JPH01279681A - Solid-state image pickup device - Google Patents

Solid-state image pickup device

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JPH01279681A
JPH01279681A JP63109010A JP10901088A JPH01279681A JP H01279681 A JPH01279681 A JP H01279681A JP 63109010 A JP63109010 A JP 63109010A JP 10901088 A JP10901088 A JP 10901088A JP H01279681 A JPH01279681 A JP H01279681A
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JP
Japan
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amplifier
buffer amplifier
switch
unity gain
horizontal scanning
Prior art date
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Pending
Application number
JP63109010A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takashi Kuroda
隆 黒田
Toshibumi Ozaki
俊文 尾崎
Norio Koike
小池 紀雄
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Hitachi Consumer Electronics Co Ltd
Japan Display Inc
Original Assignee
Hitachi Device Engineering Co Ltd
Hitachi Ltd
Hitachi Consumer Electronics Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Device Engineering Co Ltd, Hitachi Ltd, Hitachi Consumer Electronics Co Ltd filed Critical Hitachi Device Engineering Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To reduce power consumption by installing a means to open and close a current path from a power source to a ground wire, closing the current path in a horizontal blanking period, and opening the current path in a horizontal scanning period. CONSTITUTION:One MOS is provided for one preamplifier, and a gate is connected with a terminal S5. When the horizontal blanking period starts, the potential of the S5 becomes higher, and the states of a preamplifier activating switch 21 and a unity gain buffer amplifier activating switch 22 become ON states. Action to hold the d.c. output voltage of a unity gain buffer amplifier in memory capacity is executed by this. When the horizontal scanning period starts, the potential of the S5 becomes lower, and the states of the preamplifier activating switch 21 and the unity gain buffer amplifier activating switch 22 become OFF states. As the result, for both the preamplifier and the unity gain buffer amplifier, the current path from an amplifier power source 18 to an amplifier ground wire 19 is disconnected.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、固体撮像装置に係り、特に高感度。[Detailed description of the invention] [Industrial application field] The present invention relates to a solid-state imaging device, particularly a highly sensitive solid-state imaging device.

低スメアを実現するのに好適なMO8型固体撮像装置に
関するものである。
The present invention relates to an MO8 type solid-state imaging device suitable for achieving low smear.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、2次元固体撮像装置の代表的な一種としてMO8
型固体撮像装置が知られている(M。
Conventionally, MO8 is a typical type of two-dimensional solid-state imaging device.
type solid-state imaging device is known (M.

Aokj et a]:アイエスエスシーシ・ダイジェ
スト・オブ・テクニカル・ペーパーズ、p26.Feb
Aokj et a]: ISSC Digest of Technical Papers, p26. Feb
.

13.1980)。上記従来技術は第7図に示すような
回路構成によっている。第7図において、1は2次元状
に配置されて光電変換を行う光電変換素子(ホトダイオ
ード)、2は各行を選択する垂直走査回路、3は垂直走
査回路2からの選択信号を各垂直スイッチに導く垂直ゲ
ート線、4は垂直走査回路2からの選択信号により開閉
する垂直スイッチ、5は各行の選択を行う水平走査回路
、6は水平走査回路5からの選択信号により開閉する水
平スイッチ、7は素子外部に設けられた増幅回路、8は
垂直信号線、9は水平信号線である。
13.1980). The above-mentioned conventional technology has a circuit configuration as shown in FIG. In FIG. 7, 1 is a photoelectric conversion element (photodiode) arranged two-dimensionally to perform photoelectric conversion, 2 is a vertical scanning circuit that selects each row, and 3 is a selection signal from the vertical scanning circuit 2 to each vertical switch. 4 is a vertical switch that opens and closes according to the selection signal from the vertical scanning circuit 2; 5 is a horizontal scanning circuit that selects each row; 6 is a horizontal switch that opens and closes according to the selection signal from the horizontal scanning circuit 5; An amplifier circuit provided outside the element, 8 is a vertical signal line, and 9 is a horizontal signal line.

上記回路はつぎの動作を行う。まず、水平ブランキング
期間中に、垂直走査回路2により選択された行の垂直ゲ
ート線3の電圧が高くなり、垂直スイッチ4が開き、信
号電荷かホトダイオード1から垂直信号線8に送られる
。その後、水平走査期間においては、水平走査回路5が
動作し水平スイッチ6が順次開閉し、信号電荷は順次水
平信号線9を経て素子外部の増幅回路7により増幅され
出力される。
The above circuit performs the following operation. First, during the horizontal blanking period, the voltage of the vertical gate line 3 of the row selected by the vertical scanning circuit 2 becomes high, the vertical switch 4 opens, and signal charges are sent from the photodiode 1 to the vertical signal line 8. Thereafter, during the horizontal scanning period, the horizontal scanning circuit 5 operates, the horizontal switches 6 sequentially open and close, and the signal charges are sequentially amplified and outputted by the amplifier circuit 7 outside the element via the horizontal signal line 9.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

上記MO8型固体撮像素子は、水平スイッチ6が開閉す
る際に水平スイッチ6の熱雑音により発生するkTC雑
音、ならびに、高速の水平走査に伴い必要となる外部広
帯域増幅器7の雑音の2点についての配慮がされていな
い。その結果、雑音が大きく、信号対雑音比(以下S/
N比という)が低いという問題があった。さらに、−水
平走査期間中に光の漏れ込み等により垂直信号線8内に
発生する余剰電荷によるスメア現象に対しての考慮がな
されておらず、高照度撮像時、即ち、明るい被写体を写
したときに再生画の上下に白く尾を引いたような輝線が
発生し、画質を著しく劣化するという問題があった。
The above-mentioned MO8 type solid-state image sensor has two points: kTC noise generated by thermal noise of the horizontal switch 6 when it opens and closes, and noise of the external wideband amplifier 7 required for high-speed horizontal scanning. No consideration was given. As a result, the noise is large and the signal-to-noise ratio (S/
There was a problem that the N ratio was low. Furthermore, - there is no consideration given to the smear phenomenon caused by excess charge generated in the vertical signal line 8 due to light leakage during the horizontal scanning period, and it is difficult to capture a bright subject during high-illuminance imaging. There was a problem in that bright lines that looked like white tails sometimes appeared at the top and bottom of the reproduced image, significantly degrading the image quality.

これに対して、垂直信号線8ごとに垂直信号線8の電位
を検知し、増幅する増幅回路と、垂直信量線をリセツ[
へするリセットスイッチを備え、リセット後の空の垂直
信号線8の電位と、信号がある場合の垂直信号線8の電
位との差を検知し真の信号成分だけを出力する手段(以
下相関2重サンプリング回路という)を設けることによ
り、低雑音化と低スメア化を図った固体撮像装置を、本
願発明者等は提案している(特願昭62−128123
号)。
On the other hand, each vertical signal line 8 is equipped with an amplifier circuit that detects and amplifies the potential of the vertical signal line 8, and an amplifier circuit that resets the vertical signal line 8.
means for detecting the difference between the potential of the empty vertical signal line 8 after reset and the potential of the vertical signal line 8 when there is a signal and outputting only the true signal component (hereinafter referred to as correlation 2). The inventors have proposed a solid-state imaging device that achieves low noise and low smear by providing a heavy sampling circuit (Japanese Patent Application No. 128123/1982).
issue).

第8図及び第9図はこの種の固体撮像素子の一例の動作
を説明する図である。以下これを図に従って説明する。
FIGS. 8 and 9 are diagrams for explaining the operation of an example of this type of solid-state image sensor. This will be explained below according to the figures.

第8図は、固体撮像素子の回路構成図を示す。FIG. 8 shows a circuit configuration diagram of the solid-state image sensor.

図中1〜6,8及び9は第7図のものと同一のものであ
る。71は各重信信号線の電位を検知増幅するための前
置増幅回路、72は前置増幅回路71を高利得領域に設
定するための自己バイアススイッチ、74はカンプリン
ク容量、73は帰還容量、75はクランプスイッチ、]
2はユニイテイゲインバツファアンプ、20はユニイテ
イゲインバツファアンプ出力線、13〜17はオフセッ
トをキャンセルしたユニイテイゲインハツファ(Y、A
、HAOLIE et al :アイ・イー・イー・イ
ー・ジャーナル・オブ・ソリッドステイト・サーキット
   VoU、5C−14,pp、9 6 1−9 6
9. 1)ec。
In the figure, 1 to 6, 8 and 9 are the same as those in FIG. 71 is a preamplifier circuit for detecting and amplifying the potential of each superimposed signal line; 72 is a self-bias switch for setting the preamplifier circuit 71 to a high gain region; 74 is a camp link capacitor; 73 is a feedback capacitor; 75 is a clamp switch,]
2 is a unity gain buffer amplifier, 20 is a unity gain buffer amplifier output line, and 13 to 17 are unity gain buffers (Y, A) that cancel offsets.
, HAOLIE et al: IEE Journal of Solid State Circuits VoU, 5C-14, pp, 9 6 1-9 6
9. 1)ec.

