JPH05207376A - Solid-state image pickup device and its control method - Google Patents

Solid-state image pickup device and its control method

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JPH05207376A
JPH05207376A JP4036924A JP3692492A JPH05207376A JP H05207376 A JPH05207376 A JP H05207376A JP 4036924 A JP4036924 A JP 4036924A JP 3692492 A JP3692492 A JP 3692492A JP H05207376 A JPH05207376 A JP H05207376A
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photodiode
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switching
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Masayuki Uno
正幸 宇野
Junichi Nakamura
淳一 中村
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    • H04N25/766Addressed sensors, e.g. MOS or CMOS sensors comprising control or output lines used for a plurality of functions, e.g. for pixel output, driving, reset or power

Abstract

PURPOSE:To provide the solid-state image pickup device which is operated to avoid the saturation in a controllable integration time range in the case of a bright object and realizes the operation in a short integration time in the case of a dark object. CONSTITUTION:The solid-state image pickup device is provided which has an amplification type solid-state image pickup element as a unit picture element, and this amplification type solid-state image pickup element consists of a photo diode part 1, a capacitive element 3 where photoelectric charge is stored, an n-type MOS transistor TR 2 which outputs a signal corresponding to the photoelectric charge stored in the capacitive element 3, and an n-type MOS TR 4 for reset which refreshes the photoelectric charge stored in the capacitive element 3. A polysilicon gate 1e is formed on a photo diode part 1, and this part 1 is divided into two areas 1-1 and 1-2, and the effective light reception area is switched by a switching element formed by the polysilicon gate 1e.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、カメラの自動焦点制
御装置(AF=Auto Focus)の受光素子等として用いら
れる増幅型固体撮像装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an amplification type solid-state image pickup device used as a light receiving element of an automatic focus control device (AF = Auto Focus) of a camera.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、カメラのAF等に用いられる固体
撮像素子には、CCDの他に、SIT,AMI,BAS
IS等の増幅型固体撮像素子が知られている。増幅型固
体撮像素子はCCDと比較すると非破壊読み出し等の利
点を有するが、AF用ラインセンサ等に用いられるよう
な比較的大きな画素寸法をもつものにおいては、その増
幅型固体撮像素子を構成するフォトダイオード自体の寄
生容量により、感度が大きくできないという問題を含ん
でいるため、フォトダイオード容量に感度が依存しない
ような信号読み出し方式が必要である。
2. Description of the Related Art Conventionally, in addition to CCD, SIT, AMI, BAS are used as solid-state image pickup devices used for AF of cameras.
An amplification type solid-state imaging device such as IS is known. The amplification type solid-state image pickup device has advantages such as nondestructive readout as compared with the CCD, but the amplification type solid-state image pickup device is configured in a device having a relatively large pixel size such as used for an AF line sensor. Since there is a problem that the sensitivity cannot be increased due to the parasitic capacitance of the photodiode itself, a signal reading method is required in which the sensitivity does not depend on the photodiode capacitance.

【0003】次に、図9に示すAMIに基づいて、この
点について説明する。図9は、通常のAMIの1画素の
構成を示す回路構成図で、101 はフォトダイオード、Q
1は増幅用トランジスタ、Q2,Q3はバイアス用トラ
ンジスタ、Q4はリセット用トランジスタ、102 はバイ
アス回路、103 はシフトレジスタからの出力パルスで駆
動されるスイッチング用トランジスタである。このよう
に構成されたAMIにおいて、光電変換による信号出力
電圧ΔVOUT は、次式(1)で与えられる。 ΔVOUT =IP ・t/Cd ・・・・・(1)
Next, this point will be described based on the AMI shown in FIG. FIG. 9 is a circuit configuration diagram showing the configuration of one pixel of a normal AMI, 101 is a photodiode, Q
Reference numeral 1 is an amplifying transistor, Q2 and Q3 are biasing transistors, Q4 is a resetting transistor, 102 is a bias circuit, and 103 is a switching transistor driven by an output pulse from a shift register. In the AMI configured as described above, the signal output voltage ΔV OUT by photoelectric conversion is given by the following expression (1). ΔV OUT = I P · t / C d (1)

【0004】ここで、IP は光電流、tは積分時間、C
d はフォトダイオード101 の接合容量である。この
(1)式からわかるように、積分時間一定のもとで信号
出力電圧ΔVOUT を上げるには、IP を大きくするかC
d を小さくしなければならない。しかし、IP を大きく
するには画素面積を大きくしなければならず、画素面積
が大きくなるとCd も大きくなる。またCd を小さくす
るためには画素面積を小さくしなければならず、画素面
積を小さくするとIP は小さくなる。このため従来のA
MIの構成のままでは感度の向上を計ることができな
い。
Where I P is the photocurrent, t is the integration time, and C
d is the junction capacitance of the photodiode 101. As can be seen from the equation (1), in order to increase the signal output voltage ΔV OUT under a constant integration time, I P should be increased or C should be increased.
d must be small. However, in order to increase I P , the pixel area must be increased, and as the pixel area increases, C d also increases. Further, in order to reduce C d , the pixel area must be reduced, and when the pixel area is reduced, I P becomes smaller. Therefore, the conventional A
The sensitivity cannot be improved with the MI configuration.

【0005】この問題点を解決するため、図10に示すよ
うな構成が、「A New MOS Imager Using Photodiode as
Current Source 」(IEEE JOURNAL OF SOLID-STATE-CI
RCUITS, VOL. 26, NO. 8, Aug., 1991)において報告さ
れている。この構成は、転送ゲート用トランジスタQ
5,Q6を追加し、フォトダイオード101 と増幅用トラ
ンジスタQ1との間に蓄積容量Ct を接続したものであ
る。このように構成された固体撮像素子においては、積
分期間中トランジスタQ5をData信号により飽和領域で
動作するようにONさせて、フォトダイオード101 に印
加される電圧が、トランジスタQ5のゲート電圧からゲ
ート・ソース間電圧VGS下がった電圧に固定されるよう
にすることによって、フォトダイオード101 で発生する
光電荷がトランジスタQ5を介して増幅用トランジスタ
Q1のゲートに接続されている蓄積容量Ct に蓄積され
る。したがってフォトダイオード101 の接合容量Cd
影響が遮断され、光電変換による信号出力電圧ΔVOUT
は次式(2)で決まる。 ΔVOUT =IP ・t/Ct ・・・・・(2)
In order to solve this problem, the configuration as shown in FIG. 10 is "A New MOS Imager Using Photodiode as
Current Source "(IEEE JOURNAL OF SOLID-STATE-CI
RCUITS, VOL. 26, NO. 8, Aug., 1991). This configuration has a transfer gate transistor Q.
5, Q6 is added, and a storage capacitor C t is connected between the photodiode 101 and the amplifying transistor Q1. In the solid-state image pickup device configured as described above, the transistor Q5 is turned on by the Data signal so as to operate in the saturation region during the integration period, and the voltage applied to the photodiode 101 changes from the gate voltage of the transistor Q5 to the gate voltage. By fixing the voltage lower than the source-to-source voltage V GS, the photocharge generated in the photodiode 101 is stored in the storage capacitor C t connected to the gate of the amplifying transistor Q1 via the transistor Q5. It Therefore, the influence of the junction capacitance C d of the photodiode 101 is cut off, and the signal output voltage ΔV OUT by photoelectric conversion is cut off.
Is determined by the following equation (2). ΔV OUT = I P · t / C t (2)

