JPH08223490A

JPH08223490A - 固体撮像デバイス

Info

Publication number: JPH08223490A
Application number: JP7026500A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Shimamoto; 洋島本; Koji Mitani; 公二三谷; Yoshihiro Fujita; 欣裕藤田
Original assignee: Nippon Hoso Kyokai NHK; Japan Broadcasting Corp
Current assignee: Japan Broadcasting Corp
Priority date: 1995-02-15
Filing date: 1995-02-15
Publication date: 1996-08-30
Anticipated expiration: 2019-01-06
Also published as: JP3484252B2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】増幅型固体撮像デバイスのダイナミックレン
ジを大幅に拡大する。【構成】増幅型固体撮像デバイス１の撮像範囲内に強
い光入力があった場合に、その強い光入力の画素に対し
てのみ、フォトトランジスタのソース電位を変化させる
ことにより蓄積された電荷を吐き出させ、任意の画素を
リセットできるようにする方法（ソースリセット法）２
を用いて選択的に電子シャッター動作を行わせ、強い光
入力があった画素についてのみ、その蓄積電荷量を減少
させて固体撮像デバイスのダイナミックレンジを拡大す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ゲートまたはベースに
光電変換された電荷を蓄積するそれぞれ電界効果トラン
ジスタまたはバイポーラトランジスタを有する増幅回路
を各画素毎に具えてなる固体撮像デバイスに関し、特に
拡大されたダイナミックレンジの撮像出力信号が得られ
る上述した種類の固体撮像デバイスを提供しようとする
ものである。

【０００２】

【従来の技術】上述した種類以外の固体撮像デバイスで
あるＣＣＤ型固体撮像デバイスを含め、固体撮像デバイ
スによる撮像出力信号のダイナミックレンジを拡大する
方法として、以下の４通りの方法が知られている。

【０００３】（１）まず、第１に考えられる方法とし
て、固体撮像デバイスの製造プロセスの改良、最適化、
およびこれに加え信号処理回路の改善などにより、強い
入射光と弱い入射光に対する撮像デバイス自体のダイナ
ミックレンジを拡大する方法がある。

【０００４】（２）次に、第２の方法として固体撮像デ
バイスの各画素に対数変換回路を内蔵して撮像出力信号
を対数圧縮し、ダイナミックレンジを拡げるものがあ
る。（高田ほか“対数変換ＣＣＤラインセンサ”テレビ
ジョン学会技術報告 Vol.18,No.16,pp.25 〜30, 1994参
照）

【０００５】（３）また、第３の方法として、単一の固
体撮像デバイスにより同一被写体を露光量を変えて複数
回撮像し、得られた複数の画像からそれぞれ有効な情報
を持つ部分を選択的に合成し、出力するものがある。
（山田ほか“自動車の環境認識のためのカメラのダイナ
ミックレンジ拡大方式”電子情報通信学会春季大会予稿
pp.7-88, 1994参照)

【０００６】（４）最後に第４の方法として、複数の固
体撮像デバイスを用いそれぞれ異なる露光量で同じ被写
体を同時に撮像し、第３の方法におけるようにそれぞれ
の撮像デバイスの撮像出力信号から有効な情報を持つ部
分を選択して合成し、出力するものがある。（佐藤ほか
“高ダイナミックレンジカメラ”テレビジョン学会年次
大会予稿 pp.479 〜480, 1994 参照）

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述の４通りの従来方
法は、それぞれ以下に述べる問題点を有する。すなわ
ち、（１）第１の方法に関しては、固体撮像デバイス自体の
ダイナミックレンジを拡大するだけでは限界があり、大
幅なダイナミックレンジの改良は難しい。また信号処理
回路の改善には、大きな開発コストを必要とする。

