够在不增大尺寸和耗电量的情况下改善照度值的线性度。
[0118](CMOS图像传感器100进行的处理的说明)
[0119]图11是用来说明图7的CMOS图像传感器100进行的照度值计算处理的流程图。照度值计算处理是以帧为单位进行的。
[0120]在图11的步骤Sll中，比读取系统进行的扫描提前了曝光时间，长期累积像素131B根据通过像素驱动线116从垂直驱动器112的扫除扫描系统供给来的控制脉冲以行为单位进行电子快门操作。
[0121]在步骤S12中，比读取系统进行的扫描提前了曝光时间，短期累积像素131A根据通过像素驱动线116从垂直驱动器112的扫除扫描系统供给来的控制脉冲以行为单位进行电子快门操作。
[0122]在步骤S13中，垂直驱动器112的读取扫描系统选择短期累积像素131A和长期累积像素131B的行。首先，在步骤S13的处理中，读取扫描系统分别选择短期累积像素131A和长期累积像素131B的顶行。读取扫描系统从与选择行中的像素驱动线116连接的输出端输出传输脉冲。
[0123]在步骤S14中，所选行中的短期累积像素131A根据由像素驱动线116供给的传输脉冲来读取成像信号，并且通过垂直信号线117-1将该信号供给至列ADC 113-1。同时，所选行中的长期累积像素131B根据由像素驱动线116供给来的传输脉冲来读取成像信号，并且通过垂直信号线117-2将该信号供给至列ADC 113-2。
[0124]在步骤S15中，列ADC 113-1和列ADC 113-2对输入的成像信号进行A/D转换处理。列ADC 113-1将通过进行A/D转换处理而获得的像素值供给至水平驱动器114-1。列ADC113-2将通过进行A/D转换处理而获得的像素值供给至水平驱动器114-2。
[0125]在步骤S16中，水平驱动器114-1选择列ADC 113-1的计数器142的列。此外，水平驱动器142-2选择列ADC 113-2的计数器152的列。在紧接步骤S15中的处理之后的步骤S16中将要进行的处理中，水平驱动器114-1和水平驱动器114-2选择最左边的列。
[0126]在步骤S17中，水平驱动器114-1将从所选列中的计数器142输出的短期累积像素131A的像素值输出至动态范围扩展器118。此外，水平驱动器114-2将从所选列中的计数器152输出的长期累积像素131B的像素值输出至动态范围扩展器118。
[0127]在步骤S18中，动态范围扩展器118的乘法器171(图9)将从水平驱动器114-1供给来的短期累积像素131A的像素值乘以作为增益的64，并且将得到的乘法值供给至选择器173。
[0128]在步骤S19中，饱和检测器172基于长期累积像素131B的像素值的最大值和从水平驱动器114-2供给来的长期累积像素131B的像素值，判定长期累积像素131B的光电二极管的累积电荷是否饱和。
[0129]具体地，如果长期累积像素131B的像素值小于长期累积像素131B的像素值的最大值，那么饱和检测器172就判定长期累积像素131B的光电二极管的累积电荷不饱和。另一方面，如果长期累积像素131B的像素值是长期累积像素131B的像素值的最大值，那么饱和检测器172就判定长期累积像素131B的光电二极管的累积电荷饱和。
[0130]如果在步骤S19中判定长期累积像素131B的光电二极管的累积电荷饱和，那么饱和检测器172产生表示存在饱和的值为I的值作为饱和信号，并且将该值供给至选择器173。然后，在步骤S20中，选择器173根据从饱和检测器172供给来的作为饱和信号的值为I的值而选择从乘法器171供给来的短期累积像素131A的乘法值，并且将该乘法值供给至积分器119。然后，处理进入步骤S22。
[0131]另一方面，如果在步骤S19中判定长期累积像素131B的光电二极管的累积电荷不饱和，那么饱和检测器172产生表示不存在饱和的值为O的值作为饱和信号，并且将该值供给至选择器173。然后，在步骤S21中，选择器173根据从饱和检测器172供给来的作为饱和信号的值为O的值而选择从水平驱动器114-2供给来的长期累积像素131B的乘法值，并且将该乘法值供给至积分器119。然后，处理进入步骤S22。
[0132]在步骤S22中，积分器119的加法器181(图9)将由选择器173选择的短期累积像素131A的乘法值或长期累积像素131B的像素值与从寄存器182供给来的加法值相加。加法器181将得到的加法值供给至寄存器182。