【0006】この(2)式からわかるように、蓄積容量
t を小さくすることにより、信号出力電圧ΔVOUT
大きくすることができる。すなわちフォトダイオードの
接合容量Cd に依存せず、感度を決めることができる。
As can be seen from the equation (2), the signal output voltage ΔV OUT can be increased by reducing the storage capacitance C t . That is, the sensitivity can be determined without depending on the junction capacitance C d of the photodiode.

【0007】また、同様にフォトダイオード容量に影響
されずに感度が設定でき、高感度化が計れる画素構成と
して、図11に示す構成のものが考えられている。図にお
いて、201 はフォトダイオードであり、202 はn型MO
Sトランジスタで、ソースを接地し、ドレインに負荷と
して動作するデプレッション型のn型MOSトランジス
タ205 を接続することにより、ソース接地型の増幅回路
を構成している。そしてこのソース接地型増幅回路の入
力端子、すなわちn型MOSトランジスタ202のゲート
にフォトダイオード201 を接続し、ソース接地型増幅回
路の出力端子、すなわちn型MOSトランジスタ202 の
ドレインから入力端子(n型MOSトランジスタ202 の
ゲート)に容量素子203 を接続して帰還をかけると共
に、n型MOSトランジスタ202 のゲートの初期電位を
設定するためのリセット用n型MOSトランジスタ204
を容量素子203 と並列に接続する。この構成のものを基
本セル(画素)とし、この基本セルを1次元又は2次元
的に配列したときに、読み出し画素を選択するための、
シフトレジスタパルスで駆動されるスイッチング素子20
6 を設け、該スイッチング素子206 をONしたときに、
信号出力線207 にn型MOSトランジスタ202 のドレイ
ン電圧が現れるように構成している。
Similarly, a pixel configuration shown in FIG. 11 is considered as a pixel configuration in which the sensitivity can be set without being affected by the photodiode capacitance and the sensitivity can be increased. In the figure, 201 is a photodiode and 202 is an n-type MO.
The source is grounded by the S transistor, and the depletion type n-type MOS transistor 205 that operates as a load is connected to the drain to form a source-grounded amplifier circuit. The photodiode 201 is connected to the input terminal of the source-grounded amplifier circuit, that is, the gate of the n-type MOS transistor 202, and the output terminal of the source-grounded amplifier circuit, that is, the drain of the n-type MOS transistor 202 to the input terminal (n-type A resetting n-type MOS transistor 204 for connecting a capacitive element 203 to the gate of the MOS transistor 202 to provide feedback and setting an initial potential of the gate of the n-type MOS transistor 202
Is connected in parallel with the capacitive element 203. This structure is used as a basic cell (pixel), and when the basic cell is arranged one-dimensionally or two-dimensionally, the reading pixel is selected.
Switching element 20 driven by shift register pulse
6 is provided and when the switching element 206 is turned on,
The drain voltage of the n-type MOS transistor 202 appears on the signal output line 207.

【0008】次にこのように構成した固体撮像素子の動
作について説明する。まず積分開始前にリセットパルス
φR でn型MOSトランジスタ204 をONとしてリセッ
ト動作を行い、n型MOSトランジスタ204 をOFFと
した時点から積分が開始される。その後、一定積分時間
が経過した時点で、スイッチング素子206 をON状態に
して、信号出力線207 から次式(3)で与えられる信号
出力VOUT を得る。 VOUT =VGS+IP ・t/{(1+1/G)Ct +1/G・Cd } ・・・・・(3)
Next, the operation of the solid-state image pickup device configured as described above will be described. First, before the start of integration, a reset pulse φ R turns on the n-type MOS transistor 204 to perform a reset operation, and integration is started from the time when the n-type MOS transistor 204 is turned off. After that, when a certain integration time has elapsed, the switching element 206 is turned on and the signal output V OUT given by the following equation (3) is obtained from the signal output line 207. V OUT = V GS + I P · t / {(1 + 1 / G) C t + 1 / G · C d } (3)

【0009】ここで、VGSはリセット時のn型MOSト
ランジスタ202 のゲート・ソース間電圧で、これはリセ
ット時のドレイン電圧でもある。Gはソース接地型増幅
回路のゲイン、Ct は容量素子203 の容量値、Cd はフ
ォトダイオード1の接合容量値、IP ,tはそれぞれ前
出と同様に、光電流と積分時間である。
Here, V GS is the gate-source voltage of the n-type MOS transistor 202 at the time of reset, and this is also the drain voltage at the time of reset. G is the gain of the source-grounded amplifier circuit, C t is the capacitance value of the capacitive element 203, C d is the junction capacitance value of the photodiode 1, and I P and t are the photocurrent and the integration time, respectively, as in the previous case. ..

【0010】上記(3)式からわかるように、光電変換
による出力信号の増加分は、ソース接地型増幅回路のゲ
インGを上げることにより、フォトダイオード201 の接
合容量Cd による影響を抑えることができる。これによ
り、帰還容量素子203 の容量値Ct を下げることによっ
て、出力電圧VOUT を大きく、すなわち感度を高くする
ことができる。
As can be seen from the above equation (3), the increase in the output signal due to the photoelectric conversion can be suppressed by the junction capacitance C d of the photodiode 201 by increasing the gain G of the source-grounded amplifier circuit. it can. As a result, by decreasing the capacitance value C t of the feedback capacitance element 203, the output voltage V OUT can be increased, that is, the sensitivity can be increased.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】上記図10あるいは図11
に示した従来の固体撮像素子あるいは従来考えられてい
る固体撮像素子においては、蓄積容量あるいは帰還容量
t を小さくすることにより感度を上げることができ
る。しかしながら、この感度設定においては、次の点を
考慮しなければならない。すなわち、自動焦点制御を行
う被写体の明るさの範囲は、EV値でEV0〜EV18程
度と2.6×105 (=218)に及ぶダイナミックレンジを
カバーしなければならない。
[Problems to be Solved by the Invention] FIG. 10 or FIG.
In the conventional solid-state imaging device shown in FIG. 1 or the conventionally considered solid-state imaging device, the sensitivity can be increased by reducing the storage capacitance or the feedback capacitance C t . However, the following points must be taken into consideration in this sensitivity setting. That is, the range of the brightness of the subject for which the automatic focus control is performed must cover a dynamic range of about EV0 to EV18 and 2.6 × 10 5 (= 2 18 ) in terms of EV value.

