JPH0767042A - 固体撮像素子 - Google Patents
固体撮像素子Info
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- JPH0767042A JPH0767042A JP6131945A JP13194594A JPH0767042A JP H0767042 A JPH0767042 A JP H0767042A JP 6131945 A JP6131945 A JP 6131945A JP 13194594 A JP13194594 A JP 13194594A JP H0767042 A JPH0767042 A JP H0767042A
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- signal
- circuit
- potential
- clock
- comparator
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 画像信号を得るテレビカメラ等撮像機器の固
体撮像素子に関し、電荷が蓄積される速度に基づいて入
射した光の強度を検知する優れた特性を持つ固体撮像素
子を実現することを目的とする。 【構成】 受光単位を光ダイオード１と、光ダイオード
１の電位と外部から与えられる参照電位とを比較する比
較器３と、クロックカウンタ６とから構成し、外部に各
画素に高周波のクロックパルスを与えるクロックを有す
る。クロックカウンタ６は光ダイオード１の電位が参照
電位に達するまでの時間を計測することにより入射光の
強度を取り出すので、光ダイオードが飽和するような入
射光に対しても、参照電位に達するまでの時間は有限で
あることから入射光強度を計測することができ、ダイナ
ミックレンジの広い固体撮像素子を実現できる。
体撮像素子に関し、電荷が蓄積される速度に基づいて入
射した光の強度を検知する優れた特性を持つ固体撮像素
子を実現することを目的とする。 【構成】 受光単位を光ダイオード１と、光ダイオード
１の電位と外部から与えられる参照電位とを比較する比
較器３と、クロックカウンタ６とから構成し、外部に各
画素に高周波のクロックパルスを与えるクロックを有す
る。クロックカウンタ６は光ダイオード１の電位が参照
電位に達するまでの時間を計測することにより入射光の
強度を取り出すので、光ダイオードが飽和するような入
射光に対しても、参照電位に達するまでの時間は有限で
あることから入射光強度を計測することができ、ダイナ
ミックレンジの広い固体撮像素子を実現できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、画像信号を得るテレビ
カメラ等撮像機器の固体撮像素子に関するものである。
カメラ等撮像機器の固体撮像素子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、固体撮像素子は低消費電力、小型
軽量で信頼性が高いなどの多くの長所からテレビカメラ
などの撮像素子の主流になりつつある。以下に従来の固
体撮像素子について説明する。
軽量で信頼性が高いなどの多くの長所からテレビカメラ
などの撮像素子の主流になりつつある。以下に従来の固
体撮像素子について説明する。
【０００３】図８は現在よく使われているインタトラン
スファ方式ＣＣＤ撮像素子の基本構成を示す概念図であ
る。図８において、１は光ダイオードであり、３２は転
送ゲートであり、３３は垂直転送ＣＣＤであり、３４は
水平転送ＣＣＤであり、３５は出力アンプである。
スファ方式ＣＣＤ撮像素子の基本構成を示す概念図であ
る。図８において、１は光ダイオードであり、３２は転
送ゲートであり、３３は垂直転送ＣＣＤであり、３４は
水平転送ＣＣＤであり、３５は出力アンプである。
【０００４】以上のように構成されたインタトランスフ
ァ方式ＣＣＤ撮像素子の動作について、説明する。光ダ
イオード１は光学系を通して入射した光を光電変換し、
電荷を蓄積する。転送ゲート３２は転送ゲートパルスを
受けて、ゲートを開け光ダイオードに蓄積した電荷を垂
直転送ＣＣＤ３３に送る。垂直転送ＣＣＤ３３は垂直ク
ロックにしたがって、一行づつ電荷を水平転送ＣＣＤ３
４に転送する。水平転送ＣＣＤ３４は、垂直転送ＣＣＤ
３３より転送された電荷を水平クロックに従って出力ア
ンプ３５に一つづつ転送する。出力アンプ３５は転送さ
れた電荷を増幅して出力する。
ァ方式ＣＣＤ撮像素子の動作について、説明する。光ダ
イオード１は光学系を通して入射した光を光電変換し、
電荷を蓄積する。転送ゲート３２は転送ゲートパルスを
受けて、ゲートを開け光ダイオードに蓄積した電荷を垂
直転送ＣＣＤ３３に送る。垂直転送ＣＣＤ３３は垂直ク
ロックにしたがって、一行づつ電荷を水平転送ＣＣＤ３
４に転送する。水平転送ＣＣＤ３４は、垂直転送ＣＣＤ
３３より転送された電荷を水平クロックに従って出力ア
ンプ３５に一つづつ転送する。出力アンプ３５は転送さ
れた電荷を増幅して出力する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の従
来の構成では、光信号の電気信号への変換を光ダイオー
ド１に蓄積された電荷で行っているために、強い入射光
があった場合に光ダイオード１が飽和する、電荷を転送
する際の信号劣化の為に、撮像素子としてのダイナミッ
クレンジが十分確保できないという課題があった。本発
明は上記の従来の課題を解決するもので、電荷が蓄積さ
れる速度に基づいて入射した光の強度を検知する固体撮
像素子を提供することを目的とする。
来の構成では、光信号の電気信号への変換を光ダイオー
ド１に蓄積された電荷で行っているために、強い入射光
があった場合に光ダイオード１が飽和する、電荷を転送
する際の信号劣化の為に、撮像素子としてのダイナミッ
クレンジが十分確保できないという課題があった。本発
明は上記の従来の課題を解決するもので、電荷が蓄積さ
れる速度に基づいて入射した光の強度を検知する固体撮
像素子を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の固体撮像素子は、光ダイオードと、光ダイオ
ードの電位と外部から与えられる参照電位とを比較する
比較器と、クロックカウンタとから受光単位を構成し、
外部に各画素に高周波のクロックパルスを与えるクロッ
クを有する構成をとる。
に本発明の固体撮像素子は、光ダイオードと、光ダイオ
ードの電位と外部から与えられる参照電位とを比較する
