JP2001094877A - Solid-state image pickup device - Google Patents

Solid-state image pickup device

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JP2001094877A
JP2001094877A JP27258499A JP27258499A JP2001094877A JP 2001094877 A JP2001094877 A JP 2001094877A JP 27258499 A JP27258499 A JP 27258499A JP 27258499 A JP27258499 A JP 27258499A JP 2001094877 A JP2001094877 A JP 2001094877A
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JP
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mos transistor
electrode
transistor
pixel
solid
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JP27258499A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshio Hagiwara
義雄 萩原
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Minolta Co Ltd
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Minolta Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a solid-state image pickup device capable of highly accurately picking up the image of a subject in a wide luminance range from a high luminance area up to a low luminance area and having high responsiveness capable of quickly resetting each pixel to an original state even in the low luminance area. SOLUTION: In the case of allowing each pixel to execute image pickup operation, a signal ϕVPS to be applied to the source of a MOS transistor(TR) T1 is set up as 1st voltage, a MOS TR T3 is turned off and the MOS TR T1 is driven in a subthreshold area. In the case of allowing each pixel to execute reset operation, the signal ϕVPS to be applied to the MOS TR T1 is set up as 2nd voltage, the MOS TR T3 is turned on and a constant current is allowed to flow from a constant current source 9 into the MOS TR T1. Since the drain current of the MOS TR T3 is determined by a current flowing from the constant current source 9, the gate voltage of the MOS TR T1 is reset so as to be a value corresponding to the drain current.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は固体撮像装置に関す
るものであり、特に複数の画素を備えた固体撮像装置に
関する。
The present invention relates to a solid-state imaging device, and more particularly to a solid-state imaging device having a plurality of pixels.

【0002】[0002]

【従来の技術】固体撮像装置は、小型、軽量で低消費電
力であるのみならず、画像歪や焼き付きが無く、振動や
磁界などの環境条件に強い。又、LSI(Large Scale
Integrated circuit)と共通の工程又は類似の工程で製
造できるので、信頼性が高く、量産にも適している。こ
のため、ライン状に画素が配された固体撮像装置がファ
クシミリやフラットベッドスキャナに、マトリクス状に
画素が配された固体撮像装置がビデオカメラやデジタル
カメラなどに幅広く使用されている。ところで、このよ
うな固体撮像装置は光電変換素子で発生した光電荷を読
み出す(取り出す)手段によってCCD型とMOS型に
大きく分けられる。CCD型は光電荷をポテンシャルの
井戸に蓄積しつつ、転送するようになっており、ダイナ
ミックレンジが狭いという欠点がある。一方、MOS型
はフォトダイオードのpn接合容量に蓄積した電荷をM
OSトランジスタを通して読み出すようになっている。
2. Description of the Related Art Solid-state imaging devices are not only compact, lightweight and low power consumption, are free from image distortion and image sticking, and are resistant to environmental conditions such as vibration and magnetic fields. LSI (Large Scale)
Since it can be manufactured by a process common to or similar to that of an integrated circuit, it has high reliability and is suitable for mass production. For this reason, solid-state imaging devices having pixels arranged in a line are widely used in facsimile and flatbed scanners, and solid-state imaging devices having pixels arranged in a matrix are widely used in video cameras, digital cameras, and the like. By the way, such a solid-state imaging device is roughly classified into a CCD type and a MOS type by means for reading out (extracting) photocharges generated by a photoelectric conversion element. The CCD type has a drawback that the dynamic range is narrow because the photoelectric charge is transferred while being accumulated in the potential well. On the other hand, the MOS type uses the charge accumulated in the pn junction capacitance of the photodiode as M
Reading is performed through an OS transistor.

【0003】ここで、従来のMOS型固体撮像装置の1
画素当りの構成を図33に示し説明する。同図におい
て、PDはフォトダイオードであり、そのカソードがM
OSトランジスタT1のゲートとMOSトランジスタT
2のドレインに接続されている。MOSトランジスタT
1のソースはMOSトランジスタT3のドレインに接続
され、MOSトランジスタT3のソースは出力信号線V
outへ接続されている。又、MOSトランジスタT1の
ドレイン及びMOSトランジスタT2のソースには直流
電圧VPDが印加され、フォトダイオードのアノードには
直流電圧VPSが印加されている。
Here, one of the conventional MOS-type solid-state imaging devices is described.
The configuration per pixel will be described with reference to FIG. In the figure, PD is a photodiode whose cathode is M
The gate of the OS transistor T1 and the MOS transistor T
2 drain. MOS transistor T
1 is connected to the drain of the MOS transistor T3, and the source of the MOS transistor T3 is connected to the output signal line V3.
connected to out. The DC voltage VPD is applied to the drain of the MOS transistor T1 and the source of the MOS transistor T2, and the DC voltage VPS is applied to the anode of the photodiode.

【0004】フォトダイオードPDに光が入射すると、
光電荷が発生し、その電荷はMOSトランジスタT1の
ゲートに蓄積される。ここで、MOSトランジスタT3
のゲートにパルスφVを与えてMOSトランジスタT3
をONすると、MOSトランジスタT1のゲートの電荷
に比例した電流がMOSトランジスタT1、T3を通っ
て出力信号線Voutへ導出される。このようにして入射
光量に比例した出力電流を読み出すことができる。信号
読み出し後はMOSトランジスタT3をOFFにすると
ともに、MOSトランジスタT2のゲートに信号φRS
を与えてMOSトランジスタT2をONすることでMO
SトランジスタT1のゲート電圧を初期化させることが
できる。
When light enters the photodiode PD,
Photocharge is generated, and the charge is stored in the gate of the MOS transistor T1. Here, the MOS transistor T3
Pulse φV to the gate of the MOS transistor T3
Is turned on, a current proportional to the electric charge of the gate of the MOS transistor T1 is led to the output signal line Vout through the MOS transistors T1 and T3. In this way, an output current proportional to the amount of incident light can be read. After reading the signal, the MOS transistor T3 is turned off and the signal φRS is applied to the gate of the MOS transistor T2.
And turning on the MOS transistor T2,
The gate voltage of the S transistor T1 can be initialized.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】このように、従来のM
OS型の固体撮像装置は各画素においてフォトダイオー
ドで発生しMOSトランジスタのゲートに蓄積された光
電荷をそのまま読み出すものであったからダイナミック
レンジが狭く、そのため露光量を精密に制御しなければ
ならず、しかも露光量を精密に制御しても暗い部分が黒
くつぶれたり、明るい部分が飽和したりしていた。一
方、本出願人は、入射した光量に応じた光電流を発生し
うる感光手段と、光電流を入力するMOSトランジスタ
と、このMOSトランジスタをサブスレッショルド電流
が流れうる状態にバイアスするバイアス手段とを備え、
光電流を対数変換するようにした固体撮像装置を提案し
た(特開平3−192764号公報参照)。このような
固体撮像装置は、広いダイナミックレンジを有している
ものの、画素毎に設けられたMOSトランジスタの閾値
特性が異なることがあり、画素毎に感度が異なる場合が
ある。よって、予め輝度が一様な明るい光(一様光)を
照射することによって得られた出力を、被写体の撮像時
の各画素の出力を補正する補正データとして保持するな
どの対策が必要である。
As described above, the conventional M
The OS-type solid-state imaging device reads out the photocharge generated by the photodiode in each pixel and stored in the gate of the MOS transistor as it is, so the dynamic range is narrow, and therefore, the exposure amount must be precisely controlled. In addition, even if the exposure amount is precisely controlled, dark portions are blackened and bright portions are saturated. On the other hand, the present applicant has disclosed a photosensitive means capable of generating a photocurrent corresponding to the amount of incident light, a MOS transistor for inputting the photocurrent, and a bias means for biasing the MOS transistor to a state in which a subthreshold current can flow. Prepared,
A solid-state imaging device that converts the photocurrent into a logarithm has been proposed (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-192664). Although such a solid-state imaging device has a wide dynamic range, the threshold characteristics of MOS transistors provided for each pixel may be different, and the sensitivity may be different for each pixel. Therefore, it is necessary to take measures such as holding the output obtained by previously irradiating bright light (uniform light) having a uniform luminance as correction data for correcting the output of each pixel when the subject is imaged. .

【0006】しかしながら、操作者が外部光源を用いて
各画素を照射するのは煩雑であったり、又、うまく一様
に露光できないなどの問題がある。又、一様光の照射機
構を撮像装置に設けると撮像装置の構成が複雑になった
り大型化するという問題があった。そこで本発明者ら
は、このような問題点を解決すべく、予め一様光を照射
することなく各画素の感度バラツキをうち消すことがで
きる回路構成について種々検討を行っている。本発明は
このような点に鑑みなされたものであって、予め一様光
を照射することなく、被写体の撮像時における各画素の
出力を補正する補正データを正確に得ることができる固
体撮像装置を提供することを目的とする。又、本発明の
他の目的は、各画素のゲート部表面ポテンシャルをほぼ
同一の状態とする事によって、各画素の感度のバラツキ
を抑制した固体撮像装置を提供することである。
However, there are problems that it is complicated for the operator to irradiate each pixel using an external light source, and that the exposure cannot be uniformly performed well. Further, when the uniform light irradiation mechanism is provided in the imaging device, there is a problem that the configuration of the imaging device becomes complicated or large. In order to solve such a problem, the inventors of the present invention have made various studies on a circuit configuration that can eliminate the variation in sensitivity of each pixel without previously irradiating uniform light. The present invention has been made in view of such a point, and a solid-state imaging device capable of accurately obtaining correction data for correcting an output of each pixel at the time of imaging a subject without previously irradiating uniform light. The purpose is to provide. It is another object of the present invention to provide a solid-state imaging device in which the variation in sensitivity of each pixel is suppressed by setting the gate portion surface potential of each pixel to be substantially the same.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め請求項1に記載の固体撮像装置は、入射した光量に応
じた電気信号を発生する感光素子と該感光素子に第1電
極が接続されたトランジスタを有するとともに該トラン
ジスタをサブスレッショルド領域で動作させて前記電気
信号を自然対数的に変換する光電変換手段と、該光電変
換手段の出力信号を出力信号線へ導出する導出路とを備
えた固体撮像装置において、前記トランジスタの第1電
極と制御電極とを前記感光素子に接続し、定電流源を設
け、前記定電流源より前記トランジスタに電流を流し
て、前記トランジスタの制御電極の電圧を前記トランジ
スタに対応した所定の電圧値にすることによってリセッ
ト動作を行うことを特徴とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a solid-state imaging device, comprising: a photosensitive element for generating an electric signal corresponding to an amount of incident light; and a first electrode connected to the photosensitive element. A photoelectric conversion unit having a transistor that is operated and operating the transistor in a sub-threshold region to convert the electrical signal into a natural logarithm, and a derivation path that leads an output signal of the photoelectric conversion unit to an output signal line. In the solid-state imaging device, a first electrode and a control electrode of the transistor are connected to the photosensitive element, a constant current source is provided, a current flows from the constant current source to the transistor, and a voltage of a control electrode of the transistor is controlled. Is set to a predetermined voltage value corresponding to the transistor to perform a reset operation.

【0008】このような固体撮像装置において、請求項
2に記載するように、前記トランジスタの第1電極と前
記定電流源の間に第1スイッチ手段を設けることによっ
て、撮像動作を行うときは、前記第1スイッチ手段をO
FFにするとともに前記トランジスタをサブスレッショ
ルド領域で動作させ、又、リセット動作を行うときは、
前記第1スイッチ手段をONにするとともに前記トラン
ジスタに定電流源から電流を流して導通状態にする。
In such a solid-state imaging device, when an imaging operation is performed by providing first switching means between the first electrode of the transistor and the constant current source, The first switch means
When the transistor is operated in the sub-threshold region while the FF is set, and the reset operation is performed,
The first switch means is turned on, and a current flows from the constant current source to the transistor to make it conductive.

【0009】更に、請求項3に記載するように、前記感
光素子と前記トランジスタの第1電極との間に第2スイ
ッチ手段を備え、撮像動作を行うときは、前記第2スイ
ッチ手段をONにするとともに前記トランジスタをサブ
スレッショルド領域で動作させ、又、リセット動作を行
うときは、前記第2スイッチ手段をOFFにするととも
に前記トランジスタを導通状態にするような固体撮像装
置としても良い。
Further, as set forth in claim 3, a second switch means is provided between the photosensitive element and the first electrode of the transistor, and the second switch means is turned on when performing an imaging operation. In addition, the solid-state imaging device may be configured such that the transistor is operated in a sub-threshold region, and when performing a reset operation, the second switch is turned off and the transistor is turned on.

【0010】請求項3に記載するような固体撮像装置
は、例えば、ビデオームービーなどの撮像装置のように
撮像動作とリセット動作を繰り返し行うことで、動画を
撮像する場合、感光素子に光が入射された状態でも、第
2スイッチ手段をOFFにすることによって、光電変換
手段をリセットすることができる。
In the solid-state image pickup device according to the third aspect, for example, when a moving image is picked up, light is incident on a photosensitive element by repeatedly performing an image pickup operation and a reset operation like an image pickup device for a video-movie or the like. In this state, the photoelectric conversion means can be reset by turning off the second switch means.

【0011】請求項4に記載の固体撮像装置は、入射し
た光量に対して自然対数的に変換した出力信号を発生す
る光電変換手段と、該光電変換手段の出力信号を出力信
号線へ導出する導出路とを備えた複数の画素を有する固
体撮像装置において、前記光電変換手段が、第1電極に
直流電圧が印加された光電変換素子と、第1電極と第2
電極と制御電極とを備え、第1電極及び制御電極が前記
光電変換素子の第2電極に接続された第1トランジスタ
と、第1電極と第2電極と制御電極とを備え、第1電極
に直流電圧が印加されるとともに制御電極が前記第1ト
ランジスタの第1電極及び制御電極に接続され、第2電
極から電気信号を出力する第2トランジスタと、前記第
1トランジスタに定電流を流す定電流源と、前記定電流
源と前記第1トランジスタの第1電極及び制御電極の接
続ノードとの間に接続された第1スイッチとを有し、前
記各画素が撮像動作を行うときは、前記第1スイッチを
OFFにし、前記各画素をリセットするとき、前記第1
スイッチをONにすることを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a solid-state imaging device which generates an output signal obtained by natural logarithmically converting an incident light amount, and derives an output signal of the photoelectric conversion unit to an output signal line. In a solid-state imaging device having a plurality of pixels including a lead-out path, the photoelectric conversion unit includes: a photoelectric conversion element in which a DC voltage is applied to a first electrode;
An electrode and a control electrode; a first transistor in which the first electrode and the control electrode are connected to a second electrode of the photoelectric conversion element; and a first electrode, a second electrode, and a control electrode. A second transistor to which a DC voltage is applied and a control electrode is connected to the first electrode and the control electrode of the first transistor to output an electric signal from a second electrode; and a constant current for flowing a constant current to the first transistor And a first switch connected between the constant current source and a connection node between the first electrode and the control electrode of the first transistor. When each pixel performs an imaging operation, the first switch is connected to the first switch. 1 When the switch is turned off and the pixels are reset, the first
The switch is turned on.

【0012】このような固体撮像装置において、請求項
5に記載するように、前記第1トランジスタの制御電極
及び第1電極の接続ノードと前記光電変換素子の第2電
極との間に接続される第2スイッチを設けて、前記各画
素が撮像動作を行うときは、前記第2スイッチをONに
し、又、前記各画素がリセット動作を行うときは、前記
第2スイッチをOFFにするような構成にしても良い。
又、請求項6に記載するように、前記光電変換素子の第
1電極に一端が接続されるとともに他端に直流電圧が印
加される第2スイッチを有し、前記各画素が撮像動作を
行うときは、前記第2スイッチをONにし、又、前記各
画素がリセット動作を行うときは、前記第2スイッチを
OFFにするような構成にしても良い。
In such a solid-state imaging device, the solid-state imaging device is connected between a connection node between the control electrode and the first electrode of the first transistor and a second electrode of the photoelectric conversion element. A configuration in which a second switch is provided to turn on the second switch when each pixel performs an imaging operation, and to turn off the second switch when each pixel performs a reset operation. You may do it.
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a second switch having one end connected to the first electrode of the photoelectric conversion element and a DC voltage applied to the other end, and each of the pixels performs an imaging operation. At this time, the configuration may be such that the second switch is turned on, and when each pixel performs a reset operation, the second switch is turned off.

【0013】このような固体撮像装置において、請求項
7に記載するように、前記第2スイッチをトランジスタ
としても良い。又、請求項8に記載するように、前記第
1スイッチをトランジスタとしても良い。
In such a solid-state imaging device, the second switch may be a transistor. Further, the first switch may be a transistor.

【0014】請求項9に記載の固体撮像装置は、請求項
4〜8のいずれかに記載の固体撮像装置において、前記
画素がマトリクス状に配設されることを特徴とする。
According to a ninth aspect of the present invention, in the solid-state imaging device according to any one of the fourth to eighth aspects, the pixels are arranged in a matrix.

【0015】請求項10に記載の固体撮像装置は、画素
をマトリクス状に配してなる二次元の固体撮像装置にお
いて、各画素が、フォトダイオードと、該フォトダイオ
ードの一方の電極に第1電極及びゲート電極が接続され
た第1MOSトランジスタと、前記第1MOSトランジ
スタの第1電極及びゲート電極にゲート電極が接続され
た第2MOSトランジスタと、定電流源と、前記第1M
OSトランジスタの第1電極及びゲート電極に第2電極
が接続されるとともに、第1電極に前記定電流源が接続
された第3MOSトランジスタとを有し、前記画素に撮
像動作をさせるときは、前記フォトダイオードから出力
される電気信号を自然対数的に変換するように、前記第
3MOSトランジスタをOFFにして、前記第1MOS
トランジスタを閾値以下のサブスレッショルド領域で動
作させ、前記画素のリセットを行うときに、前記第3M
OSトランジスタをONにして、前記第1MOSトラン
ジスタに定電流を流して、前記第1MOSトランジスタ
のゲート電極を前記第1MOSトランジスタに対応した
所定の電圧値にリセットすることを特徴とする。
According to a tenth aspect of the present invention, in the two-dimensional solid-state imaging device having pixels arranged in a matrix, each pixel includes a photodiode and a first electrode provided on one electrode of the photodiode. A first MOS transistor having a gate electrode connected to the first MOS transistor; a second MOS transistor having a gate electrode connected to the first electrode and the gate electrode of the first MOS transistor; a constant current source;
A second electrode connected to the first electrode and the gate electrode of the OS transistor, and a third MOS transistor having the first electrode connected to the constant current source. The third MOS transistor is turned off to convert the electric signal output from the photodiode into a natural logarithm, and the first MOS transistor is turned off.
When the transistor is operated in a sub-threshold region equal to or less than the threshold value and the pixel is reset, the third M
An OS transistor is turned on, a constant current flows through the first MOS transistor, and a gate electrode of the first MOS transistor is reset to a predetermined voltage value corresponding to the first MOS transistor.

