(57)【要約】【課題】強い光を入射したときに画像が「黒潰れ」するという問題を確実に解決することができ、かつ高速動作に適した固体撮像装置を提供する。【解決手段】画素回路３４−Ａ及びＢが複数個配列されている撮像部２と、画素回路３４−Ａ及びＢの出力におけるリセット電圧とリード電圧との差分を示す輝度情報を出力する列信号処理回路３６と、列信号処理回路３６の出力信号を複数の光電変換部それぞれに対応させて保持するサンプリング容量２２−Ａ及びＢと、撮像部２への入射光が高輝度であるか否か判定する高輝度判定回路２５とを備え、高輝度判定回路２５は、リード電圧もしくはリセット電圧が所定の範囲の電圧であるか否かを判定することによって撮像部２への入射光が高輝度であるか否か判定し、入射光が高輝度であると判定された場合にその旨を示す輝度情報をサンプリング容量２２−Ａ及びＢに書き込む。【選択図】図２
2009038756.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受光量に応じた輝度情報を出力する固体撮像装置であって、
入射光を光電変換する光電変換部を有し、初期化時の前記光電変換部の出力電圧に対応するリセット電圧と受光量に応じた前記光電変換部の出力電圧に対応するリード電圧とを出力する単位セルが、１次元又は２次元状に複数個配列されている撮像手段と、
前記リセット電圧と前記リード電圧との差分を示す輝度情報を出力する信号処理手段と、
前記信号処理手段の出力信号を複数の前記光電変換部それぞれに対応させて保持する複数の信号保持手段と、
前記撮像手段への入射光が高輝度であるか否か判定する高輝度判定手段とを備え、
前記高輝度判定手段は、
前記リード電圧もしくは前記リセット電圧が所定の範囲の電圧であるか否かを判定することによって前記撮像手段への入射光が高輝度であるか否か判定する判定部と、
前記判定部によって前記入射光が高輝度であると判定された場合に、前記入射光が高輝度であることを示す輝度情報を前記複数の信号保持手段すべてに書き込む判定出力部とを有する
ことを特徴とする固体撮像装置。
【請求項２】
前記単位セルは、２次元状に複数個配列され、
前記複数の信号保持手段は単位セルの２次元アレイの各列当たり複数個配置されるとともに、各列の信号保持手段は保持していた複数の出力信号をそれぞれ異なる水平信号線から出力することを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置。
【請求項３】
前記固体撮像装置はさらに、前記判定部での判定結果を保持する判定結果保持回路を備えることを特徴とする請求項２記載の固体撮像装置。
【請求項４】
前記固体撮像装置はさらに、前記判定結果保持回路に保持された判定結果に応じて前記信号処理手段の出力のオンおよびオフを切り替える論理回路を備えることを特徴とする請求項３記載の固体撮像装置。
【請求項５】
前記固体撮像装置はさらに、前記撮像手段に重ねて配置されるレッド、グリーン、ブルーのカラーフィルタを備え、
前記判定部は、グリーンのカラーフィルタに対応する単位セルからのリード信号もしくはリセット信号に対して前記判定を行うことを特徴とする請求項３または４記載の固体撮像装置。
【請求項６】
前記単位セルは、２次元状に複数個配列され、
前記複数の信号保持手段は単位セルの２次元アレイの各列当たり複数個配置されるとともに、各列の信号保持手段は保持していた複数の出力信号を共通の水平信号線から出力することを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置。
【請求項７】
前記固体撮像装置はさらに、前記判定部での判定結果を保持する判定結果保持回路を備えることを特徴とする請求項６記載の固体撮像装置。
【請求項８】
前記固体撮像装置はさらに、前記判定結果保持回路に保持された判定結果に応じて前記信号処理手段の出力のオンおよびオフを切り替える論理回路を備えることを特徴とする請求項７記載の固体撮像装置。
【請求項９】
前記単位セルは、入射した光を光電変換し電荷を蓄積する複数のフォトダイオードと、前記複数のフォトダイオードに蓄積された電荷を出力する複数の転送トランジスタと、前記フォトダイオードにより発生した電荷を蓄積し、蓄積した電荷を電圧信号として出力するコンデンサと、前記コンデンサの示す電圧が初期電圧になるようにリセットするリセットトランジスタと、前記コンデンサの示す電圧に追従して変化する電圧を出力する増幅トランジスタとを含むことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
【請求項１０】
前記複数の信号保持手段の数はＮであり、
前記単位セルに含まれる前記複数のフォトダイオードと前記複数の転送トランジスタの数は、それぞれ、ａ×Ｎ（ａ＝１，２，・・）であることを特徴とする請求項９記載の固体撮像装置。
【請求項１１】
請求項１記載の固体撮像装置を備えるカメラ。
【請求項１２】
受光量に応じた輝度情報を出力する固体撮像装置の駆動方法であって、
前記固体撮像装置が備える複数の光電変換部からの信号が前記複数の光電変換部それぞれに対応する複数の信号保持手段に保持されるように、前記固体撮像装置を駆動するステップと、
前記光電変換部への入射光が高輝度である場合に、前記入射光が高輝度であることを示す輝度情報が前記複数の信号保持手段すべてに書き込まれるように、前記固体撮像装置を駆動するステップと
を含むことを特徴とする固体撮像装置の駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入射された光を光電変換する単位セルが半導体基板上に１次元または２次元に配置された固体撮像装置に関し、特に、強い光が入射したときに画像が「黒潰れ」する現象を防止する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、デジタルスチルカメラ、ビデオカメラ、監視カメラなど幅広い分野でＭＯＳ型イメージセンサが使用されるようになった。ＭＯＳ型イメージセンサは、高速、低消費電力など優れた特徴がある反面、強い光が入射したときに画像が「黒潰れ」するという問題がある。これは強い光によって受光素子からあふれだした電荷が検出用コンデンサに貯まってしまうために、蓄積可能な電荷量が減少し、本来、白色となる画像が黒色になってしまうという現象である。
