JPH04364679A

JPH04364679A - 固体撮像装置

Info

Publication number: JPH04364679A
Application number: JP3140065A
Authority: JP
Inventors: Hajime Akimoto; 肇秋元; Haruhisa Ando; 安藤　治久; Itaru Mimura; 到三村
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1991-06-12
Filing date: 1991-06-12
Publication date: 1992-12-17

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光電変換出力信号特性
が線形領域および非線形領域からなる複数の光電変換部
を有する固体撮像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の技術では、固体撮像装置における
光電変換出力信号は、線形領域でしか入力情報として用
いられていなかった。例えば、イー・ジー・スティーブ
ンス他による「ア　１メガピクセル　ＩＬ−ＣＣＤ　イ
メージセンサ　ウィズ　ア　プログレスィブスキャン、
　アンティブルーミング　コントロウル　アンド　ラグ
−フリー　オペレイション」エス・ピー・アイ・イー、
１２４２巻、２０６〜２１５頁、１９９０年（Ｅ．Ｇ．
Ｓｔｅｖｅｎｓ，　ｅｔ　ａｌ．，“Ａ　１−ｍａｇａ
ｐｉｘｅｌ　ＩＬ−ＣＣＤ　ｉｍａｇｅ　ｓｅｎｓｏｒ
　ｗｉｔｈ　ａ　ｐｒｏｇｒｅｓｓｉｖｅ　ｓｃａｎ，
　ａｎｔｉｂｌｏｏｍｉｎｇ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ａｎｄ
　ｌａｇ−ｆｒｅｅ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ，”　ＳＰＩ
Ｅ　ｖｏｌ．１２４２，　ｐｐ．２０６−２１５，１９
９０．）には、Ｖｅｒｔｉｃａｌ　Ｏｖｅｒｆｌｏｗ　
Ｄｒａｉｎ（ＶＯＤ）（バーティカル、オーバーフロー
、ドレイン）ブルーミング抑圧方式を用いた固体撮像素
子が、その光電変換出力特性に線形領域および非線形領
域を有すること、さらにこの線形領域のみが入力情報で
あり、素子のダイナミックレンジの拡大のためには線形
領域を延ばすことが必要であることが述べてある。この
ような従来技術による固体撮像素子のダイナミックレン
ジは６０〜７０ｄＢ程度である。

【０００３】従来技術の他の例として、ＶＯＤブルーミ
ング抑圧方式を用いた固体撮像素子の被写体の一部に極
めて高輝度の部分が存在する際に生じる、垂直ＣＣＤに
おける過剰な信号電荷の溢れに起因するブルーミング現
象を抑圧するために、垂直ＣＣＤの蓄積容量をホトダイ
オードの蓄積容量の２倍以上に設計することが挙げられ
る。これは、池田他、「１／３インチ３６万画素ＩＴ−
ＣＣＤセンサ」テレビジョン学会技術報告、１５巻、ナ
ンバー１６、３１〜３６頁に記載されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来技術を用いて固体
撮像装置のダイナミックレンジの拡大を図った場合、光
電変換部の設計最適化により光電変換出力特性の線形領
域を拡張することになるが、この場合のダイナミックレ
ンジの拡大量は数パーセントから数十パーセント程度に
過ぎない。

【０００５】本発明の目的は、８０〜１００ｄＢ以上の
大ダイナミックレンジを有する固体撮像装置を提供する
ことにある。このような大ダイナミックレンジを有する
固体撮像装置は、スチルカメラ、航空宇宙用カメラ等に
おいて強く求められているものである。

【０００６】本発明の他の目的は、前述した垂直ＣＣＤ
における過剰な信号電荷の溢れに起因するブルーミング
現象を確実に防止することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を実現するため
に、本発明の固体撮像装置では、光電変換出力信号特性
が線形領域および非線形領域からなる複数の光電変換部
を有する固体撮像装置において、上記非線形領域の光電
変換出力信号をも、上記線形領域の光電変換出力信号と
ともに入力情報として用いるようにした。