【0012】この広範囲な明るさの被写体のAF制御に
おいて、最適な出力を得るため、積分時間の制御とゲイ
ンコントロールアンプを併用しているのが一般的であ
る。例えば、10倍のゲインコントロールアンプを用いる
場合、積分時間を10μsec から260 msecまでの範囲で制
御することにより、2.6×105 のダイナミックレンジを
カバーできる。したがって、Ct の値としては、EV0
の被写体を、積分時間260 msec,ゲイン10倍で所定の出
力となるように設定すればよい。
In the AF control of a subject having a wide range of brightness, it is general to use the integration time control and the gain control amplifier together in order to obtain an optimum output. For example, when using a 10 times gain control amplifier, a dynamic range of 2.6 × 10 5 can be covered by controlling the integration time in the range of 10 μsec to 260 msec. Therefore, the value of C t is EV0
The subject may be set to have a predetermined output with an integration time of 260 msec and a gain of 10 times.

【0013】ところで、EV0の被写体に対する積分時
間を短くしたい場合、すなわち上述のCt よりも更にC
t の値を小さくし、感度を上げたい場合、次のような問
題が生ずる。感度を高くして積分時間を短くする場合、
例えば上述の1/3に積分時間を設定する場合、最小積
分時間を3.3μsec としてなければならない。そのため
には制御を行うためのパルスのパルス幅を非常に小さく
するだけでなく、制御系の応答速度も上げなければなら
ないが、実際には、そのような短い積分時間制御は消費
電力等の問題があり、困難である。
By the way, when it is desired to shorten the integration time for the object of EV0, that is, C is further than C t described above.
If you want to reduce the value of t and increase the sensitivity, the following problems occur. To increase sensitivity and shorten integration time,
For example, when the integration time is set to 1/3 described above, the minimum integration time must be 3.3 μsec. For that purpose, not only the pulse width of the pulse for controlling must be made very small, but also the response speed of the control system must be increased, but in reality, such short integration time control causes problems such as power consumption. There is, and it is difficult.

【0014】また感度を高くする他の方法として、Ct
の値は上述と同じとして、アンプ・ゲインを例えば30倍
とする方法が考えられるが、この方法では雑音も増幅し
てしまうため、出力は所定レベルとなってもS/Nは改
善されないという問題を含んでいる。
As another method of increasing the sensitivity, C t
Assuming that the value of is the same as above, a method of increasing the amplifier gain by 30 times is conceivable. However, this method also amplifies noise, so the S / N cannot be improved even if the output reaches a predetermined level. Is included.

【0015】本発明は、従来の固体撮像装置あるいは従
来考えられている固体撮像装置における上記問題点を解
消するためになされたもので、感度を決定する容量Ct
を小さくして感度を大きくした場合においても、明るい
被写体に対し制御可能な積分時間範囲内で飽和しないよ
うに動作でき、且つ暗い被写体に対しては短い積分時間
での動作が実現できる固体撮像装置を提供することを目
的とする。
The present invention has been made to solve the above problems in the conventional solid-state image pickup device or the conventionally considered solid-state image pickup device, and the capacitance C t that determines the sensitivity.
A solid-state imaging device that can operate so as not to saturate within a controllable integration time range for a bright object and can operate in a short integration time for a dark object even when the sensitivity is increased by decreasing The purpose is to provide.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段及び作用】上記問題点を解
決するため、本発明は、pn整合型のフォトダイオード
部と、該フォトダイオード部に入射した光により発生し
た光電荷を蓄積するフォトダイオード部以外の容量素子
と、該容量素子に蓄積された電荷を破壊せずに該電荷に
対応した信号を出力する増幅部と、前記容量素子に蓄積
された電荷をリフレッシュするためのスイッチング素子
とで構成した増幅型固体撮像素子を単位画素とした固体
撮像装置において、前記フォトダイオード部の領域を複
数の領域に分割し、該領域に設けたスイッチング素子に
より前記単位画素の容量素子に蓄積する光電荷を与える
受光面積を変えて画素部の感度を切り換えられるように
構成するものである。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above problems, the present invention provides a pn matching type photodiode section and a photodiode for accumulating photoelectric charges generated by light incident on the photodiode section. A capacitor other than the capacitor, an amplifier that outputs a signal corresponding to the charge without destroying the charge accumulated in the capacitor, and a switching element for refreshing the charge accumulated in the capacitor. In a solid-state imaging device using the constructed amplification-type solid-state imaging device as a unit pixel, the region of the photodiode section is divided into a plurality of regions, and the photoelectric charge accumulated in the capacitive element of the unit pixel by a switching element provided in the region. It is configured so that the sensitivity of the pixel portion can be switched by changing the light receiving area that gives the light.

【0017】このように構成した固体撮像装置において
は、スイッチング素子のON/OFFにより画素部の感
度が切り換えられるので、感度を決定する容量素子の容
量値を小さくして感度を大きくしても、明るい被写体に
対しては受光面積を小さくして感度を低くし制御可能な
積分時間範囲内で飽和しないように動作でき、暗い被写
体に対しては受光面積を大きくして感度を高くし短い積
分時間での動作が実現でき、広いダイナミックレンジを
確保することが可能となる。
In the solid-state image pickup device configured as described above, since the sensitivity of the pixel portion is switched by turning on / off the switching element, even if the capacitance value of the capacitive element that determines the sensitivity is decreased to increase the sensitivity, For a bright subject, the light-receiving area can be reduced to lower the sensitivity to prevent saturation within the controllable integration time range, and for a dark subject, the light-receiving area can be increased to increase the sensitivity and shorten the integration time. Can be realized, and a wide dynamic range can be secured.

