JPH07177433A - 固体撮像素子の駆動方法 - Google Patents
固体撮像素子の駆動方法Info
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- JPH07177433A JPH07177433A JP5321527A JP32152793A JPH07177433A JP H07177433 A JPH07177433 A JP H07177433A JP 5321527 A JP5321527 A JP 5321527A JP 32152793 A JP32152793 A JP 32152793A JP H07177433 A JPH07177433 A JP H07177433A
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- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 95
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 19
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 12
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 10
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 5
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 12
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 11
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 6
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- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
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- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 固体撮像素子のダイナミックレンジを拡大す
る。 【構成】 第１群の光電変換素子から読み出された信号
電荷の電荷蓄積時間は、ＳＵＢのＤのタイミングで光電
変換部の電荷を排出してからＣＨ１のＡのタイミングで
垂直転送部に読み出すまでの時間Ｔ１であり、第２群の
光電変換素子２から読み出された信号電荷の電荷蓄積時
間は、ＳＵＢのＣのタイミングで光電変換部の電荷を排
出してからＣＨ２のＢのタイミングで垂直転送部に読み
出すまでの時間Ｔ２であり、電荷蓄積時間の関係はＴ２
＜＜Ｔ１である。このため、互いに異なる２種の光電変
換特性を有する信号出力を同時に得ることができるの
で、明暗差の大きな被写体を撮像した際に、被写体にお
ける照度分布に対応して２つの信号のいずれかをサンプ
リングすることができる。
る。 【構成】 第１群の光電変換素子から読み出された信号
電荷の電荷蓄積時間は、ＳＵＢのＤのタイミングで光電
変換部の電荷を排出してからＣＨ１のＡのタイミングで
垂直転送部に読み出すまでの時間Ｔ１であり、第２群の
光電変換素子２から読み出された信号電荷の電荷蓄積時
間は、ＳＵＢのＣのタイミングで光電変換部の電荷を排
出してからＣＨ２のＢのタイミングで垂直転送部に読み
出すまでの時間Ｔ２であり、電荷蓄積時間の関係はＴ２
＜＜Ｔ１である。このため、互いに異なる２種の光電変
換特性を有する信号出力を同時に得ることができるの
で、明暗差の大きな被写体を撮像した際に、被写体にお
ける照度分布に対応して２つの信号のいずれかをサンプ
リングすることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は固体撮像素子のダイナミ
ックレンジを拡大することができる固体撮像素子の駆動