【０００８】上記非線形領域の光電変換出力信号をＡ／
Ｄ（アナログ／ディジタル）変換器等のディジタル信号
処理技術を用いて線形出力信号に変換する。上記非線形
領域の光電変換出力信号を線形出力信号に変換する際の
変換係数を保持するための係数記憶手段を有する。上記
非線形領域の光電変換出力信号の線形出力信号への変換
は、例えば、指数関数で行う。この指数関数は、上記非
線形領域の光電変換出力信号レベルに応じた複数の指数
関数式からなる。上記複数の光電変換部は複数のグルー
プ別に異なった光電変換特性を有し、上記非線形領域の
光電変換出力信号は、上記複数のグループ別に異なった
関数で、それぞれ線形出力信号に変換する。上記非線形
領域の光電変換出力信号の線形出力信号への変換は、変
換係数表（ルックアップテーブル）に従って行う。さら
に、上記非線形領域の光電変換出力信号を当該固体撮像
装置内の制御信号発生のための入力情報として用いる。

【０００９】一方、上記非線形領域の光電変換出力信号
を線形出力信号に変換する代わりに、上記線形領域の光
電変換出力信号をＡ／Ｄ変換器等のディジタル信号処理
技術を用いて非線形出力信号に変換してもよい。この場
合も、上記線形領域の光電変換出力信号を非線形出力信
号に変換する際の変換係数を保持するための係数記憶手
段を有する。この係数記憶手段としては、マスクＲＯＭ
、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、光ディスク、光磁気ディ
スクの不揮発性読み出し専用メモリ等を用いる。なお、
上記線形領域の光電変換出力信号の非線形出力信号への
変換は、例えば、対数関数で行う。

【００１０】また、本発明の固体撮像装置は、ベースが
共通に接地され、電気的にフロ−ティングの状態にある
各々のエミッタに光電変換信号電荷を蓄えることができ
る、半導体基板上に形成されたバイポーラトランジスタ
からなる複数の光電変換部と、上記エミッタに蓄えられ
た光電変換信号電荷の読み出し手段、高照度の光信号入
力時に電気的にフロ−ティングの状態にある上記エミッ
タから溢れ出た過剰信号電荷を上記複数のバイポーラト
ランジスタのそれぞれのコレクタ、もしくは共通のコレ
クタを介して掃き出すために、上記コレクタに適当な電
圧を印加するための手段を有する固体撮像装置において
、上記コレクタを介した過剰信号電荷の掃き出しが行わ
れている複数の光電変換部から読み出された光電変換出
力信号をも、過剰信号電荷の掃き出しが行われていない
光電変換部から読み出された光電変換出力信号とともに
、入力情報として用いる。

【００１１】上記コレクタを介した過剰信号電荷の掃き
出しが行われている光電変換部から読み出された光電変
換出力信号を、この掃き出しが行われていないと仮定し
た場合に光電変換部から読み出されるべき光電変換出力
信号のレベルに、ディジタル信号処理技術を用いて変換
する。この際、マスクＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯ
Ｍ、光ディスク、光磁気ディスクの不揮発性読み出し専
用メモリ等の、変換係数を保持するための係数記憶手段
を有する。この変換は、例えば、指数関数で行う。この
指数関数は、上記コレクタを介した過剰信号電荷の掃き
出しが行われている光電変換部から読み出された光電変
換出力信号のレベルに応じた、複数の指数関数式からな
る。上記複数の光電変換部は複数のグループ別に異なっ
た光電変換特性を有し、上記コレクタを介した過剰信号
電荷の掃き出しが行われている光電変換部から読み出さ
れた光電変換出力信号の、この掃き出しが行われていな
いと仮定した場合に光電変換部から読み出されるべき光
電変換出力信号のレベルへの変換は、上記複数のグルー
プ別に異なった関数を用いてそれぞれ変換する。上記コ
レクタを介した過剰信号電荷の掃き出しが行われている
光電変換部から読み出された光電変換出力信号の、この
掃き出しが行われていないと仮定した場合に光電変換部
から読み出されるべき光電変換出力信号のレベルへの変
換は、変換係数表に従って行う。上記コレクタを介した
過剰信号電荷の掃き出しが行われている複数もしくは単
数の光電変換部から読み出された光電変換出力信号を、
装置内の制御信号発生のための入力情報として用いる。

【００１２】

【作用】本発明では、光電変換出力信号特性が線形領域
を越え非直線性を有する非線形領域に入っても、これを
入力情報として用いることが可能なため、固体撮像装置
のダイナミックレンジを格段に向上することができる。

