JP3022166B2 - 固体撮像素子 - Google Patents

固体撮像素子

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JP3022166B2
JP3022166B2 JP6131945A JP13194594A JP3022166B2 JP 3022166 B2 JP3022166 B2 JP 3022166B2 JP 6131945 A JP6131945 A JP 6131945A JP 13194594 A JP13194594 A JP 13194594A JP 3022166 B2 JP3022166 B2 JP 3022166B2
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敏樹 金道
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、画像信号を得るテレビ
カメラ等撮像機器の固体撮像素子に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、固体撮像素子は低消費電力、小型
軽量で信頼性が高いなどの多くの長所からテレビカメラ
などの撮像素子の主流になりつつある。以下に従来の固
体撮像素子について説明する。
【0003】図8は現在よく使われているインタトラン
スファ方式CCD撮像素子の基本構成を示す概念図であ
る。図8において、1は光ダイオードであり、32は転
送ゲートであり、33は垂直転送CCDであり、34は
水平転送CCDであり、35は出力アンプである。
【0004】以上のように構成されたインタトランスフ
ァ方式CCD撮像素子の動作について、説明する。光ダ
イオード1は光学系を通して入射した光を光電変換し、
電荷を蓄積する。転送ゲート32は転送ゲートパルスを
受けて、ゲートを開け光ダイオードに蓄積した電荷を垂
直転送CCD33に送る。垂直転送CCD33は垂直ク
ロックにしたがって、一行づつ電荷を水平転送CCD3
4に転送する。水平転送CCD34は、垂直転送CCD
33より転送された電荷を水平クロックに従って出力ア
ンプ35に一つづつ転送する。出力アンプ35は転送さ
れた電荷を増幅して出力する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の従
来の構成では、光信号の電気信号への変換を光ダイオー
ド1に蓄積された電荷で行っているために、強い入射光
があった場合に光ダイオード1が飽和する、電荷を転送
する際の信号劣化の為に、撮像素子としてのダイナミッ
クレンジが十分確保できないという課題があった。本発
明は上記の従来の課題を解決するもので、電荷が蓄積さ
れる速度に基づいて入射した光の強度を検知する固体撮
像素子を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の固体撮像素子は、入射光を電気信号に変える
光ダイオードと、光ダイオードに蓄積された電荷を解放
するリセットスイッチと、光ダイオードの電位と外部か
ら与えられる参照電位とを比較し比較信号を出力する比
較器と、光ダイオードの電位と低電位参照電位を比較し
低電位比較信号を出力する低電位比較器と、前記低電位
比較信号よりカウントをスタートし、前記比較信号によ
りストップするカウンタとから成る複数の受光回路と、
前記受光回路毎にカウンタの値を記憶するメモリとを
する構成をとる。
【0007】
【作用】この構成によって、クロックカウンタは光ダイ
オードの電位が参照電位となるまでの時間を計測するこ
とで、入射光の強度を取り出すことができる。したがっ
て、光ダイオードが飽和するような入射光に対しても、
光ダイオードが参照電位となるまでの時間は有限である
ことから入射光強度を計測することができ、従来の固体
撮像素子と比較してダイナミックレンジの広い固体撮像
素子を実現できる。
【0008】
【実施例】以下本発明の第一の実施例について、図面を
参照しながら説明する。
【0009】図1において、10は受光回路であり、1
1は垂直シフトレジスタであり、12は垂直スイッチで
あり、13は垂直信号線であり、14は水平シフトレジ
スタであり、15は水平スイッチである。図2(a)
は、受光回路10の詳しい構成を示す図面である。図2
(a)において、1は入射光を電気信号に変える光ダイ
オードであり、2は光ダイオードに蓄積された電荷を解
放するリセットスイッチであり、3は光ダイオードの電
位と外部から与えられる参照電位を比較し光ダイオード
の電位が参照電位より低いとき比較信号Hを出力する比
較器であり、4、5はAND回路であり、6はクロック
カウンタである。
