトランジスタT1のゲート・ソース
間のポテンシャルの差が大きくなるので、MOSトラン
ジスタT1がカットオフ状態で動作する被写体輝度の割
合が大きくなる。よって、被写体の輝度範囲が狭いほど
直流電圧RL及び直流電圧VPSLを共に低くし、被写体
の輝度範囲が広いほど直流電圧RL及び直流電圧VPSL
を共に高くすればよい。
As the DC voltage RL and the DC voltage VPSL both decrease, the difference in the potential between the gate and the source of the MOS transistor T1 increases, so that the proportion of the subject luminance at which the MOS transistor T1 operates in the cut-off state increases. Therefore, the DC voltage RL and the DC voltage VPSL are both reduced as the luminance range of the subject is smaller, and the DC voltage RL and the DC voltage VPSL are larger as the luminance range of the subject is wider.
Should be raised together.

【0069】<画素構成の第4例>図1に示した固体撮
像素子の各画素に適用される第4例について、図面を参
照して説明する。図11は、本例に使用する固体撮像素
子に設けられた画素の構成を示す回路図である。尚、図
3に示す画素と同様の目的で使用される素子及び信号線
などは、同一の符号を付して、その詳細な説明は省略す
る。
<Fourth Example of Pixel Configuration> A fourth example applied to each pixel of the solid-state imaging device shown in FIG. 1 will be described with reference to the drawings. FIG. 11 is a circuit diagram illustrating a configuration of a pixel provided in a solid-state imaging device used in the present example. Elements and signal lines used for the same purpose as the pixel shown in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0070】図11に示す画素において、フォトダイオ
ードPDのカソードにMOSトランジスタT4のソース
が接続され、このMOSトランジスタT4のドレインに
MOSトランジスタT2のゲート及びMOSトランジス
タT8のソースが接続される。フォトダイオードPDの
アノードには直流電圧VPSが印加される。そして、MO
SトランジスタT8は、そのドレインに信号φVPDが印
加されるとともに、そのゲートに信号φVPGが印加され
る。その他の構成は、第1の実施形態(図3)の画素と
同様である。尚、MOSトランジスタT8は、それぞ
れ、MOSトランジスタT2〜T4と同様、Nチャネル
のMOSトランジスタでバックゲートが接地されてい
る。
In the pixel shown in FIG. 11, the source of the MOS transistor T4 is connected to the cathode of the photodiode PD, and the gate of the MOS transistor T2 and the source of the MOS transistor T8 are connected to the drain of the MOS transistor T4. The DC voltage VPS is applied to the anode of the photodiode PD. And MO
The signal φVPD is applied to the drain of the S transistor T8, and the signal φVPG is applied to the gate thereof. Other configurations are the same as those of the pixel of the first embodiment (FIG. 3). The MOS transistor T8 is an N-channel MOS transistor and has a back gate grounded, similarly to the MOS transistors T2 to T4.

【0071】尚、信号φVPGは2値の電圧信号で、入射
光量が所定値を超えたときにMOSトランジスタT4を
サブスレッショルド領域で動作させるための電圧をVa
とし、又、この電圧よりも高くMOSトランジスタT4
のソース電圧を初期化するための電圧Vbとする。又、
信号φVPDは2値の電圧信号で、高い方は前記Vb以上
の電圧、低い方は前記Va以下の電圧である。このよう
な構成の画素の動作について、以下に説明する。
The signal φVPG is a binary voltage signal, which is a voltage Va for operating the MOS transistor T4 in the subthreshold region when the amount of incident light exceeds a predetermined value.
And the MOS transistor T4 having a voltage higher than this voltage.
Is a voltage Vb for initializing the source voltage. or,
The signal .phi.VPD is a binary voltage signal, the higher one being a voltage above Vb and the lower one being a voltage below Va. The operation of the pixel having such a configuration will be described below.

【0072】図12に示すタイミングチャートのよう
に、パルス信号φVがMOSトランジスタT3のゲート
に与えられて、出力信号が読み出されると、まず、信号
φSがローレベルとされてMOSトランジスタT4がO
FFとされた後、信号φVPDをローレベルとしてリセッ
ト動作を行う。撮像動作が終了した直後、MOSトラン
ジスタT8は、例えば、ソースより、ソース、ゲート下
領域、ドレインの順に高くなるようなポテンシャル状
態、或いは、ゲート下領域、ソース、ドレインの順に高
くなるようなポテンシャル状態にある。そして、これら
いずれの場合にあっても、信号φVPDをローレベルにし
たとき、MOSトランジスタT8のドレイン側から、M
OSトランジスタT8のゲート下領域及びソースに電荷
が注入され、ドレイン、ゲート下領域、ソースがこの信
号φVPDのローレベルに応じたポテンシャルとなる。
尚、このとき、信号φVPGの電圧値はVaである。
As shown in the timing chart of FIG. 12, when the pulse signal φV is applied to the gate of the MOS transistor T3 and the output signal is read, first, the signal φS is set to the low level, and the MOS transistor T4 is turned off.
After being set to FF, the reset operation is performed by setting the signal φVPD to low level. Immediately after the end of the imaging operation, the MOS transistor T8 has, for example, a potential state in which the potential becomes higher in the order of the source, the lower gate region, and the drain than in the source, or a potential state in which the MOS transistor T8 becomes higher in the order of the lower gate region, the source, and the drain. It is in. In any of these cases, when the signal φVPD is set to low level, M
Electric charges are injected into the region under the gate and the source of the OS transistor T8, and the drain, the region under the gate, and the source have a potential corresponding to the low level of the signal φVPD.
At this time, the voltage value of the signal φVPG is Va.

【0073】その後、信号φVPDをハイレベルに戻す
と、MOSトランジスタT8のドレインが信号φVPDの
ハイレベルに応じたポテンシャルとなるとともに、MO
SトランジスタT8のゲート下領域及びソースが、信号
φVPGの電圧値Vaに応じたポテンシャルとなる。更
に、この状態から、MOSトランジスタT8のゲートに
与える信号φVPGの電圧をVaからVbに切り換えるこ
とによって、MOSトランジスタT8のゲート下領域及
びソースが、信号φVPGの電圧値Vbに応じたポテンシ
ャルとなる。
Thereafter, when the signal φVPD is returned to a high level, the drain of the MOS transistor T8 becomes a potential corresponding to the high level of the signal φVPD, and
The region under the gate and the source of the S transistor T8 have a potential corresponding to the voltage value Va of the signal φVPG. Further, from this state, by switching the voltage of the signal φVPG applied to the gate of the MOS transistor T8 from Va to Vb, the region under the gate and the source of the MOS transistor T8 have a potential corresponding to the voltage value Vb of the signal φVPG.

【0074】そして、ハイレベルのパルス信号φVをM
OSトランジスタT3のゲートに与えることによって、
リセット時における補正データが出力される。このと
き、リセットされたMOSトランジスタT8のソース電
圧がMOSトランジスタT2のゲートに与えられ、この
MOSトランジスタT8のソース電圧がMOSトランジ
スタT2で電流増幅されて、MOSトランジスタT3を
介して出力信号線6に出力される。
Then, the high-level pulse signal φV is set to M
By giving to the gate of the OS transistor T3,
The correction data at the time of reset is output. At this time, the reset source voltage of the MOS transistor T8 is applied to the gate of the MOS transistor T2, and the source voltage of the MOS transistor T8 is current-amplified by the MOS transistor T2 and is applied to the output signal line 6 via the MOS transistor T3. Is output.