【0018】[0018]

【実施例】次に実施例について説明する。本発明を図11
に示した増幅型固体撮像素子を用いたラインセンサに適
用した実施例を図1に示す。図1の(A)は画素をライ
ン状に配列したラインセンサの回路構成図を示し、図1
の(B)はそのフォトダイオード部のA−A′線に沿っ
た断面図、図1の(C)は同じくB−B′線に沿った断
面図を示しており、そしてこのフォトダイオード部を等
価回路に書き直した1画素当たりの回路構成を図2に示
す。
EXAMPLES Next, examples will be described. The present invention is shown in FIG.
FIG. 1 shows an embodiment applied to a line sensor using the amplification type solid-state imaging device shown in FIG. FIG. 1A shows a circuit configuration diagram of a line sensor in which pixels are arranged in a line.
1B shows a sectional view of the photodiode section taken along the line AA ', and FIG. 1C shows a sectional view taken along the line BB' of the photodiode section. FIG. 2 shows a circuit configuration per pixel rewritten into an equivalent circuit.

【0019】図1において、2はn型MOSトランジス
タで、ソースを接地し、ドレインに負荷として動作する
デプレッション型のn型MOSトランジスタ5を接続す
ることにより、ソース接地型の増幅回路を構成してい
る。そしてこのソース接地型増幅回路の入力端子、すな
わちn型MOSトランジスタ2のゲートにフォトダイオ
ード部1を接続し、ソース接地型増幅回路の出力端子、
すなわちn型MOSトランジスタ2のドレインから入力
端子(n型MOSトランジスタ2のゲート)に容量素子
3を接続して帰還をかけると共に、n型MOSトランジ
スタ2のゲートの初期電位を設定するためのリセット用
n型MOSトランジスタ4を容量素子3と並列に接続し
て基本セルを構成している。そして、この基本セルに、
出力電圧をサンプルホールドするためのスイッチング素
子6と容量素子7を設け、該容量素子7に蓄積した電荷
を、シフトレジスタ8を走査して読み出し用スイッチン
グ素子として動作するn型MOSトランジスタ9を順次
ONさせながら、信号出力線10よりバッファ11を介して
信号出力SOUT として読み出すように構成されている。
また1画素毎に信号出力を読み出すたびに、信号出力線
10に残留する電荷を除去するため、信号線リセット用ト
ランジスタ12を信号出力線10上に設けている。
In FIG. 1, reference numeral 2 is an n-type MOS transistor, and a source is grounded and a drain is connected to a depletion-type n-type MOS transistor 5 which operates as a load, thereby forming a grounded source type amplifier circuit. There is. The photodiode unit 1 is connected to the input terminal of the source-grounded amplifier circuit, that is, the gate of the n-type MOS transistor 2, and the output terminal of the source-grounded amplifier circuit,
That is, the capacitance element 3 is connected from the drain of the n-type MOS transistor 2 to the input terminal (gate of the n-type MOS transistor 2) to provide feedback, and for resetting to set the initial potential of the gate of the n-type MOS transistor 2. The n-type MOS transistor 4 is connected in parallel with the capacitive element 3 to form a basic cell. And in this basic cell,
A switching element 6 for sampling and holding the output voltage and a capacitive element 7 are provided, and an n-type MOS transistor 9 that operates as a read switching element is sequentially turned on by scanning a shift register 8 for the charge accumulated in the capacitive element 7. While being operated, the signal output line 10 is configured to read out as the signal output S OUT via the buffer 11.
Also, every time the signal output is read out for each pixel, the signal output line
A signal line reset transistor 12 is provided on the signal output line 10 in order to remove charges remaining in the signal line 10.

【0020】フォトダイオード部1は、図1の(B),
(C)の断面図に示すように、n基板1a上にpウェル
1bを形成した後、LOCOS 酸化膜1cにより1画素毎の
フォトダイオード部1が分離される構造をとり、その酸
化膜1cの形成後、n型の不純物をドープしてn+ 拡散
層1dを形成し、pn接合型のフォトダイオード部を形
成している。本実施例では、1画素のフォトダイオード
部において、更に領域を2つに分離するため、ポリシリ
コンゲート1eをn型不純物をドープする前に、フォト
ダイオード部上に形成し、これによりフォトダイオード
部1は、ポリシリコンゲート1eを境界として第1のフ
ォトダイオード領域1-1と第2のフォトダイオード領域
1-2の2つの領域に分離している。
The photodiode section 1 is shown in FIG.
As shown in the sectional view of (C), after the p well 1b is formed on the n substrate 1a, the photodiode portion 1 for each pixel is separated by the LOCOS oxide film 1c. After the formation, an n + diffusion layer 1d is formed by doping an n type impurity to form a pn junction type photodiode portion. In the present embodiment, in the photodiode portion of one pixel, the region is further divided into two regions. Therefore, the polysilicon gate 1e is formed on the photodiode portion before doping the n-type impurity. 1 is divided into two regions, a first photodiode region 1-1 and a second photodiode region 1-2, with the polysilicon gate 1e as a boundary.

【0021】このように構成したラインセンサにおい
て、このフォトダイオード部1のポリシリコンゲート1
eに印加されるパルスをφGCとすると、φGCを“H”の
状態ではポリシリコンゲート1eの直下には反転層が形
成され、2つのフォトダイオード領域1-1と1-2は導通
状態になる。したがって、この状態で積分動作を行う
と、容量素子3に蓄積される電荷は、フォトダイオード
部1の両方のフォトダイオード領域1-1,1-2に入射し
た光により発生した電荷であり、感度は高くなる。
In the line sensor thus constructed, the polysilicon gate 1 of the photodiode section 1 is
When the pulse applied to e is φ GC , an inversion layer is formed immediately below the polysilicon gate 1e when φ GC is “H”, and the two photodiode regions 1-1 and 1-2 are in a conductive state. become. Therefore, when the integration operation is performed in this state, the charge accumulated in the capacitive element 3 is the charge generated by the light incident on both the photodiode regions 1-1 and 1-2 of the photodiode unit 1, and the sensitivity is high. Will be higher.

【0022】これに対し、φGCを“L”とした場合は、
フォトダイオード部1の第1のフォトダイオード領域1
-1と第2のフォトダイオード領域1-2は非導通状態とな
る。これにより積分動作を行った場合、容量素子3に蓄
積される電荷は、フォトダイオード部1の第1の領域1
-1に入射した光による電荷のみとなるため、φGC
“H”の場合と比較すると、第2のフォトダイオード領
域1-2で発生した電荷が蓄積されない分だけ感度が低下
する。
On the other hand, when φ GC is set to "L",
First photodiode region 1 of the photodiode section 1
-1 and the second photodiode region 1-2 become non-conductive. As a result, when the integration operation is performed, the charges accumulated in the capacitive element 3 are stored in the first region 1 of the photodiode section 1.
Φ GC =
Compared with the case of "H", the sensitivity is reduced by the amount that the charges generated in the second photodiode region 1-2 are not accumulated.