1979(IEEE J、5olid−5tate C
j、rcuist、 Vo Q 、 5C−14pp、
961−969. Dec、 1979))を構成して
おり、13はメモリ容量、14はメモリ容量13への信
号書き込み用サンプルホールドスイッチ、15は信号読
み出しスイッチ、16はオフセットキャンセルのための
スイッチ、17は出力バッファアンプ、18.19は各
アンプの電源線ならびにグランド線である。端子0UT
1,0UT2は出力端子で端子Vvにはユニイテイゲイ
ンバソファアンプの動作に必要なバイアス電圧が端子V
o、Vsにはアンプの電源電圧とグランド電圧がかかる
。また第9図は第8図の素子を駆動するためのパルスタ
イミングを示している。81〜S5は第8図の各端子に
かかる電圧である。なお、本例は、各スイッチがNチャ
ネルの場合であり、Pチャネルの場合はクロック信号の
極性を反転したものとすれば良い。以下、本例の動作を
説明する。
1979 (IEEE J, 5solid-5tate C
j, rcuist, Vo Q, 5C-14pp,
961-969. 13 is a memory capacity, 14 is a sample hold switch for writing a signal to the memory capacity 13, 15 is a signal readout switch, 16 is a switch for offset cancellation, and 17 is an output buffer amplifier. , 18 and 19 are power supply lines and ground lines for each amplifier. Terminal 0UT
1,0UT2 is the output terminal, and the terminal Vv contains the bias voltage necessary for the operation of the unity gain bath amplifier.
The power supply voltage of the amplifier and the ground voltage are applied to o and Vs. Further, FIG. 9 shows pulse timing for driving the element shown in FIG. 8. 81 to S5 are voltages applied to each terminal in FIG. Note that in this example, each switch is an N-channel switch, and in the case of a P-channel switch, the polarity of the clock signal may be inverted. The operation of this example will be explained below.

水平ブランキング期間に入ると、まず、信号電荷がなく
、スメア電荷だけがある時の各行の直流出力電圧をユニ
イテイゲインバツファのメモリ容量13−1に読み出す
。SL、S2.S3. S5の電位が高くなり、スイッ
チ72,75.14−1.16が開く。このとき、垂直
信号線8はリセットされるとともに、前記増幅器71は
高利得領域にバイアスされる。また、ユニイテイゲイン
バツファアンブ12の入力端子はバイアス電圧Vνにリ
セットされる。更に、出力バッファアンプ17の入力端
子電圧は、出力バッファアンプ17のオフセット電圧に
なる(第9図のtr)。つぎにスイッチ72が閉じ、前
置増幅器71が活性化される。この時kTC雑音により
垂直信号線はVhだけゆらぐが、スイッチ75が開いて
いるためにバッファアンプ12以降にはこの雑音は伝わ
らない(第9図の12)。この後スイッチ75が閉じユ
ニイテイゲインバソファアンプ12が活性化され、この
時刻以降の垂直信号線8の電位変動が前置増幅器71と
カップリング容量74、ユニイテイゲインバツファ]2
を介して、メモリ容量]3−1に伝達される(第9図の
t8)。この後、Ts+だけ時間が経過した後、スイッ
チ14−]が閉し、信号電荷がなく5スメア電荷だけが
ある時のバッファアンプ12の直流出力電圧がメモリ容
量13−1の片側の電極に保持されることになる(第9
図の1+)。同様にして、信号電荷とスメア電荷のある
時の直流出力電圧をユニイテイゲインバソファのメモリ
容量13−2に読み出す。すな力ち、スイッチ72,7
5.14−2が開いて垂直信号線8およびバッファアン
プ12の入力端がリセツ1〜される。その後、スイッチ
72.75が順に閉した後、垂直走査回路2により選択
されたある垂直ゲート線3の電位が高くなり、垂直スイ
ッチ4が開き、ホトダイオードより垂直信号線8に信号
電荷が送られる。スイッチ75が閉じてから時間TS2
を経過したのちスイッチ14−2が閉じ、信号電荷とス
メア電荷のある時のユニイテイゲインバツファアンプ1
2の直流出力電圧が、メモリ容量13−2の片側の電極
に保持されることになる。この後に、スイッチ16が閉
じ、メモリ容量]3−1並びに13−2のもう片側の電
極には出力バッファアンプ1−7のオフセット電圧が保
持されることになる。
When entering the horizontal blanking period, first, the DC output voltage of each row when there is no signal charge and only smear charge is read into the memory capacity 13-1 of the unity gain buffer. SL, S2. S3. The potential of S5 goes high and switches 72, 75.14-1.16 open. At this time, the vertical signal line 8 is reset and the amplifier 71 is biased to a high gain region. Further, the input terminal of the unity gain buffer amplifier 12 is reset to the bias voltage Vν. Furthermore, the input terminal voltage of the output buffer amplifier 17 becomes the offset voltage of the output buffer amplifier 17 (tr in FIG. 9). Switch 72 is then closed and preamplifier 71 is activated. At this time, the vertical signal line fluctuates by Vh due to the kTC noise, but since the switch 75 is open, this noise is not transmitted beyond the buffer amplifier 12 (12 in FIG. 9). After this, the switch 75 is closed and the unity gain buffer amplifier 12 is activated, and the potential fluctuation of the vertical signal line 8 after this time is reflected by the preamplifier 71, the coupling capacitor 74, and the unity gain buffer]2.
is transmitted to the memory capacity] 3-1 (t8 in FIG. 9). After this, after a time period of Ts+ has elapsed, the switch 14-] is closed, and the DC output voltage of the buffer amplifier 12 when there is no signal charge and only 5 smear charges is maintained at one electrode of the memory capacitor 13-1. (9th
1+) in the figure. Similarly, the DC output voltage when there are signal charges and smear charges is read out to the memory capacity 13-2 of the unity gain bath sofa. Switch 72, 7
5.14-2 is opened and the vertical signal line 8 and the input terminals of the buffer amplifier 12 are reset. Thereafter, after the switches 72 and 75 are closed in sequence, the potential of a certain vertical gate line 3 selected by the vertical scanning circuit 2 becomes high, the vertical switch 4 is opened, and signal charges are sent from the photodiode to the vertical signal line 8. Time TS2 after switch 75 closes
After , the switch 14-2 is closed and the unity gain buffer amplifier 1 when there is a signal charge and a smear charge.
A DC output voltage of 2 is held at one electrode of the memory capacitor 13-2. Thereafter, the switch 16 is closed, and the offset voltage of the output buffer amplifier 1-7 is held at the other electrodes of the memory capacitors 3-1 and 13-2.

水平走査期間に入ると、各メモリ容量に保持されたユニ
イテイゲインバッファアンプ12の信号とスメア電荷の
ある時と信号がなくスメア電荷だけがある時の直流出力
が順に読み出される。すなわち、水平走査回路により、
ある列が(n列とする)選択されると、n列の水平スイ
ッチ6−2と読み出しスイッチ15−2が開き、端子O
UT 2にはn列のメモリ容量13−2に保持されたn
列の信号のある時のバッファアンプ12の直流出力電圧
が表われる。また、同時に、n + 1列の水平スイッ
チ6−1と読み出しスイッチ]5−1も開き、端子○U
TIにはn+1列のメモリ容量13−1に保持されたn
+1列の信号電荷のない時のバッファアンプ12の直流
出力電圧が表わされる。
When the horizontal scanning period begins, the signal of the unity gain buffer amplifier 12 held in each memory capacity and the DC output when there is a smear charge and when there is no signal and only a smear charge are sequentially read out. In other words, by the horizontal scanning circuit,
When a certain column (referred to as column n) is selected, the horizontal switch 6-2 and readout switch 15-2 of column n are opened, and the terminal O is opened.
UT 2 has n columns held in memory capacity 13-2.
The DC output voltage of the buffer amplifier 12 when there is a column signal is displayed. At the same time, the horizontal switch 6-1 and the readout switch 5-1 in the n+1 column are also opened, and the terminal ○U is opened.
In the TI, n is held in the memory capacity 13-1 for n+1 columns.
The DC output voltage of the buffer amplifier 12 when there is no signal charge in the +1 column is represented.

そこで、端子○UTIの出力電圧を1クロック分遅延さ
せ、端子○UT2の出力電圧との差をとると、スメア電
荷による垂直信号線の電位変動の混入しない、真の信号
成分を得ることができる。
Therefore, by delaying the output voltage of terminal ○UTI by one clock and taking the difference from the output voltage of terminal ○UT2, it is possible to obtain the true signal component without mixing in the potential fluctuation of the vertical signal line due to smear charge. .