【0075】そして、再び、MOSトランジスタT8の
ゲートに与える信号φVPGの電圧をVbからVaに切り
換えることによって、MOSトランジスタT8のゲート
下領域が、信号φVPGの電圧値Vaに応じたポテンシャ
ルとなる。このとき、MOSトランジスタT8のソース
の電位がゲート下領域の電位に比べて高くなる。このよ
うに、信号φVPD,φVPGが動作されることによって、
MOSトランジスタT8のポテンシャル状態がリセット
される。その後、信号φSをハイレベルとして、次の撮
像動作に備える。
By switching the voltage of signal φVPG applied to the gate of MOS transistor T8 from Vb to Va again, the region under the gate of MOS transistor T8 has a potential corresponding to the voltage Va of signal φVPG. At this time, the potential of the source of the MOS transistor T8 becomes higher than the potential of the region under the gate. By operating the signals φVPD and φVPG in this manner,
The potential state of the MOS transistor T8 is reset. After that, the signal φS is set to the high level to prepare for the next imaging operation.

【0076】信号φSをハイレベルとして撮像動作が開
始されると、フォトダイオードPDより入射光量に応じ
た光電荷がMOSトランジスタT8に流れ込む。今、M
OSトランジスタT8のゲート電圧がソース電圧より低
いので、MOSトランジスタT8はカットオフ状態とな
り、光電荷がMOSトランジスタT8のソースに蓄積さ
れる。よって、撮像する被写体の輝度が低くフォトダイ
オードPDに入射される入射光量が少ない場合は、MO
SトランジスタT8のソースに蓄積された光電荷量に応
じた電圧がMOSトランジスタT8のソースに現れるた
め、入射光量の積分値に対して線形的に比例した電圧が
MOSトランジスタT8のソースに現れる。尚、このと
き、フォトダイオードPDで発生する光電荷が負の光電
荷であるので、強い光が入射されるほど、MOSトラン
ジスタT8のソース電圧が低くなる。
When the signal φS is set to the high level to start the image pickup operation, a photocharge corresponding to the amount of incident light flows from the photodiode PD into the MOS transistor T8. Now, M
Since the gate voltage of the OS transistor T8 is lower than the source voltage, the MOS transistor T8 is in a cutoff state, and photoelectric charges are accumulated at the source of the MOS transistor T8. Therefore, when the brightness of the subject to be imaged is low and the amount of light incident on the photodiode PD is small, the MO
Since a voltage corresponding to the amount of photocharge accumulated in the source of the S transistor T8 appears at the source of the MOS transistor T8, a voltage that is linearly proportional to the integrated value of the amount of incident light appears at the source of the MOS transistor T8. At this time, since the photocharge generated in the photodiode PD is a negative photocharge, the source voltage of the MOS transistor T8 decreases as the intensity of the incident light increases.

【0077】又、撮像する被写体の輝度が高くフォトダ
イオードPDに入射される入射光量が多くなると、MO
SトランジスタT8がサブスレッショルド領域で動作を
行うため、入射光量に対して自然対数的に比例した電圧
がMOSトランジスタT8のソースに現れる。
When the brightness of the object to be imaged is high and the amount of light incident on the photodiode PD is large, the MO
Since the S-transistor T8 operates in the sub-threshold region, a voltage which is logarithmically proportional to the amount of incident light appears at the source of the MOS transistor T8.

【0078】このようにして、入射光量に対して線形的
に又は自然対数的に比例した電圧がMOSトランジスタ
T2のゲートに現れると、先と同様に、パルス信号φV
がMOSトランジスタT3のゲートに与えられ、入射光
量に対して線形的に又は自然対数的に比例したMOSト
ランジスタT8のソース電圧がMOSトランジスタT2
で電流増幅されて、MOSトランジスタT3を介して出
力信号線6に出力される。又、MOSトランジスタT2
及びMOSトランジスタQ1の導通時抵抗とそれらを流
れる電流によって決まるMOSトランジスタQ1のドレ
イン電圧が、画像データとして出力信号線6に現れる。
このようにして画像データが読み出された後、上述した
リセット動作が行われる。
In this manner, when a voltage linearly or logarithmically proportional to the amount of incident light appears at the gate of the MOS transistor T2, the pulse signal φV
Is applied to the gate of the MOS transistor T3, and the source voltage of the MOS transistor T8, which is linearly or natural logarithmically proportional to the amount of incident light, is
, And is output to the output signal line 6 via the MOS transistor T3. Also, the MOS transistor T2
The drain voltage of the MOS transistor Q1, which is determined by the resistance of the MOS transistor Q1 when conducting and the current flowing through the resistor, appears on the output signal line 6 as image data.
After the image data is read in this way, the above-described reset operation is performed.

【0079】このとき、対数変換動作に変わるときのM
OSトランジスタT8のソース電圧に至るまでにMOS
トランジスタT8に流れ込む光電荷量が、全ての画素に
おいて等しくなる。このように、各画素における変換動
作が対数変換動作に切り替わるときのフォトダイオード
PDより発生する光電荷量が等しいので、各画素におけ
る変換動作が対数変換動作に切り替わるときのフォトダ
イオードPDに入射される入射光量も等しい。即ち、全
ての画素において、その変換動作が線形変換動作から対
数変換動作に切り替わるときの被写体の輝度が等しいも
のとなり、MOSトランジスタT8の閾値電圧の差異に
よる各画素の変換動作の切換への影響を低減することが
できる。
At this time, M when changing to logarithmic conversion operation
MOS is required to reach the source voltage of the OS transistor T8.
The amount of photocharge flowing into the transistor T8 becomes equal in all pixels. As described above, since the amount of photocharge generated by the photodiode PD when the conversion operation in each pixel is switched to the logarithmic conversion operation is equal, the light is incident on the photodiode PD when the conversion operation in each pixel is switched to the logarithmic conversion operation. The incident light amounts are also equal. That is, in all the pixels, the brightness of the subject when the conversion operation is switched from the linear conversion operation to the logarithmic conversion operation becomes equal, and the influence of the difference in the threshold voltage of the MOS transistor T8 on the switching operation of each pixel is reduced. Can be reduced.

【0080】又、リセット時における信号φVPGの電圧
値Vb又は電圧値Vbとなる信号φVPGを与える時間
(図12における時間tbに相当する)を変化させるこ
とによって、リセット直後のMOSトランジスタT8の
ソース電圧を変化させて、MOSトランジスタT8のゲ
ート・ソース間のポテンシャルを変化させることができ
る。
By changing the voltage Vb of the signal φVPG at the time of resetting or the time during which the signal φVPG giving the voltage value Vb (corresponding to time tb in FIG. 12) is changed, the source voltage of the MOS transistor T8 immediately after resetting is changed. Can be changed to change the potential between the gate and the source of the MOS transistor T8.

【0081】電圧値Vbが高くなるほど、MOSトラン
ジスタT8のゲート・ソース間のポテンシャルの差が大
きくなるので、MOSトランジスタT8がカットオフ状
態で動作する被写体輝度の割合が大きくなる。よって、
被写体の輝度範囲が狭いほど電圧値Vbを高くし、被写
体の輝度範囲が広いほど電圧値Vbを低くすればよいこ
とがわかる。
As the voltage value Vb increases, the potential difference between the gate and the source of the MOS transistor T8 increases, so that the proportion of the subject luminance at which the MOS transistor T8 operates in the cutoff state increases. Therefore,
It can be seen that the voltage value Vb should be increased as the luminance range of the subject becomes narrower, and the voltage value Vb should be decreased as the luminance range of the subject becomes wider.

【0082】又、電圧値Vbとなる信号φVPGを与える
時間tbが長くなるほど、MOSトランジスタT8のゲ
ート・ソース間のポテンシャルの差が大きくなるので、
MOSトランジスタT8がカットオフ状態で動作する被
写体輝度の割合が大きくなる。よって、被写体の輝度範
囲が狭いほど電圧値Vbとなる信号φVPGを与える時間
tbを長くし、被写体の輝度範囲が広いほど電圧値Vb
となる信号φVPGを与える時間tbを短くすればよいこ
とがわかる。
Further, the longer the time tb during which the signal φVPG attaining the voltage value Vb is applied, the greater the potential difference between the gate and source of the MOS transistor T8.
The proportion of the subject luminance at which the MOS transistor T8 operates in the cutoff state increases. Therefore, the time tb for giving the signal φVPG that becomes the voltage value Vb becomes longer as the luminance range of the subject becomes narrower, and the voltage value Vb becomes larger as the luminance range of the subject becomes wider.
It can be seen that the time tb for giving the signal φVPG becomes as short as possible.

