JPH04364679A - Solid-state image pickup device - Google Patents

Solid-state image pickup device

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Publication number
JPH04364679A
JPH04364679A JP3140065A JP14006591A JPH04364679A JP H04364679 A JPH04364679 A JP H04364679A JP 3140065 A JP3140065 A JP 3140065A JP 14006591 A JP14006591 A JP 14006591A JP H04364679 A JPH04364679 A JP H04364679A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
photoelectric conversion
output signal
solid
imaging device
state imaging
Prior art date
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Pending
Application number
JP3140065A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hajime Akimoto
肇 秋元
Haruhisa Ando
安藤 治久
Itaru Mimura
到 三村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
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Abstract

PURPOSE:To realize the solid-state image pickup device having a large dynamic range by using a photoelectric conversion output signal in a nonlinear region as input information together with a photoelectric conversion output signal of a linear region. CONSTITUTION:An output signal of an output amplifier 6 having a nu characteristic and comprising a linear region and a nonlinear region is subjected to low frequency noise reduction through a correlation duplicate sampling(CDS) circuit 8 and the result is converted into a digital signal by an A/D converter 9. The digital signal is inputted to an arithmetic unit (ALU) 10m in which a signal belonging to the nonlinear region is converted into a linear signal. Thus, the vertical overflow drain blooming suppression system is employed for a picture element section in this way to cause the nu characteristic to a signal charge stored in an emitter of a bipolar transistor(TR) 1 and a photoelectric conversion output signal in the nonlinear region is used as input information to realize the solid-state image pickup device having a large dynamic range of 80-100dB or over.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は、光電変換出力信号特性
が線形領域および非線形領域からなる複数の光電変換部
を有する固体撮像装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solid-state imaging device having a plurality of photoelectric conversion sections whose photoelectric conversion output signal characteristics are in a linear region and a nonlinear region.

【0002】0002

【従来の技術】従来の技術では、固体撮像装置における
光電変換出力信号は、線形領域でしか入力情報として用
いられていなかった。例えば、イー・ジー・スティーブ
ンス他による「ア 1メガピクセル IL−CCD イ
メージセンサ ウィズ ア プログレスィブスキャン、
 アンティブルーミング コントロウル アンド ラグ
−フリー オペレイション」エス・ピー・アイ・イー、
1242巻、206〜215頁、1990年(E.G.
Stevens, et al.,“A 1−maga
pixel IL−CCD image sensor
 with a progressive scan,
 antiblooming control and
 lag−free operation,” SPI
E vol.1242, pp.206−215,19
90.)には、Vertical Overflow 
Drain(VOD)(バーティカル、オーバーフロー
、ドレイン)ブルーミング抑圧方式を用いた固体撮像素
子が、その光電変換出力特性に線形領域および非線形領
域を有すること、さらにこの線形領域のみが入力情報で
あり、素子のダイナミックレンジの拡大のためには線形
領域を延ばすことが必要であることが述べてある。この
ような従来技術による固体撮像素子のダイナミックレン
ジは60〜70dB程度である。
2. Description of the Related Art In the prior art, a photoelectric conversion output signal in a solid-state imaging device is used as input information only in a linear region. For example, ``A 1 megapixel IL-CCD image sensor with a progressive scan'' by E.G. Stevens et al.
Antiblooming Control and Lag-Free Operation” SPI,
1242, pp. 206-215, 1990 (E.G.
Stevens, et al. , “A 1-maga
pixel IL-CCD image sensor
with a progressive scan,
antiblooming control and
lag-free operation,” SPI
E vol. 1242, pp. 206-215,19
90. ) has Vertical Overflow
A solid-state image sensor using the Drain (VOD) (vertical, overflow, drain) blooming suppression method has a linear region and a nonlinear region in its photoelectric conversion output characteristics, and furthermore, this linear region is the only input information, and the device's It has been stated that in order to expand the dynamic range, it is necessary to extend the linear region. The dynamic range of such a conventional solid-state image sensor is about 60 to 70 dB.

【0003】従来技術の他の例として、VODブルーミ
ング抑圧方式を用いた固体撮像素子の被写体の一部に極
めて高輝度の部分が存在する際に生じる、垂直CCDに
おける過剰な信号電荷の溢れに起因するブルーミング現
象を抑圧するために、垂直CCDの蓄積容量をホトダイ
オードの蓄積容量の2倍以上に設計することが挙げられ
る。これは、池田他、「1/3インチ36万画素IT−
CCDセンサ」テレビジョン学会技術報告、15巻、ナ
ンバー16、31〜36頁に記載されている。
[0003] Another example of the prior art is the overflow of excessive signal charges in the vertical CCD, which occurs when a part of the subject of a solid-state image sensor using the VOD blooming suppression method has an extremely high brightness. In order to suppress the blooming phenomenon, the storage capacitance of the vertical CCD is designed to be at least twice the storage capacitance of the photodiode. This is a 1/3 inch 360,000 pixel IT-
"CCD Sensor", Television Society Technical Report, Vol. 15, No. 16, pp. 31-36.

【0004】0004

【発明が解決しようとする課題】従来技術を用いて固体
撮像装置のダイナミックレンジの拡大を図った場合、光
電変換部の設計最適化により光電変換出力特性の線形領
域を拡張することになるが、この場合のダイナミックレ
ンジの拡大量は数パーセントから数十パーセント程度に
過ぎない。
[Problems to be Solved by the Invention] When attempting to expand the dynamic range of a solid-state imaging device using the conventional technology, the linear region of the photoelectric conversion output characteristics is expanded by optimizing the design of the photoelectric conversion section. In this case, the amount of expansion of the dynamic range is only about several percent to several tens of percent.

【0005】本発明の目的は、80〜100dB以上の
大ダイナミックレンジを有する固体撮像装置を提供する
ことにある。このような大ダイナミックレンジを有する
固体撮像装置は、スチルカメラ、航空宇宙用カメラ等に
おいて強く求められているものである。
An object of the present invention is to provide a solid-state imaging device having a large dynamic range of 80 to 100 dB or more. Solid-state imaging devices having such a large dynamic range are strongly desired for still cameras, aerospace cameras, and the like.

【0006】本発明の他の目的は、前述した垂直CCD
における過剰な信号電荷の溢れに起因するブルーミング
現象を確実に防止することである。
Another object of the present invention is to improve the vertical CCD as described above.
The purpose of the present invention is to reliably prevent the blooming phenomenon caused by the overflow of excessive signal charges.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的を実現するため
に、本発明の固体撮像装置では、光電変換出力信号特性
が線形領域および非線形領域からなる複数の光電変換部
を有する固体撮像装置において、上記非線形領域の光電
変換出力信号をも、上記線形領域の光電変換出力信号と
ともに入力情報として用いるようにした。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the solid-state imaging device of the present invention includes a plurality of photoelectric conversion units whose photoelectric conversion output signal characteristics are in a linear region and a nonlinear region. The photoelectric conversion output signal in the nonlinear region is also used as input information together with the photoelectric conversion output signal in the linear region.