本例によれば、垂直信号線8ごとに相関2重サンプリン
グ回路を設けることにより、従来のMOS型固体撮像素
子の一つの主雑音源であるk TC雑音の混入しない信
号出力を得ることができる。また、増幅回路を垂直信号
線8ごとに設けることにより、増幅回路の動作に必要な
帯域を従来素子の増幅回路に必要とされた帯域より低く
でき、従来素子のもう一〇の主雑音源である増幅器の雑
音を大幅に低減できる。この結果、高S/N化を図るこ
とができる。さらに、信号に混入する余剰電荷の発生時
間は自己バイアススイッチ75が閉じてから、サンプル
ホールドスイッチ14が閉じるまでの時間となり、従来
の一水平走査期間に対し、大幅に低減でき、かつ、スメ
ア電荷による垂直信号線の電位変動と、スメア電荷と信
号電荷による垂直信号線の電位変動を独立に読みたし、
その差をとることによりスメアの混入しない真の信号を
得ているので、低スメア化が可能となっている。
According to this example, by providing a correlated double sampling circuit for each vertical signal line 8, it is possible to obtain a signal output free from kTC noise, which is one of the main noise sources of conventional MOS solid-state image sensors. . In addition, by providing an amplifier circuit for each vertical signal line 8, the band required for the operation of the amplifier circuit can be lower than that required for the amplifier circuit of conventional elements, and this eliminates the problem of another main noise source of conventional elements. It can significantly reduce the noise of certain amplifiers. As a result, a high S/N can be achieved. Furthermore, the generation time of excess charge mixed into the signal is the time from when the self-bias switch 75 closes to when the sample-hold switch 14 closes, which can be significantly reduced compared to the conventional one horizontal scanning period. We independently read the potential fluctuation of the vertical signal line due to the smear charge and the signal charge, and
By taking the difference, a true signal without smear is obtained, making it possible to reduce smear.

ところでこの固体撮像装置においては、前置増幅回路7
1.ユニイテイゲインバツファアンプ12、出力バッフ
ァアンプ17の3つのアンプが使われている。これらの
アンプの動作が必要な期間は、前置増幅回路71とユニ
イテイゲインバッファアンプ12については、メモリ容
量13−1と13−2にユニイテイゲインバツファアン
プ12の直流出力電圧を保持する動作が行なわれる水平
ブランキング期間(第9図の1(1)であり、そわ以外
の期間、すなわち水平走査期間(第9図のH2)におい
ては動作は不要である。また出力バッファ]−7につい
ては、上記水平ブランキング期間と水平走査回路により
ある列の選択が行なわれメモリ容量13−1と13−2
に保持された電圧を端子0UT1及びOU T2に出力
する動作が行なわれる期間に動作が必要であるが、水平
走査期間中出力がなされない非選択期間は動作が不要で
ある。一方、これらのアンプは動作状態にある時、回路
の内部では電源からグランド線に常時、直流的に電流が
流れている。したがってアンプの動作は、装置全体の消
費電力に直接結びつく要素となる。上記固体撮像装置で
はアンプ動作不要となる期間中もアンプが動作状態にあ
り、消費電力という点について考慮がされていなかった
By the way, in this solid-state imaging device, the preamplifier circuit 7
1. Three amplifiers are used: a unity gain buffer amplifier 12 and an output buffer amplifier 17. During the period when these amplifiers need to operate, for the preamplifier circuit 71 and the unity gain buffer amplifier 12, the DC output voltage of the unity gain buffer amplifier 12 is held in the memory capacities 13-1 and 13-2. The horizontal blanking period in which the operation is performed (1 (1) in FIG. 9; no operation is required in the period other than the fidgeting period, that is, the horizontal scanning period (H2 in FIG. 9); and the output buffer]-7 , a certain column is selected by the horizontal blanking period and the horizontal scanning circuit, and the memory capacities 13-1 and 13-2 are
The operation is necessary during the period in which the voltage held at 0UT1 and OUT2 is outputted to the terminals 0UT1 and OUT2, but the operation is not necessary during the non-selection period when no output is made during the horizontal scanning period. On the other hand, when these amplifiers are in operation, a direct current always flows from the power supply to the ground line inside the circuit. Therefore, the operation of the amplifier is a factor directly linked to the power consumption of the entire device. In the solid-state imaging device described above, the amplifier remains in operation even during a period when the amplifier is not required to operate, and no consideration has been given to power consumption.

本発明の目的は、前置増幅回路、ユニイテイゲインバツ
ファアンプ、出力バツファアンプの動作期間を必要最小
限にし、装置全体の消費電力を低減することにある。
An object of the present invention is to minimize the operating period of the preamplifier circuit, unity gain buffer amplifier, and output buffer amplifier to reduce the power consumption of the entire device.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

上記目的は、前置増幅回路、ユニイテイゲインバツファ
アンプ、出カバソファアンプの各アンプに、電源からグ
ランド線への電流径路を開閉する手段を導入し、アンプ
動作必要時はその期間に同期して電流径路を閉じるよう
にし、動作不要時は電流径路を開き電流が流れなくする
ことにより、達成される。
The above purpose is to introduce a means to open and close the current path from the power supply to the ground line in each amplifier (preamplifier circuit, unity gain buffer amplifier, output buffer amplifier), and synchronize the amplifier operation with the period when necessary. This is achieved by closing the current path by closing the current path, and opening the current path when no operation is required to prevent current from flowing.

〔作用〕[Effect]

上記電流径路開閉手段は、前置増幅器とユニイテイゲイ
ンバツファアンプについては、水平ブランキング期間に
電流径路を閉じ、水平走査期間には電流径路を開く。そ
れによって水平走査期間における消費電力はゼロとなり
低消費電力化を図ることができる。また出力バッファア
ンプについては、水平ブランキング期間に電流径路を閉
じ、水平走査期間には第n列の水平走査線が選択されて
いる時間に同期して第n列と第n+1列の出力バッファ
アンプのみが動作するように改善する。その結果、水平
走査期間中、出力バッファアンプが全段に渡って電流を
消費するという無駄な動作を防止することができ低消費
電力化を図ることができる。
The current path opening/closing means closes the current path of the preamplifier and unity gain buffer amplifier during the horizontal blanking period, and opens the current path during the horizontal scanning period. As a result, the power consumption during the horizontal scanning period becomes zero, making it possible to reduce power consumption. Regarding the output buffer amplifier, the current path is closed during the horizontal blanking period, and during the horizontal scanning period, the output buffer amplifier of the nth column and the n+1th column is synchronized with the time when the horizontal scanning line of the nth column is selected. Only improve to work. As a result, during the horizontal scanning period, it is possible to prevent the output buffer amplifier from consuming current in all stages, which is a wasteful operation, and to reduce power consumption.

〔実施例〕〔Example〕

第1図は、本発明の第1の実施例で、第8図に示した前
置増幅器71からユニイテイゲインバツファアンプ出力
線20までの回路図を示している。
FIG. 1 shows a circuit diagram from the preamplifier 71 to the unity gain buffer amplifier output line 20 shown in FIG. 8 in a first embodiment of the present invention.

図中8.72,73,74,75,20,81.。8.72, 73, 74, 75, 20, 81 in the figure. .

32、S5は第8図のものと同じである。41゜42.
43は、第8図における前置増幅器71を構成するMO
Sトランジスタであり、4]はドライバMO8で例えば
PMO8,42はカスケードMOSで例えばPMO8,
43は負荷MO8で例えばNMOSを用いることができ
る。また44゜45は第8図におけるユニイテイゲイン
バッファアンプ12を構成するMOSトランジスタであ
り、44はドライバMO8で例えばPMO8,45は負
荷MO8で例えばPMO8を用いることができる。18
はアンプ電源線、19はアンプグランド線(アンプの規
準電圧を設定する配線) 、 VB2゜VBllは前置
増幅器のバイアス電圧端子であり、VB4はユニイテイ
ゲインバツファアンプのバイアス端子である。21は前
置増幅器活性化スイッチ、22はユニイテイゲインバツ
ファアンプ活性化スイッチで、例えばNMOSで構成す
ることができ、本実施例では前置増幅器1個に対し1個
のMOSを設はゲートは端子S5と接続した例を示して
いる。ここで、前置増幅器1個に対して複数個のMOS
を設けるようにしても構わない。以下本実施例の動作を
説明する。
32, S5 are the same as those in FIG. 41°42.
43 is an MO constituting the preamplifier 71 in FIG.
4] is a driver MO8, for example PMO8, 42 is a cascade MOS, for example PMO8,
Reference numeral 43 denotes a load MO8, which can be made of NMOS, for example. Further, 44° and 45 are MOS transistors forming the unity gain buffer amplifier 12 in FIG. 8, 44 is a driver MO8, for example, PMO8, and 45 is a load MO8, for example, PMO8 can be used. 18
is an amplifier power supply line, 19 is an amplifier ground line (wire for setting the reference voltage of the amplifier), VB2°VBll is a bias voltage terminal of the preamplifier, and VB4 is a bias terminal of the unity gain buffer amplifier. 21 is a preamplifier activation switch, and 22 is a unity gain buffer amplifier activation switch, which can be composed of, for example, NMOS. In this embodiment, one MOS is set for one preamplifier. shows an example in which it is connected to terminal S5. Here, multiple MOSs are required for one preamplifier.
may be provided. The operation of this embodiment will be explained below.