【０００３】
そのために従来、このような黒潰れ現象を回避する様々な技術が提案されている。
例えば、特許文献１には、黒潰れ現象を回避する技術として、ＭＯＳイメージセンサにおいて、単位セル毎に、リード電圧が所定の範囲の電圧であるか否かを判定することによって入射光が高輝度か否か判定し、高輝度と判定された場合には、入射光が高輝度であることを示す輝度情報を、通常の輝度情報の代わりに信号出力線に出力する固体撮像装置が開示されている。なお、ここで通常の輝度情報とはセルのリセット電圧とリード電圧の差分を示す。
【特許文献１】特開２００６−２３８１３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に示された固体撮像装置は、「黒潰れ」の判定と出力を１行のセルの信号を読み出す毎に行う必要があるため高速動作に適さないという課題がある。
【０００５】
その課題を具体的に説明すると、例えば、水平４０００画素、垂直３０００画素、フレームレート毎秒１０フレームの撮像装置（カメラ）では、フレームレートおよび行数より１水平期間は約３３．３μｓとなり、また、固体撮像装置からの輝度信号出力を４０ＭＨｚ、４並列とすると、この信号出力を行う有効期間は２５μｓとなり、固体撮像装置に形成された画素アレイからの信号読み出しを行う水平ブランキング期間は８．３μｓとなる。
【０００６】
このとき、特許文献１に示された固体撮像装置では、黒潰れ処理に２μｓ程度の期間が必要であるが、これを８．３μｓという水平ブランキング期間において確保するのは困難である。
【０００７】
さらに、通常の輝度信号出力期間を短縮すると、シェーディングなどの基本特性劣化につながるという新たな課題が発生するので、この方法は好ましいとは言えない。
【０００８】
前記課題に鑑み、本発明は、強い光を入射したときに画像が「黒潰れ」するという問題を確実に解決することができ、かつ高速動作に適した固体撮像装置等を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明に係る固体撮像装置は、受光量に応じた輝度情報を出力する素子であって、入射光を光電変換する光電変換部を有し、初期化時の前記光電変換部の出力電圧に対応するリセット電圧と受光量に応じた光電変換部の出力電圧に対応するリード電圧とを出力する単位セルが１次元又は２次元状に複数個配列されている撮像手段と、前記リセット電圧と前記リード電圧との差分を示す輝度情報を出力する信号処理手段と、前記信号処理手段の出力信号を複数の前記光電変換部それぞれに対応させて保持する複数の信号保持手段と、前記撮像手段への入射光が高輝度であるか否か判定する高輝度判定手段とを備え、前記高輝度判定手段は、前記リード電圧もしくは前記リセット電圧が所定の範囲の電圧であるか否かを判定することによって前記撮像手段への入射光が高輝度であるか否か判定する判定部と、前記判定部によって前記入射光が高輝度であると判定された場合に、前記入射光が高輝度であることを示す輝度情報を前記複数の信号保持手段すべてに書き込む判定出力部とを有する高輝度判定手段とを有することを特徴とする。
【００１０】
これによって、複数の信号保持手段の輝度情報の高輝度を示す情報の置き換えは一括で行うことが可能となる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る固体撮像装置によれば、画像の「黒潰れ」という問題を解消すための高輝度判定ならびに高輝度を示す輝度情報の信号保持手段への書き込みが複数行の輝度情報読み出し毎に一度でよく、高画素で高速な撮像装置が実現される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態に係る固体撮像装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１３】
図１は、本発明の第１の実施形態における固体撮像装置の全体構成を示す図である。
図１に示されるように、この固体撮像装置は、高輝度入射時の黒潰れ現象を回避する動作を高速に実行可能なＭＯＳ型イメージセンサであり、撮像部２、画素電流源３、行選択エンコーダ４、列信号処理部５、列選択エンコーダ６、２つの水平信号線７−Ａおよび７−Ｂ、２つの出力回路８−Ａおよび８−Ｂから構成される。
【００１４】
また、撮像部２は、光電変換を行う画素が１次元または２次元上に配置された撮像領域である。ここでは４ｘ４の２次元状に配列された１６画素の例が示されているが、実際の総画素数は１次元で数千個、２次元で数百万から数千万個程度である。
【００１５】
また、画素電流源３は、縦１列毎に同一の回路が１個接続されており、単位セル内の増幅Ｔｒとの組み合わせで信号出力のためのソースフォロア回路を構成する。
【００１６】
また、行選択エンコーダ４は、横１行毎にＲＤＣＥＬ（ラインセレクトパルス：行選択信号）、ＲＳＣＥＬ（リセットパルス：初期化信号）、ＴＲＡＮＳ（リードパルス：読み出しパルス）の３本の制御線を備え、撮像部２の単位セルに対して、行単位でリセット（初期化）、リード（読み出し）、およびラインセレクト（行選択）を制御する。
【００１７】
また、列信号処理部５は縦１列毎に同一の回路が１個接続されており、撮像部２からの行単位の出力を処理し、結果を保持する。このとき、各列２個の信号、すなわち列信号処理部５全体では撮像部２の２行分に相当する信号を保持する。
【００１８】
また、列選択エンコーダ６は、制御線を備え、列信号処理部５の列を順次選択する。