【0008】上記非線形領域の光電変換出力信号をA/
D(アナログ/ディジタル)変換器等のディジタル信号
処理技術を用いて線形出力信号に変換する。上記非線形
領域の光電変換出力信号を線形出力信号に変換する際の
変換係数を保持するための係数記憶手段を有する。上記
非線形領域の光電変換出力信号の線形出力信号への変換
は、例えば、指数関数で行う。この指数関数は、上記非
線形領域の光電変換出力信号レベルに応じた複数の指数
関数式からなる。上記複数の光電変換部は複数のグルー
プ別に異なった光電変換特性を有し、上記非線形領域の
光電変換出力信号は、上記複数のグループ別に異なった
関数で、それぞれ線形出力信号に変換する。上記非線形
領域の光電変換出力信号の線形出力信号への変換は、変
換係数表(ルックアップテーブル)に従って行う。さら
に、上記非線形領域の光電変換出力信号を当該固体撮像
装置内の制御信号発生のための入力情報として用いる。
The photoelectric conversion output signal in the nonlinear region is converted to A/
A digital signal processing technique such as a D (analog/digital) converter is used to convert the signal into a linear output signal. It has coefficient storage means for holding conversion coefficients for converting the photoelectric conversion output signal in the nonlinear region into a linear output signal. The photoelectric conversion output signal in the nonlinear region is converted into a linear output signal using, for example, an exponential function. This exponential function is composed of a plurality of exponential function expressions depending on the photoelectric conversion output signal level in the nonlinear region. The plurality of photoelectric conversion sections have different photoelectric conversion characteristics for each of the plurality of groups, and the photoelectric conversion output signal in the nonlinear region is converted into a linear output signal using a different function for each of the plurality of groups. Conversion of the photoelectric conversion output signal in the nonlinear region to a linear output signal is performed according to a conversion coefficient table (lookup table). Further, the photoelectric conversion output signal in the nonlinear region is used as input information for generating a control signal within the solid-state imaging device.

【0009】一方、上記非線形領域の光電変換出力信号
を線形出力信号に変換する代わりに、上記線形領域の光
電変換出力信号をA/D変換器等のディジタル信号処理
技術を用いて非線形出力信号に変換してもよい。この場
合も、上記線形領域の光電変換出力信号を非線形出力信
号に変換する際の変換係数を保持するための係数記憶手
段を有する。この係数記憶手段としては、マスクROM
、EPROM、EEPROM、光ディスク、光磁気ディ
スクの不揮発性読み出し専用メモリ等を用いる。なお、
上記線形領域の光電変換出力信号の非線形出力信号への
変換は、例えば、対数関数で行う。
On the other hand, instead of converting the photoelectric conversion output signal in the nonlinear region into a linear output signal, the photoelectric conversion output signal in the linear region is converted into a nonlinear output signal using digital signal processing technology such as an A/D converter. May be converted. In this case as well, coefficient storage means is provided for holding conversion coefficients for converting the photoelectric conversion output signal in the linear region into a nonlinear output signal. As this coefficient storage means, a mask ROM is used.
, EPROM, EEPROM, optical disk, non-volatile read-only memory such as magneto-optical disk, etc. are used. In addition,
The conversion of the photoelectric conversion output signal in the linear region to the nonlinear output signal is performed using, for example, a logarithmic function.

【0010】また、本発明の固体撮像装置は、ベースが
共通に接地され、電気的にフロ−ティングの状態にある
各々のエミッタに光電変換信号電荷を蓄えることができ
る、半導体基板上に形成されたバイポーラトランジスタ
からなる複数の光電変換部と、上記エミッタに蓄えられ
た光電変換信号電荷の読み出し手段、高照度の光信号入
力時に電気的にフロ−ティングの状態にある上記エミッ
タから溢れ出た過剰信号電荷を上記複数のバイポーラト
ランジスタのそれぞれのコレクタ、もしくは共通のコレ
クタを介して掃き出すために、上記コレクタに適当な電
圧を印加するための手段を有する固体撮像装置において
、上記コレクタを介した過剰信号電荷の掃き出しが行わ
れている複数の光電変換部から読み出された光電変換出
力信号をも、過剰信号電荷の掃き出しが行われていない
光電変換部から読み出された光電変換出力信号とともに
、入力情報として用いる。
Further, the solid-state imaging device of the present invention is formed on a semiconductor substrate, the base of which is commonly grounded, and each emitter in an electrically floating state can store photoelectric conversion signal charges. A plurality of photoelectric conversion sections consisting of bipolar transistors, a reading means for the photoelectric conversion signal charge stored in the emitter, and a means for reading out the photoelectric conversion signal charge stored in the emitter, and an excess overflowing from the emitter that is in an electrically floating state when a high-intensity optical signal is input. In a solid-state imaging device, the solid-state imaging device includes means for applying an appropriate voltage to the collectors of the plurality of bipolar transistors in order to sweep the signal charges through the respective collectors or a common collector of the plurality of bipolar transistors. The photoelectric conversion output signals read out from the plurality of photoelectric conversion sections whose charges are being swept out are also input together with the photoelectric conversion output signals read out from the photoelectric conversion sections whose excess signal charges are not being swept out. Use as information.