【0016】請求項11に記載の固体撮像装置は、請求
項10に記載の固体撮像装置において、前記フォトダイ
オードと前記第1MOSトランジスタとの間に設けら
れ、前記フォトダイオードの第2電極に第1電極が接続
されるとともに、前記第1MOSトランジスタの第1電
極及びゲート電極の接続ノードに第2電極が接続された
第4MOSトランジスタを有し、前記画素に撮像動作を
させるときは、前記フォトダイオードから出力される電
気信号を自然対数的に変換するように、前記第3MOS
トランジスタをOFFにするとともに前記第4MOSト
ランジスタをONにして、前記第1MOSトランジスタ
を閾値以下のサブスレッショルド領域で動作させ、前記
画素のリセットを行うときに、前記第4MOSトランジ
スタをOFFにするとともに前記第3MOSトランジス
タをONにして、前記第1MOSトランジスタに定電流
を流して、前記第1MOSトランジスタのゲート電極を
前記第1MOSトランジスタに対応した所定の電圧値に
リセットすることを特徴とする。
According to a eleventh aspect of the present invention, in the solid-state imaging device according to the tenth aspect, the solid-state imaging device is provided between the photodiode and the first MOS transistor, and a first electrode is provided on a second electrode of the photodiode. An electrode is connected, and a fourth MOS transistor having a second electrode connected to a connection node between the first electrode and the gate electrode of the first MOS transistor is provided. The third MOS transistor converts the output electric signal into a natural logarithm.
When the transistor is turned off and the fourth MOS transistor is turned on, the first MOS transistor is operated in a sub-threshold region equal to or less than a threshold, and when the pixel is reset, the fourth MOS transistor is turned off and the second MOS transistor is turned off. The method is characterized in that a 3MOS transistor is turned on, a constant current flows through the first MOS transistor, and a gate electrode of the first MOS transistor is reset to a predetermined voltage value corresponding to the first MOS transistor.

【0017】請求項12に記載の固体撮像装置は、請求
項10に記載の固体撮像装置において、第1電極に直流
電圧が印加されるとともに、前記フォトダイオードの第
1電極に第2電極が接続された第4MOSトランジスタ
を有し、前記画素に撮像動作をさせるときは、前記フォ
トダイオードから出力される電気信号を自然対数的に変
換するように、前記第3MOSトランジスタをOFFに
するとともに前記第4MOSトランジスタをONにし
て、前記第1MOSトランジスタを閾値以下のサブスレ
ッショルド領域で動作させ、前記画素のリセットを行う
ときに、前記第4MOSトランジスタをOFFにすると
ともに前記第3MOSトランジスタをONにして、前記
第1MOSトランジスタに定電流を流して、前記第1M
OSトランジスタのゲート電極を前記第1MOSトラン
ジスタに対応した所定の電圧値にリセットすることを特
徴とする。
According to a twelfth aspect of the present invention, in the solid-state imaging device according to the tenth aspect, a DC voltage is applied to the first electrode and a second electrode is connected to the first electrode of the photodiode. When the pixel performs an imaging operation, the third MOS transistor is turned off and the fourth MOS transistor is turned off so as to convert the electrical signal output from the photodiode into a natural logarithm. When the transistor is turned on, the first MOS transistor is operated in a sub-threshold region equal to or less than a threshold value, and when the pixel is reset, the fourth MOS transistor is turned off and the third MOS transistor is turned on. A constant current is applied to one MOS transistor to
The gate electrode of the OS transistor is reset to a predetermined voltage value corresponding to the first MOS transistor.

【0018】請求項10〜請求項12のいずれかに記載
の固体撮像装置において、請求項13に記載するよう
に、前記画素に、第1電極が前記第2MOSトランジス
タの第2電極に接続され、第2電極が出力信号線に接続
され、ゲート電極が行選択線に接続された第6MOSト
ランジスタを設けても良い。又、請求項14に記載の固
体撮像装置のように、前記画素に、第1電極が直流電圧
に接続され、ゲート電極が前記第2MOSトランジスタ
の第2電極に接続されるとともに、前記第2MOSトラ
ンジスタの第2電極から出力される出力信号を増幅する
第5MOSトランジスタを設けても良い。
In the solid-state imaging device according to any one of claims 10 to 12, as described in claim 13, a first electrode is connected to the pixel and a second electrode of the second MOS transistor, A sixth MOS transistor having a second electrode connected to the output signal line and a gate electrode connected to the row selection line may be provided. Further, as in the solid-state imaging device according to claim 14, the pixel has a first electrode connected to a DC voltage, a gate electrode connected to a second electrode of the second MOS transistor, and the second MOS transistor. A fifth MOS transistor may be provided to amplify the output signal output from the second electrode.

【0019】請求項15に記載の固体撮像装置は、請求
項14に記載の固体撮像装置において、前記画素が、第
1電極が前記第5MOSトランジスタの第2電極に接続
され、第2電極が出力信号線に接続され、ゲート電極が
行選択線に接続された第6MOSトランジスタを有する
ことを特徴とする。
According to a fifteenth aspect of the present invention, in the solid-state imaging device according to the fourteenth aspect, the pixel has a first electrode connected to a second electrode of the fifth MOS transistor, and a second electrode connected to an output terminal. A sixth MOS transistor is connected to the signal line and has a gate electrode connected to the row selection line.

【0020】請求項16に記載の固体撮像装置は、請求
項14又は請求項15に記載の固体撮像装置において、
前記画素が、前記第2MOSトランジスタの第2電極に
一端が接続されるとともに、前記第2MOSトランジス
タの第1電極にリセット電圧が与えられたときに前記第
2MOSトランジスタを介してリセットされるキャパシ
タを有することを特徴とする。
The solid-state imaging device according to claim 16 is the solid-state imaging device according to claim 14 or 15,
The pixel has one end connected to a second electrode of the second MOS transistor, and a capacitor that is reset via the second MOS transistor when a reset voltage is applied to a first electrode of the second MOS transistor. It is characterized by the following.

【0021】請求項17に記載の固体撮像装置は、請求
項14又は請求項15に記載の固体撮像装置において、
前記第2MOSトランジスタの第1電極が直流電圧に接
続されるとともに、前記画素が、前記第2MOSトラン
ジスタの第2電極に第1電極が接続され第2電極に直流
電圧が接続された第7MOSトランジスタと、前記第2
MOSトランジスタの第2電極に一端が接続されるとと
もに、前記第7MOSトランジスタのゲート電極にリセ
ット電圧が与えられたときに前記第7MOSトランジス
タを介してリセットされるキャパシタと、を有すること
を特徴とする。
The solid-state imaging device according to claim 17 is the solid-state imaging device according to claim 14 or 15,
The first electrode of the second MOS transistor is connected to a DC voltage, and the pixel includes a seventh MOS transistor having a first electrode connected to a second electrode of the second MOS transistor and a DC voltage connected to a second electrode. , The second
A capacitor having one end connected to the second electrode of the MOS transistor and being reset via the seventh MOS transistor when a reset voltage is applied to the gate electrode of the seventh MOS transistor. .

【0022】請求項18に記載の固体撮像装置は、請求
項10〜請求項17のいずれかに記載の固体撮像装置に
おいて、第1方向に1列に配された前記画素の第1MO
Sトランジスタの第2電極に共通に接続される第1直流
電圧線と、第2方向に1列に配された前記画素の第1M
OSトランジスタの第2電極に共通に接続される第2直
流電圧線とを有し、前記各画素が撮像動作を行うとき
は、前記第1MOSトランジスタの第2電極を前記第1
直流電圧線に接続し、前記各画素がリセット動作を行う
ときは、前記第1MOSトランジスタの第2電極を前記
第2直流電圧線に接続することを特徴とする。
The solid-state imaging device according to claim 18 is the solid-state imaging device according to any one of claims 10 to 17, wherein the first MO of the pixels arranged in one line in the first direction is arranged.
A first DC voltage line commonly connected to the second electrode of the S transistor; and a first M voltage line of the pixels arranged in one column in the second direction.
A second DC voltage line commonly connected to a second electrode of the OS transistor; and when each pixel performs an imaging operation, the second electrode of the first MOS transistor is connected to the first electrode of the first MOS transistor.
When the pixel is connected to a DC voltage line and each pixel performs a reset operation, a second electrode of the first MOS transistor is connected to the second DC voltage line.

【0023】請求項19に記載の固体撮像装置は、請求
項10〜請求項18のいずれかに記載の固体撮像装置に
おいて、前記画素に対し前記出力信号線を介して接続さ
れた負荷抵抗又は定電流源を成すMOSトランジスタを
備えていることを特徴とする。
According to a nineteenth aspect of the present invention, in the solid-state imaging device according to any one of the tenth to eighteenth aspects, a load resistor or a constant resistor connected to the pixel via the output signal line is provided. It is characterized by having a MOS transistor as a current source.

【0024】[0024]

【発明の実施の形態】<画素構成の第1例>以下、本発
明の固体撮像装置の各実施形態を図面を参照して説明す
る。図1は本発明の一実施形態である二次元のMOS型
固体撮像装置の一部の構成を概略的に示している。同図
において、G11〜Gmnは行列配置(マトリクス配置)
された画素を示している。2は垂直走査回路であり、行
(ライン)4−1、4−2、・・・、4−nを順次走査
していく。3は水平走査回路であり、画素から出力信号
線6−1、6−2、・・・、6−mに導出された光電変
換信号を画素ごとに水平方向に順次読み出す。5は電源
ラインである。又、定電流源9−1、9−2、・・・、
9−mが列毎にそれぞれ、電流供給線8−1、8−2、
・・・、8−mを介して、画素G11〜G1n、G21〜G2
n、・・・、Gm1〜Gmnに電流を供給する。信号φVPS
が供給されるライン7−1、7−2、・・・、7−nが
行毎にそれぞれ、画素G11〜Gm1、G12〜Gm2、・・
・、G1n〜Gmnに接続される。各画素に対し、上記ライ
ン4−1、4−2・・・、4−n及びライン7−1、7
−2、・・・、7−nや出力信号線6−1、6−2・・
・、6−m、電流供給線8−1、8−2、・・・、8−
m、電源ライン5だけでなく、他のライン(例えば、ク
ロックラインやバイアス供給ライン等)も接続される
が、図1ではこれらについて省略する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First Embodiment of Pixel Configuration Each embodiment of the solid-state imaging device of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 schematically shows a partial configuration of a two-dimensional MOS solid-state imaging device according to an embodiment of the present invention. In the figure, G11 to Gmn are arranged in a matrix (matrix arrangement).
FIG. Reference numeral 2 denotes a vertical scanning circuit, which sequentially scans rows (lines) 4-1, 4-2,..., 4-n. Reference numeral 3 denotes a horizontal scanning circuit, which sequentially reads out the photoelectric conversion signals derived from the pixels to the output signal lines 6-1, 6-2,..., 6-m for each pixel in the horizontal direction. 5 is a power supply line. Also, constant current sources 9-1, 9-2,.
9-m are current supply lines 8-1, 8-2,
.., The pixels G11 to G1n and G21 to G2 via 8-m
.., Gm1 to Gmn. Signal φVPS
, 7-2,..., 7-n are supplied to the pixels G11 to Gm1, G12 to Gm2,.
., G1n to Gmn. .., 4-n and lines 7-1, 7
, 7-n and output signal lines 6-1, 6-2,.
, 6-m, current supply lines 8-1, 8-2, ..., 8-
m and other lines (for example, a clock line and a bias supply line) as well as the power supply line 5 are connected, but these are omitted in FIG.

【0025】出力信号線6−1、6−2、・・・、6−
mごとにNチャネルのMOSトランジスタQ2が図示の
如く1つずつ設けられている。出力信号線6−1を例に
とって説明すると、MOSトランジスタQ2のドレイン
は出力信号線6−1に接続され、ソースは最終的な信号
線10に接続され、ゲートは水平走査回路3に接続され
ている。尚、後述するように各画素内にはスイッチ用の
Nチャネルの第4MOSトランジスタT4も設けられて
いる。ここで、MOSトランジスタT4は行の選択を行
うものであり、MOSトランジスタQ2は列の選択を行
うものである。
Output signal lines 6-1, 6-2,..., 6
As shown, one N-channel MOS transistor Q2 is provided for each m. Taking the output signal line 6-1 as an example, the drain of the MOS transistor Q2 is connected to the output signal line 6-1, the source is connected to the final signal line 10, and the gate is connected to the horizontal scanning circuit 3. I have. As described later, an N-channel fourth MOS transistor T4 for switching is also provided in each pixel. Here, the MOS transistor T4 selects a row, and the MOS transistor Q2 selects a column.

【0026】<第1の実施形態>図1に示した画素構成
の第1例の各画素に適用される第1の実施形態(図2)
について、図面を参照して説明する。
<First Embodiment> A first embodiment (FIG. 2) applied to each pixel of the first example of the pixel configuration shown in FIG.
Will be described with reference to the drawings.

【0027】図2において、pnフォトダイオードPD
が感光部(光電変換部)を形成している。そのフォトダ
イオードPDのアノードは第1MOSトランジスタT1
のドレイン及びゲート、第2MOSトランジスタT2の
ゲート、そして、第3MOSトランジスタT3のソース
に接続されている。MOSトランジスタT2のソースは
行選択用の第4MOSトランジスタT4のドレインに接
続されている。MOSトランジスタT4のソースは出力
信号線6(この出力信号線6は図1の6−1、6−2、
・・・、6−mに対応する)へ接続されている。尚、M
OSトランジスタT1〜T4は、それぞれ、Nチャネル
のMOSトランジスタでバックゲートが接地されてい
る。
In FIG. 2, a pn photodiode PD
Form a photosensitive portion (photoelectric conversion portion). The anode of the photodiode PD is connected to a first MOS transistor T1.
, The gate of the second MOS transistor T2, and the source of the third MOS transistor T3. The source of the MOS transistor T2 is connected to the drain of the fourth MOS transistor T4 for row selection. The source of the MOS transistor T4 is an output signal line 6 (this output signal line 6 is connected to 6-1 and 6-2 in FIG.
.., 6-m). Note that M
Each of the OS transistors T1 to T4 is an N-channel MOS transistor, and has a back gate grounded.

【0028】又、フォトダイオードPDのカソードには
直流電圧VPDが印加されるようになっている。一方、M
OSトランジスタT1のソースにはライン7(このライ
ン7は図1の7−1、7−2、・・・、7−nに対応す
る)より信号φVPSが入力され、MOSトランジスタT
2のソースには他端に直流電圧VPSが印加されたキャパ
シタCの一端が接続される。MOSトランジスタT3の
ドレインに定電流源9(この定電流源9は図1の9−
1、9−2、・・・、9−mに対応する)が電流供給線
8(この電流供給線8は図1の8−1、8−2、・・
・、8−mに対応する)を介して接続され、そのゲート
に信号φSが入力される。
The DC voltage VPD is applied to the cathode of the photodiode PD. On the other hand, M
A signal φVPS is input to the source of the OS transistor T1 from a line 7 (this line 7 corresponds to 7-1, 7-2,..., 7-n in FIG. 1).
The other end of the capacitor C to which the DC voltage VPS is applied is connected to the other source. The constant current source 9 is connected to the drain of the MOS transistor T3.
1, 9-2,..., 9-m) are current supply lines 8 (the current supply lines 8 are 8-1, 8-2,.
, 8-m), and the signal φS is input to its gate.

【0029】又、MOSトランジスタT2のドレインに
は信号φDが入力される。更に、MOSトランジスタT
4のゲートには信号φVが入力される。尚、本実施形態
において、信号φVPSは、MOSトランジスタT1をサ
ブスレッショルド領域で動作させるためのその値が直流
電圧VPSに近い電圧(この電圧を「第1電圧」とする)
と、MOSトランジスタT1に定電流源9から電流を流
すための電圧(この電圧を「第2電圧」とする)との間
で、2値的に変化する。
The signal φD is input to the drain of the MOS transistor T2. Further, the MOS transistor T
The signal φV is input to the gate of No. 4. In the present embodiment, the signal φVPS is a voltage whose value for operating the MOS transistor T1 in the sub-threshold region is close to the DC voltage VPS (this voltage is referred to as “first voltage”).
And a voltage for flowing a current from the constant current source 9 to the MOS transistor T1 (this voltage is referred to as a “second voltage”).

【0030】(1)各画素への入射光を電気信号に変換
する動作について まず、信号φSをローレベルとしてMOSトランジスタ
T3をOFFにして定電流源9からMOSトランジスタ
T1に電流が流れないようにするとともに、MOSトラ
ンジスタT1がサブスレッショルド領域で動作するよう
に、信号φVPSを第1電圧にする。このとき、フォトダ
イオードPDに光が入射すると光電流が発生し、MOS
トランジスタのサブスレッショルド特性により、前記光
電流を自然対数的に変換した値の電圧がMOSトランジ
スタT1,T2のゲートに発生する。この電圧により、
MOSトランジスタT2に電流が流れ、キャパシタCに
は前記光電流の積分値を自然対数的に変換した値と同等
の電荷が蓄積される。つまり、キャパシタCとMOSト
ランジスタT2のソースとの接続ノードaに、前記光電
流の積分値を自然対数的に変換した値に比例した電圧が
生じることになる。ただし、このとき、MOSトランジ
スタT4はOFFの状態であるとする。
(1) Operation for converting incident light to each pixel into an electric signal First, the signal φS is set to low level to turn off the MOS transistor T3 so that no current flows from the constant current source 9 to the MOS transistor T1. At the same time, the signal φVPS is set to the first voltage so that the MOS transistor T1 operates in the subthreshold region. At this time, when light enters the photodiode PD, a photocurrent is generated, and the MOS
Due to the subthreshold characteristic of the transistor, a voltage having a value obtained by natural logarithmically converting the photocurrent is generated at the gates of the MOS transistors T1 and T2. With this voltage,
A current flows through the MOS transistor T2, and a charge equivalent to a value obtained by natural logarithmically converting the integrated value of the photocurrent is accumulated in the capacitor C. That is, a voltage proportional to a value obtained by natural logarithmically converting the integrated value of the photocurrent is generated at the connection node a between the capacitor C and the source of the MOS transistor T2. However, at this time, it is assumed that the MOS transistor T4 is in the OFF state.