方法に関するものである。
ックレンジを拡大することができる固体撮像素子の駆動
方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】現在、固体撮像素子を利用したカメラが
普及しており、低照度から高照度までの広い被写体照度
の範囲において鮮明な画像が得られるように、固体撮像
素子としては、より広いダイナミックレンジの実現が求
められている。
普及しており、低照度から高照度までの広い被写体照度
の範囲において鮮明な画像が得られるように、固体撮像
素子としては、より広いダイナミックレンジの実現が求
められている。
【０００３】以下、従来の固体撮像素子の駆動方法につ
いて説明する。
いて説明する。
【０００４】図４は固体撮像素子の模式図であって、図
４において、１は第１群の光電変換素子、２は第２群の
光電変換素子、３は第１群の光電変換素子１及び第２群
の光電変換素子２に蓄積された信号電荷を垂直方向に転
送する垂直転送部、４は垂直転送部３から転送される信
号電荷を水平方向に転送する水平転送部、５は水平転送
部４からの信号電荷を信号電圧に変換して出力する信号
電荷検出部、Ｖｏは信号電荷検出部５から出力される信
号出力をそれぞれ示している。また、本固体撮像素子
は、半導体基板に電圧を加えることにより、第１群の光
電変換素子１及び第２群の光電変換素子２に蓄積された
電荷を基板方向に排出する構造を有している。
４において、１は第１群の光電変換素子、２は第２群の
光電変換素子、３は第１群の光電変換素子１及び第２群
の光電変換素子２に蓄積された信号電荷を垂直方向に転
送する垂直転送部、４は垂直転送部３から転送される信
号電荷を水平方向に転送する水平転送部、５は水平転送
部４からの信号電荷を信号電圧に変換して出力する信号
電荷検出部、Ｖｏは信号電荷検出部５から出力される信
号出力をそれぞれ示している。また、本固体撮像素子
は、半導体基板に電圧を加えることにより、第１群の光
電変換素子１及び第２群の光電変換素子２に蓄積された
電荷を基板方向に排出する構造を有している。
【０００５】図５は図４に示す固体撮像素子の駆動タイ
ミングを示しており、図５において、ＢＬＫは帰線消去
信号、ＣＨ１は第１群の光電変換素子１から電荷を読み
出すタイミング、ＣＨ２は第２群の光電変換素子２から
電荷を読み出すタイミング、ＳＵＢは固体撮像素子の半
導体基板に電圧を加えて第１群の光電変換素子１及び第
２群の光電変換素子２に蓄積された電荷を基板方向に排
出するタイミングを示している。
ミングを示しており、図５において、ＢＬＫは帰線消去
信号、ＣＨ１は第１群の光電変換素子１から電荷を読み
出すタイミング、ＣＨ２は第２群の光電変換素子２から
電荷を読み出すタイミング、ＳＵＢは固体撮像素子の半
導体基板に電圧を加えて第１群の光電変換素子１及び第
２群の光電変換素子２に蓄積された電荷を基板方向に排
出するタイミングを示している。
【０００６】次に、図４及び図５を参照しながら従来の
固体撮像素子の駆動方法について説明する。
固体撮像素子の駆動方法について説明する。
【０００７】まず、第１群の光電変換素子１に蓄積され
た信号電荷を垂直帰線消去期間内のＣＨ１のａのタイミ
ングにおいて垂直転送部３に読み出し、次に、第２群の
光電変換素子２に蓄積された信号電荷を垂直帰線消去期
間内のＣＨ２のｂのタイミングにおいて垂直転送部３に
読み出す。その後、第１群の光電変換素子１から読み出
された信号電荷と第２群の光電変換素子２から読み出さ
れた信号電荷とを垂直転送部３において混合し、混合さ
れた信号電荷を水平転送部４を経て信号電荷検出部５に
転送し、信号電荷検出部５において信号出力Ｖｏに変換
する。
た信号電荷を垂直帰線消去期間内のＣＨ１のａのタイミ
ングにおいて垂直転送部３に読み出し、次に、第２群の
光電変換素子２に蓄積された信号電荷を垂直帰線消去期
間内のＣＨ２のｂのタイミングにおいて垂直転送部３に
読み出す。その後、第１群の光電変換素子１から読み出
された信号電荷と第２群の光電変換素子２から読み出さ
れた信号電荷とを垂直転送部３において混合し、混合さ
れた信号電荷を水平転送部４を経て信号電荷検出部５に