【００１３】また、本発明では、光電変換出力信号特性
が線形領域を越え非線形領域に入った際の特性を入力情
報として用い、絞りもしくは電子シャッタ動作等を制御
することにより、垂直ＣＣＤにおける過剰な信号電荷の
溢れに起因するブルーミング現象を確実に防止すること
ができる。

【００１４】

【実施例】

（第１の実施例）以下本発明の第１の実施例を、図１お
よび図２を用いて説明する。図１は、本実施例による固
体撮像装置の構成図である。半導体基板上には、バイポ
ーラトランジスタ１、読み出しゲートスイッチ３、垂直
ＣＣＤレジスタ４から成る単位画素５が、ｍ×ｎのマト
リクス状に配置されている。各画素のバイポーラトラン
ジスタ１のベースは共通に接地されており、さらにコレ
クタ２には所定の電圧が与えられている。このときのコ
レクタ２は、ｎ型の半導体基板そのものを用いた共通コ
レクタとする。全ての上記垂直ＣＣＤレジスタ４の一端
は水平ＣＣＤレジスタ６に接続されており、さらにこの
水平ＣＣＤレジスタ６の一端は出力アンプ７に入力して
いる。ここまでの構成は、従来のインターラインＣＣＤ
型固体撮像素子の基本構成と同様である。出力アンプ７
の出力は、相関２重サンプリング（ＣＤＳ）回路８、Ａ
／Ｄ変換器９、を経て算術演算ユニット（ＡＬＵ）１０
に入力する。ＡＬＵ１０は、読み出し専用メモリ（ＲＯ
Ｍ：リード　オンリ　メモリ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍ
ｅｍｏｒｙ））１１から送られるデータを用いて中央演
算ユニット（ＣＰＵ）１２の指示に従って所定のデータ
処理を行い、演算結果を出力端子１３へと出力する。ま
た、ＣＰＵ１２はバス１４を用いて外部と信号のやり取
りを行っており、さらに撮像部の駆動回路１５の動作条
件の指示をも行う。

【００１５】以下、本実施例の動作を説明する。各画素
５に入射した信号光は、ｎｐｎバイポーラトランジスタ
１のエミッタ−ベース間において光電変換され、電気的
にフローティングの状態にあるエミッタには光電子から
成る信号電荷が蓄積される。蓄積された信号電荷は、所
定のタイミングで読み出しゲートスイッチ３を介して垂
直ＣＣＤレジスタ４へ読み出され、さらに水平ＣＣＤレ
ジスタ６を経て順次出力アンプ７へと入力される。出力
アンプ７からは、バイポーラトランジスタ１のエミッタ
に蓄積された、信号電荷の量に応じた信号が出力される
ことになる。ここで、上記のバイポーラトランジスタ１
に極めて強い信号光が入射した場合、電気的にフローテ
ィングの状態にあるエミッタに生じる信号電荷が隣接画
素や垂直ＣＣＤレジスタ４へ溢れ出すことによる、ブル
ーミングとよばれる画質劣化現象が生じる恐れがある。これに対してｎ型の半導体基板そのものを用いた共通コ
レクタ２に所定の電圧を印加し、上記エミッタに生じる
過剰な信号電荷をｎ型の半導体基板に掃き出すことによ
って、このブルーミングは抑圧できることが知られてお
り、これはＶＯＤ（バーティカル　オーバフロー　ドレ
イン（Ｖｅｒｔｉｃａｌ　Ｏｖｅｒｆｌｏｗ　Ｄｒａｉ
ｎ））ブルーミング抑圧方式とよばれる。ところが本実
施例のようにＶＯＤブルーミング抑圧方式を用いた場合
、バイポーラトランジスタ１のエミッタに蓄積される信
号電荷には、ニー特性が生じることが知られている。こ
れを図２を用いて説明する。