【０００８】（２）第２の方法、すなわち各画素に対数
変換回路を内蔵して撮像出力信号を対数圧縮する方法に
関しては、固体撮像デバイスの一画素毎に対数変換回路
を内蔵するため、デバイスの構造が複雑となり、製造コ
ストも高いものとなってしまう。また撮像デバイスの集
積度を上げることに対しても不利である。また、この方
法では対数圧縮された撮像出力信号を信号処理回路によ
って再び直線的な出力に戻すことが必要となるが、これ
はＳ／Ｎや正確な直線性を考えると不利である。

【０００９】（３）第３の方法に関しては、単一の固体
撮像デバイスにより同一被写体を複数回撮像するため
に、撮像した情報をそれぞれ記憶しておくフレームメモ
リを必要とし、撮像系としてのシステムが大がかりにな
り、従って消費電力も増加し、また撮像装置のコストも
高くなる。

【００１０】（４）第４の方法に関しては、同時に同じ
被写体を撮像するため、撮像デバイスが複数個必要とな
り、コストが高くなる。また、プリズムを使って同じ画
像を複数枚に分割する必要があるため、プリズムを使用
する３板式撮像方式固体カラー撮像装置を構成すること
が困難となる。

【００１１】本発明の目的は、各画素毎に増幅回路を具
え、その増幅回路を構成する光電変換トランジスタ（フ
ォトトランジスタ）のゲートまたはベースに電荷を蓄積
する種類の固体撮像デバイス（以下、増幅型固体撮像デ
バイスという）において、上述した各種問題点を伴うこ
となく撮像出力信号のダイナミックレンジを大幅に拡大
し得るようにした固体撮像デバイスを提供することにあ
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明固体撮像デバイスは、ゲートまたはベースに
光電変換された電荷を蓄積するそれぞれ電界効果トラン
ジスタまたはバイポーラトランジスタを有する増幅回路
を各画素毎に具えてなる固体撮像デバイスにおいて、電
荷蓄積期間中に前記固体撮像デバイスの全増幅回路を正
規の読み出し速度の倍以上の速度でスイッチングして蓄
積電荷を非破壊的に読み出す第１の読み出し手段と、該
手段によって読み出された蓄積電荷が任意に設定した量
を越えているか否かを判断する判断回路と、該回路によ
って越えていることが判明した前記増幅回路における蓄
積電荷を放電させる放電回路と、前記第１の読み出し速
度とほぼ同一の読み出し速度で前記全増幅回路のスイッ
チングを行い、該スイッチングが前記第１の読み出し手
段による読み出し開始からテレビジョンの１フィールド
期間内に終了するように蓄積電荷を読み出す第２の読み
出し手段と、該第２の読み出し中に該読み出しが前記放
電回路によって蓄積電荷が放電されている前記増幅回路
からの読み出しに一致したとき、該一致した増幅回路か
らの蓄積電荷に対応する電圧を増幅する電圧増幅回路と
を具えたことを特徴とするものである。

【００１３】また、本発明固体撮像デバイスは、ゲート
またはベースに光電変換された電荷を蓄積するそれぞれ
電界効果トランジスタまたはバイポーラトランジスタを
有する増幅回路を各画素毎に具えてなる固体撮像デバイ
スにおいて、電荷蓄積期間中に前記固体撮像デバイスの
全増幅回路を正規の読み出し速度の倍以上の速度でスイ
ッチングして蓄積電荷を非破壊的に読み出す第１の読み
出し手段と、該手段によって読み出された蓄積電荷が任
意に設定した量を越えているか否かを判断する判断回路
と、該回路によって越えていることが判明した前記増幅
回路における蓄積電荷を放電させる放電回路と、前記第
１の読み出し速度とほぼ同一の読み出し速度で前記全増
幅回路のスイッチングを行い、該スイッチングが前記第
１の読み出し手段による読み出し開始からテレビジョン
の１フィールド期間内に終了するように蓄積電荷を読み
出す第２の読み出し手段と、該第２の読み出し中に該読
み出しが前記放電回路によって蓄積電荷が放電されてい
る前記増幅回路からの読み出しに一致したとき、該一致
した増幅回路からの蓄積電荷に対応する電圧に前記任意
に設定した量に対応する電圧を加算する加算回路とを具
えたことを特徴とするものである。

