JP2006238138A - Imaging apparatus and imaging method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、入射された光を光電変換する単位セルが半導体基板上に1次元又は2次元に配置された撮像装置に関し、特に、強い光を入射したときに画像が黒つぶれする現象を防止する技術に関する。 The present invention relates to an imaging device in which unit cells for photoelectrically converting incident light are arranged one-dimensionally or two-dimensionally on a semiconductor substrate, and in particular, prevents a phenomenon in which an image is crushed when intense light is incident. Regarding technology.
近年、家庭用ビデオカメラやデジタルスチルカメラなどの撮像装置を用いた撮像機器が広く普及してきた。これらの撮像機器には、撮像装置として、増幅型のイメージセンサを備えるものがある。増幅型のイメージセンサは、雑音が低い等の優れた特徴がある反面、強い光を入射したときに画像が黒つぶれするという問題がある。これは、強い光によって受光素子からあふれ出した電荷が検出用コンデンサに貯まってしまうために、蓄積可能な電荷量が減少し、本来、白色となる画像が黒色になってしまうという現象である。 In recent years, imaging devices using imaging devices such as home video cameras and digital still cameras have become widespread. Some of these imaging devices include an amplification type image sensor as an imaging device. The amplification type image sensor has excellent features such as low noise, but has a problem that the image is blacked out when strong light is incident. This is a phenomenon in which the charge overflowing from the light receiving element due to strong light is accumulated in the detection capacitor, so that the amount of charge that can be accumulated is reduced, and an image that is originally white becomes black.
そのために、従来、このような黒つぶれ現象を回避する様々な技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 Therefore, conventionally, various techniques for avoiding such a blackout phenomenon have been proposed (for example, see Patent Document 1).
特許文献1には、黒つぶれ現象を回避する技術として、増幅型のイメージセンサであるMOSイメージセンサにおいて、単位セル毎に、リード電圧が所定の範囲の電圧である場合にリセット電圧とリード電圧との差分を示す輝度情報を出力し、リード電圧が所定の範囲の電圧でない場合に高輝度を示す輝度情報を出力する出力手段とを備えるMOSイメージセンサが開示されている。
しかしながら、特許文献1の回路構成では、信号処理回路におけるサンプリングトランジスタとラインセレクトトランジスタの間に増幅器を挿入してS/N比を向上させることができないという問題がある。
However, the circuit configuration of
一般に、信号処理回路におけるサンプリングトランジスタとラインセレクトトランジスタの間に増幅器を挿入することによって、単位セルの信号が増幅され、信号処理回路で発生する雑音は増幅されず、増幅される雑音は単位セルで発生する雑音のみとなるため、撮像装置が出力する信号のS/N比を向上することができる。ここで、NMOSのみを使用した撮像装置において増幅器を挿入する場合には、ダイナミックレンジの点から正転増幅器を構成することが困難であり、回路構成の容易さの点でもインバータ型の反転増幅器を使用するのが有利である。 In general, by inserting an amplifier between the sampling transistor and the line select transistor in the signal processing circuit, the signal of the unit cell is amplified, the noise generated in the signal processing circuit is not amplified, and the amplified noise is in the unit cell. Since only noise is generated, the S / N ratio of the signal output from the imaging device can be improved. Here, when an amplifier is inserted in an imaging apparatus using only NMOS, it is difficult to configure a normal amplifier from the viewpoint of dynamic range, and an inverter-type inverting amplifier is also used from the viewpoint of ease of circuit configuration. It is advantageous to use.
ところが、特許文献1の回路において、サンプリングトランジスタとラインセレクトトランジスタとの間に反転型増幅器を挿入した場合には、反転増幅器の入出力端子に接続されるバイパストランジスタのソース電圧は、強い光が入射したときの方がそうでないときよりも高くなり、バイパストランジスタを導通させることが出来ず、高輝度を示す輝度情報を出力することが不可能になる。
However, in the circuit of
そこで、本発明は、強い光を入射したときに画像が黒つぶれするという問題を確実に解決することができ、かつ、信号処理回路におけるサンプリングトランジスタとラインセレクトトランジスタとの間に反転型増幅器を挿入することができる撮像装置及び撮像方法を提供することを第1の目的とする。 Therefore, the present invention can reliably solve the problem that the image is blackened when strong light is incident, and an inverting amplifier is inserted between the sampling transistor and the line select transistor in the signal processing circuit. It is a first object of the present invention to provide an imaging apparatus and an imaging method that can be performed.
なお、黒つぶれ現象を防止する回路を撮像装置に付加することによって、回路内の信号線と他の導電領域との容量カップリングに起因する信号線間のノイズが問題となる。この問題に対して、信号線と他の導電領域との容量カップリングを低減するために、信号線と他の導電領域の間に2層の絶縁膜を設ける方法が提案されている(例えば、特許文献2参照)。 Note that by adding a circuit that prevents the blackout phenomenon to the imaging device, noise between the signal lines due to capacitive coupling between the signal lines in the circuit and other conductive regions becomes a problem. In order to reduce the capacitive coupling between the signal line and the other conductive region, a method of providing a two-layer insulating film between the signal line and the other conductive region has been proposed (for example, Patent Document 2).
しかしながら、単位セルに入射する光の強度を上げるためには、光の入射面から光電変換素子までの距離を短くする必要があるが、この特許文献2の技術によれば、信号線と他の導電領域の間に絶縁膜を設けるので、光の入射面から光電変換素子までの距離が長くなり、そのために感度が劣化するという問題がある。 However, in order to increase the intensity of light incident on the unit cell, it is necessary to shorten the distance from the light incident surface to the photoelectric conversion element. Since the insulating film is provided between the conductive regions, the distance from the light incident surface to the photoelectric conversion element becomes long, and there is a problem that the sensitivity is deteriorated.