【0031】次に、MOSトランジスタT4のゲートに
パルス信号φVを与えて、MOSトランジスタT4をO
Nにすると、キャパシタCに蓄積された電荷が、出力電
流として出力信号線6に導出される。この出力信号線6
に導出される電流は前記光電流の積分値を自然対数的に
変換した値となる。このようにして入射光量の対数値に
比例した信号(出力電流)を読み出すことができる。
又、信号読み出し後、MOSトランジスタT4をOFF
する。
Next, a pulse signal φV is applied to the gate of the MOS transistor T4 to turn on the MOS transistor T4.
When N is set, the electric charge accumulated in the capacitor C is led out to the output signal line 6 as an output current. This output signal line 6
Is a value obtained by natural logarithmically converting the integrated value of the photocurrent. In this manner, a signal (output current) proportional to the logarithmic value of the incident light amount can be read.
After reading the signal, the MOS transistor T4 is turned off.
I do.

【0032】(2)各画素のリセット動作について 以下に、図面を参照して、図2のような回路構成の画素
のリセット動作について説明する。図3は、リセット動
作を行うときの画素内の各素子に接続された各信号線に
与える信号のタイミングチャートである。
(2) Reset Operation of Each Pixel The reset operation of the pixel having the circuit configuration shown in FIG. 2 will be described below with reference to the drawings. FIG. 3 is a timing chart of signals applied to each signal line connected to each element in a pixel when performing a reset operation.

【0033】(1)で説明したように、パルス信号φV
がMOSトランジスタT4のゲートに与えられて出力信
号が出力されると、まず、信号φSをハイレベルにして
MOSトランジスタT3をONにするとともに、信号φ
VPSを第2電圧にする。このようにして、定電流源9か
らMOSトランジスタT1に電流が流れるようにする。
尚、この定電流源9から流れる電流は、フォトダイオー
ドPDより与えられる光電流に比べて、十分大きい電流
となるため、MOSトランジスタT1に流れるドレイン
電流が定電流源9から供給される電流に略等しいものと
することができる。又、このとき、信号φDの電圧はハ
イレベル(直流電圧VPDと同じ又は直流電圧VPDに近い
電位)である。そして、一旦信号φDをローレベルにし
て、キャパシタCに蓄積された電荷をMOSトランジス
タT2を通して信号φDの信号線路に放出して、キャパ
シタC及び接続ノードaの電位を初期化した後、再び、
信号φDをハイレベルに戻す。
As described in (1), the pulse signal φV
Is applied to the gate of the MOS transistor T4 to output an output signal. First, the signal φS is set to high level to turn on the MOS transistor T3, and the signal φ
VPS is set to the second voltage. In this manner, a current flows from the constant current source 9 to the MOS transistor T1.
Since the current flowing from the constant current source 9 is sufficiently larger than the photocurrent supplied from the photodiode PD, the drain current flowing through the MOS transistor T1 is substantially equal to the current supplied from the constant current source 9. Can be equal. At this time, the voltage of the signal φD is at a high level (a potential equal to or close to the DC voltage VPD). Then, once the signal φD is set to low level, the electric charge accumulated in the capacitor C is released to the signal line of the signal φD through the MOS transistor T2, and the potential of the capacitor C and the connection node a is initialized.
The signal φD is returned to the high level.

【0034】このように信号φSをハイレベルにすると
ともに信号φVPSを第2電圧にしている間、定電流源9
より一定電流がMOSトランジスタT3を介してMOS
トランジスタT1に流れる。よって、MOSトランジス
タT1のソース・ゲート間電圧がMOSトランジスタT
1のドレイン電流によって決定し、初期化される。この
ように、MOSトランジスタT1のゲート電圧が初期値
にリセットされると、MOSトランジスタT4のゲート
にパルス信号φVを与えて、そのリセットされたときの
信号(出力電流)を出力信号線6に出力する。
As described above, while the signal φS is at the high level and the signal φVPS is at the second voltage, the constant current source 9
More constant current flows through the MOS transistor T3 and the MOS
It flows to the transistor T1. Therefore, the source-gate voltage of the MOS transistor T1 is
It is determined by one drain current and is initialized. As described above, when the gate voltage of the MOS transistor T1 is reset to the initial value, the pulse signal φV is applied to the gate of the MOS transistor T4, and a signal (output current) at the time of the reset is output to the output signal line 6. I do.

【0035】このようにして、リセット時の信号を読み
出すと、信号φSをローレベルにして、MOSトランジ
スタT3をOFFにするとともに信号φVPSを第1電圧
にする。その後、信号φDをローレベルにして、キャパ
シタCに蓄積された電荷をMOSトランジスタT2を通
して信号φDの信号線路に放出して、キャパシタC及び
接続ノードaの電位が初期化される。そして、φDを元
のハイレベルに戻して、次の撮像が行える状態とする。
As described above, when the signal at the time of resetting is read, the signal φS is set to the low level, the MOS transistor T3 is turned off, and the signal φVPS is set to the first voltage. Thereafter, the signal φD is set to low level, and the electric charge accumulated in the capacitor C is released to the signal line of the signal φD through the MOS transistor T2, whereby the potentials of the capacitor C and the connection node a are initialized. Then, φD is returned to the original high level so that the next imaging can be performed.

【0036】更にいえば、上記のように、画素毎に、各
MOSトランジスタを動作させることによって、MOS
トランジスタT1のゲート電圧をリセットしたときの信
号を出力信号線6に出力すると、このリセット時の信号
がシリアルに出力され、後続回路においてメモリに画素
毎の補正データとして記憶しておく。そして、実際の撮
像時の信号を前記記憶されている補正データで画素毎に
補正すれば、出力信号から画素毎のバラツキを取り除く
ことができる。尚、この補正方法の具体例は後述する図
32に示している。この補正方法はラインメモリなどの
メモリを素子内に設けることによっても実現できる。
Furthermore, as described above, by operating each MOS transistor for each pixel, the MOS
When a signal at the time of resetting the gate voltage of the transistor T1 is output to the output signal line 6, the signal at the time of resetting is output serially and stored in a subsequent circuit in a memory as correction data for each pixel. Then, if the signal at the time of actual imaging is corrected for each pixel using the stored correction data, it is possible to remove variations for each pixel from the output signal. A specific example of this correction method is shown in FIG. 32 described later. This correction method can also be realized by providing a memory such as a line memory in the element.

【0037】尚、本実施形態において、各画素からの信
号読み出しは電荷結合素子(CCD)を用いて行うよう
にしてもかまわない。この場合、図2のMOSトランジ
スタT4に相当するポテンシャルレベルを可変としたポ
テンシャルの障壁を設けることにより、CCDへの電荷
読み出しを行えばよい。尚、本実施形態では、後段での
信号読み出しに支障がないように、リセット期間と対数
出力動作期間とで、第1MOSトランジスタT1のソー
スに与える信号(φVPS)の電位を変化させているが、
後段の設計を最適化して、リセット期間と対数出力動作
期間とで、接続ノードaの電位が所定の電圧範囲内に入
るようにしておけば、信号φVPSの値は固定値であって
も良い。この点は、後述する第2〜第5の実施形態につ
いても同様である。
In the present embodiment, the signal reading from each pixel may be performed using a charge-coupled device (CCD). In this case, the charge can be read out to the CCD by providing a potential barrier corresponding to the MOS transistor T4 in FIG. 2 and having a variable potential level. In the present embodiment, the potential of the signal (φVPS) applied to the source of the first MOS transistor T1 is changed between the reset period and the logarithmic output operation period so as not to hinder signal reading in the subsequent stage.
The value of the signal φVPS may be a fixed value if the design of the subsequent stage is optimized so that the potential of the connection node a falls within a predetermined voltage range between the reset period and the logarithmic output operation period. This is the same for the second to fifth embodiments described later.

【0038】<画素構成の第2例>図4は本発明の他の
実施形態である二次元のMOS型固体撮像装置の一部の
構成を概略的に示している。同図において、G11〜Gm
nは行列配置(マトリクス配置)された画素を示してい
る。2は垂直走査回路であり、行(ライン)4−1、4
−2、・・・、4−nを順次走査していく。3は水平走
査回路であり、画素から出力信号線6−1、6−2、・
・・、6−mに導出された光電変換信号を画素ごとに水
平方向に順次読み出す。5は電源ラインである。又、定
電流源9−1、9−2、・・・、9−mが列毎にそれぞ
れ、電流供給線8−1、8−2、・・・、8−mを介し
て、画素G11〜G1n、G21〜G2n、・・・、Gm1〜Gmn
に電流を供給する。信号φVPSが供給されるライン7−
1、7−2、・・・、7−nが行毎にそれぞれ、画素G
11〜Gm1、G12〜Gm2、・・・、G1n〜Gmnに接続され
る。各画素に対し、上記ライン4−1、4−2・・・、
4−n及びライン7−1、7−2、・・・、7−nや出
力信号線6−1、6−2・・・、6−m、電流供給線8
−1、8−2、・・・、8−m、電源ライン5だけでな
く、他のライン(例えば、クロックラインやバイアス供
給ライン等)も接続されるが、図4ではこれらについて
省略する。
<Second Example of Pixel Configuration> FIG. 4 schematically shows a partial configuration of a two-dimensional MOS solid-state imaging device according to another embodiment of the present invention. In the figure, G11 to Gm
n indicates pixels arranged in a matrix (matrix arrangement). Reference numeral 2 denotes a vertical scanning circuit, and rows (lines) 4-1 and 4
.., 4-n are sequentially scanned. Reference numeral 3 denotes a horizontal scanning circuit which outputs output signal lines 6-1 to 6-2,.
.. The photoelectric conversion signals derived in 6-m are sequentially read in the horizontal direction for each pixel. 5 is a power supply line. Also, the constant current sources 9-1, 9-2,..., 9-m are connected to the pixel G11 via the current supply lines 8-1, 8-2,. ~ G1n, G21 ~ G2n, ..., Gm1 ~ Gmn
To supply current. Line 7 to which the signal φVPS is supplied
1, 7-2,..., 7-n are pixels G
11 to Gm1, G12 to Gm2,..., G1n to Gmn. For each pixel, the lines 4-1 4-2,.
4-n, lines 7-1, 7-2,..., 7-n, output signal lines 6-1, 6-2,.
, 8-2,..., 8-m, the power supply line 5, and other lines (for example, a clock line and a bias supply line) are also connected, but these are omitted in FIG.

【0039】出力信号線6−1、6−2、・・・、6−
mごとにNチャネルのMOSトランジスタQ1、Q2が
図示の如く1組ずつ設けられている。出力信号線6−1
を例にとって説明すると、MOSトランジスタQ1のゲ
ートは直流電圧線11に接続され、ドレインは出力信号
線6−1に接続され、ソースは直流電圧VPS’のライン
12に接続されている。一方、MOSトランジスタQ2
のドレインは出力信号線6−1に接続され、ソースは最
終的な信号線10に接続され、ゲートは水平走査回路3
に接続されている。
The output signal lines 6-1, 6-2,.
As shown in the figure, a set of N-channel MOS transistors Q1 and Q2 is provided for each m. Output signal line 6-1
The gate of the MOS transistor Q1 is connected to the DC voltage line 11, the drain is connected to the output signal line 6-1, and the source is connected to the line 12 of the DC voltage VPS '. On the other hand, MOS transistor Q2
Is connected to the output signal line 6-1, the source is connected to the final signal line 10, and the gate is connected to the horizontal scanning circuit 3.
It is connected to the.

【0040】画素G11〜Gmnには、後述するように、
それらの画素で発生した光電荷に基づく信号を出力する
NチャネルのMOSトランジスタTaが設けられてい
る。MOSトランジスタTaと上記MOSトランジスタ
Q1との接続関係は図5(a)のようになる。このMO
SトランジスタTaは、第2、第3の実施形態では、第
5MOSトランジスタT5に、第4、第5の実施形態で
は、第2MOSトランジスタT2に相当する。ここで、
MOSトランジスタQ1のソースに接続される直流電圧
VPS’と、MOSトランジスタTaのドレインに接続さ
れる直流電圧VPD’との関係はVPD’>VPS’であり、
直流電圧VPS’は例えばグランド電圧(接地)である。
この回路構成は上段のMOSトランジスタTaのゲート
に信号が入力され、下段のMOSトランジスタQ1のゲ
ートには直流電圧DCが常時印加される。このため下段
のMOSトランジスタQ1は抵抗又は定電流源と等価で
あり、図5(a)の回路はソースフォロワ型の増幅回路
となっている。この場合、MOSトランジスタTaから
増幅出力されるのは電流であると考えてよい。
As described later, the pixels G11 to Gmn have
An N-channel MOS transistor Ta for outputting a signal based on photocharges generated in those pixels is provided. FIG. 5A shows a connection relationship between the MOS transistor Ta and the MOS transistor Q1. This MO
The S transistor Ta corresponds to the fifth MOS transistor T5 in the second and third embodiments, and corresponds to the second MOS transistor T2 in the fourth and fifth embodiments. here,
The relationship between the DC voltage VPS 'connected to the source of the MOS transistor Q1 and the DC voltage VPD' connected to the drain of the MOS transistor Ta is VPD '>VPS',
The DC voltage VPS 'is, for example, a ground voltage (ground).
In this circuit configuration, a signal is input to the gate of the upper MOS transistor Ta, and a DC voltage DC is constantly applied to the gate of the lower MOS transistor Q1. Therefore, the lower-stage MOS transistor Q1 is equivalent to a resistor or a constant current source, and the circuit in FIG. 5A is a source follower-type amplifier circuit. In this case, what is amplified and output from the MOS transistor Ta may be a current.

【0041】MOSトランジスタQ2は水平走査回路3
によって制御され、スイッチ素子として動作する。尚、
後述するように図6以降の各実施形態の画素内にはスイ
ッチ用のNチャネルの第4MOSトランジスタT4も設
けられている。このMOSトランジスタT4も含めて表
わすと、図5(a)の回路は正確には図5(b)のよう
になる。即ち、MOSトランジスタT4がMOSトラン
ジスタQ1とMOSトランジスタTaとの間に挿入され
ている。ここで、MOSトランジスタT4は行の選択を
行うものであり、MOSトランジスタQ2は列の選択を
行うものである。尚、図4および図5に示す構成は以下
に説明する第2の実施形態〜第5の実施形態に共通の構
成である。
The MOS transistor Q2 is connected to the horizontal scanning circuit 3
And is operated as a switch element. still,
As described later, an N-channel fourth MOS transistor T4 for switching is also provided in the pixel of each of the embodiments after FIG. When this MOS transistor T4 is also included, the circuit of FIG. 5A is exactly as shown in FIG. 5B. That is, the MOS transistor T4 is inserted between the MOS transistor Q1 and the MOS transistor Ta. Here, the MOS transistor T4 selects a row, and the MOS transistor Q2 selects a column. The configuration shown in FIGS. 4 and 5 is a configuration common to the second to fifth embodiments described below.

【0042】図5のように構成することにより信号のゲ
インを大きく出力することができる。従って、画素がダ
イナミックレンジ拡大のために感光素子から発生する光
電流を自然対数的に変換しているような場合は、そのま
までは出力信号が小さいが、本増幅回路により充分大き
な信号に増幅されるため、後続の信号処理回路(図示せ
ず)での処理が容易になる。また、増幅回路の負荷抵抗
部分を構成するMOSトランジスタQ1を画素内に設け
ずに、列方向に配置された複数の画素が接続される出力
信号線6−1、6−2、・・・、6−mごとに設けるこ
とにより、負荷抵抗又は定電流源の数を低減でき、半導
体チップ上で増幅回路が占める面積を少なくできる。
With the configuration shown in FIG. 5, a large signal gain can be output. Therefore, when the pixel converts the photocurrent generated from the photosensitive element in a natural logarithmic manner to expand the dynamic range, the output signal is small as it is, but is amplified to a sufficiently large signal by the present amplifier circuit. Therefore, processing in a subsequent signal processing circuit (not shown) is facilitated. Further, the output signal lines 6-1, 6-2,... To which a plurality of pixels arranged in the column direction are connected without providing the MOS transistor Q1 constituting the load resistance portion of the amplifier circuit in the pixel. The provision of each 6-m can reduce the number of load resistances or constant current sources, and reduce the area occupied by the amplifier circuit on the semiconductor chip.

【0043】<第2の実施形態>図4に示した画素構成
の第2例の各画素に適用される第2の実施形態につい
て、図面を参照して説明する。図6は、本実施形態に使
用する固体撮像装置に設けられた画素の構成を示す回路
図である。尚、図2に示す画素と同様の目的で使用され
る素子及び信号線などは、同一の符号を付して、その詳
細な説明は省略する。
<Second Embodiment> A second embodiment applied to each pixel of the second example of the pixel configuration shown in FIG. 4 will be described with reference to the drawings. FIG. 6 is a circuit diagram illustrating a configuration of a pixel provided in the solid-state imaging device used in the present embodiment. Elements and signal lines used for the same purpose as the pixel shown in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0044】図6に示すように、本実施形態では、図2
に示す画素に、接続ノードaにゲートが接続され接続ノ
ードaの電圧に応じた電流増幅を行う第5MOSトラン
ジスタT5と、接続ノードaにドレインが接続されキャ
パシタC及び接続ノードaの電位の初期化を行う第6M
OSトランジスタT6とが付加された構成となる。MO
SトランジスタT5のソースには行選択用の第4MOS
トランジスタT4のドレインが接続されている。MOS
トランジスタT4のソースは出力信号線6(この出力信
号線6は図4の6−1、6−2、・・・、6−mに対応
する)へ接続されている。尚、MOSトランジスタT
5,T6も、MOSトランジスタT1〜T4と同様に、
NチャネルのMOSトランジスタでバックゲートが接地
されている。
As shown in FIG. 6, in this embodiment, FIG.
And a fifth MOS transistor T5 whose gate is connected to the connection node a and performs current amplification according to the voltage of the connection node a, and whose drain is connected to the connection node a and the potential of the capacitor C and the connection node a are initialized. 6M that performs
The configuration is such that an OS transistor T6 is added. MO
A fourth MOS for row selection is connected to the source of the S transistor T5.
The drain of the transistor T4 is connected. MOS
The source of the transistor T4 is connected to the output signal line 6 (the output signal line 6 corresponds to 6-1 to 6-m in FIG. 4). Incidentally, the MOS transistor T
5, T6, like the MOS transistors T1 to T4,
The back gate is grounded by an N-channel MOS transistor.