【0011】上記コレクタを介した過剰信号電荷の掃き
出しが行われている光電変換部から読み出された光電変
換出力信号を、この掃き出しが行われていないと仮定し
た場合に光電変換部から読み出されるべき光電変換出力
信号のレベルに、ディジタル信号処理技術を用いて変換
する。この際、マスクROM、EPROM、EEPRO
M、光ディスク、光磁気ディスクの不揮発性読み出し専
用メモリ等の、変換係数を保持するための係数記憶手段
を有する。この変換は、例えば、指数関数で行う。この
指数関数は、上記コレクタを介した過剰信号電荷の掃き
出しが行われている光電変換部から読み出された光電変
換出力信号のレベルに応じた、複数の指数関数式からな
る。上記複数の光電変換部は複数のグループ別に異なっ
た光電変換特性を有し、上記コレクタを介した過剰信号
電荷の掃き出しが行われている光電変換部から読み出さ
れた光電変換出力信号の、この掃き出しが行われていな
いと仮定した場合に光電変換部から読み出されるべき光
電変換出力信号のレベルへの変換は、上記複数のグルー
プ別に異なった関数を用いてそれぞれ変換する。上記コ
レクタを介した過剰信号電荷の掃き出しが行われている
光電変換部から読み出された光電変換出力信号の、この
掃き出しが行われていないと仮定した場合に光電変換部
から読み出されるべき光電変換出力信号のレベルへの変
換は、変換係数表に従って行う。上記コレクタを介した
過剰信号電荷の掃き出しが行われている複数もしくは単
数の光電変換部から読み出された光電変換出力信号を、
装置内の制御信号発生のための入力情報として用いる。
[0011] A photoelectric conversion output signal read out from the photoelectric conversion section whose excess signal charge is swept out via the collector is read out from the photoelectric conversion section when it is assumed that this sweeping out is not carried out. The level of the photoelectric conversion output signal is converted using digital signal processing technology. At this time, mask ROM, EPROM, EEPRO
It has a coefficient storage means for holding conversion coefficients, such as a non-volatile read-only memory of an optical disc or a magneto-optical disc. This conversion is performed using, for example, an exponential function. This exponential function is composed of a plurality of exponential function expressions depending on the level of the photoelectric conversion output signal read from the photoelectric conversion unit from which excess signal charges are being swept out via the collector. The plurality of photoelectric conversion sections have different photoelectric conversion characteristics for each of the plurality of groups. Assuming that sweeping is not performed, the level of the photoelectric conversion output signal to be read from the photoelectric conversion unit is converted using different functions for each of the plurality of groups. Photoelectric conversion of the photoelectric conversion output signal read out from the photoelectric conversion unit whose excess signal charge is swept out via the collector, and which should be read out from the photoelectric conversion unit when it is assumed that this sweeping out is not performed. Conversion to the level of the output signal is performed according to a conversion coefficient table. A photoelectric conversion output signal read out from a plurality of photoelectric conversion units or a single photoelectric conversion unit from which excess signal charges are swept out via the collector,
Used as input information for generating control signals within the device.

【0012】0012

【作用】本発明では、光電変換出力信号特性が線形領域
を越え非直線性を有する非線形領域に入っても、これを
入力情報として用いることが可能なため、固体撮像装置
のダイナミックレンジを格段に向上することができる。
[Operation] In the present invention, even if the photoelectric conversion output signal characteristics exceed the linear region and enter the nonlinear region with nonlinearity, this can be used as input information, so the dynamic range of the solid-state imaging device can be significantly increased. can be improved.

【0013】また、本発明では、光電変換出力信号特性
が線形領域を越え非線形領域に入った際の特性を入力情
報として用い、絞りもしくは電子シャッタ動作等を制御
することにより、垂直CCDにおける過剰な信号電荷の
溢れに起因するブルーミング現象を確実に防止すること
ができる。
Furthermore, in the present invention, the characteristics when the photoelectric conversion output signal characteristics exceed the linear region and enter the nonlinear region are used as input information, and by controlling the aperture or electronic shutter operation, etc., excessive noise in the vertical CCD is eliminated. Blooming phenomenon caused by overflow of signal charges can be reliably prevented.

【0014】[0014]

【実施例】【Example】

(第1の実施例)以下本発明の第1の実施例を、図1お
よび図2を用いて説明する。図1は、本実施例による固
体撮像装置の構成図である。半導体基板上には、バイポ
ーラトランジスタ1、読み出しゲートスイッチ3、垂直
CCDレジスタ4から成る単位画素5が、m×nのマト
リクス状に配置されている。各画素のバイポーラトラン
ジスタ1のベースは共通に接地されており、さらにコレ
クタ2には所定の電圧が与えられている。このときのコ
レクタ2は、n型の半導体基板そのものを用いた共通コ
レクタとする。全ての上記垂直CCDレジスタ4の一端
は水平CCDレジスタ6に接続されており、さらにこの
水平CCDレジスタ6の一端は出力アンプ7に入力して
いる。ここまでの構成は、従来のインターラインCCD
型固体撮像素子の基本構成と同様である。出力アンプ7
の出力は、相関2重サンプリング(CDS)回路8、A
/D変換器9、を経て算術演算ユニット(ALU)10
に入力する。ALU10は、読み出し専用メモリ(RO
M:リード オンリ メモリ(Read Only M
emory))11から送られるデータを用いて中央演
算ユニット(CPU)12の指示に従って所定のデータ
処理を行い、演算結果を出力端子13へと出力する。ま
た、CPU12はバス14を用いて外部と信号のやり取
りを行っており、さらに撮像部の駆動回路15の動作条
件の指示をも行う。
(First Embodiment) A first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is a configuration diagram of a solid-state imaging device according to this embodiment. On the semiconductor substrate, unit pixels 5 each consisting of a bipolar transistor 1, a readout gate switch 3, and a vertical CCD register 4 are arranged in an m×n matrix. The bases of the bipolar transistors 1 of each pixel are commonly grounded, and the collectors 2 are applied with a predetermined voltage. The collector 2 at this time is a common collector using the n-type semiconductor substrate itself. One end of all the vertical CCD registers 4 is connected to a horizontal CCD register 6, and one end of this horizontal CCD register 6 is further input to an output amplifier 7. The configuration up to this point is a conventional interline CCD.
The basic configuration is the same as that of a type solid-state image sensor. Output amplifier 7
The output of correlated double sampling (CDS) circuit 8, A
/D converter 9, and then an arithmetic operation unit (ALU) 10.
Enter. ALU10 is a read-only memory (RO
M: Read only memory (Read Only M
Using data sent from the memory) 11, predetermined data processing is performed according to instructions from a central processing unit (CPU) 12, and the calculation results are output to an output terminal 13. The CPU 12 also exchanges signals with the outside using the bus 14, and also instructs the operating conditions of the drive circuit 15 of the imaging section.