【0083】<画素構成の第5例>図1に示した固体撮
像素子の各画素に適用される第5例について、図面を参
照して説明する。図13は、本例に使用する固体撮像素
子に設けられた画素の構成を示す回路図である。尚、図
11に示す画素と同様の目的で使用される素子及び信号
線などは、同一の符号を付して、その詳細な説明は省略
する。
<Fifth Example of Pixel Configuration> A fifth example applied to each pixel of the solid-state imaging device shown in FIG. 1 will be described with reference to the drawings. FIG. 13 is a circuit diagram illustrating a configuration of a pixel provided in a solid-state imaging device used in the present example. Elements and signal lines used for the same purpose as the pixel shown in FIG. 11 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0084】図13に示す画素は、第4例(図11)の
構成の画素に、MOSトランジスタT8のソースとMO
SトランジスタT2のゲートとの接続ノードにドレイン
が接続されたMOSトランジスタT9が追加されるとと
もに、MOSトランジスタT4が削除された構成とされ
る。このとき、MOSトランジスタT8は、そのゲート
に直流電圧VPGが印加され、そのソースにはフォトダイ
オードPDのカソードが接続される。そして、MOSト
ランジスタT9は、そのゲートに信号φSWが与えら
れ、そのソースに直流電圧RLが印加される。又、MO
SトランジスタT8のドレインには直流電圧VPDが印加
される。尚、MOSトランジスタT9は、MOSトラン
ジスタT2,T3,T8と同様、NチャネルのMOSト
ランジスタでバックゲートが接地されている。
The pixel shown in FIG. 13 is different from the pixel having the configuration of the fourth example (FIG. 11) in that the source of the MOS transistor T8 and the MO
A MOS transistor T9 whose drain is connected to a connection node with the gate of the S transistor T2 is added, and the MOS transistor T4 is deleted. At this time, the DC voltage VPG is applied to the gate of the MOS transistor T8, and the cathode of the photodiode PD is connected to the source thereof. The gate of the MOS transistor T9 is supplied with the signal φSW, and the source thereof is applied with the DC voltage RL. Also MO
DC voltage VPD is applied to the drain of S transistor T8. The MOS transistor T9 is an N-channel MOS transistor and has a back gate grounded, like the MOS transistors T2, T3 and T8.

【0085】図14に示すタイミングチャートのよう
に、パルス信号φVがMOSトランジスタT3のゲート
に与えられて、出力信号が読み出されると、信号φSW
をハイレベルとしてリセット動作を行う。よって、MO
SトランジスタT8のソースに直流電圧RLが印加さ
れ、MOSトランジスタT8のソース電圧が直流電圧R
Lによってリセットされる。このとき、ハイレベルのパ
ルス信号φVをMOSトランジスタT3のゲートに与え
ることによって、リセット時における補正データが出力
される。そして、再び、信号φSWをローレベルにする
ことによって、MOSトランジスタT9をOFFとし
て、次の撮像動作に備える。
As shown in the timing chart of FIG. 14, when pulse signal φV is applied to the gate of MOS transistor T3 and the output signal is read, signal φSW
To a high level to perform a reset operation. Therefore, MO
The DC voltage RL is applied to the source of the S transistor T8, and the source voltage of the MOS transistor T8 is
Reset by L. At this time, by applying a high-level pulse signal φV to the gate of the MOS transistor T3, correction data at the time of reset is output. Then, the signal φSW is set to the low level again to turn off the MOS transistor T9 and prepare for the next imaging operation.

【0086】このようにして、撮像動作に移ると、第4
例と同様、撮像する被写体の輝度が低くフォトダイオー
ドPDに入射される入射光量が少ない場合は、入射光量
の積分値に対して線形的に比例した電圧がMOSトラン
ジスタT2のゲートに現れる。又、撮像する被写体の輝
度が高くフォトダイオードPDに入射される入射光量が
多く、MOSトランジスタT8のソースに蓄積された光
電荷量に応じた電圧が高くなると、入射光量に対して自
然対数的に比例した電圧がMOSトランジスタT2のゲ
ートに現れる。そして、パルス信号φVをMOSトラン
ジスタT3のゲートに与えることによって、入射光量に
対して線形的に又は自然対数的に比例した画像データが
出力される。
In this manner, when the operation proceeds to the image pickup operation, the fourth
As in the example, when the luminance of the object to be imaged is low and the amount of incident light incident on the photodiode PD is small, a voltage linearly proportional to the integral value of the amount of incident light appears at the gate of the MOS transistor T2. Also, when the brightness of the object to be imaged is high and the amount of incident light incident on the photodiode PD is large and the voltage corresponding to the amount of photocharge accumulated in the source of the MOS transistor T8 increases, the logarithm of the incident light becomes natural logarithmic. A proportional voltage appears at the gate of MOS transistor T2. By applying the pulse signal φV to the gate of the MOS transistor T3, image data that is linearly or logarithmically proportional to the amount of incident light is output.

【0087】又、リセット時における直流電圧RLの電
圧値を変化させることによって、リセット直後のMOS
トランジスタT8のソース電圧を変化させて、MOSト
ランジスタT8のゲート・ソース間のポテンシャルを変
化させることができる。
By changing the voltage value of the DC voltage RL at the time of reset, the MOS
The potential between the gate and the source of the MOS transistor T8 can be changed by changing the source voltage of the transistor T8.

【0088】直流電圧RLが高くなるほど、MOSトラ
ンジスタT8のゲート・ソース間のポテンシャルの差が
大きくなるので、MOSトランジスタT8がカットオフ
状態で動作する被写体輝度の割合が大きくなる。よっ
て、被写体の輝度範囲が狭いほど直流電圧RLを高く
し、被写体の輝度範囲が広いほど直流電圧RLを低くす
ればよい。
As the DC voltage RL increases, the potential difference between the gate and the source of the MOS transistor T8 increases, so that the ratio of the subject luminance at which the MOS transistor T8 operates in the cutoff state increases. Therefore, the DC voltage RL may be increased as the luminance range of the subject is narrower, and may be decreased as the luminance range of the subject is wider.

【0089】<画素構成の第6例>図1に示した固体撮
像素子の各画素に適用される第6例について、図面を参
照して説明する。図15は、本例に使用する固体撮像素
子に設けられた画素の構成を示す回路図である。尚、図
11に示す画素と同様の目的で使用される素子及び信号
線などは、同一の符号を付して、その詳細な説明は省略
する。
<Sixth Example of Pixel Configuration> A sixth example applied to each pixel of the solid-state imaging device shown in FIG. 1 will be described with reference to the drawings. FIG. 15 is a circuit diagram illustrating a configuration of a pixel provided in a solid-state imaging device used in the present example. Elements and signal lines used for the same purpose as the pixel shown in FIG. 11 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0090】図13に示す画素は、第4例(図11)の
構成の画素に、MOSトランジスタT8のソースとMO
SトランジスタT2のゲートとの接続ノードにドレイン
が接続されたMOSトランジスタT9が追加された構成
とされる。このとき、MOSトランジスタT9は、その
ゲートに信号φSWが与えられ、そのソースに直流電圧
RLが印加される。又、MOSトランジスタT8のドレ
インには直流電圧VPDが印加される。尚、MOSトラン
ジスタT9は、MOSトランジスタT2〜T4,T8と
同様、NチャネルのMOSトランジスタでバックゲート
が接地されている。
The pixel shown in FIG. 13 is different from the pixel having the structure of the fourth example (FIG. 11) in that the source of the MOS transistor T8 and the MO
A MOS transistor T9 having a drain connected to a connection node with the gate of the S transistor T2 is added. At this time, signal φSW is applied to the gate of MOS transistor T9, and DC voltage RL is applied to the source. The DC voltage VPD is applied to the drain of the MOS transistor T8. The MOS transistor T9 is an N-channel MOS transistor and has a back gate grounded, like the MOS transistors T2 to T4 and T8.