【００１６】図２は、図１に示したａ点における出力信
号特性の測定例を示し、（ａ）は線形で、（ｂ）は対数
で受光面照度を横軸に取り、縦軸に出力アンプ７の出力
信号を示したものである。図中の領域Ａは、ＶＯＤブル
ーミング抑圧が働き始める前の出力信号特性であり、良
い線形性を示す。一方領域Ｃは、ＶＯＤブルーミング抑
圧が働いている際の出力信号特性であり、ほぼ対数関数
で近似することができる。領域Ｂは、両領域の遷移領域
であり、ＶＯＤブルーミング抑圧が働き始めるところに
相当する。（ａ）に示したように出力信号特性が折れ曲
がることをニー特性とよぶが、これはバイポーラトラン
ジスタ１のエミッタに生じる過剰な信号電荷をｎ型の半
導体基板に掃き出す際のベース領域の電位が、この掃き
出し電流の値によって変調され、この結果エミッタに蓄
積される信号電荷量が変調されることによって生じる現
象である。

【００１７】以上のように、出力アンプ７の出力信号は
、ニー特性を持ち、図２に領域Ａとした線形領域および
、領域Ｂ、Ｃとした非直線性を有する非線形領域からな
る。ここで本発明においては、線形の領域Ａと同様に、
非直線性を有する非線形領域Ｂ、Ｃをも信号として取り
扱うことができる。上記の出力アンプ７の出力信号はＣ
ＤＳ回路８を介して低域雑音を低減された後、Ａ／Ｄ変
換器９でディジタル信号に変換され、ＡＬＵ１０に入力
され、ここで非線形領域Ｂ、Ｃに属する信号をも線形信
号に変換される。ＲＯＭ１１には、この変換操作に必要
な変換係数および関数が予め記憶されており、ＣＰＵ１
２はＡＬＵ１０に入力された信号のレベルに応じた変換
係数および関数をＲＯＭ１１からＡＬＵ１０に転送し、
変換操作を行わせる。このとき前述の領域Ｃ、場合によ
っては領域Ｂに属する信号の変換にも、指数関数を用い
ると便利である。なお、ＲＯＭ１１の入力データは、個
々の固体撮像装置のニー特性測定データを基にして作成
してもよいし、個々の固体撮像装置の特性のばらつきが
許容できるような用途に対しては、代表的な特性値や理
論特性を基にして作成してもよい。上記変換操作後の線
形信号は、出力端子１３へと出力されるが、ＣＰＵ１２
は、この出力信号の値を入力として、電子シャッタ動作
などの、撮像部の駆動回路１５の最適動作条件の指示を
も行う。

【００１８】上述のように、画素部にＶＯＤブルーミン
グ抑圧方式を用いているため、出力アンプ７の出力信号
は、ニー特性を持ち、線形領域および非線形領域からな
る。上記の出力アンプ７の出力信号はＡ／Ｄ変換器９で
ディジタル信号に変換され、ＡＬＵ１０に入力され、こ
こで非線形領域に属する信号をも線形信号に変換される
。ＲＯＭ１１には、この変換操作に必要な変換係数およ
び関数が予め記憶されており、ＣＰＵ１２はＡＬＵ１０
に入力された信号のレベルに応じた変換係数および関数
をＲＯＭ１１からＡＬＵ１０に転送し、変換操作を行わ
せる。

【００１９】なお、上記の実施例では、出力アンプ７の
出力信号はＡ／Ｄ変換器９でディジタル信号に変換され
た後、ＡＬＵ１０で非線形領域Ｂ、Ｃに属する信号が線
形信号に変換されるとしたが、逆に上記ＡＬＵ１０では
線形領域Ａに属する信号が非線形信号（指数関数信号）
に変換されるようにしてもよい。この時にはＡＬＵ１０
の出力ビット数を圧縮することができ、固体撮像装置外
部との通信、出力データの記録等において有利である。なお、この場合の領域Ａに属する信号の変換には、対数
関数を用いると便利である。