水平ブランキング期間に入ると、S5の電位は高くなり
、前置増幅器活性化スイッチ21とユニイテイゲインバ
ツファアンプ活性化スイッチ22はON状態となる。こ
れによって前置増幅器とユニイテイゲインバッファアン
プ共にアンプ電源線18からアンプグランド線19に電
流が流れ、アンプは活性化状態になる。このアンプが活
性化された状態で、第8図におけるメモリ容量13−1
と13−2にユニイテイゲインバツファアンプの直流出
力電圧が保持される動作が行なわれる。
When the horizontal blanking period begins, the potential of S5 becomes high, and the preamplifier activation switch 21 and unity gain buffer amplifier activation switch 22 are turned on. As a result, current flows from the amplifier power supply line 18 to the amplifier ground line 19 in both the preamplifier and the unity gain buffer amplifier, and the amplifiers become activated. When this amplifier is activated, the memory capacity 13-1 in FIG.
At step 13-2, an operation is performed in which the DC output voltage of the unity gain buffer amplifier is held.

水平走査期間に入ると、S5の電位は低く(規準レベル
)なり前置増幅器活性化スイッチ21とユニイテイゲイ
ンバッファアンプ活性化スイッチ22はOFF状態とな
る。この結果、前置増幅器とユニイテイゲインバツファ
アンプ共にアンプ電源線18からアンプグランド線19
への電流径路が切断され(すなわち、電流が流れなくな
り)、アンプは非活性化状態となる。なお、第1図にお
いては、前置増幅器活性化スイッチ21とユニイテイゲ
インバツファアンプ活性化スイッチ22をアンプグラン
ド線側に導入したが、アンプ電源線側に導入するように
してもよい。この場合は、スインチは例えばPMO8で
構成し、端子S5とスイッチのゲートどの間に反転回路
を挿入し、S5の電位が高くなるとスイッチのゲートに
規準レベルの電位が加わるようにすれば、アンプグラン
ド線側にスイッチを入れた場合と同じ効果が得られる。
When the horizontal scanning period begins, the potential of S5 becomes low (reference level), and the preamplifier activation switch 21 and unity gain buffer amplifier activation switch 22 are turned off. As a result, both the preamplifier and the unity gain buffer amplifier are connected from the amplifier power supply line 18 to the amplifier ground line 19.
The current path to the amplifier is cut off (ie, current no longer flows), and the amplifier becomes inactive. In FIG. 1, the preamplifier activation switch 21 and unity gain buffer amplifier activation switch 22 are introduced on the amplifier ground line side, but they may be introduced on the amplifier power supply line side. In this case, the switch is configured with PMO8, for example, and an inverting circuit is inserted between terminal S5 and the gate of the switch, so that when the potential of S5 becomes high, a reference level potential is applied to the gate of the switch, and the amplifier ground You can get the same effect as if you turned on the switch on the line side.

本実施例においては、各アンプの電流径路ごとに直列に
スイッチを設け、これをON、OFFし、水平ブランキ
ング期間内にのみ各増幅器を動作させることにより低消
費電力化を図ることができる。
In this embodiment, power consumption can be reduced by providing a switch in series for each current path of each amplifier, turning it on and off, and operating each amplifier only during the horizontal blanking period.

第2図は、本発明の他の実施例で、第1図と同様に第8
図の前置増幅器71からユニイテイゲインバツファアン
プ出力線20までの部分を示している。図中8.72,
73,74,75,20゜Sl、、S2,85,18,
1.9.VB2.VB8゜V B4141 + 42.
43+ 44 + 45は第1図の符号と同じものであ
る。前置増幅器の負荷MOSトランジスタ43のゲート
は、S5の反転電圧により駆動される2つの反導電型ス
イッチを介し、V B 8あるいはVsに接続される。
FIG. 2 shows another embodiment of the present invention, with an eighth embodiment similar to FIG.
A portion from the preamplifier 71 to the unity gain buffer amplifier output line 20 in the figure is shown. 8.72 in the figure,
73,74,75,20°Sl,,S2,85,18,
1.9. VB2. VB8°V B4141 + 42.
43+44+45 are the same as those in FIG. The gate of the preamplifier load MOS transistor 43 is connected to V B 8 or Vs via two anti-conducting type switches driven by the inverted voltage of S5.

例えばPMO8トランジスタ26を介してV B8に、
例えばNMOSトランジスタ25を介して規準レベルV
sに接続される。一方ユニイテイゲインバツファアンプ
の負荷MOSトランジスタ45のゲートは、端子S5の
電圧あるいはその反転電圧により駆動される同一導電型
スイッチを介し、VB4もしくはVDに接続される。す
なわち、例えば端子S5の電圧によって駆動される例え
ばPMOSトランジスタ46を介しVoに、例えば端子
S5の反転電圧により駆動される例えばPMO8I−ラ
ンジスタ47を介しVaaに接続される。以下本実施例
の動作について説明する。
For example, to V B8 via PMO8 transistor 26,
For example, through the NMOS transistor 25, the reference level V
connected to s. On the other hand, the gate of the load MOS transistor 45 of the unity gain buffer amplifier is connected to VB4 or VD via a switch of the same conductivity type driven by the voltage of the terminal S5 or its inverted voltage. That is, it is connected to Vo via, for example, a PMOS transistor 46 driven by the voltage at terminal S5, and to Vaa via, for example, PMO8I-transistor 47, which is driven by the inverted voltage at terminal S5. The operation of this embodiment will be explained below.

水平ブランキング期間に入ると、S5の電位は高くなり
インバータ48の出力が低くなり、NMOSトランジス
タ25が0FFL、PMOSトランジスタ26がONし
、前置増幅器の負荷MO8のゲート電位はVB8となる
。この結果、前置増幅器は活性化状態となる。また同時
にインバータ49の出力も低くなりPMOSトランジス
タ47がONし、PMOSトランジスタ46はOFFす
るためユニイテイゲインバツファアンプの負荷MO8の
ゲート電位はVB4となり、ユニイテイゲインバツファ
アンプは活性化状態となる。
When entering the horizontal blanking period, the potential of S5 becomes high, the output of the inverter 48 becomes low, the NMOS transistor 25 turns 0FFL, the PMOS transistor 26 turns on, and the gate potential of the preamplifier load MO8 becomes VB8. As a result, the preamplifier becomes activated. At the same time, the output of the inverter 49 also becomes low, the PMOS transistor 47 is turned on, and the PMOS transistor 46 is turned off, so the gate potential of the load MO8 of the unity gain buffer amplifier becomes VB4, and the unity gain buffer amplifier is activated. Become.

水平走査期間に入ると85の電位は低く(規準レベル)
なりインバータ48の出力が高くなり、NMO8I−ラ
ンジスタ25がONし、PMO3+−ランジスタ26が
OFFするため前置増幅器の負荷MO8のゲート電位は
規準レベルVsとなり、NMO8であるこの負荷MOS
トランジスタはOFFする。この結果、アンプ電源線1
8からアンプグランド線19への電流径路が切断され、
電流が流れなくなり、前置増幅器は非活性化状態となる
。同時にインバータ49の出力も高くなりPMOSトラ
ンジスタ47がOF” FL、、PMOSトランジスタ
46はONするため、ユニイテイゲインバツファアンプ
の負荷MO8のゲート電位はVDとなり、PMO8であ
るこの負荷MOSトランジスタはOF Fする。この結
果、アンプ電源線18からアンプグランド線19への電
流径路が切断され、ユニイテイゲインバツファアンプは
非情性化状態となる。なお、負荷MOSトランジスタへ
のバイアスの切り換えは、2つのスイッチが反導電型で
そのゲートへの入力が同一パルスである場合と、2つの
スイッチが同一導電型でそのゲートへの入力が反転性パ
ルスである場合の2通りがあるが、これらは負荷MOS
トランジスタの極性とバイアス電圧の大きさにより適宜
使い分けするようにすればよい。本実施例においては、
各増幅器の定電流負荷MO8のバイアス電圧を変えるこ
とにより、各増幅器を水平ブランキング期間にのみ活性
化させる。この結果、第1図に示した実施例に比べMO
Sトランジスタの機械数も減少し、第1図に示した活性
化スイッチトランジスタの発生する雑音及びトランジス
タ内部の電圧降下の影響も少なくなるという利点がある
When entering the horizontal scanning period, the potential of 85 is low (standard level)
As a result, the output of the inverter 48 becomes high, the NMO8I- transistor 25 turns ON, and the PMO3+- transistor 26 turns OFF, so the gate potential of the preamplifier load MO8 becomes the reference level Vs, and this load MOS, which is NMO8,
The transistor is turned off. As a result, amplifier power line 1
8 to the amplifier ground line 19 is cut off,
No current flows and the preamplifier becomes inactive. At the same time, the output of the inverter 49 becomes high, and the PMOS transistor 47 turns OFF'' FL, and the PMOS transistor 46 turns ON, so the gate potential of the load MO8 of the unity gain buffer amplifier becomes VD, and this load MOS transistor, which is PMO8, turns OFF. F. As a result, the current path from the amplifier power supply line 18 to the amplifier ground line 19 is cut off, and the unity gain buffer amplifier enters a ruthless state.The bias to the load MOS transistor is switched by 2. There are two cases: one switch is of the anti-conductivity type and the input to its gate is the same pulse, and the other is the case where two switches are of the same conductivity type and the input to the gate is an inverting pulse. M.O.S.
They may be used appropriately depending on the polarity of the transistor and the magnitude of the bias voltage. In this example,
By changing the bias voltage of the constant current load MO8 of each amplifier, each amplifier is activated only during the horizontal blanking period. As a result, the MO
There is an advantage that the number of S transistors is reduced, and the effects of noise generated by the activation switch transistor shown in FIG. 1 and voltage drop inside the transistor are also reduced.