そこで、本発明は、信号線と他の導電領域の間に絶縁膜を設けることなく、信号線に対する他の導電領域からの雑音を低減した黒つぶれ防止回路を備える撮像装置を提供することを第2の目的とする。
上記第1の目的を達成するために、本発明に係る撮像装置は、受光量に応じた輝度情報を出力する撮像装置であって、初期化時の光電変換部の出力電圧に対応するリセット電圧と受光量に応じた光電変換部の出力電圧に対応するリード電圧とを出力する単位セルが1次元又は2次元状に複数個配列されている撮像手段と、前記リセット電圧と前記リード電圧との差分を示す輝度情報を信号出力線から出力する信号出力手段と、前記リード電圧が所定の範囲の電圧であるか否かを判定することによって前記撮像手段への入射光が高輝度であるか否かを判定する判定部と、前記判定部によって前記入射光が高輝度であると判定された場合に、前記入射光が高輝度であることを示す輝度情報を前記信号出力線に出力する判定出力部とを有する高輝度判定手段とを備えることを特徴とする。これによって、高輝度判定手段は、リード電圧を入力とし、信号出力線を出力とするので、信号出力手段と並列に接続することが可能となり、黒つぶれ現象を防止することができるとともに、信号出力手段を構成するサンプリングトランジスタとラインセレクトトランジスタとの間に反転型増幅器を挿入することも可能となる。 In order to achieve the first object, an imaging apparatus according to the present invention is an imaging apparatus that outputs luminance information according to the amount of received light, and includes a reset voltage corresponding to an output voltage of a photoelectric conversion unit at initialization. And imaging means in which a plurality of unit cells that output a read voltage corresponding to the output voltage of the photoelectric conversion unit corresponding to the amount of received light are arranged one-dimensionally or two-dimensionally, and the reset voltage and the read voltage Signal output means for outputting luminance information indicating the difference from the signal output line, and whether or not the incident light to the imaging means has high brightness by determining whether or not the read voltage is a voltage within a predetermined range. And a determination output that outputs luminance information indicating that the incident light has high luminance to the signal output line when the determination unit determines that the incident light has high luminance. With high brightness Characterized in that it comprises a constant means. As a result, the high-intensity determination means uses the lead voltage as an input and the signal output line as an output, so that it can be connected in parallel with the signal output means, and the blackout phenomenon can be prevented and the signal output can be prevented. It is also possible to insert an inverting amplifier between the sampling transistor and the line select transistor constituting the means.
ここで、前記判定部は、前記リード電圧が所定の範囲であれば非導通、所定の範囲でなければ導通するバイパストランジスタと、前記バイパストランジスタによって放電される電荷を予め保持しておく判定容量と、前記判定容量の電圧を増幅する判定増幅回路とを有し、前記判定出力部は、前記判定増幅回路の出力が所定の範囲であれば非導通、所定の範囲でなければ導通するクリップトランジスタを有する構成としてもよい。 Here, the determination unit includes a bypass transistor that is non-conductive if the read voltage is within a predetermined range, and that is conductive if the read voltage is not within the predetermined range, and a determination capacitor that holds in advance the charge discharged by the bypass transistor. A determination amplifier circuit that amplifies the voltage of the determination capacitor, and the determination output unit includes a clip transistor that is non-conductive if the output of the determination amplifier circuit is within a predetermined range, and that is conductive if the output is not within the predetermined range. It is good also as a structure to have.
このとき、前記バイパストランジスタ及び前記クリップトランジスタは、NMOSトランジスタとし、前記バイパストランジスタは、前記リード電圧が当該バイパストランジスタのポテンシャルを示す電位よりも高い場合に非導通、前記リード電圧が当該バイパストランジスタのポテンシャルを示す電位以下の場合に導通するものが好ましい。そして、前記バイパストランジスタのゲートには、一定の電圧が供給され、前記クリップトランジスタのドレインには、前記信号出力手段からの輝度情報が出力される垂直信号線におけるリセット電圧との差が飽和出力信号以上となるような一定の電圧が供給されるのが望ましい。 At this time, the bypass transistor and the clip transistor are NMOS transistors, and the bypass transistor is non-conductive when the read voltage is higher than a potential indicating the potential of the bypass transistor, and the read voltage is a potential of the bypass transistor. Those that conduct when the potential is less than or equal to are preferred. The gate of the bypass transistor is supplied with a constant voltage, and the drain of the clip transistor has a saturation output signal that is different from the reset voltage in the vertical signal line from which luminance information is output from the signal output means. It is desirable to supply a constant voltage as described above.
また、前記判定部は、さらに、前記判定容量を充電することによって初期化する初期化手段と、前記判定容量の電圧を前記判定増幅回路に伝達、又は、前記判定増幅回路の入力を一定電位に固定して前記判定増幅回路での消費電流を抑制する増幅器スイッチ手段と、前記判定増幅回路の出力を前記クリップトランジスタに伝達、又は、前記クリップトランジスタを非導通にするクリップスイッチ手段とを有する構成としてもよい。このとき、前記初期化手段、前記増幅器スイッチ手段及び前記クリップスイッチ手段は、トランジスタとし、前記判定部は、少なくとも1つ以上のパルスによって駆動されるのが好ましい。 In addition, the determination unit further transmits an initialization unit that initializes the determination capacitor by charging, and transmits a voltage of the determination capacitor to the determination amplifier circuit, or sets an input of the determination amplifier circuit to a constant potential. Amplifier switch means for fixing and suppressing current consumption in the determination amplifier circuit, and clip switch means for transmitting the output of the determination amplifier circuit to the clip transistor, or for making the clip transistor non-conductive Also good. At this time, it is preferable that the initialization unit, the amplifier switch unit, and the clip switch unit are transistors, and the determination unit is driven by at least one pulse.
また、上記第2の目的を達成するために、本発明に係る撮像装置は、上記撮像装置において、前記判定部は、前記単位セルに隣接して配置され、前記判定出力部は、前記信号出力線に隣接して配置されていることを特徴とする。これによって、判定出力部が信号出力線に隣接して接続されるので、高輝度判定手段を設けたことに起因して信号出力線の配線長が長くなってしまうという不具合が回避される。 In order to achieve the second object, in the imaging apparatus according to the present invention, in the imaging apparatus, the determination unit is disposed adjacent to the unit cell, and the determination output unit includes the signal output. It is arranged adjacent to the line. Thus, since the determination output unit is connected adjacent to the signal output line, the problem that the wiring length of the signal output line becomes long due to the provision of the high luminance determination means is avoided.
ここで、前記判定出力部は、前記信号出力線との距離が前記判定部との距離よりも短くなるように、配置されていてもよいし、前記信号出力手段は、前記リセット電圧及び前記リード電圧を増幅する信号増幅回路と、前記リセット電圧及び前記リード電圧に含まれるノイズをキャンセルするノイズキャンセル回路とを有し、前記信号増幅回路及び前記ノイズキャンセル回路は、前記判定部と前記判定出力部との間に位置するように、配置されていてもよい。 Here, the determination output unit may be arranged such that a distance from the signal output line is shorter than a distance from the determination unit, and the signal output unit includes the reset voltage and the lead. A signal amplifying circuit for amplifying a voltage; and a noise canceling circuit for canceling noise included in the reset voltage and the read voltage. The signal amplifying circuit and the noise canceling circuit include the determination unit and the determination output unit. It may be arranged so as to be located between.