【0015】以下、本実施例の動作を説明する。各画素
5に入射した信号光は、npnバイポーラトランジスタ
1のエミッタ−ベース間において光電変換され、電気的
にフローティングの状態にあるエミッタには光電子から
成る信号電荷が蓄積される。蓄積された信号電荷は、所
定のタイミングで読み出しゲートスイッチ3を介して垂
直CCDレジスタ4へ読み出され、さらに水平CCDレ
ジスタ6を経て順次出力アンプ7へと入力される。出力
アンプ7からは、バイポーラトランジスタ1のエミッタ
に蓄積された、信号電荷の量に応じた信号が出力される
ことになる。ここで、上記のバイポーラトランジスタ1
に極めて強い信号光が入射した場合、電気的にフローテ
ィングの状態にあるエミッタに生じる信号電荷が隣接画
素や垂直CCDレジスタ4へ溢れ出すことによる、ブル
ーミングとよばれる画質劣化現象が生じる恐れがある。 これに対してn型の半導体基板そのものを用いた共通コ
レクタ2に所定の電圧を印加し、上記エミッタに生じる
過剰な信号電荷をn型の半導体基板に掃き出すことによ
って、このブルーミングは抑圧できることが知られてお
り、これはVOD(バーティカル オーバフロー ドレ
イン(Vertical Overflow Drai
n))ブルーミング抑圧方式とよばれる。ところが本実
施例のようにVODブルーミング抑圧方式を用いた場合
、バイポーラトランジスタ1のエミッタに蓄積される信
号電荷には、ニー特性が生じることが知られている。こ
れを図2を用いて説明する。
The operation of this embodiment will be explained below. Signal light incident on each pixel 5 is photoelectrically converted between the emitter and base of the npn bipolar transistor 1, and signal charges consisting of photoelectrons are accumulated in the electrically floating emitter. The accumulated signal charges are read out to the vertical CCD register 4 via the readout gate switch 3 at a predetermined timing, and then sequentially input to the output amplifier 7 via the horizontal CCD register 6. The output amplifier 7 outputs a signal corresponding to the amount of signal charge accumulated in the emitter of the bipolar transistor 1. Here, the above bipolar transistor 1
When extremely strong signal light is incident on the emitter, which is in an electrically floating state, signal charges generated in the emitter may overflow to adjacent pixels or the vertical CCD register 4, which may cause a phenomenon of image quality deterioration called blooming. On the other hand, it is known that this blooming can be suppressed by applying a predetermined voltage to the common collector 2 using the n-type semiconductor substrate itself and sweeping out the excess signal charge generated in the emitter to the n-type semiconductor substrate. This is called VOD (Vertical Overflow Drain).
n)) It is called blooming suppression method. However, when the VOD blooming suppression method is used as in this embodiment, it is known that a knee characteristic occurs in the signal charge accumulated in the emitter of the bipolar transistor 1. This will be explained using FIG. 2.

【0016】図2は、図1に示したa点における出力信
号特性の測定例を示し、(a)は線形で、(b)は対数
で受光面照度を横軸に取り、縦軸に出力アンプ7の出力
信号を示したものである。図中の領域Aは、VODブル
ーミング抑圧が働き始める前の出力信号特性であり、良
い線形性を示す。一方領域Cは、VODブルーミング抑
圧が働いている際の出力信号特性であり、ほぼ対数関数
で近似することができる。領域Bは、両領域の遷移領域
であり、VODブルーミング抑圧が働き始めるところに
相当する。(a)に示したように出力信号特性が折れ曲
がることをニー特性とよぶが、これはバイポーラトラン
ジスタ1のエミッタに生じる過剰な信号電荷をn型の半
導体基板に掃き出す際のベース領域の電位が、この掃き
出し電流の値によって変調され、この結果エミッタに蓄
積される信号電荷量が変調されることによって生じる現
象である。
FIG. 2 shows an example of measuring the output signal characteristics at point a shown in FIG. 1, where (a) is linear and (b) is logarithmic, the horizontal axis represents the light receiving surface illuminance, and the vertical axis represents the output signal characteristic. It shows the output signal of the amplifier 7. Region A in the figure is the output signal characteristic before VOD blooming suppression starts working, and shows good linearity. On the other hand, region C is the output signal characteristic when VOD blooming suppression is working, and can be approximately approximated by a logarithmic function. Region B is a transition region between both regions, and corresponds to the point where VOD blooming suppression begins to work. The bending of the output signal characteristics as shown in (a) is called the knee characteristic, and this means that the potential of the base region when the excess signal charge generated at the emitter of the bipolar transistor 1 is swept out to the n-type semiconductor substrate is This phenomenon occurs when the amount of signal charge accumulated in the emitter is modulated by the value of this sweep current.

【0017】以上のように、出力アンプ7の出力信号は
、ニー特性を持ち、図2に領域Aとした線形領域および
、領域B、Cとした非直線性を有する非線形領域からな
る。ここで本発明においては、線形の領域Aと同様に、
非直線性を有する非線形領域B、Cをも信号として取り
扱うことができる。上記の出力アンプ7の出力信号はC
DS回路8を介して低域雑音を低減された後、A/D変
換器9でディジタル信号に変換され、ALU10に入力
され、ここで非線形領域B、Cに属する信号をも線形信
号に変換される。ROM11には、この変換操作に必要
な変換係数および関数が予め記憶されており、CPU1
2はALU10に入力された信号のレベルに応じた変換
係数および関数をROM11からALU10に転送し、
変換操作を行わせる。このとき前述の領域C、場合によ
っては領域Bに属する信号の変換にも、指数関数を用い
ると便利である。なお、ROM11の入力データは、個
々の固体撮像装置のニー特性測定データを基にして作成
してもよいし、個々の固体撮像装置の特性のばらつきが
許容できるような用途に対しては、代表的な特性値や理
論特性を基にして作成してもよい。上記変換操作後の線
形信号は、出力端子13へと出力されるが、CPU12
は、この出力信号の値を入力として、電子シャッタ動作
などの、撮像部の駆動回路15の最適動作条件の指示を
も行う。
As described above, the output signal of the output amplifier 7 has a knee characteristic and consists of a linear region shown as region A in FIG. 2 and a nonlinear region shown as regions B and C having nonlinearity. Here, in the present invention, similarly to the linear region A,
Nonlinear regions B and C having nonlinearity can also be treated as signals. The output signal of the above output amplifier 7 is C
After low-frequency noise is reduced through the DS circuit 8, it is converted into a digital signal by the A/D converter 9 and inputted to the ALU 10, where the signals belonging to nonlinear regions B and C are also converted to linear signals. Ru. The ROM 11 stores conversion coefficients and functions necessary for this conversion operation in advance, and the CPU 1
2 transfers the conversion coefficient and function according to the level of the signal input to the ALU 10 from the ROM 11 to the ALU 10;
Cause the conversion operation to be performed. At this time, it is convenient to use an exponential function for converting signals belonging to the above-mentioned region C, and possibly region B as well. The input data to the ROM 11 may be created based on the knee characteristic measurement data of each solid-state imaging device, or may be created based on the knee characteristic measurement data of each solid-state imaging device, or may be created based on the knee characteristic measurement data of each solid-state imaging device. It may be created based on theoretical characteristic values or theoretical characteristics. The linear signal after the above conversion operation is output to the output terminal 13, but the CPU 12
uses the value of this output signal as an input to instruct the optimal operating conditions of the drive circuit 15 of the imaging section, such as electronic shutter operation.