【0023】したがってフォトダイオード部1の第1の
領域1-1と第2の領域1-2の面積比を大きくとることに
より、感度比を大きくすることが可能であり、これによ
り広いダイナミックレンジに対応することができる。な
お図2において、1e′はポリシリコンゲート1eによ
り形成されるMOSスイッチング素子を示しており、ま
た1-1′及び1-2′は、第1の領域による第1分割フォ
トダイオード及び第2の領域による第2分割フォトダイ
オードを示している。
Therefore, it is possible to increase the sensitivity ratio by increasing the area ratio between the first region 1-1 and the second region 1-2 of the photodiode section 1, thereby increasing the dynamic range. Can respond. In FIG. 2, 1e 'indicates a MOS switching element formed by the polysilicon gate 1e, and 1-1' and 1-2 'indicate the first divided photodiode and the second divided photodiode by the first region. The 2nd division | segmentation photodiode by the area | region is shown.

【0024】この実施例では、フォトダイオード部1を
2分割して2段階の感度切り換えを行っているが、より
細かな感度切り換えを行うために、3分割,4分割等と
分割数を増やすことも、ポリシリコンゲートを2本,3
本と増やすことにより実現可能である。
In this embodiment, the photodiode section 1 is divided into two and the sensitivity is switched in two steps. However, the number of divisions should be increased to three or four in order to perform finer sensitivity switching. Also has 2 and 3 polysilicon gates
It can be realized by adding more books.

【0025】上記実施例では、フォトダイオード部をポ
リシリコンゲートによるMOSスイッチング素子で分割
するようにした構成を示したが、次に1つのフォトダイ
オード部をLOCOS 分離で分割した構成の実施例を図3に
示す。図3の(A)はフォトダイオード部の平面図で、
図3の(B)は図3の(A)のC−C′線に沿った断面
図であり、読み出し回路部は図示を省略しているが図1
に示した実施例と全く同一である。
In the above-mentioned embodiment, the photodiode portion is divided by the MOS switching element having the polysilicon gate. Next, one photodiode portion is divided by LOCOS separation. 3 shows. FIG. 3A is a plan view of the photodiode portion,
FIG. 3B is a sectional view taken along the line CC ′ of FIG. 3A, and the read circuit portion is not shown in FIG.
It is exactly the same as the embodiment shown in FIG.

【0026】この実施例では、フォトダイオード部21
を、1つのフォトダイオード領域をLOCOS 酸化膜21cで
分離して、21-1と21-2の2つの領域に分割して構成して
いる。そして分割した各フォトダイオード領域21-1,21
-2を、n型MOSトランジスタ2のゲートにそれぞれ接
続するためのスイッチング素子として、ポリシリコンゲ
ート22-1,22-2を分割フォトダイオード領域21-1,21-2
にそれぞれ設けて、n型MOSトランジスタを形成して
いる。なお図3の(B)において、21aはn基板、21b
はpウェル、21dはn+ 拡散層である。
In this embodiment, the photodiode section 21
Is formed by separating one photodiode region with a LOCOS oxide film 21c and dividing it into two regions 21-1 and 21-2. Then, the divided photodiode regions 21-1, 21
-2 is used as a switching element for connecting the gates of the n-type MOS transistor 2 to the polysilicon gates 22-1, 22-2 and the divided photodiode regions 21-1, 21-2.
To form an n-type MOS transistor. In FIG. 3B, 21a is an n substrate and 21b is a substrate.
Is a p-well and 21d is an n + diffusion layer.

【0027】この実施例における等価回路構成を図4に
示す。この図4からわかるように、ポリシリコンゲート
22-1,22-2で形成されたn型MOSトランジスタ22-
1′,22-2′に印加するパルスφGC1 ,φGC2 により、
容量素子3に蓄積されるフォトダイオード部21の分割フ
ォトダイオード21-1′,21-2′を切り換えることができ
る。
The equivalent circuit configuration in this embodiment is shown in FIG. As can be seen from this Figure 4, the polysilicon gate
N-type MOS transistor 22- formed by 22-1 and 22-2
With the pulses φ GC1 and φ GC2 applied to 1 ′ and 22-2 ′,
It is possible to switch the divided photodiodes 21-1 'and 21-2' of the photodiode section 21 stored in the capacitive element 3.

【0028】このように、1つのフォトダイオード領域
をLOCOS 分離を用いても、フォトダイオード部の分割が
可能である。またLOCOS 分離と図1の実施例で示したポ
リシリコンゲートによる分離を併用することで、縦横自
由にフォトダイオード領域を分割することができる。ま
た上記各実施例では、n基板上にpウェルを形成し、そ
の上にn+ 拡散層を形成して構成したフォトダイオード
について述べたが、MOSプロセスで製造されるフォト
ダイオードに対しても同様に適用することが可能であ
る。
As described above, the photodiode portion can be divided by using LOCOS isolation for one photodiode region. Further, by using the LOCOS isolation and the isolation by the polysilicon gate shown in the embodiment of FIG. 1, the photodiode region can be divided vertically and horizontally. Further, in each of the above-mentioned embodiments, the photodiode in which the p well is formed on the n substrate and the n + diffusion layer is formed thereon is described, but the same applies to the photodiode manufactured by the MOS process. Can be applied to.

【0029】次に分割フォトダイオード部におけるポリ
シリコンゲートに印加するパルスを制御してフォトダイ
オード部の感度の切り換えを行う制御方法について説明
する。感度切り換えを行うためには、被写体の明るさの
情報が必要である。カメラ等では自動露光制御(AE=
Auto Exposure )用の測光装置が搭載されているため、
その情報をもとに感度切り換えを行うことが可能であ
る。また感度切り換えセンサと同一チップ上に測光用の
フォトダイオードを配置し、その情報をもとに感度切り
換えを行うことも可能である。しかしながら、両者とも
感度切り換えを行うセンサとは、測光する方向,範囲等
が正確に一致しないので、正確な測光が行えない。そこ
で次に説明する実施例では、感度切り換えを行うセンサ
自体の信号レベルを検出して切り換え制御を行う方式を
示す。
Next, a control method for controlling the pulse applied to the polysilicon gate in the divided photodiode section to switch the sensitivity of the photodiode section will be described. Information on the brightness of the subject is required to switch the sensitivity. Automatic exposure control (AE =
Since a photometric device for Auto Exposure) is installed,
It is possible to switch the sensitivity based on the information. It is also possible to dispose a photometric photodiode on the same chip as the sensitivity switching sensor and switch the sensitivity based on that information. However, since the direction and range of photometry do not exactly match those of the sensors that switch the sensitivity, accurate photometry cannot be performed. Therefore, in the embodiment described below, a method of performing the switching control by detecting the signal level of the sensor itself that performs the sensitivity switching is shown.