【0010】以上のように構成された固体撮像素子につ
いて、その動作を説明する。まず、受光回路10の動作
について、図2(b)に示したタイミングチャートを参
照しながら説明する。リセット信号(H)が入力され、
クロックカウンタの内容を0にセットし、リセットスイ
ッチ2がONになり、リセット信号(H)はNOT回路
によって信号R1(L)になってAND回路5に入力さ
れ、AND回路5の出力C2はLとなる。これによって
光ダイオード1を接地し、その電荷を解放する。これに
ともない光ダイオード1の電位Vphは0となり、外部か
ら与えられる参照電位Vrefに対して Vph < Vref となる。比較器3は比較信号Out(H)をAND回路
4に出力する。AND回路4は比較信号Out(H)と
クロック信号clockのANDをとって出力する。図
2(b)ではクロックパルスを等間隔にとっている。次
にリセット信号がLになり、リセットスイッチ2がOF
Fとなり、信号R1はHとなる。AND回路5はクロッ
ク信号をクロックカウンタ6に送るようになり、クロッ
クカウンタ6はクロックからのクロック信号をカウント
アップする。一方、電荷を解放し、接地状態から解かれ
た光ダイオード1は、入射光強度に応じた速度で光電効
果によって電位Vphが上がり始める。一方、クロックカ
ウンタ6は比較器3は、光ダイオード1の電位Vphと外
部から与えられる参照電位Vrefとを比較し、 Vph ≧ Vref となると、比較信号OutはLとなる。比較信号Out
(L)を受けて、AND回路4は、クロックカウンタ6
へのクロック信号を遮断する。こうしてクロックカウン
タ6は、光ダイオード1の電位Vphが0から参照電位V
refになるまでの時間をクロックカウンタ値として保持
する。
【0011】こうして各受光回路10に保持されている
クロックカウンタ値は、次のようにして読み出される。
まず、垂直シフトレジスタ11から、ゲートON電圧が
出力され、一ライン分の垂直スイッチがONになる。次
に、水平シフトレジスタ14から水平スイッチのゲート
ON電圧が出力され、一つの垂直信号線が出力信号線に
つながり、一受光回路10のクロックカウンタ値が読み
出される。この読みだし動作を、TVカメラの規格で定
まる適切に定められた順序で垂直シフトレジスタ11、
水平レジスタ14を制御することにより、TVカメラ規
格にあった画像信号が読み出される。受光回路10のリ
セット信号については図面が煩雑になるので図面上への
記入は省略したが、読みだし用の回路と同様の構成をと
るリセット用の配線を行い、同様の動作により、各受光
回路10にリセット信号をおくればよい。
【0012】なお、各受光回路10の露光時間は短くな
るが、リセット信号は全ての受光回路10に同時に送る
簡便な構成をとることは容易である。この場合には、ク
ロックパルスを等間隔にとる必要はなくなる。これを利
用して、例えばn回目のクロックパルスを時刻t=n2
に発生させるようにすれば、上記実施例では輝度がクロ
ックカウンタ値の逆数に比例するが、輝度Yとクロック
カウンタ値CNTとの関係を Y=Y0−a・CNT(Y0は計測可能な最大輝度、a
は定数) とできる。クロックパルスの間隔を変化させるために
は、例えばクロック変換回路を設け、t=1,2,3,
…のように単位時間毎に送られてくるクロックを、クロ
ック変換回路によりt2に変換し、受光回路にはt=
1,4,9,…という時刻にクロック信号を発生させる
ようにすればよい。このようにクロックパルスの間隔を
t、t2、log(t)、または
【0013】
【外1】
【0014】などにとることにより、カウンタ値と輝度
の関係を必要に応じて、対数関係などに自由に設定でき
る。以上のようにして、クロックパルス間隔を変化させ
ることにより、輝度が低く参照電位に達するまでの時間
が長い場合にカウンタ値が増加し過ぎることがない。
【0015】また、上記実施例においては参照電位Vre
f一定としたが、参照電位をリセット信号入力時t=0
から次のリセット信号入力時t=Tまでの間に Vref(t)=V0(T0−t)/T0 (V0は定数、T0は最大測光時間)と漸減させること
もできる。これにより、リセット信号の時間間隔で光ダ
イオードの電位Vphがt=0における参照電位、これは
固定された参照電位に相当するV0に達しない場合にも
測光が可能になり、低輝度被写体に対する撮像特性を改
善することができる。加えて、参照電位Vrefは、受光
回路ごとに別々に設定してもよい。さらに、信号転送時
の信号劣化を許容すれば、クロックカウンタはアナログ
積分回路に置き換えることできる。
【0016】本実施例による固体撮像素子は、入射光の
強さを光ダイオードにおける電荷蓄積時間によって取り