また、出力回路８−Ａおよび８−Ｂは水平信号線を介して列信号処理部５の出力を受け取り、外部に出力するために必要な変換を施して出力する。水平信号線７−Ａおよび７−Ｂと出力回路８−Ａおよび８−Ｂは２組配置されているが、列信号処理に保持された２つの行の信号をそれぞれ出力する。
【００１９】
例えば、第Ｎ行と第Ｎ＋１行の信号が保持されている場合、出力回路８−Ａから第Ｎ行、出力回路８−Ｂから第Ｎ＋１行の信号が出力される。
【００２０】
図２は図１に示された本発明の第１の実施形態に係る固体撮像装置の、１列分の詳細を説明した回路図である。
【００２１】
図２には、画素回路３４−Ａおよび３４−Ｂ、画素電流源回路３５、列信号処理回路３６（高輝度判定回路２５を含む）、水平信号線７−Ａおよび７−Ｂが示されている。なお、画素回路が２個記載されているのは、２行単位で行う撮像部２からの信号読み出し動作の説明を行うためである。画素１−Ａが第Ｎ行の画素なら画素１−ＢはＮ＋１行の画素をあらわす。
【００２２】
図２に示されるように、画素電流源回路３５は、図１の画素電流源３中の１個の回路に相当し、画素出力信号線１７とＧＮＤの間に接続された電流源Ｔｒ１５を含む。電流源Ｔｒ１５のゲートにはバイアス電圧ＶＬＧが供給される。
【００２３】
また、画素回路３４−Ａおよび３４−Ｂは、それぞれ、図１の撮像部２を構成する１個の単位セル（画素）に相当し、初期化時の電圧を増幅したリセット電圧と読み出し時の電圧を増幅したリード電圧とを画素出力信号線１７に出力することを特徴とし、入射した光を光電変換し電荷を出力するフォトダイオード（ＰＤ）９と、ＰＤ９により発生した電荷を蓄積し、蓄積した電荷を電圧信号として出力するコンデンサ（フローティングディフュージョン、ＦＤ）１１と、コンデンサ１１の示す電圧が初期電圧（ここではＶＤＤ）になるようにリセットするリセットＴｒ１２と、ＰＤ９により出力される電荷をコンデンサ１１に供給する転送Ｔｒ１０と、コンデンサ１１の示す電圧に追従して変化する電圧を出力する増幅Ｔｒ１３と、行選択エンコーダからラインセレクト信号を受けたときに増幅Ｔｒ１３の出力を画素出力信号線１７に選択Ｔｒ１４を備えている。
【００２４】
また、列信号処理回路３６は、図１の列信号処理部５中の縦１列用の１個の回路に相当し、画素回路３４−Ａおよび３４−Ｂから出力されるリセット電圧とリード電圧との差分を示す輝度情報２個を一時保持した後に水平信号線７−Ａおよび７−Ｂにそれぞれ出力することをその基本機能とするが、２番目に入力されるリード電圧が所定の電圧範囲でない場合には高輝度（受光素子に強い光を入射したこと）を示す輝度情報を一時保持している２つの輝度情報と置き換えることを特徴とする。
【００２５】
さらに、列信号処理回路３６は、画素出力信号線１７に出力された信号を増幅する反転増幅器１６と、反転増幅器１６の出力を入力としリセット信号とリード信号の差分すなわち輝度情報を求めるクランプ容量２０と、クランプ容量２０の反転増幅器１６とは反対側の端子電位をクランプ電位ＶＣＬに設定するためのクランプＴｒ２１と、輝度情報を一時保持するサンプリング容量２２−Ａおよび２２−Ｂと、サンプリング容量２２−Ａおよび２２−Ｂに輝度情報を入力するサンプリング容量入力Ｔｒ２３−Ａおよび２３−Ｂと、サンプリング容量２２−Ａおよび２２−Ｂに保持した輝度情報を水平信号線７−Ａおよび７−Ｂに出力するサンプリング容量出力Ｔｒ２４−Ａおよび２４−Ｂと、受光素子に強い光が入射した高輝度時か否か（以下、受光素子に強い光が入射した場合を“高輝度時”、強い光を入射していない場合を“通常時”という。）を判定するとともに、高輝度時にその旨を示す輝度情報を２つのサンプリング容量２２−Ａおよび２２−Ｂに書き込む高輝度判定回路２５を備えている。
【００２６】
また、高輝度判定回路２５は、画素出力信号線１７の電位をバイパスＴｒ２６に伝達するバイパススイッチＴｒ３１と、画素出力信号線１７におけるリード電圧が所定の電圧の範囲である場合には非導通、リード電圧が所定の電圧の範囲でない場合には導通するバイパスＴｒ２６と、バイパスＴｒ２６によって放電される電荷をあらかじめ保持しておく判定容量２７と、判定容量２７の電位を高電位（ここではＶＤＤ）に充電する判定容量初期化Ｔｒ３０と、判定容量２７の電位を判定増幅器２８に伝達、または、遮断するとともに判定増幅器２８の入力を低電位（ここではＧＮＤ）に固定する増幅器スイッチＴｒ３２と、増幅器スイッチＴｒ３２を介して判定容量２７の電圧を増幅する判定増幅器２８と、判定増幅器２８の出力をクリップＴｒ２９−Ａおよび２９−Ｂに伝達、または、遮断するとともに、クリップＴｒ２９−Ａおよび２９−Ｂのゲートを低電位（ここではＧＮＤ）に固定するクリップスイッチＴｒ３３と、クリップスイッチＴｒ３３を介して伝達される判定増幅器２８の出力が低電位（ここではＧＮＤ）なら非導通、高電位なら導通しクリップ電圧ＶＣＬＩＰをサンプリング容量２２−Ａおよび２２−Ｂに出力するクリップＴｒ２９−Ａおよび２９−Ｂを備えている。
【００２７】
なお、高輝度判定回路２５の回路要素のうち、最終段のクリップＴｒ２９−Ａおよび２９−Ｂを除く回路要素は画素出力信号線１７におけるリード電圧が所定の範囲の電圧であるか否かを判定する判定部を構成する。
【００２８】
さらに、高輝度判定回路２５の回路要素のうち、最終段のクリップＴｒ２９−Ａおよび２９−Ｂは、その判定部によって高輝度であると判定された場合に、高輝度であることを示す輝度情報をサンプリング容量２２−Ａおよび２２−Ｂに書き込む判定出力部を構成する。
【００２９】
また、画素回路３４−Ａおよび３４−Ｂには、リセットパルス（初期化信号：ＲＳＣＥＬ）、リードパルス（読み出しパルス：ＴＲＡＮＳ）、および、ラインセレクトパルス（行選択信号：ＲＤＣＥＬ）が、列信号処理回路３６には、サンプリングパルス（ＳＷ）、クランプパルス（ＮＣＣＬ）が、高輝度判定回路２５には、判定回路制御パルス１（ＲＳ１）とその論理反転信号（ＲＳ１Ｂ）、および、判定回路制御パルス２（ＲＳ２）とその論理反転信号（ＲＳ２Ｂ）が決められたタイミングで供給され、これら各制御パルスにそれぞれ対応するトランジスタが開閉（オンオフ）される。