【0030】図5に、各画素の出力電圧のピーク値を検
出し、その検出値をもとに感度切り換えを行うように構
成した実施例を示す。この実施例は、図1の(A)に示
した実施例の構成に、各画素の出力電圧を検出するため
のn型MOSトランジスタ31を各画素毎に追加し、その
各ソースをソースライン32に共通に接続し、該ソースラ
イン32に負荷として動作するデプレッション型のn型M
OSトランジスタ33を接続する。これにより、ソースラ
イン32のモニター電圧VM には画素全体のピーク出力に
対応する電圧が現れる。これをコンパレータ34を用いて
基準電圧Vref と比較し、コンパレータ34の出力COUT
により制御系35を制御して、感度切り換え用の制御パル
スφGCを出力するように構成されている。
FIG. 5 shows an embodiment in which the peak value of the output voltage of each pixel is detected and the sensitivity is switched based on the detected value. In this embodiment, an n-type MOS transistor 31 for detecting the output voltage of each pixel is added to each pixel in the configuration of the embodiment shown in FIG. And a depletion type n-type M connected to the source line 32 as a load.
The OS transistor 33 is connected. As a result, a voltage corresponding to the peak output of the entire pixel appears in the monitor voltage V M of the source line 32. This is compared with the reference voltage V ref using the comparator 34, and the output C OUT of the comparator 34 is output.
Is configured to control the control system 35 to output a control pulse φ GC for switching the sensitivity.

【0031】次にこのように構成された感度切り換え制
御装置の動作の一例を図6に示すタイミングチャートを
参照しながら説明する。図6には、リセット用パルスφ
R ,サンプルホールド用パルスφSHと、明るい被写体の
ときと暗い被写体のときにおけるモニター電圧VM ,コ
ンパレータ出力COUT ,感度切り換え制御パルスφGC
示している。期間T0 はリセット動作を行う期間であ
る。この期間では、φR を“H”とすると共に、φGC
“H”としてフォトダイオード部1の全領域1-1,1-2
が導通状態となるようにしておき、各画素のリセットを
行う。
Next, an example of the operation of the sensitivity switching control device thus configured will be described with reference to the timing chart shown in FIG. FIG. 6 shows a reset pulse φ
R, represents a sample-hold pulse phi SH, monitor voltage V M at the time when the dark subject of bright subject, the comparator output C OUT, the sensitivity switching control pulse phi GC. The period T 0 is a period in which the reset operation is performed. During this period, φ R is set to “H” and φ GC is set to “H”, so that all regions 1-1 and 1-2 of the photodiode section 1 are set.
Are set in a conductive state, and each pixel is reset.

【0032】次に期間T1 において、φR を“H”から
“L”にすると同時に、φGCを“L”にして、低い感度
設定で積分動作を行う。一定期間積分動作を行った後、
時刻t1 におけるコンパレータ出力COUT により、被写
体の明るさを判断する。被写体が明るい場合は、コンパ
レータ出力COUT は“H”となり、逆に暗い場合は
“L”となっている。したがって時刻t1 において、C
OUT =“H”のときは、φGCは“L”のまま低感度の状
態で積分を継続し、一方、COUT =“L”のときは、φ
GCを“L”から“H”に切り換えて高感度の状態とし、
積分を継続する(期間T2 )。このときφGCを“L”か
ら“H”に切り換えると、それまでポリシリコンゲート
で形成されているスイッチング素子1e′で絶縁されて
いた側の、フォトダイオード領域1-2で形成される第2
の分割フォトダイオード1-2′に蓄積された光電荷が流
れ込み、各画素の出力は急上昇する。したがって低感度
状態と高感度状態の感度比をmとすると、基準電圧V
ref は飽和出力の1/m以下となるように設定しておく
必要がある。また時刻t1 については、最短積分時間か
ら最長積分時間の1/mの範囲の中で設定すればよい。
Next, in the period T 1 , φ R is changed from “H” to “L” and at the same time φ GC is set to “L”, and the integration operation is performed with a low sensitivity setting. After performing the integration operation for a certain period,
The brightness of the subject is determined by the comparator output C OUT at time t 1 . When the subject is bright, the comparator output C OUT is "H", and when it is dark, it is "L". Therefore, at time t 1 , C
When OUT = "H", φ GC continues to be "L" in a low-sensitivity state, while when C OUT = "L", φ GC
Switch the GC from "L" to "H" for high sensitivity,
The integration is continued (period T 2 ). At this time, when φ GC is switched from “L” to “H”, the second diode formed in the photodiode region 1-2 on the side insulated by the switching element 1e ′ formed of the polysilicon gate until then.
The photocharges accumulated in the divided photodiode 1-2 'of No. 2 flow in, and the output of each pixel rises sharply. Therefore, if the sensitivity ratio between the low sensitivity state and the high sensitivity state is m, the reference voltage V
It is necessary to set ref so that it is 1 / m or less of the saturated output. The time t 1 may be set within the range of 1 / m of the shortest integration time to the longest integration time.

【0033】以上述べたように、増幅用n型MOSトラ
ンジスタの出力をモニターすることにより、正確に被写
体に適した感度に設定可能である。またフォトダイオー
ド部を、3分割あるいは4分割等とする場合は、比較す
る基準電圧を2つ、又は3つと追加して明るさを判断す
る方法と、比較する積分時刻を、2点あるいは3点と増
やし、それぞれの時刻におけるコンパレータ出力によ
り、明るさの判断をする方法が考えられる。
As described above, by monitoring the output of the amplifying n-type MOS transistor, it is possible to accurately set the sensitivity suitable for the subject. When the photodiode section is divided into three or four, the method of judging the brightness by adding two or three reference voltages to be compared, and the integration time to be compared are two or three points. Therefore, a method of judging the brightness based on the comparator output at each time can be considered.