第3図は、本発明の別の実施例で、第1図、第2図と同
様に前置増幅器71からユニイテイゲインバツファアン
プ出力線20までの回路図を示している。図中8.72
,73,74,75,20゜SL、82.S5,18+
  1.9.VB8.VB4は第1図の符号と同じであ
る。27はアンプ活性化スイッチであり、前置増幅器及
びユニイテイゲインバツファアンプのアンプグランド線
19と端子Vs(グランドレベル)の間に例えば1個入
っており(複数個設けてもよい)、例えばNMO3I−
ランジスタで構成されており、ゲートは例えばS5に接
続している。以下本実施例の動作について説明する。
FIG. 3 shows another embodiment of the present invention, and similarly to FIGS. 1 and 2, it shows a circuit diagram from the preamplifier 71 to the unity gain buffer amplifier output line 20. 8.72 in the figure
, 73, 74, 75, 20°SL, 82. S5,18+
1.9. VB8. VB4 has the same reference numeral as in FIG. Reference numeral 27 denotes an amplifier activation switch, for example, one piece is inserted between the amplifier ground line 19 and the terminal Vs (ground level) of the preamplifier and unity gain buffer amplifier (more than one may be provided), for example. NMO3I-
It is composed of a transistor, and its gate is connected to, for example, S5. The operation of this embodiment will be explained below.

水平ブランキング期間に入ると85の電位は高くなり、
アンプ活性化スイッチはON状態となり、前置増幅器と
ユニイテイゲインバツファアンプは活性化状態となる。
When entering the horizontal blanking period, the potential of 85 becomes high,
The amplifier activation switch is turned on, and the preamplifier and unity gain buffer amplifier are activated.

水平走査期間に入ると85の電位は低く(規準レベル)
なり、アンプ活性化スイッチはOFF状態となり、前置
増幅器及びユニイテイゲインバツファアンプのアンプ電
源線18とアンプグランド線19の電流径路が切断され
2つのアンプは非活性状態となる。本実施例では第1図
の回路で活性化スイッチがアンプ1個に対し1個ずつあ
ったものを、スイッチ1個で機能させることができる。
When entering the horizontal scanning period, the potential of 85 is low (standard level)
As a result, the amplifier activation switch becomes OFF, the current paths of the amplifier power supply line 18 and amplifier ground line 19 of the preamplifier and unity gain buffer amplifier are cut off, and the two amplifiers become inactive. In this embodiment, the circuit shown in FIG. 1, which has one activation switch for each amplifier, can be made to function with just one switch.

なお、第3図においては、アンプ活性化スイッチを1個
としたが、アンプ活性化スイッチは前置増幅器側とユニ
イテイゲインバツファアンプ側で」個ずつ、計2個を導
入してもよい。また第3図ではアンプ活性化スイッチを
アンプグランド線19と端子Vsの間に導入したが、ア
ンプ電源線18と端子Voの間に導入するようにしても
よい。この場合、第1図の活性化スイッチをアンプ電源
線18側に導入したのと同じ方法で、スイッチは例えば
PMOSトランジスタで構成し、ゲー1へと85の間に
は例えばインバータ回路を導入する。
Although one amplifier activation switch is shown in FIG. 3, two amplifier activation switches may be installed, one on the preamplifier side and one on the unity gain buffer amplifier side. . Furthermore, although the amplifier activation switch is introduced between the amplifier ground line 19 and the terminal Vs in FIG. 3, it may be introduced between the amplifier power supply line 18 and the terminal Vo. In this case, in the same way as the activation switch shown in FIG. 1 was introduced on the amplifier power supply line 18 side, the switch is formed of, for example, a PMOS transistor, and an inverter circuit, for example, is introduced between gate 1 and gate 85.

これによって活性化スイッチがアンプ1個に対し1個ず
つあったものをスイッチ1個で機能させることができる
This makes it possible to function with just one switch instead of one activation switch for each amplifier.

第4図は、本発明の更に別の実施例で第8図のユニイテ
イゲインバツファアンプ出力線20から水平走査回路5
までを示す図である。図中20゜14.13,10,1
5,16,5,6,9゜18.19.S3.S4.S5
,0tJT1、0UT2は第8図と同じ符号である。5
1.51は第8図における出力バッファアンプ17を構
成するMOSトランジスタであり、50はドライバMO
8で例えばNMO8,51は負荷MO8で例えばPNO
3となっている。VB4は出力バッファアンプのバイア
ス端子で、ユニイテイゲインバツファアンプのバイアス
端子VB4と共通となっている。30はホールド容量デ
ィスチャージスイッチ、31はゲート電圧ホールド容量
、32は出力バッファアンプ活性化スイッチ、33はホ
ールド容量チャージスイッチで、例えばNMO8で構成
されており、出力バッファアンプ1個に対しそれぞれ1
個ずつ存在している(複数個ずつ設けるようにしてもよ
い)。
FIG. 4 shows still another embodiment of the present invention, in which the unity gain buffer amplifier output line 20 of FIG. 8 is connected to the horizontal scanning circuit 5.
FIG. 20°14.13,10,1 in the diagram
5,16,5,6,9゜18.19. S3. S4. S5
, 0tJT1, and 0UT2 have the same symbols as in FIG. 5
1.51 is a MOS transistor constituting the output buffer amplifier 17 in FIG. 8, and 50 is a driver MO.
8, for example, NMO8, 51 is a load MO8, for example, PNO
It is 3. VB4 is a bias terminal of the output buffer amplifier, and is shared with the bias terminal VB4 of the unity gain buffer amplifier. 30 is a hold capacitor discharge switch, 31 is a gate voltage hold capacitor, 32 is an output buffer amplifier activation switch, and 33 is a hold capacitor charge switch, which is composed of, for example, NMO8, and one each for one output buffer amplifier.
There are two or more of them (or more than one of them may be provided).

またn列のホールド容量ディスチャージスイッチ30の
ゲートはn+1列の水平走査線に接続しており、ホール
ド容量チャージスイッチ33のゲートは、n−1−列の
水平走査線に接続している。さらに出力バッファアンプ
活性化スイッチ32−1のゲートはすべて端子S5に接
続している。上記の構成は一例であり、この他にも種々
の構成、接続が存在する。以下本実施例の動作を説明す
る。
Further, the gate of the hold capacitor discharge switch 30 in the n column is connected to the horizontal scanning line in the n+1 column, and the gate of the hold capacitor charge switch 33 is connected to the horizontal scanning line in the n-1- column. Furthermore, all gates of the output buffer amplifier activation switch 32-1 are connected to the terminal S5. The above configuration is an example, and there are various other configurations and connections. The operation of this embodiment will be explained below.

(2]) 水平ブランキング期間に入ると、S5の電位が高くなり
出カバソファアンプ活性化スイッチ32−1がON状態
となる。これによって出カバソファアンプは、アンプ電
源線18からアンプグランド線1−9に電流が流れ、ア
ンプは活性化状態になる。この出力バンファアンプが活
性化された状態で第8図におけるメモリ容量13−1と
13−2にユニイテイゲインバツファアンプの直流出力
電圧が保持される動作が行なわれる。
(2]) When entering the horizontal blanking period, the potential of S5 becomes high and the output sofa amplifier activation switch 32-1 is turned on. As a result, current flows from the amplifier power supply line 18 to the amplifier ground line 1-9 in the output sofa amplifier, and the amplifier becomes activated. With this output buffer amplifier activated, an operation is performed in which the DC output voltage of the unity gain buffer amplifier is held in the memory capacitors 13-1 and 13-2 in FIG.