【0045】又、MOSトランジスタT5のドレインに
は直流電圧VPDが印加され、MOSトランジスタT4の
ゲートには信号φVが入力される。又、MOSトランジ
スタT6のソースには直流電圧VRBが印加されるととも
に、そのゲートには信号φVRSが入力される。更に、M
OSトランジスタT2のドレインには直流電圧VPDが印
加される。尚、本実施形態において、MOSトランジス
タT1〜T4及びキャパシタCは、第1の実施形態(図
2)と同様の動作を行い、各画素のリセット動作及び撮
像動作を行うことができる。以下にその動作を説明す
る。
The DC voltage VPD is applied to the drain of the MOS transistor T5, and the signal φV is input to the gate of the MOS transistor T4. The DC voltage V RB is applied to the source of the MOS transistor T6, and the signal φVRS is input to its gate. Further, M
The DC voltage VPD is applied to the drain of the OS transistor T2. In this embodiment, the MOS transistors T1 to T4 and the capacitor C perform the same operation as in the first embodiment (FIG. 2), and can perform the reset operation and the imaging operation of each pixel. The operation will be described below.

【0046】(1)各画素への入射光を電気信号に変換
する動作について まず、信号φSをローレベルとしてMOSトランジスタ
T3をOFFにするとともに信号φVPSを第1電圧と
し、MOSトランジスタT1,T2がサブスレッショル
ド領域で動作するようにバイアスされているときの動作
について、説明する。このとき、MOSトランジスタT
3がOFFであるので、第1の実施形態と同様、定電流
源9よりMOSトランジスタT1に電流が流れることが
ない。
(1) Operation for converting incident light to each pixel into an electric signal First, the signal φS is set to low level to turn off the MOS transistor T3, the signal φVPS is set to the first voltage, and the MOS transistors T1 and T2 are turned on. The operation when biased to operate in the sub-threshold region will be described. At this time, the MOS transistor T
Since 3 is OFF, no current flows from the constant current source 9 to the MOS transistor T1, as in the first embodiment.

【0047】フォトダイオードPDに光が入射すると光
電流が発生し、MOSトランジスタのサブスレッショル
ド特性により、前記光電流を自然対数的に変換した値の
電圧がMOSトランジスタT1,T2のゲートに発生す
る。この電圧により、MOSトランジスタT2に電流が
流れ、キャパシタCには前記光電流の積分値を自然対数
的に変換した値と同等の電荷が蓄積される。つまり、キ
ャパシタCとMOSトランジスタT2のソースとの接続
ノードaに、前記光電流の積分値を自然対数的に変換し
た値に比例した電圧が生じることになる。ただし、この
とき、MOSトランジスタT4,T6はOFF状態であ
る。
When light enters the photodiode PD, a photocurrent is generated, and a voltage having a value obtained by natural logarithmic conversion of the photocurrent is generated at the gates of the MOS transistors T1 and T2 due to the subthreshold characteristic of the MOS transistor. With this voltage, a current flows through the MOS transistor T2, and a charge equivalent to a value obtained by natural logarithmically converting the integrated value of the photocurrent is accumulated in the capacitor C. That is, a voltage proportional to a value obtained by natural logarithmically converting the integrated value of the photocurrent is generated at the connection node a between the capacitor C and the source of the MOS transistor T2. However, at this time, the MOS transistors T4 and T6 are in the OFF state.

【0048】次に、MOSトランジスタT4のゲートに
パルス信号を与えて、MOSトランジスタT4をONに
すると、MOSトランジスタT5のゲートにかかる電圧
に比例した電流がMOSトランジスタT4,T5を通っ
て出力信号線6に導出される。今、MOSトランジスタ
T5のゲートにかかる電圧は、接続ノードaにかかる電
圧であるので、出力信号線6に導出される電流は前記光
電流の積分値を自然対数的に変換した値となる。このよ
うにして入射光量の対数値に比例した信号(出力電流)
を読み出すことができる。
Next, when a pulse signal is applied to the gate of the MOS transistor T4 to turn on the MOS transistor T4, a current proportional to the voltage applied to the gate of the MOS transistor T5 passes through the MOS transistors T4 and T5 to output signal lines. 6 is derived. Since the voltage applied to the gate of the MOS transistor T5 is the voltage applied to the connection node a, the current led out to the output signal line 6 is a value obtained by natural logarithmically converting the integrated value of the photocurrent. Thus, a signal (output current) proportional to the logarithmic value of the incident light amount
Can be read.

【0049】(2)各画素のリセット動作について 以下に、図面を参照して、図6のような回路構成の画素
のリセット動作について説明する。図7は、リセット動
作を行うときの画素内の各素子に接続された各信号線に
与える信号のタイミングチャートである。
(2) Reset Operation of Each Pixel The reset operation of the pixel having the circuit configuration as shown in FIG. 6 will be described below with reference to the drawings. FIG. 7 is a timing chart of signals applied to each signal line connected to each element in a pixel when performing a reset operation.

【0050】(1)で説明したように、パルス信号φV
がMOSトランジスタT4のゲートに与えられて出力信
号が出力されると、まず、信号φSをハイレベルにして
MOSトランジスタT3をONにするとともに、信号φ
VPSを第2電圧にする。このようにして、定電流源9か
らMOSトランジスタT1に電流が流れるようにする。
このとき、定電流源9より一定電流がMOSトランジス
タT3を介してMOSトランジスタT1に流れる。よっ
て、MOSトランジスタT1のソース・ゲート間電圧が
MOSトランジスタT1のドレイン電流によって決定す
るため、MOSトランジスタT1のゲート電圧が初期値
にリセットされる。
As described in (1), the pulse signal φV
Is applied to the gate of the MOS transistor T4 to output an output signal. First, the signal φS is set to high level to turn on the MOS transistor T3, and the signal φ
VPS is set to the second voltage. In this manner, a current flows from the constant current source 9 to the MOS transistor T1.
At this time, a constant current flows from the constant current source 9 to the MOS transistor T1 via the MOS transistor T3. Therefore, since the source-gate voltage of the MOS transistor T1 is determined by the drain current of the MOS transistor T1, the gate voltage of the MOS transistor T1 is reset to an initial value.

【0051】このように、MOSトランジスタT1のゲ
ート電圧が初期値にリセットされる間に、一旦、MOS
トランジスタT6のゲートにパルス信号φVRSを与えて
MOSトランジスタT6をONすることによって、キャ
パシタCに蓄積された電荷をMOSトランジスタT6を
通して放出して、キャパシタC及び接続ノードaをリセ
ットする。しかる後、パルス信号φVをMOSトランジ
スタT4のゲートに与えて、MOSトランジスタT1が
リセットされたときの信号を出力信号線6に出力する。
そして、信号φSをローレベルにしてMOSトランジス
タT3をOFFにするとともに信号φVPSを第1電圧に
する。その後、パルス信号φVRSを与えることによっ
て、キャパシタC及び接続ノードaの電位が初期化され
る。そして、φVRSを元のローレベルに戻して、次の撮
像が行える状態とする。
As described above, while the gate voltage of the MOS transistor T1 is reset to the initial value, the MOS
By turning on the MOS transistor T6 by applying the pulse signal φVRS to the gate of the transistor T6, the electric charge accumulated in the capacitor C is released through the MOS transistor T6, and the capacitor C and the connection node a are reset. Thereafter, the pulse signal φV is supplied to the gate of the MOS transistor T4, and a signal when the MOS transistor T1 is reset is output to the output signal line 6.
Then, the signal φS is set to low level to turn off the MOS transistor T3, and the signal φVPS is set to the first voltage. Thereafter, by applying the pulse signal φVRS, the potentials of the capacitor C and the connection node a are initialized. Then, φVRS is returned to the original low level so that the next imaging can be performed.

【0052】更に、上記のようにMOSトランジスタT
1をリセットしたときに出力信号線6に出力された信号
を、第1の実施形態と同様、画素毎に、補正データとし
て記憶しておく。そして、実際の撮像時の信号を前記記
憶されている補正データで画素毎に補正すれば、出力信
号から画素毎のバラツキを取り除くことができる。この
補正方法の具体例は後述する図32に示している。この
補正方法はラインメモリなどのメモリを素子内に設ける
ことによっても実現できる。
Further, as described above, the MOS transistor T
The signal output to the output signal line 6 when 1 is reset is stored as correction data for each pixel as in the first embodiment. Then, if the signal at the time of actual imaging is corrected for each pixel using the stored correction data, it is possible to remove variations for each pixel from the output signal. A specific example of this correction method is shown in FIG. 32 described later. This correction method can also be realized by providing a memory such as a line memory in the element.

【0053】<第3の実施形態>第3の実施形態につい
て、図面を参照して説明する。図8は、本実施形態に使
用する固体撮像装置に設けられた画素の構成を示す回路
図である。尚、図6に示す画素と同様の目的で使用され
る素子及び信号線などは、同一の符号を付して、その詳
細な説明は省略する。
<Third Embodiment> A third embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 8 is a circuit diagram illustrating a configuration of a pixel provided in the solid-state imaging device used in the present embodiment. Elements and signal lines used for the same purpose as the pixel shown in FIG. 6 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0054】図8に示すように、本実施形態では、MO
SトランジスタT2のドレインに信号φDを与えること
によってキャパシタC及び接続ノードaの電位を初期化
するようにし、それによってMOSトランジスタT6を
削除した構成となっている。その他の構成は第2の実施
形態(図6)と同一である。尚、信号φDのハイレベル
期間では、第1の実施形態(図2)と同様にキャパシタ
Cで積分が行なわれ、ローレベル期間では、キャパシタ
Cの電荷がMOSトランジスタT2を通して放電され、
キャパシタCの電圧及びMOSトランジスタT5のゲー
トは略信号φDのローレベル電圧になる(リセット)。
本実施形態では、MOSトランジスタT6を省略できる
分、構成がシンプルになる。
As shown in FIG. 8, in this embodiment, the MO
By applying the signal φD to the drain of the S transistor T2, the potentials of the capacitor C and the connection node a are initialized, thereby eliminating the MOS transistor T6. Other configurations are the same as those of the second embodiment (FIG. 6). During the high level period of the signal φD, integration is performed by the capacitor C as in the first embodiment (FIG. 2). During the low level period, the charge of the capacitor C is discharged through the MOS transistor T2.
The voltage of the capacitor C and the gate of the MOS transistor T5 substantially become the low level voltage of the signal φD (reset).
In the present embodiment, the configuration is simplified because the MOS transistor T6 can be omitted.

【0055】この実施形態において、撮像動作をさせる
ときは、第2の実施形態と同様に、MOSトランジスタ
T3をOFFにして定電流源9からMOSトランジスタ
T1に電流が流れないようにするとともに、信号φVPS
を第1電圧にしてMOSトランジスタT1がサブスレッ
ショルド状態で動作するようにする。又、信号φDをハ
イレベルにして、光電流の積分値を自然対数的に変換し
た値と同等の電荷をキャパシタCに蓄積する。そして、
所定のタイミングでMOSトランジスタT4をONにし
て、MOSトランジスタT5のゲートにかかる電圧に比
例した電流をMOSトランジスタT4,T5を通して出
力信号線6に導出する。
In this embodiment, when the imaging operation is performed, as in the second embodiment, the MOS transistor T3 is turned off so that no current flows from the constant current source 9 to the MOS transistor T1, and the signal is output. φVPS
At the first voltage so that the MOS transistor T1 operates in the sub-threshold state. Further, the signal φD is set to the high level, and the electric charge equivalent to the value obtained by natural logarithmically converting the integrated value of the photocurrent is stored in the capacitor C. And
At a predetermined timing, the MOS transistor T4 is turned on, and a current proportional to the voltage applied to the gate of the MOS transistor T5 is led out to the output signal line 6 through the MOS transistors T4 and T5.

【0056】又、各画素をリセットするときは、第1の
実施形態と同様、図3のタイミングで信号を制御する。
即ち、まず、パルス信号φVが与えられた後、信号φS
をハイレベルにするとともに信号φVPSを第2電圧にし
て、リセット動作が始まる。このようにMOSトランジ
スタT3をONにすることによって、定電流源9からM
OSトランジスタT1に定電流が流れるようにしてMO
SトランジスタT1のゲート電圧を一定の初期値にリセ
ットする。
When resetting each pixel, the signal is controlled at the timing shown in FIG. 3 as in the first embodiment.
That is, first, after the pulse signal φV is applied, the signal φS
And the signal φVPS is set to the second voltage, and the reset operation starts. By turning on the MOS transistor T3 in this manner, the constant current source 9
A constant current flows through the OS transistor T1 so that MO
The gate voltage of the S transistor T1 is reset to a constant initial value.

【0057】この間に、信号φDをローレベルにしてキ
ャパシタCに蓄積された電荷をMOSトランジスタT2
を通して信号φDの信号線路に放出して、キャパシタC
及び接続ノードaの電位を初期化した後、信号φDをハ
イレベルに戻す。しかる後、パルス信号φVをMOSト
ランジスタT4のゲートに与えて、MOSトランジスタ
T1がリセットされたときの信号を出力信号線6に出力
する。そして、信号φSをローレベルにするとともに信
号φVPSを第1電圧にした後、信号φDをローレベルに
して、キャパシタCに蓄積された電荷をMOSトランジ
スタT2を通して信号φDの信号線路に放出して、キャ
パシタC及び接続ノードaの電位が初期化される。そし
て、φDを元のハイレベルに戻して、次の撮像が行える
状態とする。
During this time, the signal φD is changed to low level, and the electric charge stored in the capacitor C is transferred to the MOS transistor T2.
To the signal line of the signal φD through the capacitor C
After the potential of the connection node a is initialized, the signal φD is returned to the high level. Thereafter, the pulse signal φV is supplied to the gate of the MOS transistor T4, and a signal when the MOS transistor T1 is reset is output to the output signal line 6. Then, after the signal φS is set to the low level and the signal φVPS is set to the first voltage, the signal φD is set to the low level, and the charges accumulated in the capacitor C are discharged to the signal line of the signal φD through the MOS transistor T2. The potentials of the capacitor C and the connection node a are initialized. Then, φD is returned to the original high level so that the next imaging can be performed.

【0058】更に、上記のようにMOSトランジスタT
1をリセットしたときに出力信号線6に出力された信号
を、第1の実施形態と同様、画素毎に、補正データとし
て記憶しておく。そして、実際の撮像時の信号を前記記
憶されている補正データで画素毎に補正すれば、出力信
号から画素毎のバラツキを取り除くことができる。この
補正方法の具体例は後述する図32に示している。この
補正方法はラインメモリなどのメモリを素子内に設ける
ことによっても実現できる。
Further, as described above, the MOS transistor T
The signal output to the output signal line 6 when 1 is reset is stored as correction data for each pixel as in the first embodiment. Then, if the signal at the time of actual imaging is corrected for each pixel using the stored correction data, it is possible to remove variations for each pixel from the output signal. A specific example of this correction method is shown in FIG. 32 described later. This correction method can also be realized by providing a memory such as a line memory in the element.

【0059】<第4の実施形態>第4の実施形態につい
て、図面を参照して説明する。図9は、本実施形態に使
用する固体撮像装置に設けられた画素の構成を示す回路
図である。尚、図8に示す画素と同様の目的で使用され
る素子及び信号線などは、同一の符号を付して、その詳
細な説明は省略する。
<Fourth Embodiment> A fourth embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 9 is a circuit diagram illustrating a configuration of a pixel provided in the solid-state imaging device used in the present embodiment. Elements and signal lines used for the same purpose as the pixel shown in FIG. 8 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0060】図9に示すように、本実施形態では、MO
SトランジスタT2のドレインに直流電圧VPDが印加さ
れるとともに、キャパシタC及びMOSトランジスタT
5を削除した構成となっている。即ち、MOSトランジ
スタT2のソースにMOSトランジスタT4のドレイン
が接続される。その他の構成は第3の実施形態(図8)
と同一である。
As shown in FIG. 9, in this embodiment, the MO
DC voltage VPD is applied to the drain of S transistor T2, and capacitor C and MOS transistor T
5 is deleted. That is, the drain of the MOS transistor T4 is connected to the source of the MOS transistor T2. The other configuration is the third embodiment (FIG. 8)
Is the same as

【0061】この実施形態において、撮像動作をさせる
ときは、第3の実施形態と同様に、MOSトランジスタ
T3をOFFにして定電流源9からMOSトランジスタ
T1に電流が流れないようにするとともに、信号φVPS
を第1電圧にしてMOSトランジスタT1がサブスレッ
ショルド状態で動作するようにする。このようにMOS
トランジスタT1を動作させることによって、前記光電
流に対して自然対数的に比例した値のドレイン電流がM
OSトランジスタT2を流れる。
In this embodiment, when the imaging operation is performed, as in the third embodiment, the MOS transistor T3 is turned off so that no current flows from the constant current source 9 to the MOS transistor T1, and the signal is output. φVPS
At the first voltage so that the MOS transistor T1 operates in the sub-threshold state. Thus MOS
By operating the transistor T1, a drain current having a value which is logarithmically proportional to the photocurrent is M
It flows through the OS transistor T2.

【0062】そして、MOSトランジスタT4のゲート
にパルス信号φVを与えてONとすると、前記光電流に
対して自然対数的に比例した値のドレイン電流が、MO
SトランジスタT4を通して出力信号線6に導出され
る。このとき、MOSトランジスタT2及びMOSトラ
ンジスタQ1(図5)の導通時抵抗とそれらを流れる電
流によって決まるMOSトランジスタQ1のドレイン電
圧が、信号として出力信号線6に現れる。このようにし
て信号が読み出された後、MOSトランジスタT4をO
FFにする。
When a pulse signal φV is applied to the gate of the MOS transistor T4 to turn on the MOS transistor T4, the drain current having a value proportional to the logarithm of the photocurrent in natural logarithm is obtained.
It is led to the output signal line 6 through the S transistor T4. At this time, the drain voltage of the MOS transistor Q1 determined by the on-state resistance of the MOS transistor T2 and the MOS transistor Q1 (FIG. 5) and the current flowing therethrough appears on the output signal line 6 as a signal. After the signal is read out in this manner, the MOS transistor T4 is set to O
Set to FF.

【0063】又、各画素をリセットする際には、図10
のタイミングチャートのように動作させる。まず、パル
ス信号φVが与えられた後、信号φSをハイレベルにす
るとともに信号φVPSを第2電圧にして、リセット動作
が始まる。このようにMOSトランジスタT3をONに
することによって、定電流源9からMOSトランジスタ
T1に定電流が流れるようにしてMOSトランジスタ直
流電圧T1のゲート電圧を一定の初期値にリセットす
る。しかる後、パルス信号φVをMOSトランジスタT
4のゲートに与えて、MOSトランジスタT1がリセッ
トされたときの信号を出力信号線6に出力する。そし
て、信号φSをローレベルにして、MOSトランジスタ
T3をOFFにするとともに信号φVPSを第1電圧にし
て、次の撮像が行える状態とする。
Also, when resetting each pixel, FIG.
The operation is performed as shown in the timing chart of FIG. First, after the pulse signal φV is applied, the signal φS is set to the high level and the signal φVPS is set to the second voltage, and the reset operation starts. By turning on the MOS transistor T3 in this manner, a constant current flows from the constant current source 9 to the MOS transistor T1, and the gate voltage of the MOS transistor DC voltage T1 is reset to a constant initial value. Thereafter, the pulse signal φV is applied to the MOS transistor T
4 to output a signal to the output signal line 6 when the MOS transistor T1 is reset. Then, the signal φS is set to the low level, the MOS transistor T3 is turned off, and the signal φVPS is set to the first voltage, so that the next imaging can be performed.