【0018】上述のように、画素部にVODブルーミン
グ抑圧方式を用いているため、出力アンプ7の出力信号
は、ニー特性を持ち、線形領域および非線形領域からな
る。上記の出力アンプ7の出力信号はA/D変換器9で
ディジタル信号に変換され、ALU10に入力され、こ
こで非線形領域に属する信号をも線形信号に変換される
。ROM11には、この変換操作に必要な変換係数およ
び関数が予め記憶されており、CPU12はALU10
に入力された信号のレベルに応じた変換係数および関数
をROM11からALU10に転送し、変換操作を行わ
せる。
As described above, since the VOD blooming suppression method is used in the pixel portion, the output signal of the output amplifier 7 has a knee characteristic and consists of a linear region and a nonlinear region. The output signal of the output amplifier 7 is converted into a digital signal by the A/D converter 9 and inputted to the ALU 10, where signals belonging to the nonlinear region are also converted to linear signals. The ROM 11 stores in advance conversion coefficients and functions necessary for this conversion operation, and the CPU 12 stores the conversion coefficients and functions necessary for this conversion operation.
The conversion coefficients and functions corresponding to the level of the signal input to the ALU 10 are transferred from the ROM 11 to the ALU 10 to perform a conversion operation.

【0019】なお、上記の実施例では、出力アンプ7の
出力信号はA/D変換器9でディジタル信号に変換され
た後、ALU10で非線形領域B、Cに属する信号が線
形信号に変換されるとしたが、逆に上記ALU10では
線形領域Aに属する信号が非線形信号(指数関数信号)
に変換されるようにしてもよい。この時にはALU10
の出力ビット数を圧縮することができ、固体撮像装置外
部との通信、出力データの記録等において有利である。 なお、この場合の領域Aに属する信号の変換には、対数
関数を用いると便利である。
In the above embodiment, the output signal of the output amplifier 7 is converted into a digital signal by the A/D converter 9, and then the signals belonging to the nonlinear regions B and C are converted into linear signals by the ALU 10. However, conversely, in the above ALU 10, the signal belonging to the linear region A is a nonlinear signal (exponential function signal).
It may be converted to . At this time, ALU10
The number of output bits can be compressed, which is advantageous in communication with the outside of the solid-state imaging device, recording of output data, etc. Note that it is convenient to use a logarithmic function for converting signals belonging to region A in this case.

【0020】(第2の実施例)以下本発明の第2の実施
例を、図3を用いて説明する。図3は、本発明による他
の固体撮像装置の構成図である。半導体基板上には、バ
イポーラトランジスタ1、読み出しゲートスイッチ3、
水平CCDレジスタ6から成る単位画素5′が、m′個
ライン状に配置されている。各画素のバイポーラトラン
ジスタ1のベースは共通に接地されており、さらにコレ
クタ2には所定の電圧が与えられている。このときのコ
レクタ2は、n型の半導体基板そのものを用いた共通コ
レクタとする。上記水平CCDレジスタ6の一端は出力
アンプ7に入力している。ここまでの構成は、従来の1
次元CCD型固体撮像素子の基本構成と同様である。出
力アンプ7の出力は、変換関数回路16を経て変換結果
を出力端子17へと出力する。以下、本実施例の動作を
説明する。本実施例においても、画素が1次元に配列さ
れていることを除けば、出力アンプ7よりニー特性を有
する出力信号が得られるところまでは、先の第1の実施
例と同様である。しかしながら本実施例においては、出
力アンプ7の出力信号(y=f(x)とする)は、アナ
ログ的に変換関数回路16において変換式y=cx/f
(x)で変換される。ここで係数cは適当な定数であり
、変換関数回路はダイオードクランプ回路、バイポーラ
回路等を用いて適当に構成することが可能である。この
ようなアナログ的な変換関数操作により、本実施例にお
いては出力端子17においてy=cxなる線形特性を比
較的安価に得ることができる。なお、図3においては画
素を1列のみ記載したが、このような画素もしくは固体
撮像装置を複数列設け、それぞれに異なる色特性を有す
るカラーフィルタを構成することにより、カラー対応の
固体撮像装置とすることも可能である。
(Second Embodiment) A second embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. FIG. 3 is a configuration diagram of another solid-state imaging device according to the present invention. On the semiconductor substrate, a bipolar transistor 1, a read gate switch 3,
m' unit pixels 5' each consisting of a horizontal CCD register 6 are arranged in a line. The bases of the bipolar transistors 1 of each pixel are commonly grounded, and the collectors 2 are applied with a predetermined voltage. The collector 2 at this time is a common collector using the n-type semiconductor substrate itself. One end of the horizontal CCD register 6 is input to an output amplifier 7. The configuration up to this point is the conventional 1
The basic configuration is the same as that of a dimensional CCD type solid-state image sensor. The output of the output amplifier 7 passes through the conversion function circuit 16 and outputs the conversion result to the output terminal 17. The operation of this embodiment will be explained below. This embodiment is the same as the first embodiment described above, except that the pixels are arranged one-dimensionally, to the extent that an output signal having a knee characteristic is obtained from the output amplifier 7. However, in this embodiment, the output signal (y=f(x)) of the output amplifier 7 is converted into a conversion function circuit 16 using the conversion formula y=cx/f
(x). Here, the coefficient c is an appropriate constant, and the conversion function circuit can be appropriately constructed using a diode clamp circuit, a bipolar circuit, or the like. By operating such an analog conversion function, in this embodiment, the linear characteristic of y=cx can be obtained at the output terminal 17 at a relatively low cost. Although only one row of pixels is shown in FIG. 3, by providing multiple rows of such pixels or solid-state imaging devices and configuring color filters each having different color characteristics, it is possible to create a color-capable solid-state imaging device. It is also possible to do so.

【0021】(第3の実施例)以下本発明の第3の実施
例を、図4を用いて説明する。図4は、本発明による固
体撮像装置の第3の実施例25の構成図であるが、撮像
部の駆動回路15が撮像部18のみでなく光学系22の
動作条件の指示をも行うこと、撮像部18の画素のニー
特性がカラーフィルタの色別に4種類有ること、ROM
19が4つの部分に分割されていること、ALU10の
出力がそのまま固体撮像装置の出力とはならずに、入出
力回路20の入力となり、この入出力回路20が入出力
手段21を介して外部とつながっていること以外は、第
1の実施例と同様である。上記の入出力回路20および
入出力手段21は、外部通信用のデコーダ/エンコーダ
および外部バスや通信手段でもよいし、VTR装置およ
びVTRカセットテープでもよい。
(Third Embodiment) A third embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. FIG. 4 is a block diagram of a third embodiment 25 of the solid-state imaging device according to the present invention, and the driving circuit 15 of the imaging section instructs the operating conditions of not only the imaging section 18 but also the optical system 22. There are four types of knee characteristics of the pixels of the imaging unit 18 for each color of the color filter, and the ROM
19 is divided into four parts, and the output of the ALU 10 does not directly become the output of the solid-state imaging device, but becomes the input of the input/output circuit 20, and this input/output circuit 20 is connected to the outside via the input/output means 21. The second embodiment is the same as the first embodiment except that it is connected to the second embodiment. The input/output circuit 20 and input/output means 21 may be a decoder/encoder for external communication, an external bus, or a communication means, or may be a VTR device and a VTR cassette tape.