比較器と、クロックカウンタとから受光単位を構成し、
外部に各画素に高周波のクロックパルスを与えるクロッ
クを有する構成をとる。
【０００７】
【作用】この構成によって、クロックカウンタは光ダイ
オードの電位が参照電位となるまでの時間を計測するこ
とで、入射光の強度を取り出すことができる。したがっ
て、光ダイオードが飽和するような入射光に対しても、
光ダイオードが参照電位となるまでの時間は有限である
ことから入射光強度を計測することができ、従来の固体
撮像素子と比較してダイナミックレンジの広い固体撮像
素子を実現できる。
オードの電位が参照電位となるまでの時間を計測するこ
とで、入射光の強度を取り出すことができる。したがっ
て、光ダイオードが飽和するような入射光に対しても、
光ダイオードが参照電位となるまでの時間は有限である
ことから入射光強度を計測することができ、従来の固体
撮像素子と比較してダイナミックレンジの広い固体撮像
素子を実現できる。
【０００８】
【実施例】以下本発明の第一の実施例について、図面を
参照しながら説明する。
参照しながら説明する。
【０００９】図１において、１０は受光回路であり、１
１は垂直シフトレジスタであり、１２は垂直スイッチで
あり、１３は垂直信号線であり、１４は水平シフトレジ
スタであり、１５は水平スイッチである。図２（ａ）
は、受光回路１０の詳しい構成を示す図面である。図２
（ａ）において、１は入射光を電気信号に変える光ダイ
オードであり、２は光ダイオードに蓄積された電荷を解
放するリセットスイッチであり、３は光ダイオードの電
位と外部から与えられる参照電位を比較し光ダイオード
の電位が参照電位より低いとき比較信号Ｈを出力する比
較器であり、４、５はＡＮＤ回路であり、６はクロック
カウンタである。
１は垂直シフトレジスタであり、１２は垂直スイッチで
あり、１３は垂直信号線であり、１４は水平シフトレジ
スタであり、１５は水平スイッチである。図２（ａ）
は、受光回路１０の詳しい構成を示す図面である。図２
（ａ）において、１は入射光を電気信号に変える光ダイ
オードであり、２は光ダイオードに蓄積された電荷を解
放するリセットスイッチであり、３は光ダイオードの電
位と外部から与えられる参照電位を比較し光ダイオード
の電位が参照電位より低いとき比較信号Ｈを出力する比
較器であり、４、５はＡＮＤ回路であり、６はクロック
カウンタである。
【００１０】以上のように構成された固体撮像素子につ
いて、その動作を説明する。まず、受光回路１０の動作
について、図２（ｂ）に示したタイミングチャートを参
照しながら説明する。リセット信号（Ｈ）が入力され、
クロックカウンタの内容を０にセットし、リセットスイ
ッチ２がＯＮになり、リセット信号（Ｈ）はＮＯＴ回路
によって信号Ｒ１（Ｌ）になってＡＮＤ回路５に入力さ
れ、ＡＮＤ回路５の出力Ｃ2はＬとなる。これによって
光ダイオード１を接地し、その電荷を解放する。これに
ともない光ダイオード１の電位Ｖphは０となり、外部か
ら与えられる参照電位Ｖrefに対して Ｖph ＜ Ｖref となる。比較器３は比較信号Ｏｕｔ（Ｈ）をＡＮＤ回路
４に出力する。ＡＮＤ回路４は比較信号Ｏｕｔ（Ｈ）と
クロック信号ｃｌｏｃｋのＡＮＤをとって出力する。図
２（ｂ）ではクロックパルスを等間隔にとっている。次
にリセット信号がＬになり、リセットスイッチ２がＯＦ
Ｆとなり、信号Ｒ１はＨとなる。ＡＮＤ回路５はクロッ
ク信号をクロックカウンタ６に送るようになり、クロッ
クカウンタ６はクロックからのクロック信号をカウント
アップする。一方、電荷を解放し、接地状態から解かれ
た光ダイオード１は、入射光強度に応じた速度で光電効
果によって電位Ｖphが上がり始める。一方、クロックカ
ウンタ６は比較器３は、光ダイオード１の電位Ｖphと外
部から与えられる参照電位Ｖrefとを比較し、 Ｖph ≧ Ｖref となると、比較信号ＯｕｔはＬとなる。比較信号Ｏｕｔ
（Ｌ）を受けて、ＡＮＤ回路４は、クロックカウンタ６
へのクロック信号を遮断する。こうしてクロックカウン
タ６は、光ダイオード１の電位Ｖphが０から参照電位Ｖ
refになるまでの時間をクロックカウンタ値として保持
する。
いて、その動作を説明する。まず、受光回路１０の動作
について、図２（ｂ）に示したタイミングチャートを参
照しながら説明する。リセット信号（Ｈ）が入力され、
クロックカウンタの内容を０にセットし、リセットスイ
ッチ２がＯＮになり、リセット信号（Ｈ）はＮＯＴ回路
によって信号Ｒ１（Ｌ）になってＡＮＤ回路５に入力さ
れ、ＡＮＤ回路５の出力Ｃ2はＬとなる。これによって
光ダイオード１を接地し、その電荷を解放する。これに
ともない光ダイオード１の電位Ｖphは０となり、外部か
ら与えられる参照電位Ｖrefに対して Ｖph ＜ Ｖref となる。比較器３は比較信号Ｏｕｔ（Ｈ）をＡＮＤ回路
４に出力する。ＡＮＤ回路４は比較信号Ｏｕｔ（Ｈ）と
クロック信号ｃｌｏｃｋのＡＮＤをとって出力する。図
２（ｂ）ではクロックパルスを等間隔にとっている。次
にリセット信号がＬになり、リセットスイッチ２がＯＦ
Ｆとなり、信号Ｒ１はＨとなる。ＡＮＤ回路５はクロッ
ク信号をクロックカウンタ６に送るようになり、クロッ
クカウンタ６はクロックからのクロック信号をカウント
アップする。一方、電荷を解放し、接地状態から解かれ
た光ダイオード１は、入射光強度に応じた速度で光電効
果によって電位Ｖphが上がり始める。一方、クロックカ
ウンタ６は比較器３は、光ダイオード１の電位Ｖphと外
部から与えられる参照電位Ｖrefとを比較し、 Ｖph ≧ Ｖref となると、比較信号ＯｕｔはＬとなる。比較信号Ｏｕｔ
（Ｌ）を受けて、ＡＮＤ回路４は、クロックカウンタ６
へのクロック信号を遮断する。こうしてクロックカウン
タ６は、光ダイオード１の電位Ｖphが０から参照電位Ｖ
refになるまでの時間をクロックカウンタ値として保持
する。
【００１１】こうして各受光回路１０に保持されている
クロックカウンタ値は、次のようにして読み出される。
まず、垂直シフトレジスタ１１から、ゲートＯＮ電圧が
出力され、一ライン分の垂直スイッチがＯＮになる。次
に、水平シフトレジスタ１４から水平スイッチのゲート
ＯＮ電圧が出力され、一つの垂直信号線が出力信号線に
つながり、一受光回路１０のクロックカウンタ値が読み
出される。この読みだし動作を、ＴＶカメラの規格で定
まる適切に定められた順序で垂直シフトレジスタ１１、
水平レジスタ１４を制御することにより、ＴＶカメラ規
格にあった画像信号が読み出される。受光回路１０のリ
セット信号については図面が煩雑になるので図面上への