さらに、前記判定出力部は、NMOSトランジスタで構成され、前記判定出力部を構成するNMOSトランジスタのゲートには、前記判定部による判定結果を示す信号を伝達する制御信号線が接続され、前記制御信号線は、前記信号増幅回路及び前記ノイズキャンセル回路を含む回路ブロックを通過するように配線されていてもよいし、前記判定出力部は、前記信号出力線に接続されたクリップトランジスタで構成され、前記信号出力線には、クランプ電圧を供給するクランプトランジスタと、前記差分を示す輝度情報を保持するサンプリング容量とが接続され、前記クリップトランジスタ、前記クランプトランジスタ及び前記サンプリング容量は、隣接して配置されていてもよい。 Further, the determination output unit is configured by an NMOS transistor, and a control signal line for transmitting a signal indicating a determination result by the determination unit is connected to a gate of the NMOS transistor configuring the determination output unit, and the control signal The line may be wired so as to pass through a circuit block including the signal amplification circuit and the noise cancellation circuit, and the determination output unit includes a clip transistor connected to the signal output line, A clamp transistor that supplies a clamp voltage and a sampling capacitor that holds luminance information indicating the difference are connected to the signal output line, and the clip transistor, the clamp transistor, and the sampling capacitor are arranged adjacent to each other. May be.
なお、本発明は、以上のような構成を備える撮像装置として実現することができるだけでなく、撮像装置への入射光が高輝度である場合に生じ得る画像の黒つぶれ現象を抑制する撮像方法として実現することもできる。 Note that the present invention can be realized not only as an imaging apparatus having the above-described configuration, but also as an imaging method that suppresses a blackout phenomenon that may occur when incident light on the imaging apparatus has high luminance. It can also be realized.
本発明に係る撮像装置によれば、画像の黒つぶれという問題が解消されるだけでなく、撮像部からの信号を読み出すサンプリングトランジスタとラインセレクトトランジスタの間に反転型増幅器を挿入することもできるので、高輝度に対して正常な画像を提供するとともに、高いS/N比の画像を提供することができる撮像装置が実現される。 According to the image pickup apparatus of the present invention, not only the problem of blackout of the image is solved, but also an inverting amplifier can be inserted between the sampling transistor for reading the signal from the image pickup unit and the line select transistor. In addition, an imaging apparatus capable of providing a normal image with high luminance and providing an image with a high S / N ratio is realized.
また、本発明に係る撮像装置によれば、回路配置の工夫によって、黒つぶれ防止回路を撮像装置に付加したことに起因する信号線間の影響(ノイズ)が低減されるので、信号線と他の導電領域の間に絶縁膜を設ける必要がない。よって、光の入射面から光電変換素子までの距離を短くすることが可能となり、単位セルに入射する光の強度が上がり、感度の高い撮像装置が実現される。 Further, according to the imaging apparatus according to the present invention, the influence (noise) between the signal lines caused by adding the blackout prevention circuit to the imaging apparatus can be reduced by devising the circuit arrangement. There is no need to provide an insulating film between the conductive regions. Therefore, the distance from the light incident surface to the photoelectric conversion element can be shortened, the intensity of light incident on the unit cell is increased, and a highly sensitive imaging device is realized.
以下、本発明に係る撮像装置の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of an imaging apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施の形態における撮像装置の全体構成を示す図である。この撮像装置は、信号処理回路にS/N比を向上させる反転型増幅器を備えるとともに黒つぶれ現象を回避する機能を有するNMOSイメージセンサであり、撮像部1、負荷回路2、行選択エンコーダ3、列選択エンコーダ4、信号処理部5、出力回路6から構成される。
FIG. 1 is a diagram illustrating an overall configuration of an imaging apparatus according to an embodiment of the present invention. This imaging device is an NMOS image sensor having an inverting amplifier for improving the S / N ratio in a signal processing circuit and having a function of avoiding a blackout phenomenon, and includes an
撮像部1は、単位セルが1次元又は2次元上に配列された撮像領域である。ここでは、3×3の2次元上に配列された9画素の例が示されているが、実際の総画素数は、1次元で数千個、2次元で数十万〜数百万個程度である。
The
負荷回路2は、縦1列毎に同一の回路が1個接続されており、出力電圧を読み出すために、列単位で撮像部1の画素に負荷をかける回路である。
The
行選択エンコーダ3は、横1行毎に、「RESET」、「READ」、「LSEL」の3本の制御線を備え、撮像部1の画素に対して、行単位で、リセット(初期化)、リード(読み出し)、及び、ラインセレクト(行選択)を制御する。
The
列選択エンコーダ4は、制御線を備え、撮像部1の列を順次選択する。
信号処理部5は、縦1列毎に同一の回路が1個接続されており、撮像部1からの列単位の出力を処理して、順次出力する。
The
The
出力回路6は、信号処理部5の出力に、外部に出力するために必要な変換を施して出力する。
The output circuit 6 performs conversion necessary for outputting to the outside to the output of the
図2は、図1に示された撮像装置における、1画素に着目した詳細な回路図である。ここには、負荷回路100、画素回路110、信号処理回路120、高輝度判定回路130が示されている。これらの回路は、いずれも、NMOSトランジスタで構成されている。
FIG. 2 is a detailed circuit diagram focusing on one pixel in the imaging apparatus shown in FIG. Here, a