【0022】以下、本実施例の動作を説明する。本実施
例の動作は、ほぼ前述の第1の実施例と同様であるが、
撮像部の駆動回路15が撮像部18のみでなく、絞り等
の光学系22の動作条件の指示をも行えること、さらに
ALU10における変換操作に必要なROM19内の変
換係数および関数の記憶領域が、撮像部18の画素のニ
ー特性別に4つに分かれており、ALU10におけるこ
の4種類の変換操作が順次行われることに特徴づけられ
る。後者により本実施例においては、カラーフィルタの
色別に4種類の異なるニー特性を持つ、最適な受光領域
構造を設計することができる。本実施例ではカラーフィ
ルタの色を4種類として説明したが、ROM19内の変
換係数および関数の記憶領域の数を変えれば、3種類、
2種類等の他の数でもよいことは言うまでもない。
The operation of this embodiment will be explained below. The operation of this embodiment is almost the same as that of the first embodiment described above, but
The drive circuit 15 of the imaging section can instruct not only the imaging section 18 but also the operating conditions of the optical system 22 such as the diaphragm, and the storage area of the conversion coefficients and functions in the ROM 19 necessary for the conversion operation in the ALU 10 is It is divided into four types according to the knee characteristics of the pixels of the imaging unit 18, and is characterized by the fact that these four types of conversion operations in the ALU 10 are sequentially performed. Due to the latter, in this embodiment, it is possible to design an optimal light-receiving region structure having four different knee characteristics for each color of the color filter. In this embodiment, the color filter has four types of colors, but if the number of storage areas for conversion coefficients and functions in the ROM 19 is changed, three types can be used.
It goes without saying that other numbers such as two types may be used.

【0023】(第4の実施例)以下本発明の第4の実施
例を、図5を用いて説明する。図5は、本発明による他
の固体撮像装置の構成図である。本実施例においては、
撮像部18の出力信号がCDS回路8を経て信号出力手
段23およびレベル検出ブロック24に入力し、レベル
検出ブロック24が、撮像部18と絞り等の光学系22
を制御する撮像部の駆動回路15に信号を送っている。
(Fourth Embodiment) A fourth embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. FIG. 5 is a configuration diagram of another solid-state imaging device according to the present invention. In this example,
The output signal of the imaging section 18 is inputted to the signal output means 23 and the level detection block 24 via the CDS circuit 8, and the level detection block 24 connects the imaging section 18 and an optical system 22 such as an aperture.
A signal is sent to the drive circuit 15 of the imaging section, which controls the image pickup section.

【0024】以下、本実施例の動作を説明する。撮像部
18の出力信号は、CDS回路8を経て信号出力手段2
3およびレベル検出ブロック24に入力するが、レベル
検出ブロック24においては、撮像部の駆動回路15に
よる電子シャッタ等の撮像部18駆動条件、絞り等の光
学系22の動作条件の設定指示を与える。即ち、領域B
、Cにおける撮像部18の出力信号レベルを監視するこ
とにより、撮像部18の垂直CCDレジスタを転送され
る信号電荷量を検知し、撮像部の駆動回路15を適切に
制御することにより、垂直CCDレジスタにおける過剰
な信号電荷の溢れに起因するブルーミングの発生を確実
に防止することができる。なお、信号出力手段23とし
ては、外部通信用のデコーダ/エンコーダ、外部バスや
通信手段、VTR装置等が考えられる。
The operation of this embodiment will be explained below. The output signal of the imaging unit 18 is sent to the signal output means 2 via the CDS circuit 8.
3 and the level detection block 24, where the level detection block 24 gives instructions for setting the driving conditions of the imaging section 18 such as the electronic shutter by the driving circuit 15 of the imaging section, and the operating conditions of the optical system 22 such as the aperture. That is, area B
By monitoring the output signal level of the imaging unit 18 at C, the amount of signal charge transferred to the vertical CCD register of the imaging unit 18 is detected, and by appropriately controlling the drive circuit 15 of the imaging unit, the vertical CCD Blooming caused by overflow of excessive signal charges in the register can be reliably prevented. The signal output means 23 may be a decoder/encoder for external communication, an external bus, communication means, a VTR device, or the like.

【0025】以上、本発明の実施例としてVOD構造を
有するCCD型固体撮像装置を用いて説明したが、非線
形の光電変換特性を有するMOS型固体撮像装置、各画
素に信号増幅手段を有するタイプの固体撮像装置、ある
いは撮像管を有する撮像装置にも適用可能であることは
言うまでもない。
Although the present invention has been described above using a CCD type solid-state imaging device having a VOD structure as an embodiment of the present invention, a MOS type solid-state imaging device having nonlinear photoelectric conversion characteristics and a type in which each pixel has a signal amplification means are also applicable. Needless to say, the present invention is also applicable to solid-state imaging devices or imaging devices having an image pickup tube.

【0026】[0026]

【発明の効果】以上説明したように、本発明においては
、80〜100dB以上のダイナミックレンジを有する
固体撮像装置を実現することができる。また、垂直CC
Dにおける過剰な信号電荷の溢れに起因するブルーミン
グ現象を確実に防止することができる。
As described above, according to the present invention, a solid-state imaging device having a dynamic range of 80 to 100 dB or more can be realized. Also, vertical CC
Blooming phenomenon caused by excessive overflow of signal charges at D can be reliably prevented.

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

【図1】本発明の固体撮像装置の第1の実施例の構成図
である。
FIG. 1 is a configuration diagram of a first embodiment of a solid-state imaging device of the present invention.

【図2】図1に示したa点における出力信号特性を示す
図である。
FIG. 2 is a diagram showing output signal characteristics at point a shown in FIG. 1;

【図3】本発明の固体撮像装置の第2の実施例の構成図
である。
FIG. 3 is a configuration diagram of a second embodiment of the solid-state imaging device of the present invention.

【図4】本発明の固体撮像装置の第3の実施例の構成図
である。
FIG. 4 is a configuration diagram of a third embodiment of the solid-state imaging device of the present invention.

【図5】本発明の固体撮像装置の第4の実施例の構成図
である。
FIG. 5 is a configuration diagram of a fourth embodiment of the solid-state imaging device of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…バイポーラトランジスタ、2…コレクタ、3…読み
出しゲートスイッチ、4…垂直CCDレジスタ、6…水
平CCDレジスタ、7…出力アンプ、8…相関2重サン
プリング(CDS)回路、9…A/D変換器、10…算
術演算ユニット(ALU)、11…読み出し専用メモリ
(ROM)、12…中央演算ユニット(CPU)、13
…出力端子、15…撮像部の駆動回路、16…変換関数
回路、19…ROM、20…入出力回路、21…入出力
手段、22…光学系、23…信号出力手段、24…レベ
ル検出ブロック。
1... Bipolar transistor, 2... Collector, 3... Readout gate switch, 4... Vertical CCD register, 6... Horizontal CCD register, 7... Output amplifier, 8... Correlated double sampling (CDS) circuit, 9... A/D converter , 10... Arithmetic unit (ALU), 11... Read-only memory (ROM), 12... Central processing unit (CPU), 13
...output terminal, 15...imaging section drive circuit, 16...conversion function circuit, 19...ROM, 20...input/output circuit, 21...input/output means, 22...optical system, 23...signal output means, 24...level detection block .