記入は省略したが、読みだし用の回路と同様の構成をと
るリセット用の配線を行い、同様の動作により、各受光
回路１０にリセット信号をおくればよい。
クロックカウンタ値は、次のようにして読み出される。
まず、垂直シフトレジスタ１１から、ゲートＯＮ電圧が
出力され、一ライン分の垂直スイッチがＯＮになる。次
に、水平シフトレジスタ１４から水平スイッチのゲート
ＯＮ電圧が出力され、一つの垂直信号線が出力信号線に
つながり、一受光回路１０のクロックカウンタ値が読み
出される。この読みだし動作を、ＴＶカメラの規格で定
まる適切に定められた順序で垂直シフトレジスタ１１、
水平レジスタ１４を制御することにより、ＴＶカメラ規
格にあった画像信号が読み出される。受光回路１０のリ
セット信号については図面が煩雑になるので図面上への
記入は省略したが、読みだし用の回路と同様の構成をと
るリセット用の配線を行い、同様の動作により、各受光
回路１０にリセット信号をおくればよい。
【００１２】なお、各受光回路１０の露光時間は短くな
るが、リセット信号は全ての受光回路１０に同時に送る
簡便な構成をとることは容易である。この場合には、ク
ロックパルスを等間隔にとる必要はなくなる。これを利
用して、例えばｎ回目のクロックパルスを時刻ｔ＝ｎ2
に発生させるようにすれば、上記実施例では輝度がクロ
ックカウンタ値の逆数に比例するが、輝度Ｙとクロック
カウンタ値ＣＮＴとの関係を Ｙ＝Ｙ０−ａ・ＣＮＴ（Ｙ０は計測可能な最大輝度、ａ
は定数） とできる。クロックパルスの間隔を変化させるために
は、例えばクロック変換回路を設け、ｔ＝１，２，３，
…のように単位時間毎に送られてくるクロックを、クロ
ック変換回路によりｔ2に変換し、受光回路にはｔ＝
１，４，９，…という時刻にクロック信号を発生させる
ようにすればよい。このようにクロックパルスの間隔を
ｔ、ｔ2、log(ｔ)、または
るが、リセット信号は全ての受光回路１０に同時に送る
簡便な構成をとることは容易である。この場合には、ク
ロックパルスを等間隔にとる必要はなくなる。これを利
用して、例えばｎ回目のクロックパルスを時刻ｔ＝ｎ2
に発生させるようにすれば、上記実施例では輝度がクロ
ックカウンタ値の逆数に比例するが、輝度Ｙとクロック
カウンタ値ＣＮＴとの関係を Ｙ＝Ｙ０−ａ・ＣＮＴ（Ｙ０は計測可能な最大輝度、ａ
は定数） とできる。クロックパルスの間隔を変化させるために
は、例えばクロック変換回路を設け、ｔ＝１，２，３，
…のように単位時間毎に送られてくるクロックを、クロ
ック変換回路によりｔ2に変換し、受光回路にはｔ＝
１，４，９，…という時刻にクロック信号を発生させる
ようにすればよい。このようにクロックパルスの間隔を
ｔ、ｔ2、log(ｔ)、または
【００１３】
【外１】
【００１４】などにとることにより、カウンタ値と輝度
の関係を必要に応じて、対数関係などに自由に設定でき
る。以上のようにして、クロックパルス間隔を変化させ
ることにより、輝度が低く参照電位に達するまでの時間
が長い場合にカウンタ値が増加し過ぎることがない。
の関係を必要に応じて、対数関係などに自由に設定でき
る。以上のようにして、クロックパルス間隔を変化させ
ることにより、輝度が低く参照電位に達するまでの時間
が長い場合にカウンタ値が増加し過ぎることがない。
【００１５】また、上記実施例においては参照電位Ｖre
f一定としたが、参照電位をリセット信号入力時ｔ＝０
から次のリセット信号入力時ｔ＝Ｔまでの間に Ｖref（ｔ）＝Ｖ０（Ｔ０−ｔ）／Ｔ０ （Ｖ０は定数、Ｔ０は最大測光時間）と漸減させること
もできる。これにより、リセット信号の時間間隔で光ダ
イオードの電位Ｖphがｔ＝０における参照電位、これは
固定された参照電位に相当するＶ０に達しない場合にも
測光が可能になり、低輝度被写体に対する撮像特性を改
善することができる。加えて、参照電位Ｖrefは、受光
回路ごとに別々に設定してもよい。さらに、信号転送時
の信号劣化を許容すれば、クロックカウンタはアナログ
積分回路に置き換えることできる。
f一定としたが、参照電位をリセット信号入力時ｔ＝０
から次のリセット信号入力時ｔ＝Ｔまでの間に Ｖref（ｔ）＝Ｖ０（Ｔ０−ｔ）／Ｔ０ （Ｖ０は定数、Ｔ０は最大測光時間）と漸減させること
もできる。これにより、リセット信号の時間間隔で光ダ
イオードの電位Ｖphがｔ＝０における参照電位、これは
固定された参照電位に相当するＶ０に達しない場合にも
測光が可能になり、低輝度被写体に対する撮像特性を改
善することができる。加えて、参照電位Ｖrefは、受光
回路ごとに別々に設定してもよい。さらに、信号転送時
の信号劣化を許容すれば、クロックカウンタはアナログ
積分回路に置き換えることできる。
【００１６】本実施例による固体撮像素子は、入射光の
強さを光ダイオードにおける電荷蓄積時間によって取り
出すものであり、入射光が光ダイオードを飽和させるほ
ど強い場合であっても、その過渡状態を取り出すことに
より、入射光の強度を測定することができるため、従来
の固体撮像素子と比較して広いダイナミックレンジをえ
ることができる。また、入射光の強度はクロックカウン
タによってデジタル量で得られるので、画素信号の転送
にともなう信号の劣化を避けることができる。
強さを光ダイオードにおける電荷蓄積時間によって取り
出すものであり、入射光が光ダイオードを飽和させるほ
ど強い場合であっても、その過渡状態を取り出すことに
より、入射光の強度を測定することができるため、従来
の固体撮像素子と比較して広いダイナミックレンジをえ
ることができる。また、入射光の強度はクロックカウン
タによってデジタル量で得られるので、画素信号の転送
にともなう信号の劣化を避けることができる。
【００１７】なお、本実施例においては、光ダイオード
１を微小電圧源とした場合について説明したが、光ダイ
オード１を図３に示した微小電流源として構成してもか
まわない。その際は、光ダイオード１の替わりに図３に
示した回路を用いれば良い。これは、以下の実施例にお
いても同様であるので繰り返さない。
１を微小電圧源とした場合について説明したが、光ダイ
オード１を図３に示した微小電流源として構成してもか
まわない。その際は、光ダイオード１の替わりに図３に
示した回路を用いれば良い。これは、以下の実施例にお
いても同様であるので繰り返さない。
【００１８】（実施例２）以下、本発明の第２の実施例
について、図面を参照しながら説明する。
について、図面を参照しながら説明する。
【００１９】図４（ａ）は、第２の実施例における受光
回路１０の詳しい構成を示す図面である。図４（ａ）に