負荷回路100は、図1の負荷回路2中の1個の回路に相当し、第1信号出力線102とGNDとの間に接続された負荷用トランジスタ101を含む。負荷用トランジスタ101のゲートには負荷電圧(LG)が供給される。
The
画素回路110は、図1の撮像部1中の1個の単位セルに相当し、初期化時の電圧を増幅したリセット電圧と読み出し時の電圧を増幅したリード電圧とを第1信号出力線102に出力することを特徴とし、入射した光を光電変換し電荷を出力するフォトダイオード等の受光素子111と、受光素子111により発生した電荷を蓄積し、蓄積した電荷を電圧信号として出力するコンデンサ(フローティングディフージョン)112と、コンデンサ112の示す電圧が初期電圧(ここではVDD)になるようにリセットするリセットトランジスタ113と、受光素子111により出力される電荷をコンデンサ112に供給するリードトランジスタ114と、コンデンサ112の示す電圧に追従して変化する電圧を出力する増幅用トランジスタ115と、行選択エンコーダ3からラインセレクト信号を受けた時に増幅用トランジスタ115の出力を第1信号出力線102に出力するラインセレクトトランジスタ116とを含む。なお、以後の説明を容易にするために、コンデンサ112に蓄積された電荷に応じた電圧を示す箇所、つまり、コンデンサ112と、リセットトランジスタ113と、リードトランジスタ114と、増幅用トランジスタ115との接続点を特に電荷検出部117と呼称する。
The
信号処理回路120は、図1の信号処理部5中の縦1列用の1個の回路に相当し、第1信号出力線102におけるリード電圧が所定の範囲の電圧である場合に単位セルにより出力されるリセット電圧とリード電圧との差分を示す輝度情報を出力し、リード電圧が前記所定の範囲の電圧でない場合に高輝度(受光素子に強い光が入射したこと)を示す輝度情報を出力することを特徴とする。
The
この信号処理回路120は、受光素子に強い光が入射した高輝度時か否か(以下、受光素子に強い光が入射した場合を「高輝度時」、強い光が入射していない場合を「通常時」という。)を判定するとともに、高輝度時にその旨を示す輝度情報を第3信号出力線104に出力する高輝度判定回路130と、第2信号出力線103と第3信号出力線104との間に直列に接続されたサンプリングトランジスタ121及びクランプ容量122と、第3信号出力線104とGNDとの間に接続されたサンプリング容量123と、第3信号出力線104と基準電圧(リセット基準電圧)端子との間に接続されたクランプトランジスタ124と、第1信号出力線102の電圧を増幅し第2信号出力線103に出力する反転増幅器125と、反転増幅器125をリセットし動作の基準電位を決定する反転増幅器リセットトランジスタ126と、第1信号出力線102の交流成分のみを反転増幅器125に伝達する反転増幅器結合容量127とを含む。
This
なお、サンプリングトランジスタ121、クランプ容量122、サンプリング容量123及びクランプトランジスタ124は、単位セルより出力される信号に含まれるノイズを除去するためのものであり、ノイズキャンセル回路を構成している。
Note that the
高輝度判定回路130は、第1信号出力線102の電位をバイパストランジスタ131に伝達するバイパススイッチトランジスタ136と、第1信号出力線102におけるリード電圧が所定の範囲の電圧である場合には非導通、リード電圧が所定の範囲の電圧でない場合には導通するバイパストランジスタ131と、バイパストランジスタ131によって放電される電荷を予め保持しておく判定容量132と、判定容量132の電圧を高電位(ここではVDD)に充電する判定容量初期化トランジスタ135と、判定容量132の電位を判定増幅器133に伝達、又は、遮断するととともに判定増幅器133の入力を低電位(ここではGND)に固定する増幅器スイッチトランジスタ137と、増幅器スイッチトランジスタ137を介して伝達される判定容量132の電圧を増幅する判定増幅器133と、判定増幅器133の出力をクリップトランジスタ134に伝達、又は、遮断するとともにクリップトランジスタ134のゲートを低電位(ここではGND)に固定するクリップスイッチトランジスタ138と、クリップスイッチトランジスタ138を介して伝達される判定増幅器133の出力が低電位(ここではGND)なら非導通、高電位なら導通し第3信号出力線104にクリップ電圧を出力するクリップトランジスタ134とを含む。
The high
これら高輝度判定回路130の回路要素のうち、終段のクリップトランジスタ134を除く回路要素は、第1信号出力線102におけるリード電圧が所定の範囲の電圧であるか否かを判定することによって高輝度時であるか否かを判定する判定部を構成する。また、終段のクリップトランジスタ134は、その判定部によって高輝度時であると判定された場合に、通常時における輝度情報に代えて、高輝度であることを示す輝度情報を第3信号出力線104に出力する判定出力部を構成している。
Among the circuit elements of the high
ここで、画素回路110には、リセットパルス(初期化信号:RESET)、リードパルス(読み出しパルス:READ)、及び、ラインセレクトパルス(行選択信号:LSEL)が、信号処理回路120には、サンプリングパルス(SP)、クランプパルス(CP)、及び、反転増幅器リセットパルス(AMPCL)が、高輝度判定回路には、判定回路制御パルス1(RS1)とその論理反転信号(RS1B)、及び、判定回路制御パルス2(RS2)とその論理反転信号(RS2B)が決められたタイミングで供給され、これら各制御パルスにそれぞれ対応するトランジスタが開閉(OFF/ON)される。
Here, the
また、バイパストランジスタ131のゲートには、バイパススイッチトランジスタ136を介して伝達される第1信号出力線102の電位が通常時の電位を示す場合にバイパストランジスタ131が非導通となり、第1信号出力線102の電位が高輝度時の電位を示す場合にバイパストランジスタ131が導通となるようなバイアス電圧BWBIASに設定されている。つまり、バイパストランジスタ131は、第1信号出力線102におけるリード電圧がバイパストランジスタ131のポテンシャルを示す電位よりも高い場合に非導通、第1信号出力線102におけるリード電圧がバイパストランジスタ131のポテンシャルを示す電位以下の場合に導通する。
Further, when the potential of the first
図3は、図2に示された撮像装置に供給される各制御パルスのタイミングを示す図である。この撮像装置は、タイミングA〜Dで、単位セルのリード信号(リード電圧)を読み出す動作を行い、タイミングE〜Iで単位セルのリード信号(リード電圧)が所定の範囲であるか否かを判定し、所定の範囲であればリセット電圧とリード電圧との差分を示す輝度情報を出力し、所定の範囲の電圧でなければに高輝度を示す輝度情報を出力する動作を行う。 FIG. 3 is a diagram showing the timing of each control pulse supplied to the imaging apparatus shown in FIG. The imaging apparatus performs an operation of reading a read signal (read voltage) of a unit cell at timings A to D, and determines whether or not the read signal (read voltage) of the unit cell is within a predetermined range at timings E to I. If it is determined, luminance information indicating a difference between the reset voltage and the read voltage is output within a predetermined range, and luminance information indicating high luminance is output if the voltage is not within the predetermined range.
以下にタイミングA〜Iにおける動作を説明する。
図4(A)〜(D)は、それぞれ、通常時のタイミングA〜Dにおけるポテンシャルを示す。図5(A)〜(D)は、それぞれ、高輝度時のタイミングA〜Dにおけるポテンシャルを示す。図6は、通常時のタイミングGにおけるポテンシャルを示す。図7は、高輝度時のタイミングGにおけるポテンシャルを示す。
The operation at timings A to I will be described below.
4A to 4D show potentials at timings A to D at normal times, respectively. FIGS. 5A to 5D show potentials at timings A to D at high luminance, respectively. FIG. 6 shows the potential at the timing G at the normal time. FIG. 7 shows the potential at the timing G when the luminance is high.