【0091】図16に示すタイミングチャートのよう
に、パルス信号φVがMOSトランジスタT3のゲート
に与えられて、出力信号が読み出されると、まず、信号
φSがローレベルとされてMOSトランジスタT4がO
FFとされた後、信号φSWをハイレベルとして、MO
SトランジスタT9をONにして、リセット動作を行
う。尚、このとき、信号φVPGの電圧値はVaである。
As shown in the timing chart of FIG. 16, when the pulse signal φV is applied to the gate of the MOS transistor T3 and the output signal is read, first, the signal φS is set to the low level, and the MOS transistor T4 is turned off.
After being set to FF, the signal φSW is set to the high level to
The reset operation is performed by turning on the S transistor T9. At this time, the voltage value of the signal φVPG is Va.

【0092】その後、信号φSWをローレベルに戻して
MOSトランジスタT9をOFFとすると、MOSトラ
ンジスタT8のゲート下領域及びソースが、信号φVPG
の電圧値Vaに応じたポテンシャルとなる。更に、この
状態から、MOSトランジスタT8のゲートに与える信
号φVPGの電圧をVaからVbに切り換えることによっ
て、MOSトランジスタT8のゲート下領域及びソース
が、信号φVPGの電圧値Vbに応じたポテンシャルとな
る。
Thereafter, when the signal φSW is returned to the low level to turn off the MOS transistor T9, the region under the gate and the source of the MOS transistor T8 are changed to the signal φVPG
Is a potential corresponding to the voltage value Va of the voltage. Further, from this state, by switching the voltage of the signal φVPG applied to the gate of the MOS transistor T8 from Va to Vb, the region under the gate and the source of the MOS transistor T8 become a potential corresponding to the voltage value Vb of the signal φVPG.

【0093】そして、ハイレベルのパルス信号φVをM
OSトランジスタT3のゲートに与えることによって、
リセット時における補正データが出力される。そして、
再び、MOSトランジスタT8のゲートに与える信号φ
VPGの電圧をVbからVaに切り換えた後、信号φSを
ハイレベルとして、次の撮像動作に備える。
Then, the high-level pulse signal φV is set to M
By giving to the gate of the OS transistor T3,
The correction data at the time of reset is output. And
Again, the signal φ applied to the gate of the MOS transistor T8
After switching the voltage of VPG from Vb to Va, the signal φS is set to the high level to prepare for the next imaging operation.

【0094】このようにして、撮像動作に移ると、第4
例と同様、撮像する被写体の輝度が低くフォトダイオー
ドPDに入射される入射光量が少ない場合は、入射光量
の積分値に対して線形的に比例した電圧がMOSトラン
ジスタT2のゲートに現れる。又、撮像する被写体の輝
度が高くフォトダイオードPDに入射される入射光量が
多く、MOSトランジスタT8のソースに蓄積された光
電荷量に応じた電圧が高くなると、入射光量に対して自
然対数的に比例した電圧がMOSトランジスタT2のゲ
ートに現れる。そして、パルス信号φVをMOSトラン
ジスタT3のゲートに与えることによって、入射光量に
対して線形的に又は自然対数的に比例した画像データが
出力される。
As described above, when the operation proceeds to the imaging operation, the fourth
As in the example, when the luminance of the object to be imaged is low and the amount of incident light incident on the photodiode PD is small, a voltage linearly proportional to the integral value of the amount of incident light appears at the gate of the MOS transistor T2. Also, when the brightness of the object to be imaged is high and the amount of incident light incident on the photodiode PD is large and the voltage corresponding to the amount of photocharge accumulated in the source of the MOS transistor T8 increases, the logarithm of the incident light becomes A proportional voltage appears at the gate of MOS transistor T2. By applying the pulse signal φV to the gate of the MOS transistor T3, image data that is linearly or logarithmically proportional to the amount of incident light is output.

【0095】又、リセット時における信号φVPGの電圧
値Vb又は電圧値Vbとなる信号φVPGを与える時間
(図16における時間tbに相当する)を変化させるこ
とによって、リセット直後のMOSトランジスタT8の
ソース電圧を変化させて、MOSトランジスタT8のゲ
ート・ソース間のポテンシャルの差を変化させることが
できる。よって、電圧値Vbについては、第4例と同様
に、被写体の輝度範囲が狭いほど電圧値Vbを高くし、
被写体の輝度範囲が広いほど電圧値Vbを低くすればよ
い。又、時間tbについても、第4例と同様に、被写体
の輝度範囲が狭いほど時間tbを長くし、被写体の輝度
範囲が広いほど時間tbを短くすればよい。
By changing the voltage Vb of the signal φVPG at the time of resetting or the time during which the signal φVPG giving the voltage value Vb (corresponding to time tb in FIG. 16) is changed, the source voltage of the MOS transistor T8 immediately after resetting is changed. Can be changed to change the potential difference between the gate and the source of the MOS transistor T8. Therefore, as with the fourth example, the voltage value Vb is set higher as the luminance range of the subject is smaller, as in the fourth example.
The voltage value Vb may be lowered as the luminance range of the subject is wider. As for the time tb, as in the fourth example, the time tb may be set longer as the luminance range of the subject is narrower, and may be set shorter as the luminance range of the subject is wider.

【0096】<第1の実施形態>上述した各例の画素を
有する固体撮像素子を有する撮像装置の第1の実施形態
について、図面を参照して、説明する。図17は、本実
施形態の撮像装置の内部構成を示すブロック図である。
<First Embodiment> A first embodiment of an image pickup apparatus having a solid-state image pickup device having pixels of the above-described examples will be described with reference to the drawings. FIG. 17 is a block diagram illustrating the internal configuration of the imaging device of the present embodiment.

【0097】図17に示す撮像素子は、上述した各例の
構成をした自動的に線形変換動作から対数変換動作に切
換可能な画素を有する固体撮像素子100と、固体撮像
素子100の出力回路10(図1)より出力された補正
データで補正された画像データをデジタルデータに変換
するA/Dコンバータ101と、A/Dコンバータ10
1からのデジタルデータより被写体の輝度分布を求める
演算回路102と、演算回路102で求められた輝度分
布に基づいてリセットバイアス供給回路104を制御す
る演算回路103と、固体撮像素子102のリセット時
のバイアス電圧を演算回路103の制御信号に応じて切
り換えて供給するリセットバイアス供給回路104とを
有する。
The image pickup device shown in FIG. 17 includes a solid-state image pickup device 100 having the configuration of each of the above-described examples and having pixels capable of automatically switching from linear conversion operation to logarithmic conversion operation, and an output circuit 10 of the solid-state image pickup device 100. A / D converter 101 for converting image data corrected by the correction data output from FIG. 1 into digital data, and A / D converter 10
An arithmetic circuit 102 for obtaining the luminance distribution of the object from the digital data from 1; an arithmetic circuit 103 for controlling the reset bias supply circuit 104 based on the luminance distribution obtained by the arithmetic circuit 102; A reset bias supply circuit 104 for switching and supplying a bias voltage according to a control signal of the arithmetic circuit 103.

【0098】以下では、説明を簡単にするために、固体
撮像素子100が、上述した第1例(図3)の構成をし
た画素を有する固体撮像素子であるものとして、説明す
る。よって、本実施形態では、リセットバイアス供給電
圧104によって切り換えられる電圧は、信号φVPSの
電圧値VLである。又、被写体の輝度分布を測定するた
めに、所定時間毎に一度、信号φVPSの電圧値VLを高
くして、広い輝度範囲を測定可能とし、このときの固体
撮像素子100からの出力がA/Dコンバータ101で
デジタルデータに変換された後、演算回路102に送出
されるものとする。
In the following, for simplicity of description, a description will be given assuming that the solid-state imaging device 100 is a solid-state imaging device having pixels having the configuration of the above-described first example (FIG. 3). Therefore, in the present embodiment, the voltage switched by the reset bias supply voltage 104 is the voltage value VL of the signal φVPS. Further, in order to measure the luminance distribution of the subject, the voltage value VL of the signal φVPS is increased once every predetermined time to enable a wide luminance range to be measured. At this time, the output from the solid-state imaging device 100 is A / A It is assumed that the data is converted into digital data by the D converter 101 and then transmitted to the arithmetic circuit 102.