おいて、１は入射光を電気信号に変える光ダイオードで
あり、２は光ダイオードに蓄積された電荷を解放するリ
セットスイッチであり、３は光ダイオードの電位と外部
から与えられる参照電位を比較し光ダイオードの電位が
参照電位より低いとき比較信号を出力する比較器であ
り、５はＡＮＤ回路であり、６はクロックカウンタであ
り、７はメモリセルであり、２１は光ダイオード１の電
位と下限電位を比較する低電位比較器であり、２２はＲ
Ｓ型のフリップフロップ回路であり、２３、２６はＯＲ
回路であり、２４、２５は抵抗器であるある。
回路１０の詳しい構成を示す図面である。図４（ａ）に
おいて、１は入射光を電気信号に変える光ダイオードで
あり、２は光ダイオードに蓄積された電荷を解放するリ
セットスイッチであり、３は光ダイオードの電位と外部
から与えられる参照電位を比較し光ダイオードの電位が
参照電位より低いとき比較信号を出力する比較器であ
り、５はＡＮＤ回路であり、６はクロックカウンタであ
り、７はメモリセルであり、２１は光ダイオード１の電
位と下限電位を比較する低電位比較器であり、２２はＲ
Ｓ型のフリップフロップ回路であり、２３、２６はＯＲ
回路であり、２４、２５は抵抗器であるある。
【００２０】以上のように構成された固体撮像素子の受
光回路について、その動作を図４（ｂ）に示したタイミ
ングチャートを参照しながら説明する。抵抗器２４、２
５は外部から与えられる参照電位Ｖref を、低電位比較
器２１に与えるに適切な電位Ｖlowとなるように設定さ
れている。
光回路について、その動作を図４（ｂ）に示したタイミ
ングチャートを参照しながら説明する。抵抗器２４、２
５は外部から与えられる参照電位Ｖref を、低電位比較
器２１に与えるに適切な電位Ｖlowとなるように設定さ
れている。
【００２１】外部よりリセット信号（Ｈ）が入力される
と、ＲＳ型のフリップフロップ回路２２の出力をＨに設
定し、ＯＲ回路２６の出力はＨとなってクロックカウン
タ６の内容を０にセットする。ＯＲ回路２３は信号Ｒ2
（Ｈ）を出力し、リセットスイッチ２をＯＮ状態にし、
負論理で接続されたＡＮＤ回路５の出力Ｃ2 をＬに保
つ。リセットスイッチ２がＯＮ状態になることにより、
光ダイオード１は接地され、その電荷を解放する。これ
にともない光ダイオード１の電位Ｖphは０となる。外部
から与えられる参照電位Ｖrefに対して Ｖph ＜ Ｖlow ＜ Ｖref となる状態において、比較器３は比較信号ＣＨ（Ｌ）を
出力する。低電位比較器２１は低電位比較信号ＣＬ
（Ｈ）を出力する。
と、ＲＳ型のフリップフロップ回路２２の出力をＨに設
定し、ＯＲ回路２６の出力はＨとなってクロックカウン
タ６の内容を０にセットする。ＯＲ回路２３は信号Ｒ2
（Ｈ）を出力し、リセットスイッチ２をＯＮ状態にし、
負論理で接続されたＡＮＤ回路５の出力Ｃ2 をＬに保
つ。リセットスイッチ２がＯＮ状態になることにより、
光ダイオード１は接地され、その電荷を解放する。これ
にともない光ダイオード１の電位Ｖphは０となる。外部
から与えられる参照電位Ｖrefに対して Ｖph ＜ Ｖlow ＜ Ｖref となる状態において、比較器３は比較信号ＣＨ（Ｌ）を
出力する。低電位比較器２１は低電位比較信号ＣＬ
（Ｈ）を出力する。
【００２２】外部からのリセット信号がＬになると、Ｏ
Ｒ回路２３からの出力信号Ｒ2はＬになり、リセットス
イッチ２がＯＦＦ状態になり、クロックカウンタ６のリ
セットも終了する。接地状態から解かれた光ダイオード
１は、入射光強度に応じた速度で光電効果によって電位
Ｖphが上がり始める。また、ＯＲ回路２３からの出力は
ＡＮＤ回路５に負論理接続されているから、クロック信
号がクロックカウンタ６に送られる。クロックカウンタ
６はクロック信号をカウントアップする。
Ｒ回路２３からの出力信号Ｒ2はＬになり、リセットス
イッチ２がＯＦＦ状態になり、クロックカウンタ６のリ
セットも終了する。接地状態から解かれた光ダイオード
１は、入射光強度に応じた速度で光電効果によって電位
Ｖphが上がり始める。また、ＯＲ回路２３からの出力は
ＡＮＤ回路５に負論理接続されているから、クロック信
号がクロックカウンタ６に送られる。クロックカウンタ
６はクロック信号をカウントアップする。
【００２３】比較器３は、光ダイオード１の電位Ｖphと
外部から与えられる参照電位Ｖrefとを比較し、 Ｖph ≧ Ｖref となると、比較信号ＣＨ（Ｈ）を出力する。メモリセル
７は比較器３からの比較信号ＣＨ（Ｈ）を受け、クロッ
クカウンタ６の値を読み込む。同じく、ＲＳ型フリップ
フロップ回路２２の出力Ｏｕｔは、ＨからＬになる。Ｏ
Ｒ回路２３の出力信号Ｒ2はＬからＨになり、ＡＮＤ回
路５が閉じられ、リセットスイッチ２がＯＮ状態になり
光ダイオード１の放電が始まる。光ダイオード１の電位
Ｖphが Ｖph ≦ Ｖlow となると、低電位比較信号ＣＬ（Ｈ）が出力される。低
電位比較信号ＣＬ（Ｈ）はＯＲ回路２６を通って、クロ
ックカウンタ６をリセットする。低電位比較信号ＣＬ
（Ｈ）を受けて、ＲＳ型フリップフロップ回路２２の出
力ＯｕｔはＬからＨになる。
外部から与えられる参照電位Ｖrefとを比較し、 Ｖph ≧ Ｖref となると、比較信号ＣＨ（Ｈ）を出力する。メモリセル
７は比較器３からの比較信号ＣＨ（Ｈ）を受け、クロッ
クカウンタ６の値を読み込む。同じく、ＲＳ型フリップ
フロップ回路２２の出力Ｏｕｔは、ＨからＬになる。Ｏ
Ｒ回路２３の出力信号Ｒ2はＬからＨになり、ＡＮＤ回
路５が閉じられ、リセットスイッチ２がＯＮ状態になり
光ダイオード１の放電が始まる。光ダイオード１の電位
Ｖphが Ｖph ≦ Ｖlow となると、低電位比較信号ＣＬ（Ｈ）が出力される。低
電位比較信号ＣＬ（Ｈ）はＯＲ回路２６を通って、クロ
ックカウンタ６をリセットする。低電位比較信号ＣＬ
（Ｈ）を受けて、ＲＳ型フリップフロップ回路２２の出
力ＯｕｔはＬからＨになる。
【００２４】以下は、同様の動作が繰り返される。こう
して、メモリセル７は、光ダイオード１の電位ＶphがＶ
lowから参照電位Ｖrefになるまでの時間をクロックカウ
ンタ値として保持する。各受光回路１０のメモリセル７
に保持されているクロックカウンタ値は、ＤＲＡＭで用
いられている手法によって読み出すことができる。
して、メモリセル７は、光ダイオード１の電位ＶphがＶ
lowから参照電位Ｖrefになるまでの時間をクロックカウ
ンタ値として保持する。各受光回路１０のメモリセル７
に保持されているクロックカウンタ値は、ＤＲＡＭで用
いられている手法によって読み出すことができる。