[0133]在步骤S23中，寄存器182保持从加法器181供给来的加法值。该加法值被加至在下一个步骤S22中由选择器173选择的短期累积像素131A的乘法值或长期累积像素131B的像素值。
[0134]在步骤S24中，水平驱动器114-1和水平驱动器114-2判定在步骤S16的处理中是否已经选择了像素阵列部111中的短期累积像素131A和长期累积像素131B的所有列。
[0135]如果在步骤S24中判定还没有选择所有列，那么处理返回至步骤S16且选择在前一个步骤S16中选择的列的右列。然后，重复步骤S17至S24的处理直至选择了所有列。
[0136]另一方面，如果在步骤S24中判定已经选择了所有列，那么在步骤S25中，垂直驱动器112的读取扫描系统判断是否已经选择了像素阵列部111的短期累积像素131A和长期累积像素131B的所有行。
[0137]如果在步骤S25中判定还没有选择所有行，那么处理返回至步骤S13且选择在前一个步骤S13中选择的行下方的列。重复步骤S14至S25的处理直至选择了所有行。
[0138]另一方面，如果在步骤S25中判定已经选择了所有行，那么寄存器182输出通过将保持的加法值除以短期累积像素131A(长期累积像素131B)的数量而获得的平均值作为照度值。然后，处理终止。
[0139]如上所述，图7的图像传感器100基于具有不同曝光时间的像素值来扩展各像素的像素值的动态范围，并且对具有扩展的动态范围的像素值进行积分，从而产生照度值。因此，能够改善照度值的线性度。
[0140]此外，图像传感器100分离地设置有短期累积像素131A和长期累积像素131B，且因此能够同时地获得具有不同曝光时间的像素值。因此，能够在不设置用来保持具有任一曝光时间的图像的帧存储器的情况下，对各像素的像素值的动态范围进行扩展。因此，能够在不增大尺寸和耗电量的情况下改善照度值的线性度。
[0141 ] (CMOS图像传感器的第一实施例的第二构造例)
[0142]图12图示了应用本发明的用作固态摄像元件的CMOS图像传感器的第一实施例的第二构造例。
[0143]在图12所示的构造中，使用相同的参考符号来标示与图7相同的组件。适当地省略相同组件的重复说明。
[0144]图12中的CMOS图像传感器200的构造与图7中的CMOS图像传感器的构造的不同之处在于:分别设置垂直驱动器201IUADC 202、水平驱动器203、系统控制器205和垂直信号线206来替代垂直驱动器112、列ADC 113-1和113-2、水平驱动器114-1和114-2、系统控制器115和垂直信号线117-1和117-2，并且还设置有线存储器204。
[0145]在CMOS图像传感器200中，列ADC 113-1、113-2和水平驱动器114-1、114-2分别被共用化。
[0146]具体地，与图7所示的垂直驱动器112类似，CMOS图像传感器200的垂直驱动器201被构造为包括移位寄存器或地址解码器等。垂直驱动器201是以行为单位对像素阵列部111的短期累积像素131A和长期累积像素131B进行驱动的像素驱动单元。未图示垂直驱动器201的具体构造，但是垂直驱动器201被构造为包括读取扫描系统和扫除扫描系统这两个扫描系统。
[0147]在读取扫描系统中，从顶部以交替的方式顺序地选择短期累积像素131A的各行和长期累积像素131B的各行，使得同时以行为单位地将分别累积于短期累积像素131A和长期累积像素131B中的电荷的模拟信号交替地读取为成像信号。在读取扫描系统中，从与所选行中的像素驱动线116连接的输出端输出传输脉冲。垂直驱动器201的扫除扫描系统类似于垂直驱动器112的扫除扫描系统。
[0148]垂直驱动器201的读取扫描系统所选行的短期累积像素131A或长期累积像素131B输出的成像信号通过各自的垂直信号线206供给至列ADC 202。
[0149]与图7所示的列ADC 113-1和113-2类似，列ADC 202包括针对像素阵列部111的每一列的比较器221和计数器222。列ADC 202起到转换器的作用，并且对通过垂直信号线206从所选行的短期累积像素131A或长期累积像素131B输出的成像信号进行A/D转换处理。列ADC 202将通过进行A/D转换处理获得的10位像素值供给至水平驱动器203。