【0099】このように構成される撮像装置は、所定時
間毎に固体撮像素子100より出力される輝度分布測定
用の出力が、A/Dコンバータ101でデジタルデータ
に変換されて演算回路102に送出されると、各輝度の
頻度が求められて、輝度分布が求められる。そして、求
められた輝度分布より、最高輝度と最低輝度とが求めら
れる。
In the image pickup apparatus configured as described above, the output for measuring the luminance distribution output from the solid-state image pickup element 100 every predetermined time is converted into digital data by the A / D converter 101 and transmitted to the arithmetic circuit 102. Then, the frequency of each luminance is obtained, and the luminance distribution is obtained. Then, the highest luminance and the lowest luminance are obtained from the obtained luminance distribution.

【0100】このとき、A/Dコンバータ101より送
出される各画素毎のデジタルデータが、演算回路101
に与えられるたびに、最も高い輝度となるデジタルデー
タと最も低い輝度となるデジタルデータを求め、それぞ
れ、最高輝度及び最低輝度として保持する。そして、次
に与えられる画素のデジタルデータの値を、最高輝度及
び最低輝度として保持しているデジタルデータの値とそ
れぞれ比較し、最高輝度より高い場合は保持している最
高輝度の代わりに最高輝度として保持し、又、最低輝度
より低い場合は保持している最低輝度の代わりに最低輝
度として保持する。更に、最高輝度より低く最低輝度よ
り高い場合は、保持している最高輝度及び最低輝度を、
そのまま保持する。
At this time, the digital data for each pixel sent from the A / D converter 101 is converted to the arithmetic circuit 101
, The digital data having the highest luminance and the digital data having the lowest luminance are obtained, and held as the highest luminance and the lowest luminance, respectively. Then, the value of the digital data of the pixel given next is compared with the values of the digital data held as the highest brightness and the lowest brightness, respectively. If the value is higher than the highest brightness, the highest brightness is used instead of the held highest brightness. If the luminance is lower than the minimum luminance, the luminance is retained as the minimum luminance instead of the retained minimum luminance. Furthermore, when the lower luminance is lower than the highest luminance and higher than the lowest luminance, the stored highest luminance and lowest luminance are
Hold as it is.

【0101】このようにして、演算回路102におい
て、1フィールド分のデジタルデータより被写体の輝度
分布における最高輝度及び最低輝度が求められると、こ
の求められた最高輝度及び最低輝度が演算回路103に
送出される。演算回路103では、まず、与えられた最
高輝度と最低輝度との差を求めることによって、被写体
の輝度範囲を求める。求められた輝度範囲によって、リ
セットバイアス供給回路104を制御するための制御信
号を送出する。
As described above, when the maximum luminance and the minimum luminance in the luminance distribution of the subject are obtained from the digital data for one field in the arithmetic circuit 102, the obtained maximum luminance and minimum luminance are sent to the arithmetic circuit 103. Is done. The arithmetic circuit 103 first obtains a luminance range of the subject by obtaining a difference between the given maximum luminance and minimum luminance. A control signal for controlling the reset bias supply circuit 104 is transmitted according to the obtained luminance range.

【0102】即ち、演算回路103において、最高輝度
と最低輝度の差が大きく、被写体の輝度範囲が広いと判
断されると、低い輝度で対数変換動作への切換が行われ
るように、MOSトランジスタT1のポテンシャル状態
を決定するため、リセット時の信号φVPSの電圧値VL
を高くするような制御信号がリセットバイアス供給回路
104に送出される。逆に、最高輝度と最低輝度の差が
小さく、被写体の輝度範囲が狭いと判断されると、高い
輝度で対数変換動作への切換が行われるように、MOS
トランジスタT1のポテンシャル状態を決定するため、
リセット時の信号φVPSの電圧値VLを低くするような
制御信号がリセットバイアス供給回路104に送出され
る。
That is, when the arithmetic circuit 103 determines that the difference between the maximum luminance and the minimum luminance is large and the luminance range of the subject is wide, the MOS transistor T1 is switched so as to switch to the logarithmic conversion operation at a low luminance. Of the signal φVPS at the time of reset to determine the potential state of
Is sent to the reset bias supply circuit 104. Conversely, when it is determined that the difference between the maximum luminance and the minimum luminance is small and the luminance range of the subject is narrow, the MOS transistor is switched to the logarithmic conversion operation at a high luminance.
To determine the potential state of transistor T1,
A control signal for lowering the voltage value VL of the signal φVPS at the time of reset is sent to the reset bias supply circuit 104.

【0103】よって、演算回路103において輝度範囲
が広いと判断されると、次に輝度範囲が狭いと判断され
るまで、リセットバイアス供給回路104において、リ
セット時の信号φVPSの電圧値VLが低い値に設定され
て、固体撮像素子100に供給される。又、演算回路1
03において輝度範囲が狭いと判断されると、次に輝度
範囲が広いと判断されるまで、リセットバイアス供給回
路104において、リセット時の信号φVPSの電圧値V
Lが高い値に設定されて、固体撮像素子100に供給さ
れる。尚、この輝度範囲については、複数段階の閾値と
比較されて、その値が含まれる閾値の範囲に応じて、リ
セットバイアス供給回路104より供給されるリセット
時の信号φVPSの電圧値VLが切り換えられる。
Therefore, if the arithmetic circuit 103 determines that the luminance range is wide, the reset bias supply circuit 104 sets the voltage value VL of the reset signal φVPS to a low value until it is determined that the luminance range is narrow. And supplied to the solid-state imaging device 100. The arithmetic circuit 1
03, it is determined that the luminance range is narrow. In the reset bias supply circuit 104, the voltage value V of the signal φVPS at the time of reset is determined until the luminance range is next determined to be wide.
L is set to a high value and supplied to the solid-state imaging device 100. The luminance range is compared with a threshold value in a plurality of stages, and the voltage value VL of the reset signal φVPS supplied from the reset bias supply circuit 104 is switched according to the threshold value range including the value. .

【0104】<第2の実施形態>上述した各例の画素を
有する固体撮像素子を有する撮像装置の第2の実施形態
について、図面を参照して、説明する。図18は、本実
施形態の撮像装置の内部構成を示すブロック図である。
尚、図18の撮像装置において、図17に示す撮像装置
と同一の目的で使用する部分については、同一の符号を
付して、その詳細な説明を省略する。
<Second Embodiment> A second embodiment of an image pickup apparatus having a solid-state image pickup device having pixels of the above-described examples will be described with reference to the drawings. FIG. 18 is a block diagram illustrating an internal configuration of the imaging apparatus according to the present embodiment.
Note that, in the imaging device of FIG. 18, portions used for the same purpose as the imaging device shown in FIG. 17 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0105】図18の撮像装置は、第1の実施形態(図
17)の撮像装置に対して、リセットバイアス供給回路
104の代わりにタイミングジェネレータ105が設け
られた構成となる。このタイミングジェネレータ105
によって、固体撮像素子100の各画素に与えられる各
信号のタイミングが決定される。又、タイミングジェネ
レータ105によって、上述した各例におけるリセット
時に各画素にバイアス電圧の与える時間が切り換えられ
る。尚、他のブロック100〜103については、接続
関係が第1の実施形態と同様であるとともに、その動作
についても同様となる。
The imaging device of FIG. 18 has a configuration in which a timing generator 105 is provided instead of the reset bias supply circuit 104 in the imaging device of the first embodiment (FIG. 17). This timing generator 105
Accordingly, the timing of each signal applied to each pixel of the solid-state imaging device 100 is determined. Further, the time during which the bias voltage is applied to each pixel at the time of reset in each of the above-described examples is switched by the timing generator 105. The connection relations of the other blocks 100 to 103 are the same as in the first embodiment, and the operation is the same.