【００２５】なお、好ましい実施例においては、カウン
タはその保持する値が最大値となった時には、クロック
信号のカウントアップ停止して、その最大値を保持する
ように構成される。
タはその保持する値が最大値となった時には、クロック
信号のカウントアップ停止して、その最大値を保持する
ように構成される。
【００２６】図５（ａ）は本実施例の構成と動作を説明
するための概念図である。図５（ａ）の受光部１７は、
各受光回路１０のメモリセル７を除いたものの集合体で
あり、メモリ１６は各々の受光回路１０のメモリセル７
の集合体である。受光部１７内の各受光回路は、メモリ
１６内の対応する各メモリセル７に独立にアクセスし、
図５（ｂ）に示したように、各受光回路（図では３つ）
がそれぞれ異なるタイミングでメモリセル７への転送を
行い、メモリセル７のデータ（クロックカウンタ値）を
書き換える。画像信号はメモリ１６から規格に基づい
て、読み出される。この読み出しは、前記実施例１と同
様に行えばよい。これにより、本実施例による固体撮像
素子は、実施例１で述べた効果の他に、メモリセル７を
設けることにより、各受光回路１０における入射光の強
度の測定をデータ読みだしの時間とは独立におこなうこ
とができる。このため、実施例１の固体撮像素子に比較
して、入射光が弱い場合にもＴＶの規格から要求される
約１／３０秒という従来の固体撮像素子の露光時間の制
限に捕らわれない撮像が可能と同時に、より広いダイナ
ミックレンジを確保することができる。
するための概念図である。図５（ａ）の受光部１７は、
各受光回路１０のメモリセル７を除いたものの集合体で
あり、メモリ１６は各々の受光回路１０のメモリセル７
の集合体である。受光部１７内の各受光回路は、メモリ
１６内の対応する各メモリセル７に独立にアクセスし、
図５（ｂ）に示したように、各受光回路（図では３つ）
がそれぞれ異なるタイミングでメモリセル７への転送を
行い、メモリセル７のデータ（クロックカウンタ値）を
書き換える。画像信号はメモリ１６から規格に基づい
て、読み出される。この読み出しは、前記実施例１と同
様に行えばよい。これにより、本実施例による固体撮像
素子は、実施例１で述べた効果の他に、メモリセル７を
設けることにより、各受光回路１０における入射光の強
度の測定をデータ読みだしの時間とは独立におこなうこ
とができる。このため、実施例１の固体撮像素子に比較
して、入射光が弱い場合にもＴＶの規格から要求される
約１／３０秒という従来の固体撮像素子の露光時間の制
限に捕らわれない撮像が可能と同時に、より広いダイナ
ミックレンジを確保することができる。
【００２７】（実施例３）以下本発明の第３の実施例に
ついて、図面を参照しながら説明する。
ついて、図面を参照しながら説明する。
【００２８】図６（ａ）は、第３の実施例における受光
回路１０の詳しい構成を示す図面である。図６（ａ）に
おいて、１は入射光を電気信号に変える光ダイオードで
あり、２は光ダイオードに蓄積された電荷を解放するリ
セットスイッチであり、３は光ダイオードの電位と外部
から与えられる参照電位を比較し光ダイオードの電位が
参照電位より低いとき比較信号Ｏｕｔ（Ｈ）を出力する
比較器であり、４はＡＮＤ回路であり、６はクロックカ
ウンタであり、７はメモリセルであり、２７はＲＳ型フ
リップフロップ回路であり、２８は遅延回路であり、２
９はＯＲ回路である。
回路１０の詳しい構成を示す図面である。図６（ａ）に
おいて、１は入射光を電気信号に変える光ダイオードで
あり、２は光ダイオードに蓄積された電荷を解放するリ
セットスイッチであり、３は光ダイオードの電位と外部
から与えられる参照電位を比較し光ダイオードの電位が
参照電位より低いとき比較信号Ｏｕｔ（Ｈ）を出力する
比較器であり、４はＡＮＤ回路であり、６はクロックカ
ウンタであり、７はメモリセルであり、２７はＲＳ型フ
リップフロップ回路であり、２８は遅延回路であり、２
９はＯＲ回路である。
【００２９】以上のように構成された固体撮像素子の受
光回路について、その動作を図６（ｂ）に示したタイミ
ングチャートを参照しながら説明する。本実施例におい
ては、実施例１と同様に読みだし周期ごとにリセット信
号が入力される。まず、外部よりスタート信号ｓｔａｒ
ｔ（Ｈ）が入力されると、ＲＳ型フリップフロップ回路
２７の出力信号ＯｕｔはＬになり、カウンタ６はリセッ
トされる。出力信号Ｏｕｔ（Ｌ）を受けたＡＮＤ回路４
は、ゲートを閉じる。負論理接続されたリセットスイッ
チ２は出力信号Ｏｕｔ（Ｌ）を受けてＯＮ状態になる。
一方、出力信号Ｏｕｔ（Ｌ）を受けたＡＮＤ回路４はゲ
ートを閉じる。次に、リセット信号ｒｅｓｅｔ（Ｈ）が
入力される。リセットスイッチ２がＯＮ状態になること
により、光ダイオード１は接地され、その電荷を解放す
る。これにともない光ダイオード１の電位Ｖphは０とな
る。外部から与えられる参照電位Ｖrefに対して Ｖph ＜ Ｖref となる状態において、比較器３は比較信号ＣＨ（Ｌ）を
出力する。
光回路について、その動作を図６（ｂ）に示したタイミ
ングチャートを参照しながら説明する。本実施例におい
ては、実施例１と同様に読みだし周期ごとにリセット信
号が入力される。まず、外部よりスタート信号ｓｔａｒ
ｔ（Ｈ）が入力されると、ＲＳ型フリップフロップ回路
２７の出力信号ＯｕｔはＬになり、カウンタ６はリセッ
トされる。出力信号Ｏｕｔ（Ｌ）を受けたＡＮＤ回路４
は、ゲートを閉じる。負論理接続されたリセットスイッ
チ２は出力信号Ｏｕｔ（Ｌ）を受けてＯＮ状態になる。
一方、出力信号Ｏｕｔ（Ｌ）を受けたＡＮＤ回路４はゲ
ートを閉じる。次に、リセット信号ｒｅｓｅｔ（Ｈ）が
入力される。リセットスイッチ２がＯＮ状態になること
により、光ダイオード１は接地され、その電荷を解放す
る。これにともない光ダイオード１の電位Ｖphは０とな
る。外部から与えられる参照電位Ｖrefに対して Ｖph ＜ Ｖref となる状態において、比較器３は比較信号ＣＨ（Ｌ）を
出力する。
【００３０】外部からのリセット信号ｒｅｓｅｔがＬに
なると、接地状態から解かれた光ダイオード１は、入射
光強度に応じた速度で光電効果によって電位Ｖphが上が
り始める。また、ＲＳ型フリップフロップ回路２７の出
力信号ＯｕｔはＬからＨになり、ＡＮＤ回路４のゲート
が開けられ、クロック信号がクロックカウンタ６に送ら
れる。クロックカウンタ６はクロック信号をカウントア
ップする。
なると、接地状態から解かれた光ダイオード１は、入射
光強度に応じた速度で光電効果によって電位Ｖphが上が