【００３０】
また、バイパスＴｒ２６のゲートには、バイパススイッチＴｒ３１を介して伝達される画素出力信号線１７の電位が通常時の電位を示す場合にはバイパスＴｒ２６が非導通、画素出力信号線１７の電位が高輝度時の電位を示す場合にバイパスＴｒ２６が導通となるようなバイアス電圧ＢＩＡＳに設定されている。
【００３１】
例えば、通常時は比較的高い電圧、高輝度時は比較的低い電圧を画素出力信号線１７は示すが、その境界をＶＬＩＭとする。バイアス電圧をＶＬＩＭ＋Ｖｔｈ（バイパスＴｒ２６のしきい値電圧）に設定すれば通常時は非導通、高輝度時は導通になる。
【００３２】
図３は、図２に示された本発明の第１の実施形態に係る固体撮像装置およびその駆動方法であって、固体撮像装置に供給される各制御パルスのタイミングを示すタイミングチャートある。
【００３３】
図３に示されるように、本発明の第１の実施形態に係る固体撮像装置は、タイミングｔ１−ｔ４で画素３４−Ａからリセット電圧とリード電圧を読み出すとともにその差分である輝度情報を検出してサンプリング容量２２−Ａに書き込む。
【００３４】
次に、タイミングｔ５−ｔ８で画素３４−Ｂからリセット電圧とリード電圧を読み出すとともにその差分である輝度情報を検出してサンプリング容量２２−Ｂに書き込む。
【００３５】
最後に、タイミングｔ９−ｔ１１で画素出力信号線１７上の画素３４−Ｂのリード電圧をモニターすることで高輝度か否か判定し、高輝度の場合はその旨を示す輝度情報をサンプリング容量２２−Ａおよび２２−Ｂに書き込む。
【００３６】
この撮像部２からサンプリング容量２２−Ａおよび２２−Ｂまでの２行分の読み出しが完了したら、その後に、サンプリング容量２２−Ａの情報は水平信号線７−Ａ、出力回路８−Ａを経由して、サンプリング容量２２−Ｂの情報は水平信号線７−Ｂ、出力回路８−Ｂを経由してセンサ外部に順次出力される。
【００３７】
さらに、本発明の第１の実施形態に係る固体撮像装置およびその駆動方法であって、通常時（高輝度ではない時）のタイミングｔ１−ｔ４の動作を詳細に説明する。
【００３８】
タイミングｔ１においては、転送Ｔｒ１０がオフでリセットＴｒ１２はオンであり、コンデンサ１１の電位（以下ではＶｆｄ）はＦＤリセット電位Ｖｆｄｒｓｔ（＝ＶＤＤ）に初期化される。
【００３９】
また、タイミングｔ２では転送Ｔｒ１０、リセットＴｒ１２がオフなので、ＦＤ電位のリセット状態は保持される。このとき、選択Ｔｒ１４はオンのため、Ｖｆｄｒｓｔ−Ｖｔｈがリセット電圧として画素出力信号線１７に出力される。さらに、反転増幅器１６は入力電位がＶｆｄｒｓｔ−Ｖｔｈに対応した電圧をクランプ容量２０の一方の端子に出力する。
【００４０】
一方、クランプ容量２０の他方の端子ならびにサンプリング容量２２−Ａおよび２２−Ｂの電位は、クランプＴｒ２１がオンのためＶＣＬに固定される。
【００４１】
また、タイミングｔ３では転送Ｔｒ１０がオンとなるため、ＰＤ９に蓄積された電荷がコンデンサ１１に転送され、Ｖｆｄはこの信号電荷量に応じた電圧Ｖｆｄｓｉｇだけ低下しＶｆｄｒｓｔ−Ｖｆｄｓｉｇとなる。
【００４２】
また、タイミングｔ４では転送Ｔｒ１０がオフで選択Ｔｒ１４がオンであり、Ｖｆｄｒｓｔ−Ｖｆｄｓｉｇ−Ｖｔｈがリード電圧として画素出力信号線１７に出力される。これにより反転増幅器１６の入力はＶｆｄｓｉｇだけ変化するので、反転増幅器１６のゲインをＡとするとその出力はＶｆｄｓｉｇ  ｘ  Ａだけ上昇する。
【００４３】
さらに、クランプＴｒ２１はオフなので、クランプ容量２０の他方の端子の電位、すなわちサンプリング容量２２−Ａの電位はＶｆｄｓｉｇ  ｘ  Ａ  ｘ  Ｃｃｌ／（Ｃｃｌ＋Ｃｓｈ）だけ上昇する。ここでＣｃｌはクランプ容量の容量値、Ｃｓｈはサンプリング容量２２−Ａの容量値を示す。この電位変化は画素出力信号線１７におけるリセット電圧とリード電圧の差分に対応した電圧、すなわち画素３４−Ａの輝度情報がサンプリング容量２２−Ａに書き込まれる。
【００４４】
次に本発明の第１の実施形態に係る固体撮像装置およびその駆動方法であって、高輝度時のタイミングｔ１−ｔ４の動作を説明する。
【００４５】
まず、タイミングｔ１でＶｆｄが初期化されるのは通常時と同様である。
また、タイミングｔ２ではリセットＴｒ１２、転送Ｔｒ１０はオフのため、Ｖｆｄは本来維持されるはずだが、高輝度時にはＰＤ９からオフ状態の転送Ｔｒ１０のポテンシャル障壁乗り越えて流れ込む電荷が発生するとともに、基板から直接流れ込む電荷、コンデンサの遮光構造の隙から入り込む光を光電変換した電荷の量が無視できなくなりＶｆｄは大きく低下する。
【００４６】
また、タイミングｔ３では転送Ｔｒ１０がオンになりＰＤ９に蓄積された電荷がコンデンサに転送されるが、転送前のＶｆｄがもともと下がっているためＰＤ９からの電荷転送によりＶｆｄはかなり低い値になる。そしてＶｆｄが一定値以下になるとリセットＴｒ１２を介して電荷がリークするのですべての信号電荷を受けられない。ＰＤ９からの電荷転送後のＶｆｄをＶｆｄｒｓｔ−Ｖｆｄｓｉｇ２とすると、その変化量Ｖｆｄｓｉｇ２は本来ＰＤ９で蓄積されていた電荷量に対応した変化Ｖｆｄｓｉｇよりも小さくなる。
【００４７】
また、タイミングｔ４では輝度情報としてＶｆｄｓｉｇ２に対応した電圧がサンプリング容量２２−Ａに書き込まれるが、これは実際の輝度情報よりは低い。したがって、この輝度情報をセンサ外部に出力し、画像を再生すると、本来白色となる画像が黒色なってしまう黒潰れ現象が発生してしまう。
【００４８】
また、タイミングｔ５−ｔ８の動作は信号読み出しの対象が画素３４−Ａから画素３４−Ｂにかわり、信号書き込みの対象がサンプリング容量２２−Ａからサンプリング容量２２−Ｂにかわるだけで、他の動作はタイミングｔ１−ｔ４と同様である。
【００４９】
引き続き、本発明の第１の実施形態に係る固体撮像装置およびその駆動方法であって、タイミングｔ９−ｔ１１の高輝度判定の動作を説明する。