水平走査期間に入ると、各メモリ容量に保持されたユニ
イテイゲインバツファアンプの信号のある時と信号のな
い時の直流出力が順に読み出される動作が行なわれる。
When the horizontal scanning period begins, an operation is performed in which the DC outputs of the unity gain buffer amplifiers held in each memory capacity when there is a signal and when there is no signal are sequentially read out.

まず、S5の電位が低く(規準レベル)なり出力バッフ
ァアンプ活性化スイッチ32−1が0FFL、、全部の
出力バッファアンプは一旦非活性化状態となる。この後
、水平走査回路5により第1列の水平走査線が選択され
ると、第2列の出力バッファアンプのホールド容量チャ
ージスイッチ33のゲート電圧が高くなりスイッチ33
はON状態となる。またこの時ホールド容量ディスチャ
ージスイッチ30は第3列の水平走査線が選択されてい
ないためゲート電圧が規準レベルでありOF F状態と
なっている。この結果、出力バッファアンプ活性化スイ
ッチ32−2のゲー1〜はVoの電位となり、第2列の
出力バッファアンプは活性化状態となる。以上の動作と
同時に、第2列の水平スイッチ6−1と読み出しスイッ
チ15−1が0FFL、、メモリ容量13−1に保持さ
れた第2列の信号のない時のユニイテイゲインバツファ
アンプの直流出力電圧が端子OtJ T 1に表わされ
る。同様にして、第2列の水平走査線が選択されると第
3列の出力バッファアンプが活性状態になり、第3列の
メモリ容量13−1に保持された信号のない時のユニイ
テイゲインバツファアンプの直流出力電圧が端子OU 
’]” 1に表わされる。一方、第2列のスイッチ33
のゲート電圧はVoに保持されたままで出力バッファア
ンプは活性化されたままになっている。この状態で第2
列の水平スイッチ6−2と読み出しスイッチ]5−2が
OFF、メモリ容量1−3−2に保持された第2列の信
号のある時のユニイテイゲインバツファアンプの直流出
力電圧が端子OUT 2に表わされる。次に第3列の水
平走査線が選択されると、第4列と第3列で同様の動作
が行なわれる。更に第3列の水平走査線は第2列のホー
ルド容量ディスチャージスイッチ30のゲートに接続し
ているので、このスイッチがON状態となる。
First, the potential of S5 is low (reference level), the output buffer amplifier activation switch 32-1 is set to 0FFL, and all output buffer amplifiers are temporarily inactivated. Thereafter, when the horizontal scanning line in the first column is selected by the horizontal scanning circuit 5, the gate voltage of the hold capacitance charge switch 33 of the output buffer amplifier in the second column increases and the switch 33
is in the ON state. At this time, the hold capacitor discharge switch 30 is in the OFF state because the third horizontal scanning line is not selected, so the gate voltage is at the reference level. As a result, gates 1 to 1 of the output buffer amplifier activation switch 32-2 have the potential of Vo, and the output buffer amplifiers in the second column are activated. At the same time as the above operation, the horizontal switch 6-1 and readout switch 15-1 in the second column are set to 0FFL, and the unity gain buffer amplifier when there is no signal in the second column held in the memory capacity 13-1. The DC output voltage is represented at terminal OtJ T 1. Similarly, when the horizontal scanning line in the second column is selected, the output buffer amplifier in the third column is activated, and the unity gain when there is no signal held in the memory capacitor 13-1 in the third column is activated. The DC output voltage of the buffer amplifier is at the terminal OU.
']” 1. On the other hand, the switch 33 in the second row
The gate voltage remains at Vo, and the output buffer amplifier remains activated. In this state, the second
The DC output voltage of the unity gain buffer amplifier when column horizontal switch 6-2 and readout switch] 5-2 is OFF and there is a second column signal held in memory capacity 1-3-2 is the terminal OUT. 2. Next, when the third column of horizontal scanning lines is selected, similar operations are performed in the fourth and third columns. Further, since the horizontal scanning line in the third column is connected to the gate of the hold capacitor discharge switch 30 in the second column, this switch is turned on.

この時第2列のホールド容量チャージスイッチ33は第
1列の水平走査線がすでに非選択状態となっているため
OFF状態となっている。この結果、第2列の出力バッ
ファアンプ活性化スイッチ32−2のゲートは規準レベ
ルとなり、このスイッチはOFF状態となり、第2列の
出力バッファアンプはアンプ電源線1−8とアンプグラ
ンド線19の電流径路が切断され非活化性状態となる。
At this time, the hold capacitor charge switch 33 in the second column is in the OFF state because the horizontal scanning line in the first column is already in the non-selected state. As a result, the gate of the output buffer amplifier activation switch 32-2 in the second column becomes the reference level, this switch is turned off, and the output buffer amplifier in the second column is connected to the amplifier power line 1-8 and the amplifier ground line 19. The current path is cut and the state becomes inactive.

本実施例においては出力バッファアンプ活性化スイッチ
が各アンプの電流径路に直列に設けられ、水平走査線の
選択に同期し、n列が選択された時n+1列の出力バッ
ファアンプを活性化させ、n−1列の出カバソファアン
プを非活性化させる。
In this embodiment, an output buffer amplifier activation switch is provided in series with the current path of each amplifier, and is synchronized with the selection of the horizontal scanning line, and activates the output buffer amplifier of the n+1 column when the n column is selected. The output sofa amplifier of the n-1 column is deactivated.

この結果出力バッファアンプが活性化状態にあるのは、
水平走査の2クロック分となり低消費電力化を図ること
ができる。以上の実施例においては垂直方向の一画素の
信号を読み出す場合について示した。一方、単板カラー
固体撮像素子においては、解像度の高い高画質を実現す
る方法としてインターレス走査を行なう垂直2画−M読
み出し方式があり、この場合は第2の信号を保持する第
3のメモリ容量を必要とする。本発明においてこの71
式を実現するには、例えば水平走査線の選択に同期しn
列が選択された時n + 2列の出カバソファアンプを
活性化させ、n−1列の出力バッファアンプを非活性化
させるようにすればよい。この結果、出力バッファアン
プが活性状態にあるのは、水平走査の3クロック分とな
り低消費電力消費化を図ることができる。
As a result, the output buffer amplifier is activated because
This is equivalent to 2 clocks of horizontal scanning, and it is possible to reduce power consumption. In the above embodiments, the case where a signal of one pixel in the vertical direction is read out has been described. On the other hand, in single-chip color solid-state image sensors, there is a vertical 2-image-M readout method that performs interlace scanning as a method of achieving high resolution and high image quality. Requires capacity. In the present invention, this 71
To realize the formula, for example, n
When a column is selected, the output buffer amplifiers in the n+2 column are activated and the output buffer amplifiers in the n-1 column are inactivated. As a result, the output buffer amplifier is in the active state for three clocks of horizontal scanning, making it possible to reduce power consumption.

第5図は、本発明の更に別の実施例を示す図で第4図と
同様に第8図のユニイテイゲインバッファアンプ出力線
2oから水平走査回路5までを示す図である。図中20
.14,13,10,15゜1.6,5,6,9,18
,19,83.S4゜S5,0UTI、○U R2、V
H2は第8図と同じものであり、30,31,33.5
0は第4図と同じものである。52は出力バッファアン
プの負荷MO8であり、例えばNMO8で構成され、本
回路では同時に出力バッファアンプ活性化スイッチも兼
ねている。負荷MO8)−ランジスタ52−1のゲート
はS5の反転電圧により駆動される2つの反導電型スイ
ッチを介し、VH2あるいはVsに接続される。すなわ
ち例えばPMOSトランジスタ53を介してVH2に、
また例えばNMOSトランジスタ54を介して規準レベ
ルVsに接続される。以下本実施例の動作を説明する。
FIG. 5 is a diagram showing still another embodiment of the present invention, and similarly to FIG. 4, it is a diagram showing from the unity gain buffer amplifier output line 2o of FIG. 8 to the horizontal scanning circuit 5. 20 in the diagram
.. 14, 13, 10, 15° 1.6, 5, 6, 9, 18
, 19, 83. S4゜S5,0UTI,○U R2,V
H2 is the same as in Figure 8, 30, 31, 33.5
0 is the same as in FIG. Reference numeral 52 denotes a load MO8 of the output buffer amplifier, which is composed of, for example, an NMO8, and in this circuit also serves as an output buffer amplifier activation switch. Load MO8) - The gate of transistor 52-1 is connected to VH2 or Vs via two anti-conductivity type switches driven by the inverted voltage of S5. That is, for example, to VH2 via the PMOS transistor 53,
It is also connected to the reference level Vs via, for example, an NMOS transistor 54. The operation of this embodiment will be explained below.