図3に示したタイミングAにおいて、リードトランジスタ114がOFF、リセットトランジスタ113がONなので、通常時であれば、図4(A)に示すように、受光素子111で生じた電荷は電荷検出部117には移動しないが、高輝度時では、図5(A)に示すように、受光素子111で生じた電荷はリードトランジスタ114のポテンシャルを越えてしまって電荷検出部117に移動し、同時に電荷検出部117の電荷はリセットトランジスタ113を通じてVDD端子に移動する。
At timing A shown in FIG. 3, since the
図3に示したタイミングBにおいて、リセットトランジスタ113がONからOFFになり、通常時は電荷検出部117がVDDにリセットされる(図4(B))。
At the timing B shown in FIG. 3, the
一方、高輝度時には、図5(B)に示すように、引き続き受光素子111で生じた電荷はリードトランジスタ114のポテンシャルを越えて電荷検出部117に移動するため、電荷検出部117の電圧がVDDより低い電圧になってしまう。このときの電荷検出部117の電圧がVDDより低い電圧になる変動分をVbとする。
On the other hand, at the time of high brightness, as shown in FIG. 5B, the charge generated in the
図3に示したタイミングCにおいて、リセットトランジスタ113がOFFのまま、リードトランジスタ114がONになるので、受光素子111で生じた電荷が電荷検出部117に移動する。このとき、受光素子111で生じた電荷による電荷検出部117の電位変動分をVsigとする。
At timing C shown in FIG. 3, the
図3に示したタイミングDにおいて、リセットトランジスタ113がOFFのままで、リードトランジスタ114がOFFになるので、受光素子111で生じた電荷が電荷検出部117に読み出される。これによって、電荷検出部117の電圧が変化し、この変化後の電圧が増幅用トランジスタ115によって増幅されるので、第1信号出力線102の電圧がリード電圧に変化する。
At timing D shown in FIG. 3, the
このとき、読み出し動作による第1信号出力線102の電圧変動は、通常時で、Vsig(図4(D))、高輝度時で、Vsig−Vbとなる(図5(D))。このように、電荷検出部117のポテンシャルは、リセットトランジスタ113のOFF時のポテンシャルにより制限されるため、高輝度時には第1信号出力線102の電圧変動がVbだけ減少する。この減少分が画像の黒つぶれを引き起こす要因となる。
At this time, the voltage fluctuation of the first
第1信号出力線102の電圧変動が反転増幅器125により増幅されるので、第2信号出力線103の電圧は、第1信号出力線102の電圧を反転増幅した電圧となる。つまり、第2信号出力線103の電圧は、
通常時:反転増幅器リセット電圧+Av×Vsig (式1)
高輝度時:反転増幅器リセット電圧+Av×(Vsig―Vb) (式2)
となる。ここで、Avは、反転増幅器125の増幅率である。
Since the voltage fluctuation of the first
Normal: Inverting amplifier reset voltage + Av × Vsig (Formula 1)
High brightness: Inverting amplifier reset voltage + Av × (Vsig−Vb) (Formula 2)
It becomes. Here, Av is the amplification factor of the inverting
また、クランプ容量122の両端は、それぞれ、反転増幅器基準電圧とリセット基準電圧に保持されているので、第3信号出力線の電圧は、
通常時:リセット基準電圧+Av×Ccp/(Ccp+Csp)×Vsig (式3)
高輝度時:リセット基準電圧+Av×Ccp/(Ccp+Csp)×(Vsig−Vb) (式4)
となる。ここで、Ccpは、クランプ容量122の容量値、Cspはサンプリング容量123の容量値である。
Since both ends of the
Normal time: Reset reference voltage + Av × Ccp / (Ccp + Csp) × Vsig (Formula 3)
High luminance: Reset reference voltage + Av × Ccp / (Ccp + Csp) × (Vsig−Vb) (Formula 4)
It becomes. Here, Ccp is the capacitance value of the
この通常時と高輝度時の差が、強い光を入射したときの黒つぶれ現象となって現れる。
図3に示したタイミングEにおいて、バイパススイッチトランジスタ136はOFFなので、バイパストランジスタ131は導通せず、判定容量初期化トランジスタ135がONとなり、判定容量132をVDDに初期化する。判定容量132の電圧は増幅器スイッチトランジスタ137によって遮断され、かつ、判定増幅器133の入力はGNDに固定されるため、判定増幅器133はVDDを出力する。判定増幅器133の出力はクリップスイッチトランジスタ138によって遮断され、かつ、クリップトランジスタ134のゲートはGNDに固定されOFFとなる。よって、このタイミングEでは、高輝度判定回路130は、初期化動作を行うが、第3信号出力線104の電位に影響を与えない。
This difference between normal time and high brightness appears as a blackout phenomenon when strong light is incident.