出すものであり、入射光が光ダイオードを飽和させるほ
ど強い場合であっても、その過渡状態を取り出すことに
より、入射光の強度を測定することができるため、従来
の固体撮像素子と比較して広いダイナミックレンジをえ
ることができる。また、入射光の強度はクロックカウン
タによってデジタル量で得られるので、画素信号の転送
にともなう信号の劣化を避けることができる。
【0017】なお、本実施例においては、光ダイオード
1を微小電圧源とした場合について説明したが、光ダイ
オード1を図3に示した微小電流源として構成してもか
まわない。その際は、光ダイオード1の替わりに図3に
示した回路を用いれば良い。これは、以下の実施例にお
いても同様であるので繰り返さない。
【0018】(実施例2)以下、本発明の第2の実施例
について、図面を参照しながら説明する。
【0019】図4(a)は、第2の実施例における受光
回路10の詳しい構成を示す図面である。図4(a)に
おいて、1は入射光を電気信号に変える光ダイオードで
あり、2は光ダイオードに蓄積された電荷を解放するリ
セットスイッチであり、3は光ダイオードの電位と外部
から与えられる参照電位を比較し光ダイオードの電位が
参照電位より低いとき比較信号を出力する比較器であ
り、5はAND回路であり、6はクロックカウンタであ
り、7はメモリセルであり、21は光ダイオード1の電
位と下限電位を比較する低電位比較器であり、22はR
S型のフリップフロップ回路であり、23、26はOR
回路であり、24、25は抵抗器であるある。
【0020】以上のように構成された固体撮像素子の受
光回路について、その動作を図4(b)に示したタイミ
ングチャートを参照しながら説明する。抵抗器24、2
5は外部から与えられる参照電位Vref を、低電位比較
器21に与えるに適切な電位Vlowとなるように設定さ
れている。
【0021】外部よりリセット信号(H)が入力される
と、RS型のフリップフロップ回路22の出力をHに設
定し、OR回路26の出力はHとなってクロックカウン
タ6の内容を0にセットする。OR回路23は信号R2
(H)を出力し、リセットスイッチ2をON状態にし、
負論理で接続されたAND回路5の出力C2 をLに保
つ。リセットスイッチ2がON状態になることにより、
光ダイオード1は接地され、その電荷を解放する。これ
にともない光ダイオード1の電位Vphは0となる。外部
から与えられる参照電位Vrefに対して Vph < Vlow < Vref となる状態において、比較器3は比較信号CH(L)を
出力する。低電位比較器21は低電位比較信号CL
(H)を出力する。
【0022】外部からのリセット信号がLになると、O
R回路23からの出力信号R2はLになり、リセットス
イッチ2がOFF状態になり、クロックカウンタ6のリ
セットも終了する。接地状態から解かれた光ダイオード
1は、入射光強度に応じた速度で光電効果によって電位
Vphが上がり始める。また、OR回路23からの出力は
AND回路5に負論理接続されているから、クロック信
号がクロックカウンタ6に送られる。クロックカウンタ
6はクロック信号をカウントアップする。
【0023】比較器3は、光ダイオード1の電位Vphと
外部から与えられる参照電位Vrefとを比較し、 Vph ≧ Vref となると、比較信号CH(H)を出力する。メモリセル
7は比較器3からの比較信号CH(H)を受け、クロッ
クカウンタ6の値を読み込む。同じく、RS型フリップ
フロップ回路22の出力Outは、HからLになる。O
R回路23の出力信号R2はLからHになり、AND回
路5が閉じられ、リセットスイッチ2がON状態になり
光ダイオード1の放電が始まる。光ダイオード1の電位
Vphが Vph ≦ Vlow となると、低電位比較信号CL(H)が出力される。低
電位比較信号CL(H)はOR回路26を通って、クロ
ックカウンタ6をリセットする。低電位比較信号CL
(H)を受けて、RS型フリップフロップ回路22の出
力OutはLからHになる。
【0024】以下は、同様の動作が繰り返される。こう
して、メモリセル7は、光ダイオード1の電位VphがV
lowから参照電位Vrefになるまでの時間をクロックカウ
ンタ値として保持する。各受光回路10のメモリセル7
に保持されているクロックカウンタ値は、DRAMで用
いられている手法によって読み出すことができる。
【0025】なお、好ましい実施例においては、カウン
タはその保持する値が最大値となった時には、クロック
信号のカウントアップ停止して、その最大値を保持する
ように構成される。
【0026】図5(a)は本実施例の構成と動作を説明
するための概念図である。図5(a)の受光部17は、
各受光回路10のメモリセル7を除いたものの集合体で