[0150]与图7所示的水平驱动器114-1和114-2类似，水平驱动器203被构造为包括移位寄存器或地址解码器等。水平驱动器203从左列顺序地选择列ADC 202的计数器222。由水平驱动器203进行的选择性扫描使从列ADC 202的计数器222输出的短期累积像素131A的像素值能够从左列顺序地被输出至线存储器204。此外，从列ADC 202的计数器222输出的长期累积像素131B的像素值从左列顺序地被输出至动态范围扩展器118。
[0151]线存储器204起到存储单元的作用，并且保持从水平驱动器203顺序地供给来的一行短期累积像素131A的像素值。线存储器204从最先一个起顺序地读取被保持的短期累积像素131A的像素值，并且与来自水平驱动器203的长期累积像素131B的像素值的输出同时地，将读取的上述像素值地输出至动态范围扩展器118。
[0152]系统控制器205被构造为包括用来产生各种时序信号的时序发生器等。系统控制器205根据时序发生器产生的各种时序信号来控制垂直驱动器201、列ADC 202和水平驱动器203。
[0153](CMOS图像传感器200进行的处理的说明)
[0154]图13是用来说明待由图12所示的CMOS图像传感器200进行的照度值计算处理的流程图。照度值计算处理的说明是以帧为单位进行的。
[0155]图13的步骤S40和S41的处理类似于图11的步骤Sll和S12的处理，且因此省略它们的说明。
[0156]在步骤S42中，垂直驱动器201的读取扫描系统选择短期累积像素131A的行。首先，在步骤S42的处理中，读取扫描系统选择短期累积像素131A的顶行。读取扫描系统从与所选行中的像素驱动线116连接的输出端输出传输脉冲。
[0157]在步骤S43中，所选行中的短期累积像素131A根据像素驱动线116供给来的传输脉冲读取成像信号，并且通过垂直信号线206将该成像信号供给至列ADC 202。
[0158]在步骤S44中，列ADC202对从所选行的短期累积像素131A供给来的成像信号进行A/D转换处理，并且将通过进行A/D转换处理获得的像素值供给至水平驱动器203。
[0159]在步骤S45中，水平驱动器203选择列ADC 202的计数器222的列。在将要在紧接步骤S44中的处理之后的步骤S45进行的处理中，水平驱动器203选择最左边的列。
[0160]在步骤S46中，水平驱动器203将从所选列中的计数器222输出的短期累积像素131A的像素值输出至线存储器204，并且使线存储器204存储该像素值。
[0161]在步骤S47中，水平驱动器203判定是否已经选择了短期累积像素131A的所有列。如果在步骤S47中判定还没有选择短期累积像素131A的所有列，那么处理返回至步骤S45，并且选择在上一个步骤S45中所选列的右列。然后，重复步骤S46和S47的处理直至选择了所有列。
[0162]另一方面，如果在步骤S47中判定已经选择了短期累积像素131A的所有列，那么在步骤S48中，垂直驱动器201的读取扫描系统选择长期累积像素131B的行。首先，在步骤S48的处理中，读取扫描系统选择长期累积像素131B的顶行。读取扫描系统从与所选行中的像素驱动线116连接的输出端输出传输脉冲。
[0163]在步骤S49中，所选行中的长期累积像素131B根据由像素驱动线116供给来的传输脉冲读取成像信号，并且通过垂直信号线206将该成像信号供给至列ADC 202。
[0164]在步骤S50中，列ADC202对从所选行中的长期累积像素131B供给来的成像信号进行A/D转换处理，并且将通过进行A/D转换处理而获得的像素值供给至水平驱动器203。
[0165]在步骤S51中，水平驱动器203选择列ADC 202的计数器222的列。在紧接着步骤S50中的处理之后的步骤S51的处理中，水平驱动器203选择最左边的列。
[0166]在步骤S52中，水平驱动器203将从所选列中的计数器222输出的所选列的长期累积像素131B的像素值输出至动态范围扩展器118。同时，线存储器204读取与所述长期累积像素131B的列相同的列(S卩，所选列中的短期累积像素131A的像素值)，并且将其输出至动态范围扩展器118。
[0167]步骤S53至S59的处理类似于图11的步骤S18至S24的处理，且因此省略它们的说明。
[0168]如果在步骤S59中判定还没有选择所有列，那么处理返回至步骤S51，并且选择在上一个步骤S51中所选列的右列。然后，重复步骤S52至S59的处理直至选择了所有列。
[0169]另一方面，如果在步骤S59中判定已经选择了所有列，那么处