【００１４】また、本発明固体撮像デバイスは、ゲート
またはベースに光電変換された電荷を蓄積するそれぞれ
電界効果トランジスタまたはバイポーラトランジスタを
有する増幅回路を各画素毎に具えてなる固体撮像デバイ
スにおいて、電荷蓄積期間中に前記固体撮像デバイスの
全増幅回路を正規の読み出し速度の倍以上の速度でスイ
ッチングして蓄積電荷を非破壊的に読み出す第１の読み
出し手段と、該手段によって読み出された蓄積電荷があ
らかじめＲＯＭに書き込まれている量を越えているか否
かを判断する判断回路と、該回路によって越えているこ
とが判明した前記増幅回路における蓄積電荷を放電させ
る放電回路と、前記第１の読み出し速度とほぼ同一の読
み出し速度で前記全増幅回路のスイッチングを行い、該
スイッチングが前記第１の読み出し手段による読み出し
開始からテレビジョンの１フィールド期間内に終了する
ように蓄積電荷を読み出す第２の読み出し手段とを具え
たことを特徴とするものである。

【００１５】また、本発明固体撮像デバイスは、前記第
１の読み出し手段と前記第２の読み出し手段とが１個の
読み出し手段を共用していることを特徴とするものであ
る。

【００１６】また、本発明固体撮像デバイスは、前記第
１の読み出し手段によって読み出された蓄積電荷が前記
任意に設定した量を越えているか否かを判断する判断回
路に代えて、前記第１の読み出し手段によって読み出さ
れた蓄積電荷があらかじめＲＯＭに書き込まれている量
を越えているか否かを判断する判断回路としたことを特
徴とするものである。

【００１７】また、本発明固体撮像デバイスは、前記第
１の読み出し手段によって読み出された蓄積電荷が前記
任意に設定した量を越えているか否かを判断する判断回
路に代えて、前記第１の読み出し手段によって読み出さ
れた蓄積電荷が該蓄積電荷を平均化した量を越えている
か否かを判断する判断回路としたことを特徴とするもの
である。

【００１８】

【作用】本発明によれば、固体撮像デバイスに対し部分
的に強い光入力があった場合、任意に選択された画素、
例えば強い光入力があった画素に対してのみ蓄積電荷を
放電させる（リセット動作）ことによって電子シャッタ
ー動作を行わせる。その結果、撮像範囲内に強い光入力
があった場合、その部分の画素の蓄積電荷量を減少させ
ることが可能となる。

【００１９】このため、固体撮像デバイスの撮像範囲内
に同時に強い光と弱い光が混在して入射しても、それぞ
れが適切な露光量で出力することを可能とし、従来技術
におけるように、フレームメモリなど特別な装置を必要
とせず、固体撮像デバイスを複数個用意する必要もな
く、また撮像デバイス自体に特別の改良を施すことも必
要とせず、低コストでダイナミックレンジの拡大を図る
ことができる。

【００２０】

【実施例】以下に添付図面を参照し、実施例により本発
明を詳細に説明する。図１は、本発明固体撮像デバイス
の第１の実施例を示すブロック線図である。図１におい
て、本発明固体撮像デバイスは、フォトトランジスタを
有する増幅型固体撮像デバイス１と、この撮像デバイス
１からスイッチングによって順次に読み出し中の画素に
対し選択的にリセット動作を行うリセット回路２（通
常、フォトトランジスタのソースから信号が読み出さ
れ、この場合、ソースリセット回路となる）と、同じく
撮像デバイス１からの出力信号（電流）を電流−電圧変
換する電流−電圧変換回路３と、この電流−電圧変換回
路３の出力をサンプルホールドするサンプルホールド回
路４と、サンプルホールド回路４の出力電圧と外部から
任意に与えられる参照電圧入力端子５の電圧とを比較す
る電圧比較回路６と、この電圧比較回路６の出力によっ
て制御されるスイッチ７と、このスイッチ７を通して増
幅型固体撮像デバイス１にリセット電位を与えるリセッ
ト電位８と、電流−電圧変換回路３の出力信号を処理し
て撮像出力信号にする信号処理回路９とを含んでいる。
また、この信号処理回路９は、電流−電圧変換回路３の
出力信号を増幅する回路１０と、電圧比較回路６の動作
情報を一時的に記憶するレジスター１１と、このレジス
ター１１から出力される情報により電流−電圧変換回路
３の出力信号と増幅回路１０を介した出力信号とを切り
替えるスイッチ１２を含んで構成される。