【００５０】
まず、タイミングｔ９において、バイパススイッチＴｒ３１はオフなので、バイパスＴｒ２６は導通せず、判定容量初期化Ｔｒ３０がオンとなり、判定容量はＶＤＤに初期化する。判定容量の電圧は増幅器スイッチＴｒ３２によって遮断され、かつ、判定増幅器２８の入力はＧＮＤに固定されるため、判定増幅器２８はＶＤＤを出力する。判定増幅器２８の出力はクリップスイッチＴｒ２９−Ａおよび２９−Ｂによって遮断され、かつ、クリップＴｒ２９−Ａおよび２９−ＢのゲートはＧＮＤに固定されオフとなる。よって、このタイミングｔ９では、高輝度判定回路２５は、初期化動作を行うが、サンプリング容量２２−Ａおよび２２−Ｂの電位に影響を与えない。
【００５１】
また、タイミングｔ１０において、増幅器スイッチＴｒ３２がオン（判定容量２７の電位を判定増幅器２８に伝達）し、かつ、判定増幅器２８の入力をＧＮＤに固定しないので、判定容量２７の初期電圧ＶＤＤが判定増幅器２８に入力され、判定増幅器２８は低電位（ここではＧＮＤ）を出力する。一方、クリップスイッチＴｒ２９−Ａおよび２９−Ｂは遮断されているため、クリップＴｒ２９−Ａおよび２９−Ｂのゲートは初期電圧ＧＮＤのままである。
【００５２】
また、このタイミングｔ１０では、バイパススイッチＴｒ３１がオフであるため、高輝度判定の動作は行っていない。
【００５３】
また、タイミングｔ１１においては、バイパススイッチＴｒ３１がオンとなり、バイパスＴｒ２６に画素出力信号線１７の電位が印加される。通常時は画素出力信号線１７の電位は比較的高くバイパスＴｒ２６は導通せず、判定容量２７の電圧は初期電圧ＶＤＤのままであり、判定増幅器２８の出力も低電位（ここではＧＮＤ）から変化せず、クリップＴｒ２９−Ａおよび２９−Ｂのゲートに低電位（ここではＧＮＤ）が印加されるため、クリップＴｒ２９−Ａおよび２９−Ｂは導通せず、サンプリング容量２２−Ａおよび２２−Ｂの電位に影響を与えない。
【００５４】
一方、高輝度時は、画素出力信号線１７の電位が低くなり、バイパスＴｒ２６が導通して判定容量２７の電圧が初期電圧ＶＤＤから低下する。それに伴って判定増幅器２８の出力が上昇し、クリップＴｒ２９−Ａおよび２９−Ｂが導通する。
【００５５】
これにより、本発明の第１の実施形態に係る固体撮像装置およびその駆動方法では、サンプリング容量２２−Ａおよび２２−Ｂ両方にクリップ電圧ＶＣＬＩＰに対応した高い電位が書き込まれ、この書き込み電位が飽和出力時（ＰＤが光の入射によって最大量の電荷を発生した場合）に書き込まれる電位以上になるようにＶＣＬＩＰを設定すれば、高輝度を示す輝度情報として飽和出力以上の信号を出力することが出来る。
【００５６】
このように、タイミングｔ１１では、バイパススイッチＴｒ３１がオンし、通常時はバイパスＴｒ２６が非導通なので、クリップＴｒも非導通となりタイミングｔ１−ｔ８に書き込まれたサンプリング容量２２−Ａおよび２２−Ｂの電位（輝度情報）には影響を与えなくてすむ。一方、高輝度時は、バイパスＴｒ２６が導通し、クリップＴｒを導通させ、両方のサンプリング容量２２−Ａおよび２２−Ｂに飽和出力時の電位以上の電位を書き込むことにより高輝度を示す輝度情報を出力させることが出来る。
【００５７】
なお、本発明の第１の実施形態に係る固体撮像装置およびその駆動方法では、２画素のうちの一方のリード電圧を用いて高輝度判定を行うので、高輝度領域が１画素拡張される場合もあるが、一般に高輝度領域近傍も高輝度に近い高い輝度を示すため画像への影響は小さい。
【００５８】
以上のように、本発明に係る固体撮像装置およびその駆動方法では、高輝度入射時の黒潰れ現象を回避することが出来、さらに、その高輝度判定動作は２行分の輝度情報を読み出す毎に１度で行うことが出来る。
【００５９】
すなわち、本発明に係る固体撮像装置およびその駆動方法では、１フレームの中で高輝度判定に必要な期間が半減させることが出来、固体撮像装置の高速化を実現することが出来る。
【００６０】
言い換えると、本発明に係る固体撮像装置およびその駆動方法では、各列信号処理回路に輝度情報を保持しそれぞれ異なる水平信号線に出力する複数のサンプリング容量とすべてのサンプリング容量に対し高輝度判定結果を書き込む高輝度判定回路を含む、ということである。
【００６１】
（第２の実施形態）
以下、本発明の第２の実施形態に係る固体撮像装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本実施形態は、本発明の第１の実施形態に係る固体撮像装置との違いのみを説明し、説明の無い部分は第１の実施形態に係る固体撮像装置と同じである。
【００６２】
図４は本発明の第２の実施形態に係る固体撮像装置の、１列分を詳細に説明した回路図である。
【００６３】
図４には、画素回路３４、画素電流源回路３５、列信号処理回路３６（高輝度判定回路２５を含む）、水平信号線７−Ａおよび７−Ｂが示されている。すなわち、第１の実施形態との違いは画素回路の構成であり、ここでは２つ画素で１つの基本セルを構成している。これは１画素当たりのトランジスタ数を削減することが可能になり、決められた画素サイズに対しフォトダイオードの割合を大きくでき、飽和電子数の向上、感度の向上に適している。
【００６４】
また、図４に示されるように、画素回路３４は、入射した光を光電変換し電荷を出力する第１のフォトダイオード（ＰＤ）９−Ａと、ＰＤ９−Ａにより出力される電荷をコンデンサ１１に供給する第１の転送Ｔｒ１０−Ａと、入射した光を光電変換し電荷を出力する第２のフォトダイオード（ＰＤ）９−Ｂと、ＰＤ９−Ｂにより出力される電荷をコンデンサ１１に供給する第２の転送Ｔｒ１０−Ｂと、ＰＤ９−Ａおよび９−Ｂにより発生した電荷を蓄積し、蓄積した電荷を電圧信号として出力するコンデンサ（フローティングディフュージョン、ＦＤ）１１と、コンデンサ１１の示す電圧が初期電圧（ここではＶＤＤ）になるようにリセットするリセットＴｒ１２と、コンデンサ１１の示す電圧に追従して変化する電圧を出力する増幅Ｔｒ１３と、行選択エンコーダからラインセレクト信号を受けたときに増幅Ｔｒ１３の出力を画素出力信号線１７に選択Ｔｒ１４を備えている。