転送し、信号電荷検出部５において信号出力Ｖｏに変換
する。
【０００８】図６は被写体照度に対する信号出力Ｖｏの
関係を示しており、グラフ１は固体撮像素子の駆動を行
なった時の被写体照度に対する信号出力Ｖｏの関係を示
し、グラフ２は固体撮像素子の駆動に加えて図５に示す
ＳＵＢのｃのタイミングで半導体基板に電圧を印加し光
電変換部の電荷を基板方向に排出した時の被写体照度に
対する信号出力Ｖｏの関係を示している。図６に示すよ
うに、グラフ１では照度６で信号出力Ｖｏは飽和する。
これに対して第１群の光電変換素子１及び第２群の光電
変換素子２に蓄積された電荷をＳＵＢのｃのタイミング
で基板方向に排出し電荷蓄積時間を短くすることによ
り、グラフ２に示すように信号出力Ｖｏは照度７で飽和
する。つまりグラフ２の状態においてはグラフ１の状態
に比べて信号出力Ｖｏが飽和する照度は高くなる。
関係を示しており、グラフ１は固体撮像素子の駆動を行
なった時の被写体照度に対する信号出力Ｖｏの関係を示
し、グラフ２は固体撮像素子の駆動に加えて図５に示す
ＳＵＢのｃのタイミングで半導体基板に電圧を印加し光
電変換部の電荷を基板方向に排出した時の被写体照度に
対する信号出力Ｖｏの関係を示している。図６に示すよ
うに、グラフ１では照度６で信号出力Ｖｏは飽和する。
これに対して第１群の光電変換素子１及び第２群の光電
変換素子２に蓄積された電荷をＳＵＢのｃのタイミング
で基板方向に排出し電荷蓄積時間を短くすることによ
り、グラフ２に示すように信号出力Ｖｏは照度７で飽和
する。つまりグラフ２の状態においてはグラフ１の状態
に比べて信号出力Ｖｏが飽和する照度は高くなる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の固体撮像素子の駆動方法によると、垂直帰線消去期
間内に読み出される信号電荷については、固体撮像素子
の光電変換特性が１つに限られているため、明暗差の大
きな被写体を撮像したときに高照度部の信号出力Ｖｏが
飽和しないように第１群及び第２群の光電変換素子１，
２の電荷蓄積時間を短くすると低照度部の信号出力Ｖｏ
が小さくなり映像信号のＳ／Ｎが悪くなり、逆に、低照
度部のＳ／Ｎを高くするために第１群及び第２群の光電
変換素子１，２の電荷蓄積時間を長くすると高照度部の
信号出力Ｖｏが飽和してしまう。
来の固体撮像素子の駆動方法によると、垂直帰線消去期
間内に読み出される信号電荷については、固体撮像素子
の光電変換特性が１つに限られているため、明暗差の大
きな被写体を撮像したときに高照度部の信号出力Ｖｏが
飽和しないように第１群及び第２群の光電変換素子１，
２の電荷蓄積時間を短くすると低照度部の信号出力Ｖｏ
が小さくなり映像信号のＳ／Ｎが悪くなり、逆に、低照
度部のＳ／Ｎを高くするために第１群及び第２群の光電
変換素子１，２の電荷蓄積時間を長くすると高照度部の
信号出力Ｖｏが飽和してしまう。
【００１０】このため、従来の固体撮像素子の駆動方法
によると、固体撮像素子のダイナミックレンジに限界が
あり、低照度から高照度までの広い被写体照度の範囲に
おいて満足できる鮮明な画像が得られないという問題が
ある。
によると、固体撮像素子のダイナミックレンジに限界が
あり、低照度から高照度までの広い被写体照度の範囲に
おいて満足できる鮮明な画像が得られないという問題が
ある。
【００１１】前記に鑑み、本発明は、固体撮像素子のダ
イナミックレンジを拡大し、低照度から高照度までの広
い被写体照度の範囲において鮮明な画像が得られるよう
にすることを目的とする。
イナミックレンジを拡大し、低照度から高照度までの広
い被写体照度の範囲において鮮明な画像が得られるよう
にすることを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め、請求項１の発明が具体的に講じた解決手段は、第１
群の光電変換素子と第２群の光電変換素子とが二次元的
に配列されてなる光電変換部と、該光電変換部に蓄積さ
れる信号電荷を垂直方向に転送する垂直転送部と、該垂
直転送部から転送されてくる信号電荷を水平方向に転送
する水平転送部と、該水平転送部からの信号電荷を信号
電圧又は信号電流に変換して出力する信号電荷検出部と