【0064】更に、上記のようにMOSトランジスタT
1をリセットしたときに出力信号線6に出力された信号
を、第1の実施形態と同様、画素毎に、補正データとし
て記憶しておく。そして、実際の撮像時の信号を前記記
憶されている補正データで画素毎に補正すれば、出力信
号から画素毎のバラツキを取り除くことができる。この
補正方法の具体例は後述する図32に示している。この
補正方法はラインメモリなどのメモリを素子内に設ける
ことによっても実現できる。
Further, as described above, the MOS transistor T
The signal output to the output signal line 6 when 1 is reset is stored as correction data for each pixel as in the first embodiment. Then, if the signal at the time of actual imaging is corrected for each pixel using the stored correction data, it is possible to remove variations for each pixel from the output signal. A specific example of this correction method is shown in FIG. 32 described later. This correction method can also be realized by providing a memory such as a line memory in the element.

【0065】尚、本実施形態では上記第3の実施形態の
ように、光信号をキャパシタCで一旦積分するというこ
とを行わないので、積分時間が不要となり、又、キャパ
シタCのリセットも不要であるので、その分信号処理の
高速化が図れる。又、本実施形態では、第3の実施形態
に比し、キャパシタC及びMOSトランジスタT5を省
略できる分、構成が更にシンプルになり画素サイズを小
さくすることができる。
In this embodiment, since the integration of the optical signal with the capacitor C is not performed as in the third embodiment, the integration time is not required, and the reset of the capacitor C is not required. As a result, the signal processing can be speeded up accordingly. Further, in the present embodiment, as compared with the third embodiment, since the capacitor C and the MOS transistor T5 can be omitted, the configuration is further simplified and the pixel size can be reduced.

【0066】<第5の実施形態>第5の実施形態につい
て、図面を参照して説明する。図11は、本実施形態に
使用する固体撮像装置に設けられた画素の構成を示す回
路図である。尚、図9に示す画素と同様の目的で使用さ
れる素子及び信号線などは、同一の符号を付して、その
詳細な説明は省略する。
<Fifth Embodiment> A fifth embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 11 is a circuit diagram illustrating a configuration of a pixel provided in the solid-state imaging device used in the present embodiment. Elements and signal lines used for the same purpose as the pixel shown in FIG. 9 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0067】図11に示すように、本実施形態では、第
4の実施形態(図9)に示す画素に、フォトダイオード
PDのアノードとMOSトランジスタT1のドレインと
の間に接続された第7MOSトランジスタT7を付加し
た構成となる。即ち、MOSトランジスタT7は、その
ドレインがフォトダイオードPDのアノードに接続さ
れ、そのソースがMOSトランジスタT1のドレイン及
びゲートとMOSトランジスタT3のソースとの接続ノ
ードに接続される。また、MOSトランジスタT7のゲ
ートには信号φSWが与えられる。以下に、このような
構成の画素の動作について説明する。
As shown in FIG. 11, in the present embodiment, in the pixel shown in the fourth embodiment (FIG. 9), a seventh MOS transistor connected between the anode of the photodiode PD and the drain of the MOS transistor T1 is provided. The configuration is such that T7 is added. That is, the drain of the MOS transistor T7 is connected to the anode of the photodiode PD, and the source is connected to the connection node between the drain and gate of the MOS transistor T1 and the source of the MOS transistor T3. Signal φSW is applied to the gate of MOS transistor T7. Hereinafter, the operation of the pixel having such a configuration will be described.

【0068】(1)各画素への入射光を電気信号に変換
する動作について まず、第4の実施形態と同様に、信号φSをローレベル
とするとともに信号φVPSを第1電圧とする。このと
き、信号φSWをハイレベルとしてMOSトランジスタ
T7をONにして、フォトダイオードPDより光電流が
MOSトランジスタT1に与えられるようにする。又、
MOSトランジスタT3がOFFであるので、第4の実
施形態と同様、定電流源9よりMOSトランジスタT1
に電流が流れることがない。このようにして、MOSト
ランジスタT1がサブスレッショルド状態で動作するよ
うにし、前記光電流に対して自然対数的に比例した値の
ドレイン電流がMOSトランジスタT2を流れる。
(1) Operation for converting incident light to each pixel into an electric signal First, as in the fourth embodiment, the signal φS is set to the low level, and the signal φVPS is set to the first voltage. At this time, the signal φSW is set to the high level to turn on the MOS transistor T7, so that the photocurrent is supplied from the photodiode PD to the MOS transistor T1. or,
Since the MOS transistor T3 is OFF, the MOS transistor T1 is supplied from the constant current source 9 as in the fourth embodiment.
No current flows through In this way, the MOS transistor T1 operates in the sub-threshold state, and a drain current having a value which is logarithmically proportional to the photocurrent flows through the MOS transistor T2.

【0069】そして、MOSトランジスタT4のゲート
にパルス信号φVを与えてONとすると、前記光電流に
対して自然対数的に比例した値のドレイン電流が、MO
SトランジスタT4を通して出力信号線6に導出され
る。このとき、MOSトランジスタT2及びMOSトラ
ンジスタQ1(図5)の導通時抵抗とそれらを流れる電
流によって決まるMOSトランジスタQ1のドレイン電
圧が、信号として出力信号線6に現れる。このようにし
て信号が読み出された後、MOSトランジスタT4をO
FFにする。
When the pulse signal φV is applied to the gate of the MOS transistor T4 to turn on the MOS transistor T4, the drain current having a value which is logarithmically proportional to the photocurrent becomes MO
It is led to the output signal line 6 through the S transistor T4. At this time, the drain voltage of the MOS transistor Q1 determined by the on-state resistance of the MOS transistor T2 and the MOS transistor Q1 (FIG. 5) and the current flowing therethrough appears on the output signal line 6 as a signal. After the signal is read out in this manner, the MOS transistor T4 is set to O
Set to FF.

【0070】(2)各画素のリセット動作について 以下に、図面を参照して、図11のような回路構成の画
素のリセット動作について説明する。図12は、リセッ
ト動作を行うときの画素内の各素子に接続された各信号
線に与える信号のタイミングチャートである。
(2) Reset Operation of Each Pixel The reset operation of the pixel having the circuit configuration shown in FIG. 11 will be described below with reference to the drawings. FIG. 12 is a timing chart of signals applied to each signal line connected to each element in a pixel when performing a reset operation.

【0071】(1)で説明したように、パルス信号φV
がMOSトランジスタT4のゲートに与えられて出力信
号が出力されると、信号φSをハイレベルにしてMOS
トランジスタT3をONにするとともに信号φSWをロ
ーレベルにしてMOSトランジスタT7をOFFにす
る。このとき、第4の実施形態と同様、信号φVPSを第
2電圧にする。このようにして、定電流源9からMOS
トランジスタT1に電流が流れるようにするとともに、
フォトダイオードPDからMOSトランジスタT1に光
電流が流れないようにする。このとき、定電流源9より
一定電流がMOSトランジスタT3を介してMOSトラ
ンジスタT1に流れる。よって、MOSトランジスタT
1のソース・ゲート間電圧がMOSトランジスタT1の
ドレイン電流によって決定するため、MOSトランジス
タT1のゲート電圧が初期値にリセットされる。
As described in (1), the pulse signal φV
Is applied to the gate of the MOS transistor T4 to output an output signal.
The transistor T3 is turned on, and the signal φSW is set to low level to turn off the MOS transistor T7. At this time, similarly to the fourth embodiment, the signal φVPS is set to the second voltage. In this way, the constant current source 9
A current is allowed to flow through the transistor T1,
Photocurrent is prevented from flowing from the photodiode PD to the MOS transistor T1. At this time, a constant current flows from the constant current source 9 to the MOS transistor T1 via the MOS transistor T3. Therefore, the MOS transistor T
Since the source-gate voltage of the MOS transistor T1 is determined by the drain current of the MOS transistor T1, the gate voltage of the MOS transistor T1 is reset to an initial value.

【0072】このように、MOSトランジスタT1のゲ
ート電圧が初期値にリセットされると、パルス信号φV
をMOSトランジスタT4のゲートに与えて、MOSト
ランジスタT1がリセットされたときの信号を出力信号
線6に出力する。そして、信号φSをローレベルにして
MOSトランジスタT3をOFFにする。又、このと
き、信号φVPSを第1電圧にする。更に、信号φSWを
ハイレベルにしてMOSトランジスタT7をONにし
て、次の撮像が行える状態とする。
When the gate voltage of MOS transistor T1 is reset to the initial value, pulse signal φV
To the gate of the MOS transistor T4 to output a signal when the MOS transistor T1 is reset to the output signal line 6. Then, the signal φS is set to low level to turn off the MOS transistor T3. At this time, the signal φVPS is set to the first voltage. Further, the signal φSW is set to the high level to turn on the MOS transistor T7, so that the next imaging can be performed.

【0073】このように、リセット動作を行う際、フォ
トダイオードPDより光電流が第1MOSトランジスタ
T1に流れることがないので、MOSトランジスタT1
に流れるドレイン電流が定電流源9から流れる定電流と
なる。又、MOSトランジスタT7を設けこれをOFF
しておくことによって、リセット時にMOSトランジス
タT1を流れるドレイン電流が、フォトダイオードPD
からの光電流の影響を受けることがない。従って、第4
の実施形態よりも定電流源9より与える定電流の電流値
を小さくすることができる。
As described above, when the reset operation is performed, the photocurrent does not flow from the photodiode PD to the first MOS transistor T1, so that the MOS transistor T1
Becomes a constant current flowing from the constant current source 9. Also, a MOS transistor T7 is provided and turned off.
By doing so, the drain current flowing through the MOS transistor T1 at the time of resetting
It is not affected by the photocurrent from Therefore, the fourth
The current value of the constant current supplied from the constant current source 9 can be smaller than that of the embodiment.

【0074】更に、上記のようにMOSトランジスタT
1をリセットしたときに出力信号線6に出力された信号
を、第1の実施形態と同様、画素毎に、補正データとし
て記憶しておく。そして、実際の撮像時の信号を前記記
憶されている補正データで画素毎に補正すれば、出力信
号から画素毎のバラツキを取り除くことができる。この
補正方法の具体例は後述する図32に示している。この
補正方法はラインメモリなどのメモリを素子内に設ける
ことによっても実現できる。
Further, as described above, the MOS transistor T
The signal output to the output signal line 6 when 1 is reset is stored as correction data for each pixel as in the first embodiment. Then, if the signal at the time of actual imaging is corrected for each pixel using the stored correction data, it is possible to remove variations for each pixel from the output signal. A specific example of this correction method is shown in FIG. 32 described later. This correction method can also be realized by providing a memory such as a line memory in the element.

【0075】尚、本実施形態において、第2の実施形態
(図6)のように、MOSトランジスタT2のソースに
他端に直流電圧VPSが印加されたキャパシタCやMOS
トランジスタT5のゲート、そして、キャパシタCをリ
セットするためのMOSトランジスタT6のドレインを
接続するとともに、MOSトランジスタT5のソースを
MOSトランジスタT4のドレインに接続するような構
成にしても良い。又、第3の実施形態(図8)のよう
に、MOSトランジスタT2のドレインに信号φDを与
えるようにして、上述した第2の実施形態(図6)のよ
うな構成からMOSトランジスタT6を削除した構成に
しても良い。
In this embodiment, as in the second embodiment (FIG. 6), the capacitor C or the MOS transistor having the other end to which the DC voltage VPS is applied is connected to the source of the MOS transistor T2.
The configuration may be such that the gate of the transistor T5 and the drain of the MOS transistor T6 for resetting the capacitor C are connected, and the source of the MOS transistor T5 is connected to the drain of the MOS transistor T4. Further, as in the third embodiment (FIG. 8), the signal φD is applied to the drain of the MOS transistor T2, and the MOS transistor T6 is omitted from the configuration of the second embodiment (FIG. 6). A configuration may be adopted.

【0076】又、本実施形態において、第7MOSトラ
ンジスタT7をディプレッション型のNチャネルのMO
Sトランジスタとしても構わない。この画素の構成を、
図13に示す。図13に示すように、MOSトランジス
タT7以外のMOSトランジスタT1〜T4は、エンハ
ンスメント型のNチャネルのMOSトランジスタであ
る。
In this embodiment, the seventh MOS transistor T7 is replaced with a depletion type N-channel MO.
It may be an S transistor. The configuration of this pixel is
As shown in FIG. As shown in FIG. 13, the MOS transistors T1 to T4 other than the MOS transistor T7 are enhancement-type N-channel MOS transistors.

【0077】図11の構成の画素ように、画素内に設け
られたMOSトランジスタを全てエンハンスメント型の
MOSトランジスタで構成したとき、MOSトランジス
タT7,T1が直列に接続されるため、MOSトランジ
スタT7のゲートに与える信号φSWのハイレベルの電
圧が、この画素に供給する電圧よりも高くなる。そのた
め、MOSトランジスタT7に信号φSWを与えるため
の別の電源を設ける必要がある。
When all the MOS transistors provided in the pixel are constituted by enhancement type MOS transistors as in the pixel having the configuration of FIG. 11, the MOS transistors T7 and T1 are connected in series. Is higher than the voltage supplied to this pixel. Therefore, it is necessary to provide another power supply for supplying signal φSW to MOS transistor T7.

【0078】それに対して、上述したように、このMO
SトランジスタT7をディプレッション型のMOSトラ
ンジスタとすることによって、そのゲートに与える信号
φSWのハイレベルの電圧を低くすることができ、他の
MOSトランジスタに与えるハイレベルの信号と同じ又
はこれに近い電圧にすることが可能になる。これは、デ
ィプレッション型のMOSトランジスタの閾値が負の値
となるため、エンハンスメント型のMOSトランジスタ
と比べて、低いゲート電圧でONすることができるから
である。
On the other hand, as described above, this MO
By making the S transistor T7 a depletion type MOS transistor, the high level voltage of the signal φSW applied to its gate can be reduced, and the same or close to the high level signal applied to the other MOS transistors. It becomes possible to do. This is because the threshold value of the depletion type MOS transistor is a negative value, and therefore, the transistor can be turned on with a lower gate voltage than that of the enhancement type MOS transistor.

【0079】又、本実施形態において、第7MOSトラ
ンジスタT7をPチャネルのMOSトランジスタとして
も構わない。この画素の構成を、図14に示す。図14
に示すように、MOSトランジスタT7以外のMOSト
ランジスタT1〜T4は、NチャネルのMOSトランジ
スタである。又、MOSトランジスタT7のソースがフ
ォトダイオードPDのアノードと接続されるとともに、
ドレインがMOSトランジスタT1のドレインに接続さ
れる。
In this embodiment, the seventh MOS transistor T7 may be a P-channel MOS transistor. FIG. 14 shows the configuration of this pixel. FIG.
As shown in FIG. 7, the MOS transistors T1 to T4 other than the MOS transistor T7 are N-channel MOS transistors. Further, the source of the MOS transistor T7 is connected to the anode of the photodiode PD,
The drain is connected to the drain of the MOS transistor T1.

【0080】このような構成にしたとき、MOSトラン
ジスタT7は、ゲート・ドレイン間の電圧差が閾値より
大きければONとなり、又、ゲート・ドレイン間の電圧
差が閾値より小さければOFFとなる。よって、MOS
トランジスタT7のゲートに与える信号φSWが、図1
2の信号φSWとそのタイミングが逆転するとともに、
MOSトランジスタT7のドレインに直列に接続された
MOSトランジスタT1の影響を受けることなく、ON
/OFF動作を行うことができる。
In such a configuration, the MOS transistor T7 turns on when the voltage difference between the gate and the drain is larger than the threshold, and turns off when the voltage difference between the gate and the drain is smaller than the threshold. Therefore, MOS
The signal φSW applied to the gate of the transistor T7 is
2 signal φSW and its timing are reversed,
ON without being affected by the MOS transistor T1 connected in series to the drain of the MOS transistor T7.
/ OFF operation can be performed.

【0081】又、MOSトランジスタT7のON/OF
F動作が、MOSトランジスタT1の影響を受けること
がないので、信号φSWを供給するための別の電源を設
ける必要が無くなる。更に、このようにすることによっ
て、MOSトランジスタT7を、他のMOSトランジス
タと同様にエンハンスメント型のMOSトランジスタと
することができるので、他のMOSトランジスタと同一
の工程でMOSトランジスタT7を生成することが可能
である。よって、上述したように、第7MOSトランジ
スタT7のみをディプレッション型のMOSトランジス
タとするときと比べて、その生産工程が簡素化される。
Also, ON / OF of the MOS transistor T7
Since the F operation is not affected by the MOS transistor T1, there is no need to provide another power supply for supplying the signal φSW. Further, by doing so, the MOS transistor T7 can be an enhancement type MOS transistor like the other MOS transistors, so that the MOS transistor T7 can be generated in the same process as the other MOS transistors. It is possible. Therefore, as described above, the production process is simplified as compared with the case where only the seventh MOS transistor T7 is a depletion type MOS transistor.

【0082】又、図15に示すように、第7MOSトラ
ンジスタT7を直流電圧線VPDとフォトダイオードPD
のカソードとの間に接続するような構成にしても構わな
い。即ち、MOSトランジスタT7のドレインに直流電
圧VPDが印加されるとともに、そのソースにフォトダイ
オードPDのカソードが接続される。更に、このような
構成の画素において、上述したように、第7MOSトラ
ンジスタT7をディプレッション型のMOSトランジス
タ、または、PチャネルのMOSトランジスタとしても
良い。
As shown in FIG. 15, the seventh MOS transistor T7 is connected to the DC voltage line VPD and the photodiode PD.
It may be configured to be connected between the cathode and the cathode. That is, the DC voltage VPD is applied to the drain of the MOS transistor T7, and the cathode of the photodiode PD is connected to its source. Further, in the pixel having such a configuration, as described above, the seventh MOS transistor T7 may be a depletion-type MOS transistor or a P-channel MOS transistor.