り始める。また、ＲＳ型フリップフロップ回路２７の出
力信号ＯｕｔはＬからＨになり、ＡＮＤ回路４のゲート
が開けられ、クロック信号がクロックカウンタ６に送ら
れる。クロックカウンタ６はクロック信号をカウントア
ップする。
【００３１】まず、読みだし周期より、光ダイオードの
電位がＶref になる時間が短い場合について説明する。
比較器３は、光ダイオード１の電位Ｖphと外部から与え
られる参照電位Ｖrefとを比較し、 Ｖph ≧ Ｖref となると、比較信号ＣＨ（Ｈ）を出力する。比較信号Ｃ
Ｈ（Ｈ）を受けて、フリップフロップ回路２７の出力信
号ＯｕｔはＨからＬになり、ＡＮＤ回路４のゲートは閉
じられ、クロック信号を遮断される。また、メモリセル
７はクロックカウンタ６からカウンタ値を読み込む。遅
延回路２８を通った出力信号Ｏｕｔ（Ｌ）は負論理接続
されたＯＲ回路２９を通って、メモリセルにクロックカ
ウンタ値を転送したクロックカウンタ６をリセットす
る。こうして、メモリセル７は、光ダイオード１の電位
Ｖphが０から参照電位Ｖref になるまでの時間をクロッ
クカウンタ値として保持する。
電位がＶref になる時間が短い場合について説明する。
比較器３は、光ダイオード１の電位Ｖphと外部から与え
られる参照電位Ｖrefとを比較し、 Ｖph ≧ Ｖref となると、比較信号ＣＨ（Ｈ）を出力する。比較信号Ｃ
Ｈ（Ｈ）を受けて、フリップフロップ回路２７の出力信
号ＯｕｔはＨからＬになり、ＡＮＤ回路４のゲートは閉
じられ、クロック信号を遮断される。また、メモリセル
７はクロックカウンタ６からカウンタ値を読み込む。遅
延回路２８を通った出力信号Ｏｕｔ（Ｌ）は負論理接続
されたＯＲ回路２９を通って、メモリセルにクロックカ
ウンタ値を転送したクロックカウンタ６をリセットす
る。こうして、メモリセル７は、光ダイオード１の電位
Ｖphが０から参照電位Ｖref になるまでの時間をクロッ
クカウンタ値として保持する。
【００３２】リセット信号ｒｅｓｅｔ（Ｈ）が入力され
ると、ＲＳ型フリップフロップ回路２７の出力信号Ｏｕ
ｔがＬからＨになり、再び入射光強度の測定を開始す
る。
ると、ＲＳ型フリップフロップ回路２７の出力信号Ｏｕ
ｔがＬからＨになり、再び入射光強度の測定を開始す
る。
【００３３】次に、読みだし周期より、光ダイオードの
電位がＶref になる時間が長い場合について説明する。
比較器３の出力信号がＣＨ（Ｌ）を保っている間、すな
わち、光ダイオード１の電位Ｖphと外部から与えられる
参照電位Ｖref とを比較し、 Ｖph ＜ Ｖref である間はリセット信号が入力されても、ＲＳ型フリッ
プフロップ回路の出力信号ＯｕｔはＬから変化しない。
こうして、リセット信号は無視される。
電位がＶref になる時間が長い場合について説明する。
比較器３の出力信号がＣＨ（Ｌ）を保っている間、すな
わち、光ダイオード１の電位Ｖphと外部から与えられる
参照電位Ｖref とを比較し、 Ｖph ＜ Ｖref である間はリセット信号が入力されても、ＲＳ型フリッ
プフロップ回路の出力信号ＯｕｔはＬから変化しない。
こうして、リセット信号は無視される。
【００３４】光ダイオード１の電位Ｖphと外部から与え
られる参照電位Ｖref とを比較し、 Ｖph ≧ Ｖref となり、比較器３の出力信号がＣＨ（Ｈ）となるまで、
受光回路１０は入射光強度の測定を継続する。以下は、
上と同様の動作をする。各受光回路１０のメモリセル７
に保持されているクロックカウンタ値は、ＤＲＡＭで用
いられている手法によって読み出すことができる。
られる参照電位Ｖref とを比較し、 Ｖph ≧ Ｖref となり、比較器３の出力信号がＣＨ（Ｈ）となるまで、
受光回路１０は入射光強度の測定を継続する。以下は、
上と同様の動作をする。各受光回路１０のメモリセル７
に保持されているクロックカウンタ値は、ＤＲＡＭで用
いられている手法によって読み出すことができる。
【００３５】本実施例によれば、メモリセル７と、リセ
ット信号を受けるＲＳ型フリップフロップ回路２７を設
けることにより、図７に示したように、入射光の強度が
強い受光回路１０のサンプリングタイミングはＴＶカメ
ラの場合１／３０秒ごとに同時に行われ、強度が弱い受
光回路のサンプリングタイミングは、必要な信号が得ら
れるごとにサンプリングされるダイナミックレンジの広
い固体撮像素子を得ることができる。
ット信号を受けるＲＳ型フリップフロップ回路２７を設
けることにより、図７に示したように、入射光の強度が
強い受光回路１０のサンプリングタイミングはＴＶカメ
ラの場合１／３０秒ごとに同時に行われ、強度が弱い受
光回路のサンプリングタイミングは、必要な信号が得ら
れるごとにサンプリングされるダイナミックレンジの広
い固体撮像素子を得ることができる。
【００３６】
【発明の効果】以上のように本発明は、入射光を電気信
号に変える光ダイオードと、光ダイオードの電位と外部
から与えられる参照電位とを比較する比較器と、クロッ
クカウンタとから受光単位を構成し、外部に各画素に高
周波のクロックパルスを与えるクロックを設け、入射光
の強さを光ダイオードにおける電荷蓄積時間によって取
り出すことにより、入射光が光ダイオードを飽和させる
ほど強い場合であっても入射光の強度を測定することが
できるため、従来の固体撮像素子と比較して広いダイナ
ミックレンジをえることができる。また、入射光の強度
はクロックカウンタによってデジタル量で得られるの
で、画素信号の転送にともなう信号の劣化を避けること
ができる。
号に変える光ダイオードと、光ダイオードの電位と外部
から与えられる参照電位とを比較する比較器と、クロッ
クカウンタとから受光単位を構成し、外部に各画素に高
周波のクロックパルスを与えるクロックを設け、入射光
の強さを光ダイオードにおける電荷蓄積時間によって取
り出すことにより、入射光が光ダイオードを飽和させる
ほど強い場合であっても入射光の強度を測定することが
できるため、従来の固体撮像素子と比較して広いダイナ
ミックレンジをえることができる。また、入射光の強度
はクロックカウンタによってデジタル量で得られるの
で、画素信号の転送にともなう信号の劣化を避けること
ができる。
【図１】本発明の第１の実施例における固体撮像素子の
構成を示す概念図
構成を示す概念図
【図２】（ａ） 同実施例における固体撮像素子の受光
回路の詳しい構成を示す回路図 （ｂ） 同実施例における固体撮像素子の受光回路の動
作を説明するためのタイミングチャート
回路の詳しい構成を示す回路図 （ｂ） 同実施例における固体撮像素子の受光回路の動