At timing E shown in FIG. 3, since the
図3に示したタイミングFにおいて、増幅器スイッチトランジスタ137がON(判定容量132の電位を判定増幅器133に伝達)し、かつ、判定増幅器133の入力をGNDに固定しないので、判定容量132の初期電圧VDDが判定増幅器133に入力され、判定増幅器133は低電位(ここではGND)を出力する。一方、クリップスイッチトランジスタ138は遮断されているため、クリップトランジスタ134のゲートは初期電圧GNDのままである。また、このタイミングFでは、バイパススイッチトランジスタ136がOFFであるため、高輝度判定の動作を行っていない。
At the timing F shown in FIG. 3, the
なお、判定回路制御パルスRS1とRS2が同時にVDDになると、判定容量初期化トランジスタ135と増幅器スイッチトランジスタ137が競合してしまい、以降の高輝度判定動作が困難となるので、上記の競合を防ぐため、判定回路制御パルスRS1とRS2の立ち上がりタイミングに時間差を設けている。
If the determination circuit control pulses RS1 and RS2 simultaneously become VDD, the determination
図3に示したタイミングGにおいて、バイパススイッチトランジスタ136がONとなり、バイパストランジスタ131に第1信号出力線102の電位が印加される。
At the timing G shown in FIG. 3, the
図6に示したように、通常時はバイパストランジスタ131が導通せず、判定容量132の電圧は初期電圧VDDのままであり、判定増幅器133の出力も低電位(ここではGND)から変化せず、クリップトランジスタ134のゲートに低電位(ここではGND)が印加されるため、クリップトランジスタ134は導通せず、第3信号出力線の電位に影響を与えない。
As shown in FIG. 6, normally, the
一方、図7に示したように、高輝度時は、バイパストランジスタ131が導通し、判定容量132からバイパストランジスタ131及びバイパススイッチトランジスタ136を介して第1信号出力線102に電流が流れるために、判定容量132の電圧が初期電圧VDDから降下し、それに伴って判定増幅器133の出力が上昇し、クリップトランジスタ134が導通し、その結果、第3信号出力線104の電位は、クリップ電圧からクリップトランジスタ134の閾値電圧だけ差し引いた電位となる。この電位とリセット基準電圧との差が飽和出力時(受光素子111が光の入射によって最大量の電荷を発生した場合)の電圧以上となるように、クリップトランジスタ134のドレインに接続するクリップ電圧を設定すれば、高輝度を示す輝度情報として飽和出力以上の信号を出力することができる。
On the other hand, as shown in FIG. 7, when the luminance is high, the
このように、図3に示したタイミングGでは、バイパススイッチトランジスタ136がONし、通常時はバイパストランジスタ131が非導通なので、クリップトランジスタ134も非導通であるから第3信号出力線104の電位に影響を与えないが、高輝度時はバイパストランジスタ131が導通し、クリップトランジスタ134を導通させ、第3信号出力線に飽和出力時の電位以上の電位を出力することによって高輝度を示す輝度情報を出力する。
As described above, at the timing G shown in FIG. 3, the
図3に示したタイミングHでは、この撮像装置は、図3に示したタイミングFと同じ動作を行っており、判定容量初期化トランジスタ135と増幅器スイッチトランジスタ137の競合が防止されている。
At the timing H shown in FIG. 3, the imaging apparatus performs the same operation as the timing F shown in FIG. 3, and contention between the determination
図3に示したタイミングIでは、この撮像装置は、図3に示したタイミングEと同じ動作を行っており、次に走査する行の高輝度判定を行うために判定容量132と判定増幅器133とクリップトランジスタ134の初期化を行っている。
At the timing I shown in FIG. 3, the imaging apparatus performs the same operation as that at the timing E shown in FIG. 3, and a
このように、本実施の形態の撮像装置によれば、リード時における第1信号出力線102の電位が所定の電位(バイパストランジスタ131のゲート電位BWBIASとバイパストランジスタ131の閾値電圧等によって定まる電位)以下になった場合に、クリップトランジスタが第3信号出力線104に高輝度を示す電位を出力するので、サンプリングトランジスタ121とラインセレクトトランジスタ116の間に反転増幅器125を挿入した場合においても、強い光を入射したときに画像が黒つぶれするという問題点が確実に解決される。
As described above, according to the imaging apparatus of the present embodiment, the potential of the first
つまり、本実施の形態の撮像装置では、第1信号出力線102と第3信号出力線104との間に、高輝度判定回路130と反転増幅器125とが並列に接続されているので、これら2つの回路(高輝度判定回路130と反転増幅器125)の併存が可能となり、黒つぶれ現象を防止することができるとともに、信号処理回路のサンプリングトランジスタとラインセレクトトランジスタとの間に反転型増幅器を挿入することが可能となる。
That is, in the imaging apparatus of the present embodiment, the high
また、バイパストランジスタ131に供給するバイアス電圧BWBIASによって、バイパストランジスタ131の動特性を事後的及びその時々に定めることができるので、汎用性が高い。
Further, the bias voltage BWBIAS supplied to the
さらに、高輝度を示す輝度情報は、クリップ電圧の設定により自由に設定できるため、後段のアナログ回路の入力ダイナミックレンジに一致する電圧を出力させることもできる。これにより、アナログ回路の性能を効率よく活用することができる。 Furthermore, since the luminance information indicating high luminance can be freely set by setting the clip voltage, it is possible to output a voltage that matches the input dynamic range of the subsequent analog circuit. Thereby, the performance of the analog circuit can be utilized efficiently.
なお、本実施の形態では、サンプリングトランジスタ121とラインセレクトトランジスタ116の間に挿入する増幅器が反転型である場合の構成を示したが、この増幅器が非反転型であるか、又は、サンプリングトランジスタ121とラインセレクトトランジスタ116の間に増幅器を挿入しない場合は、高輝度判定回路130内の増幅器を非反転型増幅器とすることもできる。
In the present embodiment, the configuration in which the amplifier inserted between the
次に、本実施の形態における撮像装置の回路配置について説明する。
図8は、図2に示された回路の配置を示す図である。ここでは、図2に示された回路要素のうち、主要な回路要素だけが示されている。本図に示されるように、撮像部1の列ごとに、8個の回路ブロック150a〜150hが撮像部1の列方向に並ぶように配置されている。回路ブロック150aは負荷回路100を含むブロックであり、回路ブロック150bはラインセレクトトランジスタ116を含むブロックであり、回路ブロック150cは高輝度判定回路130のうちクリップトランジスタ134を除く回路を含むブロックであり、回路ブロック150dは反転増幅器リセットトランジスタ126及び反転増幅器結合容量127を含むブロックであり、回路ブロック150eはサンプリングトランジスタ121を含むブロックであり、回路ブロック150fはクランプ容量122を含むブロックであり、回路ブロック150gはクリップトランジスタ134を含むブロックであり、回路ブロック150hはサンプリング容量123とクランプトランジスタ124を含むブロックである。
Next, a circuit arrangement of the imaging device in the present embodiment will be described.