【0083】<画素構成の第3例>図16は本発明の他
の実施形態である二次元のMOS型固体撮像装置の一部
の構成を概略的に示している。同図において、G11〜G
mnは行列配置(マトリクス配置)された画素を示して
いる。2は垂直走査回路であり、行(ライン)4−1、
4−2、・・・、4−nを順次走査していく。3は水平
走査回路であり、画素から出力信号線6−1、6−2、
・・・、6−mに導出された光電変換信号を画素ごとに
水平方向に順次読み出す。5は電源ラインである。又、
定電流源9−1、9−2、・・・、9−mが列毎にそれ
ぞれ、電流供給線8−1、8−2、・・・、8−mを介
して、画素G11〜G1n、G21〜G2n、・・・、Gm1〜G
mnに電流を供給する。直流電圧VPSHが供給されるライ
ン7−1、7−2、・・・、7−nが行毎にそれぞれ、
画素G11〜Gm1、G12〜Gm2、・・・、G1n〜Gmnに接
続される。更に、直流電圧VPSLが供給されるライン1
3−1、13−2、・・・、13−mが列毎にそれぞ
れ、画素G11〜G1n、G21〜G2n、・・・、Gm1〜Gmn
に接続される。各画素に対し、上記ライン4−1、4−
2・・・、4−n、ライン7−1、7−2、・・・、7
−n及びライン13−1、13−2、・・・、13−m
や出力信号線6−1、6−2・・・、6−m、電流供給
線8−1、8−2、・・・、8−m、電源ライン5だけ
でなく、他のライン(例えば、クロックラインやバイア
ス供給ライン等)も接続されるが、図16ではこれらに
ついて省略する。
<Third Example of Pixel Configuration> FIG. 16 schematically shows the configuration of a part of a two-dimensional MOS solid-state imaging device according to another embodiment of the present invention. In the figure, G11 to G
mn indicates pixels arranged in a matrix (matrix arrangement). Reference numeral 2 denotes a vertical scanning circuit, which is a row (line) 4-1;
,..., 4-n are sequentially scanned. Reference numeral 3 denotes a horizontal scanning circuit which outputs output signal lines 6-1 and 6-2,
..., the photoelectric conversion signals derived in 6-m are sequentially read out in the horizontal direction for each pixel. 5 is a power supply line. or,
, 9-m are connected to the pixels G11 to G1n via the current supply lines 8-1, 8-2, ..., 8-m, respectively, for each column. , G21-G2n, ..., Gm1-G
Supply current to mn. The lines 7-1, 7-2,..., 7-n to which the DC voltage VPSH is supplied are respectively
Pixels G11 to Gm1, G12 to Gm2,..., G1n to Gmn. Further, the line 1 to which the DC voltage VPSL is supplied.
, 13-2,..., 13-m are pixels G11 to G1n, G21 to G2n,.
Connected to. For each pixel, the lines 4-1 and 4-
, 4-n, lines 7-1, 7-2, ..., 7
-N and lines 13-1, 13-2, ..., 13-m
, 6-m, the current supply lines 8-1, 8-2,..., 8-m, the power supply line 5, and other lines (for example, , Clock lines and bias supply lines) are also connected, but these are omitted in FIG.

【0084】出力信号線6−1、6−2、・・・、6−
mごとにNチャネルのMOSトランジスタQ1、Q2が
図示の如く1組ずつ設けられている。出力信号線6−1
を例にとって説明すると、MOSトランジスタQ1のゲ
ートは直流電圧線11に接続され、ドレインは出力信号
線6−1に接続され、ソースは直流電圧VPS’のライン
12に接続されている。一方、MOSトランジスタQ2
のドレインは出力信号線6−1に接続され、ソースは最
終的な信号線10に接続され、ゲートは水平走査回路3
に接続されている。このMOSトランジスタQ1,Q2
は、画素構成の第2例におけるMOSトランジスタQ
1,Q2と同様の目的で使用される。
Output signal lines 6-1, 6-2,..., 6
As shown in the figure, a set of N-channel MOS transistors Q1 and Q2 is provided for each m. Output signal line 6-1
The gate of the MOS transistor Q1 is connected to the DC voltage line 11, the drain is connected to the output signal line 6-1, and the source is connected to the line 12 of the DC voltage VPS '. On the other hand, MOS transistor Q2
Is connected to the output signal line 6-1, the source is connected to the final signal line 10, and the gate is connected to the horizontal scanning circuit 3.
It is connected to the. These MOS transistors Q1, Q2
Is the MOS transistor Q in the second example of the pixel configuration.
1 and Q2.

【0085】<第6の実施形態>図16に示した画素構
成の第3例の各画素に適用される第6の実施形態につい
て、図面を参照して説明する。図17は、本実施形態に
使用する固体撮像装置に設けられた画素の構成を示す回
路図である。尚、図11に示す画素と同様の目的で使用
される素子及び信号線などは、同一の符号を付して、そ
の詳細な説明は省略する。
<Sixth Embodiment> A sixth embodiment applied to each pixel of the third example of the pixel configuration shown in FIG. 16 will be described with reference to the drawings. FIG. 17 is a circuit diagram illustrating a configuration of a pixel provided in the solid-state imaging device used in the present embodiment. Elements and signal lines used for the same purpose as the pixel shown in FIG. 11 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0086】図17に示すように、本実施形態では、第
5の実施形態(図11)に示す画素に、MOSトランジ
スタT1のソースにドレインが接続された第8MOSト
ランジスタT8と第9MOSトランジスタT9とを付加
した構成となる。MOSトランジスタT8は、そのソー
スに直流電圧VPSHが印加されるとともにそのゲートに
信号φSW1が与えられ、又、MOSトランジスタT9
は、そのソースに直流電圧VPSLが印加されるとともに
そのゲートに信号φSW2が与えられる。以下に、この
ような構成の画素の動作について説明する。尚、直流電
圧VPSHがMOSトランジスタT1をサブスレッショル
ド領域で動作させるための電圧であるとともに、直流電
圧VPSLが定電流源9からMOSトランジスタT1に電
流を流すためにMOSトランジスタT1を動作させるた
めの電圧である。
As shown in FIG. 17, in the present embodiment, in the pixel shown in the fifth embodiment (FIG. 11), an eighth MOS transistor T8 and a ninth MOS transistor T9 each having a drain connected to the source of the MOS transistor T1 are provided. Is added. MOS transistor T8 has a source to which DC voltage VPSH is applied, a gate supplied with signal φSW1, and a gate connected to MOS transistor T9.
Has a source supplied with a DC voltage VPSL and a gate supplied with a signal φSW2. Hereinafter, the operation of the pixel having such a configuration will be described. Note that the DC voltage VPSH is a voltage for operating the MOS transistor T1 in the sub-threshold region, and the DC voltage VPSL is a voltage for operating the MOS transistor T1 to flow a current from the constant current source 9 to the MOS transistor T1. It is.

【0087】(1)各画素への入射光を電気信号に変換
する動作について まず、第5の実施形態と同様に、信号φSをローレベル
とするとともに信号φSWをハイレベルとする。このと
き、信号φSW1をハイレベルとしてMOSトランジス
タT8をONにすることによって、MOSトランジスタ
T1のソースに直流電圧VPSHを印加する。このように
してMOSトランジスタT1がサブスレッショルド状態
で動作するようにし、前記光電流に対して自然対数的に
比例した値のドレイン電流がMOSトランジスタT2を
流れる。尚、このとき、信号SW2はローレベルとし、
MOSトランジスタT9をOFFの状態にする。
(1) Operation for converting incident light to each pixel into an electric signal First, as in the fifth embodiment, the signal φS is set to low level and the signal φSW is set to high level. At this time, the DC voltage VPSH is applied to the source of the MOS transistor T1 by turning on the MOS transistor T8 by setting the signal φSW1 to the high level. In this manner, the MOS transistor T1 operates in the sub-threshold state, and the drain current having a value proportional to the logarithm of the photocurrent flows through the MOS transistor T2. At this time, the signal SW2 is set to low level,
The MOS transistor T9 is turned off.

【0088】そして、MOSトランジスタT4のゲート
にパルス信号φVを与えてONとすると、前記光電流に
対して自然対数的に比例した値のドレイン電流が、MO
SトランジスタT4を通して出力信号線6に導出され
る。このとき、MOSトランジスタT2及びMOSトラ
ンジスタQ1(図16)の導通時抵抗とそれらを流れる
電流によって決まるMOSトランジスタQ1のドレイン
電圧が、信号として出力信号線6に現れる。このように
して信号が読み出された後、MOSトランジスタT4を
OFFにする。
When a pulse signal φV is applied to the gate of the MOS transistor T4 to turn on the MOS transistor T4, the drain current having a value proportional to the logarithm of the photocurrent in natural logarithm is obtained.
It is led to the output signal line 6 through the S transistor T4. At this time, the drain voltage of the MOS transistor Q1 determined by the on-state resistance of the MOS transistor T2 and the MOS transistor Q1 (FIG. 16) and the current flowing therethrough appears on the output signal line 6 as a signal. After the signal is read out in this manner, the MOS transistor T4 is turned off.

【0089】(2)各画素のリセット動作について 以下に、図面を参照して、図17のような回路構成の画
素のリセット動作について説明する。図18は、リセッ
ト動作を行うときの画素内の各素子に接続された各信号
線に与える信号のタイミングチャートである。
(2) Reset Operation of Each Pixel Hereinafter, the reset operation of the pixel having the circuit configuration as shown in FIG. 17 will be described with reference to the drawings. FIG. 18 is a timing chart of signals applied to each signal line connected to each element in a pixel when performing a reset operation.

【0090】(1)で説明したように、パルス信号φV
がMOSトランジスタT4のゲートに与えられて出力信
号が出力されると、まず、信号φSW1をローレベルに
してMOSトランジスタT8をOFFするとともに、信
号φSW2をハイレベルにしてMOSトランジスタT9
をONして、MOSトランジスタT1のソースに直流電
圧VPSLを与える。そして、信号φSをハイレベルにし
てMOSトランジスタT3をONにするとともに信号φ
SWをローレベルにしてMOSトランジスタT7をOF
Fにする。
As described in (1), the pulse signal φV
Is applied to the gate of the MOS transistor T4 to output an output signal. First, the signal φSW1 is set to low level to turn off the MOS transistor T8, and the signal φSW2 is set to high level to set the MOS transistor T9.
Is turned on to apply the DC voltage VPSL to the source of the MOS transistor T1. Then, the signal φS is set to the high level to turn on the MOS transistor T3, and the signal φ
SW is set to low level and the MOS transistor T7 is turned off.
Change to F.

【0091】このようにして、定電流源9からMOSト
ランジスタT1に電流が流れるようにするとともに、フ
ォトダイオードPDからMOSトランジスタT1に光電
流が流れないようにする。このとき、定電流源9より一
定電流がMOSトランジスタT3を介してMOSトラン
ジスタT1に流れる。よって、MOSトランジスタT1
のソース・ゲート間電圧がMOSトランジスタT1のド
レイン電流によって決定するため、MOSトランジスタ
T1のゲート電圧が初期値にリセットされる。
Thus, the current is made to flow from the constant current source 9 to the MOS transistor T1, and the photocurrent is made not to flow from the photodiode PD to the MOS transistor T1. At this time, a constant current flows from the constant current source 9 to the MOS transistor T1 via the MOS transistor T3. Therefore, the MOS transistor T1
Is determined by the drain current of the MOS transistor T1, the gate voltage of the MOS transistor T1 is reset to an initial value.

【0092】このように、MOSトランジスタT1のゲ
ート電圧が初期値にリセットされると、パルス信号φV
をMOSトランジスタT4のゲートに与えて、MOSト
ランジスタT1がリセットされたときの信号を出力信号
線6に出力する。そして、まず、信号φSをローレベル
にしてMOSトランジスタT3をOFFにする。次に、
信号φSW1をハイレベルにしてMOSトランジスタT
8をONするとともに、信号φSW2をローレベルにし
てMOSトランジスタT9をOFFして、MOSトラン
ジスタT1のソースに直流電圧VPSHを与える。そし
て、信号φSWをハイレベルにしてMOSトランジスタ
T7をONにして、次の撮像が行える状態とする。
When the gate voltage of MOS transistor T1 is reset to the initial value, pulse signal φV
To the gate of the MOS transistor T4 to output a signal when the MOS transistor T1 is reset to the output signal line 6. Then, first, the signal φS is set to low level to turn off the MOS transistor T3. next,
When the signal φSW1 is set to the high level, the MOS transistor T
8, the signal φSW2 is set to low level to turn off the MOS transistor T9, and the DC voltage VPSH is applied to the source of the MOS transistor T1. Then, the signal φSW is set to the high level to turn on the MOS transistor T7, so that the next imaging can be performed.

【0093】更に、上記のようにMOSトランジスタT
1をリセットしたときに出力信号線6に出力された信号
を、第1の実施形態と同様、画素毎に、補正データとし
て記憶しておく。そして、実際の撮像時の信号を前記記
憶されている補正データで画素毎に補正すれば、出力信
号から画素毎のバラツキを取り除くことができる。この
補正方法の具体例は後述する図32に示している。この
補正方法はラインメモリなどのメモリを素子内に設ける
ことによっても実現できる。
Further, as described above, the MOS transistor T
The signal output to the output signal line 6 when 1 is reset is stored as correction data for each pixel as in the first embodiment. Then, if the signal at the time of actual imaging is corrected for each pixel using the stored correction data, it is possible to remove variations for each pixel from the output signal. A specific example of this correction method is shown in FIG. 32 described later. This correction method can also be realized by providing a memory such as a line memory in the element.

【0094】尚、本実施形態において、第2の実施形態
(図6)のように、MOSトランジスタT2のソースに
他端に直流電圧VPSが印加されたキャパシタCやMOS
トランジスタT5のゲート、そして、キャパシタCをリ
セットするためのMOSトランジスタT6のドレインを
接続するとともに、MOSトランジスタT5のソースを
MOSトランジスタT4のドレインに接続するような構
成にしても良い。又、第3の実施形態(図8)のよう
に、MOSトランジスタT2のドレインに信号φDを与
えるようにして、上述した第2の実施形態(図6)のよ
うな構成からMOSトランジスタT6を削除した構成に
しても良い。
In this embodiment, as in the second embodiment (FIG. 6), the capacitor C or the MOS transistor having the other end to which the DC voltage VPS is applied is connected to the source of the MOS transistor T2.
The configuration may be such that the gate of the transistor T5 and the drain of the MOS transistor T6 for resetting the capacitor C are connected, and the source of the MOS transistor T5 is connected to the drain of the MOS transistor T4. Further, as in the third embodiment (FIG. 8), the signal φD is applied to the drain of the MOS transistor T2, and the MOS transistor T6 is omitted from the configuration of the second embodiment (FIG. 6). A configuration may be adopted.

【0095】又、MOSトランジスタT7を削除したよ
うな構造にしても良いし、第5の実施形態で説明したよ
うに、MOSトランジスタT7を直流電圧線VPDとフォ
トダイオードPDとの間に設けても構わない。更に、こ
のMOSトランジスタT7のみディプレッション型MO
Sトランジスタとする構成にしても良いし、又、MOS
トランジスタT7のみPチャネルのMOSトランジスタ
とする構成にしても構わない。
Further, the structure may be such that the MOS transistor T7 is omitted, or as described in the fifth embodiment, the MOS transistor T7 may be provided between the DC voltage line VPD and the photodiode PD. I do not care. Further, only the MOS transistor T7 has a depletion type MO.
An S transistor may be used, and a MOS transistor may be used.
Only the transistor T7 may be a P-channel MOS transistor.

【0096】尚、例えば、ライン4−1に接続された画
素G11〜Gm1をリセットしたとき、図1又は図4のよう
な固体撮像装置の場合、定電流源9−1〜9−mより流
れる電流がすべてライン7−1に流れるため、画素G11
〜Gm1の各画素内の第1MOSトランジスタT1のソー
スに与えられる信号φVPSの第2電圧がライン7−1の
電圧降下によって一定でなくなりやすい。よって、図1
7のような回路構成の画素G11〜Gmnが配される図16
のような固体撮像装置によると、同じく画素G11〜Gm1
をリセットしたとき、定電流源9−1、9−2、・・
・、9−mより流れる電流が、それぞれ、ライン13−
1、13−2、・・・、13−mを流れるため、画素G
11〜Gm1の各画素内の第1MOSトランジスタT1のソ
ースに与えられる電圧が定電流源9−1〜9−mを流れ
る電流による影響がなくなり、直流電圧VPSLで一定と
なる。よって、本実施形態のような回路構成の画素によ
ると、第1〜第5の実施形態と比べて、各画素内の第1
MOSトランジスタT1の初期化されたゲート電圧の格
差を小さくすることができる。
For example, when the pixels G11 to Gm1 connected to the line 4-1 are reset, in the case of the solid-state imaging device as shown in FIG. 1 or FIG. 4, the current flows from the constant current sources 9-1 to 9-m. Since all the current flows to the line 7-1, the pixel G11
The second voltage of the signal .phi.VPS applied to the source of the first MOS transistor T1 in each pixel of .about.Gm1 tends to become unstable due to the voltage drop on the line 7-1. Therefore, FIG.
FIG. 16 in which pixels G11 to Gmn having a circuit configuration as shown in FIG.
According to the solid-state imaging device as described above, the pixels G11 to Gm1
Are reset, the constant current sources 9-1, 9-2,.
., The currents flowing from 9-m respectively
, 13-2,..., 13-m.
The voltage applied to the source of the first MOS transistor T1 in each of the pixels 11 to Gm1 is not affected by the current flowing through the constant current sources 9-1 to 9-m, and becomes constant at the DC voltage VPSL. Therefore, according to the pixel having the circuit configuration as in the present embodiment, the first pixel in each pixel is different from the first to fifth embodiments.
The difference in the initialized gate voltage of the MOS transistor T1 can be reduced.