を備え、前記光電変換部に蓄積された電荷を任意に排出
することができる電荷排出構造を有する固体撮像素子の
駆動方法を対象とし、前記第１群の光電変換素子に蓄積
された電荷を前記垂直転送部へ読み出した後、前記光電
変換部に蓄積された電荷を排出し、次に、前記第２群の
光電変換素子に蓄積された電荷を前記垂直転送部へ読み
出し、次に、電荷蓄積時間が互いに異なる前記第１群の
光電変換素子から読み出した信号電荷と前記第２群の光
電変換素子から読み出した信号電荷とをそれぞれ独立に
前記信号電荷検出部から出力する構成とするものであ
る。
め、請求項１の発明が具体的に講じた解決手段は、第１
群の光電変換素子と第２群の光電変換素子とが二次元的
に配列されてなる光電変換部と、該光電変換部に蓄積さ
れる信号電荷を垂直方向に転送する垂直転送部と、該垂
直転送部から転送されてくる信号電荷を水平方向に転送
する水平転送部と、該水平転送部からの信号電荷を信号
電圧又は信号電流に変換して出力する信号電荷検出部と
を備え、前記光電変換部に蓄積された電荷を任意に排出
することができる電荷排出構造を有する固体撮像素子の
駆動方法を対象とし、前記第１群の光電変換素子に蓄積
された電荷を前記垂直転送部へ読み出した後、前記光電
変換部に蓄積された電荷を排出し、次に、前記第２群の
光電変換素子に蓄積された電荷を前記垂直転送部へ読み
出し、次に、電荷蓄積時間が互いに異なる前記第１群の
光電変換素子から読み出した信号電荷と前記第２群の光
電変換素子から読み出した信号電荷とをそれぞれ独立に
前記信号電荷検出部から出力する構成とするものであ
る。
【００１３】請求項２の発明は、請求項１の構成に、前
記電荷排出構造は半導体基板に電圧を加えることによっ
て前記光電変換部に蓄積された電荷を排出する構造であ
り、前記光電変換部に蓄積された電荷を排出する工程は
半導体基板に電圧を加えて前記光電変換部に蓄積された
電荷を排出する工程であるという構成を付加するもので
ある。
記電荷排出構造は半導体基板に電圧を加えることによっ
て前記光電変換部に蓄積された電荷を排出する構造であ
り、前記光電変換部に蓄積された電荷を排出する工程は
半導体基板に電圧を加えて前記光電変換部に蓄積された
電荷を排出する工程であるという構成を付加するもので
ある。
【００１４】
【作用】請求項１の構成により、垂直帰線消去期間内に
おいて第１群の光電変換素子１及び第２群の光電変換素
子２から読み出される信号電荷をそれぞれ独立して出力
するため、電荷蓄積時間が互いに異なる２つの信号出
力、すなわち互いに異なる２種の光電変換特性を有する
信号出力を同時に得ることができる。
おいて第１群の光電変換素子１及び第２群の光電変換素
子２から読み出される信号電荷をそれぞれ独立して出力
するため、電荷蓄積時間が互いに異なる２つの信号出
力、すなわち互いに異なる２種の光電変換特性を有する
信号出力を同時に得ることができる。
【００１５】請求項２の構成により、半導体基板に電圧
を加えることによって光電変換部に蓄積された電荷を排
出するので、光電変換部に蓄積された電荷の排出が容易
である。
を加えることによって光電変換部に蓄積された電荷を排
出するので、光電変換部に蓄積された電荷の排出が容易
である。
【００１６】
【実施例】以下、本発明の一実施例について、図１及び
図４を参照しながら説明する。
図４を参照しながら説明する。
【００１７】図４に示す固体撮像素子の模式図は、本発
明の一実施例に係る駆動方法が適用される固体撮像素子
と同様である。従って、ここでは、固体撮像素子の構造
についての説明は省略する。
明の一実施例に係る駆動方法が適用される固体撮像素子
と同様である。従って、ここでは、固体撮像素子の構造
についての説明は省略する。
【００１８】図１は本発明の一実施例に係る固体撮像素
子の駆動方法の駆動タイミングを示すものであり、図１
において、ＢＬＫは帰線消去信号、ＣＨ１は第１群の光
電変換素子１から電荷を読み出すタイミング、ＣＨ２は
第２群の光電変換素子２から電荷を読み出すタイミン
グ、ＳＵＢは固体撮像素子の半導体基板に電圧を加えて
第１群の光電変換素子１及び第２群の光電変換素子２に