【0106】以下では、説明を簡単にするために、第1
の実施形態と同様、固体撮像素子100が、上述した第
1例(図3)の構成をした画素を有する固体撮像素子で
あるものとして、説明する。よって、本実施形態では、
リセット時に、信号φVPSの電圧が電圧値VLに切り換
えられる。又、被写体の輝度分布を測定するために、所
定時間毎に一度、リセット時に信号φVPSの電圧値VL
を与える時間ta(図4)を短くして、広い輝度範囲を
測定可能とし、このときの固体撮像素子100からの出
力がA/Dコンバータ101でデジタルデータに変換さ
れた後、演算回路102に送出されるものとする。
In the following, for the sake of simplicity, the first
As in the embodiment, the solid-state imaging device 100 will be described as a solid-state imaging device having pixels having the configuration of the first example (FIG. 3) described above. Therefore, in this embodiment,
At the time of reset, the voltage of signal φVPS is switched to voltage value VL. Further, in order to measure the luminance distribution of the object, the voltage value VL of the signal φVPS is reset once at a predetermined time interval.
The time ta (FIG. 4) for giving a short time is given to enable a wide luminance range to be measured. At this time, the output from the solid-state imaging device 100 is converted into digital data by the A / D converter 101, and then the arithmetic circuit 102 Shall be sent.

【0107】このように構成される撮像装置によると、
第1の実施形態と同様、固体撮像素子100から出力さ
れる画像データがA/Dコンバータ101でデジタルデ
ータに変換され、所定時間毎に1フィールド分、演算回
路102に与えられると、被写体の最高輝度と最低輝度
が求められ、演算回路103に送出される。そして、演
算回路103において、送出された最高輝度と最低輝度
の差より被写体の輝度分布の輝度範囲が求められる。こ
の輝度範囲の広さに応じた制御信号を、演算回路103
がタイミングジェネレータ105に与える。
According to the imaging apparatus having such a configuration,
As in the first embodiment, the image data output from the solid-state imaging device 100 is converted into digital data by the A / D converter 101 and applied to the arithmetic circuit 102 for one field every predetermined time. The luminance and the minimum luminance are obtained and sent to the arithmetic circuit 103. Then, the arithmetic circuit 103 obtains a luminance range of the luminance distribution of the subject from the difference between the transmitted maximum luminance and minimum luminance. The control signal corresponding to the width of the luminance range is supplied to the arithmetic circuit 103
Is given to the timing generator 105.

【0108】即ち、演算回路103において、最高輝度
と最低輝度の差が大きく、被写体の輝度範囲が広いと判
断されると、低い輝度で対数変換動作への切換が行われ
るように、MOSトランジスタT1のポテンシャル状態
を決定するため、リセット時の信号φVPSの電圧値VL
を与える時間taを短くするような制御信号がタイミン
グジェネレータ105に送出される。逆に、最高輝度と
最低輝度の差が小さく、被写体の輝度範囲が狭いと判断
されると、高い輝度で対数変換動作への切換が行われる
ように、MOSトランジスタT1のポテンシャル状態を
決定するため、リセット時の信号φVPSの電圧値VLを
与える時間taを長くするような制御信号がタイミング
ジェネレータ105に送出される。
That is, when the arithmetic circuit 103 determines that the difference between the maximum luminance and the minimum luminance is large and the luminance range of the subject is wide, the MOS transistor T1 is switched so as to switch to the logarithmic conversion operation at a low luminance. Of the signal φVPS at the time of reset to determine the potential state of
Is sent to the timing generator 105 to shorten the time ta for applying Conversely, when it is determined that the difference between the maximum luminance and the minimum luminance is small and the luminance range of the subject is narrow, the potential state of the MOS transistor T1 is determined so that the switching to the logarithmic conversion operation is performed at a high luminance. A control signal for extending the time ta for giving the voltage value VL of the reset signal φVPS is sent to the timing generator 105.

【0109】よって、演算回路103において輝度範囲
が広いと判断されると、次に輝度範囲が狭いと判断され
るまで、タイミングジェネレータ105において、リセ
ット時の信号φVPSの電圧値VLを与える時間taが短
く設定されて、信号φVPSの電圧VLが固体撮像素子1
00に供給される。又、演算回路103において輝度範
囲が狭いと判断されると、次に輝度範囲が広いと判断さ
れるまで、タイミングジェネレータ105において、リ
セット時の信号φVPSの電圧値VLを与える時間taが
長く設定されて、信号φVPSの電圧値VLが固体撮像素
子100に供給される。尚、第1の実施形態と同様、こ
の輝度範囲については、複数段階の閾値と比較されて、
その値が含まれる閾値の範囲に応じて、タイミングジェ
ネレータ105より供給されるリセット時の信号φVPS
の電圧値VLを与える時間taが切り換えられる。
Therefore, when the arithmetic circuit 103 determines that the luminance range is wide, the timing generator 105 sets the time ta during which the voltage value VL of the reset signal φVPS is applied until the luminance range is determined to be narrow. The voltage VL of the signal φVPS is set short so that the solid-state imaging device 1
00 is supplied. When the arithmetic circuit 103 determines that the luminance range is narrow, the timing generator 105 sets the time ta for giving the voltage value VL of the reset signal φVPS long until the luminance range is determined to be wide next. Thus, the voltage value VL of the signal φVPS is supplied to the solid-state imaging device 100. Note that, as in the first embodiment, this luminance range is compared with thresholds in a plurality of levels, and
The reset signal φVPS supplied from the timing generator 105 according to the range of the threshold value including the value
The time ta for giving the voltage value VL is switched.

【0110】又、タイミングジェネレータ105より与
えられるリセット時の信号φVPSは、図4のような1つ
のパルス信号でなく、図19のように、複数のパルス信
号として与えられるものとしても構わない。このとき、
演算回路103において輝度範囲が広いと判断される
と、次に輝度範囲が狭いと判断されるまで、タイミング
ジェネレータ105において、リセット時の電圧値VL
のパルス信号φVPSの発生回数が少なく設定されて、固
体撮像素子100に供給される。又、演算回路103に
おいて輝度範囲が狭いと判断されると、次に輝度範囲が
広いと判断されるまで、タイミングジェネレータ105
において、リセット時の電圧値VLのパルス信号φVPS
の発生回数が多く設定されて、固体撮像素子100に供
給される。
Further, the signal φVPS at the time of reset provided from the timing generator 105 may be provided as a plurality of pulse signals as shown in FIG. 19 instead of one pulse signal as shown in FIG. At this time,
When the arithmetic circuit 103 determines that the luminance range is wide, the timing generator 105 resets the voltage value VL at reset until it is determined that the luminance range is narrow.
The number of occurrences of the pulse signal φVPS is set to be small and supplied to the solid-state imaging device 100. When the arithmetic circuit 103 determines that the luminance range is narrow, the timing generator 105 determines until the next determination that the luminance range is wide.
, The pulse signal φVPS of the voltage value VL at the time of reset
Are set to a large number and are supplied to the solid-state imaging device 100.

【0111】[0111]

【発明の効果】本発明によると、被写体の輝度によっ
て、固体撮像素子内に設けられた各画素ないのトランジ
スタのポテンシャル状態を調整して、固体撮像素子から
の出力のダイナミックレンジを調整することができる。
よって、従来のように、デジタルデータを調整すること
でダイナミックレンジの調整を行う場合とことなり、デ
ジタルデータのビット落ちを防ぐことができる。そのた
め、階調性を落とすことなく、被写体の輝度分布のダイ
ナミックレンジに調整させることができる。よって、被
写体の輝度分布に応じた高精細な画像データを得ること
ができる。
According to the present invention, the dynamic state of the output from the solid-state image sensor can be adjusted by adjusting the potential state of the transistor provided in each pixel provided in the solid-state image sensor according to the brightness of the subject. it can.
Therefore, this is different from the case where the dynamic range is adjusted by adjusting the digital data as in the related art, and it is possible to prevent the bit drop of the digital data. Therefore, the dynamic range of the luminance distribution of the subject can be adjusted without lowering the gradation. Therefore, high-definition image data according to the luminance distribution of the subject can be obtained.