【００６５】
すなわち、画素回路３４は、画素Ａを構成するＰＤ９−Ａ、転送Ｔｒ１０−Ａ、画素Ｂを構成するＰＤ９−Ｂ、転送Ｔｒ１０−Ｂに対し、初期化時の電圧を増幅したリセット電圧と読み出し時の電圧を増幅したリード電圧とを画素出力信号線１７に出力する部分は両者で共有する構成になっている。
【００６６】
さらに、画素回路３４は、リセットパルス（初期化信号：ＲＳＣＥＬ）、リードパルス（読み出しパルス：ＴＲＡＮＳ）、および、ラインセレクトパルス（行選択信号：ＲＤＣＥＬ）が決められたタイミングで供給され、これら各制御パルスにそれぞれ対応するトランジスタが開閉（オンオフ）されるが、リセットパルスとラインセレクトパルスは２つの画素ＡおよびＢに対し共通信号である。
【００６７】
図５は、図４に示された固体撮像装置に供給される各制御パルスのタイミングを示す図である。
【００６８】
本実施形態の動作は第１の実施形態と同様であるが、再度説明する。
まず、タイミングｔ１−ｔ４で画素Ａからリセット電圧とリード電圧を読み出すとともにその差分である輝度情報を検出してサンプリング容量２２−Ａに書き込む。
【００６９】
次に、タイミングｔ５−ｔ８で画素Ｂからリセット電圧とリード電圧を読み出すとともにその差分である輝度情報を検出してサンプリング容量２２−Ｂに書き込む。
【００７０】
最後に、タイミングｔ９−ｔ１１で画素出力信号線１７上の画素Ｂのリード電圧をモニターし高輝度か否か判定し、高輝度の場合はその旨を示す輝度情報をサンプリング容量２２−Ａおよび２２−Ｂに書き込む。
【００７１】
以上、説明したように、本発明の第２の実施形態に係る固体撮像装置およびその駆動方法は、２画素で光電変換した電荷を電圧に変換して出力する部分が共通であり、２画素のうちの一方のリード電圧を用いて高輝度判定を行っても、１画素ずつ高輝度判定を行ったときと同じ輝度情報を得ることが出来る。
【００７２】
なお、本実施形態では２画素で１つの単位セル（多画素１セル）を構成する場合を示したが、３画素以上の多画素１セルで構成することも出来る。
【００７３】
（第３の実施形態）
以下、本発明の第３の実施形態に係る固体撮像装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本実施形態は、本発明の第１の実施形態に係る固体撮像装置との違いのみを説明し、説明の無い部分は第１の実施形態に係る固体撮像装置と同じである。
【００７４】
図６は本発明に係る固体撮像装置の第３の実施形態における、１列分に着目した詳細な回路図である。
【００７５】
図６には、画素回路３４−Ａおよび３４−Ｂ、画素電流源回路３５、列信号処理回路３６１（高輝度判定回路２５１を含む）、水平信号線７−Ａおよび７−Ｂが示されている。
【００７６】
すなわち、本実施形態と第１の実施形態との違いは、高輝度判定回路２５１において判定増幅器２８とクリップＴｒ２９−Ａおよび２９−Ｂのゲートの間に判定結果保持容量３７と判定結果保持容量スイッチＴｒ４０が挿入されていることである。この回路追加により、本発明の第３の実施形態に係る固体撮像装置およびその駆動方法では、高輝度判定のタイミングと判定結果に応じたサンプリング容量２２−Ａおよび２２−Ｂへの輝度情報書き込みタイミングをずらすことが出来る。
【００７７】
さらに、本実施形態と第１の実施形態との違いは、サンプリング容量入力Ｔｒ２３−Ｂのオンオフを制御する論理回路(インバータ３８およびＡＮＤゲート３９)を挿入したことである。これにより、本発明の第３の実施形態に係る固体撮像装置およびその駆動方法では、論理回路は、高輝度判定回路２５１のクリップＴｒ２９−Ａおよび２９−Ｂのゲートレベルを反転するインバータ３８、および、サンプリングパルス（ＳＷＢ）とインバータ３８の出力信号とを入力とするＡＮＤゲート３９から構成され、サンプリング容量２２−Ｂへのサンプリング容量入力Ｔｒ２３−Ｂからの書き込みとクリップＴｒ２９−Ｂからの書き込みが競合することを防ぐことが出来る。
【００７８】
さらに図６に示されるように、本実施形態は、画素回路３４−Ａおよび３４−Ｂには、リセットパルス（初期化信号：ＲＳＣＥＬ）、リードパルス（読み出しパルス：ＴＲＡＮＳ）、および、ラインセレクトパルス（行選択信号：ＲＤＣＥＬ）が、列信号処理回路３６１には、サンプリングパルス（ＳＷ）、クランプパルス（ＮＣＣＬ）が、高輝度判定回路２５１には、判定回路制御パルス１（ＲＳ１）とその論理反転信号（ＲＳ１Ｂ）、判定回路制御パルス２（ＲＳ２）とその論理反転信号（ＲＳ２Ｂ）、および、判定回路制御パルス３（ＲＳ３）とその論理反転信号（ＲＳ３Ｂ）が決められたタイミングで供給され、これら各制御パルスにそれぞれ対応するトランジスタが開閉（オンオフ）される。
【００７９】
図７は、図６に示された固体撮像装置に供給される各制御パルスのタイミングを示す図である。
【００８０】
図７に示されるように、タイミングｔ１−ｔ４で画素３４−Ａからリセット電圧とリード電圧を読み出すとともにその差分である輝度情報を検出してサンプリング容量２２−Ａに書き込む。
【００８１】
次に、タイミングｔ５−ｔ８で、画素３４−Ａのリード信号をモニターして高輝度判定を行い、結果を判定結果保持容量３７に保持する。
【００８２】
次に、タイミングｔ９−ｔ１２で、画素３４−Ｂからリセット電圧とリード電圧を読み出すとともにその差分である輝度情報を検出してサンプリング容量２２−Ｂに書き込む。
【００８３】
最後に、タイミングｔ１３で判定結果保持容量３７の値が高輝度を示す場合には、サンプリング容量入力スイッチ２３−Ｂをオフにするとともに、クリップＴｒ２９−Ａおよび２９−Ｂを介して高輝度を示す輝度情報をサンプリング容量２２−Ａおよび２２−Ｂに書き込む。
【００８４】