蓄積された電荷を基板方向に排出するタイミング、Ｔ１
は第１群の光電変換素子１から読み出される信号電荷の
電荷蓄積時間、Ｔ２は第２群の光電変換素子２から読み
出される信号電荷の電荷蓄積時間をそれぞれ示してい
る。
子の駆動方法の駆動タイミングを示すものであり、図１
において、ＢＬＫは帰線消去信号、ＣＨ１は第１群の光
電変換素子１から電荷を読み出すタイミング、ＣＨ２は
第２群の光電変換素子２から電荷を読み出すタイミン
グ、ＳＵＢは固体撮像素子の半導体基板に電圧を加えて
第１群の光電変換素子１及び第２群の光電変換素子２に
蓄積された電荷を基板方向に排出するタイミング、Ｔ１
は第１群の光電変換素子１から読み出される信号電荷の
電荷蓄積時間、Ｔ２は第２群の光電変換素子２から読み
出される信号電荷の電荷蓄積時間をそれぞれ示してい
る。
【００１９】以下、本発明の一実施例に係る固体撮像素
子の駆動方法について説明する。
子の駆動方法について説明する。
【００２０】まず、第１群の光電変換素子１に蓄積され
た信号電荷を垂直帰線消去期間内においてＣＨ１のＡの
タイミングで垂直転送部３に読み出し、その後、ＳＵＢ
のＣのタイミングで半導体基板に電圧を加えて第１群の
光電変換素子１及び第２群の光電変換素子２からなる光
電変換部の電荷を基板方向に排出した後、第２群の光電
変換素子２に蓄積された信号電荷をＣＨ２のＢのタイミ
ングで垂直転送部３に読み出す。次に、第１群の光電変
換素子１及び第２群の光電変換素子２から読み出された
それぞれの信号電荷を混合することなく水平転送部４を
経て信号電荷検出部５に転送し、信号電荷検出部５にお
いて信号出力Ｖｏに変換する。
た信号電荷を垂直帰線消去期間内においてＣＨ１のＡの
タイミングで垂直転送部３に読み出し、その後、ＳＵＢ
のＣのタイミングで半導体基板に電圧を加えて第１群の
光電変換素子１及び第２群の光電変換素子２からなる光
電変換部の電荷を基板方向に排出した後、第２群の光電
変換素子２に蓄積された信号電荷をＣＨ２のＢのタイミ
ングで垂直転送部３に読み出す。次に、第１群の光電変
換素子１及び第２群の光電変換素子２から読み出された
それぞれの信号電荷を混合することなく水平転送部４を
経て信号電荷検出部５に転送し、信号電荷検出部５にお
いて信号出力Ｖｏに変換する。
【００２１】ここで、第１群の光電変換素子１から読み
出された信号電荷の電荷蓄積時間は、ＳＵＢのＤのタイ
ミングで第１群の光電変換素子１及び第２群の光電変換
素子２からなる光電変換部の電荷を基板方向に排出して
からＣＨ１のＡのタイミングで垂直転送部３に読み出す
までの時間Ｔ１であり、第２群の光電変換素子２から読
み出された信号電荷の電荷蓄積時間はＳＵＢのＣのタイ
ミングで第１群の光電変換素子１及び第２群の光電変換
素子２からなる光電変換部の電荷を基板方向に排出して
からＣＨ２のＢのタイミングで垂直転送部３に読み出す
までの時間Ｔ２である。よって、両者の電荷蓄積時間の
関係はＴ２＜＜Ｔ１である。
出された信号電荷の電荷蓄積時間は、ＳＵＢのＤのタイ
ミングで第１群の光電変換素子１及び第２群の光電変換
素子２からなる光電変換部の電荷を基板方向に排出して
からＣＨ１のＡのタイミングで垂直転送部３に読み出す
までの時間Ｔ１であり、第２群の光電変換素子２から読
み出された信号電荷の電荷蓄積時間はＳＵＢのＣのタイ
ミングで第１群の光電変換素子１及び第２群の光電変換
素子２からなる光電変換部の電荷を基板方向に排出して
からＣＨ２のＢのタイミングで垂直転送部３に読み出す
までの時間Ｔ２である。よって、両者の電荷蓄積時間の
関係はＴ２＜＜Ｔ１である。
【００２２】図２は本実施例に係る固体撮像素子の駆動
方法における被写体照度に対する信号出力Ｖｏの関係を
示したものである。図２において、グラフ３は第１群の
光電変換素子１から読み出された信号電荷についての被
写体照度に対する信号出力Ｖｏの関係を示し、グラフ４
は第２群の光電変換素子２から読み出された信号電荷に
ついての被写体照度に対する信号出力Ｖｏの関係を示し
ている。電荷蓄積時間がＴ１である第１群の光電変換素
子１から読み出された信号電荷による信号出力Ｖｏは照
度８で飽和する。これに対して、電荷蓄積時間がＴ１よ