水平ブランキング期間に入ると、S5の電位が高くなり
インバータ55の出力が低くなり負荷MO852−1の
ゲート電位はVH2となる。この結果、出力バッファア
ンプは活性化状態となる。
When entering the horizontal blanking period, the potential of S5 becomes high, the output of inverter 55 becomes low, and the gate potential of load MO852-1 becomes VH2. As a result, the output buffer amplifier becomes activated.

水平走査期間に入ると、S5の電位が低く (規準レベ
ル)なりインバータ55の出力は高くなるため負荷MO
352−1のゲート電位は規準レベルVsとなり全体の
出力バッファアンプは一旦非活性化状態となる。次に本
回路も第4図の場合と同じように水平走査線の選択に同
期し、n列が選択された時n + 1列の出力バッファ
アンプを活性化させ、n−1列の出力バッファアンプを
非活性化させるという一連の動作を行なう。この結果量
、 カバツファアンプが活性状態にあるのは水平走査の
2クロック分となり低消費電力化を図ることができる。
When the horizontal scanning period begins, the potential of S5 becomes low (reference level) and the output of inverter 55 becomes high, so that the load MO
The gate potential of the circuit 352-1 becomes the reference level Vs, and the entire output buffer amplifier is temporarily inactivated. Next, this circuit also synchronizes with the selection of horizontal scanning lines as in the case of Fig. 4, and when column n is selected, the output buffer amplifier of column n+1 is activated, and the output buffer amplifier of column n-1 is activated. A series of operations is performed to deactivate the amplifier. As a result, the cover amplifier is active for two clocks of horizontal scanning, allowing for lower power consumption.

本実施例の特長は、出力バッファアンプの負荷MO8を
出力バッファアンプ活性化スイッチに用いていることで
あり、第4図に比べ構成要素のMOSトランジスタの数
が少なく、トランジスタの発生する雑音及びトランジス
タ内部の電圧降下の影響も少ない利点がある。
The feature of this embodiment is that the load MO8 of the output buffer amplifier is used as the output buffer amplifier activation switch, and the number of component MOS transistors is smaller than that in FIG. It has the advantage of being less affected by internal voltage drops.

第6図は、本発明の更に別の実施例を示す図で第4図、
第5図と同様に第8図のユニイテイゲインバツファアン
プ出力線20から水平走査回路5までを示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing still another embodiment of the present invention, and FIG.
9 is a diagram showing from the unity gain buffer amplifier output line 20 of FIG. 8 to the horizontal scanning circuit 5 similarly to FIG. 5. FIG.

図中20.1.4,13゜10.15,16,5,6,
9,18,19゜S3.S4.S5,0UTI、0UT
2.VH2は第8図と同じものであり、50,3]は第
4図と同じものである。30はホールド容量ディスチャ
ージスイッチで例えばNMO8で構成され、30−1の
ゲートはすべて端子S6に接続されている。
In the figure 20.1.4, 13°10.15, 16, 5, 6,
9, 18, 19°S3. S4. S5,0UTI,0UT
2. VH2 is the same as in FIG. 8, and 50,3] is the same as in FIG. Reference numeral 30 denotes a hold capacitor discharge switch, which is composed of, for example, NMO8, and all gates of 30-1 are connected to terminal S6.

33はホール1〜容量チヤージスイツチで例えばNMO
8で構成され、33−2のゲートはすべて端子S5に接
続されている。52は出力バッファアンプ負荷MO8で
あり、例えばNMO8で構成されている。以下本実施例
の動作を説明する。
33 is the hole 1~capacity charge switch, for example NMO
8, and all gates of 33-2 are connected to terminal S5. Reference numeral 52 denotes an output buffer amplifier load MO8, which is composed of, for example, an NMO8. The operation of this embodiment will be explained below.

水平ブランキング期間に入ると85の電位が高くなりホ
ールド容量チャージスイッチ33−2がON状態となる
ため、出カバソファアンプ負荷MO852のグー1〜電
位はVH2となる。この結果、出力バンファアンプは活
性化状態となる。
When entering the horizontal blanking period, the potential of 85 becomes high and the hold capacitor charge switch 33-2 is turned on, so that the potential of output sofa amplifier load MO852 becomes VH2. As a result, the output buffer amplifier becomes activated.

水平走査期間に入ると、S5の電位が低く(規準レベル
)なりホールド容量チャージスイッチはOFFする。こ
の時出力バッファアンプ負荷MO352のゲート電位は
、ゲート電圧ホールト容量31でVH2に保持されてい
るため、出力バッファアンプは活性化状態にある。続い
て、S6の電位が高くなり、ホールド容量ディスチャー
ジスイッチ3o−1がONし、出力バッファアンプ負荷
MO352のゲート電位が規準レベルになるため、出力
バッファアンプ負荷MO8はOFFする。この結果、出
力バンファアンプは非活性化状態になる。次に86の電
位が低くなりホールド容量ディスチャージスイッチ30
−1が0FFL、た後、水平走査回路の動作が開始され
る。これ以後の動作は、第4図の場合と同じように、水
平走査線の選択に同期し、n列が選択された時n+1列
の出力バッファアンプを活性化させ、n −1列の出力
バッファアンプを非活性化させるという一連の動作を行
なう。この結果、出力バッファアンプが活性状態にある
のは水平走査の2タロツク分となり低消費電力化が図れ
る。なおホールド容量ディスチャージスイッチ30−1
−は、水平走査回路を動作させる前に一旦出力バツファ
アンプを非活性化させるために設けたスイッチであり、
S6に印加するパルスのタイミングはS5が低くなって
から第1列の水平走査線が選択されるまでの間に1回発
生させる。本実施例の特長は、出カバソファアンプの電
流径路に直列にスイッチを追加していないため、水平ブ
ランキング期間と水平走査期間の出力バッファアンプの
電流径路は同じとなり、全期間を通して出力バッファア
ンプの特性を一定に保てるという利点がある。
When the horizontal scanning period begins, the potential of S5 becomes low (reference level) and the hold capacitor charge switch is turned off. At this time, the gate potential of the output buffer amplifier load MO352 is held at VH2 by the gate voltage halt capacitor 31, so the output buffer amplifier is in an activated state. Subsequently, the potential of S6 becomes high, the hold capacitor discharge switch 3o-1 is turned on, and the gate potential of the output buffer amplifier load MO352 becomes the reference level, so the output buffer amplifier load MO8 is turned off. As a result, the output buffer amplifier becomes inactive. Next, the potential of 86 becomes low and the hold capacitor discharge switch 30
After -1 reaches 0FFL, the operation of the horizontal scanning circuit is started. The subsequent operation is similar to the case of FIG. 4, in synchronization with the selection of the horizontal scanning line, when column n is selected, the output buffer amplifier of column n+1 is activated, and the output buffer amplifier of column n-1 is activated. A series of operations is performed to deactivate the amplifier. As a result, the output buffer amplifier is in the active state for two tallocks of horizontal scanning, and power consumption can be reduced. In addition, hold capacitance discharge switch 30-1
- is a switch provided to temporarily deactivate the output buffer amplifier before operating the horizontal scanning circuit;
The pulse applied to S6 is generated once from when S5 becomes low until the first horizontal scanning line is selected. The feature of this embodiment is that since no switch is added in series to the current path of the output buffer amplifier, the current path of the output buffer amplifier is the same during the horizontal blanking period and the horizontal scanning period, and the output buffer amplifier is It has the advantage of keeping the characteristics constant.

以上第1図から第6図を用いて、本発明回路の実施例の
動作を説明したが、固体撮像素子全体の回路を構成する
場合、第1図から第3図と第4図から第6図の組合せは
、どのようにしても同じ効果が得られ、低消費電力化を
図ることができる。
The operation of the embodiment of the circuit of the present invention has been explained above using FIGS. 1 to 6. However, when configuring the entire circuit of a solid-state image sensor, The same effect can be obtained no matter how the combinations shown in the figure are used, and lower power consumption can be achieved.

また、上記の実施例はMO8型撮像素子を例にとり説明
してきたが、本発明はCID型撮像素子((、harg
e Injectj、on見evice)、或いはバイ
ポーラトランジスタ、接合型型効果トランジスタ、ST
]’(静電誘導型トランジスタ)等により構成した撮像
素子に上記の実施例と同様の形で適用することができる
ことは言うまでもない。
Furthermore, although the above embodiment has been explained using an MO8 type image sensor as an example, the present invention is applicable to a CID type image sensor ((, harg
e Injectj, on-view device), or bipolar transistor, junction type effect transistor, ST
It goes without saying that the present invention can be applied in the same manner as the above-described embodiment to an image sensor configured with a static induction transistor (electrostatic induction transistor) or the like.