【００２１】また、本発明固体撮像デバイスを構成し、
特許請求の範囲に記載の第１および第２の蓄積電荷読み
出し手段は、増幅型固体撮像デバイス１に内蔵されてい
るものでこれ自体新規なものではなく、よく知られてい
るように通常１個のみである。

【００２２】次に、上述の本発明固体撮像デバイスの第
１の実施例について、その動作を線図にて模式的に示し
た図２を参照し、動作につき説明する。各画素毎に光電
変換および電荷蓄積動作を行っている増幅型固体撮像デ
バイス１において、図２に示す電荷蓄積期間１３の途中
で、正規の読み出し速度より高速で、好ましくは正規の
読み出し速度の倍以上の速度で全画素非破壊読み出し１
４を行う。このとき読み出した出力信号（電流）は、電
流−電圧変換回路３によって電圧に変換され、この出力
をサンプルホールドするサンプルホールド回路４を経
て、電圧比較回路６の入力端子ａに入力される。この入
力端子ａの電圧と、外部から電圧値を任意に設定可能な
参照電圧入力端子５の電圧（入力端子ｂの電圧）とを、
電圧比較回路６において比較し、入力端子ａの電圧が入
力端子ｂの電圧より高い場合は、そのとき読み出してい
た画素の蓄積電荷量が設定した参照値より大きいと判断
する。

【００２３】入力端子ｂの電圧、すなわち参照電圧は任
意に設定することができるが、その設定値としては、例
えば増幅型固体撮像デバイス１の撮像範囲内の強い光が
入射している画素において、正規の蓄積期間中電荷蓄積
を続けるとその画素は飽和してしまう恐れがあると判断
されるような電圧に設定し、入力端子ａの電圧が入力端
子ｂの電圧より高い場合は、電圧比較回路６の出力（ｃ
点）がオンとなり、スイッチ７を制御してｄ−ｅ間を導
通させ、リセット電位８が読み出し中の画素の読み出し
線ｅに印加される。この読み出し線ｅは読み出し中の画
素のフォトトランジスタ（増幅型固体撮像デバイス１内
にあり、図示されない）のソースに接続されているた
め、このフォトトランジスタのソース電位がゲート電位
より低くなり、その結果、画素に蓄積されていた電荷は
吐き出されてリセットされる（このリセット動作は、ソ
ースリセット法と呼ばれる）。この様子を連続する２画
素について示すと、まず、画素１５において読み出し中
の出力信号１６およびリセット中の出力信号１７のよう
になる。引き続く次の画素１８においては、入力端子ａ
の電圧が入力端子ｂの電圧より低くリセットされないで
そのままとなっていて、次の画素の読み出しに移行す
る。

【００２４】リセットされた増幅型固体撮像デバイス１
の画素は、その時点までの蓄積電荷がすべて吐き出さ
れ、以後再び蓄積動作を開始する。すなわち、図２に示
す正規の電荷蓄積期間（１フィールド期間）１３の途中
で全画素非破壊読み出しが行われ、１画素毎に任意に電
子シャッター動作が行われることにより、蓄積電荷量の
多い画素に対し、その蓄積電荷量を減少させることが出
来る（１画素期間１５参照）。一方、この読み出しで蓄
積電荷量の少ない画素に対しては、正規の蓄積期間中電
荷蓄積が続く（１画素期間１８参照）。それぞれの画素
がリセットされたか、されなかったかという情報は、レ
ジスター１１に一時的に記憶され、撮像出力信号読み出
しのための全画素読み出し１９を行う際に、その記憶さ
れたデータを一定時間シフトさせて読み出す。