【0097】以上説明した第1〜第6の実施形態は、画
素内の能動素子であるMOSトランジスタT1〜T9を
図14の形態を除いて全てNチャネルのMOSトランジ
スタで構成しているが、これらのMOSトランジスタT
1〜T9を全てPチャネルのMOSトランジスタで構成
してもよい。図20、図23〜図26、図29、及び図
31には、上記第1〜第6の実施形態をPチャネルのM
OSトランジスタで構成した例である第7〜第12の実
施形態を示している。又、図27は、第11の実施形態
において、第7MOSトランジスタT7をディプレッシ
ョン型のPチャネルのMOSトランジスタとしたもので
ある。更に、図28は、第11の実施形態において、第
7MOSトランジスタT7をNチャネルのMOSトラン
ジスタとしたものである。そのため図19〜図31では
接続の極性や印加電圧の極性が逆になっている。例え
ば、図20(第7の実施形態)において、フォトダイオ
ードPDはアノードに直流電圧VPDに接続され、カソー
ドが第1MOSトランジスタT1のドレイン及び第2M
OSトランジスタT2のゲートに接続されている。MO
SトランジスタT1のソースには信号φVPSが与えられ
る。
In the first to sixth embodiments described above, the MOS transistors T1 to T9, which are the active elements in the pixel, are all constituted by N-channel MOS transistors except for the form shown in FIG. MOS transistor T
All of 1 to T9 may be configured by P-channel MOS transistors. FIGS. 20, 23 to 26, 29, and 31 show the first to sixth embodiments using the P-channel M
The seventh to twelfth embodiments, which are examples constituted by OS transistors, are shown. FIG. 27 shows the eleventh embodiment in which the seventh MOS transistor T7 is a depletion-type P-channel MOS transistor. FIG. 28 shows an eleventh embodiment in which the seventh MOS transistor T7 is an N-channel MOS transistor. Therefore, the polarity of the connection and the polarity of the applied voltage are reversed in FIGS. For example, in FIG. 20 (seventh embodiment), the photodiode PD has an anode connected to the DC voltage VPD, and a cathode connected to the drain of the first MOS transistor T1 and the second transistor M1.
It is connected to the gate of the OS transistor T2. MO
Signal φVPS is applied to the source of S transistor T1.

【0098】ところで、図20のような画素が対数変換
を行うとき、直流電圧VPSと直流電圧VPDは、VPS>V
PD となっており、図2(第1の実施形態)と逆であ
る。また、キャパシタCの出力電圧は初期値が高い電圧
で、積分によって降下する。また、第3MOSトランジ
スタT3や第4MOSトランジスタT4をONさせると
きには、低い電圧をゲートに印加する。更に、図23以
降の実施形態(第8〜第12の実施形態)において、第
6MOSトランジスタT6、第7MOSトランジスタT
7、第8MOSトランジスタT8、第9MOSトランジ
スタT9をONさせるときには、低い電圧をゲートに印
加する。又、図28に示す構成の画素において、Nチャ
ネルのMOSトランジスタとなる第7MOSトランジス
タT7をONさせるときには、高い電圧をゲートに印加
する。以上の通り、逆極性のMOSトランジスタを用い
る場合は、電圧関係や接続関係が一部異なるが、構成は
実質的に同一であり、また基本的な動作も同一であるの
で、図20、図23〜図29、及び図31については図
面で示すのみで、その構成や動作についての説明は省略
する。
By the way, when the pixel as shown in FIG. 20 performs logarithmic conversion, the DC voltage VPS and the DC voltage VPD satisfy VPS> V.
PD, which is the reverse of FIG. 2 (first embodiment). The output voltage of the capacitor C is a voltage having a high initial value and drops by integration. When turning on the third MOS transistor T3 and the fourth MOS transistor T4, a low voltage is applied to the gate. Further, in the embodiment after FIG. 23 (eighth to twelfth embodiments), the sixth MOS transistor T6 and the seventh MOS transistor T
When turning on the seventh, eighth and ninth MOS transistors T8 and T9, a low voltage is applied to the gate. In the pixel having the configuration shown in FIG. 28, when turning on the seventh MOS transistor T7 serving as an N-channel MOS transistor, a high voltage is applied to the gate. As described above, when MOS transistors having opposite polarities are used, although the voltage relationship and the connection relationship are partially different, the configuration is substantially the same, and the basic operation is the same. 29 to 31 are only shown in the drawings, and the description of the configuration and operation is omitted.

【0099】第7の実施形態の画素を含む固体撮像装置
の全体構成を説明するためのブロック回路構成図を図1
9に、第8〜第11の実施形態の画素を含む固体撮像装
置の全体構成を説明するためのブロック回路構成図を図
21に、第12の実施形態の画素を含む固体撮像装置の
全体構成を説明するためのブロック回路構成図を図30
に示す。図19、図21、及び図30については、図
1、図4、及び図16と同一部分(同一の役割部分)に
同一の符号を付して説明を省略する。以下、図21の構
成について簡単に説明する。列方向に配列された出力信
号線6−1、6−2、・・・、6−mに対してPチャネ
ルのMOSトランジスタQ1とPチャネルのMOSトラ
ンジスタQ2が接続されている。MOSトランジスタQ
1のゲートは直流電圧線11に接続され、ドレインは出
力信号線6−1に接続され、ソースは直流電圧VPS’の
ライン12に接続されている。
FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of a solid-state imaging device including pixels according to a seventh embodiment.
FIG. 9 is a block circuit configuration diagram for explaining an overall configuration of a solid-state imaging device including pixels according to the eighth to eleventh embodiments. FIG. 21 is an overall configuration of a solid-state imaging device including pixels according to the twelfth embodiment. FIG. 30 is a block circuit configuration diagram for explaining
Shown in 19, 21, and 30, the same portions (same role portions) as those in FIGS. 1, 4, and 16 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. Hereinafter, the configuration of FIG. 21 will be briefly described. A P-channel MOS transistor Q1 and a P-channel MOS transistor Q2 are connected to output signal lines 6-1, 6-2,..., 6-m arranged in the column direction. MOS transistor Q
The gate of 1 is connected to the DC voltage line 11, the drain is connected to the output signal line 6-1, and the source is connected to the line 12 of the DC voltage VPS '.

【0100】一方、MOSトランジスタQ2のドレイン
は出力信号線6−1に接続され、ソースは最終的な信号
線10に接続され、ゲートは水平走査回路3に接続され
ている。ここで、MOSトランジスタQ1は画素内のP
チャネルのMOSトランジスタTaと共に図22(a)
に示すような増幅回路を構成している。尚、MOSトラ
ンジスタTaは、第8、第9の実施形態では第5MOS
トランジスタT5に相当し、又、第10、第11の実施
形態では第2MOSトランジスタT2に相当する。
On the other hand, the drain of the MOS transistor Q2 is connected to the output signal line 6-1, the source is connected to the final signal line 10, and the gate is connected to the horizontal scanning circuit 3. Here, the MOS transistor Q1 is connected to the P
FIG. 22A together with the channel MOS transistor Ta
The amplifier circuit shown in FIG. The MOS transistor Ta is a fifth MOS transistor in the eighth and ninth embodiments.
It corresponds to the transistor T5, and in the tenth and eleventh embodiments, corresponds to the second MOS transistor T2.

【0101】この場合、MOSトランジスタQ1はMO
SトランジスタTaの負荷抵抗又は定電流源となってい
る。従って、このMOSトランジスタQ1のソースに接
続される直流電圧VPS’と、MOSトランジスタTaの
ドレインに接続される直流電圧VPD’との関係は、VP
D’<VPS’であり、直流電圧VPD’は例えばグランド
電圧(接地)である。MOSトランジスタQ1のドレイ
ンはMOSトランジスタTaに接続され、ゲートには直
流電圧が印加されている。PチャネルのMOSトランジ
スタQ2は水平走査回路3によって制御され、増幅回路
の出力を最終的な信号線10へ導出する。第8〜第11
の実施形態のように、画素内に設けられた第4MOSト
ランジスタT4を考慮すると、図22(a)の回路は図
22(b)のように表わされる。
In this case, MOS transistor Q1 is connected to MO
It serves as a load resistance or a constant current source for the S transistor Ta. Accordingly, the relationship between the DC voltage VPS 'connected to the source of the MOS transistor Q1 and the DC voltage VPD' connected to the drain of the MOS transistor Ta is VP
D ′ <VPS ′, and the DC voltage VPD ′ is, for example, a ground voltage (ground). The drain of the MOS transistor Q1 is connected to the MOS transistor Ta, and a DC voltage is applied to the gate. The P-channel MOS transistor Q2 is controlled by the horizontal scanning circuit 3, and leads the output of the amplifier circuit to the final signal line 10. Eighth to eleventh
Considering the fourth MOS transistor T4 provided in the pixel as in the embodiment, the circuit of FIG. 22A is represented as shown in FIG. 22B.

【0102】<画像データの補正方法>上述した第1〜
12の実施形態のような回路構成の画素が設けられた固
体撮像装置がデジタルカメラなどの画像入力装置に使用
されたときの実施例を、図面を参照して説明する。
<Image Data Correction Method>
An example in which a solid-state imaging device provided with a pixel having a circuit configuration as in the twelfth embodiment is used in an image input device such as a digital camera will be described with reference to the drawings.

【0103】図32に示す画像入力装置は、対物レンズ
51と、該対物レンズ51を通して入射される光の光量
に応じて電気信号を出力する固体撮像装置52と、撮像
時の固体撮像装置52の電気信号(以下、「画像デー
タ」と呼ぶ。)が入力されて一時記憶されるメモリ53
と、リセット時の固体撮像装置52の電気信号(以下、
「補正データ」と呼ぶ。)が入力されて一時記憶される
ためのメモリ54と、メモリ53から送出される画像デ
ータからメモリ54から記憶される補正データを補正演
算する補正演算回路55と、補正演算回路55で補正デ
ータにより補正の施された画像データを演算処理して外
部に出力する処理部56とを有する。尚、固体撮像装置
52は、第1〜12の実施形態(図2、図6、図8、図
9、図11図13〜図15、図17、図20、図23〜
図29、図31)のような回路構成の画素が設けられた
固体撮像装置である。
The image input device shown in FIG. 32 includes an objective lens 51, a solid-state imaging device 52 that outputs an electric signal in accordance with the amount of light incident through the objective lens 51, and a solid-state imaging device 52 during imaging. A memory 53 to which an electric signal (hereinafter, referred to as “image data”) is input and temporarily stored.
And the electric signal of the solid-state imaging device 52 at the time of reset (hereinafter, referred to as
It is called “correction data”. ) Is inputted and temporarily stored, a correction operation circuit 55 for correcting the correction data stored from the memory 54 from the image data sent from the memory 53, and a correction operation circuit 55 A processing unit 56 for performing arithmetic processing on the corrected image data and outputting the processed data to the outside. Note that the solid-state imaging device 52 has the first to twelfth embodiments (FIGS. 2, 6, 8, 9, 11, 13 to 15, 17, 20, 23 to
This is a solid-state imaging device provided with pixels having a circuit configuration as shown in FIGS.

【0104】このような構成の画像入力装置は、まず、
撮像動作を行って、固体撮像装置52から各画素毎に画
像データがメモリ53に出力される。そして、各画素が
撮像動作を終えて、リセット動作を行ったときに、上記
で説明したように、各画素の感度のバラツキを調べて、
補正データをメモリ54に出力する。そして、メモリ5
3内の各画素の画像データとメモリ54内の各画素の補
正データを、補正演算回路55にこの画像データを各画
素毎に送出する。
The image input device having such a configuration firstly
The imaging operation is performed, and the image data is output from the solid-state imaging device 52 to the memory 53 for each pixel. Then, when each pixel has completed the imaging operation and performed the reset operation, as described above, the variation in the sensitivity of each pixel is examined,
The correction data is output to the memory 54. And the memory 5
The image data of each pixel in 3 and the correction data of each pixel in the memory 54 are sent to the correction arithmetic circuit 55 for each pixel.

【0105】補正演算回路55では、メモリ53から送
出された画像データからこの画像データを出力した同一
画素のメモリ54から送出された補正データが各画素毎
に補正演算される。この補正データが補正演算された画
像データが処理部56に送出されて、演算処理された
後、外部に出力される。又、このような画像入力装置に
おいて、メモリ53,54は、それぞれ、固体撮像装置
52からライン毎に送出されるデータが記録されるライ
ンメモリなどが用いられる。従って、メモリ53,54
を固体撮像装置内に組み込むことも容易である。
In the correction operation circuit 55, from the image data transmitted from the memory 53, the correction data transmitted from the memory 54 of the same pixel which has output this image data is corrected and calculated for each pixel. Image data on which the correction data has been corrected and calculated is sent to the processing unit 56, subjected to a calculation process, and then output to the outside. In such an image input device, a line memory for recording data transmitted from the solid-state imaging device 52 line by line is used as the memories 53 and 54, respectively. Therefore, the memories 53 and 54
Can be easily incorporated into a solid-state imaging device.

【0106】[0106]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の固体撮像
装置によれば、被写体の撮像時に各画素毎の出力を補正
するための補正データを獲得するために、従来のように
一様光を照射する必要が無くなる。更に、能動素子をM
OSトランジスタで構成することにより高集積化が容易
となり、周辺の処理回路(A/Dコンバータ、デジタル
・システム・プロセッサ、メモリ)等とともにワンチッ
プ上に形成することができる。
As described above, according to the solid-state imaging device of the present invention, in order to obtain correction data for correcting the output of each pixel at the time of imaging a subject, it is necessary to obtain uniform light as in the prior art. Need not be irradiated. Further, the active element is M
The use of OS transistors facilitates high integration, and can be formed on one chip together with peripheral processing circuits (A / D converter, digital system processor, memory) and the like.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施形態である二次元固体撮像装置
の全体の構成を説明するためのブロック回路図。
FIG. 1 is a block circuit diagram for explaining the overall configuration of a two-dimensional solid-state imaging device according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第1の実施形態の1画素の構成を示す
回路図。
FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration of one pixel according to the first embodiment of the present invention.

【図3】第1の実施形態で使用する画素の各素子に与え
る信号のタイミングチャート。
FIG. 3 is a timing chart of a signal applied to each element of a pixel used in the first embodiment.

【図4】本発明の一実施形態である二次元固体撮像装置
の全体の構成を説明するためのブロック回路図。
FIG. 4 is a block circuit diagram for explaining the overall configuration of a two-dimensional solid-state imaging device according to an embodiment of the present invention.

【図5】図4の一部の回路図。FIG. 5 is a partial circuit diagram of FIG. 4;

【図6】本発明の第2の実施形態の1画素の構成を示す
回路図。
FIG. 6 is a circuit diagram showing a configuration of one pixel according to a second embodiment of the present invention.

【図7】第2の実施形態で使用する画素の各素子に与え
る信号のタイミングチャート。
FIG. 7 is a timing chart of a signal applied to each element of a pixel used in the second embodiment.

【図8】本発明の第3の実施形態の1画素の構成を示す
回路図。
FIG. 8 is a circuit diagram showing a configuration of one pixel according to a third embodiment of the present invention.

【図9】本発明の第4の実施形態の1画素の構成を示す
回路図。
FIG. 9 is a circuit diagram showing a configuration of one pixel according to a fourth embodiment of the present invention.

【図10】第4の実施形態で使用する画素の各素子に与
える信号のタイミングチャート。
FIG. 10 is a timing chart of signals applied to each element of a pixel used in the fourth embodiment.

【図11】本発明の第5の実施形態の1画素の構成を示
す回路図。
FIG. 11 is a circuit diagram showing a configuration of one pixel according to a fifth embodiment of the present invention.

【図12】第5の実施形態で使用する画素の各素子に与
える信号のタイミングチャート。
FIG. 12 is a timing chart of a signal applied to each element of a pixel used in the fifth embodiment.

【図13】本発明の第5の実施形態の1画素の構成を示
す回路図。
FIG. 13 is a circuit diagram showing a configuration of one pixel according to a fifth embodiment of the present invention.

【図14】本発明の第5の実施形態の1画素の構成を示
す回路図。
FIG. 14 is a circuit diagram showing a configuration of one pixel according to a fifth embodiment of the present invention.

【図15】本発明の第5の実施形態の1画素の構成を示
す回路図。
FIG. 15 is a circuit diagram showing a configuration of one pixel according to a fifth embodiment of the present invention.

【図16】本発明の一実施形態である二次元固体撮像装
置の全体の構成を説明するためのブロック回路図。
FIG. 16 is a block circuit diagram for explaining the overall configuration of a two-dimensional solid-state imaging device according to an embodiment of the present invention.

【図17】本発明の第6の実施形態の1画素の構成を示
す回路図。
FIG. 17 is a circuit diagram showing a configuration of one pixel according to a sixth embodiment of the present invention.

【図18】第6の実施形態で使用する画素の各素子に与
える信号のタイミングチャート。
FIG. 18 is a timing chart of a signal applied to each element of a pixel used in the sixth embodiment.

【図19】画素内の能動素子をPチャネルのMOSトラ
ンジスタで構成した実施形態の場合の本発明の二次元固
体撮像装置の全体の構成を説明するためのブロック回路
図。
FIG. 19 is a block circuit diagram for explaining an overall configuration of a two-dimensional solid-state imaging device according to the present invention in the case of an embodiment in which an active element in a pixel is configured by a P-channel MOS transistor.

【図20】本発明の第7の実施形態の1画素の構成を示
す回路図。
FIG. 20 is a circuit diagram showing a configuration of one pixel according to a seventh embodiment of the present invention.

【図21】画素内の能動素子をPチャネルのMOSトラ
ンジスタで構成した実施形態の場合の本発明の二次元固
体撮像装置の全体の構成を説明するためのブロック回路
図。
FIG. 21 is a block circuit diagram for explaining the overall configuration of a two-dimensional solid-state imaging device according to the present invention in the case where an active element in a pixel is configured by a P-channel MOS transistor.

【図22】図21の一部の回路図。FIG. 22 is a partial circuit diagram of FIG. 21;

【図23】本発明の第8の実施形態の1画素の構成を示
す回路図。
FIG. 23 is a circuit diagram showing a configuration of one pixel according to an eighth embodiment of the present invention.

【図24】本発明の第9の実施形態の1画素の構成を示
す回路図。
FIG. 24 is a circuit diagram showing a configuration of one pixel according to a ninth embodiment of the present invention.

【図25】本発明の第10の実施形態の1画素の構成を
示す回路図。
FIG. 25 is a circuit diagram showing a configuration of one pixel according to a tenth embodiment of the present invention.

【図26】本発明の第11の実施形態の1画素の構成を
示す回路図。
FIG. 26 is a circuit diagram showing a configuration of one pixel according to an eleventh embodiment of the present invention.

【図27】本発明の第11の実施形態の1画素の構成を
示す回路図。
FIG. 27 is a circuit diagram showing a configuration of one pixel according to an eleventh embodiment of the present invention.

【図28】本発明の第11の実施形態の1画素の構成を
示す回路図。
FIG. 28 is a circuit diagram showing a configuration of one pixel according to an eleventh embodiment of the present invention.

【図29】本発明の第11の実施形態の1画素の構成を
示す回路図。
FIG. 29 is a circuit diagram showing a configuration of one pixel according to an eleventh embodiment of the present invention.

【図30】画素内の能動素子をPチャネルのMOSトラ
ンジスタで構成した実施形態の場合の本発明の二次元固
体撮像装置の全体の構成を説明するためのブロック回路
図。
FIG. 30 is a block circuit diagram for explaining the overall configuration of a two-dimensional solid-state imaging device according to the present invention in the case of an embodiment in which active elements in pixels are configured by P-channel MOS transistors.