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

【図1】固体撮像素子の構成を示すブロック回路図。FIG. 1 is a block circuit diagram illustrating a configuration of a solid-state imaging device.

【図2】図1の固体撮像素子の一部を示す回路図。FIG. 2 is a circuit diagram showing a part of the solid-state imaging device of FIG. 1;

【図3】図1の固体撮像素子内の画素構成の一例を示す
回路図。
FIG. 3 is a circuit diagram showing an example of a pixel configuration in the solid-state imaging device of FIG. 1;

【図4】図3の構成の画素の動作を示すタイミングチャ
ート。
FIG. 4 is a timing chart showing the operation of the pixel having the configuration shown in FIG. 3;

【図5】被写体の輝度と固体撮像素子の出力との関係を
示すグラフ。
FIG. 5 is a graph showing the relationship between the luminance of a subject and the output of a solid-state imaging device.

【図6】被写体の輝度と固体撮像素子の出力との関係を
示すグラフ。
FIG. 6 is a graph showing the relationship between the luminance of a subject and the output of a solid-state imaging device.

【図7】図1の固体撮像素子内の画素構成の一例を示す
回路図。
FIG. 7 is a circuit diagram showing an example of a pixel configuration in the solid-state imaging device of FIG. 1;

【図8】図7の構成の画素の動作を示すタイミングチャ
ート。
8 is a timing chart showing the operation of the pixel having the configuration shown in FIG. 7;

【図9】図1の固体撮像素子内の画素構成の一例を示す
回路図。
FIG. 9 is a circuit diagram showing an example of a pixel configuration in the solid-state imaging device of FIG. 1;

【図10】図9の構成の画素の動作を示すタイミングチ
ャート。
FIG. 10 is a timing chart showing the operation of the pixel having the configuration shown in FIG. 9;

【図11】図1の固体撮像素子内の画素構成の一例を示
す回路図。
FIG. 11 is a circuit diagram showing an example of a pixel configuration in the solid-state imaging device of FIG. 1;

【図12】図11の構成の画素の動作を示すタイミング
チャート。
12 is a timing chart showing the operation of the pixel having the configuration shown in FIG.

【図13】図1の固体撮像素子内の画素構成の一例を示
す回路図。
FIG. 13 is a circuit diagram showing an example of a pixel configuration in the solid-state imaging device of FIG. 1;

【図14】図13の構成の画素の動作を示すタイミング
チャート。
FIG. 14 is a timing chart showing the operation of the pixel having the configuration shown in FIG. 13;

【図15】図1の固体撮像素子内の画素構成の一例を示
す回路図。
FIG. 15 is a circuit diagram showing an example of a pixel configuration in the solid-state imaging device of FIG. 1;

【図16】図15の構成の画素の動作を示すタイミング
チャート。
16 is a timing chart showing the operation of the pixel having the configuration shown in FIG.

【図17】第1の実施形態の撮像装置の内部構成を示す
ブロック図。
FIG. 17 is a block diagram illustrating an internal configuration of the imaging device according to the first embodiment.

【図18】第2の実施形態の撮像装置の内部構成を示す
ブロック図。
FIG. 18 is a block diagram illustrating an internal configuration of an imaging device according to a second embodiment.

【図19】図3の構成の画素の動作を示すタイミングチ
ャート。
FIG. 19 is a timing chart showing the operation of the pixel having the configuration shown in FIG. 3;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100 固体撮像素子 101 A/Dコンバータ 102 演算回路 103 演算回路 104 リセットバイアス供給回路 105 タイミングジェネレータ REFERENCE SIGNS LIST 100 solid-state imaging device 101 A / D converter 102 arithmetic circuit 103 arithmetic circuit 104 reset bias supply circuit 105 timing generator