【００２５】図２に示す正規の電荷蓄積期間１３の最後
には、最終の全画素読み出し１９を上述した電子シャッ
ター動作のための読み出し速度とほぼ同一の速さで行
い、信号処理回路９で信号処理を行って後出力する。す
なわち、図２に示す蓄積期間１３の途中でリセットされ
なかった画素は、全画素読み出し１９に際し、電流−電
圧変換回路３の出力をスイッチ１２のｆ−ｈ間を通して
そのまま出力するが、一方、途中でリセットされた画素
については、蓄積電荷量が低減されているので、その低
減された分だけ増幅回路１０で出力を増幅し、スイッチ
１２のｇ−ｈ間を通して出力する。スイッチ１２の切り
替えは、レジスター１１から順次１画素ずつずらしなが
ら出力される情報によって行う。

【００２６】以上によって、蓄積電荷量が少なかった画
素は通常の読み出しと変わることなく撮像出力信号が出
力され、強い入力光により蓄積電荷量が多かった画素に
ついては、その蓄積電荷量が飽和することなく入力した
光強度に応じた撮像出力信号を出力することが可能とな
る。これにより、従来増幅型固体撮像デバイスのダイナ
ミックレンジの制限により出力し得なかった大きな信号
が出力されるようになるとともに、一方小さな信号につ
いては、これは従来通り出力されるので、本発明によっ
て増幅型固体撮像デバイスの出力のダイナミックレンジ
を拡大することが可能となる。

【００２７】次に、本発明固体撮像デバイスの第２の実
施例につき、同実施例をブロック線図にて示す図３を参
照して説明する。図３において、図１に示す第１の実施
例と同一の回路要素については同一符号を付して示し、
それらについての説明は重複となるので省略する。図３
に示す第２の実施例と図１で説明した第１の実施例との
違いは、信号処理回路９の構成にある。すなわち、本実
施例において信号処理回路９は、参照電圧入力端子５に
接続され、レジスター１１の出力によって制御されるス
イッチ２０と、そのスイッチ２０を経由した参照電圧と
電流−電圧変換回路３の出力とを加算する加算回路２１
とを含んでいる。

【００２８】本実施例における動作においては、第１の
実施例につき説明した図２における最終の全画素読み出
し１９を行うとき、リセットされなかった画素の出力時
にはレジスター１１からの情報に従ってスイッチ２０の
ｉ−ｊ間が導通せず、加算回路２１の端子ｋの信号、す
なわち電流−電圧変換回路３の出力がそのまま端子ｍに
出力する。一方、リセットされた画素の出力時にはレジ
スター１１からの情報に従ってスイッチ２０のｉ−ｊ間
が導通して、リセットするかしないかの判断に使われた
のと同じ参照電圧が加算回路２１の端子ｌに加わり、こ
れが端子ｋの読み出し出力（電流−電圧変換回路３の出
力）と加算され端子ｍに出力する。このため、参照電圧
とリセット後の減少した蓄積電荷の出力電圧とが加算さ
れ、圧縮された信号電圧となって出力されることにな
る。図４は、本実施例による固体撮像デバイスの入出力
特性を概念図にて示している。

【００２９】また、図５は、本発明固体撮像デバイスの
第３の実施例をブロック線図にて示している。第３の実
施例は、図示のように本発明による固体撮像デバイスの
構成中にＲＯＭデータ読み出し回路２２を含んでいるこ
とに特徴がある。このＲＯＭデータ読み出し回路２２の
出力は電圧比較回路６の入力端子ｂに接続されており、
任意のデータをＲＯＭに書き込むことにより、その書き
込んだ任意の画素に対して電子シャッター動作を行わせ
ることが可能となる。