Claims (24)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】光電変換出力信号特性が線形領域および非
線形領域からなる複数の光電変換部を有する固体撮像装
置において、上記非線形領域の光電変換出力信号をも、
上記線形領域の光電変換出力信号とともに入力情報とし
て用いることを特徴とする固体撮像装置。
1. A solid-state imaging device having a plurality of photoelectric conversion units whose photoelectric conversion output signal characteristics are in a linear region and a nonlinear region, wherein the photoelectric conversion output signal in the nonlinear region is also
A solid-state imaging device characterized in that it is used as input information together with the photoelectric conversion output signal in the linear region.
【請求項2】上記非線形領域の光電変換出力信号を線形
出力信号に変換することを特徴とする請求項1記載の固
体撮像装置。
2. The solid-state imaging device according to claim 1, wherein the photoelectric conversion output signal in the nonlinear region is converted into a linear output signal.
【請求項3】上記非線形領域の光電変換出力信号をディ
ジタル信号処理技術を用いて線形出力信号に変換するこ
とを特徴とする請求項2記載の固体撮像装置。
3. The solid-state imaging device according to claim 2, wherein the photoelectric conversion output signal in the nonlinear region is converted into a linear output signal using digital signal processing technology.
【請求項4】上記非線形領域の光電変換出力信号を線形
出力信号に変換する際の変換係数を保持するための係数
記憶手段を有することを特徴とする請求項2記載の固体
撮像装置。
4. The solid-state imaging device according to claim 2, further comprising coefficient storage means for holding conversion coefficients for converting the photoelectric conversion output signal in the nonlinear region into a linear output signal.
【請求項5】上記非線形領域の光電変換出力信号の線形
出力信号への変換は、指数関数で行うことを特徴とする
請求項2記載の固体撮像装置。
5. The solid-state imaging device according to claim 2, wherein the photoelectric conversion output signal in the nonlinear region is converted into a linear output signal using an exponential function.
【請求項6】上記指数関数は、上記非線形領域の光電変
換出力信号レベルに応じた複数の指数関数式からなるこ
とを特徴とする請求項5記載の固体撮像装置。
6. The solid-state imaging device according to claim 5, wherein the exponential function is composed of a plurality of exponential function equations depending on the photoelectric conversion output signal level in the nonlinear region.
【請求項7】上記複数の光電変換部は複数のグループ別
に異なった光電変換特性を有し、上記非線形領域の光電
変換出力信号は、上記複数のグループ別に異なった関数
で、それぞれ線形出力信号に変換することを特徴とする
請求項2記載の固体撮像装置。
7. The plurality of photoelectric conversion sections have different photoelectric conversion characteristics for each of the plurality of groups, and the photoelectric conversion output signal in the nonlinear region is a function different for each of the plurality of groups, and the photoelectric conversion output signal is converted into a linear output signal, respectively. 3. The solid-state imaging device according to claim 2, wherein the solid-state imaging device performs conversion.
【請求項8】上記非線形領域の光電変換出力信号の線形
出力信号への変換は、変換係数表に従って行うことを特
徴とする請求項2記載の固体撮像装置。
8. The solid-state imaging device according to claim 2, wherein the photoelectric conversion output signal in the nonlinear region is converted into a linear output signal according to a conversion coefficient table.
【請求項9】上記非線形領域の光電変換出力信号を当該
固体撮像装置内の制御信号発生のための入力情報として
用いることを特徴とする請求項1記載の固体撮像装置。
9. The solid-state imaging device according to claim 1, wherein the photoelectric conversion output signal in the nonlinear region is used as input information for generating a control signal within the solid-state imaging device.
【請求項10】上記線形領域の光電変換出力信号を非線
形出力信号に変換することを特徴とする請求項1記載の
固体撮像装置。
10. The solid-state imaging device according to claim 1, wherein the photoelectric conversion output signal in the linear region is converted into a nonlinear output signal.
【請求項11】上記線形領域の光電変換出力信号をディ
ジタル信号処理技術を用いて非線形出力信号に変換する
ことを特徴とする請求項10記載の固体撮像装置。
11. The solid-state imaging device according to claim 10, wherein the photoelectric conversion output signal in the linear region is converted into a nonlinear output signal using digital signal processing technology.
【請求項12】上記線形領域の光電変換出力信号を非線
形出力信号に変換する際の変換係数を保持するための係
数記憶手段を有することを特徴とする請求項11記載の
固体撮像装置。
12. The solid-state imaging device according to claim 11, further comprising coefficient storage means for holding conversion coefficients for converting the photoelectric conversion output signal in the linear region into a nonlinear output signal.
【請求項13】上記線形領域の光電変換出力信号の非線
形出力信号への変換は、対数関数で行うことを特徴とす
る請求項11記載の固体撮像装置。
13. The solid-state imaging device according to claim 11, wherein the photoelectric conversion output signal in the linear region is converted into a nonlinear output signal using a logarithmic function.
【請求項14】上記係数記憶手段はマスクROM、EP
ROM、EEPROM、光ディスク、光磁気ディスクの
不揮発性読み出し専用メモリであることを特徴とする請
求項4または12記載の固体撮像装置。
14. The coefficient storage means is a mask ROM, an EP
13. The solid-state imaging device according to claim 4, wherein the solid-state imaging device is a nonvolatile read-only memory such as a ROM, an EEPROM, an optical disk, or a magneto-optical disk.
【請求項15】ベースが共通に接地され、電気的にフロ
−ティングの状態にある各々のエミッタに光電変換信号
電荷を蓄えることができる、半導体基板上に形成された
バイポーラトランジスタからなる複数の光電変換部と、
上記エミッタに蓄えられた光電変換信号電荷の読み出し
手段、高照度の光信号入力時に電気的にフロ−ティング
の状態にある上記エミッタから溢れ出た過剰信号電荷を
上記複数のバイポーラトランジスタのそれぞれのコレク
タ、もしくは共通のコレクタを介して掃き出すために、
上記コレクタに適当な電圧を印加するための手段を有す
る固体撮像装置において、上記コレクタを介した過剰信
号電荷の掃き出しが行われている複数の光電変換部から
読み出された光電変換出力信号をも、過剰信号電荷の掃
き出しが行われていない光電変換部から読み出された光
電変換出力信号とともに、入力情報として用いることを
特徴とする固体撮像装置。
15. A plurality of photovoltaic transistors formed on a semiconductor substrate, the bases of which are commonly grounded, and each emitter in an electrically floating state can store a photovoltaic conversion signal charge. A conversion section;
A means for reading out the photoelectric conversion signal charge stored in the emitter, and a means for reading out the photoelectric conversion signal charge stored in the emitter, and a means for reading out the excess signal charge overflowing from the emitter which is in an electrically floating state when a high-intensity optical signal is input, is sent to the collector of each of the plurality of bipolar transistors. , or to flush out through a common collector,