【００２０】（第２の実施例）以下本発明の第２の実施
例を、図３を用いて説明する。図３は、本発明による他
の固体撮像装置の構成図である。半導体基板上には、バ
イポーラトランジスタ１、読み出しゲートスイッチ３、
水平ＣＣＤレジスタ６から成る単位画素５′が、ｍ′個
ライン状に配置されている。各画素のバイポーラトラン
ジスタ１のベースは共通に接地されており、さらにコレ
クタ２には所定の電圧が与えられている。このときのコ
レクタ２は、ｎ型の半導体基板そのものを用いた共通コ
レクタとする。上記水平ＣＣＤレジスタ６の一端は出力
アンプ７に入力している。ここまでの構成は、従来の１
次元ＣＣＤ型固体撮像素子の基本構成と同様である。出
力アンプ７の出力は、変換関数回路１６を経て変換結果
を出力端子１７へと出力する。以下、本実施例の動作を
説明する。本実施例においても、画素が１次元に配列さ
れていることを除けば、出力アンプ７よりニー特性を有
する出力信号が得られるところまでは、先の第１の実施
例と同様である。しかしながら本実施例においては、出
力アンプ７の出力信号（ｙ＝ｆ（ｘ）とする）は、アナ
ログ的に変換関数回路１６において変換式ｙ＝ｃｘ／ｆ
（ｘ）で変換される。ここで係数ｃは適当な定数であり
、変換関数回路はダイオードクランプ回路、バイポーラ
回路等を用いて適当に構成することが可能である。この
ようなアナログ的な変換関数操作により、本実施例にお
いては出力端子１７においてｙ＝ｃｘなる線形特性を比
較的安価に得ることができる。なお、図３においては画
素を１列のみ記載したが、このような画素もしくは固体
撮像装置を複数列設け、それぞれに異なる色特性を有す
るカラーフィルタを構成することにより、カラー対応の
固体撮像装置とすることも可能である。

【００２１】（第３の実施例）以下本発明の第３の実施
例を、図４を用いて説明する。図４は、本発明による固
体撮像装置の第３の実施例２５の構成図であるが、撮像
部の駆動回路１５が撮像部１８のみでなく光学系２２の
動作条件の指示をも行うこと、撮像部１８の画素のニー
特性がカラーフィルタの色別に４種類有ること、ＲＯＭ
１９が４つの部分に分割されていること、ＡＬＵ１０の
出力がそのまま固体撮像装置の出力とはならずに、入出
力回路２０の入力となり、この入出力回路２０が入出力
手段２１を介して外部とつながっていること以外は、第
１の実施例と同様である。上記の入出力回路２０および
入出力手段２１は、外部通信用のデコーダ／エンコーダ
および外部バスや通信手段でもよいし、ＶＴＲ装置およ
びＶＴＲカセットテープでもよい。

【００２２】以下、本実施例の動作を説明する。本実施
例の動作は、ほぼ前述の第１の実施例と同様であるが、
撮像部の駆動回路１５が撮像部１８のみでなく、絞り等
の光学系２２の動作条件の指示をも行えること、さらに
ＡＬＵ１０における変換操作に必要なＲＯＭ１９内の変
換係数および関数の記憶領域が、撮像部１８の画素のニ
ー特性別に４つに分かれており、ＡＬＵ１０におけるこ
の４種類の変換操作が順次行われることに特徴づけられ
る。後者により本実施例においては、カラーフィルタの
色別に４種類の異なるニー特性を持つ、最適な受光領域
構造を設計することができる。本実施例ではカラーフィ
ルタの色を４種類として説明したが、ＲＯＭ１９内の変
換係数および関数の記憶領域の数を変えれば、３種類、
２種類等の他の数でもよいことは言うまでもない。

【００２３】（第４の実施例）以下本発明の第４の実施
例を、図５を用いて説明する。図５は、本発明による他
の固体撮像装置の構成図である。本実施例においては、
撮像部１８の出力信号がＣＤＳ回路８を経て信号出力手
段２３およびレベル検出ブロック２４に入力し、レベル
検出ブロック２４が、撮像部１８と絞り等の光学系２２
を制御する撮像部の駆動回路１５に信号を送っている。

【００２４】以下、本実施例の動作を説明する。撮像部
１８の出力信号は、ＣＤＳ回路８を経て信号出力手段２
３およびレベル検出ブロック２４に入力するが、レベル
検出ブロック２４においては、撮像部の駆動回路１５に
よる電子シャッタ等の撮像部１８駆動条件、絞り等の光
学系２２の動作条件の設定指示を与える。即ち、領域Ｂ
、Ｃにおける撮像部１８の出力信号レベルを監視するこ
とにより、撮像部１８の垂直ＣＣＤレジスタを転送され
る信号電荷量を検知し、撮像部の駆動回路１５を適切に
制御することにより、垂直ＣＣＤレジスタにおける過剰
な信号電荷の溢れに起因するブルーミングの発生を確実
に防止することができる。なお、信号出力手段２３とし
ては、外部通信用のデコーダ／エンコーダ、外部バスや
通信手段、ＶＴＲ装置等が考えられる。