以上説明したように、本発明の第３の実施形態に係る固体撮像装置およびその駆動方法は、高輝度判定と画素３４−Ａからの輝度情報読み出しとをオーバーラップさせ、判定結果に応じたサンプリング容量２２−Ａおよび２２−Ｂへの書き込みと画素３４−Ｂからの輝度情報読み出しとをオーバーラップさせて実行することが出来、固体撮像装置、撮像装置の高速化を実現することが出来る。
【００８５】
本発明の第３の実施形態に係る固体撮像装置およびその駆動方法では、画素からのリード電圧をモニターして高輝度判定を行う一方、リセット電圧に関してもリセットＴｒをオフにした後は高輝度入射時に電圧がシフトする。したがって、本実施形態では、リセット電圧が所定の範囲の否かを判定することによっても高輝度の判定を行うことが出来る。
【００８６】
（第４の実施形態）
以下、本発明の第４の実施形態に係る固体撮像装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本実施形態は、本発明の第１の実施形態に係る固体撮像装置との違いのみを説明し、説明の無い部分は第１の実施形態に係る固体撮像装置と同じである。
【００８７】
図８は、本発明の第４の実施形態における固体撮像装置の全体構成を示す図である。
図８に示されるように、この固体撮像装置は、フルスキャンモードとモニターモードという２つの動作モードを有し、モニターモード時は高輝度入射時の黒潰れ現象を回避する動作を高速に実行可能なＭＯＳ型イメージセンサであり、撮像部２、画素電流源３、行選択エンコーダ４、列信号処理部５、列選択エンコーダ６、水平信号線７、出力回路８から構成される。すなわち、本実施形態と第１の実施形態との違いは、水平信号線７と出力回路８が１個ずつであることである。
【００８８】
図９は本発明の第４の実施形態に係る固体撮像装置の、１列分に着目した詳細な回路図である。
【００８９】
図９には、画素回路３４−Ａおよび３４−Ｂ、画素電流源回路３５、列信号処理回路３６（高輝度判定回路２５を含む）、水平信号線７が示されている。第１の実施形態の違いはサンプリング容量２２−Ａおよび２２−Ｂの出力が共通の水平信号線７に接続されていることである。
【００９０】
次に、図９、図１０を用いて本発明の第４の実施形態に係る固体撮像装置の駆動方法について説明する。
【００９１】
本実施形態ではすべての画素の輝度情報を独立に読み出すフルスキャンモードと、２つの画素（図９に示される画素３４−Ａと画素３４−Ｂ）の情報を混合して読み出すモニターモードとの２つがある。
【００９２】
まず、フルスキャンモードを説明すると、フルスキャンモードでは２つのサンプリングパルスＳＷＡおよびＳＷＢを同一タイミングとなるように制御することにより、サンプリング容量２２−Ａおよび２２−Ｂを１つの容量として取り扱う。図１０は、本実施形態のフルスキャンモードにおける各制御パルスのタイミングを示す図である。
【００９３】
タイミングｔ１−ｔ４で画素３４−Ａからリセット電圧とリード電圧を読み出すとともにその差分である輝度情報を検出してサンプリング容量２２−Ａおよび２２−Ｂに書き込む。
【００９４】
次に、タイミングｔ５−ｔ７で画素出力信号線１７上の画素３４−Ａのリード電圧をモニターし高輝度か否か判定し、高輝度の場合はその旨を示す輝度情報をサンプリング容量２２−Ａおよび２２−Ｂに書き込む。この撮像部２からサンプリング容量２２−Ａおよび２２−Ｂまでの読み出しが完了したら、その後でサンプリング容量２２−Ａおよび２２−Ｂの情報は水平信号線７、出力回路８を経由してセンサ外部に順次出力される。
【００９５】
引き続き、モニターモードを説明すると、撮像部２からサンプリング容量２２−Ａおよび２２−Ｂまでの読み出しにおける各制御パルスのタイミングは図３と同じであり、タイミングｔ１−ｔ４で画素３４−Ａからリセット電圧とリード電圧を読み出すとともにその差分である輝度情報を検出してサンプリング容量２２−Ａに書き込む。
【００９６】
次に、タイミングｔ５−ｔ８で画素３４−Ｂからリセット電圧とリード電圧を読み出すとともにその差分である輝度情報を検出してサンプリング容量２２−Ｂに書き込む。
【００９７】
最後に、タイミングｔ９−ｔ１１で画素出力信号線１７上の画素３４−Ｂのリード電圧をモニターし高輝度か否か判定し、高輝度の場合はその旨を示す輝度情報をサンプリング容量２２−Ａおよび２０−Ｂに書き込む。
【００９８】
この撮像部２からサンプリング容量２２−Ａおよび２２−Ｂまでの２行分の読み出しが完了したら、その後でサンプリング容量２２−Ａおよび２２−Ｂの情報は水平信号線７、出力回路８を経由してセンサ外部に順次出力される。このとき、水平信号線上でサンプリング容量２２−Ａおよび２２−Ｂの電荷は混合され、画素３４−Ａおよび３４−Ｂの輝度情報が混合されることになる。
【００９９】
以上説明したように、本発明の第４の実施形態における固体撮像装置およびその駆動方法は、モニターモードでは画素混合を行う２行読み出しの間に高輝度判定を１度で実行することができ、本実施形態は黒潰れ問題がない高速な動画を得ることが出来る。
【０１００】
ここで、第１〜第３の実施形態に共通する事項として、本発明に係る固体撮像装置の撮像部と信号処理部との関係を説明する。
【０１０１】
図１１は本発明の実施形態（第１〜第３の実施形態）に係る固体撮像装置の撮像部２と列信号処理部５を示す図である。
【０１０２】
図１１に示されるように、撮像部２には赤（Ｒ）、緑（Ｇｒ、Ｇｂ）、青（Ｂ）のカラーフィルタがベイヤーパターンで各画素のＰＤ上配置されている。本固体撮像装置の読み出し動作は、図１２に示されるように、３ステップ（Ｓ１〜Ｓ３）からなる。
【０１０３】
ステップＳ１で、固体撮像装置は、１行目の輝度情報を読み出し、サンプリング容量２２−Ａに書き込む。同時に、２、４列目ではＧｒ画素のリード信号に対し高輝度判定を行い、その結果を保持する（図１１（ａ）参照）。
【０１０４】
ステップＳ２で、固体撮像装置は、２行目の輝度情報を読み出し、サンプリング容量２２−Ｂに書き込む。同時に、１、３列目ではＧｂ画素のリード信号に対し高輝度判定を行い、その結果を保持する（図１１（ｂ）参照）。