【0034】次に図10に示した増幅型固体撮像素子を用
いた固体撮像装置に本発明を適用した実施例について説
明する。図7はこの実施例の回路構成図を示し、図5に
示した実施例及び図10に示した撮像素子と同一又は対応
する部材には同一符号を付して示している。この実施例
における増幅型固体撮像素子においては、蓄積電荷が大
きいほど出力電圧は小さくなるため、各画素の出力電圧
を検出するためのモニター用の素子はp型MOSトラン
ジスタ31′に変更している。また、これに伴いソースラ
イン32の負荷をp型MOSトランジスタ33′による能動
負荷としている。
Next, an embodiment in which the present invention is applied to a solid-state image pickup device using the amplification type solid-state image pickup device shown in FIG. 10 will be described. FIG. 7 shows a circuit configuration diagram of this embodiment, and the same or corresponding members as those of the embodiment shown in FIG. 5 and the image pickup device shown in FIG. 10 are designated by the same reference numerals. In the amplification type solid-state image pickup device in this embodiment, the output voltage becomes smaller as the accumulated charge becomes larger. Therefore, the monitoring device for detecting the output voltage of each pixel is changed to the p-type MOS transistor 31 '. .. Along with this, the load on the source line 32 is made active by the p-type MOS transistor 33 '.

【0035】次に、この実施例の動作を図8に示すタイ
ミングチャートを参照しながら説明する。この撮像素子
の場合、フォトダイオード部1で発生する電荷がトラン
ジスタQ5を介して蓄積容量素子Ct に蓄積されるよう
に、駆動信号DATAの“H”レベルは、トランジスタ
Q5が飽和領域で動作するように、リセット電圧VR
下に設定する。これによりフォトダイオード部での発生
電荷自体がQ5のバイアス電流となる。したがって感度
切り換え制御パルスφGCによるスイッチング素子1e′
のON/OFFの切り換えにより、バイアス電流が変化
すると、これに伴いトランジスタQ5のゲート・ソース
間電圧VGSが変わり、フォトダイオード部1への印加電
圧が変化する。
Next, the operation of this embodiment will be described with reference to the timing chart shown in FIG. In this image pickup device, so that charges generated in the photodiode portion 1 is accumulated in the storage capacitor element C t through the transistor Q5, "H" level of the drive signal DATA, the transistor Q5 operates in the saturation region As described above, the reset voltage is set to V R or less. As a result, the charges themselves generated in the photodiode portion become the bias current of Q5. Therefore, the switching element 1e ′ by the sensitivity switching control pulse φ GC
When the bias current changes due to the ON / OFF switching of, the gate-source voltage V GS of the transistor Q5 changes accordingly, and the voltage applied to the photodiode section 1 also changes.

【0036】したがって、感度切り換えを行うたびに、
リセット動作が必要となる。このためタイミングチャー
トに示すように、第1回目の積分動作を行う場合は、期
間T0 においてφGCを“H”にして高い感度設定でリセ
ット動作を行った後に、期間T1 においてφGC=“H”
のまま積分を開始する。そして一定積分時間経過後、時
刻t1 でコンパレータ出力COUT が“L”ならば、その
まま積分動作を継続し、コンパレータ出力COUT
“H”の場合は、φGCを“L”として低い感度設定にし
た後に、再度リセットをして積分を行う(期間T2 )。
Therefore, every time the sensitivity is switched,
Reset operation is required. Therefore, as shown in the timing chart, when the first integration operation is performed, φ GC is set to “H” in the period T 0 and the reset operation is performed at a high sensitivity setting, and then, in the period T 1 , φ GC = "H"
The integration is started as it is. After the elapse of a certain integration time, if the comparator output C OUT is “L” at time t 1 , the integration operation is continued as it is, and if the comparator output C OUT is “H”, φ GC is set to “L” and the sensitivity is low. After setting, the reset is performed again and integration is performed (period T 2 ).

【0037】このように被写体が明るい場合は、2回積
分動作を行う必要があるが、被写体が明るいときは短い
積分時間で動作が完了するため、全体の動作に要する時
間は、最長積分時間に達しないように設定できる。その
ためには、明るさを判断する時刻t1 までの積分時間を
短く設定した方がよい。また、このときの基準電圧V
ref に関しては、図5に示した実施例のような制約はな
く、飽和レベル以下ならばどのような値でもよい。
In this way, when the subject is bright, it is necessary to perform the integration operation twice, but when the subject is bright, the operation is completed in a short integration time. Therefore, the time required for the entire operation is the longest integration time. It can be set not to reach. For that purpose, it is better to set a short integration time until the time t 1 for judging the brightness. In addition, the reference voltage V at this time
Regarding ref , there is no restriction as in the embodiment shown in FIG. 5, and any value may be used as long as it is below the saturation level.

【0038】[0038]

【発明の効果】以上実施例に基づいて説明したように、
本発明によれば、明るい被写体及び暗い被写体に応じて
フォトダイオードの感度切り換えが行えるため、明るい
被写体に対しては感度を低くして積分時間を十分とり制
御を容易にし、且つ暗い被写体に対しては感度を高くし
て短い積分時間での動作が実現でき、広いダイナミック
レンジを容易に確保することができる。
As described above on the basis of the embodiments,
According to the present invention, since the sensitivity of the photodiode can be switched according to a bright subject and a dark subject, the sensitivity is lowered for a bright subject to allow a sufficient integration time to facilitate control, and for a dark subject. Can enhance sensitivity and realize operation in a short integration time, and can easily secure a wide dynamic range.

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

【図1】本発明に係る固体撮像装置の第1実施例を示す
回路構成図、及びそのフォトダイオード部の断面図であ
る。
FIG. 1 is a circuit configuration diagram showing a first embodiment of a solid-state imaging device according to the present invention, and a sectional view of a photodiode portion thereof.

【図2】図1に示した実施例の画素部の等価回路を示す
図である。
FIG. 2 is a diagram showing an equivalent circuit of a pixel portion of the embodiment shown in FIG.

【図3】第2実施例のフォトダイオード部分を示す平面
図及び断面図である。
FIG. 3 is a plan view and a sectional view showing a photodiode portion of a second embodiment.

【図4】第2実施例の画素部の等価回路構成を示す図で
ある。
FIG. 4 is a diagram showing an equivalent circuit configuration of a pixel portion of a second embodiment.

【図5】感度切り換え制御部を備えた第3実施例を示す
回路構成図である。
FIG. 5 is a circuit configuration diagram showing a third embodiment including a sensitivity switching controller.

【図6】図5に示した実施例の動作を説明するためのタ
イミングチャートである。
FIG. 6 is a timing chart for explaining the operation of the embodiment shown in FIG.

【図7】同じく感度切り換え制御部を備えた第4実施例
を示す回路構成図である。
FIG. 7 is a circuit configuration diagram showing a fourth embodiment similarly including a sensitivity switching control section.

【図8】図7に示した実施例の動作を説明するためのタ
イミングチャートである。
FIG. 8 is a timing chart for explaining the operation of the embodiment shown in FIG.