【００２５】以上、本発明の実施例としてＶＯＤ構造を
有するＣＣＤ型固体撮像装置を用いて説明したが、非線
形の光電変換特性を有するＭＯＳ型固体撮像装置、各画
素に信号増幅手段を有するタイプの固体撮像装置、ある
いは撮像管を有する撮像装置にも適用可能であることは
言うまでもない。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明においては
、８０〜１００ｄＢ以上のダイナミックレンジを有する
固体撮像装置を実現することができる。また、垂直ＣＣ
Ｄにおける過剰な信号電荷の溢れに起因するブルーミン
グ現象を確実に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の固体撮像装置の第１の実施例の構成図
である。

【図２】図１に示したａ点における出力信号特性を示す
図である。

【図３】本発明の固体撮像装置の第２の実施例の構成図
である。

【図４】本発明の固体撮像装置の第３の実施例の構成図
である。

【図５】本発明の固体撮像装置の第４の実施例の構成図
である。

【符号の説明】

１…バイポーラトランジスタ、２…コレクタ、３…読み
出しゲートスイッチ、４…垂直ＣＣＤレジスタ、６…水
平ＣＣＤレジスタ、７…出力アンプ、８…相関２重サン
プリング（ＣＤＳ）回路、９…Ａ／Ｄ変換器、１０…算
術演算ユニット（ＡＬＵ）、１１…読み出し専用メモリ
（ＲＯＭ）、１２…中央演算ユニット（ＣＰＵ）、１３
…出力端子、１５…撮像部の駆動回路、１６…変換関数
回路、１９…ＲＯＭ、２０…入出力回路、２１…入出力
手段、２２…光学系、２３…信号出力手段、２４…レベ
ル検出ブロック。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光電変換出力信号特性が線形領域および非
線形領域からなる複数の光電変換部を有する固体撮像装
置において、上記非線形領域の光電変換出力信号をも、
上記線形領域の光電変換出力信号とともに入力情報とし
て用いることを特徴とする固体撮像装置。
【請求項２】上記非線形領域の光電変換出力信号を線形
出力信号に変換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】上記非線形領域の光電変換出力信号をディ
ジタル信号処理技術を用いて線形出力信号に変換するこ
とを特徴とする請求項２記載の固体撮像装置。
【請求項４】上記非線形領域の光電変換出力信号を線形
出力信号に変換する際の変換係数を保持するための係数
記憶手段を有す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５】上記非線形領域の光電変換出力信号の線形
出力信号への変換は、指数関数で行うことを特徴とする
請求項２記載の固体撮像装置。
【請求項６】上記指数関数は、上記非線形領域の光電変
換出力信号レベルに応じた複数の指数関数式からなるこ
とを特徴とする請求項５記載の固体撮像装置。
【請求項７】上記複数の光電変換部は複数のグループ別
に異なった光電変換特性を有し、上記非線形領域の光電
変換出力信号は、上記複数のグループ別に異なった関数
で、それぞれ線形出力信号に変換す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８】上記非線形領域の光電変換出力信号の線形
出力信号への変換は、変換係数表に従って行うことを特
徴とする請求項２記載の固体撮像装置。
【請求項９】上記非線形領域の光電変換出力信号を当該
固体撮像装置内の制御信号発生のための入力情報として
用いることを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置。
【請求項１０】上記線形領域の光電変換出力信号を非線
形出力信号に変換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１１】上記線形領域の光電変換出力信号をディ
ジタル信号処理技術を用いて非線形出力信号に変換する
ことを特徴とする請求項１０記載の固体撮像装置。
【請求項１２】上記線形領域の光電変換出力信号を非線
形出力信号に変換する際の変換係数を保持するための係
数記憶手段を有することを特徴とする請求項１１記載の
固体撮像装置。
【請求項１３】上記線形領域の光電変換出力信号の非線