【０１０５】
ステップＳ３で、固体撮像装置は、すべての列において保持されている判定結果が高輝度を示している場合は、その旨を示す輝度情報をサンプリング容量２２−Ａおよび２２−Ｂに書き込む。
【０１０６】
なお、本動作では奇数列と偶数列で高輝度判定を行うタイミングが異なるが、これは判定回路制御信号を奇数列と偶数列で別個にすることにより容易に実現できる。
【０１０７】
以上、説明したように、本発明の実施形態（第１〜第４の実施形態）に係る固体撮像装置は、すべての高輝度判定を緑の画素に対して行う、一般的な高輝度被写体では緑の成分を必ず有しているので、本実施形態では、より正確な高輝度判定を行うことが出来る。
【０１０８】
なお、本発明に係る固体撮像装置は、上記実施の形態に限定されるものではない。第１〜第４の実施形態における任意の構成要素を組み合わせて実現される別の実施形態や、第１〜第４の実施形態に対して本発明の主旨を逸脱しない範囲で当業者が思いつく各種変形を施して得られる変形例や、本発明に係る固体撮像装置を内蔵した各種機器も本発明に含まれる。
【０１０９】
たとえば、図１３に示されるように、本発明に係る固体撮像装置１０１が内蔵されたカメラも本発明に含まれる。このカメラは、図１３に示されるように、レンズ１００と、固体撮像装置１０１と、駆動回路１０２と、信号処理部１０３と、外部インターフェイス部１０４とを備える。レンズ１００を通過した光は、固体撮像装置１０１に入射する。信号処理部１０３は、駆動回路１０２を介して固体撮像装置１０１を駆動し、固体撮像装置１０１からの出力信号を取り込む。その出力信号は、信号処理部１０３で各種信号処理が施され、外部インターフェイス部１０４を介して外部に出力される。ここで、駆動回路１０２は、固体撮像装置１０１が備える複数の光電変換部からの信号が複数の光電変換部それぞれに対応する複数の信号保持部に保持されるように、固体撮像装置１０１を駆動するとともに、光電変換部への入射光が高輝度である場合に、入射光が高輝度であることを示す輝度情報が複数の信号保持部すべてに書き込まれるように、固体撮像装置１０１を駆動する点に特徴を有する。このようなカメラは、強い光が入射したときであっても画像が「黒潰れ」することなく、正常に動作することができる利点を有し、例えば、図１４に示されるデジタルスチルカメラやビデオカメラとして実現される。
【産業上の利用可能性】
【０１１０】
本発明に係る固体撮像装置は、高速動作の中で強い光を入射したときの画像の「黒潰れ」を解消することが可能であり、家庭用ビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、監視カメラなどの種々の撮像機器のイメージセンサとして有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１１１】
【図１】本発明の実施形態における固体撮像装置の全体構成を示す図である。
【図２】本発明の実施形態における固体撮像装置の回路図である。
【図３】本発明の実施形態における固体撮像装置の各制御パルスのタイミングを示す図である。
【図４】本発明の第２の実施形態における固体撮像装置の回路図である。
【図５】本発明の第２の実施形態における固体撮像装置の各制御パルスのタイミングを示す図である。
【図６】本発明の第３の実施形態における固体撮像装置の回路図である。
【図７】本発明の第３の実施形態における固体撮像装置の各制御パルスのタイミングを示す図である。
【図８】本発明の第４の実施形態における固体撮像装置の全体構成を示す図である。
【図９】本発明の第４の実施形態における固体撮像装置の回路図である。
【図１０】本発明の第４の実施形態における固体撮像装置のフルスキャンモードの各制御パルスのタイミングを示す図である。
【図１１】本発明の実施形態における固体撮像装置の撮像部と列信号処理部を示す図である。
【図１２】図１１に示される撮像部と列信号処理部の動作を示すフローチャートである。
【図１３】本発明に係る固体撮像装置を備えるカメラの構成を示すブロック図である。
【図１４】本発明に係る固体撮像装置を備えるカメラの外観図である。
【符号の説明】
【０１１２】
２  撮像部
３  画素電流源
４  行選択エンコーダ
５  列信号処理部
６  列選択エンコーダ
７、７−Ａ、７−Ｂ  水平信号線
８、８−Ａ、８−Ｂ  出力回路
９、９−Ａ、９−Ｂ  フォトダイオード
１０、１０−Ａ、１０−Ｂ  転送トランジスタ
１１  コンデンサ
１２  リセットトランジスタ
１３  増幅トランジスタ
１４  選択トランジスタ
１５  電流源トランジスタ
１６  反転増幅器
１７  画素出力信号線
２０  クランプ容量
２１  クランプトランジスタ
２２−Ａ、２２−Ｂ  サンプリング容量
２３−Ａ、２３−Ｂ  サンプリング容量入力トランジスタ
２４−Ａ、２４−Ｂ  サンプリング容量出力トランジスタ
２５、２５１  高輝度判定回路
２６  バイパストランジスタ
２７  判定容量
２８  判定増幅器
２９−Ａ、２９−Ｂ  クリップトランジスタ
３０  判定容量初期化トランジスタ
３１  バイパススイッチトランジスタ
３２  増幅器スイッチトランジスタ
３３  クリップスイッチトランジスタ
３４、３４−Ａ、３４−Ｂ  画素回路
３５  画素電流源回路
３６、３６１  列信号処理回路
３７  判定結果保持容量
３８  インバータ
３９  ＡＮＤゲート
４０  判定結果保持容量スイッチトランジスタ
１００  レンズ
１０１  固体撮像装置
１０２  駆動回路
１０３  信号処理部
１０４  外部インターフェイス部
【図１】
2009038756.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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