りも短い第２群の光電変換素子２から読み出された信号
電荷による信号出力Ｖｏは、第１群の光電変換素子１か
ら読み出された信号電荷による信号出力Ｖｏが飽和する
照度８よりも更に高い照度である照度９で飽和する。
方法における被写体照度に対する信号出力Ｖｏの関係を
示したものである。図２において、グラフ３は第１群の
光電変換素子１から読み出された信号電荷についての被
写体照度に対する信号出力Ｖｏの関係を示し、グラフ４
は第２群の光電変換素子２から読み出された信号電荷に
ついての被写体照度に対する信号出力Ｖｏの関係を示し
ている。電荷蓄積時間がＴ１である第１群の光電変換素
子１から読み出された信号電荷による信号出力Ｖｏは照
度８で飽和する。これに対して、電荷蓄積時間がＴ１よ
りも短い第２群の光電変換素子２から読み出された信号
電荷による信号出力Ｖｏは、第１群の光電変換素子１か
ら読み出された信号電荷による信号出力Ｖｏが飽和する
照度８よりも更に高い照度である照度９で飽和する。
【００２３】このように、垂直帰線消去期間内において
第１群の光電変換素子１及び第２群の光電変換素子２か
ら読み出される信号電荷をそれぞれ独立して出力するこ
とにより、電荷蓄積時間が互いに異なる２つの信号出
力、すなわち互いに異なる２種の光電変換特性を有する
信号出力を同時に得ることができる。
第１群の光電変換素子１及び第２群の光電変換素子２か
ら読み出される信号電荷をそれぞれ独立して出力するこ
とにより、電荷蓄積時間が互いに異なる２つの信号出
力、すなわち互いに異なる２種の光電変換特性を有する
信号出力を同時に得ることができる。
【００２４】従って、明暗差の大きな被写体を撮像した
際において、第１群の光電変換素子１から読み出された
信号出力Ｖｏが飽和するグラフ３に示す照度８よりも高
い高照度部については、グラフ４に示すような信号出力
Ｖｏが飽和に達していない第２群の光電変換素子２から
読み出された信号出力Ｖｏを映像信号として用い、照度
８よりも低い照度部については信号出力が大きい第１群
の光電変換素子１から読み出された信号出力Ｖｏを映像
信号として用いることにより、被写体の低照度の部分か
ら高照度な部分まで鮮明な映像信号が得られる。すなわ
ち、固体撮像素子のダイナミックレンジを拡大すること
ができる。
際において、第１群の光電変換素子１から読み出された
信号出力Ｖｏが飽和するグラフ３に示す照度８よりも高
い高照度部については、グラフ４に示すような信号出力
Ｖｏが飽和に達していない第２群の光電変換素子２から
読み出された信号出力Ｖｏを映像信号として用い、照度
８よりも低い照度部については信号出力が大きい第１群
の光電変換素子１から読み出された信号出力Ｖｏを映像
信号として用いることにより、被写体の低照度の部分か
ら高照度な部分まで鮮明な映像信号が得られる。すなわ
ち、固体撮像素子のダイナミックレンジを拡大すること
ができる。
【００２５】図３は、本実施例に係る固体撮像素子の駆
動方法における被写体照度に対する映像信号出力の関係
を示したものであり、照度８よりも低い照度部について
は信号出力が大きい第１群の光電変換素子１から読み出
された信号出力Ｖｏを映像信号として用い、照度８より
も高い照度部については第２群の光電変換素子２から読
み出された信号出力Ｖｏを映像信号として用いることに
よってグラフ５に示すような光電変換特性を得ることが
できる。
動方法における被写体照度に対する映像信号出力の関係
を示したものであり、照度８よりも低い照度部について
は信号出力が大きい第１群の光電変換素子１から読み出
された信号出力Ｖｏを映像信号として用い、照度８より
も高い照度部については第２群の光電変換素子２から読
み出された信号出力Ｖｏを映像信号として用いることに
よってグラフ５に示すような光電変換特性を得ることが
できる。
【００２６】被写体照度が連続的に変化している場合に
は、照度８付近の被写体照度では映像信号の輝度レベル
の変化は連続的ではないが、本実施例に係る固体撮像素
子の駆動方法によると、映像信号が飽和することなく被
写体の低照度の部分から高照度な部分まで鮮明な映像信
号が得ることができ、その効果は絶大である。
は、照度８付近の被写体照度では映像信号の輝度レベル