あり、メモリ16は各々の受光回路10のメモリセル7
の集合体である。受光部17内の各受光回路は、メモリ
16内の対応する各メモリセル7に独立にアクセスし、
図5(b)に示したように、各受光回路(図では3つ)
がそれぞれ異なるタイミングでメモリセル7への転送を
行い、メモリセル7のデータ(クロックカウンタ値)を
書き換える。画像信号はメモリ16から規格に基づい
て、読み出される。この読み出しは、前記実施例1と同
様に行えばよい。これにより、本実施例による固体撮像
素子は、実施例1で述べた効果の他に、メモリセル7を
設けることにより、各受光回路10における入射光の強
度の測定をデータ読みだしの時間とは独立におこなうこ
とができる。このため、実施例1の固体撮像素子に比較
して、入射光が弱い場合にもTVの規格から要求される
約1/30秒という従来の固体撮像素子の露光時間の制
限に捕らわれない撮像が可能と同時に、より広いダイナ
ミックレンジを確保することができる。
【0027】(実施例3)以下本発明の第3の実施例に
ついて、図面を参照しながら説明する。
【0028】図6(a)は、第3の実施例における受光
回路10の詳しい構成を示す図面である。図6(a)に
おいて、1は入射光を電気信号に変える光ダイオードで
あり、2は光ダイオードに蓄積された電荷を解放するリ
セットスイッチであり、3は光ダイオードの電位と外部
から与えられる参照電位を比較し光ダイオードの電位が
参照電位より低いとき比較信号Out(H)を出力する
比較器であり、4はAND回路であり、6はクロックカ
ウンタであり、7はメモリセルであり、27はRS型フ
リップフロップ回路であり、28は遅延回路であり、2
9はOR回路である。
【0029】以上のように構成された固体撮像素子の受
光回路について、その動作を図6(b)に示したタイミ
ングチャートを参照しながら説明する。本実施例におい
ては、実施例1と同様に読みだし周期ごとにリセット信
号が入力される。まず、外部よりスタート信号star
t(H)が入力されると、RS型フリップフロップ回路
27の出力信号OutはLになり、カウンタ6はリセッ
トされる。出力信号Out(L)を受けたAND回路4
は、ゲートを閉じる。負論理接続されたリセットスイッ
チ2は出力信号Out(L)を受けてON状態になる。
一方、出力信号Out(L)を受けたAND回路4はゲ
ートを閉じる。次に、リセット信号reset(H)が
入力される。リセットスイッチ2がON状態になること
により、光ダイオード1は接地され、その電荷を解放す
る。これにともない光ダイオード1の電位Vphは0とな
る。外部から与えられる参照電位Vrefに対して Vph < Vref となる状態において、比較器3は比較信号CH(L)を
出力する。
【0030】外部からのリセット信号resetがLに
なると、接地状態から解かれた光ダイオード1は、入射
光強度に応じた速度で光電効果によって電位Vphが上が
り始める。また、RS型フリップフロップ回路27の出
力信号OutはLからHになり、AND回路4のゲート
が開けられ、クロック信号がクロックカウンタ6に送ら
れる。クロックカウンタ6はクロック信号をカウントア
ップする。
【0031】まず、読みだし周期より、光ダイオードの
電位がVref になる時間が短い場合について説明する。
比較器3は、光ダイオード1の電位Vphと外部から与え
られる参照電位Vrefとを比較し、 Vph ≧ Vref となると、比較信号CH(H)を出力する。比較信号C
H(H)を受けて、フリップフロップ回路27の出力信
号OutはHからLになり、AND回路4のゲートは閉
じられ、クロック信号を遮断される。また、メモリセル
7はクロックカウンタ6からカウンタ値を読み込む。遅
延回路28を通った出力信号Out(L)は負論理接続
されたOR回路29を通って、メモリセルにクロックカ
ウンタ値を転送したクロックカウンタ6をリセットす
る。こうして、メモリセル7は、光ダイオード1の電位
Vphが0から参照電位Vref になるまでの時間をクロッ
クカウンタ値として保持する。
【0032】リセット信号reset(H)が入力され
ると、RS型フリップフロップ回路27の出力信号Ou
tがLからHになり、再び入射光強度の測定を開始す
る。
【0033】次に、読みだし周期より、光ダイオードの
電位がVref になる時間が長い場合について説明する。
比較器3の出力信号がCH(L)を保っている間、すな
わち、光ダイオード1の電位Vphと外部から与えられる
参照電位Vref とを比較し、 Vph < Vref である間はリセット信号が入力されても、RS型フリッ
プフロップ回路の出力信号OutはLから変化しない。
こうして、リセット信号は無視される。