【図31】本発明の第12の実施形態の1画素の構成を
示す回路図。
FIG. 31 is a circuit diagram showing a configuration of one pixel according to a twelfth embodiment of the present invention.

【図32】画像入力装置の構成を示すブロック図。FIG. 32 is a block diagram illustrating a configuration of an image input device.

【図33】従来例の1画素の構成を示す回路図。FIG. 33 is a circuit diagram showing a configuration of one pixel in a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

G11〜Gmn 画素 2 垂直走査回路 3 水平走査回路 4−1〜4−n 行選択線 6−1〜6−m 出力信号線 7−1〜7−n ライン 8−1〜8−m 電流供給線 9−1〜9−m 定電流源 10 信号線 11 直流電圧線 12 ライン 13−1〜13−m ライン 51 対物レンズ 52 固体撮像装置 53,54 メモリ 55 補正演算回路 56 処理部 PD フォトダイオード T1〜T9 第1〜第9MOSトランジスタ C キャパシタ G11 to Gmn pixel 2 vertical scanning circuit 3 horizontal scanning circuit 4-1 to 4-n row selection line 6-1 to 6-m output signal line 7-1 to 7-n line 8-1 to 8-m current supply line 9-1 to 9-m Constant current source 10 Signal line 11 DC voltage line 12 line 13-1 to 13-m line 51 Objective lens 52 Solid-state imaging device 53, 54 Memory 55 Correction operation circuit 56 Processing unit PD Photodiode T1 T9 1st to 9th MOS transistors C capacitor

Claims (19)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 入射した光量に応じた電気信号を発生す
る感光素子と該感光素子に第1電極が接続されたトラン
ジスタを有するとともに該トランジスタをサブスレッシ
ョルド領域で動作させて前記電気信号を自然対数的に変
換する光電変換手段と、該光電変換手段の出力信号を出
力信号線へ導出する導出路とを備えた固体撮像装置にお
いて、 前記トランジスタの第1電極と制御電極とを前記感光素
子に接続し、 定電流源を設け、 前記定電流源より前記トランジスタに電流を流して、前
記トランジスタの制御電極の電圧を前記トランジスタに
対応した所定の電圧値にすることによってリセット動作
を行うことを特徴とする固体撮像装置。
A photosensitive element for generating an electrical signal corresponding to the amount of incident light; a transistor having a first electrode connected to the photosensitive element; and operating the transistor in a sub-threshold region to generate a natural logarithm of the electrical signal. A solid-state imaging device, comprising: a photoelectric conversion unit for performing an optical conversion; and a lead-out path for leading an output signal of the photoelectric conversion unit to an output signal line, wherein a first electrode and a control electrode of the transistor are connected to the photosensitive element. And providing a constant current source, performing a reset operation by flowing a current from the constant current source to the transistor and setting a voltage of a control electrode of the transistor to a predetermined voltage value corresponding to the transistor. Solid-state imaging device.
【請求項2】 前記トランジスタの第1電極と前記定電
流源の間に第1スイッチ手段を設け、 撮像動作を行うときは、前記第1スイッチ手段をOFF
にするとともに前記トランジスタをサブスレッショルド
領域で動作させ、 又、リセット動作を行うときは、前記第1スイッチ手段
をONにするとともに前記トランジスタに定電流源から
電流を流して導通状態にすることを特徴とする請求項1
に記載の固体撮像装置。
2. A first switch means is provided between a first electrode of the transistor and the constant current source, and when performing an imaging operation, the first switch means is turned off.
And operating the transistor in a sub-threshold region, and performing a reset operation by turning on the first switch means and passing a current from the constant current source to the transistor to make it conductive. Claim 1
3. The solid-state imaging device according to item 1.
【請求項3】 前記感光素子と前記トランジスタの第1
電極との間に第2スイッチ手段を備え、 撮像動作を行うときは、前記第2スイッチ手段をONに
するとともに前記トランジスタをサブスレッショルド領
域で動作させ、 又、リセット動作を行うときは、前記第2スイッチ手段
をOFFにするとともに前記トランジスタを導通状態に
することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の固
体撮像装置。
3. The method according to claim 1, wherein the photosensitive element and the first transistor are connected to each other.
A second switch means provided between the first electrode and the electrode; when performing an imaging operation, turning on the second switch means and operating the transistor in a sub-threshold region; 3. The solid-state imaging device according to claim 1, wherein the switch is turned off and the transistor is turned on.
【請求項4】 入射した光量に対して自然対数的に変換
した出力信号を発生する光電変換手段と、該光電変換手
段の出力信号を出力信号線へ導出する導出路とを備えた
複数の画素を有する固体撮像装置において、 前記光電変換手段が、 第1電極に直流電圧が印加された光電変換素子と、 第1電極と第2電極と制御電極とを備え、第1電極及び
制御電極が前記光電変換素子の第2電極に接続された第
1トランジスタと、 第1電極と第2電極と制御電極とを備え、第1電極に直
流電圧が印加されるとともに制御電極が前記第1トラン
ジスタの第1電極及び制御電極に接続され、第2電極か
ら電気信号を出力する第2トランジスタと、 前記第1トランジスタに定電流を流す定電流源と、 前記定電流源と前記第1トランジスタの第1電極及び制
御電極の接続ノードとの間に接続された第1スイッチと
を有し、 前記各画素が撮像動作を行うときは、前記第1スイッチ
をOFFにし、 前記各画素をリセットするとき、前記第1スイッチをO
Nにすることを特徴とする固体撮像装置。
4. A plurality of pixels comprising: photoelectric conversion means for generating an output signal obtained by natural logarithmically converting the amount of incident light; and a derivation path for deriving an output signal of the photoelectric conversion means to an output signal line. Wherein the photoelectric conversion means comprises: a photoelectric conversion element having a DC voltage applied to a first electrode; a first electrode, a second electrode, and a control electrode, wherein the first electrode and the control electrode are A first transistor connected to a second electrode of the photoelectric conversion element; a first electrode, a second electrode, and a control electrode, wherein a DC voltage is applied to the first electrode and the control electrode is connected to a first electrode of the first transistor. A second transistor connected to the one electrode and the control electrode and outputting an electric signal from the second electrode; a constant current source for supplying a constant current to the first transistor; a first electrode of the constant current source and the first transistor And control electronics A first switch connected between a pole connection node and the first switch, wherein the first switch is turned off when each pixel performs an imaging operation, and the first switch is reset when each pixel is reset. O
N. A solid-state imaging device.
【請求項5】 前記第1トランジスタの制御電極及び第
1電極の接続ノードと前記光電変換素子の第2電極との
間に接続される第2スイッチを有し、 前記各画素が撮像動作を行うときは、前記第2スイッチ
をONにし、又、前記各画素がリセット動作を行うとき
は、前記第2スイッチをOFFにすることを特徴とする
請求項4に記載の固体撮像装置。
5. A second switch connected between a control electrode of the first transistor and a connection node between the first electrode and a second electrode of the photoelectric conversion element, wherein each pixel performs an imaging operation. 5. The solid-state imaging device according to claim 4, wherein the second switch is turned on when the pixel performs a reset operation, and the second switch is turned off when the pixel performs a reset operation.
【請求項6】 前記光電変換素子の第1電極に一端が接
続されるとともに他端に直流電圧が印加される第2スイ
ッチを有し、 前記各画素が撮像動作を行うときは、前記第2スイッチ
をONにし、又、前記各画素がリセット動作を行うとき
は、前記第2スイッチをOFFにすることを特徴とする
請求項4に記載の固体撮像装置。
6. A second switch having one end connected to a first electrode of the photoelectric conversion element and a DC voltage applied to the other end, wherein when each pixel performs an imaging operation, the second switch is connected to the second switch. 5. The solid-state imaging device according to claim 4, wherein a switch is turned on, and when each of the pixels performs a reset operation, the second switch is turned off.
【請求項7】 前記第2スイッチがトランジスタである
ことを特徴とする請求項5又は請求項6に記載の固体撮
像装置。
7. The solid-state imaging device according to claim 5, wherein the second switch is a transistor.
【請求項8】 前記第1スイッチがトランジスタである
ことを特徴とする請求項4〜請求項7のいずれかに記載
の固体撮像装置。
8. The solid-state imaging device according to claim 4, wherein said first switch is a transistor.
【請求項9】 前記画素が、マトリクス状に配設される
ことを特徴とする請求項4〜請求項8のいずれかに記載
の固体撮像装置。
9. The solid-state imaging device according to claim 4, wherein said pixels are arranged in a matrix.
【請求項10】 複数の画素を有する固体撮像装置にお
いて、 各画素が、 フォトダイオードと、 該フォトダイオードの一方の電極に第1電極及びゲート
電極が接続された第1MOSトランジスタと、 前記第1MOSトランジスタの第1電極及びゲート電極
にゲート電極が接続された第2MOSトランジスタと、 定電流源と、 前記第1MOSトランジスタの第1電極及びゲート電極
に第2電極が接続されるとともに、第1電極に前記定電
流源が接続された第3MOSトランジスタとを有し、 前記画素に撮像動作をさせるときは、前記フォトダイオ
ードから出力される電気信号を自然対数的に変換するよ
うに、前記第3MOSトランジスタをOFFにして、前
記第1MOSトランジスタを閾値以下のサブスレッショ
ルド領域で動作させ、 前記画素のリセットを行うときに、前記第3MOSトラ
ンジスタをONにして、前記第1MOSトランジスタに
定電流を流して、前記第1MOSトランジスタのゲート
電極を前記第1MOSトランジスタに対応した所定の電
圧値にリセットすることを特徴とする固体撮像装置。
10. In a solid-state imaging device having a plurality of pixels, each pixel includes a photodiode, a first MOS transistor having a first electrode and a gate electrode connected to one electrode of the photodiode, and a first MOS transistor. A second MOS transistor having a gate electrode connected to the first electrode and the gate electrode of the first MOS transistor; a constant current source; a second electrode connected to the first electrode and the gate electrode of the first MOS transistor; And a third MOS transistor connected to a constant current source. When the pixel performs an imaging operation, the third MOS transistor is turned off so as to convert an electric signal output from the photodiode into a natural logarithm. Operating the first MOS transistor in a sub-threshold region equal to or less than a threshold value, When resetting the element, the third MOS transistor is turned on, a constant current flows through the first MOS transistor, and the gate electrode of the first MOS transistor is reset to a predetermined voltage value corresponding to the first MOS transistor. A solid-state imaging device characterized by the above-mentioned.
【請求項11】 前記フォトダイオードと前記第1MO
Sトランジスタとの間に設けられ、前記フォトダイオー
ドの第2電極に第1電極が接続されるとともに、前記第
1MOSトランジスタの第1電極及びゲート電極の接続
ノードに第2電極が接続された第4MOSトランジスタ
を有し、 前記画素に撮像動作をさせるときは、前記フォトダイオ
ードから出力される電気信号を自然対数的に変換するよ
うに、前記第3MOSトランジスタをOFFにするとと
もに前記第4MOSトランジスタをONにして、前記第
1MOSトランジスタを閾値以下のサブスレッショルド
領域で動作させ、 前記画素のリセットを行うときに、前記第4MOSトラ
ンジスタをOFFにするとともに前記第3MOSトラン
ジスタをONにして、前記第1MOSトランジスタに定
電流を流して、前記第1MOSトランジスタのゲート電
極を前記第1MOSトランジスタに対応した所定の電圧
値にリセットすることを特徴とする請求項10に記載の
固体撮像装置。
11. The photodiode and the first MO
A fourth MOS transistor provided between the first transistor and the S transistor, wherein a first electrode is connected to a second electrode of the photodiode, and a second electrode is connected to a connection node between the first electrode and the gate electrode of the first MOS transistor; When the pixel performs an imaging operation, the third MOS transistor is turned off and the fourth MOS transistor is turned on so that an electric signal output from the photodiode is converted into a natural logarithm. Operating the first MOS transistor in a sub-threshold region equal to or less than a threshold value, and when resetting the pixel, turning off the fourth MOS transistor and turning on the third MOS transistor to set the first MOS transistor as the first MOS transistor. Supplying a current to the first MOS transistor The solid-state imaging device according to the gate electrode to claim 10, characterized in that the resetting to a predetermined voltage value corresponding to the first 1MOS transistor.
【請求項12】 第1電極に直流電圧が印加されるとと
もに、前記フォトダイオードの第1電極に第2電極が接
続された第4MOSトランジスタを有し、 前記画素に撮像動作をさせるときは、前記フォトダイオ
ードから出力される電気信号を自然対数的に変換するよ
うに、前記第3MOSトランジスタをOFFにするとと
もに前記第4MOSトランジスタをONにして、前記第
1MOSトランジスタを閾値以下のサブスレッショルド
領域で動作させ、 前記画素のリセットを行うときに、前記第4MOSトラ
ンジスタをOFFにするとともに前記第3MOSトラン
ジスタをONにして、前記第1MOSトランジスタに定
電流を流して、前記第1MOSトランジスタのゲート電
極を前記第1MOSトランジスタに対応した所定の電圧
値にリセットすることを特徴とする請求項10に記載の
固体撮像装置。
12. When a DC voltage is applied to a first electrode and a fourth MOS transistor having a second electrode connected to a first electrode of the photodiode, the fourth MOS transistor is connected to the first electrode of the photodiode. The third MOS transistor is turned off and the fourth MOS transistor is turned on so that the first MOS transistor is operated in a sub-threshold region equal to or less than a threshold so as to convert an electric signal output from the photodiode into a natural logarithm. When resetting the pixel, the fourth MOS transistor is turned off and the third MOS transistor is turned on, a constant current flows through the first MOS transistor, and the gate electrode of the first MOS transistor is connected to the first MOS transistor. Reset to a predetermined voltage value corresponding to the transistor The solid-state imaging device according to claim 10, characterized in Rukoto.
【請求項13】 前記画素が、第1電極が前記第2MO
Sトランジスタの第2電極に接続され、第2電極が出力
信号線に接続され、ゲート電極が行選択線に接続された
第6MOSトランジスタを有することを特徴とする請求
項10〜請求項12のいずれかに記載の固体撮像装置。
13. The pixel according to claim 1, wherein the first electrode is the second MO.
13. The semiconductor device according to claim 10, further comprising a sixth MOS transistor connected to a second electrode of the S transistor, the second electrode connected to an output signal line, and a gate electrode connected to a row selection line. A solid-state imaging device according to any one of claims 1 to 3.
【請求項14】 前記画素が、第1電極が直流電圧に接
続され、ゲート電極が前記第2MOSトランジスタの第
2電極に接続されるとともに、前記第2MOSトランジ
スタの第2電極から出力される出力信号を増幅する第5
MOSトランジスタを有することを特徴とする請求項1
0〜請求項12のいずれかに記載の固体撮像装置。
14. The pixel according to claim 1, wherein a first electrode is connected to a DC voltage, a gate electrode is connected to a second electrode of the second MOS transistor, and an output signal output from the second electrode of the second MOS transistor. Fifth to amplify
2. The semiconductor device according to claim 1, further comprising a MOS transistor.
The solid-state imaging device according to claim 1.
【請求項15】 前記画素が、第1電極が前記第5MO
Sトランジスタの第2電極に接続され、第2電極が出力
信号線に接続され、ゲート電極が行選択線に接続された
第6MOSトランジスタを有することを特徴とする請求
項14に記載の固体撮像装置。
15. The pixel according to claim 15, wherein the first electrode is the fifth MO.
The solid-state imaging device according to claim 14, further comprising a sixth MOS transistor connected to a second electrode of the S transistor, the second electrode connected to an output signal line, and a gate electrode connected to a row selection line. .
【請求項16】 前記画素が、前記第2MOSトランジ
スタの第2電極に一端が接続されるとともに、前記第2
MOSトランジスタの第1電極にリセット電圧が与えら
れたときに前記第2MOSトランジスタを介してリセッ
トされるキャパシタを有することを特徴とする請求項1
4又は請求項15に記載の固体撮像装置。
16. The pixel according to claim 16, wherein one end of the pixel is connected to a second electrode of the second MOS transistor, and
2. A capacitor which is reset via the second MOS transistor when a reset voltage is applied to a first electrode of the MOS transistor.
The solid-state imaging device according to claim 4 or claim 15.
【請求項17】 前記第2MOSトランジスタの第1電
極が直流電圧に接続されるとともに、 前記画素が、 前記第2MOSトランジスタの第2電極に第1電極が接
続され第2電極に直流電圧が接続された第7MOSトラ
ンジスタと、 前記第2MOSトランジスタの第2電極に一端が接続さ
れるとともに、前記第7MOSトランジスタのゲート電
極にリセット電圧が与えられたときに前記第7MOSト
ランジスタを介してリセットされるキャパシタと、 を有することを特徴とする請求項14又は請求項15に
記載の固体撮像装置。
17. The pixel, wherein a first electrode of the second MOS transistor is connected to a DC voltage, and the pixel has a first electrode connected to a second electrode of the second MOS transistor, and a DC voltage connected to a second electrode. A seventh MOS transistor, a capacitor having one end connected to a second electrode of the second MOS transistor and being reset via the seventh MOS transistor when a reset voltage is applied to a gate electrode of the seventh MOS transistor; The solid-state imaging device according to claim 14, comprising:
【請求項18】 第1方向に1列に配された前記画素の
第1MOSトランジスタの第2電極に共通に接続される
第1直流電圧線と、 第2方向に1列に配された前記画素の第1MOSトラン
ジスタの第2電極に共通に接続される第2直流電圧線と
を有し、 前記各画素が撮像動作を行うときは、前記第1MOSト
ランジスタの第2電極を前記第1直流電圧線に接続し、 前記各画素がリセット動作を行うときは、前記第1MO
Sトランジスタの第2電極を前記第2直流電圧線に接続
することを特徴とする請求項10〜請求項17のいずれ
かに記載の固体撮像装置。
18. A first DC voltage line commonly connected to a second electrode of a first MOS transistor of the pixel arranged in one column in a first direction, and the pixel arranged in one column in a second direction. A second DC voltage line commonly connected to a second electrode of the first MOS transistor, and when each pixel performs an imaging operation, the second electrode of the first MOS transistor is connected to the first DC voltage line. And when each pixel performs a reset operation, the first MO
18. The solid-state imaging device according to claim 10, wherein a second electrode of the S transistor is connected to the second DC voltage line.
【請求項19】 前記画素に対し前記出力信号線を介し
て接続された負荷抵抗又は定電流源を成すMOSトラン
ジスタを備えていることを特徴とする請求項10〜請求
項18のいずれかに記載の固体撮像装置。
19. The apparatus according to claim 10, further comprising a MOS transistor forming a load resistor or a constant current source connected to said pixel via said output signal line. Solid-state imaging device.
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