In a solid-state imaging device having means for applying an appropriate voltage to the collector, photoelectric conversion output signals read out from a plurality of photoelectric conversion units from which excess signal charges are swept out via the collector are also used. , a solid-state imaging device characterized in that it is used as input information together with a photoelectric conversion output signal read out from a photoelectric conversion unit from which excess signal charge has not been swept out.
【請求項16】上記コレクタを介した過剰信号電荷の掃
き出しが行われている光電変換部から読み出された光電
変換出力信号を、この掃き出しが行われていないと仮定
した場合に光電変換部から読み出されるべき光電変換出
力信号のレベルに変換することを特徴とする請求項15
記載の固体撮像装置。
16. A photoelectric conversion output signal read out from the photoelectric conversion section whose excess signal charge is swept out via the collector, if it is assumed that this sweeping out is not carried out, from the photoelectric conversion section. Claim 15 characterized in that the level of the photoelectric conversion output signal to be read is converted.
The solid-state imaging device described.
【請求項17】上記コレクタを介した過剰信号電荷の掃
き出しが行われている光電変換部から読み出された光電
変換出力信号を、この掃き出しが行われていないと仮定
した場合に光電変換部から読み出されるべき光電変換出
力信号のレベルに、ディジタル信号処理技術を用いて変
換することを特徴とする請求項15記載の固体撮像装置
17. A photoelectric conversion output signal read out from the photoelectric conversion section whose excess signal charge is swept out via the collector, assuming that this sweeping out is not carried out, 16. The solid-state imaging device according to claim 15, wherein the level of the photoelectric conversion output signal to be read is converted using digital signal processing technology.
【請求項18】上記コレクタを介した過剰信号電荷の掃
き出しが行われている光電変換部から読み出された光電
変換出力信号を、この掃き出しが行われていないと仮定
した場合に光電変換部から読み出されるべき光電変換出
力信号のレベルに変換する際の、変換係数を保持するた
めの係数記憶手段を有することを特徴とする請求項16
記載の固体撮像装置。
18. A photoelectric conversion output signal read out from the photoelectric conversion section whose excess signal charge is swept out via the collector, assuming that this sweeping out is not performed, Claim 16, further comprising coefficient storage means for holding conversion coefficients when converting into the level of the photoelectric conversion output signal to be read.
The solid-state imaging device described.
【請求項19】上記係数記憶手段はマスクROM、EP
ROM、EEPROM、光ディスク、光磁気ディスクの
不揮発性読み出し専用メモリであることを特徴とする請
求項18記載の固体撮像装置。
19. The coefficient storage means is a mask ROM, an EP
19. The solid-state imaging device according to claim 18, wherein the solid-state imaging device is a nonvolatile read-only memory such as a ROM, an EEPROM, an optical disk, or a magneto-optical disk.
【請求項20】上記コレクタを介した過剰信号電荷の掃
き出しが行われている光電変換部から読み出された光電
変換出力信号の、この掃き出しが行われていないと仮定
した場合に光電変換部から読み出されるべき光電変換出
力信号のレベルへの変換は、指数関数で行うことを特徴
とする請求項17記載の固体撮像装置。
20. A photoelectric conversion output signal read out from the photoelectric conversion section whose excess signal charge is swept out via the collector, assuming that this sweeping out is not carried out, from the photoelectric conversion section. 18. The solid-state imaging device according to claim 17, wherein the level conversion of the photoelectric conversion output signal to be read is performed using an exponential function.
【請求項21】上記指数関数は、上記コレクタを介した
過剰信号電荷の掃き出しが行われている光電変換部から
読み出された光電変換出力信号のレベルに応じた、複数
の指数関数式からなることを特徴とする請求項20記載
の固体撮像装置。
21. The exponential function is composed of a plurality of exponential function expressions depending on the level of the photoelectric conversion output signal read from the photoelectric conversion unit from which excess signal charges are swept out via the collector. The solid-state imaging device according to claim 20.
【請求項22】上記複数の光電変換部は複数のグループ
別に異なった光電変換特性を有し、上記コレクタを介し
た過剰信号電荷の掃き出しが行われている光電変換部か
ら読み出された光電変換出力信号の、この掃き出しが行
われていないと仮定した場合に光電変換部から読み出さ
れるべき光電変換出力信号のレベルへの変換は、上記複
数のグループ別に異なった関数を用いてそれぞれ変換す
ることを特徴とする請求項16記載の固体撮像装置。
22. The plurality of photoelectric conversion sections have different photoelectric conversion characteristics for each of the plurality of groups, and the photoelectric conversion read out from the photoelectric conversion section from which excess signal charges are swept out via the collector. The conversion of the output signal to the level of the photoelectric conversion output signal that should be read out from the photoelectric conversion unit when this sweeping is not performed is performed using different functions for each of the plurality of groups. The solid-state imaging device according to claim 16.
【請求項23】上記コレクタを介した過剰信号電荷の掃
き出しが行われている光電変換部から読み出された光電
変換出力信号の、この掃き出しが行われていないと仮定
した場合に光電変換部から読み出されるべき光電変換出
力信号のレベルへの変換は、変換係数表に従って行うこ
とを特徴とする請求項16記載の固体撮像装置。
[Claim 23] A photoelectric conversion output signal read out from the photoelectric conversion section whose excess signal charge is swept out via the collector, assuming that this sweeping out is not carried out, from the photoelectric conversion section. 17. The solid-state imaging device according to claim 16, wherein the level conversion of the photoelectric conversion output signal to be read is performed according to a conversion coefficient table.
【請求項24】上記コレクタを介した過剰信号電荷の掃
き出しが行われている複数もしくは単数の光電変換部か
ら読み出された光電変換出力信号を、当該固体撮像装置
内の制御信号発生のための入力情報として用いることを
特徴とする請求項15記載の固体撮像装置。
24. A photoelectric conversion output signal read out from a plurality of photoelectric conversion units or a single photoelectric conversion unit from which excess signal charges are swept out via the collector is used for generating a control signal in the solid-state imaging device. 16. The solid-state imaging device according to claim 15, wherein the solid-state imaging device is used as input information.
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