【図9】従来の増幅型固体撮像素子の構成例を示す回路
構成図である。
FIG. 9 is a circuit configuration diagram showing a configuration example of a conventional amplification type solid-state imaging device.

【図10】従来の増幅型固体撮像素子の他の構成例を示す
回路構成図である。
FIG. 10 is a circuit configuration diagram showing another configuration example of a conventional amplification type solid-state imaging device.

【図11】従来考えられている増幅型固体撮像素子を示す
回路構成図である。
FIG. 11 is a circuit configuration diagram showing an amplification type solid-state imaging device which has been conventionally considered.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,21 フォトダイオード部 1-1 第1のフォトダイオード領域 1-2 第2のフォトダイオード領域 1-1′ 第1の分割フォトダイオード 1-2′ 第2の分割フォトダイオード 1a,21a n基板 1b,21b pウェル 1c,21c LOCOS 酸化膜 1d,21d n+ 拡散層 1e,22-1,22-2 ポリシリコンゲート 2 n型MOSトランジスタ 3 帰還容量素子 4 リセット用n型MOSトランジスタ 5 デプレッション型n型MOSトランジスタ 6 スイッチング素子 7 容量素子 8 シフトレジスタ 9 読み出し用n型MOSトランジスタ 10 信号出力線 11 バッファ 12 信号線リセット用トランジスタ 31 検出用n型MOSトランジスタ 32 ソースライン 33 負荷用n型MOSトランジスタ 34 コンパレータ 35 制御系1,21 Photodiode part 1-1 First photodiode region 1-2 Second photodiode region 1-1 'First divided photodiode 1-2' Second divided photodiode 1a, 21a n Substrate 1b , 21b p well 1c, 21c LOCOS oxide film 1d, 21dn + diffusion layer 1e, 22-1, 22-2 polysilicon gate 2 n-type MOS transistor 3 feedback capacitance element 4 reset n-type MOS transistor 5 depletion type n-type MOS transistor 6 Switching element 7 Capacitance element 8 Shift register 9 Read n-type MOS transistor 10 Signal output line 11 Buffer 12 Signal line reset transistor 31 Detection n-type MOS transistor 32 Source line 33 Load n-type MOS transistor 34 Comparator 35 Control system

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 31/10 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification code Internal reference number FI technical display location H01L 31/10

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 pn整合型のフォトダイオード部と、該
フォトダイオード部に入射した光により発生した光電荷
を蓄積するフォトダイオード部以外の容量素子と、該容
量素子に蓄積された電荷を破壊せずに該電荷に対応した
信号を出力する増幅部と、前記容量素子に蓄積された電
荷をリフレッシュするためのスイッチング素子とで構成
した増幅型固体撮像素子を単位画素とした固体撮像装置
において、前記フォトダイオード部の領域を複数の領域
に分割し、該領域に設けたスイッチング素子により前記
単位画素の容量素子に蓄積する光電荷を与える受光面積
を変えて画素部の感度を切り換えられるように構成した
ことを特徴とする固体撮像装置。
1. A pn matching type photodiode section, a capacitive element other than the photodiode section for accumulating photocharges generated by light incident on the photodiode section, and a charge accumulated in the capacitive element are destroyed. In the solid-state imaging device using an amplification-type solid-state imaging device as a unit pixel, which is configured by an amplification unit that outputs a signal corresponding to the electric charge and a switching element for refreshing the electric charge accumulated in the capacitive element, The region of the photodiode portion is divided into a plurality of regions, and the sensitivity of the pixel portion can be switched by changing the light-receiving area for applying the photocharge accumulated in the capacitive element of the unit pixel by the switching element provided in the region. A solid-state imaging device characterized by the above.
【請求項2】 前記単位画素の増幅部の信号出力レベル
を検出するモニター手段と、該モニター手段のモニター
信号と基準信号とに基づき、前記感度切り換え用スイッ
チング素子の制御を行う制御手段とを同一チップ上に備
えていることを特徴とする請求項1記載の固体撮像装
置。
2. The monitor means for detecting the signal output level of the amplification section of the unit pixel and the control means for controlling the sensitivity switching switching element based on the monitor signal of the monitor means and a reference signal are the same. The solid-state imaging device according to claim 1, wherein the solid-state imaging device is provided on a chip.
【請求項3】 前記請求項2記載の固体撮像装置の制御
方法において、前記単位画素の容量素子のリセット動作
時は感度切り換え用スイッチング素子をONして高感度
設定でリフレッシュ動作を行い、積分開始後に感度切り
換え用スイッチング素子をOFFして低感度設定とし、
一定時間積分したときモニター手段のモニター信号レベ
ルと基準信号レベルを比較して基準信号レベルよりモニ
ター信号レベルが高いときはそのまま積分を続行し、モ
ニター信号レベルが低いときは感度切り換え用スイッチ
ング素子をON状態に切り換え高感度設定とし、リフレ
ッシュ動作を行わずに積分動作を続行することを特徴と
する固体撮像装置の制御方法。
3. The method of controlling a solid-state image pickup device according to claim 2, wherein when a capacitive element of the unit pixel is reset, a sensitivity switching switching element is turned on to perform a refresh operation at a high sensitivity setting and start integration. After that, turn off the switching element for sensitivity switching to set low sensitivity,
When integrated for a certain period of time, the monitor signal level of the monitor means is compared with the reference signal level, and when the monitor signal level is higher than the reference signal level, the integration is continued as it is, and when the monitor signal level is low, the sensitivity switching switching element is turned on. A method for controlling a solid-state imaging device, comprising: switching to a state, setting a high sensitivity, and continuing an integration operation without performing a refresh operation.
【請求項4】 前記請求項2記載の固体撮像装置におい
て、初期リセット動作時及びそれに続く積分時は感度切
り換え用スイッチング素子をONして高感度設定で動作
を行い、一定積分時間経過後モニター信号レベルと基準
信号レベルを比較して、基準信号レベルよりモニター信
号レベルが低いときはそのまま積分を続行し、モニター
信号レベルが高いときは第2のリセット動作を行い低感
度設定とした後、再び積分動作を行うことを特徴とする
固体撮像装置の制御方法。
4. The solid-state image pickup device according to claim 2, wherein during initial reset operation and subsequent integration, a sensitivity switching switching element is turned on to operate at a high sensitivity setting, and a monitor signal is output after a certain integration time has elapsed. If the monitor signal level is lower than the reference signal level, the integration is continued as it is, and if the monitor signal level is higher, the second reset operation is performed to set the low sensitivity, and then the integration is performed again. A method for controlling a solid-state imaging device, comprising performing an operation.
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