FIG. 8 is a diagram showing an arrangement of the circuit shown in FIG. Here, only the main circuit elements are shown among the circuit elements shown in FIG. As shown in this figure, eight
各回路ブロック150a〜150hの横幅は、撮像部1における単位セルの横幅と同一(例えば、約3μm)である。各回路ブロック150a〜150hの縦幅は各回路ブロックの回路要素によって異なるが、クランプ容量122を含む回路ブロック150f及びサンプリング容量123を含む回路ブロック150a〜150hは、各容量を形成するために、極めて大きい縦幅を有する。8個の回路ブロック150a〜150h全体の縦幅は、例えば、約1mmである。
The horizontal width of each of the
この回路配置における特徴は、高輝度判定回路130における出力段のクリップトランジスタ134を除く前段回路(つまり、回路ブロック150c)を画素回路110(つまり、回路ブロック150b)に隣接して配置し、高輝度判定回路130における出力段のクリップトランジスタ134(つまり、回路ブロック150g)を第3信号出力線104に隣接して配置したことである。より詳細には、高輝度判定回路130のクリップスイッチトランジスタ138とクリップトランジスタ134のゲートとを接続する第5信号出力線106(図8における太い黒線)を引き伸ばし、この第5信号出力線106が3つの回路ブロック150d〜150fを通過するように配線されている。つまり、クリップトランジスタ134は、第3信号出力線104との距離が回路ブロック150cとの距離よりも短くなるように、配置されている。さらに、回路ブロック150g(クリップトランジスタ134)と回路ブロック150h(クランプトランジスタ124及びサンプリング容量123)とを隣接して配置し、これによって、第3信号出力線104の配線長を短くしている。このような回路配置の意義について、このような配線上の工夫をしていない図9に示される通常の回路配置と比較しながら説明する。
A feature of this circuit arrangement is that the pre-stage circuit (that is, the
図9に示される通常の回路配置では、高輝度判定回路130は分離されることなく、全ての回路要素が1つの回路ブロック160cに配置されている。したがって、高輝度判定回路130の出力信号、つまり、クリップトランジスタ134の出力信号は、図9における太い黒線で示されるように、3つの回路ブロック150d〜150fを跨ぐように配線された第3信号出力線104に出力されている。このように引き伸ばされた第3信号出力線104は、第1信号出力線102、第2信号出力線103及び第4信号出力線105との間の寄生カップリング容量により、各信号出力線からの影響(信号の変化時に発生するノイズの影響)を受ける。この第3信号出力線104は、信号処理部5における最終の信号を出力する信号線であり、この第3信号出力線104に重畳したノイズは、画像におけるノイズとしてそのまま出力されてしまう。
In the normal circuit arrangement shown in FIG. 9, all the circuit elements are arranged in one
ところが、図8に示される本実施の形態における回路配置によれば、高輝度判定回路130において長く引き伸ばされる第5信号出力線106は、クリップスイッチトランジスタ138とクリップトランジスタ134とを接続する制御信号(ロジック信号)線であり、その振幅(VDD/GND)のマージンが大きいことから、第1信号出力線102、第2信号出力線103及び第4信号出力線105との間の寄生カップリング容量による各信号出力線からの影響を受けない。
However, according to the circuit arrangement in the present embodiment shown in FIG. 8, the fifth
また、逆方向である第5信号出力線106から第1信号出力線102、第2信号出力線103及び第4信号出力線105への影響については、同様の寄生カップリング容量による影響を与え得るが、第5信号出力線106に信号が出力されるのは、高輝度時であり、この時には、高輝度判定回路130のクリップトランジスタ134がONし、最終の信号出力線である第3信号出力線104に高輝度を示す輝度情報が出力される(第3信号出力線104の信号が高輝度を示す輝度情報に置き換えられる)ので、第5信号出力線106から他の信号出力線への影響を無視することができる。つまり、第5信号出力線106の電圧は、通常時においては、変化しないために他の信号線に影響を与えないし、高輝度時においては、その変化によって他の信号線に影響を与え得るが、第3信号出力線104の出力が高輝度を示す輝度情報に置き換えられるために、最終的な出力画像に影響を与えない。
In addition, the influence on the first
このように、本実施の形態における回路配置によって、高輝度判定回路130への入力信号を伝達する第1信号出力線102及び信号処理回路120の出力信号を伝達する第3信号出力線104のいずれについても配線長が長くなってしまうことが抑制され、これによって、信号線間の寄生カップリング容量によるノイズの影響が回避され、品質の高い画像が得られる。
As described above, any of the first
以上、本発明に係る撮像装置について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。本発明の主旨を逸脱しない限り、本実施の形態に対して当業者が思いつく範囲内の変更を施した各種変形例も本発明に含まれる。 While the imaging apparatus according to the present invention has been described based on the embodiment, the present invention is not limited to this embodiment. Unless it deviates from the main point of this invention, the various modifications which gave the change within the range which those skilled in the art can consider with respect to this Embodiment are also contained in this invention.
本発明に係る撮像装置は、撮像機器のイメージセンサとして、特に、強い光を入射したときの画像の黒つぶれを解消し、画質の向上が図れるので、家庭用ビデオカメラやデジタルスチルカメラなどの種々の撮像機器のイメージセンサとして有用である。 The image pickup apparatus according to the present invention can be used as an image sensor of an image pickup device, in particular, to eliminate black crushing of an image when strong light is incident and improve image quality. Therefore, various image pickup devices such as home video cameras and digital still cameras can be used. It is useful as an image sensor for an imaging apparatus.
1 撮像部
2 負荷回路
3 行選択エンコーダ
4 列選択エンコーダ
5 信号処理部
6 出力回路
100 負荷回路
101 負荷用トランジスタ
102 第1信号出力線
103 第2信号出力線
104 第3信号出力線
105 第4信号出力線
106 第5信号出力線
110 画素回路
111 受光素子
112 コンデンサ
113 リセットトランジスタ
114 リードトランジスタ
115 増幅用トランジスタ
116 ラインセレクトトランジスタ
117 電荷検出部
120 信号処理回路
121 サンプリングトランジスタ
122 クランプ容量
123 サンプリング容量
124 クランプトランジスタ
125 反転増幅器
126 反転増幅器リセットトランジスタ
127 反転増幅器結合容量
130 高輝度判定回路
131 バイパストランジスタ
132 判定容量
133 判定増幅器
134 クリップトランジスタ
135 判定容量初期化トランジスタ
136 バイパススイッチトランジスタ
137 増幅器スイッチトランジスタ
138 クリップスイッチトランジスタ
150a〜150h 回路ブロック
DESCRIPTION OF
Claims (15)
初期化時の光電変換部の出力電圧に対応するリセット電圧と受光量に応じた光電変換部の出力電圧に対応するリード電圧とを出力する単位セルが1次元又は2次元状に複数個配列されている撮像手段と、
前記リセット電圧と前記リード電圧との差分を示す輝度情報を信号出力線から出力する信号出力手段と、
前記リード電圧が所定の範囲の電圧であるか否かを判定することによって前記撮像手段への入射光が高輝度であるか否かを判定する判定部と、前記判定部によって前記入射光が高輝度であると判定された場合に、前記入射光が高輝度であることを示す輝度情報を前記信号出力線に出力する判定出力部とを有する高輝度判定手段と
を備えることを特徴とする撮像装置。 An imaging device that outputs luminance information according to the amount of received light,
A plurality of unit cells that output a reset voltage corresponding to the output voltage of the photoelectric conversion unit at the time of initialization and a read voltage corresponding to the output voltage of the photoelectric conversion unit corresponding to the amount of received light are arranged in one or two dimensions. Imaging means,
Signal output means for outputting luminance information indicating a difference between the reset voltage and the read voltage from a signal output line;
A determination unit that determines whether or not the incident light to the imaging unit has high luminance by determining whether or not the lead voltage is a voltage within a predetermined range; and the determination unit determines whether the incident light is high A high-brightness determination unit that includes a determination output unit that outputs luminance information indicating that the incident light has high luminance to the signal output line when it is determined that the incident light has high luminance. apparatus.