の変化は連続的ではないが、本実施例に係る固体撮像素
子の駆動方法によると、映像信号が飽和することなく被
写体の低照度の部分から高照度な部分まで鮮明な映像信
号が得ることができ、その効果は絶大である。
【００２７】なお、前記実施例においては、１つの水平
転送部を用いて駆動方法を説明したが、複数の水平転送
部を有する構成の固体撮像素子を用いてもよい。
転送部を用いて駆動方法を説明したが、複数の水平転送
部を有する構成の固体撮像素子を用いてもよい。
【００２８】また、前記実施例においては、半導体基板
に電圧を加えることにより光電変換素子に蓄積された電
荷を排出する構造の固体撮像素子を用いて駆動方法を説
明したが、光電変換素子に蓄積された電荷を任意に外部
に排出できる構造のものであれば如何なる構造の固体撮
像素子を用いてもよい。
に電圧を加えることにより光電変換素子に蓄積された電
荷を排出する構造の固体撮像素子を用いて駆動方法を説
明したが、光電変換素子に蓄積された電荷を任意に外部
に排出できる構造のものであれば如何なる構造の固体撮
像素子を用いてもよい。
【００２９】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
係る固体撮像素子の駆動方法によると、垂直帰線消去期
間内において第１群の光電変換素子１及び第２群の光電
変換素子２から読み出される信号電荷をそれぞれ独立に
信号電荷検出部から出力するため、電荷蓄積時間が互い
に異なる２つの信号出力、すなわち互いに異なる２種の
光電変換特性を有する信号出力を同時に得ることができ
るので、明暗差の大きな被写体を撮像した際に、被写体
における照度分布に対応して前記２つの信号のいずれか
をサンプリングすることにより、高照度部及び低照度部
のいずれの部分においても、Ｓ／Ｎの悪化を招くことな
く固体撮像素子のダイナミックレンジを拡大することが
できる。
係る固体撮像素子の駆動方法によると、垂直帰線消去期
間内において第１群の光電変換素子１及び第２群の光電
変換素子２から読み出される信号電荷をそれぞれ独立に
信号電荷検出部から出力するため、電荷蓄積時間が互い
に異なる２つの信号出力、すなわち互いに異なる２種の
光電変換特性を有する信号出力を同時に得ることができ
るので、明暗差の大きな被写体を撮像した際に、被写体
における照度分布に対応して前記２つの信号のいずれか
をサンプリングすることにより、高照度部及び低照度部
のいずれの部分においても、Ｓ／Ｎの悪化を招くことな
く固体撮像素子のダイナミックレンジを拡大することが
できる。
【００３０】請求項２の発明に係る固体撮像素子の駆動
方法によると、半導体基板に電圧を加えることによって
光電変換部に蓄積された電荷を排出するので、光電変換
部に蓄積された電荷の排出が容易である。
方法によると、半導体基板に電圧を加えることによって
光電変換部に蓄積された電荷を排出するので、光電変換
部に蓄積された電荷の排出が容易である。
【図１】本発明の一実施例に係る固体撮像素子の駆動方
法における駆動タイミングを示す図である。
法における駆動タイミングを示す図である。
【図２】前記一実施例に係る固体撮像素子の駆動方法の
駆動タイミングによる被写体照度に対する信号出力Ｖｏ
の関係を示す図である。
駆動タイミングによる被写体照度に対する信号出力Ｖｏ
の関係を示す図である。
【図３】前記一実施例に係る固体撮像素子の駆動方法の
駆動タイミングによる被写体照度に対する映像信号出力
の関係を示す図である。
駆動タイミングによる被写体照度に対する映像信号出力
の関係を示す図である。
【図４】本発明の一実施例及び従来の固体撮像素子の駆
動方法が適用される固体撮像素子の模式図である。
動方法が適用される固体撮像素子の模式図である。
【図５】従来の固体撮像素子の駆動方法における駆動タ
イミングを示す図である。
イミングを示す図である。
【図６】従来の固体撮像素子の駆動方法の駆動タイミン
グによる被写体照度に対する信号出力Ｖｏの関係を示す
図である。
グによる被写体照度に対する信号出力Ｖｏの関係を示す
図である。
１ 第１群の光電変換素子 ２ 第２群の光電変換素子 ３ 垂直転送部 ４ 水平転送部 ５ 信号電荷検出部