【００３０】なお、本実施例においても、第１または第
２の実施例におけると同様、信号処理回路９を後段に配
置（図示せず）してＲＯＭデータによりリセットされた
画素の信号をその信号処理回路９によって、例えば電圧
増幅するなどして出力することも考えられる。

【００３１】さらに、図６は、本発明固体撮像デバイス
の第４の実施例をブロック線図にて示している。第４の
実施例は、第１の実施例におけるサンプルホールド回路
３の出力端子（電圧比較回路６の一方の入力端子ａに同
じ）と電圧比較回路６の他方の入力端子ｂとの間に、サ
ンプルホールドされた信号を平均化する平均化回路２３
を介挿した点に特徴がある。この平均化回路２３の出力
を上述の第１の実施例における任意に設定した電圧値
（参照電圧）の代わりに判断の基準として使用すること
により、増幅型固体撮像デバイスの出力画像レベルによ
って、その平均値より大きい出力画像に対し自動的に電
子シャッター動作が行われるようになる。

【００３２】

【発明の効果】本発明によれば、増幅型固体撮像デバイ
スの撮像範囲内に同時に強い光と弱い光の入射した部分
があった場合、強い光が入射している部分の画素に対し
てのみソースリセット法による電子シャッター動作を行
わせ、その部分のみ蓄積電荷量を減少させることによ
り、強い光から弱い光まで、入射した光強度に応じた撮
像出力信号を出力することが可能となり、固体撮像デバ
イスのダイナミックレンジを大幅に拡大することができ
る。

【００３３】また、本発明によれば、従来の増幅型固体
撮像デバイスにソースリセット回路および簡単な周辺回
路を付加するだけで撮像デバイスのダイナミックレンジ
を大きく拡大することができるので、撮像デバイスの製
造プロセスを改良したり、撮像デバイスの一画素毎に回
路を付加したり、フレームメモリなど特別な装置を用意
したり、あるいは複数の撮像デバイスを用意する必要が
なく、従って、小型軽量な固体撮像デバイスとして、ま
た極めて経済性のある固体撮像デバイスとして優れた固
体撮像デバイスを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明固体撮像デバイスの第１の実施例を示す
ブロック線図である。