【0034】光ダイオード1の電位Vphと外部から与え
られる参照電位Vref とを比較し、 Vph ≧ Vref となり、比較器3の出力信号がCH(H)となるまで、
受光回路10は入射光強度の測定を継続する。以下は、
上と同様の動作をする。各受光回路10のメモリセル7
に保持されているクロックカウンタ値は、DRAMで用
いられている手法によって読み出すことができる。
【0035】本実施例によれば、メモリセル7と、リセ
ット信号を受けるRS型フリップフロップ回路27を設
けることにより、図7に示したように、入射光の強度が
強い受光回路10のサンプリングタイミングはTVカメ
ラの場合1/30秒ごとに同時に行われ、強度が弱い受
光回路のサンプリングタイミングは、必要な信号が得ら
れるごとにサンプリングされるダイナミックレンジの広
い固体撮像素子を得ることができる。
【0036】
【発明の効果】以上のように本発明は、入射光を電気信
号に変える光ダイオードと、光ダイオードの電位と外部
から与えられる参照電位とを比較する比較器と、クロッ
クカウンタとから受光単位を構成し、外部に各画素に高
周波のクロックパルスを与えるクロックを設け、入射光
の強さを光ダイオードにおける電荷蓄積時間によって取
り出すことにより、入射光が光ダイオードを飽和させる
ほど強い場合であっても入射光の強度を測定することが
できるため、従来の固体撮像素子と比較して広いダイナ
ミックレンジをえることができる。また、入射光の強度
はクロックカウンタによってデジタル量で得られるの
で、画素信号の転送にともなう信号の劣化を避けること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例における固体撮像素子の
構成を示す概念図
【図2】(a) 同実施例における固体撮像素子の受光
回路の詳しい構成を示す回路図 (b) 同実施例における固体撮像素子の受光回路の動
作を説明するためのタイミングチャート
【図3】本発明の光ダイオードを微小電圧源から微小電
流源に変更した場合の光ダイオード周辺の回路図
【図4】(a) 本発明の第2の実施例における受光回
路の構成を示す回路図 (b) 同実施例における固体撮像素子の受光回路の動
作を説明するためのタイミングチャート
【図5】同実施例における動作の様子を示す概念図
【図6】(a) 本発明の第3の実施例における受光回
路の構成を示す回路図 (b) 同実施例における固体撮像素子の受光回路の動
作を説明するためのタイミングチャート
【図7】同実施例における動作の様子を示す概念図
【図8】従来の固体撮像素子の構成を示す概念図
【符号の説明】
1 光ダイオード 2 リセットスイッチ 3 比較器 4 AND回路 5 AND回路 6 クロックカウンタ 7 メモリセル 8 抵抗器 9 コンデンサ 10 受光回路 11 垂直シフトレジスタ 12 垂直スイッチ 13 垂直信号線 14 水平シフトレジスタ 15 水平スイッチ 16 メモリ 17 受光部 21 低電位比較器 22 RS型フリップフロップ回路 23 OR回路 24 抵抗器 25 抵抗器 27 RS型フリップフロップ回路 28 遅延回路 29 OR回路 32 転送ゲート 33 垂直転送CCD 34 水平転送CCD 35 出力アンプ

Claims (9)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 すくなくとも、入射光を電気信号に変え
    る光ダイオードと、光ダイオードに蓄積された電荷を解
    放するリセットスイッチと、光ダイオードの電位と外部
    から与えられる参照電位とを比較し比較信号を出力する
    比較器と、光ダイオードの電位と低電位参照電位を比較
    し低電位比較信号を出力する低電位比較器と、前記低電
    位比較信号よりカウントをスタートし、前記比較信号に
    よりストップするカウンタとから成る複数の受光回路
    と、前記受光回路毎にカウンタの値を記憶するメモリと
    を備えたことを特徴とする固体撮像素子。
  2. 【請求項2】 受光回路は、入射光を電気信号に変える
    光ダイオードと、光ダイオードに蓄積された電荷を解放
    するリセットスイッチと、光ダイオードの電位と外部か
    ら与えられる参照電位とを比較し比較信号を出力する比
    較器と、光ダイオードの電位と低電位参照電位を比較し
    低電位比較信号を出力する低電位比較器と、前記低電位
    比較信号よりセットし、前記比較信号によりリセットす
    るフリップフロップ回路と、クロック信号と前記フリッ
    プフロップ回路からの出力を受けるAND回路と、前記
    AND回路からの信号をカウントアップするカウンタ