形出力信号への変換は、対数関数で行うことを特徴とす
る請求項１１記載の固体撮像装置。
【請求項１４】上記係数記憶手段はマスクＲＯＭ、ＥＰ
ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、光ディスク、光磁気ディスクの
不揮発性読み出し専用メモリであることを特徴とする請
求項４または１２記載の固体撮像装置。
【請求項１５】ベースが共通に接地され、電気的にフロ
−ティングの状態にある各々のエミッタに光電変換信号
電荷を蓄えることができる、半導体基板上に形成された
バイポーラトランジスタからなる複数の光電変換部と、
上記エミッタに蓄えられた光電変換信号電荷の読み出し
手段、高照度の光信号入力時に電気的にフロ−ティング
の状態にある上記エミッタから溢れ出た過剰信号電荷を
上記複数のバイポーラトランジスタのそれぞれのコレク
タ、もしくは共通のコレクタを介して掃き出すために、
上記コレクタに適当な電圧を印加するための手段を有す
る固体撮像装置において、上記コレクタを介した過剰信
号電荷の掃き出しが行われている複数の光電変換部から
読み出された光電変換出力信号をも、過剰信号電荷の掃
き出しが行われていない光電変換部から読み出された光
電変換出力信号とともに、入力情報として用いることを
特徴とする固体撮像装置。
【請求項１６】上記コレクタを介した過剰信号電荷の掃
き出しが行われている光電変換部から読み出された光電
変換出力信号を、この掃き出しが行われていないと仮定
した場合に光電変換部から読み出されるべき光電変換出
力信号のレベルに変換することを特徴とする請求項１５
記載の固体撮像装置。
【請求項１７】上記コレクタを介した過剰信号電荷の掃
き出しが行われている光電変換部から読み出された光電
変換出力信号を、この掃き出しが行われていないと仮定
した場合に光電変換部から読み出されるべき光電変換出
力信号のレベルに、ディジタル信号処理技術を用いて変
換することを特徴とする請求項１５記載の固体撮像装置
。
【請求項１８】上記コレクタを介した過剰信号電荷の掃
き出しが行われている光電変換部から読み出された光電
変換出力信号を、この掃き出しが行われていないと仮定
した場合に光電変換部から読み出されるべき光電変換出
力信号のレベルに変換する際の、変換係数を保持するた
めの係数記憶手段を有することを特徴とする請求項１６
記載の固体撮像装置。
【請求項１９】上記係数記憶手段はマスクＲＯＭ、ＥＰ
ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、光ディスク、光磁気ディスクの
不揮発性読み出し専用メモリであることを特徴とする請
求項１８記載の固体撮像装置。
【請求項２０】上記コレクタを介した過剰信号電荷の掃
き出しが行われている光電変換部から読み出された光電
変換出力信号の、この掃き出しが行われていないと仮定
した場合に光電変換部から読み出されるべき光電変換出
力信号のレベルへの変換は、指数関数で行うことを特徴
とする請求項１７記載の固体撮像装置。
【請求項２１】上記指数関数は、上記コレクタを介した
過剰信号電荷の掃き出しが行われている光電変換部から
読み出された光電変換出力信号のレベルに応じた、複数
の指数関数式からなることを特徴とする請求項２０記載
の固体撮像装置。
【請求項２２】上記複数の光電変換部は複数のグループ
別に異なった光電変換特性を有し、上記コレクタを介し
た過剰信号電荷の掃き出しが行われている光電変換部か
ら読み出された光電変換出力信号の、この掃き出しが行
われていないと仮定した場合に光電変換部から読み出さ
れるべき光電変換出力信号のレベルへの変換は、上記複
数のグループ別に異なった関数を用いてそれぞれ変換す
ることを特徴とする請求項１６記載の固体撮像装置。
【請求項２３】上記コレクタを介した過剰信号電荷の掃
き出しが行われている光電変換部から読み出された光電
変換出力信号の、この掃き出しが行われていないと仮定
した場合に光電変換部から読み出されるべき光電変換出
力信号のレベルへの変換は、変換係数表に従って行うこ
とを特徴とする請求項１６記載の固体撮像装置。
【請求項２４】上記コレクタを介した過剰信号電荷の掃
き出しが行われている複数もしくは単数の光電変換部か
ら読み出された光電変換出力信号を、当該固体撮像装置
内の制御信号発生のための入力情報として用いることを
特徴とする請求項１５記載の固体撮像装置。