前置増幅回路、ユニイテイゲインバツファアンプ、出力
バツファアンプが、1個あたり単位時間内に消費する電
力をそれぞれP a 、 P b 、 P cとする。
Let P a , P b , and P c be the power consumed by each preamplifier circuit, unity gain buffer amplifier, and output buffer amplifier within a unit time, respectively.

また水平ブランキング期間を81.水平走査期間をH2
とし、Ht +82を水平動作の1サイクルとすると、
]サイクル間に3つのアンプが連続して動作状態にあっ
た場合、3つのアンプ1個ずつ1組で消費する電力Pは
次式(1)で表わされる。
Also, the horizontal blanking period is set to 81. Set the horizontal scanning period to H2
If Ht +82 is one cycle of horizontal operation,
] When three amplifiers are in continuous operation between cycles, the power P consumed by each set of three amplifiers is expressed by the following equation (1).

P=  (H1+H2,)  Pa+  (HI+T−
12,)  Ph+  (ト1x+Hz)  Pc  
  −(])上上記電流回路開閉段は、前置増幅回路と
ユニイテイゲインバツファアンプについては、T−I 
+で電流径路を閉じ、H2で電流径路を開く。この結果
、H2における消費電力はOとなり、消費電力Pは次式
(2)のP′に低減することができる。
P= (H1+H2,) Pa+ (HI+T-
12,) Ph+ (t1x+Hz) Pc
-(]) The above current circuit opening/closing stage is T-I for the preamplifier circuit and unity gain buffer amplifier.
Close the current path with + and open the current path with H2. As a result, the power consumption in H2 becomes O, and the power consumption P can be reduced to P' in the following equation (2).

P’ =HIPa+HJ、Pb+(Hz+Hz)Pc 
 −42)また、」二記電流回路開閉手段は、出力バッ
ファアンプにおいては、n列の水平走査線が選択されて
いる時間tに同期し、n列とη+1列の出力バッファア
ンプのみが動作するように働く。この結果、水平走査期
間H2で出力バッファアンプ]−個あたりが消費する電
力は2tPc となり、水平動作1サイクルに消費する
電力は、次式(3)のP’に低減できる。
P' = HIPa + HJ, Pb + (Hz + Hz) Pc
-42) In addition, in the output buffer amplifier, the current circuit opening/closing means described in "2" operates in synchronization with the time t when the horizontal scanning line of the n column is selected, and only the output buffer amplifiers of the n column and the η+1 column operate. work like that. As a result, the power consumed per output buffer amplifier in the horizontal scanning period H2 becomes 2tPc, and the power consumed in one cycle of horizontal operation can be reduced to P' in the following equation (3).

P” =HIPA+HIPb+(H1+2t)Pc  
(:()ここでNTSC方式では、水平動作の1サイク
ル時間T(s + H2は63.5マイクロ秒であり、
従来の実施例の動作条件H1−9マイクロ秒、H2=5
4.5マイクロ秒t−数十ナノ秒で動作させたとして本
発明の効果を比較してみると、従来の技術では消費電力
Pは P ” 63 、5 P a + 63 、5 P b
 + 63 、5 P cとなり、本発明適用後の消*
電力p rrはP”= 9 Pa+ 9 Pl、+ (
9+ 2 t) Pcとなるため、本実施例によれば消
費電力を約7分の1に低減できる。
P”=HIPA+HIPb+(H1+2t)Pc
(:()Here, in the NTSC system, one cycle time of horizontal operation T(s + H2 is 63.5 microseconds,
Operating conditions of conventional embodiment: H1-9 microseconds, H2=5
Comparing the effects of the present invention when operating at 4.5 microseconds t - several tens of nanoseconds, the power consumption P in the conventional technology is P''63, 5 P a + 63, 5 P b
+ 63, 5 Pc, and after applying the present invention *
The power p rr is P”= 9 Pa+ 9 Pl, + (
9+2t) Pc, so according to this embodiment, power consumption can be reduced to about one-seventh.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、装置全体の消費電力を低減することが
できるという効果がある。
According to the present invention, there is an effect that the power consumption of the entire device can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明による固体撮像装置の前置増幅器からユ
ニイテイケインバツファアンプ出力線までの実施例を示
す回路構成図、第2図は本発明による固体撮像装置の他
の実施例を示す回路構成図、第3図は本発明による固体
撮像装置のさらに別の実施例を示す回路構成図、第4図
は本発明による固体撮像装置のユニイテイゲインバツフ
ァアンプ出力線から水平走査回路までの実施例を示す回
路構成図、第5図は本発明による固体撮像装置の他の実
施例を示す回路構成図、第6図は本発明による固体撮像
装置のさらに別の実施例を示す回路構成図、第7図及び
第8図は従来の固体撮像装置の回路構成図、第9図は第
8図の素子の駆動パルスタイミングを示す図である。 1・・・光電波変換素子、2・・垂直走査回路、3・垂
直ゲート線、4・・垂直スイッチ、5・・水平走査回路
、6・・水平スイッチ、7・・外部増幅器、8・・垂直
信号線、9・・水平信号線、]O・・・水平走査線、」
2・・・ユニイテイゲインバツファアンプ、13・・メ
モリ容量、14 サンプルホールドスイッチ、]5・信
号読み出しスイッチ、16・・オフセラ1〜キヤンセル
スイツチ、17・出力バッファアンプ。
FIG. 1 is a circuit configuration diagram showing an embodiment of a solid-state imaging device according to the present invention from a preamplifier to a unitary-key buffer amplifier output line, and FIG. 2 shows another embodiment of a solid-state imaging device according to the present invention. 3 is a circuit diagram showing still another embodiment of the solid-state imaging device according to the present invention, and FIG. 4 is a diagram showing the solid-state imaging device according to the present invention from the unity gain buffer amplifier output line to the horizontal scanning circuit. FIG. 5 is a circuit diagram showing another embodiment of the solid-state imaging device according to the present invention, and FIG. 6 is a circuit diagram showing still another embodiment of the solid-state imaging device according to the present invention. 7 and 8 are circuit configuration diagrams of a conventional solid-state imaging device, and FIG. 9 is a diagram showing drive pulse timing of the element in FIG. 8. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Photoelectric wave conversion element, 2... Vertical scanning circuit, 3... Vertical gate line, 4... Vertical switch, 5... Horizontal scanning circuit, 6... Horizontal switch, 7... External amplifier, 8... Vertical signal line, 9...Horizontal signal line, ]O...Horizontal scanning line,
2... Unity gain buffer amplifier, 13... Memory capacity, 14 Sample hold switch, 5. Signal readout switch, 16. Off cell 1 to cancel switch, 17. Output buffer amplifier.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1、同一半導体基板上に、2次元状に配列された光電変
換素子と、この光電変換素子を選択するための垂直走査
回路ならびに水平走査回路と上記光電変換素子の信号を
読出す複数の信号線とからなる固体撮像装置において、
上記信号線ごとに設けられた増幅器により、上記信号線
の電位変動を検知増幅した出力を上記水平走査回路によ
り順次選択し読み出す際に、上記増幅器に活性化状態と
非活性化状態とを選択する手段を設けたことを特徴とす
る固体撮像装置。
1. Photoelectric conversion elements arranged two-dimensionally on the same semiconductor substrate, a vertical scanning circuit and a horizontal scanning circuit for selecting the photoelectric conversion elements, and a plurality of signal lines for reading signals from the photoelectric conversion elements. In a solid-state imaging device consisting of
An amplifier provided for each signal line detects and amplifies potential fluctuations of the signal line, and when the amplified outputs are sequentially selected and read out by the horizontal scanning circuit, an activated state or a non-activated state is selected for the amplifier. A solid-state imaging device characterized by being provided with means.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005217771A (en) * 2004-01-29 2005-08-11 Canon Inc Image pickup device
JP2008042224A (en) * 2006-08-01 2008-02-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd Solid-state imaging device and imaging device
JP2008060708A (en) * 2006-08-29 2008-03-13 Matsushita Electric Ind Co Ltd Solid-state imaging device and imaging device using the same
JP2009273148A (en) * 2009-08-17 2009-11-19 Canon Inc Image pick-up device
US8427558B2 (en) 2000-02-29 2013-04-23 Canon Kabushiki Kaisha Image pickup apparatus

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8427558B2 (en) 2000-02-29 2013-04-23 Canon Kabushiki Kaisha Image pickup apparatus
JP2005217771A (en) * 2004-01-29 2005-08-11 Canon Inc Image pickup device
US7893978B2 (en) 2004-01-29 2011-02-22 Canon Kabushiki Kaisha Image capture device having amplification circuit for amplifying signal from photoelectric conversion portion
JP2008042224A (en) * 2006-08-01 2008-02-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd Solid-state imaging device and imaging device
JP2008060708A (en) * 2006-08-29 2008-03-13 Matsushita Electric Ind Co Ltd Solid-state imaging device and imaging device using the same
JP2009273148A (en) * 2009-08-17 2009-11-19 Canon Inc Image pick-up device

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