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Claims (14)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 入射光量に応じた電気信号を出力する感
光素子と該感光素子からの電気信号が与えられるトラン
ジスタとを有するとともに線形変換して出力する第1状
態と入射光量に応じた電気信号を対数変換して出力する
第2状態との間で自動的に切換可能な複数の画素より成
る固体撮像素子を有する撮像装置において、 リセット直後の前記トランジスタのポテンシャル状態
を、該固体撮像素子によって撮像される被写体の輝度分
布の状態に応じて変化させるバイアス調整部を有するこ
とを特徴とする撮像装置。
An electric signal according to a first state, which has a photosensitive element for outputting an electric signal corresponding to the amount of incident light, and a transistor to which an electric signal from the photosensitive element is given, and outputs a first state which is linearly converted and output. An image pickup apparatus having a solid state image pickup device comprising a plurality of pixels which can be automatically switched between a second state and a logarithmically converted state, and the potential state of the transistor immediately after reset is imaged by the solid state image pickup element An imaging apparatus, comprising: a bias adjustment unit that changes according to a state of a luminance distribution of a subject to be performed.
【請求項2】 リセット時において、前記トランジスタ
に与えるバイアス電圧の値を切り換えることによって、
前記バイアス調整部がリセット直後の前記トランジスタ
のポテンシャル状態を調整することを特徴とする請求項
1に記載の撮像装置。
2. The method according to claim 1, wherein at the time of resetting, a value of a bias voltage applied to said transistor is switched.
The imaging device according to claim 1, wherein the bias adjustment unit adjusts a potential state of the transistor immediately after reset.
【請求項3】 リセット時において前記トランジスタに
与えるバイアス電圧を与える時間の長さを切り換えるこ
とによって、前記バイアス調整部がリセット直後の前記
トランジスタのポテンシャル状態を調整することを特徴
とする請求項1に記載の撮像装置。
3. The device according to claim 1, wherein the bias adjusting unit adjusts the potential state of the transistor immediately after reset by switching the length of time during which a bias voltage is applied to the transistor during reset. An imaging device according to claim 1.
【請求項4】 前記画素が、 前記感光素子となるとともに、第1電極に直流電圧が印
加されたフォトダイオードと、 該フォトダイオードの第2電極に、第1電極及びゲート
電極が接続されるとともに、ゲート電極から電気信号を
出力するMOSトランジスタと、 を有し、 前記バイアス調整部によって、 前記被写体の輝度分布の輝度範囲が狭いときは、前記M
OSトランジスタのゲート電極と第2電極との間のポテ
ンシャルの差が大きくなるように、リセット直後の前記
MOSトランジスタのポテンシャル状態が調整されると
ともに、 前記被写体の輝度分布の輝度範囲が広いときは、前記M
OSトランジスタのゲート電極と第2電極との間のポテ
ンシャルの差が小さくなるように、リセット直後の前記
MOSトランジスタのポテンシャル状態が調整されるこ
とを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
4. The pixel, wherein the pixel serves as the photosensitive element, a photodiode having a DC voltage applied to a first electrode, and a first electrode and a gate electrode connected to a second electrode of the photodiode. And a MOS transistor that outputs an electric signal from the gate electrode. When the luminance range of the luminance distribution of the subject is narrow,
When the potential state of the MOS transistor immediately after reset is adjusted so that the potential difference between the gate electrode and the second electrode of the OS transistor becomes large, and when the luminance range of the luminance distribution of the subject is wide, The M
The imaging device according to claim 1, wherein the potential state of the MOS transistor immediately after reset is adjusted so that the potential difference between the gate electrode of the OS transistor and the second electrode is reduced.
【請求項5】 前記MOSトランジスタの第2電極へ与
える電圧を切り換えることによって、前記画素がリセッ
トされ、 前記バイアス調整部が、リセット時に前記MOSトラン
ジスタの第2電極へ与える電圧値を調整することによっ
て、リセット直後の前記MOSトランジスタのポテンシ
ャル状態を調整することを特徴とする請求項4に記載の
撮像装置。
5. The pixel is reset by switching a voltage applied to a second electrode of the MOS transistor, and the bias adjusting unit adjusts a voltage value applied to a second electrode of the MOS transistor at the time of resetting. 5. The imaging apparatus according to claim 4, wherein the potential state of the MOS transistor immediately after reset is adjusted.
【請求項6】 前記MOSトランジスタの第2電極へ与
える電圧を切り換えることによって、前記画素がリセッ
トされ、 前記バイアス調整部が、リセット時に前記MOSトラン
ジスタの第2電極へ与える電圧値を切り換える時間を調
整することによって、リセット直後の前記MOSトラン
ジスタのポテンシャル状態を調整することを特徴とする
請求項4に記載の撮像装置。
6. The pixel is reset by switching a voltage applied to a second electrode of the MOS transistor, and the bias adjusting unit adjusts a time for switching a voltage value applied to the second electrode of the MOS transistor at the time of resetting. 5. The imaging apparatus according to claim 4, wherein the potential state of the MOS transistor immediately after reset is adjusted.
【請求項7】 前記MOSトランジスタのゲート電極へ
与える電圧を切り換えることによって、前記画素がリセ
ットされ、 前記バイアス調整部が、リセット時に前記MOSトラン
ジスタのゲート電極へ与える電圧値を調整することによ
って、リセット直後の前記MOSトランジスタのポテン
シャル状態を調整することを特徴とする請求項4に記載
の撮像装置。
7. The pixel is reset by switching a voltage applied to a gate electrode of the MOS transistor, and the bias adjustment unit adjusts a voltage value applied to a gate electrode of the MOS transistor at the time of reset to reset the pixel. The imaging device according to claim 4, wherein a potential state of the MOS transistor immediately after is adjusted.
【請求項8】 前記MOSトランジスタのゲート電極及
び第2電極へ与える電圧を切り換えることによって、前
記画素がリセットされ、 前記バイアス調整部が、リセット時に前記MOSトラン
ジスタのゲート電極及び第2電極へ与える電圧値を調整
することによって、リセット直後の前記MOSトランジ
スタのポテンシャル状態を調整することを特徴とする請
求項4に記載の撮像装置。
8. The pixel is reset by switching a voltage applied to a gate electrode and a second electrode of the MOS transistor, and the bias adjuster applies a voltage applied to a gate electrode and a second electrode of the MOS transistor at the time of resetting. The imaging device according to claim 4, wherein the potential state of the MOS transistor immediately after reset is adjusted by adjusting a value.
【請求項9】 前記画素が、 前記感光素子となるとともに、第2電極に直流電圧が印
加されたフォトダイオードと、 該フォトダイオードの第1電極に、第2電極が接続され
るとともに第2電極から電気信号を出力するMOSトラ
ンジスタと、 を有し、 前記バイアス調整部によって、 前記被写体の輝度分布の輝度範囲が狭いときは、前記M
OSトランジスタのゲート電極と第2電極との間のポテ
ンシャルの差が大きくなるように、リセット直後の前記
MOSトランジスタのポテンシャル状態が調整されると
ともに、 前記被写体の輝度分布の輝度範囲が広いときは、前記M
OSトランジスタのゲート電極と第2電極との間のポテ
ンシャルの差が小さくなるように、リセット直後の前記
MOSトランジスタのポテンシャル状態が調整されるこ
とを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
9. The photodiode, wherein the pixel serves as the photosensitive element and a DC voltage is applied to a second electrode; a second electrode is connected to a first electrode of the photodiode; And a MOS transistor that outputs an electric signal from the object. When the luminance range of the luminance distribution of the subject is narrow,
When the potential state of the MOS transistor immediately after reset is adjusted so that the potential difference between the gate electrode and the second electrode of the OS transistor becomes large, and when the luminance range of the luminance distribution of the subject is wide, The M
The imaging device according to claim 1, wherein the potential state of the MOS transistor immediately after reset is adjusted so that the potential difference between the gate electrode of the OS transistor and the second electrode is reduced.
【請求項10】 前記MOSトランジスタの第1電極及
びゲート電極それぞれへ与える電圧を切り換えることに
よって、前記画素がリセットされ、 前記バイアス調整部が、リセット時に前記MOSトラン
ジスタのゲート電極へ与える電圧値を調整することによ
って、リセット直後の前記MOSトランジスタのポテン
シャル状態を調整することを特徴とする請求項9に記載
の撮像装置。
10. The pixel is reset by switching a voltage applied to each of a first electrode and a gate electrode of the MOS transistor, and the bias adjustment unit adjusts a voltage value applied to a gate electrode of the MOS transistor at the time of reset. 10. The imaging device according to claim 9, wherein the potential state of the MOS transistor immediately after reset is adjusted.
【請求項11】 前記MOSトランジスタの第1電極及
びゲート電極それぞれへ与える電圧を切り換えることに
よって、前記画素がリセットされ、 前記バイアス調整部が、リセット時に前記MOSトラン
ジスタのゲート電極へ与える電圧値を切り換える時間を
調整することによって、リセット直後の前記MOSトラ
ンジスタのポテンシャル状態を調整することを特徴とす
る請求項9に記載の撮像装置。
11. The pixel is reset by switching a voltage applied to each of a first electrode and a gate electrode of the MOS transistor, and the bias adjustment unit switches a voltage value applied to a gate electrode of the MOS transistor at the time of reset. The imaging apparatus according to claim 9, wherein the potential state of the MOS transistor immediately after reset is adjusted by adjusting a time.
【請求項12】 前記MOSトランジスタの第1電極及
びゲート電極に直流電圧が印加されるとともに、 前記MOSトランジスタの第2電極へ与える電圧を切り
換えることによって、前記画素がリセットされ、 前記バイアス調整部が、リセット時に前記MOSトラン
ジスタの第2電極へ与える電圧値を調整することによっ
て、リセット直後の前記MOSトランジスタのポテンシ
ャル状態を調整することを特徴とする請求項9に記載の
撮像装置。
12. A pixel is reset by applying a DC voltage to a first electrode and a gate electrode of the MOS transistor, and by switching a voltage applied to a second electrode of the MOS transistor. 10. The imaging apparatus according to claim 9, wherein a potential value of the MOS transistor immediately after reset is adjusted by adjusting a voltage value applied to a second electrode of the MOS transistor at reset.
【請求項13】 前記MOSトランジスタのゲート電極
及び第2電極へ与える電圧を切り換えることによって、
前記画素がリセットされ、 前記バイアス調整部が、リセット時に前記MOSトラン
ジスタのゲート電極へ与える電圧値を調整することによ
って、リセット直後の前記MOSトランジスタのポテン
シャル状態を調整することを特徴とする請求項9に記載
の撮像装置。
13. By switching a voltage applied to a gate electrode and a second electrode of the MOS transistor,
10. The pixel is reset, and the bias adjuster adjusts a potential value of the MOS transistor immediately after reset by adjusting a voltage value applied to a gate electrode of the MOS transistor at the time of reset. An imaging device according to claim 1.
【請求項14】 前記MOSトランジスタのゲート電極
及び第2電極へ与える電圧を切り換えることによって、
前記画素がリセットされ、 前記バイアス調整部が、リセット時に前記MOSトラン
ジスタのゲート電極へ与える電圧値を切り換える時間を
調整することによって、リセット直後の前記MOSトラ
ンジスタのポテンシャル状態を調整することを特徴とす
る請求項9に記載の撮像装置。
14. By switching a voltage applied to a gate electrode and a second electrode of the MOS transistor,
The pixel is reset, and the bias adjustment unit adjusts a potential switching state of the MOS transistor immediately after reset by adjusting a time for switching a voltage value applied to a gate electrode of the MOS transistor at the time of reset. The imaging device according to claim 9.
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