Claims (2)
- 【請求項１】 第１群の光電変換素子と第２群の光電変
換素子とが二次元的に配列されてなる光電変換部と、該
光電変換部に蓄積される信号電荷を垂直方向に転送する
垂直転送部と、該垂直転送部から転送されてくる信号電
荷を水平方向に転送する水平転送部と、該水平転送部か
らの信号電荷を信号電圧又は信号電流に変換して出力す
る信号電荷検出部とを備え、前記光電変換部に蓄積され
た電荷を任意に排出することができる電荷排出構造を有
する固体撮像素子の駆動方法であって、前記第１群の光
電変換素子に蓄積された電荷を前記垂直転送部へ読み出
した後、前記光電変換部に蓄積された電荷を排出し、次
に、前記第２群の光電変換素子に蓄積された電荷を前記
垂直転送部へ読み出し、次に、電荷蓄積時間が互いに異
なる前記第１群の光電変換素子から読み出した信号電荷
と前記第２群の光電変換素子から読み出した信号電荷と
をそれぞれ独立に前記信号電荷検出部から出力すること
を特徴とする固体撮像素子の駆動方法。 - 【請求項２】 前記電荷排出構造は半導体基板に電圧を
加えることによって前記光電変換部に蓄積された電荷を
排出する構造であり、前記光電変換部に蓄積された電荷
を排出する工程は半導体基板に電圧を加えて前記光電変
換部に蓄積された電荷を排出する工程であることを特徴
とする請求項１に記載の固体撮像素子の駆動方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5321527A JP2889103B2 (ja) | 1993-12-21 | 1993-12-21 | 固体撮像素子の駆動方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5321527A JP2889103B2 (ja) | 1993-12-21 | 1993-12-21 | 固体撮像素子の駆動方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07177433A true JPH07177433A (ja) | 1995-07-14 |
| JP2889103B2 JP2889103B2 (ja) | 1999-05-10 |
Family
ID=18133570
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5321527A Expired - Fee Related JP2889103B2 (ja) | 1993-12-21 | 1993-12-21 | 固体撮像素子の駆動方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2889103B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6903770B1 (en) | 1998-07-27 | 2005-06-07 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Digital camera which produces a single image based on two exposures |
-
1993
- 1993-12-21 JP JP5321527A patent/JP2889103B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6903770B1 (en) | 1998-07-27 | 2005-06-07 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Digital camera which produces a single image based on two exposures |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2889103B2 (ja) | 1999-05-10 |
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