作を説明するためのタイミングチャート
【図３】本発明の光ダイオードを微小電圧源から微小電
流源に変更した場合の光ダイオード周辺の回路図
流源に変更した場合の光ダイオード周辺の回路図
【図４】（ａ） 本発明の第２の実施例における受光回
路の構成を示す回路図 （ｂ） 同実施例における固体撮像素子の受光回路の動
作を説明するためのタイミングチャート
路の構成を示す回路図 （ｂ） 同実施例における固体撮像素子の受光回路の動
作を説明するためのタイミングチャート
【図５】同実施例における動作の様子を示す概念図
【図６】（ａ） 本発明の第３の実施例における受光回
路の構成を示す回路図 （ｂ） 同実施例における固体撮像素子の受光回路の動
作を説明するためのタイミングチャート
路の構成を示す回路図 （ｂ） 同実施例における固体撮像素子の受光回路の動
作を説明するためのタイミングチャート
【図７】同実施例における動作の様子を示す概念図
【図８】従来の固体撮像素子の構成を示す概念図
１ 光ダイオード ２ リセットスイッチ ３ 比較器 ４ ＡＮＤ回路 ５ ＡＮＤ回路 ６ クロックカウンタ ７ メモリセル ８ 抵抗器 ９ コンデンサ １０ 受光回路 １１ 垂直シフトレジスタ １２ 垂直スイッチ １３ 垂直信号線 １４ 水平シフトレジスタ １５ 水平スイッチ １６ メモリ １７ 受光部 ２１ 低電位比較器 ２２ ＲＳ型フリップフロップ回路 ２３ ＯＲ回路 ２４ 抵抗器 ２５ 抵抗器 ２７ ＲＳ型フリップフロップ回路 ２８ 遅延回路 ２９ ＯＲ回路 ３２ 転送ゲート ３３ 垂直転送ＣＣＤ ３４ 水平転送ＣＣＤ ３５ 出力アンプ
Claims (14)
- 【請求項１】 少なくとも、入射光を電気信号に変える
光ダイオードと、クロックと、各画素ごとに前記クロッ
クをカウントするクロックカウンタとを備え、光ダイオ
ードの電位が設定された電位に達するまでの時間をクロ
ックからのクロック信号をカウントアップすることによ
り計測することを特徴とする固体撮像素子。 - 【請求項２】 クロックと、入射光を電気信号に変える
光ダイオードと、光ダイオードに蓄積された電荷を解放
するリセットスイッチと、光ダイオードの電位と外部か
ら与えられる参照電位を比較して比較信号を出力する比
較器と、比較器からの比較信号とクロック信号を受ける
第１のＡＮＤ回路と、負論理のリセット信号と上記第１
のＡＮＤ回路からの出力を受ける第２のＡＮＤ回路と、
前第２の記ＡＮＤ回路からの信号をカウントアップする
カウンタとからなる受光回路と、垂直シフトレジスタ
と、垂直スイッチと、垂直信号線と、水平シフトレジス
タと、水平スイッチとからなる請求項１記載の固体撮像
素子。 - 【請求項３】 すくなくとも、入射光を電気信号に変え
る光ダイオードと、光ダイオードの電位と外部から与え
られる参照電位とを比較する比較器と、クロックをカウ
ントするカウンタとを備え、デジタル出力を行う複数の
受光回路と、前記カウンタの値を記憶するメモリとを有
し、光ダイオードの電位が前記参照電位に達するまでの
時間をクロックからのクロック信号をカウントアップす
ることにより計測することを特徴とする固体撮像素子。 - 【請求項４】 メモリへの信号書き込みとメモリからの
読みだしが各画素に対応する受光回路ごとに独立して行
われることを特徴とする請求項３記載の固体撮像素子。 - 【請求項５】 各画素に対応する受光回路ごとにクロッ
クカウンタを備えたことを特徴とする請求項３または４
に記載の固体撮像素子。 - 【請求項６】 入射光を電気信号に変える光ダイオード
と、光ダイオードに蓄積された電荷を解放するリセット
スイッチと、光ダイオードの電位と外部から与えられる
参照電位とを比較し比較信号を出力する比較器と、光ダ
イオードの電位と低電位参照電位を比較し低電位比較信
号を出力する低電位比較器と、フリップフロップ回路
と、クロック信号と前記フリップフロップ回路からの出
力を受けるＡＮＤ回路と、前記ＡＮＤ回路からの信号を
カウントアップするカウンタと、前記カウンタの値を記
憶するメモリセルと、リセット信号と比較器からの比較
信号を受けるＯＲ回路と、リセット信号と前記フリップ
フロップ回路からの信号を負論理で受けるＯＲ回路とか
ら受光回路を構成したことを特徴とする請求項５記載の
固体撮像素子。 - 【請求項７】 入射光を電気信号に変える光ダイオード
と、光ダイオードに蓄積された電荷を解放するリセット
スイッチと、光ダイオードの電位と外部から与えられる
参照電位を比較し比較信号を出力する比較器と、スター
ト信号によって出力信号Ｌを出力し比較器からの比較信
号とリセット信号を受けるフリップフロップ回路と、フ
リップフロップ回路からの出力とクロック信号を受ける
ＡＮＤ回路と、前記ＡＮＤ回路からの信号をカウントア
ップするカウンタと、前記カウンタの値を記憶するメモ
リセルと、前記比較器からの比較信号を受ける遅延回路
と、スタート信号と前記遅延回路からの出力を受けるＯ
Ｒ回路とから受光回路を構成したことを特徴とする請求
項５記載の固体撮像素子。 - 【請求項８】 光ダイオードを微小電源として用いるこ
とを特徴とする請求項１記載の固体撮像素子。 - 【請求項９】 クロックと、入射光を電気信号に変える
光ダイオードと、抵抗器と、光ダイオードからの電流を
蓄積するコンデンサと、コンデンサに蓄積された電荷を
解放するリセットスイッチと、光ダイオードの電位と外
部から与えられる参照電位を比較し光ダイオードの電位
が参照電位より低いとき比較信号を出力する比較器と、
比較器からの比較信号とクロック信号を受けるＡＮＤ回
路と、負論理のリセット信号と上記ＡＮＤ回路からの出
力を受けるＡＮＤ回路と、前記ＡＮＤ回路からの信号を
カウントアップするカウンタとからなる受光回路と、垂
直シフトレジスタと、垂直スイッチと、垂直信号線と、
水平シフトレジスタと、水平スイッチとからなる請求項
８記載の固体撮像素子。 - 【請求項１０】 入射光を電気信号に変える光ダイオー
ドと、抵抗器と、光ダイオードからの電流を蓄積するコ
ンデンサと、コンデンサに蓄積された電荷を解放するリ
セットスイッチと、前記コンデンサの電位と外部から与
えられる参照電位を比較し比較信号を出力する比較器
と、前記コンデンサの電位と低電位参照電位を比較し低
電位比較信号を出力する低電位比較器と、フリップフロ
ップ回路と、クロック信号と前記フリップフロップ回路
からの出力を受けるＡＮＤ回路と、前記ＡＮＤ回路から
の信号をカウントアップするカウンタと、前記カウンタ
の値を記憶するメモリセルと、リセット信号と比較器か
らの信号を受けるＯＲ回路と、リセット信号と前記フリ