【図２】第１の実施例における動作を模式的に示す線図
である。

【図３】本発明固体撮像デバイスの第２の実施例を示す
ブロック線図である。

【図４】第２の実施例における入出力特性を示す概念図
である。

【図５】本発明固体撮像デバイスの第３の実施例を示す
ブロック線図である。

【図６】本発明固体撮像デバイスの第４の実施例を示す
ブロック線図である。

【符号の説明】

１増幅型固体撮像デバイス２リセット回路（ソースリセット回路）３電流−電圧変換回路４サンプルホールド回路５参照電圧入力端子６電圧比較回路７スイッチ８リセット電位９信号処理回路１０増幅回路１１レジスタ１２スイッチ１３電荷蓄積期間１４全画素非破壊読み出し１５１画素期間（リセットあり）１６読み出し中の出力信号１７リセット中の出力信号１８１画素期間（リセットなし）１９撮像出力信号読み出しのための全画素読み出し２０スイッチ２１加算回路２２ＲＯＭデータ読み出し回路２３平均化回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ゲートまたはベースに光電変換された電
荷を蓄積するそれぞれ電界効果トランジスタまたはバイ
ポーラトランジスタを有する増幅回路を各画素毎に具え
てなる固体撮像デバイスにおいて、電荷蓄積期間中に前
記固体撮像デバイスの全増幅回路を正規の読み出し速度
の倍以上の速度でスイッチングして蓄積電荷を非破壊的
に読み出す第１の読み出し手段と、該手段によって読み
出された蓄積電荷が任意に設定した量を越えているか否
かを判断する判断回路と、該回路によって越えているこ
とが判明した前記増幅回路における蓄積電荷を放電させ
る放電回路と、前記第１の読み出し速度とほぼ同一の読
み出し速度で前記全増幅回路のスイッチングを行い、該
スイッチングが前記第１の読み出し手段による読み出し
開始からテレビジョンの１フィールド期間内に終了する
ように蓄積電荷を読み出す第２の読み出し手段と、該第
２の読み出し中に該読み出しが前記放電回路によって蓄
積電荷が放電されている前記増幅回路からの読み出しに
一致したとき、該一致した増幅回路からの蓄積電荷に対
応する電圧を増幅する電圧増幅回路とを具えたことを特
徴とする固体撮像デバイス。
【請求項２】ゲートまたはベースに光電変換された電
荷を蓄積するそれぞれ電界効果トランジスタまたはバイ
ポーラトランジスタを有する増幅回路を各画素毎に具え
てなる固体撮像デバイスにおいて、電荷蓄積期間中に前
記固体撮像デバイスの全増幅回路を正規の読み出し速度
の倍以上の速度でスイッチングして蓄積電荷を非破壊的
に読み出す第１の読み出し手段と、該手段によって読み
出された蓄積電荷が任意に設定した量を越えているか否
かを判断する判断回路と、該回路によって越えているこ
とが判明した前記増幅回路における蓄積電荷を放電させ
る放電回路と、前記第１の読み出し速度とほぼ同一の読
み出し速度で前記全増幅回路のスイッチングを行い、該
スイッチングが前記第１の読み出し手段による読み出し
開始からテレビジョンの１フィールド期間内に終了する
ように蓄積電荷を読み出す第２の読み出し手段と、該第
２の読み出し中に該読み出しが前記放電回路によって蓄
積電荷が放電されている前記増幅回路からの読み出しに
一致したとき、該一致した増幅回路からの蓄積電荷に対
応する電圧に前記任意に設定した量に対応する電圧を加
算する加算回路とを具えたことを特徴とする固体撮像デ
バイス。
【請求項３】ゲートまたはベースに光電変換された電
荷を蓄積するそれぞれ電界効果トランジスタまたはバイ
ポーラトランジスタを有する増幅回路を各画素毎に具え
てなる固体撮像デバイスにおいて、電荷蓄積期間中に前
記固体撮像デバイスの全増幅回路を正規の読み出し速度
の倍以上の速度でスイッチングして蓄積電荷を非破壊的
に読み出す第１の読み出し手段と、該手段によって読み
出された蓄積電荷があらかじめＲＯＭに書き込まれてい
る量を越えているか否かを判断する判断回路と、該回路
によって越えていることが判明した前記増幅回路におけ
る蓄積電荷を放電させる放電回路と、前記第１の読み出
し速度とほぼ同一の読み出し速度で前記全増幅回路のス
イッチングを行い、該スイッチングが前記第１の読み出
し手段による読み出し開始からテレビジョンの１フィー
ルド期間内に終了するように蓄積電荷を読み出す第２の
読み出し手段とを具えたことを特徴とする固体撮像デバ
イス。
【請求項４】請求項１乃至３のいずれか１項記載の固
体撮像デバイスにおいて、前記第１の読み出し手段と前
記第２の読み出し手段とは１個の読み出し手段を共用し
ていることを特徴とする固体撮像デバイス。
【請求項５】請求項１、２および４のいずれか１項記
載の固体撮像デバイスにおいて、前記第１の読み出し手
段によって読み出された蓄積電荷が前記任意に設定した
量を越えているか否かを判断する判断回路に代えて、前
記第１の読み出し手段によって読み出された蓄積電荷が
あらかじめＲＯＭに書き込まれている量を越えているか
否かを判断する判断回路としたことを特徴とする固体撮
像デバイス。
【請求項６】請求項１、２および４のいずれか１項記
載の固体撮像デバイスにおいて、前記第１の読み出し手
段によって読み出された蓄積電荷が前記任意に設定した
量を越えているか否かを判断する判断回路に代えて、前
記第１の読み出し手段によって読み出された蓄積電荷が
該蓄積電荷を平均化した量を越えているか否かを判断す
る判断回路としたことを特徴とする固体撮像デバイス。