前記リード電圧が所定の範囲であれば非導通、所定の範囲でなければ導通するバイパストランジスタと、
前記バイパストランジスタによって放電される電荷を予め保持しておく判定容量と、
前記判定容量の電圧を増幅する判定増幅回路とを有し、
前記判定出力部は、
前記判定増幅回路の出力が所定の範囲であれば非導通、所定の範囲でなければ導通するクリップトランジスタを有する
ことを特徴とする請求項1記載の撮像装置。 The determination unit
A bypass transistor that is non-conductive if the read voltage is within a predetermined range, and that is conductive if the read voltage is not within the predetermined range;
A determination capacitor for preliminarily holding charges discharged by the bypass transistor;
A determination amplifier circuit that amplifies the voltage of the determination capacitor;
The determination output unit
The imaging apparatus according to claim 1, further comprising a clip transistor that is non-conductive when the output of the determination amplifier circuit is within a predetermined range, and that is conductive when the output is not within the predetermined range.
ことを特徴とする請求項2記載の撮像装置。 The imaging device according to claim 2, wherein the bypass transistor and the clip transistor are NMOS transistors.
ことを特徴とする請求項2記載の撮像装置。 The bypass transistor is non-conductive when the read voltage is higher than a potential indicating the potential of the bypass transistor, and is conductive when the read voltage is equal to or lower than a potential indicating the potential of the bypass transistor. 2. The imaging device according to 2.
ことを特徴とする請求項2に載の撮像装置。 The imaging apparatus according to claim 2, wherein a constant voltage is supplied to a gate of the bypass transistor.
ことを特徴とする請求項2記載の撮像装置。 A constant voltage is supplied to a drain of the clip transistor so that a difference from a reset voltage in a vertical signal line from which luminance information is output from the signal output means is equal to or higher than a saturated output signal. The imaging device according to claim 2.
前記判定容量を充電することによって初期化する初期化手段と、
前記判定容量の電圧を前記判定増幅回路に伝達、又は、前記判定増幅回路の入力を一定電位に固定して前記判定増幅回路での消費電流を抑制する増幅器スイッチ手段と、
前記判定増幅回路の出力を前記クリップトランジスタに伝達、又は、前記クリップトランジスタを非導通にするクリップスイッチ手段と
を有することを特徴とする請求項2記載の撮像装置。 The determination unit further includes:
Initialization means for initializing by charging the determination capacity;
An amplifier switch that transmits the voltage of the determination capacitor to the determination amplifier circuit, or suppresses current consumption in the determination amplifier circuit by fixing an input of the determination amplifier circuit to a constant potential;
The imaging apparatus according to claim 2, further comprising: clip switch means that transmits an output of the determination amplification circuit to the clip transistor or makes the clip transistor non-conductive.
ことを特徴とする請求項7記載の撮像装置。 The imaging apparatus according to claim 7, wherein the initialization unit, the amplifier switch unit, and the clip switch unit are transistors.
ことを特徴とする請求項2記載の撮像装置。 The imaging device according to claim 2, wherein the determination unit is driven by at least one pulse.
前記判定出力部は、前記信号出力線に隣接して配置されている
ことを特徴とする請求項1記載の撮像装置。 The determination unit is disposed adjacent to the unit cell,
The imaging apparatus according to claim 1, wherein the determination output unit is disposed adjacent to the signal output line.
ことを特徴とする請求項1記載の撮像装置。 The imaging apparatus according to claim 1, wherein the determination output unit is arranged such that a distance from the signal output line is shorter than a distance from the determination unit.
前記リセット電圧及び前記リード電圧を増幅する信号増幅回路と、
前記リセット電圧及び前記リード電圧に含まれるノイズをキャンセルするノイズキャンセル回路とを有し、
前記信号増幅回路及び前記ノイズキャンセル回路は、前記判定部と前記判定出力部との間に位置するように、配置されている
ことを特徴とする請求項1記載の撮像装置。 The signal output means includes
A signal amplification circuit for amplifying the reset voltage and the read voltage;
A noise cancellation circuit for canceling noise included in the reset voltage and the read voltage;
The imaging apparatus according to claim 1, wherein the signal amplification circuit and the noise cancellation circuit are arranged so as to be positioned between the determination unit and the determination output unit.
前記判定出力部を構成するNMOSトランジスタのゲートには、前記判定部による判定結果を示す信号を伝達する制御信号線が接続され、
前記制御信号線は、前記信号増幅回路及び前記ノイズキャンセル回路を含む回路ブロックを通過するように配線されている
ことを特徴とする請求項12記載の撮像装置。 The determination output unit includes an NMOS transistor,
A control signal line for transmitting a signal indicating a determination result by the determination unit is connected to a gate of the NMOS transistor constituting the determination output unit,
The imaging apparatus according to claim 12, wherein the control signal line is wired so as to pass through a circuit block including the signal amplification circuit and the noise cancellation circuit.
前記信号出力線には、クランプ電圧を供給するクランプトランジスタと、前記差分を示す輝度情報を保持するサンプリング容量とが接続され、
前記クリップトランジスタ、前記クランプトランジスタ及び前記サンプリング容量は、隣接して配置されている
ことを特徴とする請求項1記載の撮像装置。 The determination output unit includes a clip transistor connected to the signal output line,
A clamp transistor that supplies a clamp voltage and a sampling capacitor that holds luminance information indicating the difference are connected to the signal output line,
The imaging apparatus according to claim 1, wherein the clip transistor, the clamp transistor, and the sampling capacitor are arranged adjacent to each other.
前記入射光が高輝度であるか否かを判定し、
前記入射光が光輝度であると判定された場合に、光電変換部を有する撮像部から出力されるリセット電圧とリード電圧との差を示す輝度情報が出力される信号出力線に、前記差を示す輝度情報に代えて、前記入射光が高輝度であることを示す輝度情報を前記信号出力線に出力する
ことを特徴とする撮像方法。 An imaging method that suppresses a blackout phenomenon that may occur when light incident on an imaging device has high brightness,
Determining whether the incident light is high brightness,
When it is determined that the incident light has light luminance, the difference is applied to a signal output line from which luminance information indicating a difference between a reset voltage output from an imaging unit having a photoelectric conversion unit and a read voltage is output. Instead of the luminance information to be displayed, luminance information indicating that the incident light has high luminance is output to the signal output line.
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