ップフロップ回路からの信号を負論理で受けるＯＲ回路
とから受光回路を構成したことを特徴とする請求項８記
載の固体撮像素子。 - 【請求項１１】 入射光を電気信号に変える光ダイオー
ドと、抵抗器と、光ダイオードからの電流を蓄積するコ
ンデンサと、コンデンサに蓄積された電荷を解放するリ
セットスイッチと、前記コンデンサの電位と外部から与
えられる参照電位を比較し比較信号を出力する比較器
と、スタート信号によって出力信号Ｌを出力し比較器か
らの比較信号とリセット信号を受けるフリップフロップ
回路と、フリップフロップ回路からの出力とクロック信
号を受けるＡＮＤ回路と、前記ＡＮＤ回路からの信号を
カウントアップするカウンタと、前記カウンタの値を記
憶するメモリセルと、前記比較器からの比較信号を受け
る遅延回路と、スタート信号と前記遅延回路からの出力
を受けるＯＲ回路とから受光回路を構成したことを特徴
とする請求項８記載の固体撮像素子。 - 【請求項１２】 全ての受光回路へのリセット信号が同
期して与えられ、次のリセット信号が入力される間で最
新のリセット信号入力時からの経過時間をｔとしたと
き、クロックパルス間隔δＴはｔの関数で与えられる請
求項１から６、８から１０のいずれかに記載の固体撮像
素子。 - 【請求項１３】 クロックパルス間隔δＴがｃｔ
r（ｃ、ｒは実数の定数）またはlog(ｔ)で与えられる請
求項１２記載の固体撮像素子。 - 【請求項１４】 全ての受光回路へのリセット信号が同
期して与えられ、次のリセット信号が入力される間で、
最新のリセット信号入力時からの経過時間をｔ、最大測
光時間をＴ０としたとき、参照電位Ｖref（ｔ）が、Ｖr
ef（ｔ）＝Ｖ０（Ｔ０−ｔ）／Ｔ０（Ｖ０は定数）であ
る請求項１から６、８から１０、１２のいずれかに記載
の固体撮像素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6131945A JP3022166B2 (ja) | 1993-06-15 | 1994-06-14 | 固体撮像素子 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5-143507 | 1993-06-15 | ||
| JP14350793 | 1993-06-15 | ||
| JP6131945A JP3022166B2 (ja) | 1993-06-15 | 1994-06-14 | 固体撮像素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0767042A true JPH0767042A (ja) | 1995-03-10 |
| JP3022166B2 JP3022166B2 (ja) | 2000-03-15 |
Family
ID=26466638
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6131945A Expired - Fee Related JP3022166B2 (ja) | 1993-06-15 | 1994-06-14 | 固体撮像素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3022166B2 (ja) |
Cited By (14)
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| WO2001086946A1 (fr) * | 2000-05-08 | 2001-11-15 | Sony Corporation | Dispositif d'imagerie et procede de commande associe |
| US6587145B1 (en) * | 1998-08-20 | 2003-07-01 | Syscan Technology (Shenzhen) Co., Ltd. | Image sensors generating digital signals from light integration processes |
| JP2007235488A (ja) * | 2006-02-28 | 2007-09-13 | Kyocera Corp | 撮像素子装置およびその信号処理回路 |
| JP2008502258A (ja) * | 2004-06-09 | 2008-01-24 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 電子回路 |
| JP2008523695A (ja) * | 2004-12-07 | 2008-07-03 | ブライト・イメージング・リミテッド | 輝度分散が大きい場面を撮像する方法および装置 |
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| ES2328779A1 (es) * | 2008-05-16 | 2009-11-17 | Consejo Superior De Investigaciones Cientificas (Csic) | Circuito integrado para la lectura digital de sensores de imagen de alta velocidad. |
| US7659931B2 (en) | 2002-07-16 | 2010-02-09 | Sony Corporation | Apparatus for imaging objects of changing luminance |
| JP2010034360A (ja) * | 2008-07-30 | 2010-02-12 | Victor Co Of Japan Ltd | 固体撮像素子、固体撮像素子を備えた固体撮像装置、及び固体撮像素子の製造方法 |
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| CN110324547A (zh) * | 2018-03-29 | 2019-10-11 | 亚德诺半导体无限责任公司 | 有源像素图像传感器 |
-
1994
- 1994-06-14 JP JP6131945A patent/JP3022166B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (17)
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