    と、リセット信号と比較器からの比較信号を受け前記カ
    ウンタをリセットするOR回路と、リセット信号と前記
    フリップフロップ回路からの負論理信号で受け、リセッ
    トスイッチに入力するOR回路とから成ることを特徴と
    する請求項1記載の固体撮像素子。
  3. 【請求項3】 光ダイオードの電位と比較する参照電位
    は、外部からそれぞれ独立に与えられることを特徴とす
    る請求項1または2記載の固体撮像素子。
  4. 【請求項4】 受光回路は、入射光を電気信号に変える
    光ダイオードと、光ダイオードに蓄積された電荷を解放
    するリセットスイッチと、光ダイオードの電位と外部か
    ら与えられる参照電位を比較し比較信号を出力する比較
    器と、スタート信号によって出力信号Lを出力し比較器
    からの比較信号とリセット信号を受けるフリップフロッ
    プ回路と、フリップフロップ回路からの出力とクロック
    信号を受けるAND回路と、前記AND回路からの信号
    をカウントアップするカウンタと、前記フリップフロッ
    プ回路からの出力を受ける遅延回路と、スタート信号と
    前記遅延回路からの出力を受け前記カウンタをリセット
    するOR回路とから構成したことを特徴とする請求項
    記載の固体撮像素子。
  5. 【請求項5】 入射光を電気信号に変える光ダイオード
    と、抵抗器と、光ダイオードからの電流を蓄積するコン
    デンサと、コンデンサに蓄積された電荷を解放するリセ
    ットスイッチと、前記コンデンサの電位と外部から与え
    られる参照電位を比較し比較信号を出力する比較器と、
    前記コンデンサの電位と低電位参照電位を比較し低電位
    比較信号を出力する低電位比較器と、前記低電位比較信
    号でよりセットし、前記比較信号によりリセットするフ
    リップフロップ回路と、クロック信号と前記フリップフ
    ロップ回路からの出力を受けるAND回路と、前記AN
    D回路からの信号をカウントアップするカウンタと、リ
    セット信号と比較器からの信号を受け前記カウンタをリ
    セットするOR回路と、リセット信号と前記フリップフ
    ロップ回路からの負論理信号を受け前記リセットスイッ
    チに入力するOR回路とから受光回路と、前記受光回路
    毎にカウンタの値を記憶するメモリとを備え、前記受光
    回路毎に光ダイオードの電位が前記参照電位に達するま
    での時間をクロックからのクロック信号をカウントアッ
    プすることにより計測することを特徴とする固体撮像素
    子。
  6. 【請求項6】 受光回路は、入射光を電気信号に変える
    光ダイオードと、抵抗器と、光ダイオードからの電流を
    蓄積するコンデンサと、コンデンサに蓄積された電荷を
    解放するリセットスイッチと、前記コンデンサの電位と
    外部から与えられる参照電位を比較し比較信号を出力す
    る比較器と、スタート信号によって出力信号Lを出力し
    比較器からの比較信号とリセット信号を受けるフリップ
    フロップ回路と、フリップフロップ回路からの出力とク
    ロック信号を受けるAND回路と、前記AND回路から
    の信号をカウントアップするカウンタと、前記カウンタ
    の値を記憶するメモリセルと、前記フリップフロップ回
    路からの出力を受ける遅延回路と、スタート信号と前記
    遅延回路からの出力を受け前記カウンタをリセットする
    OR回路とから構成したことを特徴とする請求項記載
    の固体撮像素子。
  7. 【請求項7】 全ての受光回路へのリセット信号が同期
    して与えられ、次のリセット信号が入力される間で最新
    のリセット信号入力時からの経過時間をtとしたとき、
    クロックパルス間隔δTはtの関数で与えられる請求項
    1または5記載の固体撮像素子。
  8. 【請求項8】 クロックパルス間隔δTがctr(c、
    rは実数の定数)またはlog(t)で与えられる請求項
    記載の固体撮像素子。
  9. 【請求項9】 全ての受光回路へのリセット信号が同期
    して与えられ、次のリセット信号が入力される間で、最
    新のリセット信号入力時からの経過時間をt、最大測光
    時間をT0としたとき、参照電位Vref(t)が、Vref
    (t)=V0(T0−t)/T0(V0は定数)である
    請求項5から7のいずれかに記載の固体撮像素子。
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